JP2010049957A - 照明装置、照明装置の製造方法並びに表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を用いた照明装置を含む表示装置では、位置ずれ等によるロスや、発光部からの光が直接観察者の目に入らぬよう、有機ＥＬ装置の発光部分を囲うべく、発光部よりも大きい反射層を有している。しかし、この反射層は液晶パネルで反射した光も反射、遮光する。従って、液晶パネルの開口率が小さくなり、液晶パネルからの反射光の強度が低下し、表示輝度が低い表示装置となってしまうという課題がある。
【解決手段】フォトリソグラフ工程を用いて、対向基板２００の素子基板１５０の発光領域１６３Ｂを平面視にて覆う反射層２１０を対向基板２００に備えた。フォトリソグラフ工程を用いることで反射層２１０を小さく形成することが可能となり、対向基板２００側から入射される光を効率良く通すことが可能となる。また、反射型液晶装置と組み合わせた場合、高い開口率を有する明るい表示装置を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、照明装置の製造方法並びに表示装置に関する。

反射型の液晶表示装置として、外光が不十分な環境下でも使用できるよう、液晶パネルを前面から照らす照明装置を備えた液晶表示装置が知られている。

照明装置として、液晶パネルの横に配置された光源からの光を液晶パネルの前面に配置された導光板を伝達させ導光板に設けられた溝で屈折させて液晶パネルへ導くものが知られている。

また、照明装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置を有したものがある（特許文献１，２参照）。この照明装置は液晶パネルの前面（観察者側）に配置され、上記有機ＥＬ装置は例えば格子状に発光部が位置するように陰極等がパターニングされている。

特開２００６−１５４４０２号公報 特開２０００−２６７０９７号公報

上記した、導光板を用いた照明装置では、導光板へ導入された光は上記溝で液晶パネル側へ屈折するとともに逆方向すなわち観察者側にも屈折する場合があり、この場合には逆方向へ屈折した光は観察者の目に入り液晶表示装置のコントラストを低下させるという課題がある。

また、有機ＥＬ装置を用いた照明装置を含む表示装置では、位置ずれ等によるロスや、発光部からの光が直接観察者の目に入らぬよう、有機ＥＬ装置の発光部分を囲うべく、発光部よりも大きい反射層を有しているのが一般的である。しかし、この反射層は液晶パネルから反射されてきた光も反射、遮光する。従って、液晶パネルの開口率が小さくなり、液晶パネルからの反射光の強度が低下し、表示輝度が低い表示装置となってしまうという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる照明装置は、素子基板と、前記素子基板の第１面側に位置する、透光性を有する第１電極層と、前記素子基板の前記第１面側に位置し、前記第１電極層と比べ、前記素子基板から離れて位置する、透光性を有する第２電極層と、前記第１電極層と前記第２電極層との間に位置する発光部を含む有機機能層と、前記素子基板の前記第１面側と向き合うよう配置される、前記発光部と対応する位置に配置される反射層を含む対向基板と、を含み、前記対向基板の前記反射層は平面視にて前記発光部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなることを特徴とする。

これによれば、明るい照明装置を提供することが可能となる。対向基板に配置された反射層が、素子基板が有する発光部の少なくとも一部を覆うことで、素子基板の発光部から射出された光は、反射層により折り返されて、当該素子基板の第１面側と対向する第２面側から射出されることとなる。この場合、反射層は発光部の寸法と対応するよう構成することが可能となり、反射層を第２電極よりも小さくできるため、反射層を避けた領域では、対向基板側から外光を取り込むことが可能となる。以上の機構により、明るい照明装置を提供することが可能となる。

［適用例２］上記適用例にかかる照明装置であって、前記素子基板の前記第１面側に位置する、前記第２電極層を含む領域の少なくとも一部を保護する保護層を含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、第２電極層を含む領域の少なくとも一部が保護されているため、有機機能層や第２電極層への水分や酸素の侵入を抑制することが可能となる。

［適用例３］上記適用例にかかる照明装置であって、前記保護層はエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂を含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、樹脂系の物質は第２電極に使われる金属材料と比べヤング率が一桁以上小さい。そのため、第２電極に与える応力を抑えることが可能となる。また、上記した物質は半導体の製造プロセスでの使用実績があり、半導体の製造プロセス中に予期せぬ汚染を持ち込むことを防止することができる。

［適用例４］上記適用例にかかる照明装置であって、前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素は酸素や水分の侵入を防止することができる。そのため、有機機能層や第２電極層の酸素や水分による劣化を抑えることが可能となる。

［適用例５］上記適用例にかかる照明装置であって、前記保護層は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含み、かつエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、保護層により、応力歪と、酸素や水分の侵入とを同時に防止することができる。そのため、より信頼性の高い照明装置を提供することが可能となる。

［適用例６］本適用例にかかる照明装置の製造方法は、素子基板の第１面側に、透光性を有する第１電極層を形成する工程と、前記素子基板の前記第１面側に、発光部を含む有機機能層を形成する工程と、前記素子基板の前記第１面側に、透光性を有する第２電極層を形成する工程と、島状の形状を有し、前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなる反射層を含む対向基板を形成する工程と、を含み、前記反射層は、フォトリソグラフ工程を用いて形成され、かつ前記対向基板と前記素子基板とを位置合わせを行った後、貼り付けることを特徴とする。

これによれば、高い開口率を有する照明装置の製造方法を提供することが可能となる。反射層をマスク蒸着法を用いて形成した場合、マスク公差、アライメント公差等を考慮する必要があり、面積の大きな反射層が必要となる。これに対して、反射層をフォトリソグラフ工程で形成することでマスク蒸着法と比べ高い精度で反射層を形成することが可能となる。そのため、より少ない面積で発光部からの光を反射させることができる。

［適用例７］本適用例にかかる表示装置は、素子基板と、前記素子基板の第１面側に位置する、透光性を有する第１電極層と、前記素子基板の前記第１面側に位置し、前記第１電極層と比べ、前記素子基板から離れて位置する、透光性を有する第２電極層と、前記第１電極層と前記第２電極層との間に設けられる発光部を含む有機機能層と、前記素子基板の前記第１面側と向き合うように配置される、平面視にて前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなる島状の形状を有する反射層を含む対向基板と、前記素子基板と協同して少なくとも前記対向基板を挟む位置に、入射された光を変調して画像を形成する光変調装置と、を含むことを特徴とする。

これによれば、明るい表示装置を提供することが可能となる。対向基板に配置された反射層が、素子基板が有する発光部の少なくとも一部を覆うことで、素子基板の発光部から射出された光は、反射層により折り返されて、当該素子基板の第１面と対向する第２面側から射出されることとなる。この場合、反射層は発光部の寸法と対応するよう構成することが可能となる。そのため、第２電極層と反射層とを兼ねさせる構造と比べ、開口率を高くとることが可能となる。

［適用例８］上記適用例にかかる表示装置であって、前記素子基板の前記第１面側に位置する、前記第２電極層の少なくとも一部を保護する保護層を含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、第２電極層を含む領域の少なくとも一部が保護されているため、有機機能層や第２電極層への水分や酸素の侵入を抑制することが可能となる。加えて、保護層があることで、反射層を含む対向基板を素子基板と貼り合わせる構成を用いた場合に、対向基板と素子基板との接触による第２電極の破損を防ぐことが可能となり、対向基板と素子基板との貼り合わせ工程を安全に行うことができる。

［適用例９］上記適用例にかかる表示装置であって、前記保護層はエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂を含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、樹脂系の物質は第２電極に使われる金属材料と比べヤング率が一桁以上小さい。そのため、第２電極に与える応力を抑えることが可能となる。加えて、素子基板と対向基板とを貼り合わせる工程での応力を緩和することが可能となり、信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。加えて、上記した物質は半導体の製造プロセスでの使用実績があり、半導体の製造プロセス中に予期せぬ汚染を持ち込むことを防止することができる。

［適用例１０］上記適用例にかかる表示装置であって、前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素は酸素や水分の侵入を防止することができる。そのため、有機機能層や第２電極層の酸素や水分による劣化を抑えることが可能となる。そのため、信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。加えて、上記した物質は半導体の製造プロセスでの使用実績があり、半導体の製造プロセス中に予期せぬ汚染を持ち込むことを防止することができる。

［適用例１１］上記適用例にかかる表示装置であって、前記保護層は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含み、かつエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。

上記した適用例によれば、保護層により、応力歪と、酸素や水分の侵入とを同時に防止することができる。そのため、より信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態：照明装置の構成）
以下、第１の実施形態として、有機ＥＬ装置を備えた照明装置の構成について説明する。図１（ａ）は、有機ＥＬ装置１６０を含む素子基板１５０の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、有機ＥＬ装置１６０の発光部からの光を反射する反射層２１０を含む対向基板２００の構成を示す平面図、図１（ｃ）は素子基板１５０と対向基板２００とを対向させて得られる照明装置３００の構成を示す図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、照明装置３００は、素子基板１５０の第１面側に、発光を司る有機機能層１６３と、ＩＴＯ（インジウム・錫・酸化物）等を用い、光学的に透明な陽極線１６２と、陽極線１６２の一部を用いた陽極１６２Ａと、ＭｇＡｇ（マグネシウムと銀との合金）等を用い、発光層１６３Ａを含む有機機能層１６３に電子を注入する陰極１６４と、ＩＴＯ等を用い、陰極１６４に電流を供給する陰極線１６５と、酸化珪素等を用い、有機機能層１６３を分離する隔壁１６６と、を備えている。また、図示はしないが、照明装置３００中には有機ＥＬ装置１６０を水分から守るべく、乾燥剤が備えられている。

そして、対向基板２００は、素子基板１５０と対向する面側に、有機機能層１６３の発光領域１６３Ｂ（本実施形態では有機機能層１６３と一致する）を覆う反射層２１０が備えられている。反射層２１０は、アルミニウムや銀等の可視光反射率が高い物質を用いて、２００ｎｍ程度の厚さを有するよう配置されている。

有機機能層１６３としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレ誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。またカルバゾール（ＣＢＰ）などの低分子材料にこれらの低分子色素をドープして発光層とすることもできる。またトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を有機機能層１６３の構成要素（電子輸送層）として用いることもできる。また、これらの物質に限定されることなく、可視光を含む光を射出する物質を用いることが可能である。

有機機能層１６３は、赤色を発光可能な赤色発光材料、緑色を発光可能な緑色発光材料、及び青色を発光可能な青色発光材料の３種類の発光材料を含んでおり、これらの発光材料を混合することにより、白色を発光するように構成されている。

なお、有機機能層１６３は単層に限定されるわけではなく、他の層をさらに形成してもよい。例えば、陽極１６２Ａと発光層１６３Ａとの間に配置されて、陽極１６２Ａから供給された正孔を発光層１６３Ａに注入／輸送する正孔注入層を形成しても良い。また、陰極１６４と発光層１６３Ａとの間に配置されて、陰極１６４から供給された電子を発光層１６３Ａに注入／輸送する電子注入層を形成しても良い。このようにした場合、注入されたキャリアが発光層１６３Ａ中に滞留するため、発光層１６３Ａ中でのキャリア再結合効率が上昇し、発光効率が高い有機ＥＬ装置１６０を提供することが可能となる。

また、隔壁１６６としては、酸化珪素等の無機絶縁材料の他にもアクリル樹脂等の有機絶縁材料を用いることができる。また、このような無機物或いは有機物以外にも、有機・無機材料を組み合わせてなる絶縁材料を用いることもできる。隔壁１６６を用いることで、有機機能層１６３を規則的に配置することができる。そのため、有機機能層１６３から均一な密度で光束が発生し、均一な発光強度分布を有する有機ＥＬ装置１６０を提供することが可能となる。

陰極１６４は、仕事関数の小さいアルカリ金属や、アルカリ土類等の金属材料を含む。陰極１６４は、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）等を含む材料によって形成されている。好ましくは、ＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇを重量比でＭｇ：Ａｇ＝１０：１に混合した材料）からなる薄層の透光性電極が、電子注入障壁が低く、かつ耐腐蝕性を持つことから好適に採用される。この他にも、ＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、ＬｉＦＡｌ電極、ＩＴＯ電極、ＩＺＯ電極等を用いても同様の効果をもって陰極１６４を構成することが可能となる。

反射層２１０は対向基板２００の、素子基板１５０と対向する面に設けられており、有機機能層１６３の発光領域１６３Ｂ（本実施形態では有機機能層１６３と一致する）を平面視にて覆う反射層２１０が備えられている。反射層２１０を、陰極１６４と分けて設けることで反射層２１０が形成される領域の面積は、陰極１６４と反射層２１０とを兼ねさせて形成される領域の面積と比べ、小さく抑えることが可能となる。そのため、照明装置３００は、有機ＥＬ装置１６０からの光束に加え、対向基板２００の、素子基板１５０と反対側から入射される外光も通過する。そして、この外光も照明装置３００の光束として用いることができるため、高い輝度を有する照明装置３００を提供することが可能となる。

（第１の実施形態の変形例）
以下、第１の実施形態についての変形例について説明する。第１の実施形態で示した素子基板１５０は陰極１６４が露出した状態で対向基板２００と対向させて配置し、照明装置３００を構成させているが、これは図２に示すように陰極１６４等を覆う少なくとも一部の領域に保護層２２０を設けても良い。この場合、素子基板１５０と対向基板２００とが接触した場合においても陰極１６４等は損傷から免れることが可能となり、より近接した状態で対向基板２００と素子基板１５０とを配置することができる。そのため、素子基板１５０と対向基板２００との間で発生する、光の多重反射による共振現象により発生する可視光中での色バランスの乱れを抑制することが可能となる。

また、保護層２２０を設けることで、有機ＥＬ装置１６０への酸素や水分の浸入を抑えることが可能となるため、有機ＥＬ装置１６０の寿命を延ばすことが可能となる。ここで、保護層２２０は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素等を用いることが、酸素や水分の侵入を抑えるために好適である。酸化珪素に近い組成の層を用いる場合には、有機ＥＬ装置１６０に与える応力を緩和することが可能となる。また、窒化珪素に近い組成の層を用いる場合には、有機ＥＬ装置１６０への酸素や水分の浸入を抑えることが可能となる。また、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素は半導体プロセスで好適に使われる材質であり、有機ＥＬ装置１６０の製造ラインに予期せぬ物質による汚染を引き起こす可能性が低い。そのため、製造ラインの安定した稼動を阻害する畏れは抑制される。ここで、汚染の可能性が確認され、プロセス的に扱える場合には、上記した物質以外のもの、例えばアルミナや窒化硼素等の材質を用いることも可能である。

また、保護層２２０を構成する物質は無機物に限定されることはなく、例えばエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂を用いても良い。この場合には、保護層２２０に上記した無機物を用いる場合と比べ、樹脂系の有機物はヤング率が少なくとも一桁程度低いため、有機ＥＬ装置１６０にかかる応力を抑制することが可能である。特に、上記した有機物は、半導体プロセスで好適に使われる材質であり、有機ＥＬ装置１６０の製造ラインに予期せぬ物質による汚染を引き起こす可能性が低い。そのため、製造ラインの安定した稼動を阻害する畏れは抑制される。ここで、汚染の発生が抑えられることが確認された場合には、上記した物質以外のもの、例えばシアノアクリレート系の有機物や、フェノール樹脂等の有機物を用いることも可能である。

また、保護層２２０を、無機層と有機層とを併用して用いても良い。この場合、有機層で応力を吸収し、無機層で酸素や水分の浸入を抑えることが可能となる。この構成を用いる場合の典型的な例としては、陰極１６４に近い方から、酸窒化珪素を１００ｎｍ程度、エポキシ系の樹脂を４μｍ程度、酸窒化珪素を５００ｎｍ程度で構成することができ、応力の緩和と酸素や水分の侵入を抑えるガスバリア性の高さとを両立させて形成することが可能である。

また、第１の実施形態では有機ＥＬ装置１６０を用いた例について説明したが、これは無機のＥＬ（ＬＥＤ）を用いても良い。また、半導体レーザ等を用いても良く、両面に向けて発光する装置を用いる場合について好適に対応することが可能である。

（第２の実施形態：照明装置の製造方法）
以下、第２の実施形態として、有機ＥＬ装置を備えた照明装置の製造方法について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）は、照明装置３００を形成するための工程断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、素子基板１５０を超純水等で洗浄した後、ＩＴＯ層をイオンプレーティング法等を用いて層形成する。そして、ＩＴＯ層を公知のフォトリソグラフ法を用いてパターニングし、陽極線１６２と、陽極１６２Ａと、陰極線１６５とを形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、酸化珪素層をＣＶＤ法等を用いて形成した後、公知のフォトリソグラフ法を用いてパターニングし、隔壁１６６を形成する。これは、感光性有機物を用い、フォトリソグラフ法を用いて有機物からなる隔壁１６６を用いても良い。また、隔壁１６６を複層構造とし、有機物と無機物を組み合わせた隔壁１６６を用いても良い。

次に、図３（ｃ）に示すように、第１の実施形態で示した物質をマスク真空蒸着法等を用いて積層し、有機機能層１６３を形成する。有機機能層１６３は発光層１６３Ａと、発光領域１６３Ｂ（本実施形態では有機機能層１６３と一致する）と、を含む。

ここで、有機機能層１６３に複層構造の層を形成する場合には、蒸着源を複数配置し、多層構造を形成しても良い。この場合、大気中に晒す工程を用いずに積層できるため、吸湿による特性変動の発生を抑制することができる。また、一旦大気中に晒して蒸着源を交換し、再度蒸着を行っても良い。この場合、蒸着源の数を減らすことができ、設備投資が抑えられる。加えて、層厚分布が良好に制御できる位置に蒸着源を配置することが可能となり、層厚の均一性を向上させることが可能となる。また、有機機能層１６３の形成手段としては、第１の実施形態で示した物質を用いたゾルを用い、液滴吐出法を用いて形成しても良い。

次に、図４（ａ）に示すように、マスク蒸着法を用い、陰極１６４を形成する。陰極１６４の材質としてはＭｇＡｇ等を用いることができる。この場合、後述する対向基板２００との位置合わせを容易にすべく、図示せぬアライメントマークを形成しておくことも好適である。この場合、対向基板２００と素子基板１５０との位置合わせを容易かつ精密に行うことが可能となる。なお、陰極１６４の製造方法としては、全面に金属等、電気的な導体を用いて被覆し、フォトリソグラフ工程を用いて形成しても良い。陰極１６４に用いられる物質としては、上記したように仕事関数の小さいアルカリ金属や、アルカリ土類等の金属を含む、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）等を用いることが好適であり、特に、ＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇを重量比でＭｇ：Ａｇ＝１０：１に混合した材料）が、電子注入障壁が低く、かつ耐腐蝕性を持つことから好適に採用される。この他にも、ＭｇＡｇＡｌ、ＬｉＡｌ、ＬｉＦＡｌ、ＩＴＯ、ＩＺＯ等を用いても良い。

次に、図４（ｂ）に示すように、保護層２２０を形成する。形成方法としては、スパッタ法等を用いて酸窒化珪素を１００ｎｍ程度形成する。次にエポキシ系の樹脂を４μｍ程度塗布し、再び酸窒化珪素を５００ｎｍ程度の層厚で積層する。保護層２２０を形成することで、後述する素子基板１５０と対向基板２００との貼り合わせを行う際、接触による陰極１６４の破損を防止することができる。なお、保護層２２０として、有機層と無機層の積層構造を用いた例について説明したが、これは有機層だけ、または無機層だけを用いて形成しても良く、精密に位置制御ができ、素子基板１５０と対向基板２００とを接触させずに位置合わせが行える場合等では、保護層２２０の形成を省略することが可能となる。

次に、図４（ｃ）に示すように、対向基板２００を超純水等で洗浄した後、スパッタ法等を用いてアルミニウム等の可視光反射率が高い物質を用いて、２００ｎｍ程度の厚さとなるよう反射層２１０の前駆体を形成し、フォトリソグラフ工程を用いて、反射層２１０の前駆体をパターニングし、ドライエッチング法を用いて、アルミニウム等をエッチングし、反射層２１０を形成する。この場合でも、図示せぬアライメントマークを形成しておくことが好適であり、素子基板１５０との位置合わせを容易かつ精密に行うことができる。フォトリソグラフ工程を用いることで、他の方法と比べきわめて精密にパターン形成が可能となるため、反射層２１０の形状は有機機能層１６３の発光領域１６３Ｂのパターンと同じパターン、もしくは若干発光領域１６３Ｂを覆う程度の面積を有するように形成することができる。

次に、図４（ｄ）に示すように、素子基板１５０に形成されたアライメントマーク（図示せず）と対向基板２００に形成されたアライメントマーク（図示せず）を用いて、素子基板１５０と対向基板２００とをアライメント接合する。素子基板１５０側に保護層２２０を形成していない場合には、素子基板１５０と対向基板２００との間が不活性雰囲気で封入されるようアライメント接合を行い、素子基板１５０と対向基板２００の周辺部で固定する。不活性雰囲気中に固定することで、素子基板１５０側に形成された部材の損傷を防ぐことができるため好適である。また、水分等による有機機能層１６３等の劣化を抑えるべく、乾燥剤等を配置しても良い。

また、素子基板１５０に保護層２２０を形成している場合には、機械的に素子基板１５０側が保護されているため、アクリル等からなる充填層１４０を用いて樹脂封入し、アライメント接合することが可能となり、機械的応力に強い照明装置３００の製造方法を提供することが可能となる。なお、ここでは素子基板１５０と対向基板２００に設けられたアライメントマーク同士を用いてアライメント接合を行ったが、アライメントマークを形成することは必須ではなく、両パターン同士を用いてアライメント接合を施しても良い。また、素子基板１５０、対向基板２００のどちらか一方にのみアライメントマークを形成し、アライメントマークとパターンとを用いてアライメント接合を行うことも可能である。また、保護層２２０が形成されている場合でも、素子基板１５０と対向基板２００との間が不活性雰囲気で封入されるようアライメント接合を行い、素子基板１５０と対向基板２００の周辺部で固定しても良い。この場合にも同様に、水分等による有機機能層１６３等の劣化を抑えるべく、乾燥剤等を配置しても良い。アライメント接合を行うことで、素子基板１５０と対向基板２００との合わせずれが抑えられるため、反射層２１０を小さく（発光領域１６３Ｂと同程度）することが可能となる。反射層２１０を小さくすることで、反射層２１０により阻止される外光の量を少なくすることが可能となる。即ち、対向基板２００を挟んで素子基板１５０と対向する方向から入射する外光は、対向基板２００と素子基板１５０とを抜けて発光領域１６３Ｂからの光と加算されて照明装置３００からの光として寄与する。そのため、照明装置３００からの光量は大きくなり、より明るい照明装置３００の製造方法を提供することが可能となる。

（第３の実施形態：表示装置の構成）
以下、第３の実施形態として、照明装置を備えた表示装置の構成について説明する。図５は、第１の実施形態で説明した照明装置を用いた表示装置に用いられる液晶装置の等価回路図、図６は、液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の部分平面図、図７は、図６における液晶装置のＡ−Ａ’断面図、図８は、照明装置を液晶装置に実装した表示装置の平面図、図９は、図８のＡ−Ａ’線断面図である。

図５に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ９０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。

また、走査線３ａはＴＦＴ９０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ９０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ９０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、蓄積容量９８により一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークし画像信号が変動することを防止すべく、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量９８が付加されている。

図７に示すように、本実施形態の液晶装置５００は、液晶層１０２を挟持して対向配置され、ＴＦＴ９０や画素電極９が形成されたＴＦＴアレイ基板１００と、共通電極１０８が形成された対向基板１０４とを具備して概略構成されている。

以下、図６に基づいて、ＴＦＴアレイ基板１００の平面構造について説明する。

ＴＦＴアレイ基板１００には、矩形状の画素電極９が複数、マトリクス状に設けられており、図６に示すように、各画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ等が形成された領域が１ドットとなっている。

データ線６ａは、ＴＦＴ９０を構成する多結晶半導体層１４ａ（図７参照）のうちソース領域１８に、コンタクトホール９２を介して電気的に接続されており、画素電極９は、多結晶半導体層１４ａのうちドレイン領域１９に、コンタクトホール９６、ソース線６ｂ、コンタクトホール９４を介して電気的に接続されている。また、走査線３ａの一部が、多結晶半導体層１４ａのうちチャネル領域２０に対向するように拡幅されており、走査線３ａの拡幅された部分が、ゲート電極２４ａとして機能する。また、ＴＦＴ９０を構成する多結晶半導体層１４ａは、容量線３ｂと対向する部分にまで延設されており、この延設部分１ｆを下電極、容量線３ｂを上電極とする蓄積容量９８が形成されている。

次に、図７に基づいて、本実施形態の液晶装置５００の断面構造について説明する。ここで、「上」とは図面上側（観察者側）を指すものとする。

ＴＦＴアレイ基板１００は、ガラス等の透光性材料からなる基板１０とその液晶層１０２側表面に形成された画素電極９、ＴＦＴ９０、配向層１１を主体として構成されており、対向基板１０４はガラス等の透光性材料からなる基板１０４Ａとその液晶層１０２側表面に形成された共通電極１０８と配向層１１０とを主体として構成されている。

詳細には、ＴＦＴアレイ基板１００において、基板１０の直上に、酸化珪素層等からなる下地保護層（緩衝層）１２が形成されている。また、基板１０の液晶層１０２側表面にはアルミニウムや、ＩＴＯとアルミニウムの積層構造材料等を用いた光反射性の画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ９０が設けられている。画素電極９はドット状の凹凸を有する第２層間絶縁層５上に配置されており、下地形状の影響を受けて凹凸形状を有している。そのため、鏡面反射を防ぐことが可能となり、ぎらつき感を抑えて表示することを可能としている。そして画素電極９上には、配向層１１が配置されている。

下地保護層１２上には、多結晶珪素等を用いた多結晶半導体層１４ａが所定のパターンで形成されており、この多結晶半導体層１４ａ上に、酸化珪素層等を用いたゲート絶縁層２２が形成され、このゲート絶縁層２２上に、ゲート電極２４ａが形成されている。また、多結晶半導体層１４ａのうち、ゲート絶縁層２２を介してゲート電極２４ａと対向する領域が、ゲート電極２４ａからの電界によりチャネルが形成されるチャネル領域２０となっている。また、多結晶半導体層１４ａにおいて、チャネル領域２０の一方側（図示左側）には、ソース領域１８が形成され、他方側（図示右側）にはドレイン領域１９が形成されている。そして、ゲート電極２４ａ、ゲート絶縁層２２、データ線６ａ、ソース線６ｂ、多結晶半導体層１４ａのソース領域１８、チャネル領域２０、ドレイン領域１９等により、画素スイッチング用のＴＦＴ９０が構成されている。

本実施形態において、画素スイッチング用のＴＦＴ９０は、ＬＤＤ構造を有するものとなっており、不純物濃度が相対的に高いソース領域１８及びドレイン領域１９と、相対的に低い低濃度領域としてソース側低濃度領域２６、ドレイン側低濃度領域２７（ＬＤＤ領域）が形成されている。

また、ゲート電極２４ａが形成された基板１０上には、酸化珪素層等からなる第１層間絶縁層４が形成されており、この第１層間絶縁層４上に、データ線６ａ及びソース線６ｂが形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁層４に形成されたコンタクトホール９２を介して、多結晶半導体層１４ａのソース領域１８に電気的に接続されており、ソース線６ｂは、第１層間絶縁層４に形成されたコンタクトホール９４を介して、多結晶半導体層１４ａのドレイン領域１９に電気的に接続されている。

また、データ線６ａ、ソース線６ｂが形成された第１層間絶縁層４上には、窒化珪素層等を用いた第２層間絶縁層５が形成されている。第２層間絶縁層５上には、画素電極９が形成されている。画素電極９は、第２層間絶縁層５に形成されたコンタクトホール９６を介して、ソース線６ｂに電気的に接続されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１００の液晶層１０２側最表面には、液晶層１０２内の液晶分子の配列を制御するための配向層１１が形成されている。

ＴＦＴアレイ基板１００中には、ＴＦＴ９０に外光が照射されるのを防ぐため、遮光層１０６が形成されている。そして、遮光層１０６は、コンタクトホール９６とコンタクトホール９７を介して画素電極９と電気的に接続され、画素電極９の電位を制御している。そして、対向基板１０４の基板１０４Ａ上には、そのほぼ全面に渡って、ＩＴＯ等からなる、光学的に透明な共通電極１０８が形成されている。また、カラーフィルタ１３０が配置され、カラー表示を可能としている。そして、共通電極１０８と液晶層１０２との間には、配向層１１０が形成されている。

次に、図８と図９とを用いて表示装置４００の動作について説明する。図８は、表示装置４００の平面図、図９は図８のＡ−Ａ’線断面図である。図８に示すように、照明装置３００（反射層２１０を除き、点線で記載）を液晶装置５００と重ねて配置することで、明るい表示装置４００を得ることができる。

次に、図９を用いて表示装置４００について説明する。ここで、照明装置３００と液晶装置５００の詳細については既に説明しているため、その説明を省略する。照明装置３００内で発生し、液晶装置５００に向かう光は、液晶装置５００が有する光反射性の画素電極９により反射されて、上（観察者側）に向けて射出される。そして、照明装置３００内で発生し、直接上側に向かう光は、照明装置３００が有する反射層２１０により折り返され、液晶装置５００に向かい照射され、画素電極９による反射を受けて上側に向けて射出される。そして、外部から入射された光は、液晶装置５００が有する光反射性の画素電極９により反射されて、上（観察者側）に向けて射出される。ここで、照明装置３００が有する反射層２１０は、前述したようにアライメント接合を用いて位置合わせされるため、照明装置３００が有する有機機能層１６３の発光領域１６３Ｂとほぼ同一の形状で発光領域１６３Ｂからの光を反射することができる。そのため、外光を有効に用いることが可能となり、明るい表示装置４００を形成することができる。また、反射層２１０が小さく形成されていることから、液晶装置５００から反射してきた光は、反射層２１０での再反射による効率低下を最小限に抑えることが可能となる。即ち、液晶装置５００に対して高い開口率を持った表示装置４００を提供することが可能となる。

なお、上記した実施形態では、液晶装置５００を用いた例について説明したが、これはＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）装置や、デジタルミラーデバイス等、他の反射制御手段を含む装置を用いても良く、この場合についても、高い開口率を持った表示装置を得ることが可能となる。

（ａ）は、有機ＥＬ装置を含む素子基板の構成を示す平面図、（ｂ）は、有機ＥＬ装置の発光部からの光を反射する反射層を含む対向基板の構成を示す平面図、（ｃ）は素子基板と対向基板とを対向させて得られる照明装置の構成を示す（ａ）のＡ−Ａ’線断面図。 変形例として、陰極等を覆う保護層を設けた場合の断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、照明装置を形成するための工程断面図。 （ａ）〜（ｄ）は、照明装置を形成するための工程断面図。 照明装置を用いた表示装置に用いられる液晶装置の等価回路図。 液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の部分平面図。 液晶装置の図６におけるＡ−Ａ’断面図。 照明装置を液晶装置に実装した表示装置の平面図。 表示装置の図８におけるＡ−Ａ’線断面図。

符号の説明

１ｆ…延設部分、３ａ…走査線、３ｂ…容量線、４…第１層間絶縁層、５…第２層間絶縁層、６ａ…データ線、６ｂ…ソース線、９…画素電極、１０…基板、１１…配向層、１２…下地保護層、１４ａ…多結晶半導体層、１８…ソース領域、１９…ドレイン領域、２０…チャネル領域、２２…ゲート絶縁層、２４ａ…ゲート電極、２６…ソース側低濃度領域、２７…ドレイン側低濃度領域、９０…ＴＦＴ、９２…コンタクトホール、９４…コンタクトホール、９６…コンタクトホール、９７…コンタクトホール、９８…蓄積容量、１００…ＴＦＴアレイ基板、１０２…液晶層、１０４…対向基板、１０４Ａ…基板、１０６…遮光層、１０８…共通電極、１１０…配向層、１３０…カラーフィルタ、１４０…充填層、１５０…素子基板、１６０…有機ＥＬ装置、１６２…陽極線、１６２Ａ…陽極、１６３…有機機能層、１６３Ａ…発光層、１６３Ｂ…発光領域、１６４…陰極、１６５…陰極線、１６６…隔壁、２００…対向基板、２１０…反射層、２２０…保護層、３００…照明装置、４００…表示装置、５００…液晶装置。

Claims (11)

1. 素子基板と、
   前記素子基板の第１面側に位置する、透光性を有する第１電極層と、
   前記素子基板の前記第１面側に位置し、前記第１電極層と比べ、前記素子基板から離れて位置する、透光性を有する第２電極層と、
   前記第１電極層と前記第２電極層との間に位置する発光部を含む有機機能層と、
   前記素子基板の前記第１面側と向き合うよう配置される、前記発光部と対応する位置に配置される反射層を含む対向基板と、を含み、
   前記対向基板の前記反射層は平面視にて前記発光部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置であって、
   前記素子基板の前記第１面側に位置する、前記第２電極層を含む領域の少なくとも一部を保護する保護層を含むことを特徴とする照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置であって、前記保護層はエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂を含むことを特徴とする照明装置。
4. 請求項２に記載の照明装置であって、
   前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする照明装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の照明装置であって、
   前記保護層は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含み、かつエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする照明装置。
6. 素子基板の第１面側に、透光性を有する第１電極層を形成する工程と、
   前記素子基板の前記第１面側に、発光部を含む有機機能層を形成する工程と、
   前記素子基板の前記第１面側に、透光性を有する第２電極層を形成する工程と、
   島状の形状を有し、前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなる反射層を含む対向基板を形成する工程と、を含み、
   前記反射層は、フォトリソグラフ工程を用いて形成され、かつ前記対向基板と前記素子基板とを位置合わせを行った後、貼り付けることを特徴とする照明装置の製造方法。
7. 素子基板と、
   前記素子基板の第１面側に位置する、透光性を有する第１電極層と、
   前記素子基板の前記第１面側に位置し、前記第１電極層と比べ、前記素子基板から離れて位置する、透光性を有する第２電極層と、
   前記第１電極層と前記第２電極層との間に設けられる発光部を含む有機機能層と、
   前記素子基板の前記第１面側と向き合うように配置される、平面視にて前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２電極層よりも小さい領域を有してなる島状の形状を有する反射層を含む対向基板と、
   前記素子基板と協同して少なくとも前記対向基板を挟む位置に、入射された光を変調して画像を形成する光変調装置と、を含むことを特徴とする表示装置。
8. 請求項７に記載の表示装置であって、
   前記素子基板の前記第１面側に位置する、前記第２電極層の少なくとも一部を保護する保護層を含むことを特徴とする表示装置。
9. 請求項８に記載の表示装置であって、前記保護層はエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂を含むことを特徴とする表示装置。
10. 請求項８に記載の表示装置であって、
    前記保護層は酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする表示装置。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記保護層は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素の少なくともいずれか一つを含み、かつエポキシ系の樹脂、アクリル系の樹脂、またはポリイミド系の樹脂の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする表示装置。

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