表示装置
【課題】自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、（２１）式および（２６）式を満たすようにする。視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。一方、（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が、５０％以下に抑えられる。
【解決手段】自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、（２１）式および（２６）式を満たすようにする。視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。一方、（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が、５０％以下に抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬ（ElectroLuminescence）素子などの自発光型の発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置において、輝度の視野角特性は、表示画質を著しく低下させる要因である。一般に有機ＥＬ素子などの自発光型の発光素子（自発光素子）を用いた場合、発光自体は完全拡散もしくは共振器構造のマイクロキャビティ効果などにより、正面方向の取り出し効率を上げた素子構造を用いた場合においても発光部は完全拡散光源に近く設計することから、輝度の視野角特性に対して、有利であると言われている。
【０００３】
ところが、このような自発光素子を用いて表示装置を構成する場合、高コントラストを実現するため、外光のバックプレーン（一対の基板のうちの、表示面とは反対側の基板）からの反射を抑える目的でブラックマトリクス層を設ける場合がある。また、高コントラストに加えて色純度を向上させるため、カラーフィルタと一体化された構造のブラックマトリクス層を設ける場合がある。
【０００４】
ここで、従来、このようなブラックマトリクス層を設けるようにした自発光型の表示装置では、一対の基板のうちのバックプレーンに対向するように設置された基板上に、ブラックマトリクス層を設置するようになっている。これは、バックプレーン上にブラックマトリクス層を形成するには、耐熱性や信頼性が発光素子に要求されるが、現状では、そのような材料は皆無であることによる。そのため、ブラックマトリクス層は、対向基板側へ形成するのがほぼ必須となっている。
【０００５】
したがって、バックプレーンと、ブラックマトリクス層が形成された対向基板とを互いにアライメントさせて貼り合せる際に、発光部とブラックマトリクス層との間には、貼り合せ用の接着層（封止層）および保護層の厚み分の間隔ができることになる。一般的には、発光部とブラックマトリクス層との間の距離は、接着層と保護層とを合わせて、３０μｍ程度である。
【０００６】
なお、このような自発光型の発光層を有する自発光型の表示装置の一例として、有機ＥＬ表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−７３２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、有機ＥＬ素子などの自発光素子の場合、発光自体は完全拡散であっても発光部の大きさは画素ピッチ以下に制限されるため、遮光性のブラックマトリクス層などが存在する場合、斜め方向から画素を見ると、このブラックマトリクス層によって影となる部分が発生する。そしてこの影となる部分が発光部にかかることによって遮光領域が発生し、この遮光領域の大きさに応じて輝度が低下してしまう（輝度の視野角特性が劣化してしまう）という問題があった。なお、マイクロキャビティ効果を利用した発光素子の場合、発光部の配光特性がこれに重畳されることによって、輝度の視野角特性の劣化はより著しいものとなる。
【０００９】
なお、上記したような遮光現象は、有限の大きさを持つ自発光素子を備えた表示装置に特有の現象であり、液晶パネルとは別体で完全拡散光源（バックライト光源）を配置している液晶表示装置では、そのような遮光現象は生じない。これは、セルギャップの薄い液晶パネルでは、完全拡散かつ開口領域よりも大きな寸法を持つバックライト光源を、ブラックマトリクス層の直下に形成された仮想的な拡散光源とみなすことができるためであり、輝度の視野角特性が光源のそれと略一致し、ほとんど問題とはならない。ちなみに、実際に液晶表示装置において視野角特性として問題となっているのは、液晶分子の屈折率異方性の分光特性によって生じる、コントラストの低下とその波長依存性によって生じる色ずれである。
【００１０】
また、従来は、このような視野角特性として遮光による輝度低下改善に関する発明はなく、例えば上記特許文献１に記載されているように、ある画素から隣接画素へ漏れた光が臨界角以上の角度で空気／ガラス界面へ入射することにより生じる混色を避けるようにしたものが報告されているのみである。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１１）式を満たすようにしたものである。
２√３≦（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１１）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１３】
本発明の第１の表示装置では、上記（１１）式を満たすことにより、視野角が０°（度）から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが、全く生じなくなる。
【００１４】
本発明の第２の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１２）式ないし（１４）式を満たすようにしたものである。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１２）
ＷＬＤ＜ＷＢＭ …（１３）
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＬＤ） …（１４）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１５】
本発明の第２の表示装置では、上記（１２）式ないし（１４）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法よりも大きい場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００１６】
本発明の第３の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１５）式ないし（１７）式を満たすようにしたものである。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１５）
ＷＬＤ≧ＷＢＭ …（１６）
（√３／２）×ＷＬＤ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＬＤ−ＷＢＭ） …（１７）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１７】
本発明の第３の表示装置では、上記（１５）式ないし（１６）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法以下である場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１１）式を満たすようにしたので、視野角が０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００１９】
本発明の第２の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１２）式ないし（１４）式を満たすようにしたので、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法よりも大きい場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００２０】
本発明の第３の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１５）式ないし（１７）式を満たすようにしたので、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法以下である場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置（有機ＥＬ表示装置１）の断面構成を表すものである。この有機ＥＬ表示装置１は、例えば、ガラスなどよりなる駆動用基板１１の上に、後述する複数の発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂがそれぞれ画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにマトリクス状に配置されると共に、映像表示用の画素駆動回路である信号線駆動回路や走査線駆動回路（図示せず）が形成されたものである。具体的には、駆動用基板１１と対向基板１５との間において、駆動用基板１１側から、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、絶縁層１２、保護層１３、封止層１４、カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｂ，１７Ｇおよびブラックマトリクス層ＢＭをこの順に積層したものである。
【００２３】
発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂはそれぞれ、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｇに対応する領域に形成されており、赤色波長領域，緑色波長領域，青色波長領域の光を発する自発光型の発光素子（有機ＥＬ素子）により構成されている。図２は、この有機ＥＬ素子の断面構成を詳細に表したものである。有機ＥＬ素子は、駆動用基板１１の側から、上述した画素駆動回路の駆動トランジスタ（図示せず）、陽極としての第１電極１６１、有機層である正孔注入層１６２、正孔輸送層１６３、発光層１６４および電子輸送層１６５、ならびに陰極としての第２電極１６６が、この順に積層された構成を有している。
【００２４】
このような有機ＥＬ素子は、窒化ケイ素（ＳｉＮx）などの保護層１３により被覆され、更にこの保護層１３上に封止層１４を間にしてガラスなどよりなる対向基板１５が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。なお、駆動トランジスタは、絶縁膜１２に設けられた開口部１２−１を介して第１電極１６１に電気的に接続されている。
【００２５】
第１電極１６１は、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ複合酸化物）により構成されている。
【００２６】
発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機層は、上述したように、第１電極１６１の側から順に、正孔注入層１６２，正孔輸送層１６３，発光層１６４および電子輸送層１６５を積層した構成を有するが、これらのうち発光層１６４以外の層は、必要に応じて設ければよい。また、このような有機層は、有機ＥＬ素子の発光色によってそれぞれ構成が異なっていてもよい。正孔注入層１６１は、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１６３、発光層１６４への正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１６４は、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。この発光層１６４は、詳細は後述するように、電荷輸送性を有するホスト材料と、発光性を有するドーパント材料（ゲスト材料）とを含んでいる。電子輸送層１６５は、発光層１６４への電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層１６５と第２電極１６６との間に、例えば厚みが０．３ｎｍ程度であり、ＬｉＦ，Ｌｉ2 Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
【００２７】
発光部１６Ｒの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。発光部１６Ｒの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。発光部１６Ｒの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料である９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）（ホスト材料）に、ドーパント材料である２，６≡ビス［４´≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｒの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
【００２８】
発光部１６Ｇの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。発光部１６Ｇの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。発光部１６Ｇの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料であるＡＤＮに、ドーパント材料であるクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を５体積％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｇの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００２９】
発光部１６Ｂの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。発光部１６Ｂの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。発光部１６Ｂの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料であるＡＤＮに、ドーパント材料である４，４´≡ビス［２≡｛４≡（Ｎ，Ｎ≡ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｂの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３０】
第２電極１６６は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。
【００３１】
絶縁層１２は、駆動用基板１１の表面を平坦化するためのものであり、例えば、ポリイミド等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などの無機材料により構成されている。
【００３２】
保護層１３は、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ内の有機層に水分などが侵入することを防止するためのものであり、透過水性および吸水性の低い材料により構成されると共に十分な厚みを有している。また、保護層１３は、発光層１６４で発生した光に対する透過性が高く、例えば８０％以上の透過率を有する材料により構成されている。このような保護層１３は、例えば、厚みが２μｍないし３μｍ程度であり、無機アモルファス性の絶縁性材料により構成されている。具体的には、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ），アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ），アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-x Ｎx ）およびアモルファスカーボン（α−Ｃ）が好ましい。これらの無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないので透水性が低く、良好な保護層１３となる。また、保護層１３は、ＩＴＯのような透明導電材料により構成されていてもよい。
【００３３】
封止層１４は、例えば熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂により構成されている。
【００３４】
対向基板１５は、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの第２電極１６６の側に位置しており、封止層１４と共に発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを封止するものであり、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。対向基板１５には、例えば、カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂが設けられており、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで発生した光を取り出すと共に、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂならびにその間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するようになっている。この対向基板１５にはまた、後述するブラックマトリクス層ＢＭが設けられている。
【００３５】
カラーフィルタ層は、赤色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｒ，緑色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｇおよび青色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｂにより構成されており、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応して、各画素に配置されている。カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これらカラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
【００３６】
ブラックマトリクス層ＢＭは、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ間に対応する領域に形成されており、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの表示領域を区画すると共に、各色の区域どうしの境界における外光の反射の防止および画素間の光漏れを防止し、コントラストを高めるためのものである。このブラックマトリクス層ＢＭは、金属、金属酸化物および金属窒化物の薄膜層を積層してなり、例えば、ＣｒＯｘ（ｘは任意数）およびＣｒの積層からなる２層クロムブラックマトリクス、あるいは反射率を低減させたＣｒＯｘ、ＣｒＮｙおよびＣｒ（ｘ，ｙは任意数）の積層からなる３層クロムブラックマトリクスなどにより構成されている。
【００３７】
次に、図１および図３を参照して、本発明の特徴的部分の構成およびそれによる作用・効果について、詳細に説明する。
【００３８】
（ケラレが全く生じない場合について）
まず、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１では、図１に示したように、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法をＷＢＭ、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機ＥＬ素子の発光領域寸法をＷＥＬ（発光領域寸法ＷＬＤの一具体例に対応）、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の垂直方向の距離を空気長に換算したものをＤ（＝Σｄｉ／ｎｉ)とすると、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬ、との大小関係は、発光領域を隠すことによる光利用効率の低下を避けるため、以下の（２１）式を満たすようになっている。すなわち、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭのほうが、有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きくなっている。なお、このブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとの差分値は、対向基板１５と駆動用基板１１との重ね合わせの際のマージンの２倍以上となっているのが望ましい。
ＷＢＭ−ＷＥＬ＞０ …（２１）
【００３９】
ここで、図１に示したように、有機ＥＬ表示装置１における表示映像を、対向基板１５に対して角度α（視野角α）をなす方向から空気中で観察したとすると、スネルの法則により、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に形成される影領域の長さＬＳは、以下の（２２）式により表される。また、この影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢは、以下の（２３）式により表される。
ＬＳ＝Ｄ×ｔａｎα …（２２）
ＬＢ＝ＬＳ−（１／２）×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）
＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（２３）
【００４０】
したがって、以下の（２４）式を満たすようにすれば、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域がなくなるため、視野角が０°からαまでの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが、全く生じないことになる。また、（２４）式を変形すると、（２５）式のように表される。なお、これら（２４），（２５）式を満たす条件の一つとして、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に直にブラックマトリクス層ＢＭを形成する場合が挙げられる。
ＬＢ＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）≦０ …（２４）
α≦ｔａｎ−１（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／（２×Ｄ）） …（２５）
【００４１】
また、一般的な表示装置では、視野角α＝６０°以上でケラレが発生したとしても、実用上は大きな問題とはならないと考えられる。ここで、α＝６０°としたのは、一例として、最適視聴距離を表示装置の幅の２倍とすると共に表示画面の正面から４５°の方向に視聴者がいる場合について考えると、視聴者は、（４５°±１５°）の角度範囲を画角として同時に視ることになるためであり、この場合の最大角度である６０°が、単なる数式上の取り決めではなく、当業者にとっての１つの指標となる角度であると考えられるためである。したがって、（２４），（２５）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（２６）式が成り立つことになる。
２√３≦（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／Ｄ …（２６）
【００４２】
なお、開口率が小さい場合（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）の値が大きい場合）、保護層１３や封止層１４の膜厚が極端に薄くなることを意味することから、電流密度上昇による寿命低下やプロセス上の耐熱性などを考慮すると、開口率はなるべく大きい（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）の値がなるべく小さい）ほうが望ましい。
【００４３】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１では、図示しない画素駆動回路から供給される駆動信号により、各発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機ＥＬ素子において、第１電極１６１および第２電極１６６の間に駆動電流が流れることにより、正孔と電子とが再結合し、発光層１６５において発光が起こる。この発光層１６５からの光は、第２電極１６，保護層１３，封止層１４，カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂおよび対向基板１５を透過し、表示装置外部へ取り出される。これにより、駆動信号に基づいた映像表示がなされる。
【００４４】
ここで、上記（２１）式および（２６）式を満たすことにより、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。
【００４５】
（ケラレがある程度生じる場合について）
次に、視野角α以下の角度範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域が存在する場合（ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが生じている場合）について、考察する。実際の表示装置の多くがこの条件に該当し、より現実に即した解であると考えられるためである。この場合、上述した（２４）式および（２５）式を考慮すると、以下の（２７）式および（２８）式が成り立つことになる。また、前述の場合と同様に（２７），（２８）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（２９）式が成り立つことになる。
ＬＢ＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）＞０ …（２７）
α＞ｔａｎ−１（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／（２×Ｄ）） …（２８）
２√３＞（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／Ｄ …（２９）
【００４６】
ここで、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した表示光Ｌのケラレの割合（表示光Ｌの遮光される割合）は、影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとの比に比例することから、このような表示光Ｌのケラレの割合は、以下の（３０）式により表される。したがって、この表示光Ｌのケラレの割合を５０％以下とするためには、以下の（３１）式を満たすようにすればよく、この（３１）式を（２７）式を用いて変形すると、以下の（３２）式が成り立つ。
（表示光Ｌのケラレの割合）＝（ＬＢ／ＷＥＬ） …（３０）
０．５≧（ＬＢ／ＷＥＬ）≧０ …（３１）
０．５×ＷＢＭ≧Ｄ×ｔａｎα≧０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（３２）
【００４７】
ここで、上記のように表示光Ｌのケラレが生じる場合において、視野角αの適用範囲を考えてみると、携帯電話などのモバイル用途では視野角αはある程度小さくてもよく、一方、ＴＶなどの用途では視野角αはある程度大きい必要がある。この点を考慮すると、視野角αの適用範囲は３０°〜６０°が妥当な数値範囲であり、これを（３２）式に適用すると、以下の（３３）式が成り立つ。
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（３３）
【００４８】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１では、上記（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きい場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００４９】
なお、図３は、有機ＥＬ表示装置１において、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの画素ピッチを１００μｍ、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭを７０μｍ、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬを６０μｍ、および発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の空気長Ｄ（＝Σｄｉ／ｎｉ)を実厚で３０μｍとした場合における、視野角αと相対輝度（視野角α＝０°のときの輝度を１００％とした場合の相対輝度）との関係の一例を表したものである。発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の平均屈折率ｎを１．６とすると、上記（２７）式により、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じはじめる視野角αは、α＝１１．３１°となり、かなりの低角領域から遮光（表示光Ｌのケラレ）が発生し始めると共に、α＝４５°では、相対輝度が７７．１％に低下していることが分かる。
【００５０】
以上のように本実施の形態の表示装置によれば、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（２１）式および（２６）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすようにした場合には、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きい場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
図４は、本実施の形態に係る表示装置（有機ＥＬ表示装置１Ａ）の断面構成を表したものである。この有機ＥＬ表示装置１Ａは、第１の実施の形態で説明した有機ＥＬ表示装置１において、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ（発光領域寸法ＷＬＤの一具体例に対応）以下であるようにしたものであり、有機ＥＬ素子の寿命や消費電力などにあまり問題が生じないような場合に対応する。すなわち、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１Ａでは、まず、以下の（３４）式を満たすようになっている。
ＷＢＭ−ＷＥＬ≦０ …（３４）
【００５４】
なお、この有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭとの差分値（ＷＥＬ−ＷＢＭ）であるオーバーラップ量は、対向基板１５と駆動用基板１１との重ね合わせの際のマージンの２倍以上となっているのが望ましい。また、本実施の形態では、視野角α＝０°の位置においても手前側の遮光は発生するがその反対側の隠れていた部分が観測されるようになることから、ブラックマトリクス層ＢＭによる影領域の部分が有機ＥＬ素子とブラックマトリクス層ＢＭとのオーバーラップ領域に重なっている限りは、事実上の輝度低下は発生しないことになる。
【００５５】
（ケラレが全く生じない場合について）
したがって、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１Ａでは、ブラックマトリクス層ＢＭによる影領域の部分が、上述した有機ＥＬ素子とブラックマトリクス層ＢＭとのオーバーラップ領域に重なっているようにすれば、表示光Ｌのケラレを完全に防ぐことができる。すなわち、第１の実施の形態における（２４）式および（２５）式を考慮すると、以下の（３５）式が成り立つようにすれば、視野角が０°からαまでの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが全く生じないことになる。
α≦ｔａｎ−１（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／（２×Ｄ）） …（３５）
【００５６】
また、第１の実施の形態で述べたように、一般的な表示装置では視野角α＝６０°以上でケラレが発生したとしても、実用上は大きな問題とはならないと考えられる。また、ここでα＝６０°としたのも、第１の実施の形態で述べたのと同様の理由により、単なる数式上の取り決めではなく、当業者にとっての１つの指標となる角度であると考えられるためである。したがって、（３５）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（３６）式が成り立つことになる。ただし、この場合も第１の実施の形態と同様に、開口率が小さい場合（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）の値が大きい場合）、保護層１３や封止層１４の膜厚が極端に薄くなることを意味することから、電流密度上昇による寿命低下やプロセス上の耐熱性などを考慮すると、開口率はなるべく大きい（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）の値がなるべく小さい）ほうが望ましい。
２√３≦（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／Ｄ …（３６）
【００５７】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１Ａでは、上記（３４）式および（３６）式を満たすことにより、第１の実施の形態と同様に、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。
【００５８】
（ケラレがある程度生じる場合について）
次に、第１の実施の形態と同様に、視野角α以下の角度範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域が存在する場合（ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが生じている場合）について、考察する。この場合、上述した（３６）式を考慮すると、以下の（３７）式が成り立つことになる。また、前述の場合と同様に（３７）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（３８）式が成り立つことになる。
α＞ｔａｎ−１（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／（２×Ｄ）） …（３７）
２√３＞（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／Ｄ …（３８）
【００５９】
ここで、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した表示光Ｌのケラレの割合（表示光Ｌの遮光される割合）は、影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢとブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭとの比に比例することから、このような表示光Ｌのケラレの割合は、以下の（３９）式により表される。したがって、この表示光Ｌのケラレの割合を５０％以下とするためには、以下の（４０）式を満たすようにすればよく、この（４０）式を変形すると、以下の（４１）式が成り立つ。
（表示光Ｌのケラレの割合）＝（ＬＢ／ＷＢＭ） …（３９）
０．５≧（ＬＢ／ＷＢＭ）≧０ …（４０）
０．５×ＷＥＬ≧Ｄ×ｔａｎα≧０．５×（ＷＥＬ−ＷＢＭ） …（４１）
【００６０】
また、この（４１）式において、第１の実施の形態と同様にして、視野角αの適用範囲として妥当な数値範囲である３０°〜６０°を適用すると、以下の（４２）式が成り立つ。
（√３／２）×ＷＥＬ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＥＬ−ＷＢＭ） …（４２）
【００６１】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１Ａでは、上記（３４）式、（３８）式および（４２）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ以下である場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００６２】
以上のように本実施の形態の表示装置によれば、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（３４）式および（３６）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００６３】
また、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（３４）式、（３８）式および（４２）式を満たすようにした場合には、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ以下である場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００６４】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００６５】
例えば、本発明の表示装置では、例えば図５（Ａ）に示したように、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて、ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび発光素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の発光領域寸法ＷＥＬがそれぞれ、垂直方向（図中のＹ方向）よりも水平方向（図中のＸ方向）のほうが長くなっている（画素の水平方向の寸法ＬＨのほうが、画素の垂直方向の寸法ＬＶよりも長くなっている）のが好ましい。すなわち、例えば図５（Ｂ）に示したように、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて、ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび発光素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の発光領域寸法ＷＥＬがそれぞれ、水平方向よりも垂直方向のほうが長くなっている（画素の垂直方向の寸法ＬＶのほうが、画素の水平方向の寸法ＬＨよりも長くなっている）構成よりも、図５（Ａ）に示した構成のほうが好ましい。これは、一般的には視聴方向は水平方向に対する視認性が高いことを考慮すると、実使用において大きな視野角が必要とされる水平方向では画素ピッチを長くすると共に、実使用において大きな視野角が必要とされない垂直方向では画素ピッチを狭めるような画素形状とすれば、上記実施の形態における効果に加え、水平方向の輝度の視野角特性をより向上させることが可能であるからである。
【００６６】
また、上記実施の形態では、自発光型の発光素子を備えた自発光型の表示装置の一例として、有機ＥＬ素子を発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおいて備えた有機ＥＬ表示装置１，１Ａを挙げて説明したが、本発明は、例えば、自発光型の発光素子として無機ＥＬ素子を備えた無機ＥＬ表示装置や、ＦＥＤ（Field Emission Display；電界放出ディスプレイ）などの他の自発光型の表示装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した発光部の詳細構成を表す断面図である。
【図３】視野角と相対輝度との関係の一例を表す特性図である。
【図４】第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る表示装置における画素の形状について説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ…有機ＥＬ表示装置、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…画素、１１…駆動用基板、１２…絶縁層、１２−１…開口部、１３…保護層、１４…封止層、１５…対向基板、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…発光部、１６１…第１電極、１６２…正孔注入層、１６３…正孔輸送層、１６４…発光層、１６５…電子輸送層、１６６…第２電極、１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ…カラーフィルタ層、ＢＭ…ブラックマトリクス層、α…視野角、Ｌ…光線、ＷＢＭ…ブラックマトリクス層の開口寸法、ＷＥＬ…発光部（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法、Ｄ…発光部（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層との間の空気長、ＬＳ…ブラックマトリクス層により形成される影領域の長さ、ＬＢ…影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法、ＬＨ…画素の水平方向の寸法、ＬＶ…画素の垂直方向の寸法。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬ（ElectroLuminescence）素子などの自発光型の発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置において、輝度の視野角特性は、表示画質を著しく低下させる要因である。一般に有機ＥＬ素子などの自発光型の発光素子（自発光素子）を用いた場合、発光自体は完全拡散もしくは共振器構造のマイクロキャビティ効果などにより、正面方向の取り出し効率を上げた素子構造を用いた場合においても発光部は完全拡散光源に近く設計することから、輝度の視野角特性に対して、有利であると言われている。
【０００３】
ところが、このような自発光素子を用いて表示装置を構成する場合、高コントラストを実現するため、外光のバックプレーン（一対の基板のうちの、表示面とは反対側の基板）からの反射を抑える目的でブラックマトリクス層を設ける場合がある。また、高コントラストに加えて色純度を向上させるため、カラーフィルタと一体化された構造のブラックマトリクス層を設ける場合がある。
【０００４】
ここで、従来、このようなブラックマトリクス層を設けるようにした自発光型の表示装置では、一対の基板のうちのバックプレーンに対向するように設置された基板上に、ブラックマトリクス層を設置するようになっている。これは、バックプレーン上にブラックマトリクス層を形成するには、耐熱性や信頼性が発光素子に要求されるが、現状では、そのような材料は皆無であることによる。そのため、ブラックマトリクス層は、対向基板側へ形成するのがほぼ必須となっている。
【０００５】
したがって、バックプレーンと、ブラックマトリクス層が形成された対向基板とを互いにアライメントさせて貼り合せる際に、発光部とブラックマトリクス層との間には、貼り合せ用の接着層（封止層）および保護層の厚み分の間隔ができることになる。一般的には、発光部とブラックマトリクス層との間の距離は、接着層と保護層とを合わせて、３０μｍ程度である。
【０００６】
なお、このような自発光型の発光層を有する自発光型の表示装置の一例として、有機ＥＬ表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−７３２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、有機ＥＬ素子などの自発光素子の場合、発光自体は完全拡散であっても発光部の大きさは画素ピッチ以下に制限されるため、遮光性のブラックマトリクス層などが存在する場合、斜め方向から画素を見ると、このブラックマトリクス層によって影となる部分が発生する。そしてこの影となる部分が発光部にかかることによって遮光領域が発生し、この遮光領域の大きさに応じて輝度が低下してしまう（輝度の視野角特性が劣化してしまう）という問題があった。なお、マイクロキャビティ効果を利用した発光素子の場合、発光部の配光特性がこれに重畳されることによって、輝度の視野角特性の劣化はより著しいものとなる。
【０００９】
なお、上記したような遮光現象は、有限の大きさを持つ自発光素子を備えた表示装置に特有の現象であり、液晶パネルとは別体で完全拡散光源（バックライト光源）を配置している液晶表示装置では、そのような遮光現象は生じない。これは、セルギャップの薄い液晶パネルでは、完全拡散かつ開口領域よりも大きな寸法を持つバックライト光源を、ブラックマトリクス層の直下に形成された仮想的な拡散光源とみなすことができるためであり、輝度の視野角特性が光源のそれと略一致し、ほとんど問題とはならない。ちなみに、実際に液晶表示装置において視野角特性として問題となっているのは、液晶分子の屈折率異方性の分光特性によって生じる、コントラストの低下とその波長依存性によって生じる色ずれである。
【００１０】
また、従来は、このような視野角特性として遮光による輝度低下改善に関する発明はなく、例えば上記特許文献１に記載されているように、ある画素から隣接画素へ漏れた光が臨界角以上の角度で空気／ガラス界面へ入射することにより生じる混色を避けるようにしたものが報告されているのみである。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１１）式を満たすようにしたものである。
２√３≦（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１１）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１３】
本発明の第１の表示装置では、上記（１１）式を満たすことにより、視野角が０°（度）から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが、全く生じなくなる。
【００１４】
本発明の第２の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１２）式ないし（１４）式を満たすようにしたものである。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１２）
ＷＬＤ＜ＷＢＭ …（１３）
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＬＤ） …（１４）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１５】
本発明の第２の表示装置では、上記（１２）式ないし（１４）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法よりも大きい場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００１６】
本発明の第３の表示装置は、複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えたものであって、以下の（１５）式ないし（１７）式を満たすようにしたものである。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１５）
ＷＬＤ≧ＷＢＭ …（１６）
（√３／２）×ＷＬＤ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＬＤ−ＷＢＭ） …（１７）
但し、ＷＢＭはブラックマトリクス層の開口寸法を、ＷＬＤは発光素子の発光領域寸法を、Ｄは発光素子とブラックマトリクス層との間の空気長を、それぞれ表している。
【００１７】
本発明の第３の表示装置では、上記（１５）式ないし（１６）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法以下である場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１１）式を満たすようにしたので、視野角が０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００１９】
本発明の第２の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１２）式ないし（１４）式を満たすようにしたので、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法よりも大きい場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００２０】
本発明の第３の表示装置によれば、自発光型の発光素子とブラックマトリクス層とを設けると共に、上記（１５）式ないし（１７）式を満たすようにしたので、ブラックマトリクス層の開口寸法が発光素子の発光領域寸法以下である場合において、視野角が０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層による遮光に起因した発光素子からの表示光のケラレが生じている場合であっても、そのような表示光のケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置（有機ＥＬ表示装置１）の断面構成を表すものである。この有機ＥＬ表示装置１は、例えば、ガラスなどよりなる駆動用基板１１の上に、後述する複数の発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂがそれぞれ画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにマトリクス状に配置されると共に、映像表示用の画素駆動回路である信号線駆動回路や走査線駆動回路（図示せず）が形成されたものである。具体的には、駆動用基板１１と対向基板１５との間において、駆動用基板１１側から、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、絶縁層１２、保護層１３、封止層１４、カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｂ，１７Ｇおよびブラックマトリクス層ＢＭをこの順に積層したものである。
【００２３】
発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂはそれぞれ、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｇに対応する領域に形成されており、赤色波長領域，緑色波長領域，青色波長領域の光を発する自発光型の発光素子（有機ＥＬ素子）により構成されている。図２は、この有機ＥＬ素子の断面構成を詳細に表したものである。有機ＥＬ素子は、駆動用基板１１の側から、上述した画素駆動回路の駆動トランジスタ（図示せず）、陽極としての第１電極１６１、有機層である正孔注入層１６２、正孔輸送層１６３、発光層１６４および電子輸送層１６５、ならびに陰極としての第２電極１６６が、この順に積層された構成を有している。
【００２４】
このような有機ＥＬ素子は、窒化ケイ素（ＳｉＮx）などの保護層１３により被覆され、更にこの保護層１３上に封止層１４を間にしてガラスなどよりなる対向基板１５が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。なお、駆動トランジスタは、絶縁膜１２に設けられた開口部１２−１を介して第１電極１６１に電気的に接続されている。
【００２５】
第１電極１６１は、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ複合酸化物）により構成されている。
【００２６】
発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機層は、上述したように、第１電極１６１の側から順に、正孔注入層１６２，正孔輸送層１６３，発光層１６４および電子輸送層１６５を積層した構成を有するが、これらのうち発光層１６４以外の層は、必要に応じて設ければよい。また、このような有機層は、有機ＥＬ素子の発光色によってそれぞれ構成が異なっていてもよい。正孔注入層１６１は、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１６３、発光層１６４への正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１６４は、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。この発光層１６４は、詳細は後述するように、電荷輸送性を有するホスト材料と、発光性を有するドーパント材料（ゲスト材料）とを含んでいる。電子輸送層１６５は、発光層１６４への電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層１６５と第２電極１６６との間に、例えば厚みが０．３ｎｍ程度であり、ＬｉＦ，Ｌｉ2 Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
【００２７】
発光部１６Ｒの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。発光部１６Ｒの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。発光部１６Ｒの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料である９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）（ホスト材料）に、ドーパント材料である２，６≡ビス［４´≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｒの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
【００２８】
発光部１６Ｇの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。発光部１６Ｇの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。発光部１６Ｇの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料であるＡＤＮに、ドーパント材料であるクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を５体積％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｇの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００２９】
発光部１６Ｂの正孔注入層１６２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。発光部１６Ｂの正孔輸送層１６３は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。発光部１６Ｂの発光層１６４は、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ホスト材料であるＡＤＮに、ドーパント材料である４，４´≡ビス［２≡｛４≡（Ｎ，Ｎ≡ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成されている。発光部１６Ｂの電子輸送層１６５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３０】
第２電極１６６は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。
【００３１】
絶縁層１２は、駆動用基板１１の表面を平坦化するためのものであり、例えば、ポリイミド等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などの無機材料により構成されている。
【００３２】
保護層１３は、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ内の有機層に水分などが侵入することを防止するためのものであり、透過水性および吸水性の低い材料により構成されると共に十分な厚みを有している。また、保護層１３は、発光層１６４で発生した光に対する透過性が高く、例えば８０％以上の透過率を有する材料により構成されている。このような保護層１３は、例えば、厚みが２μｍないし３μｍ程度であり、無機アモルファス性の絶縁性材料により構成されている。具体的には、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ），アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ），アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-x Ｎx ）およびアモルファスカーボン（α−Ｃ）が好ましい。これらの無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないので透水性が低く、良好な保護層１３となる。また、保護層１３は、ＩＴＯのような透明導電材料により構成されていてもよい。
【００３３】
封止層１４は、例えば熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂により構成されている。
【００３４】
対向基板１５は、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの第２電極１６６の側に位置しており、封止層１４と共に発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを封止するものであり、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。対向基板１５には、例えば、カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂが設けられており、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで発生した光を取り出すと共に、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂならびにその間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するようになっている。この対向基板１５にはまた、後述するブラックマトリクス層ＢＭが設けられている。
【００３５】
カラーフィルタ層は、赤色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｒ，緑色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｇおよび青色フィルタであるカラーフィルタ層１７Ｂにより構成されており、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応して、各画素に配置されている。カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これらカラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
【００３６】
ブラックマトリクス層ＢＭは、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ間に対応する領域に形成されており、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの表示領域を区画すると共に、各色の区域どうしの境界における外光の反射の防止および画素間の光漏れを防止し、コントラストを高めるためのものである。このブラックマトリクス層ＢＭは、金属、金属酸化物および金属窒化物の薄膜層を積層してなり、例えば、ＣｒＯｘ（ｘは任意数）およびＣｒの積層からなる２層クロムブラックマトリクス、あるいは反射率を低減させたＣｒＯｘ、ＣｒＮｙおよびＣｒ（ｘ，ｙは任意数）の積層からなる３層クロムブラックマトリクスなどにより構成されている。
【００３７】
次に、図１および図３を参照して、本発明の特徴的部分の構成およびそれによる作用・効果について、詳細に説明する。
【００３８】
（ケラレが全く生じない場合について）
まず、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１では、図１に示したように、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法をＷＢＭ、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機ＥＬ素子の発光領域寸法をＷＥＬ（発光領域寸法ＷＬＤの一具体例に対応）、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の垂直方向の距離を空気長に換算したものをＤ（＝Σｄｉ／ｎｉ)とすると、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬ、との大小関係は、発光領域を隠すことによる光利用効率の低下を避けるため、以下の（２１）式を満たすようになっている。すなわち、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭのほうが、有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きくなっている。なお、このブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとの差分値は、対向基板１５と駆動用基板１１との重ね合わせの際のマージンの２倍以上となっているのが望ましい。
ＷＢＭ−ＷＥＬ＞０ …（２１）
【００３９】
ここで、図１に示したように、有機ＥＬ表示装置１における表示映像を、対向基板１５に対して角度α（視野角α）をなす方向から空気中で観察したとすると、スネルの法則により、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に形成される影領域の長さＬＳは、以下の（２２）式により表される。また、この影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢは、以下の（２３）式により表される。
ＬＳ＝Ｄ×ｔａｎα …（２２）
ＬＢ＝ＬＳ−（１／２）×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）
＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（２３）
【００４０】
したがって、以下の（２４）式を満たすようにすれば、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域がなくなるため、視野角が０°からαまでの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが、全く生じないことになる。また、（２４）式を変形すると、（２５）式のように表される。なお、これら（２４），（２５）式を満たす条件の一つとして、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に直にブラックマトリクス層ＢＭを形成する場合が挙げられる。
ＬＢ＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）≦０ …（２４）
α≦ｔａｎ−１（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／（２×Ｄ）） …（２５）
【００４１】
また、一般的な表示装置では、視野角α＝６０°以上でケラレが発生したとしても、実用上は大きな問題とはならないと考えられる。ここで、α＝６０°としたのは、一例として、最適視聴距離を表示装置の幅の２倍とすると共に表示画面の正面から４５°の方向に視聴者がいる場合について考えると、視聴者は、（４５°±１５°）の角度範囲を画角として同時に視ることになるためであり、この場合の最大角度である６０°が、単なる数式上の取り決めではなく、当業者にとっての１つの指標となる角度であると考えられるためである。したがって、（２４），（２５）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（２６）式が成り立つことになる。
２√３≦（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／Ｄ …（２６）
【００４２】
なお、開口率が小さい場合（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）の値が大きい場合）、保護層１３や封止層１４の膜厚が極端に薄くなることを意味することから、電流密度上昇による寿命低下やプロセス上の耐熱性などを考慮すると、開口率はなるべく大きい（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）の値がなるべく小さい）ほうが望ましい。
【００４３】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１では、図示しない画素駆動回路から供給される駆動信号により、各発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおける有機ＥＬ素子において、第１電極１６１および第２電極１６６の間に駆動電流が流れることにより、正孔と電子とが再結合し、発光層１６５において発光が起こる。この発光層１６５からの光は、第２電極１６，保護層１３，封止層１４，カラーフィルタ層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂおよび対向基板１５を透過し、表示装置外部へ取り出される。これにより、駆動信号に基づいた映像表示がなされる。
【００４４】
ここで、上記（２１）式および（２６）式を満たすことにより、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。
【００４５】
（ケラレがある程度生じる場合について）
次に、視野角α以下の角度範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域が存在する場合（ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが生じている場合）について、考察する。実際の表示装置の多くがこの条件に該当し、より現実に即した解であると考えられるためである。この場合、上述した（２４）式および（２５）式を考慮すると、以下の（２７）式および（２８）式が成り立つことになる。また、前述の場合と同様に（２７），（２８）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（２９）式が成り立つことになる。
ＬＢ＝Ｄ×ｔａｎα−０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ）＞０ …（２７）
α＞ｔａｎ−１（（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／（２×Ｄ）） …（２８）
２√３＞（ＷＢＭ−ＷＥＬ）／Ｄ …（２９）
【００４６】
ここで、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した表示光Ｌのケラレの割合（表示光Ｌの遮光される割合）は、影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢと有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとの比に比例することから、このような表示光Ｌのケラレの割合は、以下の（３０）式により表される。したがって、この表示光Ｌのケラレの割合を５０％以下とするためには、以下の（３１）式を満たすようにすればよく、この（３１）式を（２７）式を用いて変形すると、以下の（３２）式が成り立つ。
（表示光Ｌのケラレの割合）＝（ＬＢ／ＷＥＬ） …（３０）
０．５≧（ＬＢ／ＷＥＬ）≧０ …（３１）
０．５×ＷＢＭ≧Ｄ×ｔａｎα≧０．５×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（３２）
【００４７】
ここで、上記のように表示光Ｌのケラレが生じる場合において、視野角αの適用範囲を考えてみると、携帯電話などのモバイル用途では視野角αはある程度小さくてもよく、一方、ＴＶなどの用途では視野角αはある程度大きい必要がある。この点を考慮すると、視野角αの適用範囲は３０°〜６０°が妥当な数値範囲であり、これを（３２）式に適用すると、以下の（３３）式が成り立つ。
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＥＬ） …（３３）
【００４８】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１では、上記（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きい場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００４９】
なお、図３は、有機ＥＬ表示装置１において、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの画素ピッチを１００μｍ、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭを７０μｍ、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬを６０μｍ、および発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の空気長Ｄ（＝Σｄｉ／ｎｉ)を実厚で３０μｍとした場合における、視野角αと相対輝度（視野角α＝０°のときの輝度を１００％とした場合の相対輝度）との関係の一例を表したものである。発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層ＢＭとの間の平均屈折率ｎを１．６とすると、上記（２７）式により、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じはじめる視野角αは、α＝１１．３１°となり、かなりの低角領域から遮光（表示光Ｌのケラレ）が発生し始めると共に、α＝４５°では、相対輝度が７７．１％に低下していることが分かる。
【００５０】
以上のように本実施の形態の表示装置によれば、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（２１）式および（２６）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（２１）式、（２９）式および（３３）式を満たすようにした場合には、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬよりも大きい場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
図４は、本実施の形態に係る表示装置（有機ＥＬ表示装置１Ａ）の断面構成を表したものである。この有機ＥＬ表示装置１Ａは、第１の実施の形態で説明した有機ＥＬ表示装置１において、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが、発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ（発光領域寸法ＷＬＤの一具体例に対応）以下であるようにしたものであり、有機ＥＬ素子の寿命や消費電力などにあまり問題が生じないような場合に対応する。すなわち、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１Ａでは、まず、以下の（３４）式を満たすようになっている。
ＷＢＭ−ＷＥＬ≦０ …（３４）
【００５４】
なお、この有機ＥＬ素子の発光領域寸法ＷＥＬとブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭとの差分値（ＷＥＬ−ＷＢＭ）であるオーバーラップ量は、対向基板１５と駆動用基板１１との重ね合わせの際のマージンの２倍以上となっているのが望ましい。また、本実施の形態では、視野角α＝０°の位置においても手前側の遮光は発生するがその反対側の隠れていた部分が観測されるようになることから、ブラックマトリクス層ＢＭによる影領域の部分が有機ＥＬ素子とブラックマトリクス層ＢＭとのオーバーラップ領域に重なっている限りは、事実上の輝度低下は発生しないことになる。
【００５５】
（ケラレが全く生じない場合について）
したがって、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１Ａでは、ブラックマトリクス層ＢＭによる影領域の部分が、上述した有機ＥＬ素子とブラックマトリクス層ＢＭとのオーバーラップ領域に重なっているようにすれば、表示光Ｌのケラレを完全に防ぐことができる。すなわち、第１の実施の形態における（２４）式および（２５）式を考慮すると、以下の（３５）式が成り立つようにすれば、視野角が０°からαまでの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが全く生じないことになる。
α≦ｔａｎ−１（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／（２×Ｄ）） …（３５）
【００５６】
また、第１の実施の形態で述べたように、一般的な表示装置では視野角α＝６０°以上でケラレが発生したとしても、実用上は大きな問題とはならないと考えられる。また、ここでα＝６０°としたのも、第１の実施の形態で述べたのと同様の理由により、単なる数式上の取り決めではなく、当業者にとっての１つの指標となる角度であると考えられるためである。したがって、（３５）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（３６）式が成り立つことになる。ただし、この場合も第１の実施の形態と同様に、開口率が小さい場合（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）の値が大きい場合）、保護層１３や封止層１４の膜厚が極端に薄くなることを意味することから、電流密度上昇による寿命低下やプロセス上の耐熱性などを考慮すると、開口率はなるべく大きい（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）の値がなるべく小さい）ほうが望ましい。
２√３≦（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／Ｄ …（３６）
【００５７】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１Ａでは、上記（３４）式および（３６）式を満たすことにより、第１の実施の形態と同様に、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。
【００５８】
（ケラレがある程度生じる場合について）
次に、第１の実施の形態と同様に、視野角α以下の角度範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因して実際に遮光される領域が存在する場合（ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが生じている場合）について、考察する。この場合、上述した（３６）式を考慮すると、以下の（３７）式が成り立つことになる。また、前述の場合と同様に（３７）式においてα＝６０°を代入すると、以下の（３８）式が成り立つことになる。
α＞ｔａｎ−１（（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／（２×Ｄ）） …（３７）
２√３＞（ＷＥＬ−ＷＢＭ）／Ｄ …（３８）
【００５９】
ここで、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した表示光Ｌのケラレの割合（表示光Ｌの遮光される割合）は、影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法ＬＢとブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭとの比に比例することから、このような表示光Ｌのケラレの割合は、以下の（３９）式により表される。したがって、この表示光Ｌのケラレの割合を５０％以下とするためには、以下の（４０）式を満たすようにすればよく、この（４０）式を変形すると、以下の（４１）式が成り立つ。
（表示光Ｌのケラレの割合）＝（ＬＢ／ＷＢＭ） …（３９）
０．５≧（ＬＢ／ＷＢＭ）≧０ …（４０）
０．５×ＷＥＬ≧Ｄ×ｔａｎα≧０．５×（ＷＥＬ−ＷＢＭ） …（４１）
【００６０】
また、この（４１）式において、第１の実施の形態と同様にして、視野角αの適用範囲として妥当な数値範囲である３０°〜６０°を適用すると、以下の（４２）式が成り立つ。
（√３／２）×ＷＥＬ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＥＬ−ＷＢＭ） …（４２）
【００６１】
このように構成された有機ＥＬ表示装置１Ａでは、上記（３４）式、（３８）式および（４２）式を満たすことにより、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ以下である場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。
【００６２】
以上のように本実施の形態の表示装置によれば、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（３４）式および（３６）式を満たすようにした場合には、視野角αが０°から６０°までの範囲内では、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）からの表示光Ｌのケラレが、全く生じなくなる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００６３】
また、自発光型の発光素子である有機ＥＬ素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）とブラックマトリクス層ＢＭとを設けると共に、上記（３４）式、（３８）式および（４２）式を満たすようにした場合には、ブラックマトリクス層ＢＭの開口寸法ＷＢＭが発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法ＷＥＬ以下である場合において、視野角αが０°から６０°までの範囲内で、ブラックマトリクス層ＢＭによる遮光に起因した有機ＥＬ素子からの表示光Ｌのケラレが生じている場合であっても、そのような表示光Ｌのケラレの割合が５０％以下に抑えられる。よって、自発光型の発光素子を備えた表示装置において、輝度の視野角特性を向上させることが可能となる。
【００６４】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００６５】
例えば、本発明の表示装置では、例えば図５（Ａ）に示したように、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて、ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび発光素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の発光領域寸法ＷＥＬがそれぞれ、垂直方向（図中のＹ方向）よりも水平方向（図中のＸ方向）のほうが長くなっている（画素の水平方向の寸法ＬＨのほうが、画素の垂直方向の寸法ＬＶよりも長くなっている）のが好ましい。すなわち、例えば図５（Ｂ）に示したように、各画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて、ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび発光素子（発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の発光領域寸法ＷＥＬがそれぞれ、水平方向よりも垂直方向のほうが長くなっている（画素の垂直方向の寸法ＬＶのほうが、画素の水平方向の寸法ＬＨよりも長くなっている）構成よりも、図５（Ａ）に示した構成のほうが好ましい。これは、一般的には視聴方向は水平方向に対する視認性が高いことを考慮すると、実使用において大きな視野角が必要とされる水平方向では画素ピッチを長くすると共に、実使用において大きな視野角が必要とされない垂直方向では画素ピッチを狭めるような画素形状とすれば、上記実施の形態における効果に加え、水平方向の輝度の視野角特性をより向上させることが可能であるからである。
【００６６】
また、上記実施の形態では、自発光型の発光素子を備えた自発光型の表示装置の一例として、有機ＥＬ素子を発光部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂにおいて備えた有機ＥＬ表示装置１，１Ａを挙げて説明したが、本発明は、例えば、自発光型の発光素子として無機ＥＬ素子を備えた無機ＥＬ表示装置や、ＦＥＤ（Field Emission Display；電界放出ディスプレイ）などの他の自発光型の表示装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した発光部の詳細構成を表す断面図である。
【図３】視野角と相対輝度との関係の一例を表す特性図である。
【図４】第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る表示装置における画素の形状について説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ…有機ＥＬ表示装置、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…画素、１１…駆動用基板、１２…絶縁層、１２−１…開口部、１３…保護層、１４…封止層、１５…対向基板、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…発光部、１６１…第１電極、１６２…正孔注入層、１６３…正孔輸送層、１６４…発光層、１６５…電子輸送層、１６６…第２電極、１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ…カラーフィルタ層、ＢＭ…ブラックマトリクス層、α…視野角、Ｌ…光線、ＷＢＭ…ブラックマトリクス層の開口寸法、ＷＥＬ…発光部（有機ＥＬ素子）の発光領域寸法、Ｄ…発光部（有機ＥＬ素子）とブラックマトリクス層との間の空気長、ＬＳ…ブラックマトリクス層により形成される影領域の長さ、ＬＢ…影領域の部分によって実際に遮光される領域の寸法、ＬＨ…画素の水平方向の寸法、ＬＶ…画素の垂直方向の寸法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（１）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３≦（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項２】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（２）式ないし（４）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（２）
ＷＬＤ＜ＷＢＭ …（３）
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＬＤ） …（４）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項５】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（５）式ないし（７）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（５）
ＷＬＤ≧ＷＢＭ …（６）
（√３／２）×ＷＬＤ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＬＤ−ＷＢＭ） …（７）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項８】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（１）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３≦（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（１）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項２】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（２）式ないし（４）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（２）
ＷＬＤ＜ＷＢＭ …（３）
（√３／２）×ＷＢＭ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＢＭ−ＷＬＤ） …（４）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項５】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の画素が全体としてマトリクス状に配置されると共に、一対の基板と、これら一対の基板のうちの一の基板上において各画素に対応する領域に形成された自発光型の発光素子と、前記一対の基板のうちの他の基板上において各画素間に対応する領域に形成されたブラックマトリクス層とを備えた表示装置であって、
以下の（５）式ないし（７）式を満たす
ことを特徴とする表示装置。
２√３＞（｜ＷＢＭ−ＷＬＤ｜／Ｄ） …（５）
ＷＬＤ≧ＷＢＭ …（６）
（√３／２）×ＷＬＤ≧Ｄ≧（１／２√３）×（ＷＬＤ−ＷＢＭ） …（７）
但し、
ＷＢＭ：前記ブラックマトリクス層の開口寸法
ＷＬＤ：前記発光素子の発光領域寸法
Ｄ ：前記発光素子と前記ブラックマトリクス層との間の空気長
【請求項８】
各画素において、前記ブラックマトリクス層の開口寸法ＷＢＭおよび前記発光素子の発光領域寸法ＷＬＤがそれぞれ、垂直方向よりも水平方向のほうが長い
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子が有機ＥＬ素子であり、有機ＥＬ表示装置として構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−５９８０９（Ｐ２００９−５９８０９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４４５６（Ｐ２００７−２２４４５６）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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