JP2012003925A

JP2012003925A - 表示装置

Info

Publication number: JP2012003925A
Application number: JP2010137260A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sagawa; 裕志佐川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2012-01-05
Also published as: US20150349039A1; CN110246870B; US20140346521A1; CN102290430A; US20190363140A1; US9054053B2; US9761637B2; US11871634B2; CN105374850B; US10381415B2; US20110310069A1; US20170077189A1; CN110246870A; CN110085633A; US20210343798A1; US20180114816A1; CN102290430B; CN105374850A; US11081529B2; CN110085633B

Abstract

【課題】薄型であり、より良好な画像表示性能を発揮し得る表示装置を提供する。
【解決手段】この表示装置は、基板上に、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が各々順に積層されてなり互いに異なる色光を発する発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをそれぞれ含む複数の画素Ｐを備える。任意の画素Ｐにおける発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層同士は、互いに異なる起伏をなす膜面を有する。これにより、発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各有機層の膜面での外光反射光の角度にばらつきが生じるので、干渉が低減される。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機層を含む自発光型の発光素子を備えた表示装置に関する。

近年、液晶ディスプレイに代わる表示装置として、有機層を含む自発光型の有機発光素子を用いた有機ＥＬディスプレイが実用化されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光型であるので、液晶などに比較して視野角が広く、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものである。

これまで有機発光素子については、共振器構造を導入し、発光色の色純度を向上させたり発光効率を高めたりするなど発光層で発生する光を制御することにより、表示性能を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。例えば図１３に示したように、基板と反対側の面（上面）から光を取り出すトップエミッション方式の有機発光素子における発光部Ｚ１０は、基板の上に、駆動トランジスタＺＴｒ１を介してアノード電極Ｚ１３と有機層Ｚ１４とカソード電極Ｚ１６とが順に積層された構造を採用し、アノード電極Ｚ１３とカソード電極Ｚ１６との間で有機層Ｚ１４からの光を多重反射させている。ここで、駆動トランジスタＺＴｒ１は、発光部Ｚ１０の駆動を行うものであり、信号線Ｚ１２０Ａなどと共に画素駆動回路を構成している。なお、図１３において、Ｚ１１１は基板であり、Ｚ２１２は駆動トランジスタＺＴｒ１のゲート絶縁膜であり、Ｚ２１７は窒化ケイ素などからなる保護膜であり、Ｚ２１８はポリイミドなどからなる平坦化膜である。さらに、Ｚ１７は補助配線としての金属層であり、Ｚ２４は開口規定絶縁膜であり、Ｚ１８は窒化ケイ素などからなる保護膜であり、Ｚ１９は透明材料からなる封止基板である。

国際公開第０１／３９５５４号パンフレット

ところで、一般的な有機ＥＬディスプレイでは、図１３に示したように、有機発光素子Ｚ１０は、発光領域において平坦な形状ではなく、積層方向に凹凸を含む立体形状を有している。このため、外光Ｌ_INが発光部Ｚ１０へ入射した場合に、正反射光以外の反射光Ｌ_Rによって回折現象が生じ、観察者の位置によっては虹色の不要光が視認されることがある。この虹色の不要光は、画素内の有機発光素子同士あるいは隣接画素間において干渉し合い、特定の角度において強められてしまうおそれがある。

具体的には、下記の条件式（１）を満たす場合に反射光Ｌ_Rの強度が強まり、下記の条件式（２）を満たす場合に反射光Ｌ_Rの強度が弱まると考えられる。但し、ｍは整数であり、λは波長であり、Ｐは画素の配列ピッチであり、θは正反射光に対する反射光Ｌ_Rの角度である。
ｍ・λ＝Ｐ・ｓｉｎθ ……（１）
（ｍ＋１／２）・λ＝Ｐ・ｓｉｎθ ……（２）
そのような干渉が生じた場合、観察者が本来の表示画像を認識するにあたり、大きな妨げとなってしまう。

このような立体形状は、発光部Ｚ１０の下層に位置する駆動トランジスタＴｒ１のほか、信号線Ｚ１２０Ａなどの配線の存在に起因するものである。したがって、画素駆動回路を覆う保護膜Ｚ２１７や平坦化膜Ｚ２１８の厚さを十分に大きくすれば、発光部Ｚ１０が形成される平坦化膜Ｚ２１８の上面を極めて精度の高い平坦面とすることができるので、自ずと発光部Ｚ１０の平坦性も向上する。しかしながら、その場合には全体の厚さが増大してしまい、液晶ディスプレイなどと比較して薄型化に有利であるという有機ＥＬディスプレイ本来の利点を損なうおそれが生ずる。

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、薄型でありながら、より良好な画像表示性能を発揮し得る表示装置を提供することにある。

本発明の表示装置は、基板上に、第１電極層と発光層を含む有機層と第２電極層とが各々順に積層されると共に互いに異なる色光を発する第１から第３の発光素子をそれぞれ有する複数の画素を備える。ここで、１以上の画素における第１から第３の発光素子の有機層同士が、互いに異なる起伏をなす膜面を有する。

本発明の表示装置では、複数の画素のうちの少なくとも１つが、有機層同士の膜面の起伏が互いに異なる第１から第３の発光素子を有するようにしたので、その画素内において、各有機層の膜面での外光反射光の角度にばらつきが生じることとなり、結果として干渉が生じにくくなる。

本発明の表示装置によれば、複数の画素のうちの１以上の画素において、第１から第３の発光素子の有機層同士が互いに異なる起伏をなす膜面を有するようにしたので、少なくともその画素内での外光反射の干渉を十分に低減することができる。このため、薄型化した場合であっても、本来の表示画像を認識する際の妨げとなる不要光の発生を低減し、より良好な画像表示性能を確保することができる。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す図である。図１に示した画素駆動回路の一例を表す図である。図１に示した表示領域の構成を表す平面図である。図１に示した表示領域の第１の発光部を表す断面図である。図１に示した表示領域の第２の発光部を表す断面図である。図１に示した表示領域の第３の発光部を表す断面図である。図４〜図６に示した画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。図４〜図６に示した有機層を拡大して表す断面図である。図３に示した接続部の断面を拡大して表す断面図である。第１の変形例としての画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。第２の変形例としての画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。第３の変形例としての画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。従来の表示装置の構成を表す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明における一実施の形態に係る有機発光素子を用いた表示装置の構成を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられる。この表示装置は、基板１１１の上に表示領域１１０が形成されたものである。基板１１１上の表示領域１１０の周辺には、例えば映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０、走査線駆動回路１３０および電源供給線駆動回路１４０が形成されている。

表示領域１１０には、マトリクス状に二次元配置された複数の発光部１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、それらを駆動するための画素駆動回路１５０とを含む有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ（図１では示さず。）が形成されている。画素駆動回路１５０において、列方向（Ｙ方向）には複数の信号線１２０Ａ（１２０Ａ１，１２０Ａ２，・・・，１２０Ａｍ，・・・）が配置され、行方向（Ｘ方向）には複数の走査線１３０Ａ（１３０Ａ１，・・・，１３０Ａｎ，・・・）および複数の電源供給線１４０Ａ（１４０Ａ１，・・・，１４０Ａｎ，・・・）が配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの各交差点に、発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つが対応して設けられている。各信号線１２０Ａは信号線駆動回路１２０に接続され、各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、各電源供給線１４０Ａは電源供給線駆動回路１４０に接続されている。

信号線駆動回路１２０は、信号供給源（図示せず）から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧を、信号線１２０Ａを介して選択された各発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに供給するものである。

走査線駆動回路１３０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。走査線駆動回路１３０は、各発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂへの映像信号の書き込みに際し行単位でそれらを走査し、各走査線１３０Ａに走査信号を順次供給するものである。

電源供給線駆動回路１４０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。電源供給線駆動回路１４０は、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し互いに異なる第１電位および第２電位のいずれかを適宜供給する。これにより、後述する駆動トランジスタＴｒ１の導通状態または非導通状態の選択が行われる。

画素駆動回路１５０は、基板１１１と発光部１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）との間の階層（後述の画素駆動回路形成層１１２）に設けられている。図２に、画素駆動回路１５０の一構成例を表す。図２に示したように、画素駆動回路１５０は、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、発光部１０とを有するアクティブ型の駆動回路である。発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、電源供給線１４０Ａおよび共通電源供給線（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１と直列に接続されている。駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタ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。

書込トランジスタＴｒ２は、例えばドレイン電極が信号線１２０Ａと接続されており、信号線駆動回路１２０からの映像信号が供給されるようになっている。また、書込トランジスタＴｒ２のゲート電極は走査線１３０Ａと接続されており、走査線駆動回路１３０からの走査信号が供給されるようになっている。さらに、書込トランジスタＴｒ２のソース電極は、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極と接続されている。

駆動トランジスタＴｒ１は、例えばドレイン電極が電源供給線１４０Ａと接続されており、電源供給線駆動回路１４０による第１電位または第２電位のいずれかに設定される。駆動トランジスタＴｒ１のソース電極は、発光部１０と接続されている。

保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極（書込トランジスタＴｒ２のソース電極）と、駆動トランジスタＴｒ１のソース電極との間に形成されるものである。

図３に、ＸＹ平面に広がる表示領域１１０の一構成例を表す。ここでは、第２電極層１６、保護膜１８および封止基板１９（いずれも後出）を取り去った状態の表示領域１１０を、上方から眺めた平面構成を表す。表示領域１１０には、複数の発光部１０が、全体としてマトリックス状に順に配列されている。より詳細には、補助配線層としての金属層１７が格子状に設けられており、それによって区画された各領域に、開口規定絶縁膜２４によって輪郭が規定された発光領域２０を含む発光部１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）が１つずつ配置されている。各発光部１０の発光領域２０の形状は、例えばＹ方向を長辺とする略矩形状となっている。有機発光素子１Ｒの発光部１０Ｒは赤色光を発し、有機発光素子１Ｇの発光部１０Ｇは緑色光を発し、有機発光素子１Ｂの発光部１０Ｂは青色光を発する。ここでは、同色光を発する発光部１０を有する有機発光素子１をＹ方向に一列に並べ、それをＸ方向に一定の順序（例えば有機発光素子１Ｒ、有機発光素子１Ｇ、有機発光素子１Ｂの順序）で繰り返し配置するようにしている。Ｘ方向に並び、互いに発光色の異なる３つの有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが１つの画素（ピクセル）Ｐを構成している。Ｘ方向に並ぶ画素Ｐ（…，Ｐ_m,n-1，Ｐ_m,n，Ｐ_m,n+1，…）の配列周期ＰＴｘは、Ｙ方向に並ぶ画素Ｐ（…，Ｐ_m-1,n，Ｐ_m,n，Ｐ_m+1,n，…）の配列周期ＰＴｙよりも長くなっている。図３に示したように、金属層１７の交差点のうちのいくつかには、開口規定絶縁膜２４に開口２４Ｋが設けられている。この開口２４Ｋに含まれる領域には、金属層１７と発光部１０の第２電極層１６との接続を図るための接続部２１（破線で囲んだ部分）が設けられている。なお、Ｘ方向およびＹ方向に並ぶ有機発光素子１（発光部１０）の数は任意に設定されるものであり、図３に示した数に限定されるものではない。また、１つの画素を４以上の有機発光素子によって構成してもよいし、白色光を発する有機発光素子をさらに設けるようにしてもよい。

次に、図４〜図９を参照して、表示領域１１０の詳細な構成について説明する。

図４〜図６は、それぞれ、表示領域１１０における画素１m,nの有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの断面構成を表すものである。すなわち、図４、図５および図６は、図３に示したIV−IV線、V−V線およびVI−VI線に沿ったＸＺ断面の概略構成をそれぞれ表している。図４〜図６に示したように、表示領域１１０では、基板１１１に画素駆動回路形成層１１２が設けられてなる基体１１の上に、発光部１０を含む発光部形成層１２が形成されている。発光部１０の上には、保護膜１８と封止基板１９とが順に設けられている。発光部１０は、基板１１１の側から、アノード電極としての第１電極層１３、発光層１４Ｃ（後出）を含む有機層１４、およびカソード電極としての第２電極層１６が各々順に積層されたものである。有機層１４および第１電極層１３は、開口規定絶縁膜２４によって発光部１０ごとに分離されている。一方、第２電極層１６は、全ての発光部１０に共通して設けられている。金属層１７は、開口２４Ｋに対応した領域を除き、開口規定絶縁膜２４によって埋設されている。

開口規定絶縁膜２４は、隣り合う発光部１０における第１電極層１３および有機層１４同士の隙間を埋めるように設けられている。開口規定絶縁膜２４は、例えばポリイミドなどの有機材料からなり、第１電極層１３と、第２電極層１６および金属層１７との絶縁性を確保すると共に、発光部１０の発光領域２０を正確に画定するものでもある。

発光部１０を覆う保護膜１８は、窒化ケイ素（ＳｉＮx ）などの絶縁材料からなる。また、その上に設けられた封止基板１９は、保護膜１８や接着層（図示せず）などと共に発光部１０を封止するものであり、発光層１４Ｃにおいて発生した光を透過する透明なガラスなどの材料により構成されている。

以下、基体１１および有機発光素子１の詳細な構成について説明する。なお、有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、互いに第１電極層１３，有機層１４および第２電極層１６の立体形状（凹凸形状）および有機層１４の構成材料が一部異なることを除き、他は共通の構成であるので、以下では、まとめて説明する。

図７（Ａ）は、画素駆動回路形成層１１２に設けられた、有機発光素子１Ｒの画素駆動回路１５０の平面構成を表す概略図である。同様に、図７（Ｂ），７（Ｃ）は、それぞれ、有機発光素子１Ｇ，１Ｂにおける画素駆動回路１５０の平面構成を表す概略図である。なお、図４は、図７（Ａ）に示したIV−IV線に沿った断面に相当する。同様に、図５および図６は、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示したV−V線，VI−VI線に沿った断面に相当する。

基体１１は、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる基板１１１に、画素駆動回路１５０を含む画素駆動回路形成層１１２が設けられたものである。基板１１１の表面には、第１階層の金属層として、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極である金属層２１１Ｇと、書込トランジスタＴｒ２のゲート電極である金属層２２１Ｇと、信号線１２０Ａの一部（図７（Ａ）〜７（Ｃ））とがそれぞれ設けられている。これら金属層２１１Ｇ，２２１Ｇおよび信号線１２０Ａは、窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜２１２によって覆われている。

駆動トランジスタＴｒ１において、ゲート絶縁膜２１２上の、金属層２１１Ｇに対応する領域の一部には、アモルファスシリコンなどの半導体薄膜からなるチャネル層２１３が設けられている。チャネル層２１３上には、その中心領域であるチャネル領域２１３Ｒを占めるように絶縁性のチャネル保護膜２１４が設けられており、その両側の領域には、ｎ型アモルファスシリコンなどのｎ型半導体薄膜からなるドレイン電極２１５Ｄおよびソース電極２１５Ｓが設けられている。これらドレイン電極２１５Ｄおよびソース電極２１５Ｓは、チャネル保護膜２１４によって互いに分離されており、それらの端面がチャネル領域２１３Ｒを挟んで互いに離間している。さらに、ドレイン電極２１５Ｄおよびソース電極２１５Ｓをそれぞれ覆うように、第２階層の金属層として、ドレイン配線としての金属層２１６Ｄおよびソース配線としての金属層２１６Ｓが設けられている。金属層２１６Ｄおよび金属層２１６Ｓは、例えばチタン（Ｔｉ）層、アルミニウム（Ａｌ）層、およびチタン層を順に積層した構造を有するものである。書込トランジスタＴｒ２においても、駆動トランジスタＴｒ１と同様の構成となっている。なお、図７（Ａ）〜７（Ｃ）では、第１階層の金属層としての金属層２２１Ｇと、第２階層の金属層としての金属層２２６Ｄ（ドレイン配線）および金属層２２６Ｓ（ソース配線）とを、書込トランジスタＴｒ２の構成要素として記載している。

第２階層の金属層としては、上記の金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓのほか、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａが設けられている。なお、ここでは、逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）の駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２について説明したが、スタガー構造（いわゆるトップゲート型）のものであってもよい。また、信号線１２０Ａについては、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａとの交差点以外の領域では第２階層の金属層として設けるようにしている。

画素駆動回路１５０は、窒化ケイ素などからなる保護膜（パッシベーション膜）２１７によって全体的に覆われており、その上には、さらに絶縁性の平坦化膜２１８が設けられている。平坦化膜２１８は、画素駆動回路形成層１１２の全体の平坦性を向上させるものである。また、平坦化膜２１８および保護膜２１７の一部領域には、微細な接続孔１２４が設けられている（図７（Ａ）〜７（Ｃ）参照）。平坦化膜２１８は、特に保護膜２１７に比べて厚みが大きいので、例えばポリイミド等の有機材料など、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。接続孔１２４には第１電極層１３が充填されており、駆動トランジスタＴｒ１のソース配線を構成する金属層２１６Ｓとの導通がなされている。

平坦化膜２１８の上に形成された第１電極層１３は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有する材料によって構成することが発光効率を高める上で望ましい。そのため、第１電極層１３は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウムネオジウム合金（ＡｌＮｄ）などの高反射率材料によって構成される。なお、アルミニウムは、開口規定絶縁膜２４の開口２４Ｋを形成する際の現像処理に用いる現像液に対し、耐性が低く腐食しやすい。これに対し、ＡｌＮｄは、現像液に対して耐性が高く腐食しにくい。したがって、第１電極層１３は、ＡｌＮｄからなる単層構造、もしくは、アルミニウム層とＡｌＮｄとの２層構造「Ａｌ層（下層）＼ＡｌＮｄ層（上層）」とするとよい。特に、Ａｌ層（下層）＼ＡｌＮｄ層（上層）の２層構造の場合、単層のＡｌＮｄ層と比べて低抵抗となるので好ましい。第１電極層１３は、全体の厚みが例えば１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。さらに、第１電極層１３を２層構造とし、そのうちの上層（有機層１４と接する層）を上記の高反射率材料によって構成し、下層（平坦化膜２１８と接する層）をモリブデン（Ｍｏ）やその化合物（合金）などの、低反射率材料によって構成するようにしてもよい。このように、駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２が設けられた画素駆動回路形成層１１２と接する面に光吸収率の高い層を設けることにより、外光や発光部１０から洩れた光などの不要光を吸収することができるからである。なお、第１電極層１３は、上述したように、平坦化膜２１８の表面を覆うと共に接続孔１２４を充填するように形成されている。

発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを構成する第１電極層１３，有機層１４および第２電極層１６は、いずれも水平な表面を有する膜ではなく、立体的に凹凸を含む起伏のある表面形状を有している。これは、図４〜図６に示した断面図に表したように、発光部形成層１２の下地層となる画素駆動回路形成層１１２の表面が水平面ではないからである。すなわち、立体的な凹凸形状は、基板１１１上に、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２を構成する金属層、あるいは信号線１２０Ａ、走査線１３０Ａおよび電源供給戦１４０Ａなどの配線層が選択的に設けられていることに起因する。それらの金属層や配線層の配置位置によって画素駆動回路形成層１１２の表面に高低差が生じるので、結果としてそれらを覆う第１電極層１３，有機層１４および第２電極層１６も、ＸＹ平面における位置によって高低差を有することとなる。

本実施の形態では、各画素Ｐにおける有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの各々に対応した上記金属層および配線層の配置位置、あるいはそれらの平面形状が相互に異なるようにしている。具体的には、有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂでは、金属層２１１Ｇ，２１６Ｓにおける切り欠きや開口の位置や大きさを変更することによりそれらの平面形状を相互に異ならせている。これにより、１つの画素Ｐを構成する有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの相互間において、その発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜面の起伏（立体的な凹凸形状）が異なっている。

本実施の形態では、さらに、任意の画素（例えば画素Ｐm,n）の発光部１０が、それと隣り合う他の画素（例えば画素Ｐm+1,n、画素Ｐm-1,n、画素Ｐm,n+1、画素Ｐm,n-1など）の発光部１０と異なる起伏をなす膜面を有していることが望ましい。その場合、少なくともＸ方向に隣り合う画素Ｐの発光部１０同士、さらにはＸ方向およびＹ方向の双方に隣り合う画素Ｐの発光部１０同士が互いに異なる起伏をなす膜面を有することがより望ましい。さらに、表示領域１１０において、同一の膜面形状の起伏を有する複数の発光部１０が、Ｘ方向およびＹ方向のうちの少なくとも一方において不規則な間隔で配列されているとよい。特に、表示領域１１０における全ての画素Ｐにおける発光部１０が互いに異なる起伏をなす膜面を有することが最も望ましい。

有機層１４は、開口規定絶縁膜２４によって画定された発光領域２０に全面に亘って隙間無く形成されている。有機層１４は、例えば図８に示したように、第１電極層１３の側から正孔注入層１４Ａ、正孔輸送層１４Ｂ、発光層１４Ｃ、電子輸送層１４Ｄが順に積層された構成を有する。但し、発光層１４Ｃ以外の層は、必要に応じて設ければよい。図８は有機層１４の断面の一部を拡大して表したものである。

正孔注入層１４Ａ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１４Ｂは、発光層１４Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１４Ｃ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１４Ｄは、発光層１４Ｃ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１４Ｄと第２電極層１６との間には、ＬｉＦ，Ｌｉ₂Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。

また、有機層１４は、発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によってそれぞれ構成が異なっている。発光部１０Ｒの正孔注入層１４Ａ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１０Ｒの正孔輸送層１４Ｂ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１０Ｒの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、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％混合したものにより構成されている。発光部１０Ｒの電子輸送層１４Ｄ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。

発光部１０Ｇの正孔注入層１４Ａ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１０Ｇの正孔輸送層１４Ｂ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１０Ｇの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ₃にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。発光部１０Ｇの電子輸送層１４Ｄ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。

発光部１０Ｂの正孔注入層１４Ａ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１０Ｂの正孔輸送層１４Ｂ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１０Ｂの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。発光部１０Ｂの電子輸送層１４Ｄ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。

第２電極層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。第２電極層１６は、例えば全ての発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに共通に設けられており、各発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極層１３と対向配置されている。さらに第２電極層１６は、有機層１４のみならず、開口規定絶縁膜２４をも覆うように形成されている。

図９に、図３に示した接続部２１近傍の断面を拡大して表す。金属層１７は、第１電極層１３と同様に平坦化膜２１８の表面に形成されており、主たる電極としての第２電極層１６における電圧降下を補う補助配線として機能するものである。すでに述べたように、金属層１７は、開口２４Ｋの領域内の接続部２１において第２電極層１６によって覆われており、第２電極層１６と電気的に接続された状態となっている（図１０参照）。

この金属層１７が存在しない場合、電源（図示せず）から個々の発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂまでの距離に応じた電圧降下により、共通電源供給線ＧＮＤ（図２参照）と接続された第２電極層１６の電位が各発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ間で一定とならず、顕著なばらつきを生じ易い。このような第２電極層１６の電位のばらつきは、表示領域１１０における輝度むらの原因となるので好ましくない。金属層１７は、表示装置が大画面化した場合であっても電源から第２電極層１６に至るまでの電圧降下を最小限度に抑え、このような輝度むらの発生を抑制するように機能する。

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。以下、図４〜図７などを参照して、本実施の形態の表示装置の製造方法について説明する。

まず、上述した材料よりなる基板１１１の上に、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２を含む画素駆動回路１５０を形成する。具体的には、まず、基板１１１上に例えばスパッタリングにより金属膜を形成する。そののち、例えばフォトリソグラフィ法やドライエッチング、あるいはウェットエッチングによりその金属膜をパターニングすることで、基板１１１上に金属層２１１Ｇ，２２１Ｇと、信号線１２０Ａの一部とを形成する。次いで、全面をゲート絶縁膜２１２によって覆う。さらに、ゲート絶縁膜２１２の上に、チャネル層、チャネル保護膜、ドレイン電極およびソース電極、ならびに、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓを順に、各々所定形状に形成する。ここで、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓの形成と併せて、信号線１２０Ａの一部、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａを第２の金属層として各々形成する。その際、金属層２２１Ｇと走査線１３０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｄと信号線１２０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｓと金属層２１１Ｇとを接続する接続部を予め形成しておく。そののち、全体を保護膜２１７で覆うことにより、画素駆動回路１５０を完成させる。その際、保護膜２１７における金属層２１６Ｓ上の所定位置に、ドライエッチングなどにより開口を形成しておく。

画素駆動回路１５０を形成したのち、スピンコート法などにより、例えばポリイミドを主成分とする感光性樹脂を全面に亘って塗布する。次に、その感光性樹脂に対しフォトリソグラフィ処理を施すことにより、接続孔１２４を有する平坦化膜２１８を形成する。具体的には、例えば所定位置に開口を有するマスクを用いた選択的な露光および現像により、保護膜２１７に設けられた開口と連通する接続孔１２４を形成する。そののち、平坦化膜２１８を必要に応じて焼成してもよい。これにより画素駆動回路形成層１１２を得る。

さらに、上述した所定の材料よりなる第１電極層１３および金属層１７を形成する。具体的には、例えばスパッタリングによって上述の材料からなる金属膜を全面成膜したのち、その積層膜上に所定のマスクを用いて所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成する。さらにそのレジストパターンをマスクとして用い、金属膜の選択的なエッチングを行う。その際、第１電極層１３については、平坦化膜２１８の表面を覆うと共に接続孔１２４を充填するように形成する。また、金属層１７については、平坦化膜２１８の表面に、第１電極層１３の周囲を取り囲み、かつ、信号線１２０Ａと重ならないように形成する。金属層１７は、第１電極層１３と同種の材料を用いて、第１電極層１３と共に一括して形成することが望ましい。

こののち、隣り合う第１電極層１３同士の隙間を充填し、かつ、金属層１７を覆うように開口規定絶縁膜２４を形成する。その際、所定位置に開口２４Ｋを設けるようにする。

次いで、第１電極層１３のうち、露出している部分を完全に覆うように上述した所定の材料および厚みの正孔注入層１４Ａ、正孔輸送層１４Ｂ、発光層１４Ｃ、電子輸送層１４Ｄを、例えば蒸着法によって順に積層することで有機層１４を形成する。さらに、有機層１４を挟んで第１電極層１３と対向するように覆い、かつ、接続部２１において金属層１７を覆うように全面に亘って第２電極層１６を形成することで有機発光素子１を完成させる。

こののち、全体を覆うように、上述した材料よりなる保護膜１８を形成する。最後に、保護膜１８の上に、接着層を形成し、この接着層を間にして封止基板１９を貼り合わせる。以上により、表示装置が完成する。

このようにして得られた表示装置では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書込トランジスタＴｒ２のゲート電極（金属層２２１Ｇ）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。その一方で、電源供給線駆動回路１４０が、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し第２電位よりも高い第１電位を供給する。これにより駆動トランジスタＴｒ１の導通状態が選択され、各発光部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１電極層１３と第２電極層１６との間で多重反射し、第２電極層１６、保護膜１８および封止基板１９を透過して取り出される。

以上、説明したように、本実施の形態では、任意の画素Ｐにおいて、有機発光素子１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの画素駆動回路１５０を構成する金属層および配線層の配置位置、あるいはそれらの平面形状を相互に異なるようにした。これにより、その画素Ｐにおける発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜面の起伏（立体的な凹凸形状）が相互に異なるようにすることができる。そのため、外光が入射した場合であっても、その外光の発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜面（特に有機層１４の膜面）での反射角度が発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに異なるので、外光反射光の干渉の発生およびその強度を抑制することができる。その結果、この表示装置によれば、平坦化膜２１８の厚さを増大させることなく全体構成を薄型化した場合であっても、本来の表示画像を認識する際の妨げとなる不要光の発生を低減し、より良好な画像表示性能を確保することができる。

本実施の形態では、さらに、任意の画素Ｐの発光部１０が、それと隣り合う他の画素の発光部１０と異なる起伏をなす膜面を有するようにした場合には、外光反射光の干渉および強度をより低減することができる。なお、外光反射光の干渉および強度を低減するためには、同一の膜面形状の起伏を有する有機層１４を含む発光部１０が、Ｘ方向およびＹ方向のうちの少なくとも一方において不規則に配列されることが効果的である。特に、表示領域１１０における全ての画素Ｐにおける発光部１０が互いに異なる立体形状を有することが理想であり、最も好ましい。ただし、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐの発光部１０同士が互いに異なる起伏をなす膜面を有するようにすれば、実使用上、差し支えのない程度の良好な画像表示性能を確保することができる。

また、複数の分割領域によって１つの表示領域１１０を構成し、各分割領域を、同一の膜面形状の起伏を有する発光部１０が不規則に配列されたものとしてもよい。その場合、複数の分割領域における発光部１０の不規則な配列パターンが相互に一致していてもよい。その場合には、例えば金属層２１１Ｇ，２１６Ｓのパターニング処理を行う際に、所定のパターン形状を有する同一のハードマスクを繰り返し利用することができるので、製造容易性が向上する。

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、互いに隣り合う発光部１０同士における第１電極層１３，有機層１４および第２電極層１６の全てが異なる起伏をなす膜面を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。より多くの外光反射光が生じる有機層１４の膜面同士が互いに異なる起伏を有していればよい。

また、有機層の膜面形状の起伏を変更するにあたっては、例えば図１０（Ａ）〜１０（Ｃ）に示したように、発光部１０の下地となる画素駆動回路形成層１１２における構成要素（具体的には金属層２１１Ｇ，２１６Ｓ）の開口の位置を変化させるだけでもよい。あるいは、例えば図１１（Ａ）〜１１Ｃ）に示したように、その開口の大きさおよび形状を変化させるだけでもよい。さらには、例えば図１２（Ａ），１２（Ｂ）に示したように、金属層２１１Ｇ，２１６Ｓなどの画素駆動回路１５０の構成要素とは別に、孤立した介在層ＤＰを設けるようにしてもよい。あるいは例えば図１２（Ｃ）に例示したように、駆動素子以外の構成要素の形状（例えば電源供給線１４０Ａの一部形状）を変化させてもよい。なお、図７，図１０〜１２に示した画素駆動回路形成層１１２における各構成要素の形状、大きさおよび位置の組み合わせは、あくまでも一例であり、本発明はこれらの限定されるものではない。いずれにせよ、画素駆動回路形成層１１２における表面形状の起伏を変化させることができれば、発光部１０の膜面形状の起伏を変化させることも可能である。

また、本発明は、上記実施の形態において説明した各層の材料や積層順序、あるいは成膜方法などに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、第１電極層１３をアノード、第２電極層１６をカソードとする場合について説明したが、第１電極層１３をカソード、第２電極層１６をアノードとしてもよい。さらに、上記実施の形態では、発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ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、他の層をさらに備えていてもよい。例えば、第１電極層１３と有機層１４との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ₂Ｏ₃），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。

加えてまた、上記実施の形態では、第２電極層１６が半透過性反射層により構成されている場合について説明したが、第２電極層１６は、半透過性反射層と透明電極とが第１電極層１３の側から順に積層された構造としてもよい。この透明電極は、半透過性反射層の電気抵抗を下げるためのものであり、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯまたはインジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。透明電極の厚みは、例えば３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。また、この場合、半透過性反射層を一方の端部とし、透明電極を挟んで半透過性電極に対向する位置に他方の端部を設け、透明電極を共振部とする共振器構造を形成するようにしてもよい。さらに、そのような共振器構造を設けた上で、発光部１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを保護膜１８で覆うようにし、この保護膜１８を、透明電極を構成する材料と同程度の屈折率を有する材料により構成すれば、保護膜１８を共振部の一部とすることができ、好ましい。

加えてまた、上記各実施の形態では、アクティブマトリクス型の表示装置の場合について説明したが、本発明はパッシブマトリクス型の表示装置への適用も可能である。更にまた、アクティブマトリクス駆動のための画素駆動回路の構成は、上記各実施の形態で説明したものに限られず、必要に応じて容量素子やトランジスタを追加してもよい。その場合、画素駆動回路の変更に応じて、上述した信号線駆動回路１２０や走査線駆動回路１３０のほかに、必要な駆動回路を追加してもよい。

Ｐ…画素、１（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）…有機発光素子、１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）…発光部、１１…基体、１１１…基板、１１２…画素駆動回路形成層、１２…発光部形成層、１３…第１電極層、１３１…第１導電層、１３２…第２導電層、１４…有機層、１４Ａ…正孔注入層、１４Ｂ…正孔輸送層、１４Ｃ…発光層、１４Ｄ…電子輸送層、１６…第２電極層、１７…金属層、１８…保護膜、１９…封止基板、２０…発光領域、２１…接続部、２４…開口規定絶縁膜、２４Ｋ…開口、２４Ｔ…凸部、２４Ｇ…凹部、１２４…接続孔、１１０…表示領域、１２０…信号線駆動回路、１２０Ａ…信号線、１３０…走査線駆動回路、１３０Ａ…走査線、１４０…電源供給線駆動回路、１４０Ａ…電源供給線、１５０…画素駆動回路、２１７…保護膜（パッシベーション膜）、２１８…平坦化膜、Ｃｓ…キャパシタ（保持容量）、Ｐ１…第１端部、Ｐ２…第２端部、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…書込トランジスタ。

Claims

基板上に、第１電極層と発光層を含む有機層と第２電極層とが各々順に積層されると共に互いに異なる色光を発する第１から第３の発光素子をそれぞれ有する複数の画素を備え、
１以上の前記画素における前記第１から第３の発光素子の有機層同士は、互いに異なる起伏をなす膜面を有する
表示装置。
前記１以上の画素における前記第１から第３の発光素子の各有機層は、隣り合う１以上の他の前記画素における前記第１から第３の発光素子の各有機層とそれぞれ異なる起伏をなす膜面を有する
請求項１記載の表示装置。
前記複数の画素は、第１の方向に第１の周期で配列されると共に、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記第１の周期よりも長い第２の周期で配列されており、
前記第１の方向に隣り合う前記画素の前記第１から第３の発光素子の各有機層同士が、互いに異なる起伏をなす膜面を有する
請求項１記載の表示装置。
前記複数の画素の各々において、前記第１の方向へ前記第１から第３の発光素子が一定順序で配列されている請求項３記載の表示装置。
前記第２の方向に隣り合う前記画素の前記第１から第３の発光素子の各有機層同士が、互いに異なる起伏をなす膜面を有する
請求項３記載の表示装置。
前記複数の画素の全てにおける前記有機層が互いに異なる起伏をなす膜面を有する請求項１記載の表示装置。
前記基体と前記複数の画素との間に、前記第１から第３の発光素子を各々駆動する第１から第３の駆動素子を含む駆動回路をさらに備え、
前記第１から第３の駆動素子の各々を構成する電極が互いに異なる平面形状を有する
請求項１記載の表示装置。
前記１以上の画素における前記第１から第３の発光素子を各々駆動する前記第１から第３の駆動素子の各電極は、前記隣り合う１以上の他の画素における前記第１から第３の発光素子を各々駆動する前記第１から第３の駆動素子の各電極とそれぞれ異なる起伏をなす膜面を有する
請求項２記載の表示装置。
前記複数の画素は、互いに異なる第１および第２の方向にそれぞれ配列されており、
同一の膜面形状の起伏を有する前記有機層を含む複数の前記発光素子が、前記第１および第２の方向のうちの少なくとも一方において不規則な間隔で配列されている
請求項１記載の表示装置。