表示装置、表示装置の製造方法、及び、電子機器
【課題】有機電界発光素子における表示領域を保護する保護膜の薄膜化を図るとともに低屈折率化を図り、効率向上および寿命向上を図ること。
【解決手段】本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域２０と、表示領域２０を覆う状態で形成される保護膜１７と、保護膜１７の上に形成される樹脂層１８と、樹脂層１８によって貼り付けられる封止層１９とを備える表示装置であり、保護膜１７が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっているものである。
【解決手段】本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域２０と、表示領域２０を覆う状態で形成される保護膜１７と、保護膜１７の上に形成される樹脂層１８と、樹脂層１８によって貼り付けられる封止層１９とを備える表示装置であり、保護膜１７が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっているものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域を有する表示装置に関し、特に、光の取り出し効率に優れるトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極と陰極との間に有機正孔輸送層や有機発光層を積層させた有機層を設けてなる有機電界発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。その一方、有機電界発光素子は吸湿によって発光輝度が低下したり、発光が不安定になる等、経時的な安定性が低いといった課題がある。そこで、有機電界発光素子を用いた表示装置においては、有機電界発光素子を保護膜で覆うことにより、有機電界発光素子への水分の到達を防止している。
【０００３】
このような観点で有機電界発光素子を覆う保護膜としては、例えば、窒化シリコン酸化膜や窒化シリコン膜が用いられている。窒化シリコン酸化膜は屈折率が低く、透過率も高いためデバイス特性には非常に有利ではあるが、防湿性に劣るために、かなりの膜厚化が必要となる。このような膜厚化は膜の内部応力を増大させ、カソード電極からの剥がれやマイクロクラックなどの発生を招き、有機電界発光素子の特性および耐湿性を劣化させるという矛盾が生じてしまう。
【０００４】
一方、窒化シリコンは原料ガスとして、アンモニアガスを用いずにシランガスと窒素のみを用いたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を適用することが提案され
ている。このように成膜された窒化シリコン膜を保護膜として用いることにより保護膜にクラックや剥離が生じず、有機電界発光素子の動作も安定することになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、原料ガスとして、シランガス、窒素ガス、水素ガスを用いる成膜方法において、窒素ガスの濃度を変えることにより、膜密度を制御し、高密度の窒化シリコン膜を低密度の窒化シリコン膜で挟んだ３層構造とすることで、保護膜中の残留応力を低下させて、膜剥がれを防止する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの手法は保護膜の透過率が低くなることから、特に、青色の波長(４５０ｎｍ近辺)の透過率が著しく低下することにより、色再現性を低下させる要因となる。そのため、アンモニアガスを導入することにより、透過率を向上させ、かつ被覆性の良い膜を形成してする手法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２３２６４号公報
【特許文献２】特開２００４−６３３０４号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示される手法は、保護膜の防湿性には優れているものの、屈折率が高くなるため（例えば、１．８５から１．９１）、その上の樹脂層との界面で反射が起こり、かつ膜干渉があるため膜厚を薄くすると保護膜の膜厚分布により面内の取り出した光の色度および輝度がずれてしまうという問題点が起こり、プロセスマージンを稼ぐことができなくなるという問題が生じる。そのため、膜厚を厚くして多重干渉にすることにより、膜厚分布による色度ずれを解消する必要がある。また、厚膜にすることにより、タクト時間およびコストの増加が問題となる。また、薄膜をするのに比べると保護膜の透過率が下がり、特に、青色の波長(４５０ｎｍ近辺)の透過率が著しく低下することにより、色再現性を低下させる要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域と、表示領域を覆う状態で形成される保護膜と、保護膜の上に形成される樹脂層と、樹脂層によって貼り付けられる封止層とを備える表示装置であり、保護膜が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっているものである。また、本発明は、このような表示装置を本体筐体に設けた電子機器でもある。
【０００９】
特に、本発明で適用する保護膜は、シランガス、アンモニアガス、窒素ガスを用いた化学的気相成長法によって成膜したもので、屈折率の低い窒化シリコン膜を積層した構成となっている。保護膜の膜厚としては、１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっており、保護膜の応力がほぼゼロとなっているものである。
【００１０】
これにより、保護膜の屈折率が樹脂層の屈折率と近づき、保護膜を薄膜にしても干渉波の波長が長くなって膜厚分布による面内の取り出した光の色ずれがなくなる。
【００１１】
例えば、プラズマＣＶＤのパラメータを調整することにより、保護膜である窒化シリコン膜の屈折率を通常よりも下げることにより（波長４５０ｎｍでの屈折率１．６５から１．７５）、薄膜にしても干渉波の波長が長くなることにより、膜厚分布による面内の取り出した光の色度ずれがなくなり、プロセスマージンを稼ぐことができるようになる。また、膜厚が薄くなることによる、透過率の向上およびタクト短縮そしてコストダウンにもつながる。また、屈折率を下げたままで被覆性の良い膜を形成することにより、封止信頼性の向上にもつながる。また、薄膜化できることにより、膜の内部応力がほとんどゼロになり、デバイス特性の向上を図ることができる。
【００１２】
ここで、樹脂層と保護膜（窒化シリコン膜）との界面の反射率Ｒは、窒化シリコン膜の屈折率をｎ１、樹脂層の屈折率をｎ２とした場合、
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）2／（ｎ１＋ｎ２）2
となるので、ｎ１を小さくすることにより、界面反射率を小さくして干渉波形の振幅を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば次のような効果がある。すなわち、保護膜を薄膜化するとともに低屈折率化することにより、樹脂層との間での光の干渉を弱くして、面内色度、輝度分布を小さくすることが可能となる。これにより、光の透過率を向上させ、かつ面内ばらつきによる効率のばらつきを抑えることが可能となる。また、効率向上に伴う、寿命の向上を図ることが可能となる。さらに、保護膜の薄膜化によってプロセスタクト短縮化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る表示装置の構造を説明する模式断面図である。
【図２】３種類の保護膜についての波長に対する屈折率の値を示す図である。
【図３】３種類の保護膜の特性を示す図である。
【図４】ＲＧＢ各色の膜厚分布による色度変化を示す図である。
【図５】各色の効率およびばらつきにいての比較結果を示す図である。
【図６】各条件における稼働時間に対する輝度の変化を示す図である。
【図７】各条件における半減寿命を示す図である。
【図８】フラット型のモジュール形状の例を示す模式図である。
【図９】本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。
【図１０】本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図１１】本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図１２】本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
【図１３】本実施形態が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図である。
【図１４】表示撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図１５】Ｉ／Ｏディスプレイパネルの構成例を表すブロック図である。
【図１６】各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバとの接続関係を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
【００１６】
＜表示装置の構造＞
図１は、本実施形態に係る表示装置の構造を説明する模式断面図である。なお、本実施形態では、上面発光型の有機ＥＬディスプレイから成る表示装置を例とする。
【００１７】
すなわち、この表示装置は、例えばガラスから成る絶縁材料の基板（ガラス基板１０）上に複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）が配列形成された駆動基板と、駆動基板上に形成される表示領域２０と、表示領域２０を覆う状態で形成される保護膜１７と、保護膜１７の上に形成される樹脂層１８と、樹脂層１８によって貼り付けられるガラス基板等から成る封止層１９とを備えている。
【００１８】
カラー画像を表示する表示装置では、駆動基板の上に形成される表示領域２０として、赤色の光を発光する表示領域と、緑色の光を発光する表示領域と、青色の光を発光する表示領域とが所定の順番にマトリクス状に配置されたものとなる。
【００１９】
本実施形態では、表示領域２０として、発生した光を共振させる共振器構造を備えている。表示領域２０は、下部電極である第一電極（例えば、陽極１５）と上部電極である第二電極（例えば、陰極１６）との間に、発光層２３を含む有機層を有し、発光層２３で発生した光を第一電極と第二電極との間で共振させ、第二電極の側から取り出す構造となっている。
【００２０】
表示領域２０に含まれる有機層は種々の構成をとることができるが、本実施形態では、陽極１５側から正孔注入層２１、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４を備えた構成となっている。正孔注入層２１は、陽極１５から正孔を有機層２３内に注入する役目を果たす。正孔輸送層２２は、正孔注入層２１から注入された正孔を発光層２３へ効率よく送り込む役目を果たす。発光層２３は、電流の注入により光を発生する部分である。電子輸送層２４は、陰極１６から発光層２３へ電子を注入する役目を果たす。
【００２１】
この表示領域２０の保護膜１７は窒化シリコンから成り、表示領域２０を覆うように被着している。本実施形態では、保護膜１７が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となるよう形成している。これにより、保護膜１７の屈折率が保護膜１７の上に形成される樹脂層１８の屈折率（１．５〜１．６）に近づき、保護膜１７を薄膜にしても干渉波の波長が長くなって膜厚分布による面内の取り出した光の色ずれをなくすことが可能となる。特に、本実施形態では、波長４５０ｎｍでの保護膜１７と樹脂層１８との屈折率差を０．３以下(好ましくは０．２)にしている。これにより、色ずれ抑制の効果をより発揮させることができる。
【００２２】
ここで、保護膜１７とその上の樹脂層１８との界面での反射率Ｒは、保護膜１７である窒化シリコン膜の屈折率をｎ１、樹脂層の屈折率をｎ２とした場合、
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）2／（ｎ１＋ｎ２）2
となる。したがって、ｎ１を小さくすることにより、界面反射率を小さくして干渉波形の振幅を低減することができる。
【００２３】
保護膜１７の屈折率を調整するには、保護膜１７を形成するプラズマＣＶＤのパラメータを調整することによって行うことができる。また、保護膜１７の厚さは１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっており、薄膜化することで膜の内部応力をほとんどゼロにすることができる。これにより、表示領域２０への影響を抑制し、発光特性を向上できるようになる。
【００２４】
＜表示装置の製造工程＞
次に、本実施形態に係る表示装置の製造方法を工程順に説明する。先ず、例えばガラスなどの絶縁材料からなる基板（ガラス基板１０）上に、複数のＴＦＴが配列形成されたＴＦＴアレイを形成する。
【００２５】
次に、このＴＦＴアレイが形成されたガラス基板１０上に、例えばスピンコート法によりポジ型感光性ポリベンゾオキサゾールからなる第１絶縁膜１１を塗布形成する。この第１絶縁膜１１は、ガラス基板１０の表面側に生じた凹凸を平坦化する平坦化膜として機能する。なお、本実施形態では、ポリベンゾオキサゾールを使用したが、他にもポジ型感光性ポリイミドなどの絶縁材料を使用しても良い。
【００２６】
その後、この第１絶縁膜１１に露光を行い、現像することで、第１絶縁膜１１にＴＦＴと接続するためのコンタクトホールを形成する。続いて、この状態のガラス基板１０に、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気下でベーク処理を行うことで、ポリベンゾオキサゾールを硬化するとともに、第１絶縁膜１１中に含まれる水分などを除去する。
【００２７】
次に、コンタクトホールを埋め込む状態で、第１絶縁膜１１上に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜、Ａｇ合金膜、ＩＴＯ膜がガラス基板側から順次積層された導電材料層を成膜する。この導電材料層の膜厚は、例えばガラス基板１０側から、ＩＴＯ膜／Ａｇ合金膜／ＩＴＯ膜＝約３０ｎｍ／約１００ｎｍ／約１０ｎｍであることとする。ここで、Ａｇ合金膜が、後工程でこの導電材料層をパターニングして形成する下部電極（陽極１５）の反射層となる。
【００２８】
続いて、通常のリソグラフィ技術によって形成したレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングする。これにより、画素領域内の第１絶縁膜１１上に、コンタクトホールを介してＴＦＴに接続され、各画素に対応する下部電極（陽極１５）が配列形成されるとともに、画素領域の外側の周辺領域の第１絶縁膜１１上に、導電膜が形成される。この導電膜は、約３ｍｍの幅で画素領域を囲う額縁状に形成するとともに、駆動回路と接続させる。
【００２９】
ここで、この導電膜は、補助配線として機能し、後工程で形成する上部電極と接続して、配線抵抗を低下させることで、輝度を向上させるとともに、良好な面内輝度分布を得るために設けられるものである。このため、導電性に優れた材料で形成されることが好ましく、その幅は広い方が好ましい。
【００３０】
次に、下部電極（陽極１５）および導電膜が設けられた第１絶縁膜１１上に、例えば再びスピンコート法によりポジ型感光性ポリベンゾオキサゾールからなる第２絶縁膜１２を塗布形成する。
【００３１】
その後、露光を行い、現像、硬化することで、画素領域内に各画素、すなわち、有機ＥＬ素子を形成するための画素開口を形成して、下部電極（陽極１５）の表面を露出するとともに、周辺領域の導電膜の表面も露出する。なお、本実施形態では、ポリベンゾオキサゾールを使用したが、他にもポジ型感光性ポリイミドなどの絶縁材料を使用しても良い。
【００３２】
続いて、この状態のガラス基板１０に、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気下でベーク処理を行うことで、ポリベンゾオキサゾールを硬化するとともに、第１絶縁膜１１および第２絶縁膜１２に含まれる水分などを除去する。
【００３３】
この後、微小異物を除去するために純水でスピン洗浄を行った後、真空雰囲気下でベーク処理を行い、真空雰囲気を維持した状態で前処理室に搬送し、Ｏ2プラズマによって基板の前処理を行い、次に真空雰囲気を維持した状態で次の工程である有機層の蒸着を行う。上記のようなプロセスにすることで、ベーク処理後に大気中の水分などの基板上への吸着が防止されるため、好ましい。
【００３４】
次に、画素開口内の下部電極（陽極１５）上に、各色の有機ＥＬ素子（赤色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子、青色有機ＥＬ素子）における有機層、すなわち、赤色有機層、緑色有機層、青色有機層をそれぞれ形成する。
【００３５】
この場合には、例えば真空雰囲気下で、青色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、底部に下部電極が露出された画素開口の内壁を覆う状態で、正孔注入層２１、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４を順次蒸着することで、青色有機層を、約２００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３６】
次いで、真空雰囲気を維持した状態で、赤色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、青色の有機層と同様に、赤色有機層を約１５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００３７】
その後、真空雰囲気を維持した状態で、緑色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、青色有機層と同様に、緑色有機層を約１００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３８】
以上のように、各有機層を形成した後、真空雰囲気を維持した状態で、基板上に蒸着マスクをアライメントして、例えば蒸着法により、有機層上、第２絶縁膜１２上および導電膜上に、例えばＬｉＦからなる電子注入層（図示せず）を約１ｎｍの膜厚で形成する。
【００３９】
その後、この蒸着マスクを用いた真空蒸着法により、電子注入層上に例えば半透過性のＭｇＡｇ合金からなる上部電極（陰極１６）を約１０ｎｍの膜厚で形成する。これにより、電子注入層を介して導電膜と上部電極（陰極１６）とが接続される。
【００４０】
その後、今回の発明のポイントとなる、シランガス、アンモニアガス、窒素ガスを使ったＣＶＤ(化学気相成膜)でＳｉＮx（窒化シリコン）を成膜する。窒化シリコンは、各色に対応した表示領域２０である有機層および上部電極（陰極１６）を覆う状態で形成され、保護膜１７として構成される。
【００４１】
保護膜１７を形成した後は、大気暴露することなく、樹脂層１８を塗布し、ガラス基板から成る封止層１９を形成して封止を行なう。以上の方法で、完全固体封止型の有機発光素子を作成する。
【００４２】
＜保護膜の特性比較＞
ここで、本発明の保護膜を説明するための比較サンプルとして、特開２００７−１８４２５１号公報に記載されている保護膜を成膜した。膜厚は５．３μｍである(条件１)。また、特開２００７−１８４２５１号公報に記載されている保護膜の寿命特性に良い条件２の膜単層１μｍも成膜した（条件２）。
【００４３】
本発明による保護膜は、アンモニアガスを用いたＣＶＤ法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって、透過率８６％（波長４５０ｎｍ）、またその流量を維持したまま、圧力を上げることにより、{ HYPERLINK "mailto:屈折率1.71@450nm" ,屈折率ｎ＝１．７４（波長４５０ｎｍ}）の膜が得られた。膜厚
は０．５μｍである。以上の３種類の膜にてついて比較する。なお、これらの保護膜の特性をまとめたものを図２に示す。
【００４４】
＜比較例１＞
比較例１は、膜厚分布による色度ずれの比較結果である。先ず、波長に対する屈折率の値を上記３種類の膜について測定した結果を図３に示す。この結果を元に、ＲＧＢ各色の膜厚分布による色度変化を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。この図では、（ａ）が赤色の色度変化、（ｂ）が緑の色度変化、（ｃ）が青の色度変化を示し、各図とも横軸が膜厚のバラツキ、縦軸が色度ｕ’、ｖ’のずれを示している。
【００４５】
この図より、条件１では干渉の影響は平均化されて見えないが、条件２程度になると特性変動として現れているのが分かる。条件２と本実施形態とを比較した場合、本発明の保護膜の方が屈折率が低いことから、干渉の影響を受けにくいことが分かる。
【００４６】
＜比較例２＞
比較例２は、屈折率による効率の向上およびばらつき精度の比較結果である。図５は、各色の効率およびばらつきにいての比較結果を示す図である。図５では、ＲＧＢ各色について、本発明、条件１、条件２での保護膜による屈折率、膜厚、そのときの色度（ｘ、ｙ座標）、保護膜の膜厚分布による効率の値、条件２と比較したときの効率の差、効率のばらつき（膜厚分布による効率分布）を示している。
【００４７】
この図より、条件１と条件２とを比較した場合、屈折率は大きく変わらないが、膜厚が薄いため、効率は向上することが分かる。しかし、屈折率が小さいために、膜厚が薄くなると、膜厚のばらつきによる効率のばらつきが大きくなる。一方、本発明では、屈折率まで下げることにより、効率を向上させつつ、ばらつきも押さえられる傾向が見られる。
【００４８】
＜比較例３＞
比較例３は、寿命の向上についての比較結果である。図６は、各条件における稼働時間に対する輝度の変化を示す図である。輝度合わせによる寿命特性を行なったところ、比較例１、比較例２を踏まえて、膜厚が薄くなるために同輝度での効率が向上するため、一番懸念される青色において寿命が向上されているのが分かる。また、加速定数を出して計算した実際の寿命を図７に示す。図７では、各条件における半減寿命を示しており、本発明の保護膜を用いた場合の寿命が最も長いことが分かる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る表示装置の適用例について説明する。
【００５０】
＜電子機器＞
本実施形態に係る表示装置は、図８に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。例えば絶縁性の基板上２００２に、発光領域、薄膜トランジスタ、受光素子等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部２００２ａを設ける、この画素アレイ部（画素マトリックス部）２００２ａを囲むように接着剤２０２１を配し、ガラス等の対向基板２００６を貼り付けて表示モジュールとする。この透明な対向基板２００６には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてもよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部２００２ａへの信号等を入出力するためのコネクタとして例えばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２０２３を設けてもよい。
【００５１】
以上説明した本実施形態に係る表示装置は、図９〜図１３に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
【００５２】
図９は、本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作成される。
【００５３】
図１０は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５４】
図１１は、本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５５】
図１２は、本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５６】
図１３は、本実施形態が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５７】
＜表示撮像装置＞
本実施形態に係る表示装置は、以下のような表示撮像装置に適用可能である。また、この表示撮像装置は、先に説明した各種電子機器に適用可能である。図１４には、表示撮像装置の全体構成を表すものである。この表示撮像装置は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００と、バックライト１５００と、表示ドライブ回路１２００と、受光ドライブ回路１３００と、画像処理部１４００と、アプリケーションプログラム実行部１１００とを備えている。
【００５８】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００は、複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された有機電界発光素子からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能（表示機能）を有すると共に、後述するようにこのＩ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体を撮像する機能（撮像機能）を有するものである。また、バックライト１５００は、例えば複数の発光ダイオードが配置されてなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の光源であり、後述するようにＩ／Ｏディスプレイ２０００の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ動作を行うようになっている。
【００５９】
表示ドライブ回路１２００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。
【００６０】
受光ドライブ回路１３００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において受光データが得られるように（物体を撮像するように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。なお、各画素での受光データは、例えばフレーム単位でフレームメモリ１３００Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１４へ出力されるようになっている。
【００６１】
画像処理部１４００は、受光ドライブ回路１３００から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するものである。なお、この検知する処理の詳細については後述する。
【００６２】
アプリケーションプログラム実行部１１００は、画像処理部１４００による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、例えば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１１００で生成される表示データは表示ドライブ回路１２００へ供給されるようになっている。
【００６３】
次に、図１５を参照してＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の詳細構成例について説明する。このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００は、表示エリア（センサエリア）２１００と、表示用Ｈドライバ２２００と、表示用Ｖドライバ２３００と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００と、センサ用Ｖドライバ２４００とを有している。
【００６４】
表示エリア（センサエリア）２１００は、有機電界発光素子からの光を変調して表示光を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を撮像する領域であり、発光素子（表示素子）である有機電界発光素子と後述する受光素子（撮像素子）とがそれぞれマトリクス状に配置されている。
【００６５】
表示用Ｈドライバ２２００は、表示ドライブ回路１２００から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３００と共に表示エリア２１００内の各画素の有機電界発光素子を駆動するものである。
【００６６】
センサ読み出し用Ｈドライバ２５００は、センサ用Ｖドライバ２４００と共にセンサエリア２１００内の各画素の受光素子を線順次駆動し、受光信号を取得するものである。
【００６７】
次に、図１６を参照して、表示エリア２１００内の各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００との接続関係について説明する。この表示エリア２１００では、赤（Ｒ）用の画素３１００と、緑（Ｇ）用の画素３２００と、青（Ｂ）用の画素３３００とが並んで配置されている。
【００６８】
各画素の受光センサ３１００ｃ，３２００ｃ，３３００ｃに接続されたコンデンサに蓄積された電荷は、それぞれのバッファアンプ３１００ｆ，３２００ｆ，３３００ｆで増幅され、読み出しスイッチ３１００ｇ，３２００ｇ，３３００ｇがオンになるタイミングで、信号出力用電極を介してセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００へ供給される。なお、各信号出力用電極には定電流源４１００ａ，４１００ｂ，４１００ｃがそれぞれ接続され、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００で感度良く受光量に対応した信号が検出されるようになっている。
【符号の説明】
【００６９】
１０…ガラス基板、１１…第１絶縁膜、１２…第２絶縁膜、１５…陽極、１６…陰極、１７…保護膜、１８…樹脂層、１９…封止層、２１…正孔注入層、２２…正孔輸送層、２３…発光層、２４…電子輸送層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域を有する表示装置に関し、特に、光の取り出し効率に優れるトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極と陰極との間に有機正孔輸送層や有機発光層を積層させた有機層を設けてなる有機電界発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。その一方、有機電界発光素子は吸湿によって発光輝度が低下したり、発光が不安定になる等、経時的な安定性が低いといった課題がある。そこで、有機電界発光素子を用いた表示装置においては、有機電界発光素子を保護膜で覆うことにより、有機電界発光素子への水分の到達を防止している。
【０００３】
このような観点で有機電界発光素子を覆う保護膜としては、例えば、窒化シリコン酸化膜や窒化シリコン膜が用いられている。窒化シリコン酸化膜は屈折率が低く、透過率も高いためデバイス特性には非常に有利ではあるが、防湿性に劣るために、かなりの膜厚化が必要となる。このような膜厚化は膜の内部応力を増大させ、カソード電極からの剥がれやマイクロクラックなどの発生を招き、有機電界発光素子の特性および耐湿性を劣化させるという矛盾が生じてしまう。
【０００４】
一方、窒化シリコンは原料ガスとして、アンモニアガスを用いずにシランガスと窒素のみを用いたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を適用することが提案され
ている。このように成膜された窒化シリコン膜を保護膜として用いることにより保護膜にクラックや剥離が生じず、有機電界発光素子の動作も安定することになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、原料ガスとして、シランガス、窒素ガス、水素ガスを用いる成膜方法において、窒素ガスの濃度を変えることにより、膜密度を制御し、高密度の窒化シリコン膜を低密度の窒化シリコン膜で挟んだ３層構造とすることで、保護膜中の残留応力を低下させて、膜剥がれを防止する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの手法は保護膜の透過率が低くなることから、特に、青色の波長(４５０ｎｍ近辺)の透過率が著しく低下することにより、色再現性を低下させる要因となる。そのため、アンモニアガスを導入することにより、透過率を向上させ、かつ被覆性の良い膜を形成してする手法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２３２６４号公報
【特許文献２】特開２００４−６３３０４号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示される手法は、保護膜の防湿性には優れているものの、屈折率が高くなるため（例えば、１．８５から１．９１）、その上の樹脂層との界面で反射が起こり、かつ膜干渉があるため膜厚を薄くすると保護膜の膜厚分布により面内の取り出した光の色度および輝度がずれてしまうという問題点が起こり、プロセスマージンを稼ぐことができなくなるという問題が生じる。そのため、膜厚を厚くして多重干渉にすることにより、膜厚分布による色度ずれを解消する必要がある。また、厚膜にすることにより、タクト時間およびコストの増加が問題となる。また、薄膜をするのに比べると保護膜の透過率が下がり、特に、青色の波長(４５０ｎｍ近辺)の透過率が著しく低下することにより、色再現性を低下させる要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、発生した光を共振させる共振器構造の表示領域と、表示領域を覆う状態で形成される保護膜と、保護膜の上に形成される樹脂層と、樹脂層によって貼り付けられる封止層とを備える表示装置であり、保護膜が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっているものである。また、本発明は、このような表示装置を本体筐体に設けた電子機器でもある。
【０００９】
特に、本発明で適用する保護膜は、シランガス、アンモニアガス、窒素ガスを用いた化学的気相成長法によって成膜したもので、屈折率の低い窒化シリコン膜を積層した構成となっている。保護膜の膜厚としては、１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっており、保護膜の応力がほぼゼロとなっているものである。
【００１０】
これにより、保護膜の屈折率が樹脂層の屈折率と近づき、保護膜を薄膜にしても干渉波の波長が長くなって膜厚分布による面内の取り出した光の色ずれがなくなる。
【００１１】
例えば、プラズマＣＶＤのパラメータを調整することにより、保護膜である窒化シリコン膜の屈折率を通常よりも下げることにより（波長４５０ｎｍでの屈折率１．６５から１．７５）、薄膜にしても干渉波の波長が長くなることにより、膜厚分布による面内の取り出した光の色度ずれがなくなり、プロセスマージンを稼ぐことができるようになる。また、膜厚が薄くなることによる、透過率の向上およびタクト短縮そしてコストダウンにもつながる。また、屈折率を下げたままで被覆性の良い膜を形成することにより、封止信頼性の向上にもつながる。また、薄膜化できることにより、膜の内部応力がほとんどゼロになり、デバイス特性の向上を図ることができる。
【００１２】
ここで、樹脂層と保護膜（窒化シリコン膜）との界面の反射率Ｒは、窒化シリコン膜の屈折率をｎ１、樹脂層の屈折率をｎ２とした場合、
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）2／（ｎ１＋ｎ２）2
となるので、ｎ１を小さくすることにより、界面反射率を小さくして干渉波形の振幅を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば次のような効果がある。すなわち、保護膜を薄膜化するとともに低屈折率化することにより、樹脂層との間での光の干渉を弱くして、面内色度、輝度分布を小さくすることが可能となる。これにより、光の透過率を向上させ、かつ面内ばらつきによる効率のばらつきを抑えることが可能となる。また、効率向上に伴う、寿命の向上を図ることが可能となる。さらに、保護膜の薄膜化によってプロセスタクト短縮化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る表示装置の構造を説明する模式断面図である。
【図２】３種類の保護膜についての波長に対する屈折率の値を示す図である。
【図３】３種類の保護膜の特性を示す図である。
【図４】ＲＧＢ各色の膜厚分布による色度変化を示す図である。
【図５】各色の効率およびばらつきにいての比較結果を示す図である。
【図６】各条件における稼働時間に対する輝度の変化を示す図である。
【図７】各条件における半減寿命を示す図である。
【図８】フラット型のモジュール形状の例を示す模式図である。
【図９】本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。
【図１０】本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図１１】本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図１２】本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
【図１３】本実施形態が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図である。
【図１４】表示撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図１５】Ｉ／Ｏディスプレイパネルの構成例を表すブロック図である。
【図１６】各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバとの接続関係を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
【００１６】
＜表示装置の構造＞
図１は、本実施形態に係る表示装置の構造を説明する模式断面図である。なお、本実施形態では、上面発光型の有機ＥＬディスプレイから成る表示装置を例とする。
【００１７】
すなわち、この表示装置は、例えばガラスから成る絶縁材料の基板（ガラス基板１０）上に複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）が配列形成された駆動基板と、駆動基板上に形成される表示領域２０と、表示領域２０を覆う状態で形成される保護膜１７と、保護膜１７の上に形成される樹脂層１８と、樹脂層１８によって貼り付けられるガラス基板等から成る封止層１９とを備えている。
【００１８】
カラー画像を表示する表示装置では、駆動基板の上に形成される表示領域２０として、赤色の光を発光する表示領域と、緑色の光を発光する表示領域と、青色の光を発光する表示領域とが所定の順番にマトリクス状に配置されたものとなる。
【００１９】
本実施形態では、表示領域２０として、発生した光を共振させる共振器構造を備えている。表示領域２０は、下部電極である第一電極（例えば、陽極１５）と上部電極である第二電極（例えば、陰極１６）との間に、発光層２３を含む有機層を有し、発光層２３で発生した光を第一電極と第二電極との間で共振させ、第二電極の側から取り出す構造となっている。
【００２０】
表示領域２０に含まれる有機層は種々の構成をとることができるが、本実施形態では、陽極１５側から正孔注入層２１、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４を備えた構成となっている。正孔注入層２１は、陽極１５から正孔を有機層２３内に注入する役目を果たす。正孔輸送層２２は、正孔注入層２１から注入された正孔を発光層２３へ効率よく送り込む役目を果たす。発光層２３は、電流の注入により光を発生する部分である。電子輸送層２４は、陰極１６から発光層２３へ電子を注入する役目を果たす。
【００２１】
この表示領域２０の保護膜１７は窒化シリコンから成り、表示領域２０を覆うように被着している。本実施形態では、保護膜１７が窒化シリコンの単層で構成され、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となるよう形成している。これにより、保護膜１７の屈折率が保護膜１７の上に形成される樹脂層１８の屈折率（１．５〜１．６）に近づき、保護膜１７を薄膜にしても干渉波の波長が長くなって膜厚分布による面内の取り出した光の色ずれをなくすことが可能となる。特に、本実施形態では、波長４５０ｎｍでの保護膜１７と樹脂層１８との屈折率差を０．３以下(好ましくは０．２)にしている。これにより、色ずれ抑制の効果をより発揮させることができる。
【００２２】
ここで、保護膜１７とその上の樹脂層１８との界面での反射率Ｒは、保護膜１７である窒化シリコン膜の屈折率をｎ１、樹脂層の屈折率をｎ２とした場合、
Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）2／（ｎ１＋ｎ２）2
となる。したがって、ｎ１を小さくすることにより、界面反射率を小さくして干渉波形の振幅を低減することができる。
【００２３】
保護膜１７の屈折率を調整するには、保護膜１７を形成するプラズマＣＶＤのパラメータを調整することによって行うことができる。また、保護膜１７の厚さは１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっており、薄膜化することで膜の内部応力をほとんどゼロにすることができる。これにより、表示領域２０への影響を抑制し、発光特性を向上できるようになる。
【００２４】
＜表示装置の製造工程＞
次に、本実施形態に係る表示装置の製造方法を工程順に説明する。先ず、例えばガラスなどの絶縁材料からなる基板（ガラス基板１０）上に、複数のＴＦＴが配列形成されたＴＦＴアレイを形成する。
【００２５】
次に、このＴＦＴアレイが形成されたガラス基板１０上に、例えばスピンコート法によりポジ型感光性ポリベンゾオキサゾールからなる第１絶縁膜１１を塗布形成する。この第１絶縁膜１１は、ガラス基板１０の表面側に生じた凹凸を平坦化する平坦化膜として機能する。なお、本実施形態では、ポリベンゾオキサゾールを使用したが、他にもポジ型感光性ポリイミドなどの絶縁材料を使用しても良い。
【００２６】
その後、この第１絶縁膜１１に露光を行い、現像することで、第１絶縁膜１１にＴＦＴと接続するためのコンタクトホールを形成する。続いて、この状態のガラス基板１０に、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気下でベーク処理を行うことで、ポリベンゾオキサゾールを硬化するとともに、第１絶縁膜１１中に含まれる水分などを除去する。
【００２７】
次に、コンタクトホールを埋め込む状態で、第１絶縁膜１１上に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜、Ａｇ合金膜、ＩＴＯ膜がガラス基板側から順次積層された導電材料層を成膜する。この導電材料層の膜厚は、例えばガラス基板１０側から、ＩＴＯ膜／Ａｇ合金膜／ＩＴＯ膜＝約３０ｎｍ／約１００ｎｍ／約１０ｎｍであることとする。ここで、Ａｇ合金膜が、後工程でこの導電材料層をパターニングして形成する下部電極（陽極１５）の反射層となる。
【００２８】
続いて、通常のリソグラフィ技術によって形成したレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングする。これにより、画素領域内の第１絶縁膜１１上に、コンタクトホールを介してＴＦＴに接続され、各画素に対応する下部電極（陽極１５）が配列形成されるとともに、画素領域の外側の周辺領域の第１絶縁膜１１上に、導電膜が形成される。この導電膜は、約３ｍｍの幅で画素領域を囲う額縁状に形成するとともに、駆動回路と接続させる。
【００２９】
ここで、この導電膜は、補助配線として機能し、後工程で形成する上部電極と接続して、配線抵抗を低下させることで、輝度を向上させるとともに、良好な面内輝度分布を得るために設けられるものである。このため、導電性に優れた材料で形成されることが好ましく、その幅は広い方が好ましい。
【００３０】
次に、下部電極（陽極１５）および導電膜が設けられた第１絶縁膜１１上に、例えば再びスピンコート法によりポジ型感光性ポリベンゾオキサゾールからなる第２絶縁膜１２を塗布形成する。
【００３１】
その後、露光を行い、現像、硬化することで、画素領域内に各画素、すなわち、有機ＥＬ素子を形成するための画素開口を形成して、下部電極（陽極１５）の表面を露出するとともに、周辺領域の導電膜の表面も露出する。なお、本実施形態では、ポリベンゾオキサゾールを使用したが、他にもポジ型感光性ポリイミドなどの絶縁材料を使用しても良い。
【００３２】
続いて、この状態のガラス基板１０に、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気下でベーク処理を行うことで、ポリベンゾオキサゾールを硬化するとともに、第１絶縁膜１１および第２絶縁膜１２に含まれる水分などを除去する。
【００３３】
この後、微小異物を除去するために純水でスピン洗浄を行った後、真空雰囲気下でベーク処理を行い、真空雰囲気を維持した状態で前処理室に搬送し、Ｏ2プラズマによって基板の前処理を行い、次に真空雰囲気を維持した状態で次の工程である有機層の蒸着を行う。上記のようなプロセスにすることで、ベーク処理後に大気中の水分などの基板上への吸着が防止されるため、好ましい。
【００３４】
次に、画素開口内の下部電極（陽極１５）上に、各色の有機ＥＬ素子（赤色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子、青色有機ＥＬ素子）における有機層、すなわち、赤色有機層、緑色有機層、青色有機層をそれぞれ形成する。
【００３５】
この場合には、例えば真空雰囲気下で、青色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、底部に下部電極が露出された画素開口の内壁を覆う状態で、正孔注入層２１、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４を順次蒸着することで、青色有機層を、約２００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３６】
次いで、真空雰囲気を維持した状態で、赤色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、青色の有機層と同様に、赤色有機層を約１５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００３７】
その後、真空雰囲気を維持した状態で、緑色有機層を蒸着するためのチャンバーに基板を搬送し、基板上に蒸着マスクをアライメントして、青色有機層と同様に、緑色有機層を約１００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３８】
以上のように、各有機層を形成した後、真空雰囲気を維持した状態で、基板上に蒸着マスクをアライメントして、例えば蒸着法により、有機層上、第２絶縁膜１２上および導電膜上に、例えばＬｉＦからなる電子注入層（図示せず）を約１ｎｍの膜厚で形成する。
【００３９】
その後、この蒸着マスクを用いた真空蒸着法により、電子注入層上に例えば半透過性のＭｇＡｇ合金からなる上部電極（陰極１６）を約１０ｎｍの膜厚で形成する。これにより、電子注入層を介して導電膜と上部電極（陰極１６）とが接続される。
【００４０】
その後、今回の発明のポイントとなる、シランガス、アンモニアガス、窒素ガスを使ったＣＶＤ(化学気相成膜)でＳｉＮx（窒化シリコン）を成膜する。窒化シリコンは、各色に対応した表示領域２０である有機層および上部電極（陰極１６）を覆う状態で形成され、保護膜１７として構成される。
【００４１】
保護膜１７を形成した後は、大気暴露することなく、樹脂層１８を塗布し、ガラス基板から成る封止層１９を形成して封止を行なう。以上の方法で、完全固体封止型の有機発光素子を作成する。
【００４２】
＜保護膜の特性比較＞
ここで、本発明の保護膜を説明するための比較サンプルとして、特開２００７−１８４２５１号公報に記載されている保護膜を成膜した。膜厚は５．３μｍである(条件１)。また、特開２００７−１８４２５１号公報に記載されている保護膜の寿命特性に良い条件２の膜単層１μｍも成膜した（条件２）。
【００４３】
本発明による保護膜は、アンモニアガスを用いたＣＶＤ法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって、透過率８６％（波長４５０ｎｍ）、またその流量を維持したまま、圧力を上げることにより、{ HYPERLINK "mailto:屈折率1.71@450nm" ,屈折率ｎ＝１．７４（波長４５０ｎｍ}）の膜が得られた。膜厚
は０．５μｍである。以上の３種類の膜にてついて比較する。なお、これらの保護膜の特性をまとめたものを図２に示す。
【００４４】
＜比較例１＞
比較例１は、膜厚分布による色度ずれの比較結果である。先ず、波長に対する屈折率の値を上記３種類の膜について測定した結果を図３に示す。この結果を元に、ＲＧＢ各色の膜厚分布による色度変化を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。この図では、（ａ）が赤色の色度変化、（ｂ）が緑の色度変化、（ｃ）が青の色度変化を示し、各図とも横軸が膜厚のバラツキ、縦軸が色度ｕ’、ｖ’のずれを示している。
【００４５】
この図より、条件１では干渉の影響は平均化されて見えないが、条件２程度になると特性変動として現れているのが分かる。条件２と本実施形態とを比較した場合、本発明の保護膜の方が屈折率が低いことから、干渉の影響を受けにくいことが分かる。
【００４６】
＜比較例２＞
比較例２は、屈折率による効率の向上およびばらつき精度の比較結果である。図５は、各色の効率およびばらつきにいての比較結果を示す図である。図５では、ＲＧＢ各色について、本発明、条件１、条件２での保護膜による屈折率、膜厚、そのときの色度（ｘ、ｙ座標）、保護膜の膜厚分布による効率の値、条件２と比較したときの効率の差、効率のばらつき（膜厚分布による効率分布）を示している。
【００４７】
この図より、条件１と条件２とを比較した場合、屈折率は大きく変わらないが、膜厚が薄いため、効率は向上することが分かる。しかし、屈折率が小さいために、膜厚が薄くなると、膜厚のばらつきによる効率のばらつきが大きくなる。一方、本発明では、屈折率まで下げることにより、効率を向上させつつ、ばらつきも押さえられる傾向が見られる。
【００４８】
＜比較例３＞
比較例３は、寿命の向上についての比較結果である。図６は、各条件における稼働時間に対する輝度の変化を示す図である。輝度合わせによる寿命特性を行なったところ、比較例１、比較例２を踏まえて、膜厚が薄くなるために同輝度での効率が向上するため、一番懸念される青色において寿命が向上されているのが分かる。また、加速定数を出して計算した実際の寿命を図７に示す。図７では、各条件における半減寿命を示しており、本発明の保護膜を用いた場合の寿命が最も長いことが分かる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る表示装置の適用例について説明する。
【００５０】
＜電子機器＞
本実施形態に係る表示装置は、図８に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。例えば絶縁性の基板上２００２に、発光領域、薄膜トランジスタ、受光素子等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部２００２ａを設ける、この画素アレイ部（画素マトリックス部）２００２ａを囲むように接着剤２０２１を配し、ガラス等の対向基板２００６を貼り付けて表示モジュールとする。この透明な対向基板２００６には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてもよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部２００２ａへの信号等を入出力するためのコネクタとして例えばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２０２３を設けてもよい。
【００５１】
以上説明した本実施形態に係る表示装置は、図９〜図１３に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
【００５２】
図９は、本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作成される。
【００５３】
図１０は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５４】
図１１は、本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５５】
図１２は、本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５６】
図１３は、本実施形態が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００５７】
＜表示撮像装置＞
本実施形態に係る表示装置は、以下のような表示撮像装置に適用可能である。また、この表示撮像装置は、先に説明した各種電子機器に適用可能である。図１４には、表示撮像装置の全体構成を表すものである。この表示撮像装置は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００と、バックライト１５００と、表示ドライブ回路１２００と、受光ドライブ回路１３００と、画像処理部１４００と、アプリケーションプログラム実行部１１００とを備えている。
【００５８】
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００は、複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された有機電界発光素子からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能（表示機能）を有すると共に、後述するようにこのＩ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体を撮像する機能（撮像機能）を有するものである。また、バックライト１５００は、例えば複数の発光ダイオードが配置されてなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の光源であり、後述するようにＩ／Ｏディスプレイ２０００の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ動作を行うようになっている。
【００５９】
表示ドライブ回路１２００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。
【００６０】
受光ドライブ回路１３００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において受光データが得られるように（物体を撮像するように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。なお、各画素での受光データは、例えばフレーム単位でフレームメモリ１３００Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１４へ出力されるようになっている。
【００６１】
画像処理部１４００は、受光ドライブ回路１３００から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するものである。なお、この検知する処理の詳細については後述する。
【００６２】
アプリケーションプログラム実行部１１００は、画像処理部１４００による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、例えば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１１００で生成される表示データは表示ドライブ回路１２００へ供給されるようになっている。
【００６３】
次に、図１５を参照してＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の詳細構成例について説明する。このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００は、表示エリア（センサエリア）２１００と、表示用Ｈドライバ２２００と、表示用Ｖドライバ２３００と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００と、センサ用Ｖドライバ２４００とを有している。
【００６４】
表示エリア（センサエリア）２１００は、有機電界発光素子からの光を変調して表示光を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を撮像する領域であり、発光素子（表示素子）である有機電界発光素子と後述する受光素子（撮像素子）とがそれぞれマトリクス状に配置されている。
【００６５】
表示用Ｈドライバ２２００は、表示ドライブ回路１２００から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３００と共に表示エリア２１００内の各画素の有機電界発光素子を駆動するものである。
【００６６】
センサ読み出し用Ｈドライバ２５００は、センサ用Ｖドライバ２４００と共にセンサエリア２１００内の各画素の受光素子を線順次駆動し、受光信号を取得するものである。
【００６７】
次に、図１６を参照して、表示エリア２１００内の各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００との接続関係について説明する。この表示エリア２１００では、赤（Ｒ）用の画素３１００と、緑（Ｇ）用の画素３２００と、青（Ｂ）用の画素３３００とが並んで配置されている。
【００６８】
各画素の受光センサ３１００ｃ，３２００ｃ，３３００ｃに接続されたコンデンサに蓄積された電荷は、それぞれのバッファアンプ３１００ｆ，３２００ｆ，３３００ｆで増幅され、読み出しスイッチ３１００ｇ，３２００ｇ，３３００ｇがオンになるタイミングで、信号出力用電極を介してセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００へ供給される。なお、各信号出力用電極には定電流源４１００ａ，４１００ｂ，４１００ｃがそれぞれ接続され、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００で感度良く受光量に対応した信号が検出されるようになっている。
【符号の説明】
【００６９】
１０…ガラス基板、１１…第１絶縁膜、１２…第２絶縁膜、１５…陽極、１６…陰極、１７…保護膜、１８…樹脂層、１９…封止層、２１…正孔注入層、２２…正孔輸送層、２３…発光層、２４…電子輸送層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備え、
前記保護膜は、アンモニアガスを用いた化学気相成長法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって得られる表示装置。
【請求項２】
前記樹脂層の屈折率が１．５〜１．６であり、
前記保護膜は、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示領域は、前記発光層で発生した光を共振させる共振器構造を備える請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記保護膜は、窒化シリコンの単層で構成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記保護膜の応力がほぼゼロとなっている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記保護膜の膜厚が１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示領域が前記保護膜によって大気暴露されることなく覆われている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示領域は、前記発光層で発生した光を前記上部電極の側から取り出す請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
波長４５０ｎｍでの前記保護膜と前記樹脂層との屈折率差が０．３以下となっている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記樹脂層によって貼り付けられる封止層を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記上部電極は、ＭｇＡｇ合金から成る請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記上部電極は、前記有機層を覆っている請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記保護膜は、前記有機層及び前記上部電極を覆う状態で形成されている前記有機層を覆っている請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備える表示装置の製造に当たって、
前記保護膜を、アンモニアガスを用いた化学気相成長法により、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって成膜する表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記保護膜を、前記流量比の流量を維持したまま、圧力を上げることによって成膜する請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
本体筐体に表示装置が設けられ、
前記表示装置は、
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備え、
前記保護膜は、アンモニアガスを用いた化学気相成長法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって得られる電子機器。
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備え、
前記保護膜は、アンモニアガスを用いた化学気相成長法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって得られる表示装置。
【請求項２】
前記樹脂層の屈折率が１．５〜１．６であり、
前記保護膜は、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．６５以上、１．７５以下となっている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示領域は、前記発光層で発生した光を共振させる共振器構造を備える請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記保護膜は、窒化シリコンの単層で構成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記保護膜の応力がほぼゼロとなっている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記保護膜の膜厚が１００ｎｍ以上、１μｍ以下となっている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示領域が前記保護膜によって大気暴露されることなく覆われている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示領域は、前記発光層で発生した光を前記上部電極の側から取り出す請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
波長４５０ｎｍでの前記保護膜と前記樹脂層との屈折率差が０．３以下となっている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記樹脂層によって貼り付けられる封止層を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記上部電極は、ＭｇＡｇ合金から成る請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記上部電極は、前記有機層を覆っている請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記保護膜は、前記有機層及び前記上部電極を覆う状態で形成されている前記有機層を覆っている請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備える表示装置の製造に当たって、
前記保護膜を、アンモニアガスを用いた化学気相成長法により、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって成膜する表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記保護膜を、前記流量比の流量を維持したまま、圧力を上げることによって成膜する請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
本体筐体に表示装置が設けられ、
前記表示装置は、
下部電極と上部電極との間に、発光層を含む有機層を有する表示領域と、
前記表示領域を覆う状態で形成され、窒化シリコンから成る保護膜と、
前記保護膜の上に形成される樹脂層とを備え、
前記保護膜は、アンモニアガスを用いた化学気相成長法によって成膜され、シランガスとアンモニアガスの比率が１：２以上になる流量比によって得られる電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８７０４（Ｐ２０１３−８７０４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２５７９８（Ｐ２０１２−２２５７９８）
【出願日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【分割の表示】特願２００８−５２１３６（Ｐ２００８−５２１３６）の分割
【原出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【分割の表示】特願２００８−５２１３６（Ｐ２００８−５２１３６）の分割
【原出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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