表示装置
【課題】 光取り出し効率を向上する有機ＥＬ素子を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、非発光領域にある反射構造と、を有し、発光領域の任意の発光位置から反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下である。
【解決手段】 有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、非発光領域にある反射構造と、を有し、発光領域の任意の発光位置から反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の有機ＥＬ素子が配列された表示装置が盛んに研究開発されている。表示装置の複数の有機ＥＬ素子は、隔壁によってそれぞれの有機ＥＬ素子に区画されている。有機ＥＬ素子は、第一電極、発光層を含む有機化合物層、第二電極が積層された構成である。有機ＥＬ素子は、第一電極と第二電極との間に電圧が印加されることで光を発する。
【０００３】
有機ＥＬ素子を備える表示装置では、発光層で生じた光のうち一部の光は、第一電極または第二電極と有機化合物層との界面等での反射により、有機ＥＬ素子外部へ取り出されずに、有機ＥＬ素子内を伝搬し、閉じ込められるという問題がある。この問題に対し、特許文献１では、隔壁が反射機能を有する構成について開示されている。この構成により、閉じ込められていた光の一部を隔壁によって反射させて、有機ＥＬ素子外部へ取り出すことができ、光取り出し効率が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１９１９７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の構成では、隔壁近傍以外の箇所で生じた光のうち有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、隔壁に到達するまでに、２つの電極での反射の際に光エネルギーが吸収されて減衰する。そして、有機ＥＬ素子外部へ取り出すことができず、光取り出し効率の向上の効果が低減するという課題がある。
【０００６】
本発明は、光取り出し効率を向上する有機ＥＬ素子を備えた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】
【０００７】
本発明は、有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、前記画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、前記非発光領域にある反射構造と、を有し、前記発光領域の任意の発光位置から前記反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光取り出し効率を向上する有機ＥＬ素子を備えた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の模式図。
【図２】比較例の有機ＥＬ表示装置の平面模式図。
【図３】本発明の実施形態２に係る表示装置の模式図。
【図４】本発明の実施形態３に係る表示装置の模式図。
【図５】本発明の実施形態１に係る表示装置の平面模式図の拡大図。
【図６】本発明の実施形態１に係る他の例の表示装置の平面模式図の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、図面上、各部材を認識可能な大きさとしたため、図面の縮尺は実際とは異なる。
【００１１】
［実施形態１］
図１は本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の概略図である。図１（ａ）は、有機ＥＬ表示装置１の概略斜視図である。有機ＥＬ表示装置１は、画素を複数備え、その複数の画素が配列された表示領域１０とその外側にある外部領域１１を有している。有機ＥＬ表示装置１は、Ｒ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの異なる色を発する画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを有する。それらが、図１（ａ）に示すように、表示領域内に平面的に配置されている。
【００１２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを含む部分の詳細構造を示す平面模式図である。各色の画素、例えば画素１００Ｒは、非発光領域となる隔壁によって複数の発光領域１００Ｒａに分割されている。画素１００Ｇ，１００Ｂも同様に複数の発光領域１００Ｇａ，１００Ｂａにそれぞれ分割されている。
【００１３】
本発明において、有機ＥＬ素子とは、第一電極、発光層を含む有機化合物層、第二電極が積層された構造体を表わす。また本発明において、発光領域とは、基板に垂直な方向で、有機化合物層が第一電極と第二電極とに接して挟まれる領域である。また本発明において、画素の短手方向（Ｘ方向）の発光領域の長さを「発光領域幅」、画素の長手方向（Ｙ方向）の発光領域の長さを「発光領域長さ」と呼称する。また画素とは、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される、単一或いは複数の発光領域のことを表わす。各発光領域は、後述する反射構造２６により、その周囲を囲まれている。
【００１４】
第一電極２５は、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ間で分離されている。また、各画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの第一電極２５は、コンタクト部２４を介して、それぞれ異なる駆動用ＴＦＴと電気的に接続されている。
【００１５】
画素１００Ｒの中の複数の発光領域１００Ｒａは、第一電極２５が共通であるため、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される。即ち、複数の発光領域１００Ｒａが一つの画素１００Ｒを構成する。１００Ｇａ，１００Ｂａに関しても同様である。
【００１６】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ｂに沿った概略断面図である。有機ＥＬ表示装置１は、基板２０と、基板２０の上にある駆動回路２１とを有している。駆動回路２１は、少なくとも駆動用ＴＦＴ（不図示）と配線（不図示）を含んでいる。駆動回路２１の上には、駆動回路２１の表面を平坦化するための平坦化層２２があり、平坦化層２２の上に側部層２３が配置されている。平坦化層２２、及び側部層２３の上には第一電極２５が画素ごとに配置されている。第一電極２５は、コンタクト部２４を介して駆動回路２１の一部と電気的に接続されている。側部層２３及び第一電極２５により、反射構造２６が構成される。反射構造２６は、側部層２３に傾斜面を有しているので、傾斜面上の第１電極２５によって発光領域で発せられた光のうち基板２０の面内方向に向かう光を反射して、有機ＥＬ素子外部に取り出すための光取り出し構造となる。
【００１７】
第一電極２５の上に、側部層２３上の第一電極２５及びコンタクト部２４の第一電極２５を被覆するように隔壁２７が配置されている。隔壁２７の開口部によって、発光領域１００Ｒａの面積が規定される。また、この隔壁２７は、第一電極２５のエッジ部分を覆うことにより、第一電極２５と表示領域１０全域に形成される第二電極２９とが短絡するのを防ぐことができる。
【００１８】
第一電極２５の上には、少なくとも発光層を有する有機化合物層２８が配置され、有機化合物層２８の上に表示領域１０全域に渡って第二電極２９が配置されている。第一電極２５と有機化合物層２８と第二電極２９によって有機ＥＬ素子が構成されている。なお、第一電極２５上の隔壁２７が配置されているため、反射構造２６上の有機化合物層２８は発光しない。つまり、反射構造２６は非発光領域に配置されている。
【００１９】
なお、第二電極２９の上には、有機ＥＬ素子を水分や酸素から保護するための保護部材（不図示）が形成されていてもよい。
【００２０】
図１（ｃ）では、図１（ｂ）のＡ−Ｂに沿った画素１００Ｒの断面構造を示したが、画素１００Ｇ，１００Ｂに関しても同様である。
【００２１】
以下に、画素間の構造を説明する。平坦化層２２の上に側部層２３が配置され、その上には第一電極２５が配置されている。平坦化層２２の上に配置された側部層２３は、画素間において連続して配置されていてもよいし、分離して配置されていてもよい。また、側部層２３は、画素内で連続して配置されていても良いし、分離して配置されていてもよい。隔壁２７は、第一電極２５のエッジ部を被覆していれば、画素間において連続して配置されていてもよいし、分離して配置されていてもよい。また、隔壁２７は、側部層２３上の第一電極２５を覆う構成である。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ表示装置１は、各画素が隔壁２７によって複数の発光領域に分割され、発光領域が反射構造２６によって囲まれ、発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成である。伝搬距離とは、発光位置で発生し有機ＥＬ素子内を伝搬した光の強度が発光位置での強度に対して半減する位置と発光位置との間の距離を表す。有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、主として第一電極２５と有機化合物層２８との界面、あるいは第二電極２９と有機化合物層２８との界面で反射する際に吸収される。吸収率は、第一電極２５、第二電極２９、有機化合物層２８の材料によって決まる。
【００２３】
発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離とは、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離をいう。なお、図５は、画素１００Ｇの平面模式図の一部を拡大した図である。図５において、発光位置Ｃと発光位置Ｄから反射構造までの距離がそれぞれ、実線の矢印、破線の矢印で示されている。本実施形態では、この実線の矢印、破線の矢印の長さが伝搬距離以下となっている。なお、反射構造は、図１（ｂ）のように、発光領域を囲うように一体で配置されていてもよいし、図６のように、発光領域の各辺にのみ配置、つまり発光領域の角では分離されていてもよい。図６の構成において、発光位置Ｅと発光位置Ｆから反射構造までの距離がそれぞれ、実線の矢印、破線の矢印で示されている。
【００２４】
また、発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成であれば、図１（ｂ）中のＹ方向（画素の長手方向）にある反射構造２６の間の距離は伝搬距離の２倍以下ということになる。また、図１（ｂ）中のＹ方向において、１つの発光領域の発光領域長さは伝搬距離の２倍以下となっている。
【００２５】
上記の構成とすることによって、発光領域内の全ての発光位置からの光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができる。その結果、発光領域の全域から、基板の面内方向に伝搬する光を反射構造２６により有機ＥＬ素子外部の方向へ反射して取り出すことができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００２６】
なお、本発明において、光取り出し効率とは、有機ＥＬ素子に供給した電気エネルギーに対して、有機ＥＬ素子外部に取り出された光エネルギーの比、即ち外部量子効率を意味する。有機ＥＬ素子外部に取り出された光のエネルギーは積分球を用いて測定する。
【００２７】
上述したように、有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、伝搬する際に、主として第一電極２５と有機化合物層２８との界面、あるいは第二電極２９と有機化合物層２８との界面で反射する際に吸収される。この吸収されるエネルギーは、第一電極２５や第二電極２９などの材料に依存する。そして、後述するような第一電極２５や第二電極２９の材料は、一般に可視光領域において短波長の方が長波長よりも光エネルギーの吸収が大きい。このため、短波長側の光ほど、伝搬中の光エネルギーの減衰が大きくなるので伝搬距離が短くなる。このため、画素の発する色によって、発光領域の発光領域長さを異ならせてもよい。
【００２８】
より具体的には、光の波長の大小関係がＲ＞Ｇ＞Ｂであるので、図１（ｂ）に示すように、発光領域長さを、長波長の光を発する画素１００Ｒで最も長く、短波長の光を発する画素１００Ｂで最も短い構成としてもよい。
【００２９】
以下に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。
【００３０】
まず、基板２０上に駆動回路２１が形成される。駆動回路２１は、Ａｌなどの金属配線、ポリシリコン或いはアモルファスシリコンなどを用いたＴＦＴ等で構成されている。ＴＦＴ等は、公知のプロセスを用いて形成することができる。
【００３１】
次に、駆動回路２１上に平坦化層２２が形成される。平坦化層２２は、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの無機膜、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂膜を材料として用いることができ、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法などで形成される。そしてフォトリソグラフィー法等を用いてパターニングされる。このパターニングにより、平坦化層２２にコンタクト部２４が形成される。
【００３２】
特に、トップエミッション型で、かつ、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ素子を用いる場合には、平坦化層は樹脂膜を用いることが望ましく、その膜厚は１．０μｍ以上とすることが望ましい。
【００３３】
次に、平坦化層２２上に側部層２３が形成される。側部層２３は、上述した平坦化層２２と同様の材料、製法を用いることができ、樹脂膜を用いることが望ましい。また、側部層側面２３１と平坦化層２２のなす角度（以下、側部層２３のテーパ角と呼称する）は、光取り出し効率向上の観点から、４５°乃至８０°であることが望ましい。また、膜厚は０．５μｍ乃至３．０μｍが望ましい。また、図１（ｃ）に示す側部層２３の画素のＹ方向の幅Ｗは、１０μｍ以下が望ましい。
【００３４】
次に、平坦化層２２及び側部層２３上に第一電極２５が形成される。第一電極２５は、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属或いはそれらの合金からなる金属膜をスパッタリング法などで成膜し、フォトリソグラフィー法などでパターニングすることで形成される。金属膜の膜厚は、その表面での反射率が、可視光領域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）において４０％以上となるように、５０ｎｍ以上であることが望ましい。また、第一電極２５は、上記の金属膜の上に、酸化インジウム錫や酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電膜を積層する構成であってもよい。なお、透明とは、可視光領域において、光透過率が４０％以上であることをいう。第一電極２５は、コンタクト部２４を介して駆動回路２１の一部と電気的に接続される。また、側部層２３と第一電極２５により、反射構造２６が構成される。
【００３５】
次に、コンタクト部２４と、側部層２３上の第一電極２５を覆い、平坦化層２２上の第一電極２５上に開口部を設けるように、隔壁２７が形成される。このため、反射構造２６の配置される領域は非発光領域となる。隔壁２７は、上述した平坦化層２２、側部層２３と同様の材料、製法を用いることができ、樹脂膜を用いることが望ましく、その膜厚は０．３μｍ以上が望ましい。
【００３６】
次に、隔壁２７上に、少なくとも発光層を含む有機化合物層２８を形成する。有機化合物層２８は、公知の材料を用いてマスク蒸着法、インクジェット法などで形成することができる。有機化合物層２８は、発光層の他に、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、その他の有機機能層を含んでいてもよい。なお、有機化合物層２８は隣の画素どうしが異なる発光色の場合には、少なくとも発光層は連続しないように形成する必要がある。例えば、発光層の成膜をマスク蒸着法で行う場合には、発光層の成膜領域を、画素に対応した領域に開口部を設けたシャドーマスクを用いて規定することができる。
【００３７】
次に、有機化合物層２８の上に、表示領域１０全域に渡って第二電極２９が形成される。第二電極２９は、酸化インジウム錫や酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電膜、或いはＡｌ、Ａｇなどの金属或いは合金からなる金属材料を膜厚５ｎｍ以上２０ｎｍ以下で形成される金属膜を用いることができる。また、第二電極２９は、金属材料どうしの積層構成、あるいは金属材料と透明酸化物導電膜の積層構成であってもよい。第二電極２９は、スパッタ法、真空蒸着法などで形成される。そして、第二電極２９は、表示領域１０の外の外部領域１１で、コンタクト部を介して駆動回路２１と電気的に接続されるように形成される。
【００３８】
また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、第二電極２９の上に、有機ＥＬ素子を水分や酸素から保護するための封止部材が形成されていてもよい。封止部材としては、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機材料からなる無機層が好ましいが、耐水性、耐熱性に優れた材料であればよく、材料はこれに限定されるものではない。封止部材の構成として、無機層の単層構成であってもよいし、無機層と有機樹脂等からなる有機層が積層された構成であってもよい。この積層構成としては、無機層の上層に有機層が形成され、さらにその上に無機層が形成される構成でもよい。この無機層は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の手法により形成するのが、防湿性の面から好ましい。また、これらの層の上部にガラス基板や封止缶等の部材を配設してもよい。
【００３９】
［実施形態２］
図３は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面模式図である。実施形態１の有機ＥＬ表示装置は、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａがそれぞれ、発光領域長さに関して異なる構成である。一方、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、発光領域長さを発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａで同じにする構成である。なお、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成は変わらない。また、図３では、発光領域幅も発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａで同じである。
【００４０】
実施形態１の構成では、発光領域長さ、つまり、隔壁２７の開口部のＹ方向の幅と、図１（ｃ）に示す側部層２３の線間部Ｓの長さとが各色の画素によって異なっている。従って、Ｙ方向において、パターニング時に、画素内で隔壁２７及び側部層２３を除去する面積が、各色によって異なっている。側部層２３を樹脂膜で形成する場合、そのパターニングにはフォトリソグラフィー法を用いるのが望ましい。そして、除去面積が異なると、現像液の浸入の仕方が変わり、除去面積の大きい画素１００Ｒの側部層２３のテーパ角が、他の画素のそれよりも小さく形成される。よって、テーパ角が画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂで異なっている。このため、場合によっては、画素１００Ｒａのテーパ角、または画素１００Ｂａのテーパ角が好ましい４５°乃至８０°の範囲から外れてしまう。
【００４１】
これに対し、本実施形態の構成では、図３に示すように、各色の画素において、発光領域幅、発光領域長さを同じにし、Ｘ方向、Ｙ方向において、パターニング時に画素内で側部層２３を除去する面積を同じにしている。このため、側部層２３を樹脂膜で形成する場合に、側部層２３のテーパ角を均一に形成することができる。これにより、各色の画素の側部層２３のテーパ角が望ましい範囲から外れる可能性を低減することができ、歩留り向上の点で好ましい。なお、発光領域長さを同じにする場合、最も伝搬距離の短い画素１００Ｂの発光領域長さに他の色の画素も合わせるのがよい。このようにすることで、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離を、各色の画素について伝搬距離以下とすることができる。
【００４２】
［その他の実施形態］
図４は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面模式図である。本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、実施形態１と異なり、発光領域のＸ方向（画素の短手方向）において各画素の発光領域の発光領域幅が色ごとに異なっている構成である。この点以外は、実施形態１と同じ構成である。この構成により、特定の色の画素の寿命特性を改善することができる。
【００４３】
一般的に、青色を発する有機ＥＬ素子は、赤色又は緑色を発する有機ＥＬ素子よりも、寿命が短い。つまり、図２で示す有機ＥＬ表示装置では、赤色を発する画素１００Ｒ、緑色を発する画素１００Ｇの寿命よりも青色を発する画素１００Ｂの寿命の方が短い。
【００４４】
一方、本発明のように画素内を複数の発光領域に分割するように反射構造を設ける場合には、図２で示す従来の有機ＥＬ表示装置に比べて、画素の発光領域の総面積は小さくなる。このため、本発明の有機ＥＬ表示装置の例えば画素１００Ｒと、図２で示す有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒとで、同じ電流が供給された場合、単位面積あたりに有機ＥＬ素子に通電される電流密度が異なる。具体的には、発光領域の総面積が小さい本発明の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒに流れる電流密度の方が大きくなる。このため、本発明の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒは、図２で示す有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒに対して、寿命が短くなる。その他の色の画素でも同様である。
【００４５】
特に、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の構成では、画素の発光領域の総面積は画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの順で小さくなっているので、図２で示す有機ＥＬ表示装置の各色の画素に対する寿命の変化は、青色の画素１００Ｂが最も大きくなる。つまり、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の構成では、図２で示す有機ＥＬ表示装置に比べて、より、各色の画素の寿命の差が大きくなってしまう。
【００４６】
これに対して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの順で発光領域幅を大きくしている。この構成により、特に画素１００Ｂの寿命を改善することができる。また、実施形態１の有機ＥＬ表示装置よりも各色の画素の寿命の差を小さくすることができる。
【００４７】
なお、材料によっては、青色以外の有機ＥＬ素子の方が寿命が短くなる場合も考えられる。この場合には、寿命が短い有機ＥＬ素子を有する画素の発光領域の総面積を最も大きくすればよい。
【００４８】
＜実施例１＞
以下、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の具体的な例を述べる。なお、本実施例に用いた材料や素子構成が、本発明を限定するものではない。
【００４９】
本実施例では、図１（ｂ）のＸ方向（短手方向）の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍとし、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍとした。また、各画素のＹ方向（長手方向）の画素ピッチを９４．５μｍとして、有機ＥＬ表示装置を作成した。
【００５０】
まず、基板２０上に駆動回路２１を形成した。次に、駆動回路２１上に、コンタクト部２４を有したポリイミド樹脂の平坦化層２２を膜厚２．０μｍで形成した。
【００５１】
次に、平坦化層２２上にポリイミド樹脂を膜厚１．２μｍで塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、焼成し側部層２３を形成した。側部層２３の膜厚は１．０μｍであり、テーパ角が６０°、図１（ｃ）に示す幅Ｗが画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとも３．０μｍであった。
【００５２】
次に、平坦化層２２及び側部層２３上に、スパッタリング法を用いてＡｇを１５０ｎｍ、酸化インジウム亜鉛を１０ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングして第一電極２５および反射構造２６を形成した。
【００５３】
次に、コンタクト部２４と、側部層２３上の第一電極２５を覆い、平坦化層２２上の第一電極２５上に、画素１００Ｒ、画素１００Ｇ、画素１００Ｂでそれぞれ以下の大きさの開口部を設けるように、隔壁２７を形成した。すなわち、画素１００ＲではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅４．０μｍの開口部、画素１００ＧではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅６．０μｍの開口部、画素１００ＢではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅４．０μｍの開口部であった。隔壁２７は、ポリイミド樹脂を膜厚０．７μｍで塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、焼成後の膜厚が０．５μｍであった。
【００５４】
次に、第一電極２５および隔壁２７上に、有機化合物層２８を、公知の材料をマスク蒸着法を用いて形成した。有機化合物層２８は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の機能層を積層して形成した。特に、発光層は、画素１００Ｒでは公知の赤色発光材料、画素１００Ｇでは公知の緑色発光材料、画素１００Ｂでは公知の青色発光材料を用いて形成した。
【００５５】
次に、有機化合物層２８の上に、スパッタリング法を用いて表示領域１０全域に渡って酸化インジウム亜鉛を３０ｎｍ成膜し、第二電極２９を形成した。
【００５６】
次に、第二電極２９までを形成した基板に、窒素雰囲気下で以下のようにキャップガラスによる封止部材を形成した。表示領域１０よりも外側に、表示領域１０を平面的に囲むようにＵＶ硬化樹脂をディスペンサで描画し、この描画領域に０．７ｍｍ厚のキャップガラスを貼り合わせた。このキャップガラスは、表示領域１０の有機ＥＬ素子と接触しないよう、表示領域１０と対応する領域に０．３ｍｍの彫りこみ部が形成されている。そして、表示領域１０を遮光マスクで覆い、表示領域にＵＶ照射されないようにした上で基板にＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化した。
【００５７】
本実施例では、画素１００Ｒでは、各発光領域１００Ｒａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを９．０μｍとした。画素１００Ｇでは、各発光領域１００Ｇａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを６．０μｍとした。画素１００Ｂでは、各発光領域１００Ｂａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを４．０μｍとした。また、本実施例では、各発光領域の周囲が反射構造２６で囲われた構成であった。
【００５８】
本実施例の画素１００Ｒの各発光領域１００Ｒａからの発光光の伝搬距離は、５．０μｍであった。また、画素１００Ｇの各発光領域１００Ｇａからの発光光の伝搬距離は、３．５μｍであった。さらに、画素１００Ｂの各発光領域１００Ｂａからの発光光の伝搬距離は、２．５μｍであった。このため、図１（ｂ）の発光領域長さが、各画素において発光光の伝搬距離の２倍以下となっていた。つまり、各画素において発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が伝搬距離以下であった。このため、発光領域の全ての点からの発光光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができると考えられる。
【００５９】
＜実施例２＞
以下、実施形態２の有機ＥＬ表示装置の具体的な例を述べる。なお、実施例１とは、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのそれぞれの発光領域の発光領域長さが同じである点が異なり、その他の構成、製造方法は同じである。
【００６０】
本実施例では、図３のＸ方向の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍとし、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍとした。また、各画素のＹ方向の画素ピッチを９４．５μｍとした。また、各色の画素の各発光領域の発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを４．０μｍとした。
【００６１】
本実施例では、発光領域１００Ｒａ、１００Ｇａ、１００Ｂａからの発光光の伝搬距離は、それぞれ実施例１と同じく５．０μｍ、３．５μｍ、２．５μｍであった。
【００６２】
このため、本実施例の構成でも、図３のＹ方向に関して，各発光領域の発光領域長さが、発光光の伝搬距離の２倍以下となっていた。このため、本実施例の各発光領域では、発光領域の全ての点からの発光光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができると考えられる。
【００６３】
また、本実施例の構成では、側部層２３の画素内の除去面積が各色の画素の発光領域について同じであり、側部層２３を樹脂膜で形成する場合に、側部層２３のテーパ角を均一に形成することができた。
【００６４】
＜比較例１＞
図２に実施例１の比較例となる有機ＥＬ表示装置を示す。本比較例の有機ＥＬ表示装置は、各画素がそれぞれ複数の発光領域に分割されていない点を除いて、実施例１の有機ＥＬ表示装置と同様の構成であり、同様の製造方法で作成されたものである。図２（ａ）は、本比較例の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを含む部分の詳細構造を示す平面図である。各画素は、それぞれ単一の発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂから形成され、各発光領域は反射構造２６によりその周囲を囲まれている。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ｂに沿った概略断面図である。尚、図２の有機ＥＬ表示装置において、図１で示される有機ＥＬ表示装置に含まれている部材と同様の部材については、同じ符号を付している。
【００６５】
本比較例では、図２（ａ）のＸ方向の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍ、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍ、各画素のＹ方向の画素ピッチを９４．５μｍと，実施例１と同様にした。また、各画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに関し、発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを６４μｍとした。
【００６６】
本比較例では、発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂからの発光光の伝搬距離は、それぞれ５．０μｍ、３．５μｍ、２．５μｍであった。このため、各画素とも図２（ａ）の発光領域幅、発光領域長さが発光光の伝搬距離の２倍以下の距離となっていなかった。つまり、各画素の発光領域のうち、発光領域の発光位置から反射構造２６までの距離が伝搬距離以下とはならない領域が存在すると考えられる。
【００６７】
＜評価＞
実施例１，２の発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａ、比較例１の発光領域１００Ｒｂ，１００Ｇｂ，１００Ｂｂの光取り出し効率を以下のように測定した。すなわち、実施例１，２、比較例１のそれぞれの発光領域に、電流を供給し、前述のように有機ＥＬ素子外部に取り出された光のエネルギーを積分球を用いて測定した。電流の大きさは、電流密度２５ｍＡ／ｃｍ２であった。
【００６８】
実施例１，２の光取り出し効率が、比較例１での各色の光取り出し効率を１．０として、表１に示されている。
【００６９】
【表１】
【００７０】
このように実施例１，２では、比較例１よりも各色の光取り出し効率が向上した。
【符号の説明】
【００７１】
２６ 反射構造
１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ 画素
１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａ 発光領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の有機ＥＬ素子が配列された表示装置が盛んに研究開発されている。表示装置の複数の有機ＥＬ素子は、隔壁によってそれぞれの有機ＥＬ素子に区画されている。有機ＥＬ素子は、第一電極、発光層を含む有機化合物層、第二電極が積層された構成である。有機ＥＬ素子は、第一電極と第二電極との間に電圧が印加されることで光を発する。
【０００３】
有機ＥＬ素子を備える表示装置では、発光層で生じた光のうち一部の光は、第一電極または第二電極と有機化合物層との界面等での反射により、有機ＥＬ素子外部へ取り出されずに、有機ＥＬ素子内を伝搬し、閉じ込められるという問題がある。この問題に対し、特許文献１では、隔壁が反射機能を有する構成について開示されている。この構成により、閉じ込められていた光の一部を隔壁によって反射させて、有機ＥＬ素子外部へ取り出すことができ、光取り出し効率が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１９１９７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の構成では、隔壁近傍以外の箇所で生じた光のうち有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、隔壁に到達するまでに、２つの電極での反射の際に光エネルギーが吸収されて減衰する。そして、有機ＥＬ素子外部へ取り出すことができず、光取り出し効率の向上の効果が低減するという課題がある。
【０００６】
本発明は、光取り出し効率を向上する有機ＥＬ素子を備えた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】
【０００７】
本発明は、有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、前記画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、前記非発光領域にある反射構造と、を有し、前記発光領域の任意の発光位置から前記反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光取り出し効率を向上する有機ＥＬ素子を備えた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の模式図。
【図２】比較例の有機ＥＬ表示装置の平面模式図。
【図３】本発明の実施形態２に係る表示装置の模式図。
【図４】本発明の実施形態３に係る表示装置の模式図。
【図５】本発明の実施形態１に係る表示装置の平面模式図の拡大図。
【図６】本発明の実施形態１に係る他の例の表示装置の平面模式図の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、図面上、各部材を認識可能な大きさとしたため、図面の縮尺は実際とは異なる。
【００１１】
［実施形態１］
図１は本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の概略図である。図１（ａ）は、有機ＥＬ表示装置１の概略斜視図である。有機ＥＬ表示装置１は、画素を複数備え、その複数の画素が配列された表示領域１０とその外側にある外部領域１１を有している。有機ＥＬ表示装置１は、Ｒ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの異なる色を発する画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを有する。それらが、図１（ａ）に示すように、表示領域内に平面的に配置されている。
【００１２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを含む部分の詳細構造を示す平面模式図である。各色の画素、例えば画素１００Ｒは、非発光領域となる隔壁によって複数の発光領域１００Ｒａに分割されている。画素１００Ｇ，１００Ｂも同様に複数の発光領域１００Ｇａ，１００Ｂａにそれぞれ分割されている。
【００１３】
本発明において、有機ＥＬ素子とは、第一電極、発光層を含む有機化合物層、第二電極が積層された構造体を表わす。また本発明において、発光領域とは、基板に垂直な方向で、有機化合物層が第一電極と第二電極とに接して挟まれる領域である。また本発明において、画素の短手方向（Ｘ方向）の発光領域の長さを「発光領域幅」、画素の長手方向（Ｙ方向）の発光領域の長さを「発光領域長さ」と呼称する。また画素とは、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される、単一或いは複数の発光領域のことを表わす。各発光領域は、後述する反射構造２６により、その周囲を囲まれている。
【００１４】
第一電極２５は、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ間で分離されている。また、各画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの第一電極２５は、コンタクト部２４を介して、それぞれ異なる駆動用ＴＦＴと電気的に接続されている。
【００１５】
画素１００Ｒの中の複数の発光領域１００Ｒａは、第一電極２５が共通であるため、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される。即ち、複数の発光領域１００Ｒａが一つの画素１００Ｒを構成する。１００Ｇａ，１００Ｂａに関しても同様である。
【００１６】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ｂに沿った概略断面図である。有機ＥＬ表示装置１は、基板２０と、基板２０の上にある駆動回路２１とを有している。駆動回路２１は、少なくとも駆動用ＴＦＴ（不図示）と配線（不図示）を含んでいる。駆動回路２１の上には、駆動回路２１の表面を平坦化するための平坦化層２２があり、平坦化層２２の上に側部層２３が配置されている。平坦化層２２、及び側部層２３の上には第一電極２５が画素ごとに配置されている。第一電極２５は、コンタクト部２４を介して駆動回路２１の一部と電気的に接続されている。側部層２３及び第一電極２５により、反射構造２６が構成される。反射構造２６は、側部層２３に傾斜面を有しているので、傾斜面上の第１電極２５によって発光領域で発せられた光のうち基板２０の面内方向に向かう光を反射して、有機ＥＬ素子外部に取り出すための光取り出し構造となる。
【００１７】
第一電極２５の上に、側部層２３上の第一電極２５及びコンタクト部２４の第一電極２５を被覆するように隔壁２７が配置されている。隔壁２７の開口部によって、発光領域１００Ｒａの面積が規定される。また、この隔壁２７は、第一電極２５のエッジ部分を覆うことにより、第一電極２５と表示領域１０全域に形成される第二電極２９とが短絡するのを防ぐことができる。
【００１８】
第一電極２５の上には、少なくとも発光層を有する有機化合物層２８が配置され、有機化合物層２８の上に表示領域１０全域に渡って第二電極２９が配置されている。第一電極２５と有機化合物層２８と第二電極２９によって有機ＥＬ素子が構成されている。なお、第一電極２５上の隔壁２７が配置されているため、反射構造２６上の有機化合物層２８は発光しない。つまり、反射構造２６は非発光領域に配置されている。
【００１９】
なお、第二電極２９の上には、有機ＥＬ素子を水分や酸素から保護するための保護部材（不図示）が形成されていてもよい。
【００２０】
図１（ｃ）では、図１（ｂ）のＡ−Ｂに沿った画素１００Ｒの断面構造を示したが、画素１００Ｇ，１００Ｂに関しても同様である。
【００２１】
以下に、画素間の構造を説明する。平坦化層２２の上に側部層２３が配置され、その上には第一電極２５が配置されている。平坦化層２２の上に配置された側部層２３は、画素間において連続して配置されていてもよいし、分離して配置されていてもよい。また、側部層２３は、画素内で連続して配置されていても良いし、分離して配置されていてもよい。隔壁２７は、第一電極２５のエッジ部を被覆していれば、画素間において連続して配置されていてもよいし、分離して配置されていてもよい。また、隔壁２７は、側部層２３上の第一電極２５を覆う構成である。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ表示装置１は、各画素が隔壁２７によって複数の発光領域に分割され、発光領域が反射構造２６によって囲まれ、発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成である。伝搬距離とは、発光位置で発生し有機ＥＬ素子内を伝搬した光の強度が発光位置での強度に対して半減する位置と発光位置との間の距離を表す。有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、主として第一電極２５と有機化合物層２８との界面、あるいは第二電極２９と有機化合物層２８との界面で反射する際に吸収される。吸収率は、第一電極２５、第二電極２９、有機化合物層２８の材料によって決まる。
【００２３】
発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離とは、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離をいう。なお、図５は、画素１００Ｇの平面模式図の一部を拡大した図である。図５において、発光位置Ｃと発光位置Ｄから反射構造までの距離がそれぞれ、実線の矢印、破線の矢印で示されている。本実施形態では、この実線の矢印、破線の矢印の長さが伝搬距離以下となっている。なお、反射構造は、図１（ｂ）のように、発光領域を囲うように一体で配置されていてもよいし、図６のように、発光領域の各辺にのみ配置、つまり発光領域の角では分離されていてもよい。図６の構成において、発光位置Ｅと発光位置Ｆから反射構造までの距離がそれぞれ、実線の矢印、破線の矢印で示されている。
【００２４】
また、発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成であれば、図１（ｂ）中のＹ方向（画素の長手方向）にある反射構造２６の間の距離は伝搬距離の２倍以下ということになる。また、図１（ｂ）中のＹ方向において、１つの発光領域の発光領域長さは伝搬距離の２倍以下となっている。
【００２５】
上記の構成とすることによって、発光領域内の全ての発光位置からの光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができる。その結果、発光領域の全域から、基板の面内方向に伝搬する光を反射構造２６により有機ＥＬ素子外部の方向へ反射して取り出すことができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００２６】
なお、本発明において、光取り出し効率とは、有機ＥＬ素子に供給した電気エネルギーに対して、有機ＥＬ素子外部に取り出された光エネルギーの比、即ち外部量子効率を意味する。有機ＥＬ素子外部に取り出された光のエネルギーは積分球を用いて測定する。
【００２７】
上述したように、有機ＥＬ素子内を伝搬する光は、伝搬する際に、主として第一電極２５と有機化合物層２８との界面、あるいは第二電極２９と有機化合物層２８との界面で反射する際に吸収される。この吸収されるエネルギーは、第一電極２５や第二電極２９などの材料に依存する。そして、後述するような第一電極２５や第二電極２９の材料は、一般に可視光領域において短波長の方が長波長よりも光エネルギーの吸収が大きい。このため、短波長側の光ほど、伝搬中の光エネルギーの減衰が大きくなるので伝搬距離が短くなる。このため、画素の発する色によって、発光領域の発光領域長さを異ならせてもよい。
【００２８】
より具体的には、光の波長の大小関係がＲ＞Ｇ＞Ｂであるので、図１（ｂ）に示すように、発光領域長さを、長波長の光を発する画素１００Ｒで最も長く、短波長の光を発する画素１００Ｂで最も短い構成としてもよい。
【００２９】
以下に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。
【００３０】
まず、基板２０上に駆動回路２１が形成される。駆動回路２１は、Ａｌなどの金属配線、ポリシリコン或いはアモルファスシリコンなどを用いたＴＦＴ等で構成されている。ＴＦＴ等は、公知のプロセスを用いて形成することができる。
【００３１】
次に、駆動回路２１上に平坦化層２２が形成される。平坦化層２２は、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの無機膜、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂膜を材料として用いることができ、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法などで形成される。そしてフォトリソグラフィー法等を用いてパターニングされる。このパターニングにより、平坦化層２２にコンタクト部２４が形成される。
【００３２】
特に、トップエミッション型で、かつ、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ素子を用いる場合には、平坦化層は樹脂膜を用いることが望ましく、その膜厚は１．０μｍ以上とすることが望ましい。
【００３３】
次に、平坦化層２２上に側部層２３が形成される。側部層２３は、上述した平坦化層２２と同様の材料、製法を用いることができ、樹脂膜を用いることが望ましい。また、側部層側面２３１と平坦化層２２のなす角度（以下、側部層２３のテーパ角と呼称する）は、光取り出し効率向上の観点から、４５°乃至８０°であることが望ましい。また、膜厚は０．５μｍ乃至３．０μｍが望ましい。また、図１（ｃ）に示す側部層２３の画素のＹ方向の幅Ｗは、１０μｍ以下が望ましい。
【００３４】
次に、平坦化層２２及び側部層２３上に第一電極２５が形成される。第一電極２５は、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属或いはそれらの合金からなる金属膜をスパッタリング法などで成膜し、フォトリソグラフィー法などでパターニングすることで形成される。金属膜の膜厚は、その表面での反射率が、可視光領域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）において４０％以上となるように、５０ｎｍ以上であることが望ましい。また、第一電極２５は、上記の金属膜の上に、酸化インジウム錫や酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電膜を積層する構成であってもよい。なお、透明とは、可視光領域において、光透過率が４０％以上であることをいう。第一電極２５は、コンタクト部２４を介して駆動回路２１の一部と電気的に接続される。また、側部層２３と第一電極２５により、反射構造２６が構成される。
【００３５】
次に、コンタクト部２４と、側部層２３上の第一電極２５を覆い、平坦化層２２上の第一電極２５上に開口部を設けるように、隔壁２７が形成される。このため、反射構造２６の配置される領域は非発光領域となる。隔壁２７は、上述した平坦化層２２、側部層２３と同様の材料、製法を用いることができ、樹脂膜を用いることが望ましく、その膜厚は０．３μｍ以上が望ましい。
【００３６】
次に、隔壁２７上に、少なくとも発光層を含む有機化合物層２８を形成する。有機化合物層２８は、公知の材料を用いてマスク蒸着法、インクジェット法などで形成することができる。有機化合物層２８は、発光層の他に、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、その他の有機機能層を含んでいてもよい。なお、有機化合物層２８は隣の画素どうしが異なる発光色の場合には、少なくとも発光層は連続しないように形成する必要がある。例えば、発光層の成膜をマスク蒸着法で行う場合には、発光層の成膜領域を、画素に対応した領域に開口部を設けたシャドーマスクを用いて規定することができる。
【００３７】
次に、有機化合物層２８の上に、表示領域１０全域に渡って第二電極２９が形成される。第二電極２９は、酸化インジウム錫や酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電膜、或いはＡｌ、Ａｇなどの金属或いは合金からなる金属材料を膜厚５ｎｍ以上２０ｎｍ以下で形成される金属膜を用いることができる。また、第二電極２９は、金属材料どうしの積層構成、あるいは金属材料と透明酸化物導電膜の積層構成であってもよい。第二電極２９は、スパッタ法、真空蒸着法などで形成される。そして、第二電極２９は、表示領域１０の外の外部領域１１で、コンタクト部を介して駆動回路２１と電気的に接続されるように形成される。
【００３８】
また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、第二電極２９の上に、有機ＥＬ素子を水分や酸素から保護するための封止部材が形成されていてもよい。封止部材としては、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機材料からなる無機層が好ましいが、耐水性、耐熱性に優れた材料であればよく、材料はこれに限定されるものではない。封止部材の構成として、無機層の単層構成であってもよいし、無機層と有機樹脂等からなる有機層が積層された構成であってもよい。この積層構成としては、無機層の上層に有機層が形成され、さらにその上に無機層が形成される構成でもよい。この無機層は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の手法により形成するのが、防湿性の面から好ましい。また、これらの層の上部にガラス基板や封止缶等の部材を配設してもよい。
【００３９】
［実施形態２］
図３は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面模式図である。実施形態１の有機ＥＬ表示装置は、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａがそれぞれ、発光領域長さに関して異なる構成である。一方、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、発光領域長さを発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａで同じにする構成である。なお、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下である構成は変わらない。また、図３では、発光領域幅も発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａで同じである。
【００４０】
実施形態１の構成では、発光領域長さ、つまり、隔壁２７の開口部のＹ方向の幅と、図１（ｃ）に示す側部層２３の線間部Ｓの長さとが各色の画素によって異なっている。従って、Ｙ方向において、パターニング時に、画素内で隔壁２７及び側部層２３を除去する面積が、各色によって異なっている。側部層２３を樹脂膜で形成する場合、そのパターニングにはフォトリソグラフィー法を用いるのが望ましい。そして、除去面積が異なると、現像液の浸入の仕方が変わり、除去面積の大きい画素１００Ｒの側部層２３のテーパ角が、他の画素のそれよりも小さく形成される。よって、テーパ角が画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂで異なっている。このため、場合によっては、画素１００Ｒａのテーパ角、または画素１００Ｂａのテーパ角が好ましい４５°乃至８０°の範囲から外れてしまう。
【００４１】
これに対し、本実施形態の構成では、図３に示すように、各色の画素において、発光領域幅、発光領域長さを同じにし、Ｘ方向、Ｙ方向において、パターニング時に画素内で側部層２３を除去する面積を同じにしている。このため、側部層２３を樹脂膜で形成する場合に、側部層２３のテーパ角を均一に形成することができる。これにより、各色の画素の側部層２３のテーパ角が望ましい範囲から外れる可能性を低減することができ、歩留り向上の点で好ましい。なお、発光領域長さを同じにする場合、最も伝搬距離の短い画素１００Ｂの発光領域長さに他の色の画素も合わせるのがよい。このようにすることで、発光領域の任意の発光位置から最も近い反射構造までの距離を、各色の画素について伝搬距離以下とすることができる。
【００４２】
［その他の実施形態］
図４は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面模式図である。本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、実施形態１と異なり、発光領域のＸ方向（画素の短手方向）において各画素の発光領域の発光領域幅が色ごとに異なっている構成である。この点以外は、実施形態１と同じ構成である。この構成により、特定の色の画素の寿命特性を改善することができる。
【００４３】
一般的に、青色を発する有機ＥＬ素子は、赤色又は緑色を発する有機ＥＬ素子よりも、寿命が短い。つまり、図２で示す有機ＥＬ表示装置では、赤色を発する画素１００Ｒ、緑色を発する画素１００Ｇの寿命よりも青色を発する画素１００Ｂの寿命の方が短い。
【００４４】
一方、本発明のように画素内を複数の発光領域に分割するように反射構造を設ける場合には、図２で示す従来の有機ＥＬ表示装置に比べて、画素の発光領域の総面積は小さくなる。このため、本発明の有機ＥＬ表示装置の例えば画素１００Ｒと、図２で示す有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒとで、同じ電流が供給された場合、単位面積あたりに有機ＥＬ素子に通電される電流密度が異なる。具体的には、発光領域の総面積が小さい本発明の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒに流れる電流密度の方が大きくなる。このため、本発明の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒは、図２で示す有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒに対して、寿命が短くなる。その他の色の画素でも同様である。
【００４５】
特に、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の構成では、画素の発光領域の総面積は画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの順で小さくなっているので、図２で示す有機ＥＬ表示装置の各色の画素に対する寿命の変化は、青色の画素１００Ｂが最も大きくなる。つまり、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の構成では、図２で示す有機ＥＬ表示装置に比べて、より、各色の画素の寿命の差が大きくなってしまう。
【００４６】
これに対して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの順で発光領域幅を大きくしている。この構成により、特に画素１００Ｂの寿命を改善することができる。また、実施形態１の有機ＥＬ表示装置よりも各色の画素の寿命の差を小さくすることができる。
【００４７】
なお、材料によっては、青色以外の有機ＥＬ素子の方が寿命が短くなる場合も考えられる。この場合には、寿命が短い有機ＥＬ素子を有する画素の発光領域の総面積を最も大きくすればよい。
【００４８】
＜実施例１＞
以下、実施形態１の有機ＥＬ表示装置の具体的な例を述べる。なお、本実施例に用いた材料や素子構成が、本発明を限定するものではない。
【００４９】
本実施例では、図１（ｂ）のＸ方向（短手方向）の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍとし、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍとした。また、各画素のＹ方向（長手方向）の画素ピッチを９４．５μｍとして、有機ＥＬ表示装置を作成した。
【００５０】
まず、基板２０上に駆動回路２１を形成した。次に、駆動回路２１上に、コンタクト部２４を有したポリイミド樹脂の平坦化層２２を膜厚２．０μｍで形成した。
【００５１】
次に、平坦化層２２上にポリイミド樹脂を膜厚１．２μｍで塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、焼成し側部層２３を形成した。側部層２３の膜厚は１．０μｍであり、テーパ角が６０°、図１（ｃ）に示す幅Ｗが画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとも３．０μｍであった。
【００５２】
次に、平坦化層２２及び側部層２３上に、スパッタリング法を用いてＡｇを１５０ｎｍ、酸化インジウム亜鉛を１０ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングして第一電極２５および反射構造２６を形成した。
【００５３】
次に、コンタクト部２４と、側部層２３上の第一電極２５を覆い、平坦化層２２上の第一電極２５上に、画素１００Ｒ、画素１００Ｇ、画素１００Ｂでそれぞれ以下の大きさの開口部を設けるように、隔壁２７を形成した。すなわち、画素１００ＲではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅４．０μｍの開口部、画素１００ＧではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅６．０μｍの開口部、画素１００ＢではＸ方向に幅２０μｍ、Ｙ方向に幅４．０μｍの開口部であった。隔壁２７は、ポリイミド樹脂を膜厚０．７μｍで塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、焼成後の膜厚が０．５μｍであった。
【００５４】
次に、第一電極２５および隔壁２７上に、有機化合物層２８を、公知の材料をマスク蒸着法を用いて形成した。有機化合物層２８は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の機能層を積層して形成した。特に、発光層は、画素１００Ｒでは公知の赤色発光材料、画素１００Ｇでは公知の緑色発光材料、画素１００Ｂでは公知の青色発光材料を用いて形成した。
【００５５】
次に、有機化合物層２８の上に、スパッタリング法を用いて表示領域１０全域に渡って酸化インジウム亜鉛を３０ｎｍ成膜し、第二電極２９を形成した。
【００５６】
次に、第二電極２９までを形成した基板に、窒素雰囲気下で以下のようにキャップガラスによる封止部材を形成した。表示領域１０よりも外側に、表示領域１０を平面的に囲むようにＵＶ硬化樹脂をディスペンサで描画し、この描画領域に０．７ｍｍ厚のキャップガラスを貼り合わせた。このキャップガラスは、表示領域１０の有機ＥＬ素子と接触しないよう、表示領域１０と対応する領域に０．３ｍｍの彫りこみ部が形成されている。そして、表示領域１０を遮光マスクで覆い、表示領域にＵＶ照射されないようにした上で基板にＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化した。
【００５７】
本実施例では、画素１００Ｒでは、各発光領域１００Ｒａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを９．０μｍとした。画素１００Ｇでは、各発光領域１００Ｇａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを６．０μｍとした。画素１００Ｂでは、各発光領域１００Ｂａの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを４．０μｍとした。また、本実施例では、各発光領域の周囲が反射構造２６で囲われた構成であった。
【００５８】
本実施例の画素１００Ｒの各発光領域１００Ｒａからの発光光の伝搬距離は、５．０μｍであった。また、画素１００Ｇの各発光領域１００Ｇａからの発光光の伝搬距離は、３．５μｍであった。さらに、画素１００Ｂの各発光領域１００Ｂａからの発光光の伝搬距離は、２．５μｍであった。このため、図１（ｂ）の発光領域長さが、各画素において発光光の伝搬距離の２倍以下となっていた。つまり、各画素において発光領域の任意の発光位置から反射構造２６までの距離が伝搬距離以下であった。このため、発光領域の全ての点からの発光光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができると考えられる。
【００５９】
＜実施例２＞
以下、実施形態２の有機ＥＬ表示装置の具体的な例を述べる。なお、実施例１とは、画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのそれぞれの発光領域の発光領域長さが同じである点が異なり、その他の構成、製造方法は同じである。
【００６０】
本実施例では、図３のＸ方向の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍとし、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍとした。また、各画素のＹ方向の画素ピッチを９４．５μｍとした。また、各色の画素の各発光領域の発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを４．０μｍとした。
【００６１】
本実施例では、発光領域１００Ｒａ、１００Ｇａ、１００Ｂａからの発光光の伝搬距離は、それぞれ実施例１と同じく５．０μｍ、３．５μｍ、２．５μｍであった。
【００６２】
このため、本実施例の構成でも、図３のＹ方向に関して，各発光領域の発光領域長さが、発光光の伝搬距離の２倍以下となっていた。このため、本実施例の各発光領域では、発光領域の全ての点からの発光光が、反射構造２６まで伝搬距離以内で到達することができると考えられる。
【００６３】
また、本実施例の構成では、側部層２３の画素内の除去面積が各色の画素の発光領域について同じであり、側部層２３を樹脂膜で形成する場合に、側部層２３のテーパ角を均一に形成することができた。
【００６４】
＜比較例１＞
図２に実施例１の比較例となる有機ＥＬ表示装置を示す。本比較例の有機ＥＬ表示装置は、各画素がそれぞれ複数の発光領域に分割されていない点を除いて、実施例１の有機ＥＬ表示装置と同様の構成であり、同様の製造方法で作成されたものである。図２（ａ）は、本比較例の有機ＥＬ表示装置の画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを含む部分の詳細構造を示す平面図である。各画素は、それぞれ単一の発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂから形成され、各発光領域は反射構造２６によりその周囲を囲まれている。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ｂに沿った概略断面図である。尚、図２の有機ＥＬ表示装置において、図１で示される有機ＥＬ表示装置に含まれている部材と同様の部材については、同じ符号を付している。
【００６５】
本比較例では、図２（ａ）のＸ方向の画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂの三画素分の画素ピッチを９４．５μｍ、画素１００Ｒ，１００Ｇ、１００Ｂ間の画素ピッチをそれぞれ３１．５μｍ、各画素のＹ方向の画素ピッチを９４．５μｍと，実施例１と同様にした。また、各画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに関し、発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂの発光領域幅を２０μｍ、発光領域長さを６４μｍとした。
【００６６】
本比較例では、発光領域１００Ｒｂ、１００Ｇｂ、１００Ｂｂからの発光光の伝搬距離は、それぞれ５．０μｍ、３．５μｍ、２．５μｍであった。このため、各画素とも図２（ａ）の発光領域幅、発光領域長さが発光光の伝搬距離の２倍以下の距離となっていなかった。つまり、各画素の発光領域のうち、発光領域の発光位置から反射構造２６までの距離が伝搬距離以下とはならない領域が存在すると考えられる。
【００６７】
＜評価＞
実施例１，２の発光領域１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａ、比較例１の発光領域１００Ｒｂ，１００Ｇｂ，１００Ｂｂの光取り出し効率を以下のように測定した。すなわち、実施例１，２、比較例１のそれぞれの発光領域に、電流を供給し、前述のように有機ＥＬ素子外部に取り出された光のエネルギーを積分球を用いて測定した。電流の大きさは、電流密度２５ｍＡ／ｃｍ２であった。
【００６８】
実施例１，２の光取り出し効率が、比較例１での各色の光取り出し効率を１．０として、表１に示されている。
【００６９】
【表１】
【００７０】
このように実施例１，２では、比較例１よりも各色の光取り出し効率が向上した。
【符号の説明】
【００７１】
２６ 反射構造
１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ 画素
１００Ｒａ，１００Ｇａ，１００Ｂａ 発光領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、
前記画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、前記非発光領域にある反射構造と、を有し、
前記発光領域の任意の発光位置から前記反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素の方が前記短波長の光を発する画素よりも、発光領域長さが大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素と前記短波長の光を発する画素とで、発光領域長さが同じであることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素と前記短波長の光を発する画素のうち、寿命が短い有機ＥＬ素子を有する画素の方が他方の画素より発光領域の総面積が大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項１】
有機ＥＬ素子を有する画素を複数備える発光装置であって、
前記画素は、同じ色を発する複数の発光領域と、非発光領域と、前記非発光領域にある反射構造と、を有し、
前記発光領域の任意の発光位置から前記反射構造までの距離が発光光の伝搬距離以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素の方が前記短波長の光を発する画素よりも、発光領域長さが大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素と前記短波長の光を発する画素とで、発光領域長さが同じであることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置であって、
長波長の光を発する画素と、短波長の光を発する画素と、を有し、
前記長波長の光を発する画素と前記短波長の光を発する画素のうち、寿命が短い有機ＥＬ素子を有する画素の方が他方の画素より発光領域の総面積が大きいことを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２１８１１（Ｐ２０１２−２２１８１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７６２９（Ｐ２０１１−８７６２９）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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