JP2010080224A - 光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置 - Google Patents
光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】外光反射を抑えると共に光取り出し効率を高めることが可能な光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置を提供する。
【解決手段】発光パネルの光取り出し側に光学部品２０を設ける。透明な基体２１に格子状または網目状の遮光膜２２を形成したのち、レジスト膜２３Ａを形成し、遮光膜２２をマスクとして基体２１の裏面側からレジスト膜２３Ａに紫外線ＵＶを照射し、現像して光学機能素子を形成する。光学機能素子の下面の平面形状は、遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じになり、光学機能素子と遮光膜２２との位置決め誤差が極めて小さくなる。
【選択図】図１０
【解決手段】発光パネルの光取り出し側に光学部品２０を設ける。透明な基体２１に格子状または網目状の遮光膜２２を形成したのち、レジスト膜２３Ａを形成し、遮光膜２２をマスクとして基体２１の裏面側からレジスト膜２３Ａに紫外線ＵＶを照射し、現像して光学機能素子を形成する。光学機能素子の下面の平面形状は、遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じになり、光学機能素子と遮光膜２２との位置決め誤差が極めて小さくなる。
【選択図】図１０
Description
本発明は、反射、拡散などの光学機能を有する光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置に関する。
有機発光素子などの自発光素子は、基板に、第１電極，発光層を含む層および第２電極を順に有し、第１電極と第２電極との間に直流電圧を印加すると発光層において正孔−電子再結合が起こり、光を発生するものである。発生した光は、第１電極および基板の側から取り出される場合もあるが、第２電極の側から、つまり開口率を上げるためにＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）や配線を含む回路とは反対側から取り出される場合もある。
自発光素子を用いた表示装置の一例として、有機発光素子を用いた発光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。また、カラーフィルタや、ブラックマトリクスとしての遮光膜を配設することにより、外光反射を防止する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、これら従来の表示装置では、発光層で発生した光が全反射等で装置内から取り出されず、その光利用効率は良いとはいえない。
そのため、有機発光素子の直上に、反射板（リフレクター）といわれる光学部品を配設することで光取り出し効率の向上を図ることが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この光学部品は、ガラス等の基体上に、複数の突起状の光学機能素子を配置したものであり、光学機能素子の側面には反射鏡膜が形成されている。
特開２００５−２２７５１９号公報
特開２００３−２０３７６２号公報
特開２００７−２４８４８４号公報
このような光学機能素子は、直径および高さがそれぞれ５０μｍ〜１５０μｍ程度の微細構造体であり、その形状のわずかな変化により、光の反射・屈折性能が大きく変化してしまっていた。また、有機発光素子との位置決め誤差も、光取り出し性能に影響をもたらしていた。特に、外光反射防止を考慮した表示装置においてこのような光学部品を配設する際、カラーフィルタあるいは遮光膜との位置合わせを行うことが極めて困難であった。そのため、光学機能素子を高精度に作製することができる製造技術の確立が求められていた。
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、外光反射を抑えると共に光取り出し効率を高めることが可能な光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置を提供することにある。
本発明による第１の光学部品の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を含むものである。
（Ａ）透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成する工程
（Ｂ）基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程
（Ｃ）遮光膜をマスクとして基体の裏面側からレジスト膜に紫外線を照射する工程
（Ｄ）レジスト膜を現像することにより、遮光膜の格子または網目の中に光学機能素子を形成する工程
（Ａ）透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成する工程
（Ｂ）基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程
（Ｃ）遮光膜をマスクとして基体の裏面側からレジスト膜に紫外線を照射する工程
（Ｄ）レジスト膜を現像することにより、遮光膜の格子または網目の中に光学機能素子を形成する工程
本発明による光学部品は、透明な基体と、基体の表面に形成された格子状または網目状の遮光膜と、遮光膜の格子または網目の中に形成され、下面の平面形状が遮光膜の格子または網目の平面形状と同じである光学機能素子と、光学機能素子の上面に形成されたカラーフィルタとを備えたものである。
本発明による第１の表示装置の製造方法は、基板に複数の自発光素子を有する発光パネルを形成する工程と、光学部品を形成する工程と、光学部品を発光パネルの光取り出し側に設ける工程とを含み、光学部品を形成する工程は、上記本発明の第１の光学部品の製造方法の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を含むものである。
本発明による表示装置は、基板に複数の自発光素子を有する発光パネルと、発光パネルの光取り出し側に設けられた光学部品とを備え、光学部品は、上記本発明の光学部品により構成されたものである。
本発明による第２の光学部品の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を含むものである。
（Ａ）透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成したのち、遮光膜の格子または網目の中にカラーフィルタを形成する工程
（Ｂ）基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程
（Ｃ）基体の表面側からマスクを介してレジスト膜に紫外線を照射する工程
（Ｄ）レジスト膜を現像してカラーフィルタの上に光学機能素子を形成する工程
（Ａ）透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成したのち、遮光膜の格子または網目の中にカラーフィルタを形成する工程
（Ｂ）基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程
（Ｃ）基体の表面側からマスクを介してレジスト膜に紫外線を照射する工程
（Ｄ）レジスト膜を現像してカラーフィルタの上に光学機能素子を形成する工程
本発明による第２の表示装置の製造方法は、基板に複数の自発光素子を有する発光パネルを形成する工程と、光学部品を形成する工程と、光学部品を発光パネルの光取り出し側に設ける工程とを含み、光学部品を形成する工程は、上記本発明の第２の光学部品の製造方法の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を含むものである。
本発明の光学部品では、遮光膜により外光または外光の反射光が吸収される一方、遮光膜の格子または網目の中に形成された光学機能素子により、光の進行方向、反射などが制御される。
本発明の第１の光学部品の製造方法、または本発明の第１の表示装置の製造方法によれば、遮光膜をマスクとして基体の裏面側からレジスト膜に紫外線を照射するようにしたので、光学機能素子と遮光膜との位置決め誤差を極めて小さくすることができる。
本発明の光学部品によれば、光学機能素子を遮光膜の格子または網目の中に形成し、この光学機能素子の下面の平面形状が遮光膜の格子または網目の平面形状と同じであるようにしたので、光学機能素子と遮光膜との位置決め誤差を極めて小さくすることができる。よって、この光学部品を用いて表示装置を構成すれば、遮光膜により外光反射を抑えると共に、光学機能素子と自発光素子との位置精度を高め、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
本発明の第２の光学部品の製造方法、または本発明の第２の表示装置の製造方法によれば、遮光膜およびカラーフィルタを形成した基体にレジスト膜を形成し、このレジスト膜にマスクを介して紫外線を照射し、現像することによりカラーフィルタ上に光学機能素子を形成するようにしたので、光学機能素子と遮光膜およびカラーフィルタとの位置精度を高めることができる。
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。
（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の構成を表すものである。この表示装置は、極薄型のカラー有機発光表示装置などとして用いられるものであり、例えば、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる駆動用基板１１の上に、後述する複数の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂがマトリクス状に配置されてなる表示領域１１０が形成されると共に、この表示領域１１０の周辺に、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されたものである。
図１は、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ものである。この表示装置は、極薄型のカラー有機発光表示装置などとして用いられるものであり、例えば、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる駆動用基板１１の上に、後述する複数の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂがマトリクス状に配置されてなる表示領域１１０が形成されると共に、この表示領域１１０の周辺に、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されたものである。
表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が形成されている。図２は、画素駆動回路１４０の一例を表したものである。この画素駆動回路１４０は、後述する第１電極１２の下層に形成され、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）とを有するアクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ（Thin Film Transistor））により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
画素駆動回路１４０において、列方向には信号線１２０Ａが複数配置され、行方向には走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つ（サブピクセル）に対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
図３は、図１に示した発光装置の表示領域１１０における断面構成を表したものである。この表示装置は、発光パネル１０の光取り出し側に、光学部品２０を有している。発光パネル１０と光学部品２０とは、熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂などの接着層３０により貼り合わせられている。
発光パネル１０は、駆動用基板１１に、赤色の光を発生する有機発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機発光素子１０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に形成されたものである。なお、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは短冊形の平面形状を有し、隣り合う有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの組み合わせが一つの画素（ピクセル）を構成している。
有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、それぞれ、駆動用基板１１の側から、上述した画素駆動回路１４０および平坦化層１２を介して、陽極としての第１電極１３、絶縁膜１４、後述する発光層を含む有機層１５、および陰極としての第２電極１６がこの順に積層された構成を有し、必要に応じて保護膜１７により被覆されている。
平坦化層１２は、画素駆動回路１４０が形成された駆動用基板１１の表面を平坦化し、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するための下地層である。平坦化層１２には、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極１３と信号線１２０Ａとを接続する接続孔１３Ａが設けられている。平坦化層１２は、微細な接続孔１２Ａが形成されるため、パターン精度が良い材料により構成されていることが好ましい。平坦化絶縁膜１３は、ポリイミド，ポリベンゾオキサゾール，アクリルまたはノボラック等の感光性樹脂により構成されている。
第１電極１３は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々に対応して形成され、絶縁膜１４により互いに電気的に分離されている。また、第１電極１３は、発光層で発生した光を反射させる反射電極としての機能を有しており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。第１電極１３は、例えば、厚みが１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、具体的には５０ｎｍ程度であり、アルミニウム（Ａｌ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）を含む合金、または、銀（Ａｇ）あるいは銀（Ａｇ）を含む合金により構成されている。また、第１電極１３は、クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ）あるいは金（Ａｕ）などの他の金属元素の単体または合金により構成されていてもよい。
絶縁膜１４は、第１電極１３と第２電極１６との絶縁性を確保すると共に発光領域を正確に所望の形状にするためのものであり、例えば、感光性のアクリル，ポリイミド，ポリベンズオキサゾールなどの有機材料、または酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などの無機絶縁材料により構成されている。絶縁膜１４は、第１電極１３の発光領域に対応して開口部を有している。なお、有機層１５および第２電極１６は、発光領域だけでなく絶縁膜１４の上にも連続して設けられていてもよいが、発光が生じるのは絶縁膜１４の開口部だけである。
有機層１５は、例えば、第１電極１３の側から順に、正孔注入層，正孔輸送層，発光層および電子輸送層を積層した構成を有するが、これらのうち発光層以外の層は必要に応じて設ければよい。また、有機層１５は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ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。正孔輸送層は、発光層への正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層は、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。電子輸送層は、発光層への電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層と第２電極１６との間には、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。
有機発光素子１０Ｒの正孔注入層の構成材料としては、例えば、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）が挙げられる。有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層の構成材料としては、例えば、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）が挙げられる。有機発光素子１０Ｒの発光層の構成材料としては、例えば、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものが挙げられる。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ3 が挙げられる。
有機発光素子１０Ｇの正孔注入層の構成材料としては、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡが挙げられる。有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層の構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられる。有機発光素子１０Ｇの発光層の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ3 にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものが挙げられる。有機発光素子１０Ｇの電子輸送層の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ3 が挙げられる。
有機発光素子１０Ｂの正孔注入層の構成材料としては、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡが挙げられる。有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層の構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられる。有機発光素子１０Ｂの発光層の構成材料としては、例えば、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）が挙げられる。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ3 が挙げられる。
第２電極１６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。また、第２電極１６は、ＩＴＯ（インジウム・スズ複合酸化物）またはＩＺＯ（インジウム・亜鉛複合酸化物）により構成されていてもよい。
保護膜１７は、例えば、厚みが５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。
光学部品２０は、発光パネル１０の光取り出し側すなわち第２電極１６側に設けられ、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光取り出し効率を高める反射板（リフレクター）としての機能を有するものである。光学部品２０は、透明な基体２１の表面に、ブラックマトリクスとしての遮光膜２２を有すると共に、この遮光膜２２以外の部分に光学機能素子２３が設けられたものである。光学機能素子２３の上面には、カラーフィルタ２４が形成されている。
基体２１は、例えば、ガラス、耐熱性樹脂よりなる樹脂基板あるいは樹脂フィルム、または溶融石英により構成されている。
遮光膜２２およびカラーフィルタ２４は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光を取り出すと共に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ並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ためのものである。
遮光膜２２は、例えば黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜、または薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタにより構成されている。このうち黒色の樹脂膜により構成するようにすれば、安価で容易に形成することができるので好ましい。薄膜フィルタは、例えば、金属，金属窒化物あるいは金属酸化物よりなる薄膜を１層以上積層し、薄膜の干渉を利用して光を減衰させるものである。薄膜フィルタとしては、具体的には、クロムと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ）とを交互に積層したものが挙げられる。
光学機能素子２３は、例えば円錐台形状を有しており、その下面は基体２１の表面に接し、上面は平坦面であると共に下面よりも面積が小さくなっている。光学機能素子２３の側面は、例えば、直線テーパ側面であってもよく、または、非球面側面であってもよい。光学機能素子２３は、例えば、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂などの樹脂により構成されているが、低融点ガラスにより構成されていてもよい。光学機能素子２３の側面には、必要に応じて、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ）を含む合金または銀（Ａｇ）を含む合金などよりなる反射鏡膜（図示せず）が形成されていてもよい。また、光学機能素子２３の間の空間には、樹脂などよりなる埋め込み層（図示せず）が形成されていてもよい。
図４および図５は、図３に示した光学部品２０を光学機能素子２３の側から見た平面構成を表したものである。遮光膜２２は、基体２１の表面に、図４に示した格子状、または図５に示した網目状に形成されている。光学機能素子２３は、遮光膜２２の格子または網目の中に形成されており、光学機能素子２３の下面の平面形状は、遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じである。これにより、この光学部品２０および表示装置では、外光反射を抑えると共に光取り出し効率を高めることが可能となっている。
カラーフィルタ２４は、光学機能素子２３の上面に形成されている。カラーフィルタ２４は、赤色フィルタ２４Ｒ，緑色フィルタ２４Ｇおよび青色フィルタ２４Ｂを有しており、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して順に配置されている。赤色フィルタ２４Ｒ，緑色フィルタ２４Ｇおよび青色フィルタ２４Ｂは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これら赤色フィルタ２４Ｒ，緑色フィルタ２４Ｇおよび青色フィルタ２４Ｂ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。
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
図６ないし図１１は、この表示装置の製造方法を工程順に表したものである。まず、図６（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる駆動用基板１１の上に、画素駆動回路１４０を形成する。
次に、図６（Ｂ）に示したように、駆動用基板１１の全面に、例えばスピンコート法により、例えば感光性ポリイミドよりなる平坦化層１２を塗布形成し、露光、現像処理により所定の形状にパターニングすると共に接続孔１２Ａを形成したのち、焼成する。
続いて、図７（Ａ）に示したように、平坦化層１２の上に、例えばスパッタ法により、例えば上述した厚みおよび材料よりなる第１電極１３を形成したのち、例えばリソグラフィー技術およびエッチングにより、第１電極１３を所定の形状にパターニングする。これにより、平坦化層１２の上に、複数の第１電極１３が形成される。
そののち、図７（Ｂ）に示したように、駆動用基板１１の全面にわたり感光性樹脂を塗布し、露光および現像処理により開口部を設けたのち、焼成して、絶縁膜１４を形成する。
続いて、図８（Ａ）に示したように、例えば真空蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる有機発光素子１０Ｒの正孔注入層，正孔輸送層，発光層および電子輸送層を順次成膜し、有機発光素子１０Ｒの有機層１５を形成する。そののち、同じく図８（Ａ）に示したように、有機発光素子１０Ｒの有機層１５と同様にして、上述した厚みおよび材料よりなる有機発光素子１０Ｇの正孔注入層，正孔輸送層，発光層および電子輸送層を順次成膜し、有機発光素子１０Ｇの有機層１５を形成する。続いて、同じく図８（Ａ）に示したように、有機発光素子１０Ｒの有機層１６と同様にして、上述した厚みおよび材料よりなる有機発光素子１０Ｂの正孔注入層，正孔輸送層，発光層および電子輸送層を順次成膜し、有機発光素子１０Ｂの有機層１５を形成する。
有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１５を形成したのち、図８（Ｂ）に示したように、駆動用基板１１の全面にわたり、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる第２電極１６を形成する。以上により、図１および図３に示した有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが形成される。
次に、図９に示したように、第２電極１６の上に、上述した厚みおよび材料よりなる保護膜１７を形成する。これにより、図３に示した発光パネル１０が形成される。
また、光学部品２０を形成する。まず、図１０（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる透明な基体２１を用意し、図１０（Ｂ）に示したように、この基体２１の表面に、上述した材料よりなる遮光膜２２を成膜し、格子状または網目状の所定の形状にパターニングする。この際、基体２１には、予め、後工程でのアライメント用の位置決めマークも形成しておくことが望ましい。
次いで、図１０（Ｃ）に示したように、基体２１の表面の全面に、スプレーコート等を用いてレジスト（例えば化薬マイクロケム社製「ＳＵ−８」など、硬化後に光学用途として利用可能な永久レジスト）を塗布したのち、一定温度でプリベークし、厚み５０μｍないし１５０μｍのレジスト膜２３Ａを形成する。
続いて、図１０（Ｄ）に示したように、遮光膜２２をマスクとして、基体２１の裏面側から拡散板６１を介してレジスト膜２３Ａに紫外光ＵＶを照射する。紫外光ＵＶの照射は、全面を一括して行ってもよいし、またはスキャニング機能の付いた露光装置を用いてもよい。なお、カラーフィルタ２４は、露光光源の紫外光ＵＶに対して反射・透過が生じ、露光感度に影響を与えるので、基体２１には遮光膜２２のみを形成しておくことが望ましい。
そののち、現像により、図１１（Ａ）に示したように、遮光膜２２の格子または網目の中に、パラボリックな曲面形状の光学機能素子２３が形成される。ここでは、遮光膜２２をマスクとして基体２１の裏面側からレジスト膜２３Ａに紫外線ＵＶを照射するようにしたので、光学機能素子２３の下面の平面形状は、遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じになり、光学機能素子２３と遮光膜２２との位置決め誤差を極めて小さく（最小、基本的にはゼロ）することができる。
続いて、必要に応じて反射鏡膜および埋め込み層（いずれも図示せず）を形成したのち、図１１（Ｂ）に示したように、光学機能素子２３の表面に、赤色フィルタ２４Ｒの材料をスピンコートなどにより塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして焼成することにより赤色フィルタ２４Ｒを形成する。続いて、赤色フィルタ２４Ｒと同様にして、青色フィルタ２４Ｂおよび緑色フィルタ２４Ｇを順次形成する。
このようにして光学部品２０および発光パネル１０を形成したのち、発光パネル１０の保護膜１７上には接着層３０を形成し、光学部品２０を、光学機能素子２３の先端面を有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々に対向させて、発光パネル１０の光取り出し側（第２電極１６側）に配設して、接着層３０により貼り合わせる。以上により、図１ないし図３に示した表示装置が完成する。
この表示装置では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。すなわち、この保持容量Ｃｓに保持された信号に応じて駆動トランジスタＴｒ１がオンオフ制御され、これにより、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに駆動電流Ｉｄが注入されることにより、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第２電極１６，カラーフィルタ２４，光学機能素子２３および基体２１を透過して取り出される。
具体的には、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光は、光学機能素子２３の先端面から入射し、光学機能素子２３の側面に形成された反射鏡膜（図示せず）により反射されて外部に取り出される。よって、光取り出し効率が高まり、輝度が向上する。ここでは、光学機能素子２３の下面の平面形状が遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じであるので、光学機能素子２３と遮光膜２２との位置決め誤差が極めて小さく（最小、基本的にはゼロ）なっている。よって、光学機能素子２３と有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとの位置精度が高くなっており、正面輝度を更に向上させることが可能となる。また、基体２１側から入射した外光は、遮光膜２２により吸収され、外光反射が抑えられる。
このように本実施の形態の表示装置の製造方法は、光学部品２０を製造する工程において、遮光膜２２をマスクとして基体２１の裏面側からレジスト膜２３Ａに紫外線ＵＶを照射するようにしたので、光学機能素子２３と遮光膜２２との位置決め誤差を極めて小さくすることができる。
また、本実施の形態の表示装置では、光学部品２０において、光学機能素子２３の下面の平面形状が遮光膜２２の格子または網目の平面形状と同じであるようにしたので、光学機能素子２３と遮光膜２２との位置決め誤差を極めて小さくすることができる。よって、この光学部品２０を用いて表示装置を構成すれば、光学機能素子２３と有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとの位置精度を高めることができ、光取り出し効率の向上が可能となる。
なお、上記実施の形態では、光学機能素子２３の上面にカラーフィルタ２４を形成した場合について説明したが、本実施の形態は、カラーフィルタ２４を設けないＣＦレス構造にも適用可能である。
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の断面構成を表したものである。この表示装置は、光学部品２０の構成および製造方法が異なることを除いては、上記第１の実施の形態と同様の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の断面構成を表したものである。この表示装置は、光学部品２０の構成および製造方法が異なることを除いては、上記第１の実施の形態と同様の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
発光パネル１０および接着層３０は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
光学部品２０の基体２１および遮光膜２２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。カラーフィルタ２４は、遮光膜２２の格子または網目の中に形成されており、光学機能素子２３はカラーフィルタ２４の上に形成されている。このことを除いては、この表示装置は第１の実施の形態と同様に構成されている。
この表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、第１の実施の形態と同様にして、図６ないし図９に示した工程により、駆動用基板１１に有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成して発光パネル１０を形成する。
また、光学部品２０を形成する。まず、図１３（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる基体２１の表面に、上述した材料よりなる遮光膜２２を成膜し、格子状または網目状の所定の形状にパターニングする。次いで、図１３（Ｂ）に示したように、基体２１の上に、赤色フィルタ２４Ｒの材料をスピンコートなどにより塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして焼成することにより、遮光膜２２の格子または網目の中に赤色フィルタ２４Ｒを形成する。パターニングの際には、赤色フィルタ２４Ｒの周縁部が遮光膜２２にかかるようにしてもよい。続いて、図１３（Ｃ）に示したように、赤色フィルタ２４Ｒと同様にして、遮光膜２２の格子または網目の中に青色フィルタ２４Ｂおよび緑色フィルタ２４Ｇを順次形成する。これにより、基体２１の表面に、遮光膜２２およびカラーフィルタ２４が形成される。
続いて、図１４（Ａ）に示したように、基体２１の表面の全面に、スプレーコート等を用いてレジスト（例えばＳＵ−８など、硬化後に光学用途として利用可能な永久レジスト）を塗布したのち、一定温度でプリベークし、厚み５０μｍないし１５０μｍのレジスト膜２３Ａを形成する。
そののち、図１４（Ｂ）に示したように、基体２１の表面側から、拡散板６１およびマスク６２を介して紫外光ＵＶを照射する。この際、基体２１とマスク６２とは正確に位置決めして露光を行う。続いて、現像を行うことにより、図１４（Ｃ）に示したように、カラーフィルタ２４上にパラボリックな曲面形状の光学機能素子２３を有する光学部品２０が形成される。ここでは、遮光膜２２およびカラーフィルタ２４を形成した基体２１にレジスト膜２３Ａを形成し、このレジスト膜２３Ａにマスク６２を介して紫外線ＵＶを照射し、現像して光学機能素子２３を形成するようにしたので、光学機能素子２３と遮光膜２２およびカラーフィルタ２４との位置精度を高めることができる。
一方、従来では、カラーフィルタ等を形成した封止パネルと光学部品とを別々に形成し、これらの位置合せおよび貼り合せを全面にわたってズレなく、精度良く完全に行なう必要があり、難易度の高いアライメントプロセスを繰り返し要求されるので、困難であった。また、従来の光学部品の製造工程では、樹脂シートやフィルムに金型を用いて光学機能素子を成型するようにしていたので、大面積成型時の微小な歪などによる光学特性への影響や、シート単体での熱や湿度による膨張収縮が起こりやすかった。そのため、個々の光学機能素子でのピッチ誤差を招きやすいので、ガラス等の光透過性の基体に貼り合わせる必要が生じ、ここでも高精度のアライメント調整・接着などの工程が必要となっていた。これに対して、本実施の形態では、基体２１上に直接光学機能素子２３を形成することができ、従来のような光学機能素子と基体との位置合せおよび貼り合せの必要をなくすことができる。
このようにして光学部品２０および発光パネル１０を形成したのち、発光パネル１０の保護膜１６上には接着層３０を形成し、光学部品２０を、光学機能素子２３の先端面を有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々に対向させて、発光パネル１０の光取り出し側（第２電極１６側）に配設して、接着層３０により貼り合わせる。以上により、図１０に示した表示装置が完成する。
この表示装置では、第１の実施の形態と同様にして有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発光が生じ、この光は、光学機能素子２３の先端面から入射し、光学機能素子２３の側面に形成された反射鏡膜（図示せず）により反射されて外部に取り出される。よって、光取り出し効率が高まり、輝度が向上する。ここでは、光学機能素子２３が、遮光膜２２およびカラーフィルタ２４を形成した基体２１にレジスト膜２３Ａを形成し、このレジスト膜２３Ａにマスク６１を介して紫外線ＵＶを照射し、現像することにより形成されているので、光学機能素子２３と遮光膜２２およびカラーフィルタ２４との位置精度が高くなっている。よって、正面輝度が向上する。
このように本実施の形態の表示装置の製造方法では、光学部品２０の製造工程において、遮光膜２２およびカラーフィルタ２４を形成した基体２１にレジスト厚２３Ａを形成し、このレジスト膜２３Ａにマスク６１を介して紫外線ＵＶを照射し、現像して光学機能素子２３を形成するようにしたので、光学機能素子２３と遮光膜２２およびカラーフィルタ２４との位置精度を高めることができる。よって、正面輝度の向上を可能とすることができる。
（モジュールおよび適用例）
以下、上記実施の形態で説明した表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下、上記実施の形態で説明した表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
（モジュール）
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図１５に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の一辺に、光学部品２０および接着層３０から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図１５に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の一辺に、光学部品２０および接着層３０から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
（適用例１）
図１６は、上記実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
図１６は、上記実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
（適用例２）
図１７は、上記実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
図１７は、上記実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
（適用例３）
図１８は、上記実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
図１８は、上記実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
（適用例４）
図１９は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
図１９は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
（適用例５）
図２０は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
図２０は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記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。例えば、上記実施の形態では、光学部品２０を、発光装置の反射板（リフレクター）に適用した場合について説明したが、光学部品２０は、反射板のほか、拡散板への適用も可能である。また、光学機能素子２３として台形プリズムなどを形成することも可能である。
また、上記実施の形態では、光学機能素子２３が円錐台形状である場合について説明したが、光学機能素子２３の形状は、光学部品２０の用途に応じて、例えば、ドット形状（円筒状、半球状、あるいはマイクロレンズのような非球面状など）、またはパラボリックな釣鐘形状など、他の三次元形状とすることも可能であり、特に限定されない。また、光学機能素子２３の形状は、三次元形状に限らず、プリズム等の三角山形形状の直線パターンなど、二次元形状でもよい。
更に、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
加えて、上記実施の形態では、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｂ，１０Ｇの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。
更にまた、本発明は、有機発光素子のほか、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、無機エレクトロルミネッセンス素子などの他の自発光素子を用いた自発光装置にも適用可能である。
加えてまた、本発明の表示装置は、照明装置など、表示以外の他の目的の発光装置にも適用可能である。
１０…発光パネル、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…有機発光素子、１１…駆動用基板、１２…平坦化層、１３…第１電極、１４…絶縁膜、１５…有機層、１６…第２電極、１７…保護膜、２０…光学部品、２１…基体、２２…遮光膜、２３…光学機能素子、２４…カラーフィルタ、３０…接着層、１１０…表示領域、１４０…画素駆動回路、Ｃｓ…キャパシタ、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…書き込みトランジスタ
Claims (8)
- 透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成する工程と、
前記基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程と、
前記遮光膜をマスクとして前記基体の裏面側から前記レジスト膜に紫外線を照射する工程と、
前記レジスト膜を現像することにより、前記遮光膜の格子または網目の中に光学機能素子を形成する工程と
を含む光学部品の製造方法。 - 前記光学機能素子の上面にカラーフィルタを形成する工程を含む
請求項１記載の光学部品の製造方法。 - 透明な基体と、
前記基体の表面に形成された格子状または網目状の遮光膜と、
前記遮光膜の格子または網目の中に形成され、下面の平面形状が前記遮光膜の格子または網目の平面形状と同じである光学機能素子と、
前記光学機能素子の上面に形成されたカラーフィルタと
を備えた光学部品。 - 基板に複数の自発光素子を有する発光パネルを形成する工程と、
光学部品を形成する工程と、
前記光学部品を前記発光パネルの光取り出し側に設ける工程と
を含み、
前記光学部品を形成する工程は、
透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成する工程と、
前記基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程と、
前記遮光膜をマスクとして前記基体の裏面側から前記レジスト膜に紫外線を照射する工程と、
前記レジスト膜を現像することにより、前記遮光膜の格子または網目の中に光学機能素子を形成する工程と
を含む表示装置の製造方法。 - 前記光学機能素子の上面にカラーフィルタを形成する工程を含む
請求項４記載の表示装置の製造方法。 - 基板に複数の自発光素子を有する発光パネルと、
前記発光パネルの光取り出し側に設けられた光学部品とを備え、
前記光学部品は、
透明な基体と、
前記基体の表面に形成された格子状または網目状の遮光膜と、
前記遮光膜の格子または網目の中に形成され、下面の平面形状が前記遮光膜の格子または網目の平面形状と同じである光学機能素子と、
前記光学機能素子の上面に形成されたカラーフィルタと
を備えた表示装置。 - 透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成したのち、前記遮光膜の格子または網目の中にカラーフィルタを形成する工程と、
前記基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程と、
前記基体の表面側からマスクを介して前記レジスト膜に紫外線を照射する工程と、
前記レジスト膜を現像して前記カラーフィルタの上に光学機能素子を形成する工程と
を含む光学部品の製造方法。 - 基板に複数の自発光素子を有する発光パネルを形成する工程と、
光学部品を形成する工程と、
前記光学部品を前記発光パネルの光取り出し側に設ける工程と
を含み、
前記光学部品を形成する工程は、
透明な基体の表面に格子状または網目状の遮光膜を形成したのち、前記遮光膜の格子または網目の中にカラーフィルタを形成する工程と、
前記基体の表面の全面にレジスト膜を形成する工程と、
前記基体の表面側からマスクを介して前記レジスト膜に紫外線を照射する工程と、
前記レジスト膜を現像して前記カラーフィルタの上に光学機能素子を形成する工程と
を含む表示装置の製造方法。
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