JP2013120731A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置、特に、有機EL(Electroluminescence)素子を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device provided with an organic EL (Electroluminescence) element.
有機発光素子(有機EL素子、有機エレクトロルミネッセンス素子)は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、この一対の電極の間に形成され発光層を含む単数あるいは複数の層からなる有機EL層(有機化合物層)と、を有する電子素子である。現在、有機発光素子は、その特長(低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化・軽量化が可能であること)から、盛んに研究開発がされている。 An organic light emitting device (organic EL device, organic electroluminescence device) is composed of a pair of electrodes composed of an anode and a cathode, and an organic EL layer composed of a single layer or a plurality of layers including a light emitting layer formed between the pair of electrodes. Compound layer). Currently, organic light-emitting elements are actively researched and developed because of their features (low driving voltage, various emission wavelengths, high-speed response, and light-emitting devices can be made thinner and lighter).
ところで、最近従来のブラウン管(CRT)や液晶ディスプレイ(LCD)等に替わるフルカラーの表示装置として、発光色が異なる複数種類の有機発光素子を用いた表示装置が注目されている。ここで有機発光素子は、自発光デバイスであるため、有機発光素子を備えた表示装置は、コントラストや色再現性に関し、優れた性能を示す。 Recently, attention has been paid to a display device using a plurality of types of organic light emitting elements having different emission colors as a full color display device replacing a conventional cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD) or the like. Here, since the organic light-emitting element is a self-luminous device, a display device including the organic light-emitting element exhibits excellent performance with respect to contrast and color reproducibility.
一方で、有機発光素子を備えた表示装置において、有機発光素子から出力された光の利用効率を高めるための提案が多く開示されている。例えば、特許文献1では、有機発光素子上にマイクロレンズを形成し、表示装置の正面方向の輝度を上昇させる提案が開示されている。ここで特許文献1にて提案されている表示装置は、有機発光素子から放射される光が広角に放たれることを利用し、発光素子上のマイクロレンズによって素子から放射される光を集めることにより正面方向における発光輝度の上昇を達成している。
On the other hand, many proposals for increasing the utilization efficiency of light output from an organic light emitting element in a display device including the organic light emitting element are disclosed. For example,
また特許文献2では、フルカラー表示する表示装置を得るために、白色発光する発光層を有する有機化合物層と、三原色の着色層と、を組み合わせてなるカラーフィルタ方式を採用した自発光型表示装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a self-luminous display device that employs a color filter system in which an organic compound layer having a light emitting layer that emits white light and a colored layer of three primary colors are combined in order to obtain a display device that performs full color display. It is disclosed.
ここで上述した二つの技術、即ち、特許文献2にて示される白色有機発光素子とこの素子上に設けられるカラーフィルタとからなる構成と、特許文献1にて示されるマイクロレンズとを組み合わせることで高輝度のフルカラー表示装置が得られるものと期待される。
By combining the two technologies described above, that is, the configuration composed of the white organic light emitting element shown in Patent Document 2 and the color filter provided on this element, and the microlens shown in
ところで、特許文献2で見られるカラーフィルタは、一般的に、基板上に感光性のカラーレジストを塗布し、そのレジスト膜について露光マスクを介して露光を行った後、現像処理をすることで得られる。尚、カラーレジストを用いて特許文献2で見られる所定のパターン形状を有するカラーフィルタを形成する方法は、現在では知られている方法である。 By the way, the color filter found in Patent Document 2 is generally obtained by applying a photosensitive color resist on a substrate, exposing the resist film through an exposure mask, and developing the resist film. It is done. Incidentally, a method of forming a color filter having a predetermined pattern shape found in Patent Document 2 using a color resist is a method known at present.
ここでカラーレジストより作製されたカラーフィルタにおいて、より深い色合いを出すためには、カラーフィルタの厚みを大きくする必要がある。ただしカラーフィルタの厚みが厚くなると、光の透過率も低下する。一方、白色有機発光素子とカラーフィルタとを組み合わせてなるカラー発光表示装置において、白色を表現するためには、白色有機発光素子が有する発光スペクトルに合わせて各色のカラーフィルタの光の透過率を適宜調整する必要がある。 Here, in a color filter made from a color resist, it is necessary to increase the thickness of the color filter in order to produce deeper shades. However, as the thickness of the color filter increases, the light transmittance also decreases. On the other hand, in a color light emitting display device comprising a combination of a white organic light emitting element and a color filter, in order to express white, the light transmittance of each color filter is appropriately set according to the emission spectrum of the white organic light emitting element. It needs to be adjusted.
特に、白色有機発光素子においては、青色の発色が弱い傾向にあるため、青色のカラーフィルタの厚みは他の色(赤色又は緑色)のカラーフィルタと比べて相対的に薄くする必要がある。 In particular, in a white organic light emitting element, since blue color tends to be weak, it is necessary to make the thickness of the blue color filter relatively thinner than the color filters of other colors (red or green).
しかしながら、白色有機発光素子上に形成されるカラーフィルタの厚みが各色で異なった場合、さらにカラーフィルタ上にマイクロレンズを形成する際に、基板に対するマイクロレンズの表面高さは周期的に異なる状態になる。そうすると、目視で各色のパターンに合わせて周期的なスジ状のコントラストが観察され外観を損ねることになる。 However, when the thickness of the color filter formed on the white organic light emitting element is different for each color, the surface height of the microlens with respect to the substrate is periodically different when forming the microlens on the color filter. Become. Then, a periodic streak-like contrast is visually observed according to the pattern of each color, and the appearance is impaired.
またカラーフィルタの厚みによって有機発光素子とマイクロレンズとの距離が異なる場合では、各色でマイクロレンズの集光性に違いが生じる。即ち、各色によって輝度の視野角依存性(視野角特性)に違いが生じることになる。その結果、視野角が変化したときに色ずれが発生することがある。 In addition, when the distance between the organic light emitting element and the microlens varies depending on the thickness of the color filter, the condensing property of the microlens differs for each color. That is, there is a difference in the viewing angle dependency (viewing angle characteristic) of luminance depending on each color. As a result, color misregistration may occur when the viewing angle changes.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外観の美観が高く、視野角変化に伴う色ずれの少ないフルカラー自発光型の表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a full-color self-luminous display device that has a high aesthetic appearance and little color shift due to a change in viewing angle.
本発明の表示装置は、基板上に配置された白色発光素子と、
前記白色発光素子を被覆するように設けられた第一保護膜と、
前記第一保護膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられレンズ部材を含む第二保護膜と、を備える複数の発光ユニットが配置された表示装置であって、
前記第一保護膜及び前記第二保護層が、前記複数の発光ユニットに共通する層であり、
前記複数の発光ユニットが、少なくとも第一カラーフィルタを有する第一発光ユニットと、前記第一カラーフィルタよりも膜厚の薄い第二カラーフィルタを有する第二発光ユニットと、を含んでおり、
前記第一発光ユニットと前記第二発光ユニットとにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状が、各発光ユニットに設けられるカラーフィルタの膜厚に応じてそれぞれ異なっていることを特徴とする。
The display device of the present invention includes a white light emitting element disposed on a substrate,
A first protective film provided to cover the white light emitting element;
A color filter provided on the first protective film;
A second protective film provided on the color filter and including a lens member, and a display device in which a plurality of light emitting units are disposed,
The first protective film and the second protective layer are layers common to the plurality of light emitting units,
The plurality of light emitting units includes a first light emitting unit having at least a first color filter, and a second light emitting unit having a second color filter having a thinner film thickness than the first color filter,
The shape of the lens member included in each of the first light emitting unit and the second light emitting unit is different according to the film thickness of the color filter provided in each light emitting unit.
本発明の表示装置は、発光色間のカラーフィルタの膜厚差によって生じる外観品質の低下と視野角変化に伴う色ずれを抑制することができる。このため、本発明によれば、外観の美観が高く、視野角変化に伴う色ずれの少ないフルカラー自発光型の表示装置を提供することができる。 The display device of the present invention can suppress the color shift caused by the deterioration of the appearance quality and the change in the viewing angle caused by the difference in the film thickness of the color filter between the luminescent colors. For this reason, according to the present invention, it is possible to provide a full-color self-luminous display device having a high appearance and a small color shift accompanying a change in viewing angle.
本発明の表示装置には、複数の発光ユニットが配置されている。ここで各発光ユニットには、基板上に配置された白色発光素子と、この白色発光素子を被覆するように設けられた第一保護膜と、第一保護膜上に設けられたカラーフィルタと、カラーフィルタ上に設けられレンズ部材を含む第二保護膜と、を備えている。また本発明の表示装置を構成する発光ユニットには、少なくとも第一カラーフィルタを有する第一発光ユニットと、第二カラーフィルタを有する第二発光ユニットと、を含んでいる。尚、第一発光ユニット及び第二発光ユニットの特徴については、後述する。以下、表示装置の一つである有機EL表示装置を具体例として説明するが、本発明は、無機EL素子やLED等の他の発光素子を用いた表示装置にも適用することができる。 In the display device of the present invention, a plurality of light emitting units are arranged. Here, in each light emitting unit, a white light emitting element disposed on the substrate, a first protective film provided to cover the white light emitting element, a color filter provided on the first protective film, And a second protective film provided on the color filter and including a lens member. The light emitting unit constituting the display device of the present invention includes at least a first light emitting unit having a first color filter and a second light emitting unit having a second color filter. The features of the first light emitting unit and the second light emitting unit will be described later. Hereinafter, an organic EL display device which is one of display devices will be described as a specific example, but the present invention can also be applied to a display device using other light emitting elements such as inorganic EL elements and LEDs.
本発明の表示装置を構成する白色発光素子は、基板上に配置され白色光を出射する有機EL素子である。 The white light emitting element that constitutes the display device of the present invention is an organic EL element that is disposed on a substrate and emits white light.
本発明の表示装置において、第一保護膜は、白色発光素子を被覆するために設けられた保護膜であり、第一発光ユニットと、第二発光ユニットと、に共通する層として形成されている。 In the display device of the present invention, the first protective film is a protective film provided to cover the white light emitting element, and is formed as a layer common to the first light emitting unit and the second light emitting unit. .
本発明の表示装置において、カラーフィルタは、第一保護膜上に設けられる部材である。本発明においては、第一発光ユニットが有する第一カラーフィルタと、第二発光ユニットが有する第二カラーフィルタと、を比較すると、第一カラーフィルタよりも第二カラーフィルタの膜厚が薄くなっている。カラーフィルタの膜厚が各発光ユニットで異なる(第二発光ユニットに備える第二カラーフィルタの膜厚を薄くする)ようにしているのは、第一発光ユニットと第二発光ユニットとがそれぞれ有するカラーフィルタの性質が異なっているからである。具体的には、下記(i)及び(ii)に示されるように性質が異なっている。
(i)第二発光ユニットに備えられているカラーフィルタが、第一発光ユニットに備えられているカラーフィルタよりも白色発光素子から出射される白色光の透過率が低いこと
(ii)第二発光ユニットに備えられているカラーフィルタを透過する光の輝度が、第一発光ユニットに備えられているカラーフィルタを透過する光の輝度よりも低いこと
第二保護膜は、カラーフィルタ上に設けられる保護膜であって、第一発光ユニットと、第二発光ユニットと、に共通する層として形成されると共に、上記白色発光素子の配置位置に対応する位置にレンズ部材を有している。
In the display device of the present invention, the color filter is a member provided on the first protective film. In the present invention, when the first color filter of the first light emitting unit and the second color filter of the second light emitting unit are compared, the film thickness of the second color filter is thinner than the first color filter. Yes. The color filters have different film thicknesses for each light emitting unit (thin film thickness of the second color filter provided in the second light emitting unit is reduced). This is because the properties of the filters are different. Specifically, the properties are different as shown in (i) and (ii) below.
(I) The color filter provided in the second light emitting unit has a lower transmittance of white light emitted from the white light emitting element than the color filter provided in the first light emitting unit. (Ii) Second light emission The brightness of the light that passes through the color filter provided in the unit is lower than the brightness of the light that passes through the color filter provided in the first light emitting unit. The second protective film is a protection provided on the color filter. The film is formed as a layer common to the first light emitting unit and the second light emitting unit, and has a lens member at a position corresponding to the arrangement position of the white light emitting element.
本発明は、上述した各発光ユニットにそれぞれ設けられるカラーフィルタの膜厚の相違に因み、第一発光ユニットと第二発光ユニットとにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状が、各発光ユニットに設けられるカラーフィルタの膜厚に応じてそれぞれ異なっている。これは、各発光ユニットにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状が、各発光ユニットにそれぞれ設けられるカラーフィルタの膜厚に依存していることを意味する。 In the present invention, the shape of the lens member included in each of the first light emitting unit and the second light emitting unit is provided in each light emitting unit due to the difference in film thickness of the color filter provided in each light emitting unit described above. It differs depending on the film thickness of the color filter. This means that the shape of the lens member included in each light emitting unit depends on the film thickness of the color filter provided in each light emitting unit.
ところで、各発光ユニットにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状は、レンズの直径、レンズの曲率半径、レンズ自体の厚み(肉厚)等によって決定される。ここで、各発光ユニットの平面的な広さがそれぞれほぼ同じである場合は、各発光ユニットにそれぞれ含まれるレンズ部材の直径がほぼ同じであることを意味する。係る場合では、レンズ部材の形状を特徴付ける要素である(レンズの)曲率半径あるいはレンズ自体の厚み又はその両方が、各発光ユニットにそれぞれ含まれるカラーフィルタの膜厚に依存していることを意味する。 By the way, the shape of the lens member included in each light emitting unit is determined by the diameter of the lens, the radius of curvature of the lens, the thickness (thickness) of the lens itself, and the like. Here, when the planar area of each light emitting unit is substantially the same, it means that the diameter of the lens member included in each light emitting unit is substantially the same. In such a case, it is meant that the radius of curvature (lens) which is an element characterizing the shape of the lens member and / or the thickness of the lens itself depends on the thickness of the color filter included in each light emitting unit. .
以上の説明は、装置内に発光色が異なる二種類の発光ユニットが設けられている有機EL表示装置に関する説明であるが、本発明はこれに限定されるものではない。 The above description relates to an organic EL display device in which two types of light emitting units having different emission colors are provided in the device, but the present invention is not limited to this.
具体例として、装置内に発光色が異なる三種類の発光ユニット(第一発光ユニット、第二発光ユニット、第三発光ユニット)が設けられている表示装置について説明する。この表示装置では、発光ユニットごとに設けられる三種類のカラーフィルタ(第一カラーフィルタ、第二カラーフィルタ、第三カラーフィルタ)について、その性質に応じて適宜膜厚を調整する。このため本発明においては、少なくとも第一発光ユニット、第二発光ユニット又は第三発光ユニットが有するカラーフィルタの膜厚が、他の発光ユニットが有するカラーフィルタの膜厚と異なっている。例えば、第一発光ユニットに含まれる第一カラーフィルタの膜厚を、他の発光ユニット(第二発光ユニット、第三発光ユニット)に含まれるカラーフィルタの膜厚よりも薄くした表示装置について説明する。係る表示装置では、レンズ部材の曲率半径、レンズ部材自体の厚み(肉厚)等の観点で第一発光ユニットが有するレンズ部材の形状が、他の発光ユニットが有するレンズ部材の形状と異なっている。 As a specific example, a display device in which three types of light emitting units (first light emitting unit, second light emitting unit, and third light emitting unit) having different emission colors are provided in the device will be described. In this display device, the film thickness of three types of color filters (first color filter, second color filter, and third color filter) provided for each light emitting unit is adjusted as appropriate according to the properties. For this reason, in this invention, the film thickness of the color filter which at least 1st light emission unit, 2nd light emission unit, or 3rd light emission unit has differs from the film thickness of the color filter which other light emission units have. For example, a display device in which the film thickness of the first color filter included in the first light emitting unit is made thinner than the film thickness of the color filter included in other light emitting units (second light emitting unit, third light emitting unit) will be described. . In such a display device, the shape of the lens member included in the first light emitting unit is different from the shape of the lens member included in the other light emitting units in terms of the radius of curvature of the lens member, the thickness (thickness) of the lens member itself, and the like. .
また4種類以上の発光ユニットを有する場合も同様に、各発光ユニットにおいてカラーフィルタの膜厚に応じてレンズ部材の形状(具体的には、レンズ部材の曲率半径、レンズ部材自体の厚み等)を適宜調節するとよい。 Similarly, when there are four or more types of light emitting units, the shape of the lens member (specifically, the radius of curvature of the lens member, the thickness of the lens member itself, etc.) according to the film thickness of the color filter in each light emitting unit. Adjust appropriately.
(第一の実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る表示装置について、適宜図面を参照しながら説明する。ただし本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
(First embodiment)
Hereinafter, a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
図1は、本発明の表示装置における第一の実施形態を示す断面概略図である。図1の表示装置1(有機EL表示装置)は、基板10上に、出力する色が異なる三種類の発光ユニット、即ち、赤発光ユニット2R、緑発光ユニット2G及び青発光ユニット2Bが設けられている。尚、図1の表示装置1では、この三種類の発光ユニット(2R、2G、2B)が1つずつ集まって1つの画素が形成され、この画素が基板10上にマトリックス状に複数配置されている。また図1の表示装置1は、基板10上に形成される有機EL素子(後述する白色発光素子20)の上面から、基板10の反対方向へ光を出射するトップエミッション型の表示装置である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the display device of the present invention. The display device 1 (organic EL display device) of FIG. 1 is provided with three types of light emitting units with different colors to be output, that is, a red
各発光ユニット(2R、2G、2B)は、それぞれ基板10上に、白色発光素子20と、保護膜30(第一保護膜)と、カラーフィルタ40(40R、40G、40B)と、第二保護膜50と、がこの順に設けられている。ところで図1の表示装置1は、出射する光の種類がそれぞれ異なる発光ユニットが3種類設けられている。ただし、本発明においては、出射する光の種類がそれぞれ異なる発光ユニットは少なくとも2種類あれば特に制限はない。
Each light emitting unit (2R, 2G, 2B) has a white
以下、図1の表示装置1の構成部材について説明する。
Hereinafter, components of the
図1の表示装置1を構成する基板10は、基材(不図示)上に画素回路(不図示)が形成されたものが使用されている。つまり、図1の表示装置1はアクティブマトリックス駆動型の表示装置である。尚、基材上に形成される画素回路は、公知のトランジスタ作製技術により作製することができる。またこの画素回路は、複数のトランジスタから構成される。そして、この複数のトランジスタを保護し、基板10を平坦化することを目的として、画素回路上に層間絶縁膜(不図示)及び平坦化膜(不図示)が設けられている。また層間絶縁膜や平坦化膜には、所定の位置にコンタクトホール(不図示)が形成される。このコンタクトホールは、画素回路と、白色発光素子20を構成する下部電極21(陽極)とを電気的に接続するために設けられている。このコンタクトホールにより、図1の表示装置1は、画素単位での独立駆動を可能にしている。
As the
基板10上に設けられる白色発光素子20は、基板10上に設けられる下部電極21(陽極)と、下部電極21上に設けられる白色有機EL層22と、白色有機EL層22上に設けられる上部電極23(陰極)と、からなる部材である。
The white
下部電極21は、発光ユニット(2R、2G、2B)が設けられている位置に対応する位置に所望のパターンで形成されている。トップエミッション型の有機EL表示装置の場合、下部電極21(陽極)は、反射率の高い導電性材料からなる電極層である。反射率の高い導電性材料として、例えば、Cr、Al、Ag、Au、Pt等の高い反射率を持つ金属材料が挙げられる。
The
下部電極21は、上述した反射率の高い導電性材料からなる層のみの単層電極であってもよいし、反射率の高い導電性材料からなる層と透明導電材料からなる層とを積層してなる積層電極であってもよい。下部電極21を積層電極とする場合、この積層電極を構成する透明導電材料からなる層の構成材料である透明導電材料は、正孔注入性に優れたものであれば特に限定されるものではない。例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛等が挙げられる。
The
下部電極21を構成する電極薄膜は、スパッタリング法等の公知の方法を利用して形成することができる。例えば、Agを100nm成膜し、その上にITOを20nm成膜する。また成膜した電極薄膜は、フォトリソパターニング等の公知の方法により各画素に対応するようにパターン形成する。尚、パターン形成される下部電極21の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、矩形状(正方形を含む)、円形状等とすることができる。
The electrode thin film constituting the
図1の表示装置1において、下部電極21は、基板10上に設けられる隔壁11によって、発光ユニットごとに区画されている。下部電極21を発光ユニットごと(副画素単位)で区画する隔壁11は、その構成材料が、好ましくは、平坦性に優れる絶縁性材料である。その中でも塗布法等の湿式法による膜の形成が容易であってフォトリソパターニングが適用できる材料がより好ましい。例えば、感光性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料が好適に用いられる。尚、隔壁11は必要に応じて設ければよく、省いてもよい。また隔壁11を設ける場合において、隔壁11を所望の形状にパターン形成することによって得られる画素開口の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、矩形状(正方形を含む)、円形状等とすることができる。具体的には、各画素開口が直径4μmの円形状となるように隔壁11を加工することができる。
In the
下部電極21及び隔壁11上に設けられている白色有機EL層22は、少なくとも発光層(不図示)を有する単層あるいは複数層からなる積層体であり、この積層体を構成する各層は、それぞれ有機化合物からなる層である。尚、図1の表示装置1において、白色有機EL層22は、全ての発光ユニットに共通する層として形成されている。
The white
白色有機EL層22を構成する層としては、発光層(白色発光層)の他に、正孔注入・輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子注入・輸送層等が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、白色有機EL層22が、陽極(下部電極21)側から順に、正孔注入・輸送層、白色発光層、電子注入・輸送層からなる積層体である場合について説明する。
Examples of the layer constituting the white
正孔注入・輸送層は、正孔注入性あるいは正孔輸送性又はその両方の機能を有する有機化合物からなる単層又は複数の層からなる層である。つまり正孔注入・輸送層には、正孔注入層、正孔輸送層はもちろんのこと、正孔注入層と正孔輸送層とからなる積層体も含まれる。また正孔注入・輸送層の構成材料として、公知の材料を用いることができる。 The hole injection / transport layer is a layer composed of a single layer or a plurality of layers made of an organic compound having a function of hole injection or hole transport or both. That is, the hole injection / transport layer includes not only a hole injection layer and a hole transport layer but also a laminate composed of a hole injection layer and a hole transport layer. Moreover, a well-known material can be used as a constituent material of a positive hole injection / transport layer.
正孔注入・輸送層は、真空蒸着法等の公知の方法で成膜・形成することができる。また正孔注入・輸送層の膜厚は、層を構成する材料の正孔注入・輸送能等を考慮して適宜設定される。例えば、正孔注入・輸送層を膜厚150nmで形成することは可能である。 The hole injection / transport layer can be formed and formed by a known method such as vacuum deposition. The film thickness of the hole injection / transport layer is appropriately set in consideration of the hole injection / transport ability of the material constituting the layer. For example, it is possible to form the hole injection / transport layer with a film thickness of 150 nm.
白色発光層は、白色光を発する有機化合物層であり、層内に赤色発光材料、緑色発光材料及び青色発光材料が含まれている。また白色発光層は、単一の層であってもよいし、複数の層を組み合わせた積層体であってもよい。 The white light emitting layer is an organic compound layer that emits white light, and a red light emitting material, a green light emitting material, and a blue light emitting material are included in the layer. Further, the white light emitting layer may be a single layer or a laminate in which a plurality of layers are combined.
白色発光層が複数の層を組み合わせた積層体である場合、層の組み合わせとして、例えば、黄色発光材料を含む層とシアン発光材料を含む層との組合せ、オレンジ発光材料を含む層とシアン発光材料を含む層との組合せ、黄色発光材料を含む層と青色発光材料を含む層との組合せ等が挙げられる。本実施形態では、黄色発光材料を含む層とシアン発光材料を含む層との積層体を形成する場合について説明する。係る場合では、具体的には、真空蒸着法により、まずシアン発光材料を含む層を膜厚10nmで成膜し、その上に黄色発光材料を含む層を膜厚10nmで成膜する。 When the white light emitting layer is a laminated body in which a plurality of layers are combined, the combination of layers is, for example, a combination of a layer containing a yellow light emitting material and a layer containing a cyan light emitting material, a layer containing an orange light emitting material and a cyan light emitting material And a combination of a layer containing a yellow light emitting material and a layer containing a blue light emitting material. In this embodiment, a case where a stacked body of a layer containing a yellow light emitting material and a layer containing a cyan light emitting material is formed will be described. In such a case, specifically, a layer containing a cyan light emitting material is first formed with a film thickness of 10 nm by a vacuum deposition method, and a layer containing a yellow light emitting material is formed thereon with a film thickness of 10 nm.
電子注入・輸送層は、電子注入性あるいは電子輸送性又はその両方の機能を有する有機化合物からなる単層又は複数の層からなる層である。つまり電子注入・輸送層は、電子注入層、電子輸送層はもちろんのこと、電子注入層と電子輸送層とからなる積層体も含まれる。また電子注入・輸送層の構成材料として、公知の材料を用いることができる。 The electron injection / transport layer is a layer composed of a single layer or a plurality of layers made of an organic compound having the functions of electron injection and / or electron transport. That is, the electron injection / transport layer includes not only the electron injection layer and the electron transport layer, but also a laminate composed of the electron injection layer and the electron transport layer. Moreover, a well-known material can be used as a constituent material of an electron injection / transport layer.
本実施形態では、白色発光層上に、電子輸送層及び電子注入層をこの順に積層する場合について説明する。係る場合、具体的には、白色発光層上に、電子輸送層を膜厚10nmで、次いで電子注入層を膜厚80nmで、それぞれ真空蒸着法により形成する。 In the present embodiment, a case where an electron transport layer and an electron injection layer are laminated in this order on a white light emitting layer will be described. In such a case, specifically, the electron transport layer is formed with a thickness of 10 nm, and then the electron injection layer is formed with a thickness of 80 nm on the white light-emitting layer by vacuum deposition.
白色有機EL層22上に形成される上部電極23(陰極)は、白色有機EL層22と同様に、全ての発光ユニットに共通する層として形成されている。トップエミッション型の有機EL表示装置では、白色有機EL層22上に形成される上部電極23は、白色発光層から取り出された光を素子の外部へ取り出すことができるように、透過率の高い導電性材料から構成される。即ち、上部電極23は、光取り出し電極である。尚、本発明において、透過率が高いとは、可視光の透過率が80%以上であることをいう。
Similar to the white
上部電極23は、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛等の透明導電材料を膜厚10nm乃至1000nm程度で形成した透明導電膜が好適に使用される。また、Ag、Au、Al等の金属材料を10nm乃至30nm程度で形成した半反射性と半透過性とを兼ね備える電極薄膜も好適に使用される。尚、本発明において、半反射性と半透過性とを兼ね備えるとは、素子内部で発光した光の一部を反射し、一部を透過する性質を意味するものである。また半反射性とは、具体的には、可視光に対する反射率が20%〜80%であることをいうものである。本実施形態では、例えば、スパッタリング法によりITOを膜厚1000nmで成膜し上部電極23を形成することは可能である。
As the
白色発光素子20上に設けられる保護膜30(第一保護膜)は、空気中の酸素や水分及びカラーフィルタ40を形成する際に行われるフォトリソプロセスから白色発光素子20を保護するために形成される。保護膜30の構成材料は、光透過性を有する絶縁材料である。具体的には、SiN、SiON、SiO2、Al2O3等の絶縁膜が挙げられる。また保護膜30は、CVD法等の公知の方法により形成される。尚、保護膜30は、少なくとも各発光ユニットの発光領域においては、膜厚を均一にして形成するのが望ましい。本実施例では、CVD法により、SiNを膜厚2μmで成膜する。
The protective film 30 (first protective film) provided on the white
保護膜30(第一保護膜)上には、カラーレジストからなるカラーフィルタ40が形成されている。図1の表示装置1では、三種類の発光ユニット(赤色発光ユニット2R、緑色発光ユニット2G、青色発光ユニット2B)がそれぞれ出射する光の色に対応するカラーフィルタが設けられている。具体的には、赤色カラーフィルタ40R、緑色カラーフィルタ40G、青色カラーフィルタ40Bがそれぞれ設けられている。各色のカラーフィルタは、成膜(コーティング)及び加工(パターニング)を繰り返すことにより、各色の発光ユニットに対応する位置に作製することができる。
A
本実施形態では、図1に示されるように、青色カラーフィルタ40Bの膜厚(dB)が他のカラーフィルタ(40R、40G)よりも薄く設定されている。カラーレジストからなるカラーフィルタ40は、その厚みが増せば増すほど白色発光素子から出力される光を色純度が高い状態で透過することができるが、同時にフィルタ自体の透過率が低下する。このため各カラーフィルタの光の透過率を考慮して、取り出す光の波長に応じてカラーフィルタ40の膜厚を適宜調整する必要がある。従って、本実施形態では、青色カラーフィルタを透過した光の輝度が他のカラーフィルタ(赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ)よりも低いことを考慮して、輝度バランスを保つために青色カラーフィルタ40Bの膜厚を薄く設定している。具体的には、青色カラーフィルタ40Bの膜厚dB、赤色カラーフィルタ40Rの膜厚dR及び緑色カラーフィルタ40Gの膜厚dGは、それぞれ1μm、2μm、2μmに設定する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the film thickness (d B ) of the
カラーフィルタ40を形成した後、このカラーフィルタ40上に、レンズ部材52(マイクロレンズ)を有する第二保護膜50を形成する。本実施形態において、第二保護膜50は、オーバーコート層51と、レンズ部材52とがこの順に積層してなる部材である。
After the
オーバーコート層51は、カラーフィルタ40上を被覆して保護すると共に、各カラーフィルタ(40R、40G、40B)間の段差や隙間を埋めて表面を滑らかにするために設けられる部材である。オーバーコート層51は、例えば、アクリル樹脂等の透明な樹脂により形成される。尚、各発光ユニットの集光率を考慮して、オーバーコート層51は、なるべく薄く形成するのが好ましい。本実施形態では、例えば、アクリル樹脂を膜厚200nmで成膜(コーティング)する。
The
オーバーコート層51上に形成されるレンズ部材52(マイクロレンズ)は、アレイ状かつ半球状に形成される部材である。マイクロレンズの構成材料は、透過性を有する材料であれば特に限定されるものではない。例えばSiN、SiON,SiO2、Al2O3等の無機酸化物透明膜又はアクリル、エポキシ、フェノール樹脂等の樹脂膜で形成する。ここでマイクロレンズは、下記(1)乃至(6)に示される作製方法のうちのいずれかによって作製することができる。
(1)フォトリソプロセス等によってパターニングされた樹脂層を熱処理し、リフローによって当該樹脂層をマイクロレンズ形状に変形させる方法。
(2)光硬化型樹脂層を膜厚を均一にして形成した後、面内方向に分布を持った光で露光し、この露光された樹脂層を現像することによってマイクロレンズを形成する方法。
(3)無機材料からなる透明薄膜を膜厚を均一にして形成した後、当該透明薄膜をフォトリソプロセスによってマイクロレンズ形状に加工する方法。
(4)イオンビーム、電子ビーム、レーザー等を照射して、膜厚を均一にして形成された無機材料からなる透明薄膜又は樹脂層の表面をマイクロレンズ形状に加工する方法。
(5)各画素に適量の樹脂を滴下して自己整合的にマイクロレンズを形成する方法。
(6)有機発光素子が形成された基板とは別個に、マイクロレンズが予め形成された樹脂シートを用意し、両者をアライメントした後、貼り合せることによりマイクロレンズを形成する方法。
The lens member 52 (microlens) formed on the
(1) A method in which a resin layer patterned by a photolithography process or the like is heat-treated, and the resin layer is deformed into a microlens shape by reflow.
(2) A method of forming a microlens by forming a photocurable resin layer with a uniform film thickness, then exposing it to light having a distribution in the in-plane direction, and developing the exposed resin layer.
(3) A method of forming a transparent thin film made of an inorganic material with a uniform film thickness and then processing the transparent thin film into a microlens shape by a photolithography process.
(4) A method of processing the surface of a transparent thin film or resin layer made of an inorganic material formed with a uniform film thickness by irradiation with an ion beam, electron beam, laser, or the like into a microlens shape.
(5) A method of forming a microlens in a self-aligning manner by dropping an appropriate amount of resin on each pixel.
(6) A method of forming a microlens by preparing a resin sheet in which microlenses are formed in advance separately from the substrate on which the organic light emitting element is formed, aligning the two, and then bonding them together.
本実施形態では、(2)の手法を用いてマイクロレンズをアレイ状かつ半球状に形成する。具体的には、まずポジ型レジストを膜厚5μmで均一にコーティングした後、グレースケールマスクによる階調露光を行い、現像することによってマイクロレンズを形成する。この際、青発光ユニット2B内に設けられるレンズ部材52Bの形状を、他の発光ユニット(2R、2G)内に設けられるレンズ部材52R、52Gの形状と異なるようにグレースケールマスクを設計する。具体的には、下記(i)及び(ii)が満たされるようにする。
(i)各レンズ部材(52B、52G、52R)の頂点の高さを揃える
(ii)青発光ユニット2B内に設けられるレンズ部材52Bの曲率半径を他の発光ユニット内に設けられるレンズ部材(52G、52R)の曲率半径よりも小さくなるようにする
より具体的には、各レンズ部材の大きさを下記表1に示される様に設定する。ただし下記表1に示されるものはあくまでも具体例の一つであって、本発明はこれに限定されるものではない。
In this embodiment, the microlens is formed in an array and a hemisphere using the method (2). Specifically, first, a positive resist is uniformly coated with a film thickness of 5 μm, and then gradation exposure using a gray scale mask is performed and development is performed to form a microlens. At this time, the gray scale mask is designed so that the shape of the
(I) Align the height of the apex of each lens member (52B, 52G, 52R) (ii) The curvature radius of the
尚、レンズ部材52上には、その表面を保護する目的で熱可塑性エポキシ樹脂フィルム等の保護部材をさらに設けてもよい。
A protective member such as a thermoplastic epoxy resin film may be further provided on the
本実施形態にて作製された表示装置において、装置の外観は、周期的なスジ状のコントラストが認められず、美観に優れているものである。また全ての画素を点灯させて白色表示した場合において、基板に対して垂直方向(視野角0°)に対して30°の地点(視野角30°)における色ずれは、L*u*v*表色系においてΔu’v’=0.015である。
In the display device manufactured in the present embodiment, the appearance of the device is excellent in aesthetic appearance without periodic streak-like contrast. In addition, when all pixels are turned on and displayed in white, the color shift at a
[比較例1]
一方、各発光ユニット(2B、2G、2R)にそれぞれ含まれるレンズ部材(52B、52G、52R)の形状を統一した場合では、周期的なスジ状のコントラストが表示装置の外観に認められた。これは、基板10に対するレンズ部材(52B、52G、52R)の高さが異なることに因むものである。また、白色表示した場合において、基板に対して垂直方向(視野角0°)に対して30°の地点(視野角30°)における色ずれは、Δu’v’=0.056である。
[Comparative Example 1]
On the other hand, when the shapes of the lens members (52B, 52G, 52R) included in each light emitting unit (2B, 2G, 2R) were unified, periodic streak-like contrast was recognized in the appearance of the display device. This is because the height of the lens members (52B, 52G, 52R) with respect to the
以上のように、本実施形態における表示装置は、上述した比較例1の表示装置と比べて、外観の美観に優れ、視野角変化に伴う色ずれが抑制される表示装置である。 As described above, the display device according to the present embodiment is a display device that is superior in appearance appearance and suppresses color misregistration accompanying a change in viewing angle as compared with the display device of Comparative Example 1 described above.
(第二の実施形態)
図2は、本発明の表示装置における第二の実施形態を示す断面概略図である。尚、図1の表示装置1に含まれている部材と同一の部材については、同じ符号が付けられている。図2の表示装置3は、図1の表示装置1と比較して、各発光ユニット(2B、2G、2R)内に設けられるレンズ部材(52B、52G、52R)の曲率半径が同じである点で図1の表示装置1と異なる。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the display device of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the member same as the member contained in the
一方で、図2の表示装置3は、図1の表示装置1と同様に、基板10に対するレンズ部材(52B、52G、52R)の頂点の高さがそろっている。これは、カラーフィルタの膜厚が薄い青発光ユニット2B内に設けられるレンズ部材52Bの厚さ(肉厚)を他の発光ユニット内に設けられるレンズ部材(52G、52R)の厚さよりも厚くしているからである。つまり、図2の表示装置3は、レンズ部材(52B、52G、52R)の厚さ(肉厚)によって基板10に対するレンズ部材(52B、52G、52R)の頂点の高さを調節している。
On the other hand, the
本実施形態においては、具体的には、各発光ユニット(2B、2G、2R)内に設けられるレンズ部材(52B、52G、52R)について、レンズの直径を7μm、曲率半径を8μmとする。また図2に示されるように、基板10に対する各レンズ部材(52B、52G、52R)の頂点の高さが揃うように各レンズ部材をそれぞれ形成する。ところで本実施形態においては、第一の実施形態と同様に、青色カラーフィルタ40Bの膜厚dB、赤色カラーフィルタ40Rの膜厚dR及び緑色カラーフィルタ40Gの膜厚dGは、それぞれ1μm、2μm、2μmと設定されている。このため青発光ユニット2B内に設けられるレンズ部材52Bの厚さ(肉厚)は、他の発光ユニット内に設けられるレンズ部材の厚さ(肉厚)よりも1μm多めに設定されている。
Specifically, in the present embodiment, the lens member (52B, 52G, 52R) provided in each light emitting unit (2B, 2G, 2R) has a lens diameter of 7 μm and a curvature radius of 8 μm. Further, as shown in FIG. 2, the lens members are formed so that the heights of the vertexes of the lens members (52B, 52G, 52R) with respect to the
図2にて示される本実施形態にて作製された表示装置3において、装置の外観には、周期的なスジ状のコントラストは認められず、美観に優れたものである。また全ての画素を点灯させて白色表示した場合において、基板に対して垂直方向(視野角0°)に対して30°の地点(視野角30°)における色ずれは、L*u*v*表色系においてΔu’v’=0.010である。
In the
(第三の実施形態)
図3は、本発明の表示装置における第三の実施形態を示す断面概略図である。尚、図1の表示装置1に含まれている部材と同一の部材については、同じ符号が付けられている。図3の表示装置4は、図1の表示装置1と比較して、カラーフィルタ(40B、40G、40R)の膜厚及びレンズ部材(52B、52G、52R)の曲率半径が各発光ユニット(2B、2G、2R)ごとに異なる点で図1の表示装置1と異なる。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a third embodiment of the display device of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the member same as the member contained in the
ここで図3の表示装置4において、カラーフィルタ(40B、40G、40R)の膜厚及びレンズ部材(52B、52G、52R)の曲率半径は、例えば、下記表2に示されるように設定されている。ただし下記表2に示されるものはあくまでも具体例の一つであって、本発明はこれに限定されるものではない。 Here, in the display device 4 of FIG. 3, the film thickness of the color filter (40B, 40G, 40R) and the radius of curvature of the lens member (52B, 52G, 52R) are set as shown in Table 2 below, for example. Yes. However, what is shown in Table 2 below is only one specific example, and the present invention is not limited to this.
表2に示されるように、緑発光ユニット2G内に設けられるカラーフィルタ40Gの膜厚を赤発光ユニット2R内に設けられるカラーフィルタ40Rの膜厚よりも薄く設定するのは、緑色の透過率を高め発光輝度を上げるためである。
As shown in Table 2, setting the film thickness of the
図3にて示される本実施形態にて作製された表示装置4において、装置の外観には、周期的なスジ状のコントラストは認められず、美観に優れたものである。また全ての画素を点灯させて白色表示した場合において、基板に対して垂直方向(視野角0°)に対して30°の地点(視野角30°)における色ずれは、L*u*v*表色系においてΔu’v’=0.013である。
In the display device 4 manufactured in the present embodiment shown in FIG. 3, no periodic streak-like contrast is recognized in the appearance of the device, which is excellent in aesthetics. In addition, when all pixels are turned on and displayed in white, the color shift at a
以上に説明した本発明の表示装置において、レンズ部材52の形状は、半球状でもよいし、蒲鉾型と称することができる半円筒状であってもよい。レンズ部材52の形状が半円筒状(蒲鉾型)である場合には、上下又は左右方向の何れかにおいて特に集光機能を有する。尚、レンズ部材52の形状が半円筒状(蒲鉾型)である場合には、この半円筒状のレンズ部材52の長さ方向の端部は半球型でもよいし、端面が基板10に対して垂直に形成されていても良い。
In the display device of the present invention described above, the
ところで本発明において、レンズの曲率半径、レンズ自体の厚み(肉厚)等を制御しながらレンズ部材52を形成する方法として、グレースケールマスクの設計をカラーフィルタの色によって変えることで行う方法を説明した。ただし、同じマスクを用いて、各発光ユニットごとに露光条件、エッチング条件を変える等の、他の方法を用いてマイクロレンズの形状を制御してもよい。
By the way, in the present invention, as a method of forming the
本発明の表示装置は、高輝度による視認性の向上が重要なモバイル用途、例えばデジタルカメラの背面モニタ、携帯電話用ディスプレイ等として利用することができる。また、同じ輝度でも低消費電力が期待されるので、照明等の屋内での利用も有用である。 The display device of the present invention can be used for mobile applications where it is important to improve visibility due to high brightness, for example, a rear monitor of a digital camera, a display for a mobile phone, and the like. Moreover, since low power consumption is expected even at the same luminance, it is also useful for indoor use such as lighting.
1(3、4):表示装置(有機EL表示装置)、10:基板、11:隔壁、20:白色発光素子、21:下部電極、22:白色有機EL層、23:上部電極、30:保護層(第一保護膜)、40(40R、40G、40B):カラーフィルタ、50:第二保護膜、51:オーバーコート層、52:レンズ部材(マイクロレンズ) 1 (3, 4): display device (organic EL display device), 10: substrate, 11: partition, 20: white light emitting element, 21: lower electrode, 22: white organic EL layer, 23: upper electrode, 30: protection Layer (first protective film), 40 (40R, 40G, 40B): color filter, 50: second protective film, 51: overcoat layer, 52: lens member (microlens)
Claims (5)
前記白色発光素子を被覆するように設けられた第一保護膜と、
前記第一保護膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられレンズ部材を含む第二保護膜と、を備える複数の発光ユニットが配置された表示装置であって、
前記第一保護膜及び前記第二保護膜が、前記複数の発光ユニットに共通する層であり、
前記複数の発光ユニットが、少なくとも第一カラーフィルタを有する第一発光ユニットと、前記第一カラーフィルタよりも膜厚の薄い第二カラーフィルタを有する第二発光ユニットと、を含んでおり、
前記第一発光ユニットと前記第二発光ユニットとにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状が、各発光ユニットに設けられるカラーフィルタの膜厚に応じてそれぞれ異なっていることを特徴とする、表示装置。 A white light emitting element disposed on a substrate;
A first protective film provided to cover the white light emitting element;
A color filter provided on the first protective film;
A second protective film provided on the color filter and including a lens member, and a display device in which a plurality of light emitting units are disposed,
The first protective film and the second protective film are layers common to the plurality of light emitting units,
The plurality of light emitting units includes a first light emitting unit having at least a first color filter, and a second light emitting unit having a second color filter having a thinner film thickness than the first color filter,
The display device, wherein the shape of the lens member included in each of the first light emitting unit and the second light emitting unit is different depending on the film thickness of the color filter provided in each light emitting unit.
前記白色発光素子を被覆するように設けられた第一保護膜と、
前記第一保護膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられレンズ部材を含む第二保護膜と、を備える複数の発光ユニットが配置された表示装置であって、
前記第一保護膜及び前記第二保護膜が、前記複数の発光ユニットに共通する層であり、
前記複数の発光ユニットが、少なくとも第一カラーフィルタを有する第一発光ユニットと、第二カラーフィルタを有する第二発光ユニットと、第三カラーフィルタを有する第三発光ユニットと、を含んでおり、
少なくとも前記第一発光ユニット、前記第二発光ユニット又は前記第三発光ユニットが有するカラーフィルタの膜厚が、他の発光ユニットが有するカラーフィルタの膜厚と異なり、
前記第一発光ユニットと前記第二発光ユニットと前記第三発光ユニットとにそれぞれ含まれるレンズ部材の形状が、各発光ユニットに設けられるカラーフィルタの膜厚に応じてそれぞれ異なっていることを特徴とする、表示装置。 A white light emitting element disposed on a substrate;
A first protective film provided to cover the white light emitting element;
A color filter provided on the first protective film;
A second protective film provided on the color filter and including a lens member, and a display device in which a plurality of light emitting units are disposed,
The first protective film and the second protective film are layers common to the plurality of light emitting units,
The plurality of light emitting units includes at least a first light emitting unit having a first color filter, a second light emitting unit having a second color filter, and a third light emitting unit having a third color filter,
The film thickness of the color filter that at least the first light emitting unit, the second light emitting unit, or the third light emitting unit has is different from the film thickness of the color filter that the other light emitting units have,
The shape of the lens member included in each of the first light emitting unit, the second light emitting unit, and the third light emitting unit is different depending on the film thickness of a color filter provided in each light emitting unit. Display device.
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