表示装置及びその製造方法
【課題】レンズを形成する際に、レンズの剥離や亀裂が発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層１０７を形成し、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部１０９を形成する前に、前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接しているように下地層１０８を形成する。
【解決手段】基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層１０７を形成し、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部１０９を形成する前に、前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接しているように下地層１０８を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を有する表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一対の電極間に有機化合物層を備える有機ＥＬ素子を複数有する表示装置が盛んに開発されている。このような表示装置において、有機ＥＬ素子から発光される光を効率よく外部に取り出すためにレンズを設ける構成が知られている。また、外光反射を低減するために光吸収層を設ける構成も知られている。
【０００３】
特許文献１には、レンズと光吸収層となるバンクとを備えるレンズアレイを有機ＥＬ素子上に備えた有機ＥＬ装置について開示されている。特許文献１のレンズアレイは、基板上に光吸収層となるバンクを形成し、光吸収層と接して基板上の所望の領域にレンズを形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１７５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のレンズは、光吸収層と基板という異なる材料からなる複数の領域に接するため、以下のような課題が生じる。すなわち、レンズに対する密着力、熱応力が接する材料によって異なるため、機械的な応力集中が起こりやすく、レンズを形成する際に剥離や亀裂が発生してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、レンズの剥離や亀裂が発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外に光吸収層を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にレンズ部を形成する工程と、を順に有する表示装置の製造方法であって、前記光吸収層を形成する工程と前記レンズ部を形成する工程との間に、レンズ部が形成される領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接するように下地層を形成する工程を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部と、を有する表示装置であって、前記光吸収層は前記レンズ部よりも前記有機ＥＬ素子側にあり、前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接している下地層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機械的な応力集中を低減し、レンズの剥離や亀裂の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態および第二の実施形態に係る表示装置の模式図
【図２】第一の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図３】第一の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図４】第二の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図５】第三の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図６】第三の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図７】第四の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図８】第四の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
〔第一の実施形態〕
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。
【００１３】
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。１００は有機ＥＬ素子であり、第１電極１０２と有機化合物層１０４と第２電極１０５とを含んでいる。また、１０１は基板、１０３は絶縁層、１０６は保護層、１０７は光吸収層、１０８は下地層、１０９はレンズ部である。なお、有機ＥＬ素子１００は、基板上に設けられるトランジスタ（不図示）によって駆動される。
【００１４】
光吸収層１０７は、複数の有機ＥＬ素子１００の発光領域の外に、外光反射を低減する目的、さらに隣の画素間での混色を抑制する目的で配置されている。また、光吸収層１０７はレンズ部１０９よりも有機ＥＬ素子１００側に配置されている。なお、発光領域とは、基板に垂直な方向で、有機化合物層１０４が第１電極１０２と第２電極１０５とに接して挟まれる領域である。
【００１５】
下地層１０８は、後述するように、レンズ部１０９と光吸収層１０７とが接することを防ぐ目的で配置されている。具体的には、光吸収層１０７とレンズ部１０９との間に位置し、光吸収層１０７とレンズ部１０９とに接するように配置されている。また、下地層１０８は、レンズ部１０９が形成される領域を覆っている。より具体的には、下地層１０８は、有機ＥＬ素子１００の発光領域と光吸収層１０７とを覆って配置されている。
【００１６】
レンズ部１０９は、複数の有機ＥＬ素子１００それぞれの発光領域の上に配置され、有機ＥＬ素子１００の光取り出し効率を向上させる機能を有するレンズ１２０を備えている。また、レンズ部１０９のレンズ１２０が有機ＥＬ素子１００の発光領域に対応する位置に配置されている。レンズ部１０９が隣の画素との間で切れている場合には、下地層１０８も切れていてもよい。なお、図１（ｃ）のように、レンズ部１０９は隣の画素との間でつながっていてもよい。
【００１７】
＜表示装置の製造方法＞
次に、本実施形態の表示装置の製造方法について図２、図３を参照して説明する。図２、図３は、本実施形態の表示装置の各製造工程を示す断面模式図である。なお、第２電極１０５の形成までは周知な製造工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００１８】
先ず、図２（ａ）に示すように、有機ＥＬ素子１００が複数形成された基板１０１を用意する。この基板１０１は、不図示のトランジスタなどの画素回路が形成された上に、半導体保護層、平坦化膜を介して、第１電極１０２、絶縁層１０３、有機化合物層１０４、第２電極１０５を形成したものである。
【００１９】
第１電極１０２は、例えば、Ａｇ等の高い反射率を持つ導電性の金属材料から形成される。また、第１電極１０２は、上述した金属材料から成る層とホール注入特性に優れたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電性材料から成る層との積層体から構成しても良い。
【００２０】
一方、第２電極１０５は、複数の有機ＥＬ素子１００に対して共通に形成されており、また、有機化合物層１０４で発光した光を素子外部に取り出し可能な半反射性或いは光透過性の構成を有している。具体的には、素子内部での干渉効果を高めるために第２電極１０５を半反射性の構成とする場合、第２電極１０５は、ＡｇやＡｇＭｇなどの電子注入性に優れた導電性の金属材料から成る層を２乃至５０ｎｍの膜厚で形成される。なお、半反射性とは、素子内部で発光した光の一部を反射し、一部を透過する性質を意味し、可視光に対して２０乃至８０％の反射率を有するものをいう。また、光透過性とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。なお、第１電極１０２と第２電極１０５のうちいずれか一方が陽極であり、他方が陰極であれば、どちらが陽極か陰極かは適宜選択される。
【００２１】
また、有機化合物層１０４は、少なくとも発光層を含む単層又は複数の層からなる。例えば、有機化合物層１０４の構成例としては、第１の輸送層、発光層、第２の輸送層及び注入層からなる４層構成や、第１の輸送層、発光層及び第２の輸送層からなる３層構成等が挙げられる。有機化合物層１０４を構成する材料は、公知の材料を使用することができる。正孔輸送性と電子輸送性および正孔注入性と電子注入性はどちらの極性も選択できる。
【００２２】
絶縁層１０３は、第１電極１０２と第２電極１０５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１０２）間に設けられている。保護層１０６は、有機ＥＬ素子１００への外部からの水分あるいは酸素の侵入を防ぐように、複数の有機ＥＬ素子１００を覆っている。
【００２３】
次に、図２（ａ）に示すように保護層１０６を表示領域２の全域に形成する。保護層１０６は、水分や酸素が有機ＥＬ素子１００に接触することを遮断するための、言わば封止機能を有する部材である。そのため、保護層１０６は、防湿性に優れた部材であることが好ましい。また、保護層１０６の厚みは特に制限はないが、実用的には１．０μｍ乃至５０μｍ程度が好ましい。保護層１０６は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの無機材料で構成される。また例えば、無機材料と無機材料、無機材料とエポキシ樹脂等の有機樹脂材料との積層で構成することも可能である。なお、図２（ａ）では保護層の表面は第２電極１０５に倣った形状をしているが、平坦であってもよい。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように保護層１０６上に、光吸収層材料１０７ａを表示領域２の全域に形成する。光吸収層材料１０７ａとしてはブラックレジストを用いることができる。ブラックレジストを用いた場合、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。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、フォトマスク１１０を使い、光吸収層１０７を形成したい部分のブラックレジストを露光する。その後現像を行うことで、図２（ｄ）で示したパターンを得る。光吸収層１０７は光の透過性が低い樹脂材料からなる。また、光吸収層１０７の膜厚は、十分に光の遮光が可能なように、１０ｎｍ乃至１０μｍ程度が好ましい。外光を多く吸収し、また隣の画素に対応するレンズ１２０へ向かう光の多くを吸収できるように光吸収層１０７のパターンは形成される。光吸収層１０７の開口は、画素間隔よりは広く、レンズ１２０間隔より狭いほうが好ましい。なお、好ましくは光吸収層の光吸収率は、可視光に対して９０％以上がよい。
【００２６】
次に図２（ｅ）に示すように、下地層１０８を表示領域２の全域に形成する。この下地層１０８は、光吸収層１０７の上に、レンズ部１０９が直接形成される際の以下の問題を解決するためのものである。
【００２７】
第１に、光吸収層１０７と保護層１０６のような異なる材料からなる面にレンズ部１０９を形成する場合では、レンズに対する密着力、熱応力が材料によって異なるため、機械的な一部分に応力集中が起こりやすく、レンズ部１０９に剥離や亀裂が発生してしまう。さらに、図１（ｂ）のように、レンズ１２０の基板１０１の面内方向での厚みが異なると薄い部分の構造的な強度は弱く、熱膨張等での変形量も異なり、剥離がより発生しやすくなる。そして、レンズ部１０９の厚みが薄い部分では、剥離や亀裂の起点となりやすい。
【００２８】
第２に、異なる材料からなる面にレンズ部１０９を設けると、表面エネルギーの違いにより、濡れ性が各面で異なる場合がある。レンズ部１０９にレンズ１２０を形成するため、レンズ部１０９となる材料を現像する時や、現像後の加熱時にレンズ１２０の形状の制御が困難になり、ムラやシミが発生する場合もある。
【００２９】
第３に、異なる材料からなる面では、露光時の紫外線の反射吸収特性が異なり、レンズ部１０９として感光性材料を利用する場合には、露光条件を場所ごとに異ならせる必要が生じたり、そうでない場合はレンズ１２０の形状が安定しないなどの問題が生じてしまう。
【００３０】
このため、本発明では、光吸収層１０７を形成した後、後述するレンズ部１０９を形成する前に、下地層１０８を形成する。その際、レンズ部１０９が形成される領域を覆って、かつ、光吸収層１０７とレンズ部１０９とに接するように下地層１０８を形成する。この構成により、レンズ部１０９が光吸収層１０７と接することがなく、同じ材料の上にレンズ部１０９を形成することができるので、レンズ部１０９の剥離や亀裂を抑制することができる。さらには、レンズ１２０の形状の制御が容易になる。また、下地層１０８は、光吸収層１０７の段差を平坦化する機能、または、レンズ部１０９と有機化合物層１０４との距離を調節する機能を有していてもよい。
【００３１】
下地層１０８の膜厚は１０ｎｍ乃至１００μｍであることが好ましい。また下地層１０８としては、ネガレジスト（東京応化製ＯＭＲ−８３、日本化薬製ＳＵ−８）や光硬化性樹脂（ＪＳＲ製ＫＺ６６６６）、紫外線を吸収する熱硬化樹脂（日本触媒製ハルスハイブリッドＵＶ−Ｇ）などが使用できる。なお、下地層１０８は、光透過率が可視光域において８０％以上であることが望ましい。また、下地層１０８はレンズ部１０９の材料との屈折率が小さいことが光取り出し効率を向上させるという観点で望ましく、具体的には下地層１０８の屈折率とレンズ部１０９の屈折率の差が０．２以下であることがよい。またレンズ部１０９のレンズ１２０が凸レンズである場合には、集光特性を向上させるという観点で、下地層１０８の屈折率はレンズ部１０９の屈折率よりも高いことが望ましい。
【００３２】
次に、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａを表示領域の全域に形成する。その厚みは１．０μｍから５０μｍが好ましい。本実施形態に適するレンズ部材料としてはポジ型のレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０など）が好ましい。
【００３３】
次に、図３（ｇ）に示すように、フォトマスク１１１を使い、レンズ１２０を形成する部分以外のレンズ部材料１０９ａを露光する。その後現像を行うことで、図３（ｈ）のパターンを得る。これを所定の温度で加熱することでレンズ部パターン１０９ｂがリフローし、表面張力により、図３（ｉ）で示す球面レンズ１２０を有するレンズ部１０９が形成される。なお、レンズ１２０は、集光性などの必要な光学機能に応じて高さ（下地層１０８とレンズ１２０の頂点との距離）や曲率半径が選択される。凸状のレンズ１２０の場合、曲率半径を選択してレンズ１２０の焦点位置を発光層に近づけると、有機ＥＬ素子１００からの発光光を集光する特性が向上し、所望の方向の明るさを増すことができるが、所望の方向以外の光量は低下する。このため、用途によって選択することが必要である。なお、発光領域に対応する位置に必ずレンズ１２０が配置されていなくてもよく、画素の発光色に応じてレンズ１２０が形成される画素、レンズ１２０が形成されない画素を設定してもよい。また、１つの発光領域に複数のレンズ１２０が形成されていてもよい。また、レンズ１２０の形状は特に限定されず、凸状であってもよいし、凹状であってもよく、さらに、球面であってもよいし、非球面であってもよい。
【００３４】
〔第二の実施形態〕
第二の実施形態の表示装置の製造方法について、図４を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域２の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態では、第一の実施形態における図３（ｇ）のフォトマスク１１１の代わりに、図４（ｇ）で示すグレースケールマスク１１２を用いてレンズ部材料１０９ａを露光する。これを現像することで、図４（ｈ）の所望のレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成する。このとき、第一の実施形態よりも露光条件の均一性および再現性が重要であり、レンズ部材料１０９ａの下にある層の光吸収、光反射の特性が同じであることがより好ましい。従って、下地層１０８を設けることで得られる効果は第一の実施形態よりも大きくなる。また、下地層１０８に紫外線吸収の熱硬化樹脂を用いるのが好ましい。紫外線吸収の熱硬化樹脂の下地層１０８を設けることにより、レンズ部１０９のレンズ１２０の形状を安定して形成することができる。また、本実施形態に適するレンズ部材料としてはポジ型のレジストが好ましい。
【００３６】
〔第三の実施形態〕
第三の実施形態の表示装置の製造方法について、図５、図６を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域２の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。ただし、この場合のレンズ部材料１０９ａとしてはネガ型のレジスト（日本化薬製ＳＵ−８）を用いる。
【００３７】
次に、図５（ｇ）で示すようにレンズ部材料１０９ａの上に、例えば遮光性の金属膜３１０ａ（アルミニウム、ニッケル、クロムなど）を形成し、さらにフォトレジスト３１１ａを形成する。
【００３８】
次にフォトレジスト３１１ａをフォトマスク（不図示）で露光して、現像し、レジストパターン３１１を形成する。さらに、レジストパターン３１１をマスクとして金属膜３１０ａをエッチングし、図５（ｈ）で示す金属膜パターン３１０を形成する。
【００３９】
次に図５（ｉ）に示す金属膜パターン３１０をマスクとして、基板１０１を傾斜させた状態で回転させながらレンズ部材料１０９ａの破線で囲まれた部分を露光する。必要により傾斜角を変えて露光部分の体積を変える。また所望の角度が得られない場合には、屈折率を調整するため、例えば水などの液体中で露光してもよい。
【００４０】
次に、図６（ｊ）で示すようにレジストパターン３１１と金属膜パターン３１０を取り除く。
【００４１】
次に、図６（ｋ）で示すように、レンズ部材料１０９ａを現像して、コーン形状のレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成する。ネガ型レジストの場合、露光後の加熱で反応を促進させる必要があるが、このとき形状の変化も伴う。このため、下地層１０８を設けることで、場所によらず、安定した形状を形成できる。
【００４２】
〔第四の実施形態〕
第四の実施形態の表示装置の製造方法について、図７、図８を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。
【００４３】
次に、図７（ｇ）に示すように、レンズ部材料１０９ａの上にレンズ形状作成用のフォトレジスト４１０ａを形成する。
【００４４】
次に、図７（ｈ）に示すように、グレースケールマスク４１１で露光した後、現像して図８（ｉ）で示す形状のレジストパターン４１０を形成する。
【００４５】
続いて、レジストパターン４１０とレンズ部材料１０９ａをドライエッチングすることにより、図８（ｊ）に示すようにレジストパターン４１０の形状と同様の形状でレンズ部１０９が形成される。なお、ドライエッチングの条件により、レジストの形状とレンズ部の形状の対応は調整が可能である。
【００４６】
このとき、第一の実施形態よりも露光条件の均一性および再現性が重要であり、レンズ部材料１０９ａの下にある層の光吸収、光反射の特定が同じであることが好ましい。従って、下地層１０８を設けることで得られる効果は第一の実施形態より大きくなる。また、下地層１０８に紫外線吸収の熱硬化樹脂を用いるのが好ましい。紫外線吸収の熱硬化樹脂の下地層１０８を設けることにより、レンズ部１０９のレンズ１２０の形状を安定して形成することができる。
【００４７】
また、本実施の形態ではフォトリソグラフィ技術でのパターン形成用ではない材料（たとでばＪＳＲ製ＫＺ６６６６）でもレンズ部１０９を形成することができる。
【実施例】
【００４８】
〔実施例１〕
ガラス基板上に、低温ポリシリコンＴＦＴで画素回路（不図示）を形成し、その上にＳｉＮからなる半導体保護層とポリイミド樹脂からなる平坦化膜を、この順番で形成して図２（ａ）に示す基板１０１を作成した。この基板１０１上にＡｌＮｄ膜とＩＴＯ膜をスパッタリング法にて１００ｎｍと３８ｎｍの厚さでこの順に形成した。続いて、ＡｌＮｄ膜とＩＴＯ膜を画素毎にパターニングし、第１電極１０２を形成した。
【００４９】
次に、第１電極１０２の上にポリイミド樹脂をスピンコートした。そして、ポリイミド樹脂をフォトリソグラフィ技術により、第１電極１０２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１０３を形成した。各画素のピッチを３０μｍ、開口による第１電極１０２の露出部の大きさを１０μｍとした。これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥した。
【００５０】
次に、ＵＶ／オゾン洗浄してから有機化合物層１０４を真空蒸着法により成膜した。有機化合物層１０４としては、始めに、ホール輸送層をすべての画素にわたって９０ｎｍの厚さで成膜した。次に、シャドーマスクを用いて、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層をそれぞれ厚さ３０ｎｍ、４０ｎｍ、２５ｎｍで成膜した。図では２色分、２画素の図と成っているが同様の構成の繰り返しであるため省略している。続いて、すべての画素に共通の電子輸送層を５０ｎｍの厚さで成膜した。
【００５１】
次に、有機化合物層１０４を成膜した基板１０１を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、第２電極１０５としてＡｇ膜およびＩＴＯ膜をそれぞれ１０ｎｍ及び５０ｎｍの厚さで順に成膜した。
【００５２】
次に、図２（ａ）に示すように、窒化珪素からなる保護層１０６を、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で６．０μｍの厚みに成膜した。
【００５３】
次に、図２（ｂ）に示すように、光吸収層材料１０７ａとして東京応化工業製ブラックレジストをスピンコーターにて塗布した。膜厚は１．０μｍであった。
【００５４】
次に、図２（ｃ）に示すように、画素ピッチ３０μｍでφ２０μｍのドットが並んだフォトマスク１１０を用い、ブラックレジストを露光、そして現像し、図２（ｄ）に示す、画素に対応した開口を有する光吸収層１０７を形成した。
【００５５】
次に、図２（ｅ）に示すように、下地層１０８として、紫外線硬化性樹脂（ネガレジスト）である日本化薬製ＳＵ−８、３００５を、スピンコーターにて塗布した。その後紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は５．０μｍであった。
【００５６】
次に、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａとして、ポジ型レジストであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００５７】
次に、図３（ｇ）で示すように、φ２５μｍ、ピッチ３０μｍのドットパターンを有するフォトマスク１１１にて露光した。そして、レンズ部材料１０９ａを現像することにより、図３（ｈ）で示すようなレンズ部パターン１０９ｂをパターニング形成した。
【００５８】
最後に、レンズ部パターン１０９ｂを加熱してリフローさせることにより、図３（ｉ）で示すようなレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは１４μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。
【００５９】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。
【００６０】
〔比較例１〕
本比較例は、下地層１０８を形成する工程を省略した以外は実施例１と同様に作製した。このようにして形成されたレンズ部１０９は、その一部が剥離した。これは光吸収層１０７の部分と、光吸収層１０７のない開口にわたり、レンズ部１０９を設けたため、密着力、熱応力、濡れ性などが異なり、応力が吸収できず剥離に至ったものと思われる。
【００６１】
〔実施例２〕
本実施例は光吸収層１０７を形成するまでは実施例１と同様である。光吸収層１０７の上に、図２（ｅ）に示すように、下地層１０８として紫外線吸収の熱硬化樹脂である日本触媒製ハルスハイブリッドＵＶ−Ｇを、スピンコーターにて塗布し、の後紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は５．０μｍであった。
【００６２】
その上に、実施例１と同じく、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａとして、ポジ型レジストであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００６３】
次に、図４（ｇ）で示すように凸版印刷製グレースケールマスク１１２を用い、キヤノン製露光機ＭＰＡ−６００Ｆでレンズ部材料１０９ａを露光した。これをＡＺエレクトロニックマテリアルズ製現像液ＡＺ４００Ｋで現像することで、図４（ｈ）で示すレンズ１２０を有するレンズ部１０９が形成された。レンズ部１０９の高さは８．０μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。
【００６４】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【００６５】
〔実施例３〕
本実施例は光吸収層１０７を形成するまでは実施例１と同様である。次に、図２（ｅ）で示すように、下地層１０８として紫外線硬化性樹脂であるＪＳＲ製ＫＺ６６６６を、スピンコーターにて塗布した。その後この紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は３．０μｍであった。
【００６６】
次に、図２（ｆ）で示すように、レンズ部材料１０９ａとしてネガ型のレジストである日本化薬製ＳＵ−８を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００６７】
次に、図５（ｇ）に示すように、遮光性の金属膜３１０ａとしてアルミニウムをスパッタにて１００ｎｍの厚みに形成し、さらにポジ型のフォトレジスト３１１ａ（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ１５００）を形成した。
【００６８】
次に、フォトレジスト３１１ａをフォトマスク（不図示）で露光した後、現像してレジストパターン３１１を形成し、さらにレジストパターン３１１をマスクとして、金属膜３１０ａをエッチングして、図５（ｈ）の金属膜パターン３１０を形成した。
【００６９】
次に図５（ｉ）に示すように、金属膜パターン３１０をマスクとして、基板１０１を４５度傾斜させた状態で回転させながらレンズ部材料１０９ａを露光した。
【００７０】
次に図６（ｊ）で示すように、レジストパターン３１１と金属膜パターン３１０を取り除いた。
【００７１】
次に、レンズ部材料１０９ａを現像して、図６（ｋ）で示すようなレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは６．０μｍ、コーン形状のレンズ１２０の底面の直径は２０μｍであり、上面の直径は８．０μｍであった。
【００７２】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【００７３】
〔比較例２〕
下地層１０８を形成する工程を省略した以外は実施例３と同様に作製した。このように形成したレンズ部１０９は、その一部が剥離した。これは光吸収層１０７の部分と、光吸収層１０７のない開口にわたり、レンズ部１０９を設けたため、密着力、熱応力、濡れ性などが異なり、応力が吸収できず剥離に至ったものと思われる。
【００７４】
〔実施例４〕
本実施例は下地層１０８を形成するまでは実施例２と同様である。次に、図２（ｆ）で示すように、レンズ部材料１０９ａとしてＪＳＲ製ＫＺ６６６６を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１５μｍであった。
【００７５】
次に、図７（ｇ）で示すように、レンズ部材料１０９ａ上にレンズ形状作成用のフォトレジスト４１０ａとしてＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０をスピンコーターにて塗布した。
【００７６】
次に、図７（ｈ）で示すように、凸版印刷製グレースケールマスク４１１でフォトレジスト４１０ａを露光し、現像して、図８（ｉ）で示すようなレジストパターン４１０を形成した。
【００７７】
次に、レジストパターン４１０とレンズ部材料１０９ａをドライエッチングすることにより、図８（ｊ）に示すようにレジストパターン４１０の形状で規定された形状に、レンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは８．０μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。なお、ドライエッチングはアルバック製の理アクティブイオンエッチング装置を用い、ＣＦ４とＯ２ガスを用い、圧力１０Ｐａ、電力１５０Ｗの条件で行った。
【００７８】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 有機ＥＬ素子
１０１ 基板
１０７ 光吸収層
１０８ 下地層
１０９ レンズ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を有する表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一対の電極間に有機化合物層を備える有機ＥＬ素子を複数有する表示装置が盛んに開発されている。このような表示装置において、有機ＥＬ素子から発光される光を効率よく外部に取り出すためにレンズを設ける構成が知られている。また、外光反射を低減するために光吸収層を設ける構成も知られている。
【０００３】
特許文献１には、レンズと光吸収層となるバンクとを備えるレンズアレイを有機ＥＬ素子上に備えた有機ＥＬ装置について開示されている。特許文献１のレンズアレイは、基板上に光吸収層となるバンクを形成し、光吸収層と接して基板上の所望の領域にレンズを形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１７５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のレンズは、光吸収層と基板という異なる材料からなる複数の領域に接するため、以下のような課題が生じる。すなわち、レンズに対する密着力、熱応力が接する材料によって異なるため、機械的な応力集中が起こりやすく、レンズを形成する際に剥離や亀裂が発生してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、レンズの剥離や亀裂が発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外に光吸収層を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にレンズ部を形成する工程と、を順に有する表示装置の製造方法であって、前記光吸収層を形成する工程と前記レンズ部を形成する工程との間に、レンズ部が形成される領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接するように下地層を形成する工程を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部と、を有する表示装置であって、前記光吸収層は前記レンズ部よりも前記有機ＥＬ素子側にあり、前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接している下地層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機械的な応力集中を低減し、レンズの剥離や亀裂の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態および第二の実施形態に係る表示装置の模式図
【図２】第一の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図３】第一の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図４】第二の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図５】第三の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図６】第三の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図７】第四の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【図８】第四の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
〔第一の実施形態〕
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。
【００１３】
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。１００は有機ＥＬ素子であり、第１電極１０２と有機化合物層１０４と第２電極１０５とを含んでいる。また、１０１は基板、１０３は絶縁層、１０６は保護層、１０７は光吸収層、１０８は下地層、１０９はレンズ部である。なお、有機ＥＬ素子１００は、基板上に設けられるトランジスタ（不図示）によって駆動される。
【００１４】
光吸収層１０７は、複数の有機ＥＬ素子１００の発光領域の外に、外光反射を低減する目的、さらに隣の画素間での混色を抑制する目的で配置されている。また、光吸収層１０７はレンズ部１０９よりも有機ＥＬ素子１００側に配置されている。なお、発光領域とは、基板に垂直な方向で、有機化合物層１０４が第１電極１０２と第２電極１０５とに接して挟まれる領域である。
【００１５】
下地層１０８は、後述するように、レンズ部１０９と光吸収層１０７とが接することを防ぐ目的で配置されている。具体的には、光吸収層１０７とレンズ部１０９との間に位置し、光吸収層１０７とレンズ部１０９とに接するように配置されている。また、下地層１０８は、レンズ部１０９が形成される領域を覆っている。より具体的には、下地層１０８は、有機ＥＬ素子１００の発光領域と光吸収層１０７とを覆って配置されている。
【００１６】
レンズ部１０９は、複数の有機ＥＬ素子１００それぞれの発光領域の上に配置され、有機ＥＬ素子１００の光取り出し効率を向上させる機能を有するレンズ１２０を備えている。また、レンズ部１０９のレンズ１２０が有機ＥＬ素子１００の発光領域に対応する位置に配置されている。レンズ部１０９が隣の画素との間で切れている場合には、下地層１０８も切れていてもよい。なお、図１（ｃ）のように、レンズ部１０９は隣の画素との間でつながっていてもよい。
【００１７】
＜表示装置の製造方法＞
次に、本実施形態の表示装置の製造方法について図２、図３を参照して説明する。図２、図３は、本実施形態の表示装置の各製造工程を示す断面模式図である。なお、第２電極１０５の形成までは周知な製造工程であるため、ここでは説明を省略する。
【００１８】
先ず、図２（ａ）に示すように、有機ＥＬ素子１００が複数形成された基板１０１を用意する。この基板１０１は、不図示のトランジスタなどの画素回路が形成された上に、半導体保護層、平坦化膜を介して、第１電極１０２、絶縁層１０３、有機化合物層１０４、第２電極１０５を形成したものである。
【００１９】
第１電極１０２は、例えば、Ａｇ等の高い反射率を持つ導電性の金属材料から形成される。また、第１電極１０２は、上述した金属材料から成る層とホール注入特性に優れたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電性材料から成る層との積層体から構成しても良い。
【００２０】
一方、第２電極１０５は、複数の有機ＥＬ素子１００に対して共通に形成されており、また、有機化合物層１０４で発光した光を素子外部に取り出し可能な半反射性或いは光透過性の構成を有している。具体的には、素子内部での干渉効果を高めるために第２電極１０５を半反射性の構成とする場合、第２電極１０５は、ＡｇやＡｇＭｇなどの電子注入性に優れた導電性の金属材料から成る層を２乃至５０ｎｍの膜厚で形成される。なお、半反射性とは、素子内部で発光した光の一部を反射し、一部を透過する性質を意味し、可視光に対して２０乃至８０％の反射率を有するものをいう。また、光透過性とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。なお、第１電極１０２と第２電極１０５のうちいずれか一方が陽極であり、他方が陰極であれば、どちらが陽極か陰極かは適宜選択される。
【００２１】
また、有機化合物層１０４は、少なくとも発光層を含む単層又は複数の層からなる。例えば、有機化合物層１０４の構成例としては、第１の輸送層、発光層、第２の輸送層及び注入層からなる４層構成や、第１の輸送層、発光層及び第２の輸送層からなる３層構成等が挙げられる。有機化合物層１０４を構成する材料は、公知の材料を使用することができる。正孔輸送性と電子輸送性および正孔注入性と電子注入性はどちらの極性も選択できる。
【００２２】
絶縁層１０３は、第１電極１０２と第２電極１０５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１０２）間に設けられている。保護層１０６は、有機ＥＬ素子１００への外部からの水分あるいは酸素の侵入を防ぐように、複数の有機ＥＬ素子１００を覆っている。
【００２３】
次に、図２（ａ）に示すように保護層１０６を表示領域２の全域に形成する。保護層１０６は、水分や酸素が有機ＥＬ素子１００に接触することを遮断するための、言わば封止機能を有する部材である。そのため、保護層１０６は、防湿性に優れた部材であることが好ましい。また、保護層１０６の厚みは特に制限はないが、実用的には１．０μｍ乃至５０μｍ程度が好ましい。保護層１０６は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの無機材料で構成される。また例えば、無機材料と無機材料、無機材料とエポキシ樹脂等の有機樹脂材料との積層で構成することも可能である。なお、図２（ａ）では保護層の表面は第２電極１０５に倣った形状をしているが、平坦であってもよい。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように保護層１０６上に、光吸収層材料１０７ａを表示領域２の全域に形成する。光吸収層材料１０７ａとしてはブラックレジストを用いることができる。ブラックレジストを用いた場合、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。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、フォトマスク１１０を使い、光吸収層１０７を形成したい部分のブラックレジストを露光する。その後現像を行うことで、図２（ｄ）で示したパターンを得る。光吸収層１０７は光の透過性が低い樹脂材料からなる。また、光吸収層１０７の膜厚は、十分に光の遮光が可能なように、１０ｎｍ乃至１０μｍ程度が好ましい。外光を多く吸収し、また隣の画素に対応するレンズ１２０へ向かう光の多くを吸収できるように光吸収層１０７のパターンは形成される。光吸収層１０７の開口は、画素間隔よりは広く、レンズ１２０間隔より狭いほうが好ましい。なお、好ましくは光吸収層の光吸収率は、可視光に対して９０％以上がよい。
【００２６】
次に図２（ｅ）に示すように、下地層１０８を表示領域２の全域に形成する。この下地層１０８は、光吸収層１０７の上に、レンズ部１０９が直接形成される際の以下の問題を解決するためのものである。
【００２７】
第１に、光吸収層１０７と保護層１０６のような異なる材料からなる面にレンズ部１０９を形成する場合では、レンズに対する密着力、熱応力が材料によって異なるため、機械的な一部分に応力集中が起こりやすく、レンズ部１０９に剥離や亀裂が発生してしまう。さらに、図１（ｂ）のように、レンズ１２０の基板１０１の面内方向での厚みが異なると薄い部分の構造的な強度は弱く、熱膨張等での変形量も異なり、剥離がより発生しやすくなる。そして、レンズ部１０９の厚みが薄い部分では、剥離や亀裂の起点となりやすい。
【００２８】
第２に、異なる材料からなる面にレンズ部１０９を設けると、表面エネルギーの違いにより、濡れ性が各面で異なる場合がある。レンズ部１０９にレンズ１２０を形成するため、レンズ部１０９となる材料を現像する時や、現像後の加熱時にレンズ１２０の形状の制御が困難になり、ムラやシミが発生する場合もある。
【００２９】
第３に、異なる材料からなる面では、露光時の紫外線の反射吸収特性が異なり、レンズ部１０９として感光性材料を利用する場合には、露光条件を場所ごとに異ならせる必要が生じたり、そうでない場合はレンズ１２０の形状が安定しないなどの問題が生じてしまう。
【００３０】
このため、本発明では、光吸収層１０７を形成した後、後述するレンズ部１０９を形成する前に、下地層１０８を形成する。その際、レンズ部１０９が形成される領域を覆って、かつ、光吸収層１０７とレンズ部１０９とに接するように下地層１０８を形成する。この構成により、レンズ部１０９が光吸収層１０７と接することがなく、同じ材料の上にレンズ部１０９を形成することができるので、レンズ部１０９の剥離や亀裂を抑制することができる。さらには、レンズ１２０の形状の制御が容易になる。また、下地層１０８は、光吸収層１０７の段差を平坦化する機能、または、レンズ部１０９と有機化合物層１０４との距離を調節する機能を有していてもよい。
【００３１】
下地層１０８の膜厚は１０ｎｍ乃至１００μｍであることが好ましい。また下地層１０８としては、ネガレジスト（東京応化製ＯＭＲ−８３、日本化薬製ＳＵ−８）や光硬化性樹脂（ＪＳＲ製ＫＺ６６６６）、紫外線を吸収する熱硬化樹脂（日本触媒製ハルスハイブリッドＵＶ−Ｇ）などが使用できる。なお、下地層１０８は、光透過率が可視光域において８０％以上であることが望ましい。また、下地層１０８はレンズ部１０９の材料との屈折率が小さいことが光取り出し効率を向上させるという観点で望ましく、具体的には下地層１０８の屈折率とレンズ部１０９の屈折率の差が０．２以下であることがよい。またレンズ部１０９のレンズ１２０が凸レンズである場合には、集光特性を向上させるという観点で、下地層１０８の屈折率はレンズ部１０９の屈折率よりも高いことが望ましい。
【００３２】
次に、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａを表示領域の全域に形成する。その厚みは１．０μｍから５０μｍが好ましい。本実施形態に適するレンズ部材料としてはポジ型のレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０など）が好ましい。
【００３３】
次に、図３（ｇ）に示すように、フォトマスク１１１を使い、レンズ１２０を形成する部分以外のレンズ部材料１０９ａを露光する。その後現像を行うことで、図３（ｈ）のパターンを得る。これを所定の温度で加熱することでレンズ部パターン１０９ｂがリフローし、表面張力により、図３（ｉ）で示す球面レンズ１２０を有するレンズ部１０９が形成される。なお、レンズ１２０は、集光性などの必要な光学機能に応じて高さ（下地層１０８とレンズ１２０の頂点との距離）や曲率半径が選択される。凸状のレンズ１２０の場合、曲率半径を選択してレンズ１２０の焦点位置を発光層に近づけると、有機ＥＬ素子１００からの発光光を集光する特性が向上し、所望の方向の明るさを増すことができるが、所望の方向以外の光量は低下する。このため、用途によって選択することが必要である。なお、発光領域に対応する位置に必ずレンズ１２０が配置されていなくてもよく、画素の発光色に応じてレンズ１２０が形成される画素、レンズ１２０が形成されない画素を設定してもよい。また、１つの発光領域に複数のレンズ１２０が形成されていてもよい。また、レンズ１２０の形状は特に限定されず、凸状であってもよいし、凹状であってもよく、さらに、球面であってもよいし、非球面であってもよい。
【００３４】
〔第二の実施形態〕
第二の実施形態の表示装置の製造方法について、図４を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域２の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態では、第一の実施形態における図３（ｇ）のフォトマスク１１１の代わりに、図４（ｇ）で示すグレースケールマスク１１２を用いてレンズ部材料１０９ａを露光する。これを現像することで、図４（ｈ）の所望のレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成する。このとき、第一の実施形態よりも露光条件の均一性および再現性が重要であり、レンズ部材料１０９ａの下にある層の光吸収、光反射の特性が同じであることがより好ましい。従って、下地層１０８を設けることで得られる効果は第一の実施形態よりも大きくなる。また、下地層１０８に紫外線吸収の熱硬化樹脂を用いるのが好ましい。紫外線吸収の熱硬化樹脂の下地層１０８を設けることにより、レンズ部１０９のレンズ１２０の形状を安定して形成することができる。また、本実施形態に適するレンズ部材料としてはポジ型のレジストが好ましい。
【００３６】
〔第三の実施形態〕
第三の実施形態の表示装置の製造方法について、図５、図６を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域２の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。ただし、この場合のレンズ部材料１０９ａとしてはネガ型のレジスト（日本化薬製ＳＵ−８）を用いる。
【００３７】
次に、図５（ｇ）で示すようにレンズ部材料１０９ａの上に、例えば遮光性の金属膜３１０ａ（アルミニウム、ニッケル、クロムなど）を形成し、さらにフォトレジスト３１１ａを形成する。
【００３８】
次にフォトレジスト３１１ａをフォトマスク（不図示）で露光して、現像し、レジストパターン３１１を形成する。さらに、レジストパターン３１１をマスクとして金属膜３１０ａをエッチングし、図５（ｈ）で示す金属膜パターン３１０を形成する。
【００３９】
次に図５（ｉ）に示す金属膜パターン３１０をマスクとして、基板１０１を傾斜させた状態で回転させながらレンズ部材料１０９ａの破線で囲まれた部分を露光する。必要により傾斜角を変えて露光部分の体積を変える。また所望の角度が得られない場合には、屈折率を調整するため、例えば水などの液体中で露光してもよい。
【００４０】
次に、図６（ｊ）で示すようにレジストパターン３１１と金属膜パターン３１０を取り除く。
【００４１】
次に、図６（ｋ）で示すように、レンズ部材料１０９ａを現像して、コーン形状のレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成する。ネガ型レジストの場合、露光後の加熱で反応を促進させる必要があるが、このとき形状の変化も伴う。このため、下地層１０８を設けることで、場所によらず、安定した形状を形成できる。
【００４２】
〔第四の実施形態〕
第四の実施形態の表示装置の製造方法について、図７、図８を参照して説明する。本実施形態は、図２（ｆ）で示すレンズ部材料１０９ａを表示領域の全域に形成する工程までは第一の実施形態と同様である。
【００４３】
次に、図７（ｇ）に示すように、レンズ部材料１０９ａの上にレンズ形状作成用のフォトレジスト４１０ａを形成する。
【００４４】
次に、図７（ｈ）に示すように、グレースケールマスク４１１で露光した後、現像して図８（ｉ）で示す形状のレジストパターン４１０を形成する。
【００４５】
続いて、レジストパターン４１０とレンズ部材料１０９ａをドライエッチングすることにより、図８（ｊ）に示すようにレジストパターン４１０の形状と同様の形状でレンズ部１０９が形成される。なお、ドライエッチングの条件により、レジストの形状とレンズ部の形状の対応は調整が可能である。
【００４６】
このとき、第一の実施形態よりも露光条件の均一性および再現性が重要であり、レンズ部材料１０９ａの下にある層の光吸収、光反射の特定が同じであることが好ましい。従って、下地層１０８を設けることで得られる効果は第一の実施形態より大きくなる。また、下地層１０８に紫外線吸収の熱硬化樹脂を用いるのが好ましい。紫外線吸収の熱硬化樹脂の下地層１０８を設けることにより、レンズ部１０９のレンズ１２０の形状を安定して形成することができる。
【００４７】
また、本実施の形態ではフォトリソグラフィ技術でのパターン形成用ではない材料（たとでばＪＳＲ製ＫＺ６６６６）でもレンズ部１０９を形成することができる。
【実施例】
【００４８】
〔実施例１〕
ガラス基板上に、低温ポリシリコンＴＦＴで画素回路（不図示）を形成し、その上にＳｉＮからなる半導体保護層とポリイミド樹脂からなる平坦化膜を、この順番で形成して図２（ａ）に示す基板１０１を作成した。この基板１０１上にＡｌＮｄ膜とＩＴＯ膜をスパッタリング法にて１００ｎｍと３８ｎｍの厚さでこの順に形成した。続いて、ＡｌＮｄ膜とＩＴＯ膜を画素毎にパターニングし、第１電極１０２を形成した。
【００４９】
次に、第１電極１０２の上にポリイミド樹脂をスピンコートした。そして、ポリイミド樹脂をフォトリソグラフィ技術により、第１電極１０２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１０３を形成した。各画素のピッチを３０μｍ、開口による第１電極１０２の露出部の大きさを１０μｍとした。これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥した。
【００５０】
次に、ＵＶ／オゾン洗浄してから有機化合物層１０４を真空蒸着法により成膜した。有機化合物層１０４としては、始めに、ホール輸送層をすべての画素にわたって９０ｎｍの厚さで成膜した。次に、シャドーマスクを用いて、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層をそれぞれ厚さ３０ｎｍ、４０ｎｍ、２５ｎｍで成膜した。図では２色分、２画素の図と成っているが同様の構成の繰り返しであるため省略している。続いて、すべての画素に共通の電子輸送層を５０ｎｍの厚さで成膜した。
【００５１】
次に、有機化合物層１０４を成膜した基板１０１を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、第２電極１０５としてＡｇ膜およびＩＴＯ膜をそれぞれ１０ｎｍ及び５０ｎｍの厚さで順に成膜した。
【００５２】
次に、図２（ａ）に示すように、窒化珪素からなる保護層１０６を、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で６．０μｍの厚みに成膜した。
【００５３】
次に、図２（ｂ）に示すように、光吸収層材料１０７ａとして東京応化工業製ブラックレジストをスピンコーターにて塗布した。膜厚は１．０μｍであった。
【００５４】
次に、図２（ｃ）に示すように、画素ピッチ３０μｍでφ２０μｍのドットが並んだフォトマスク１１０を用い、ブラックレジストを露光、そして現像し、図２（ｄ）に示す、画素に対応した開口を有する光吸収層１０７を形成した。
【００５５】
次に、図２（ｅ）に示すように、下地層１０８として、紫外線硬化性樹脂（ネガレジスト）である日本化薬製ＳＵ−８、３００５を、スピンコーターにて塗布した。その後紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は５．０μｍであった。
【００５６】
次に、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａとして、ポジ型レジストであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００５７】
次に、図３（ｇ）で示すように、φ２５μｍ、ピッチ３０μｍのドットパターンを有するフォトマスク１１１にて露光した。そして、レンズ部材料１０９ａを現像することにより、図３（ｈ）で示すようなレンズ部パターン１０９ｂをパターニング形成した。
【００５８】
最後に、レンズ部パターン１０９ｂを加熱してリフローさせることにより、図３（ｉ）で示すようなレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは１４μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。
【００５９】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。
【００６０】
〔比較例１〕
本比較例は、下地層１０８を形成する工程を省略した以外は実施例１と同様に作製した。このようにして形成されたレンズ部１０９は、その一部が剥離した。これは光吸収層１０７の部分と、光吸収層１０７のない開口にわたり、レンズ部１０９を設けたため、密着力、熱応力、濡れ性などが異なり、応力が吸収できず剥離に至ったものと思われる。
【００６１】
〔実施例２〕
本実施例は光吸収層１０７を形成するまでは実施例１と同様である。光吸収層１０７の上に、図２（ｅ）に示すように、下地層１０８として紫外線吸収の熱硬化樹脂である日本触媒製ハルスハイブリッドＵＶ−Ｇを、スピンコーターにて塗布し、の後紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は５．０μｍであった。
【００６２】
その上に、実施例１と同じく、図２（ｆ）に示すように、レンズ部材料１０９ａとして、ポジ型レジストであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００６３】
次に、図４（ｇ）で示すように凸版印刷製グレースケールマスク１１２を用い、キヤノン製露光機ＭＰＡ−６００Ｆでレンズ部材料１０９ａを露光した。これをＡＺエレクトロニックマテリアルズ製現像液ＡＺ４００Ｋで現像することで、図４（ｈ）で示すレンズ１２０を有するレンズ部１０９が形成された。レンズ部１０９の高さは８．０μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。
【００６４】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【００６５】
〔実施例３〕
本実施例は光吸収層１０７を形成するまでは実施例１と同様である。次に、図２（ｅ）で示すように、下地層１０８として紫外線硬化性樹脂であるＪＳＲ製ＫＺ６６６６を、スピンコーターにて塗布した。その後この紫外線硬化樹脂を露光し、加熱硬化させた。膜厚は３．０μｍであった。
【００６６】
次に、図２（ｆ）で示すように、レンズ部材料１０９ａとしてネガ型のレジストである日本化薬製ＳＵ−８を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１０μｍであった。
【００６７】
次に、図５（ｇ）に示すように、遮光性の金属膜３１０ａとしてアルミニウムをスパッタにて１００ｎｍの厚みに形成し、さらにポジ型のフォトレジスト３１１ａ（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ１５００）を形成した。
【００６８】
次に、フォトレジスト３１１ａをフォトマスク（不図示）で露光した後、現像してレジストパターン３１１を形成し、さらにレジストパターン３１１をマスクとして、金属膜３１０ａをエッチングして、図５（ｈ）の金属膜パターン３１０を形成した。
【００６９】
次に図５（ｉ）に示すように、金属膜パターン３１０をマスクとして、基板１０１を４５度傾斜させた状態で回転させながらレンズ部材料１０９ａを露光した。
【００７０】
次に図６（ｊ）で示すように、レジストパターン３１１と金属膜パターン３１０を取り除いた。
【００７１】
次に、レンズ部材料１０９ａを現像して、図６（ｋ）で示すようなレンズ１２０を有するレンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは６．０μｍ、コーン形状のレンズ１２０の底面の直径は２０μｍであり、上面の直径は８．０μｍであった。
【００７２】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【００７３】
〔比較例２〕
下地層１０８を形成する工程を省略した以外は実施例３と同様に作製した。このように形成したレンズ部１０９は、その一部が剥離した。これは光吸収層１０７の部分と、光吸収層１０７のない開口にわたり、レンズ部１０９を設けたため、密着力、熱応力、濡れ性などが異なり、応力が吸収できず剥離に至ったものと思われる。
【００７４】
〔実施例４〕
本実施例は下地層１０８を形成するまでは実施例２と同様である。次に、図２（ｆ）で示すように、レンズ部材料１０９ａとしてＪＳＲ製ＫＺ６６６６を、スピンコーターにて塗布した。膜厚は１５μｍであった。
【００７５】
次に、図７（ｇ）で示すように、レンズ部材料１０９ａ上にレンズ形状作成用のフォトレジスト４１０ａとしてＡＺエレクトロニックマテリアルズ製ＡＺ４６２０をスピンコーターにて塗布した。
【００７６】
次に、図７（ｈ）で示すように、凸版印刷製グレースケールマスク４１１でフォトレジスト４１０ａを露光し、現像して、図８（ｉ）で示すようなレジストパターン４１０を形成した。
【００７７】
次に、レジストパターン４１０とレンズ部材料１０９ａをドライエッチングすることにより、図８（ｊ）に示すようにレジストパターン４１０の形状で規定された形状に、レンズ部１０９を形成した。レンズ部１０９の高さは８．０μｍ、レンズ１２０の曲率半径は２０μｍであった。なお、ドライエッチングはアルバック製の理アクティブイオンエッチング装置を用い、ＣＦ４とＯ２ガスを用い、圧力１０Ｐａ、電力１５０Ｗの条件で行った。
【００７８】
このようにして形成されたレンズ部１０９は、剥離や亀裂が生じていなかった。また、レンズ部１０９の形状を安定して形成できた。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 有機ＥＬ素子
１０１ 基板
１０７ 光吸収層
１０８ 下地層
１０９ レンズ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外に光吸収層を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にレンズ部を形成する工程と、を順に有する表示装置の製造方法であって、
前記光吸収層を形成する工程と前記レンズ部を形成する工程との間に、レンズ部が形成される領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接するように下地層を形成する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部と、を有する表示装置であって、
前記光吸収層は前記レンズ部よりも前記有機ＥＬ素子側にあり、
前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接している下地層を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１】
基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外に光吸収層を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にレンズ部を形成する工程と、を順に有する表示装置の製造方法であって、
前記光吸収層を形成する工程と前記レンズ部を形成する工程との間に、レンズ部が形成される領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接するように下地層を形成する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
基板上に、複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の外にある光吸収層と、前記複数の有機ＥＬ素子の発光領域の上にあるレンズ部と、を有する表示装置であって、
前記光吸収層は前記レンズ部よりも前記有機ＥＬ素子側にあり、
前記光吸収層と前記レンズ部との間に、前記レンズ部がある領域を覆って、かつ、前記光吸収層と前記レンズ部とに接している下地層を有することを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２６９０６（Ｐ２０１２−２２６９０６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２１５６（Ｐ２０１１−９２１５６）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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