JP2010271456A - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光取り出し効率を向上させることが可能な表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】基材２１の貫通孔２２内に導光部２３を設け、この導光部２３と有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとの間に、導光部２３に連続して反射素子２４を設ける。従来では反射素子と基材との界面で全反射によって失われていた光線は、導光部２３の側面から基材２１を透過して取り出され、光取り出し効率が向上する。反射素子２４および導光部２３を、基材２１よりも大きな屈折率を有する材料により構成すれば、導光部２３側面から基材２１に入射する光を、より垂直方向に立ち上げ、視野角をより制限することが可能となる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、有機発光素子などの自発光素子または液晶素子を用いた表示装置およびその製造方法に関する。

モバイル機器へ搭載される表示装置に求められる特性として、低消費電力であることが挙げられる。これはバッテリーの持続時間を長くすることが可能となると共に、バッテリーの小型化を図ることができるからである。また、外光の強い屋外での使用が多いため、視認性向上のためにより高い輝度が求められるが、これは低消費電力性と相反するものである。また一方で、使用者のみに表示情報が示されることが望ましいとされる傾向が強まっており、視野角の制限は一つの付加価値となっている。

モバイル機器へ搭載されうる、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（有機ＥＬ（Electroluminescence ）素子）を用いた表示装置がある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この従来の表示装置では、発光層で発生した光が全反射等で取り出されない場合があり、光取り出し効率は必ずしも良いとはいえない。それに対し、発光素子の直上に、反射素子を配置することにより、光取り出し効率を向上させる提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。これらの反射素子は、ガラス等の基材に、突起状の反射素子を配置し、発光素子に対向配置したものであり、光取り出し効率および正面輝度の向上、並びに視野角の制限を鼎立せしめるものである。

特開２００５−２２７５１９号公報 特開２００７−２４８４８４号公報

しかしながら、このような反射素子を用いても、反射素子と基材との界面、あるいは基材と外気との界面において、全反射を原因とする光取り出し効率の低下は避けられなかった。

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、光取り出し効率を向上させることが可能な表示装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明による表示装置は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の構成要件を備えたものである。
（Ａ）表示素子
（Ｂ）表示素子に対向して導光部を有する基材
（Ｃ）表示素子と導光部との間に導光部に連続して設けられた反射素子

本発明による第１の表示装置の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を含むものである。
（Ａ）反射素子に対応する形状の型に、樹脂を塗布する工程
（Ｂ）貫通孔を有する基材の一面に裏打ち部材を貼り合わせ、他面側から樹脂を塗布する工程
（Ｃ）基材の他面に型を貼り合わせる工程
（Ｄ）樹脂を硬化させることにより、貫通孔内に導光部を形成すると共に導光部に連続する反射素子を形成する工程
（Ｅ）樹脂を硬化させたのちに型および裏打ち部材を除去する工程
（Ｆ）基材を、導光部および反射素子を表示素子の直上にして対向配置する工程

本発明による第２の表示装置の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を含むものである。
（Ａ）反射素子に対応する形状の型に、樹脂を塗布する工程
（Ｂ）貫通孔を有する基材の一面に通気性の裏打ち部材を貼り合わせる工程
（Ｃ）基材の他面に型を貼り合わせ、樹脂を貫通孔に充填させる工程
（Ｄ）樹脂を硬化させることにより、貫通孔内に導光部を形成すると共に導光部に連続する反射素子を形成する工程
（Ｅ）樹脂を硬化させたのちに型および裏打ち部材を除去する工程
（Ｆ）基材を、導光部および反射素子を表示素子の直上にして対向配置する工程

本発明の表示装置では、基材に、表示素子に対向して導光部が設けられ、この導光部と表示素子との間に導光部に連続して反射素子が設けられているので、反射素子と基材との界面、あるいは基材と外気との界面における全反射が抑えられる。

本発明の表示装置によれば、基材に、表示素子に対向して導光部を設け、この導光部と表示素子との間に導光部に連続して反射素子を設けるようにしたので、光取り出し効率の低下をより小さくすることが可能となる。

本発明の第１の表示装置の製造方法によれば、型および基材にそれぞれ樹脂を塗布したのちに貼り合わせ、樹脂を硬化させて導光部および反射素子を形成するようにしたので、また、本発明の第２の表示装置の製造方法によれば、樹脂を塗布した型を基材に貼り合わせ、樹脂を貫通孔に充填させたのち硬化させて導光部および反射素子を形成するようにしたので、本発明の表示装置を容易に形成することが可能となる。

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１に示した反射板を反射素子側から見た構成を表す平面図である。 図１に示した表示装置を分解して表す斜視図である。 図１に示した表示パネルの構成を表す図である。 図４に示した画素駆動回路の一例を表す等価回路図である。 図４に示した表示領域の一例を表す断面図である。 図３に示した表示装置の製造方法を工程順に表した断面図である。 図７に続く工程を表す断面図である。 図８に続く工程を表す断面図である。 図９に続く工程を表す断面図である。 図１０に続く工程を表す断面図である。 図１１に続く工程を表す断面図である。 図１１に続く工程を表す断面図である。 図１３に続く工程を表す断面図である。 図１４に続く工程を表す断面図である。 図３に示した反射板の作用を説明するための図である。 反射板の作用を説明するための図である。 図３に示した表示装置の放射角度分布を調べた結果を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の製造方法を工程順に表した断面図である。 図１９に続く工程を表す断面図である。 図３に示した導光部の他の例を表す断面図である。 導光部の更に他の例を表す断面図である。 導光部の更に他の例を表す断面図である。 上記実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。 上記実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。 適用例３の外観を表す斜視図である。 適用例４の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。

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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（型および基材にそれぞれ樹脂を塗布したのちに貼り合わせ、樹脂を硬化させて導光部および反射素子を形成する例）
２．第２の実施の形態（樹脂を塗布した型を基材に貼り合わせ、樹脂を貫通孔に充填させたのち硬化させて導光部および反射素子を形成する例）
３．変形例（導光部の形状の変形例）

（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したものである。この表示装置は、モバイル機器などに用いられるものであり、表示パネル１０の光取り出し側に反射板２０を有している。表示パネル１０は、ガラス等の支持基板３０の上に配置されている。支持基板３０の周縁には、封止枠３１および接着層３２が設けられている。この接着層３２によって表示パネル１０と反射板２０とが貼り合わせられており、表示パネル１０と反射板２０との間の空間は真空層４０となっている。表示パネル１０と封止枠３１との間には、シート状またはペースト状などのゲッター５０が配置されている。

表示パネル１０は、駆動用基板１１に、表示素子として、赤色の表示素子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配置されている。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。

駆動用基板１１は、例えばガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などにより構成されている。駆動用基板１１上には、後述する画素駆動回路１４０（図１には図示せず、図４および図５参照。）が設けられている。有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、画素駆動回路１４０上に後述する平坦化層１２（図１には図示せず、図６参照。）を間にして形成され、必要に応じて保護膜１３により覆われている。

反射板２０は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光取り出し効率を高めて輝度を向上させるためのものであり、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対向配置された基材２１を有している。基材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、または溶融石英あるいは合成石英により構成されている。

基材２１は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対向して貫通孔２２を有し、この貫通孔２２内には導光部２３が設けられている。有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと導光部２３との間には、導光部２３に連続して反射素子２４が設けられている。これにより、この表示装置では、光取り出し効率を向上させることが可能となっている。

反射素子２４は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光を、側面２４Ａと真空層４０との界面により反射させて導光部２３へと導くものである。反射素子２４の側面２４Ａには、従来のような金属等の反射鏡膜は設けられていないので、反射鏡膜による吸収損失がなくなり、光取り出し効率の向上が可能となっている。また、表示パネル１０および反射板２０の間の空間から水分等が有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに侵入するおそれがなく、水分等の影響による有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの劣化が抑えられる。

反射素子２４は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側から基材２１側に向けて径が大きくなる断面形状を有していることが好ましい。具体的には、反射素子２４は、円錐台形状を有している。なお、反射素子２４は、非球面多項式によって近似される曲面形状でもよい。

導光部２３は、反射素子２４から導かれてきた光を、側面２３Ａと基材２１との界面により反射させて外部へと取り出すものである。導光部２３の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側の端部における径Ｄ１は、他端部における径Ｄ２よりも小さいことが好ましい。すなわち、導光部２３は、例えば円錐台形状を有していることが好ましい。これにより正面輝度を向上させながら、視野角を狭くすることが可能となり、特にモバイル機器への適用に好適となる。

反射素子２４および導光部２３は、基材２１よりも大きな屈折率を有する材料により構成されていることが好ましい。後述するように、導光部２３側面から基材２１に入射する光を垂直方向に立ち上げることが可能となり、光取り出し効率の向上につながるからである。具体的には、反射素子２４および導光部２３は、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。

封止枠３１および接着層３２は、熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂などにより構成されている。なお、表示パネル１０の保護膜１３と、反射素子２４の先端面２４Ｂとの間には、反射素子２４を表示パネル１０に固定するための固定層（図示せず）が設けられていることが望ましい。この固定層は、例えば熱接着シートまたはポッティング剤により構成されている。なお、固定層の接着方法は必ずしも熱接着である必要はなく、また、固定層はシート状のものに限定されない。

図２は、図１に示した反射板２０を反射素子２４側から見た平面構成を表したものである。基材２１の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側の表面のうち貫通孔２２を除いた領域に、ブラックマトリクスとしての遮光膜２５が設けられている。この遮光膜２５は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂおよび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２５の平面形状は、表示パネル１０上の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの配置に応じて、図２（Ａ）のような格子状でもよいし、図２（Ｂ）のような網目状でもよい。

遮光膜２５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。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。なお、遮光膜２５は必ずしも設けなくてもよい。

図３は、図１に示したゲッター５０の配置例を表したものである。ゲッター５０の配置箇所や数は特に限定されないが、例えば、表示パネル１０の周囲を囲むように配置することが好ましい。このようなゲッター５０としては、有機発光素子用の水分ゲッター、具体的には、サエス・ゲッターズ社製「ＤｒｙＦｌｅｘ（登録商標）」または「ＧＤＯ（ゲッタードライヤー）」（ＣａＯ粉末）を用いることが可能である。なお、ゲッター５０としては、ＭＥＭＳデバイスのパッケージやフラットパネルディスプレイに用いられる焼結多孔質非蒸発型ゲッター、具体的には、チタンとＺｒ−Ｖ−Ｆｅゲッター合金との混合物であるＨＰＴＦゲッター、または、純度９０％以上のジルコニウムを水素化粉砕したものを用いることも可能である。

図４は、図１に示した表示パネル１０の構成を表したものである。表示パネル１０は、駆動用基板１１の上に、表示領域１１０として、複数の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂがマトリクス状に配置されたものである。表示領域１１０の周辺には、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が設けられている。

表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が設けられている。図５は、画素駆動回路１４０の一例を表したものである。画素駆動回路１４０は、後述する第１電極１３の下層に設けられたアクティブ型の駆動回路である。すなわち、この画素駆動回路１４０は、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、これらトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２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。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構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガ構造（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６は、図４および図５に示した有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの構成の一例を表したものである。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を間にして、陽極としての第１電極１４、絶縁膜１５、後述する発光層を含む有機層１６、および陰極としての第２電極１７がこの順に積層された構成を有し、必要に応じて保護膜１３により被覆されている。平坦化層１２は、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。保護膜１３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。

第１電極１４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１５により互いに電気的に分離されている。また、第１電極１４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１４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１５は、第１電極１４と第２電極１７との絶縁性を確保すると共に発光領域を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１５は、第１電極１４の発光領域に対応して開口部を有している。なお、有機層１６および第２電極１７は、発光領域だけでなく絶縁膜１５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１５の開口部だけである。

有機層１６は、例えば、第１電極１４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。有機層１６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１７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１７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（Ｍｇ−Ａｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（Ａｌ−Ｌｉ合金）が好ましい。また、第２電極１７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。

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。なお、ここでは、表示パネル１０として、例えば図６に示したような有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備えたものを形成する場合について説明する。

図７ないし図１５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７（Ａ）に示したように、反射素子２４の凸形状を反転させた凹形状６１Ａを有する型（スタンパ）６１を用意し、この型６１に例えば光硬化性樹脂６２を塗布し、凹形状６１Ａを光硬化性樹脂６２で充填させる。

型６１としては、光硬化性樹脂６２に適合するように、光硬化性樹脂６２の感光波長に対し透過性を有する材料、例えばガラス，熱可塑性樹脂，光硬化性樹脂またはそれらの積層体を用いることが好ましい。

光硬化性樹脂６２の塗布は、例えばポッティングおよびバーコーターによる均一塗布を行う。スピンコーティングあるいはスプレーコーティングによる塗布を行ってもよい。光硬化性樹脂６２の充填は、例えば、光硬化性樹脂６２を塗布した型６１を真空雰囲気中に静置することによって行う。超音波加振による充填を行ってもよい。なお、光硬化性樹脂６２の塗布および充填は、光硬化性樹脂６２の微量ディスペンスにより凹形状６１Ａに個別に充填することによって行うことも可能である。

次いで、図７（Ｂ）に示したように、上述した材料よりなる基材２１の表面２１Ａに、上述した材料よりなる遮光膜２５を成膜し、この基材２１に例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ；Reactive Ion Etching）により貫通孔２２を設ける。貫通孔２２は、レーザを用いた加工、または機械加工により形成してもよい。

続いて、同じく図７（Ｂ）に示したように、基材２１の表面２１Ａ側から例えば光硬化性樹脂６２を塗布して、貫通孔２２を光硬化性樹脂６２で充填させる。その際、基材２１の裏面２１Ｂには、剥離フィルムなどよりなる裏打ち部材６３を貼り合わせて、貫通孔２２を塞いでおく。

光硬化性樹脂６２の塗布は、例えばポッティングおよびバーコーターによる均一塗布を行う。スピンコーティングあるいはスプレーコーティングによる塗布を行ってもよい。光硬化性樹脂６２の充填は、例えば、光硬化性樹脂６２を塗布した基材２１を真空雰囲気中に静置することによって行う。超音波加振による充填を行ってもよい。なお、光硬化性樹脂６２の塗布および充填は、光硬化性樹脂６２の微量ディスペンスにより貫通孔２２に個別に充填することによって行うことも可能である。

裏打ち部材６３は、光硬化性樹脂６２が貫通孔２２から外気側へ流出するのを抑えると共に、光硬化性樹脂６２が外気に触れることによって硬化不良が生じるのを抑制するためのものである。このような裏打ち部材６３としては、例えば難接着性の樹脂フィルム、具体的にはポリオレフィン，シクロオレフィン，ポリプロピレンなどを用いることができる。また、板状の樹脂あるいはガラス等を用いてもよい。

そののち、図７（Ｃ）に示したように、型６１と基材２１とを対向、接触させ、凹形状
６１Ａと貫通孔２２のアライメントを行う。続いて、図８（Ａ）に示したように、型６１および基材２１をアライメントした状態で保持し、光硬化性樹脂６２の感光波長の光線Ｒを照射し、光硬化性樹脂６２の硬化を行う。これにより、貫通孔２２内に導光部２３を形成すると共に、導光部２３に連続する凸形状の反射素子２４を形成する。

光硬化性樹脂６２を硬化させたのち、図８（Ｂ）に示したように、型６１および裏打ち部材６３を除去する。これにより、図３に示した反射板２０が形成される。

ここでは、導光部２３の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側の端部における径Ｄ１を、他端部における径Ｄ２よりも小さくするようにしたので、型６１を剥離する際に、反射素子２４および導光部２３と基材２１との密着力が確保されている。よって、型６１と共に反射素子２４が基材２１から剥離されてしまうおそれが小さくなり、型６１の離型性の向上が可能となる。また、基材２１への導光部２３および反射素子２４の密着処理が不要となり、材料選択性の拡大、プロセスの簡略化においても好適である。

また、図９（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。

次いで、図９（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１０（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１４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１４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１４が形成される。

そののち、図１０（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１５を形成する。

続いて、図１１（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１６を形成する。そののち、同じく図１１（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１６を形成する。続いて、同じく図１１（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１６を形成する。

有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１６を形成したのち、図１１（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１７を形成する。以上により、図６に示した有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが形成される。

続いて、図１２に示したように、第２電極１７の上に、上述した厚みおよび材料よりなる保護膜１３を形成する。これにより、図４ないし図６に示した表示パネル１０が形成される。

表示パネル１０および反射板２０を形成したのち、図１３に示したように、表示パネル１０を支持基板３０上に配設し、保護膜１３の上に例えば熱接着シートよりなる固定層（図示せず）を形成する。また、支持基板３０の周縁に沿って封止枠３１を形成し、この封止枠３１の上に接着層３２を形成する。支持基板３０上の表示パネル１０と封止枠３１との間には、シート状またはペースト状などのゲッター５０を配置する。

続いて、図１４に示したように、表示パネル１０と反射板２０とを位置決めして重ね合わせたのち、図１５に示したように、表示パネル１０および反射板２０を真空チャンバー７１に装荷して、排気口７２から脱気して真空チャンバー７１内部を減圧し、真空雰囲気中で、矢印Ｐに示したように加圧すると共に矢印Ｈに示したように加熱することにより、表示パネル１０および反射板２０を接着層３２により貼り合わせる。これにより、表示パネル１０および反射板２０の間の空間が真空層４０となる。以上により、図１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、反射素子２４の先端面から入射し、反射素子２４の側面２４Ａと真空層４０との界面により反射されて外部に取り出される。反射素子２４の側面２４Ａを、全反射条件を満たす形状とするように調整することにより、光を全反射させて取り出すことが可能となり、光取り出し効率および輝度が向上する。

ここで、従来では、図１６（Ａ）に示したように、反射素子８２４が基材８２１の表面に形成されていたので、反射素子８２４に入射した光線の一部が、反射素子８２４と基材８２１との界面で全反射によって失われてしまっていた。また、図１７（Ａ）に示したように、基材８２１と外気Ａとの界面でも、全反射による光線のロスが生じてしまっていた。なお、図１６（Ａ）および図１７（Ａ）では、本実施の形態に対応する構成要素には同一の８００番台の符号を付して表している。

これに対して、本実施の形態では、図１６（Ｂ）に示したように、基材２１の貫通孔２２内に導光部２３が設けられ、この導光部２３に反射素子２４が連続しているので、従来では反射素子１２４と基材１２１との界面で全反射によって失われていた光線は、導光部２３の側面から基材２１を介して取り出される。よって、光取り出し効率および輝度が更に向上する。

また、反射素子２４および導光部２３は、基材２１よりも大きな屈折率を有する材料により構成されているので、図１７（Ｂ）に示したように、導光部２３側面から基材２１に入射する光は、より垂直方向に立ち上げられる。よって、光線をより正面方向に集中させることが可能となる。また、基材２１と外気との界面での全反射による光線のロスも低減される。

図１８は、この表示装置の照明解析の結果を表したものである（反射素子および導光部を持つもの（表示装置Ａ））。なお、図１８には、導光部を有しないもの（表示装置Ｂ、図１６（Ａ）および図１７（Ａ）参照。）、反射素子および導光部のいずれも有しないもの（表示装置Ｃ）についての照明解析結果も併せて示している。

図１８から分かるように、表示装置Ａは、表示装置Ｃに対して、正面輝度が６．５倍、光取り出し効率が１．６倍であった。また、表示装置Ｂに対しては、正面輝度が１．４倍、光取り出し効率は１．０５倍であった。すなわち、基材２１の貫通孔２２内に導光部２３を設け、この導光部２３に連続して反射素子２４を設けるようにすれば、正面輝度および光取り出し効率の向上が可能となることが分かった。

また、放射角度が−３０°から３０°の範囲においては、表示装置Ａの輝度が表示装置Ｂを上回っているのに対し、±３０°より広角側では表示装置Ｂのほうが表示装置Ａよりも輝度が高くなっていた。すなわち、反射素子２４および導光部２３を、基材２１よりも大きな屈折率を有する材料により構成すれば、光線をより正面方向に集中させることが可能となり、より視野角が制限されることが分かった。

このように本実施の形態では、基材２１の貫通孔２２内に導光部２３を設け、この導光部２３に連続して凸形状の反射素子２４を設けるようにしたので、光取り出し効率の低下をより小さくすることが可能となる。よって、この反射板２０を用いて表示装置を構成すれば、正面輝度および光取り出し効率を高めることが可能となる。

（第２の実施の形態）
図１９および図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の製造方法を工程順に表したものである。本実施の形態は、反射板２０の製造工程において、型６１にのみ光硬化性樹脂６２を塗布し、余剰の光硬化性樹脂６２を基材２１の貫通孔２２に充填させるようにしたものである。なお、第１の実施の形態と同一の工程については図７ないし図１５を参照して説明する。

まず、図１９（Ａ）に示したように、反射素子２４の凸形状を反転させた凹形状６１Ａを有する型（スタンパ）６１を用意し、この型６１に例えば光硬化性樹脂６２を塗布し、凹形状６１Ａを光硬化性樹脂６２で充填させる。

型６１としては、光硬化性樹脂６２に適合するように、光硬化性樹脂６２の感光波長に対し透過性を有する材料、例えばガラス，熱可塑性樹脂，光硬化性樹脂またはそれらの積層体を用いることが好ましい。

光硬化性樹脂６２の塗布は、例えばポッティングおよびバーコーターによる均一塗布を行う。スピンコーティングあるいはスプレーコーティングによる塗布を行ってもよい。光硬化性樹脂６２の充填は、例えば、光硬化性樹脂６２を塗布した型６１を真空雰囲気中に静置することによって行う。超音波加振による充填を行ってもよい。なお、光硬化性樹脂６２の塗布および充填は、光硬化性樹脂６２の微量ディスペンスにより凹形状６１Ａに個別に充填することによって行うことも可能である。

次いで、図１９（Ｂ）に示したように、上述した材料よりなる基材２１の表面２１Ａに、上述した材料よりなる遮光膜２５を成膜し、この基材２１に例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ；Reactive Ion Etching）により貫通孔２２を設ける。貫通孔２２は、レーザを用いた加工、または機械加工により形成してもよい。

また、同じく図１９（Ｂ）に示したように、基材２１の裏面２１Ｂには、通気性高分子フィルムなどよりなる通気性の裏打ち部材６４を貼り合わせて、貫通孔２２を塞いでおく。

通気性の裏打ち部材６４は、光硬化性樹脂６２が貫通孔２２から外気側へ流出するのを抑えるためのものである。このような通気性の裏打ち部材６４としては、例えば、グレーズ加工を施したポリエチレンあるいはポリプロピレン等のナノ多孔質フィルムが挙げられる。

そののち、図１９（Ｃ）に示したように、型６１と基材２１とを対向、接触させ、加圧により貫通孔２２を光硬化性樹脂６２で充填させる。同時に、凹形状６１Ａと貫通孔２２とのアライメントを行う。

ここでは、型６１にのみ光硬化性樹脂６２を塗布し、余剰の光硬化性樹脂６２を基材２１の貫通孔２２に充填させるようにしているので、型６１と基材２１との間にある余剰樹脂層６２Ａを薄くすることが可能となる。よって、この反射板２０を用いて表示装置を構成した場合に、余剰樹脂層６２Ａに入ってしまう光線を減らすことが可能となり、光取り出し効率の点で有利となる。

続いて、図２０（Ａ）に示したように、型６１および基材２１をアライメントした状態で保持し、真空雰囲気または窒素雰囲気中において、光硬化性樹脂６２の感光波長の光線Ｒを照射し、光硬化性樹脂６２の硬化を行う。これにより、貫通孔２２内に導光部２３を形成すると共に、導光部２３に連続する凸形状の反射素子２４を形成する。

光硬化性樹脂６２の硬化は、上述したように、真空雰囲気または窒素雰囲気で行うことが好ましい。大気中での硬化は通気性の裏打ち部材６４を通じて光硬化性樹脂６２へ大気に含まれる酸素による硬化阻害が懸念されるが、硬化の雰囲気を真空雰囲気または窒素雰囲気とすることにより硬化阻害を抑えることが可能となるからである。

光硬化性樹脂６２を硬化させたのち、図２０（Ｂ）に示したように、型６１および通気性の裏打ち部材６４を除去する。これにより、図１に示した反射板２０が形成される。

ここでは、導光部２３の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側の端部における径Ｄ１を、他端部における径Ｄ２よりも小さくするようにしたので、型６１を剥離する際に、反射素子２４および導光部２３と基材２１との密着力が確保されている。よって、型６１と共に反射素子２４が基材２１から剥離されてしまうおそれが小さくなり、型６１の離型性の向上が可能となる。

また、図９（Ａ）ないし図１２に示した工程により、第１の実施の形態と同様にして、表示パネル１０を形成する。

表示パネル１０および反射板２０を形成したのち、図１３ないし図１５に示した工程により、第１の実施の形態と同様にして、真空雰囲気中で、表示パネル１０および反射板２０を接着層３２により貼り合わせる。これにより、表示パネル１０および反射板２０の間の空間が真空層４０となる。以上により、図１に示した表示装置が完成する。

このように本実施の形態では、型６１にのみ光硬化性樹脂６２を塗布し、余剰の光硬化性樹脂６２を基材２１の貫通孔２２に充填させるようにしているので、型６１と基材２１との間にある余剰樹脂層６２Ａを薄くすることが可能となる。よって、この反射板２０を用いて表示装置を構成した場合には、余剰樹脂層６２Ａに入る光線を減らすことが可能となり、光取り出し効率の点で有利となる。

（変形例）
なお、上記第１および第２の実施の形態では、導光部２３が円錐台形状を有している場合について説明したが、導光部２３の断面形状は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側の端部における径Ｄ１が、他端部における径Ｄ２よりも小さければ特に限定されない。例えば、導光部２３は、図２１に示したように、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側から順に、円錐台形の第１導光部２３Ａと、円柱形の第２導光部２３Ｂとを有する略円柱形状でもよい。

あるいは、導光部２３は、図２２に示したように、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側から順に、円柱形状の第１導光部２３Ｃと、円柱形状の第２導光部２３Ｄとを有し、第２導光部２３Ｄの径は第１導光部２３Ｃの径よりも大きくなっていてもよい。

導光部２３は、円錐台形状に限らず、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ側から基材２１側に向けて径が大きくなる断面形状を有していてもよい。例えば、導光部２３は、図２３に示したような曲面形状でもよい。このような曲面形状は、例えば、貫通孔２２を形成する際の基材２１のエッチングによって形成されるものである。

なお、図２１に示したような円柱と円錐台とを組み合わせた略円柱形状の導光部２３、または図２２に示したような径を異にする複数の円柱を組み合わせた形状の導光部２３では、導光部２３に円柱が含まれるので、上記実施の形態または図２３に示した例に比べて、視野角が広がりやすい傾向がある。

また、図２１に示したように、反射素子２４と導光部２３との境界Ｍにおいて、反射素子２４の径Ｄ３は、導光部２３の径Ｄ１に等しいか、または導光部２３の径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。そうでない場合、境界Ｍと同一の平面の、反射素子２４の導光部２３の径Ｄ１より大なる部分において、光線が基材２１に入射、または界面での全反射が起こり迷光の原因となるからである

（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。

（モジュール）
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図２４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、反射板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２５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２６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２７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２８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２９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、反射素子２４の側面２４Ａにおいて、真空層４０との屈折率差により光を全反射させる場合について説明したが、反射素子２４の側面２４Ａに反射膜を形成するようにしてもよい。反射膜は、例えば、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ）などの金属単体または合金により構成される。

また、上記実施の形態では、反射板２０に遮光膜２５のみを形成した場合について説明したが、反射素子２４の先端面にカラーフィルタを設けるようにしてもよい。

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、上記実施の形態では、表示パネル１０が、表示素子として有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備えている場合について説明したが、表示パネル１０は、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの他の自発光素子を備えたものでもよい。あるいは、表示パネル１０は、表示素子として液晶層およびバックライトを備えた液晶表示パネルでもよい。

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…表示パネル、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…有機発光素子、１１…駆動用基板、１３…保護膜、１４…第１電極、１５…絶縁膜、１６…有機層、１７…第２電極、２０…反射板、２１…基材、２２…貫通孔、２３…導光部、２４…反射素子、２４Ａ…側面、２５…遮光膜、３１…封止枠、３２…接着層、４０…真空層、５０…ゲッター、６１…型、６２…光硬化性樹脂、６３…裏打ち部材、６４…通気性の裏打ち部材、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 (7)

1. 表示素子と、
   前記表示素子に対向して導光部を有する基材と、
   前記表示素子と前記導光部との間に前記導光部に連続して設けられた反射素子と
   を備えた表示装置。
2. 前記導光部の前記表示素子側の端部における径は、他端部における径よりも小さい
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記反射素子は、前記表示素子側から前記基材側に向けて径が大きくなる断面形状を有する
   請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記反射素子および前記導光部は、前記基材よりも大きな屈折率を有する材料により構成されている
   請求項３記載の表示装置。
5. 前記反射素子と前記導光部との境界において、前記反射素子の径は、前記導光部の径に等しいか、または前記導光部の径よりも小さい
   請求項４記載の表示装置。
6. 反射素子に対応する形状の型に、樹脂を塗布する工程と、
   貫通孔を有する基材の一面に裏打ち部材を貼り合わせ、他面側から樹脂を塗布する工程と、
   前記基材の他面に前記型を貼り合わせる工程と、
   前記樹脂を硬化させることにより、前記貫通孔内に導光部を形成すると共に前記導光部に連続する反射素子を形成する工程と、
   前記樹脂を硬化させたのちに前記型および前記裏打ち部材を除去する工程と、
   前記基材を、前記導光部および前記反射素子を表示素子の直上にして対向配置する工程と
   を含む表示装置の製造方法。
7. 反射素子に対応する形状の型に、樹脂を塗布する工程と、
   貫通孔を有する基材の一面に通気性の裏打ち部材を貼り合わせる工程と、
   前記基材の他面に前記型を貼り合わせ、前記樹脂を前記貫通孔に充填させる工程と、
   前記樹脂を硬化させることにより、前記貫通孔内に導光部を形成すると共に前記導光部に連続する反射素子を形成する工程と、
   前記樹脂を硬化させたのちに前記型および前記裏打ち部材を除去する工程と、
   前記基材を、前記導光部および前記反射素子を表示素子の直上にして対向配置する工程と
   を含む表示装置の製造方法。

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