JP2014127441A - 表示装置、表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents

表示装置、表示装置の製造方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】発光素子が設けられる基板と該基板に対向する基板との間における画素間での発光の混入を防ぐ。
【解決手段】第1の基板上に配設された複数の発光素子と、上記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、上記第1の基板と上記第1の基板に対向する第2の基板との間で上記各発光素子の発光を上記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材とを含む表示装置が提供される。
【選択図】図5

Description

本開示は、表示装置、表示装置の製造方法および電子機器に関し、特に、発光素子を備える表示装置に関する。
例えば有機EL(Electro Luminescence)、無機ELなどの発光素子を用いたトップエミッション型の表示装置では、発光素子が配設される素子基板と、素子基板に対向する封止基板とが設けられ、発光素子の発光は透明な封止基板を透過して観察される。例えば発光素子が白色発光である場合には、各発光素子からの発光が封止基板に設けられたカラーフィルタを通過することによって各画素の色の光として観察される。また、発光素子が赤、緑、青など各画素の色で発光する場合も、色純度の向上のためにカラーフィルタが使用される場合がある。
上記の封止基板(カラーフィルタ基板ともいう)には、コントラストを向上させるため、各画素領域の境界にあたる位置にブラックマトリクスと呼ばれる遮光部材が設けられる。ブラックマトリクスに関する技術は、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1の技術では、カラーフィルタの透過領域とブラックマトリクスの領域との境界で生じる光の回折現象を抑制するために、透過領域に光学的濃度の勾配が設けられる。
特開2010−008861号公報
ところが、ブラックマトリクスが設けられる封止基板と素子基板とは、別々に用意されて接着されるため、これらの基板の間にはある程度の距離が生じる。その上、発光素子からの発光は、主発光方向(すなわち、素子基板に対して垂直な方向)以外にも向かうため、素子基板と封止基板との間の部分で、ある画素の発光素子からの発光が隣接する他の画素に混入してしまう場合があった。
そこで、本開示では、発光素子が設けられる基板と該基板に対向する基板との間における画素間での発光の混入を防ぐことが可能な、新規かつ改良された表示装置、表示装置の製造方法および電子機器を提案する。
本開示によれば、第1の基板上に配設された複数の発光素子と、上記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、上記第1の基板と上記第1の基板に対向する第2の基板との間で上記各発光素子の発光を上記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材とを含む表示装置が提供される。
また、本開示によれば、第1の基板上に配設される複数の発光素子のそれぞれに対応する画素領域の境界部分に配置され、上記第1の基板と上記第1の基板に対向する第2の基板との間で上記各発光素子の発光を上記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材を上記第2の基板に設置する工程と、上記第2の基板と、上記複数の発光素子が配設された上記第1の基板とを接合する工程とを含む、表示装置の製造方法が提供される。
また、本開示によれば、第1の基板上に配設された複数の発光素子と、上記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、上記第1の基板と上記第1の基板に対向する第2の基板との間で上記各発光素子の発光を上記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材とを含む表示装置を有する電子機器が提供される。
第1の基板と第2の基板との間で発光素子の発光を導光するガイド部材が設けられることによって、基板の間にある程度の距離が生じる場合であっても、主発光方向以外に向かう発光素子の発光が隣接する他の画素に混入することが防止される。
以上説明したように本開示によれば、発光素子が設けられる基板と該基板に対向する基板との間における画素間での発光の混入を防ぐことができる。
本開示の関連技術に係る表示装置の構成の例を示す図である。 有機ELディスプレイに設けられる画素駆動回路の構成例を示す図である。 有機ELディスプレイにおける表示領域の平面構成の例を示す図である。 図3のI−I断面図によって表示領域の断面構成の例を示す図である。 本開示の第1の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。 図5に示す表示領域の平面構成の例を示す図である。 本開示の第1の実施形態に係る表示装置の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。 本開示の第1の実施形態に係る電子機器の構成を示す概略的なブロック図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 図11Aに示した表示装置の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。 図11Aに示した例の代替的な構成例を示す図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第1の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第2の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。 本開示の第2の実施形態に係る表示装置の第1の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。 本開示の第2の実施形態に係る表示装置の第2の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。 本開示の第2の実施形態の変形例について説明するための図である。 本開示の第3の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。 本開示の第3の実施形態に係る表示装置の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。 本開示の第3の実施形態の変形例について説明するための図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.関連技術の説明
2.第1の実施形態
2−1.表示装置の構成
2−2.表示装置の製造方法
2−3.電子機器への適用
2−4.変形例
3.第2の実施形態
3−1.表示装置の構成
3−2.表示装置の製造方法
3−3.変形例
4.第3の実施形態
4−1.表示装置の構成
4−2.表示装置の製造方法
4−3.変形例
5.補足
(1.関連技術の説明)
本開示の実施形態のよりよい理解のために、まず、図1〜図4を参照して関連する技術について説明する。
(全体構成)
図1は、本開示の関連技術に係る表示装置の構成の例を示す図である。本開示の関連技術に係る表示装置は、有機ELディスプレイ10である。
図1を参照すると、有機ELディスプレイ10は、素子基板20上に、赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、および青色発光素子32Bがマトリクス状に配列された表示領域30を有する。一組の赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、および青色発光素子32Bによって、画素32が構成される。表示領域30の周辺には、映像表示用のドライバとして、信号線駆動回路40および走査線駆動回路50が設けられる。
また、表示領域30には、赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、および青色発光素子32Bにそれぞれ接続される画素駆動回路60が設けられる。この画素駆動回路60の構成について、以下で図2を参照してさらに説明する。
(画素駆動回路の構成)
図2は、有機ELディスプレイ10に設けられる画素駆動回路60の構成例を示す図である。本実施形態において、画素駆動回路60は、後述する発光素子の下部電極の仮想に形成されるアクティブ型の駆動回路である。
図2を参照すると、画素駆動回路60には、駆動トランジスタTr1および書き込みトランジスタTr2が設けられ、駆動トランジスタTr1と書き込みトランジスタTr2との間にはキャパシタCsが接続される。赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、または青色発光素子32Bは、第1の電源ラインVccと第2の電源ラインGNDとの間で駆動トランジスタTr1に直列に接続される。
ここで、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)である。TFTの構造としては、例えば逆スタガ構造(ボトムゲート型)、またはスタガ構造(トップゲート型)など、各種の構造が用いられうる。
また、画素駆動回路60では、列方向の信号線40Aと行方向の走査線50Aとが、それぞれ複数配列される。信号線40Aと走査線50Aとの交点は、それぞれが赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、または青色発光素子32Bのいずれかに対応する。それぞれの信号線40Aは上記の信号線駆動回路40に接続され、信号線駆動回路40は信号線40A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を供給する。同様に、それぞれの走査線50Aは上記の走査線駆動回路50に接続され、走査線駆動回路50は走査線50A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を順次供給する。
(表示領域の構成)
図3は、有機ELディスプレイ10における表示領域30の平面構成の例を示す図である。図4は、図3のI−I断面図によって表示領域30の断面構成の例を示す図である。図3に示すように、表示領域30には、赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、および青色発光素子32Bがマトリクス状に配列される。一組の赤色発光素子32R、緑色発光素子32G、および青色発光素子32Bは、画素32を構成する。
図4に示すように、有機ELディスプレイ10の表示領域30では、素子基板20と封止基板23とが接着層26を介して貼り合わされている。素子基板20上には複数の発光素子21が配設され、発光素子21は保護層22によって覆われている。一方、封止基板23側にはカラーフィルタ24(赤色カラーフィルタ24R、緑色カラーフィルタ24G、および青色カラーフィルタ24B)が配設され、各色のカラーフィルタ24の境界部分にはブラックマトリクス25が設けられる。接着層26は、保護層22とカラーフィルタ24との間に位置する。以下、それぞれの構成要素について説明する。
素子基板20は、平坦面を有する支持体である。素子基板20としては、例えば金属箔、または樹脂製のフィルムやシートなどが用いられる。有機ELディスプレイ10は、封止基板23側から発光素子の光を取り出すトップエミッション型の表示装置であるため、素子基板20は必ずしも透明でなくてよい。図示していないが、素子基板20上には、上記で図2を参照して説明した画素駆動回路60が形成されるTFT層や、TFT層の表面を平坦化するための平坦化膜などが設けられうる。
発光素子21は、所定の波長範囲に少なくとも1つのピーク波長を有する発光材料に電圧を印加することによって、例えば白色、赤色、緑色、または青色などに発光する。発光素子21は、発光材料層と、発光材料層に電圧を印加するための下部電極および上部電極とを含む。下部電極は、例えばアルミニウム合金などで形成され、素子基板20上に形成された画素駆動回路に接続される。上部電極は、例えばIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明電極材料で形成される。発光材料層の上下には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などが積層されうる。なお、図では各発光素子が独立して形成されているが、下部電極と発光材料層以外の層については、各発光素子に共通して形成されてもよい。
保護層22は、例えば無機アモルファス系の絶縁性材料で形成され、発光素子21を覆って素子基板20上の全面に形成される。保護層22は、例えば絶縁性や非透水性などを有することによって、発光素子21を保護する。なお、保護層22は必ずしも設けられなくてもよく、発光素子21(上部電極)の上に接着層26が位置してもよい。
封止基板23(透明基板)は、ガラスなどで形成され、表示領域30に形成された積層構造を封止する。封止基板23上の、各発光素子21に対応する画素領域には、各画素の色のカラーフィルタ24(赤色カラーフィルタ24R、緑色カラーフィルタ24G、および青色カラーフィルタ24B)が配設される。また、各色のカラーフィルタの境界部分にはブラックマトリクス25が設けられる。
ここで、ブラックマトリクス25は、各色のカラーフィルタ24の境界領域を遮光し、表示される画像のコントラストを向上させる。ブラックマトリクス25は、例えばチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステンなどの遮光性の金属、または炭素などの黒色顔料を含んだ樹脂の膜によって形成される。上記の金属よりも可視光の反射率は低いものの、アルミニウムや銅などを用いることも可能である。また、金属層は、例えば上記の各材料の積層膜として形成されてもよい。ブラックマトリクス25の厚さは、図示されているようにカラーフィルタ24よりも薄いか、カラーフィルタ24と同程度である。
接着層26は、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂などによって形成され、素子基板20と封止基板23との間に介在してこれらの基板を接着する。
上記のような有機ELディスプレイ10では、素子基板20と封止基板23とが別々に提供されて接着されるため、これらの基板の間にはある程度の距離、具体的には少なくとも接着層26の厚さ分の距離が生じる。ここで、発光素子21から放出された光は、主発光方向、つまり素子基板20に対して垂直な方向だけではなく、図示されているように素子基板20に対して斜めの方向にも向かう。接着層26は光を透過するため、斜めの方向に放出された光は画素領域の境界を越え、隣接する他の画素領域に混入してしまう。本来の画素の光ではない光が混入すると、当然ながら画素によって表示される画像の画質は低下する。
そこで、以下に説明する本開示のいくつかの実施形態では、上記のような画素間での発光の混入を防ぐための構成を提案する。なお、以下で説明する実施形態は、全体構成、画素駆動回路の構成、および表示領域の平面構成については、上記の関連技術と同様の構成とすることが可能であるため、詳細な説明を省略する。また、表示領域の断面構成についても、上記の関連技術と同様である部分については共通の符号を付することによって、詳細な説明を省略する場合がある。
(2.第1の実施形態)
まず、本開示の第1の実施形態について説明する。
(2−1.表示装置の構成)
図5は、本開示の第1の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。本実施形態に係る表示装置は、有機ELディスプレイ100である。
有機ELディスプレイ100の表示領域では、素子基板20と封止基板23とが接着層26を介して貼り合わされている。素子基板20上には複数の発光素子21が配設され、発光素子21は保護層22によって覆われている。一方、封止基板23側にはカラーフィルタ24(赤色カラーフィルタ24R、緑色カラーフィルタ24G、および青色カラーフィルタ24B)が配設される。
さらに、各色のカラーフィルタ24の境界部分には、ガイド部材110が設けられる。ガイド部材110は、一方ではカラーフィルタ24を貫通して封止基板23の表面に当接しており、他方では接着層26を貫通して素子基板20上の保護層22に当接している。ガイド部材110は、例えば上述したブラックマトリクス25と同様に金属または樹脂の膜などによって形成される遮光性の部材である。
かかるガイド部材110が封止基板23と素子基板20との間、より詳しくはカラーフィルタ24と保護層22との間の接着層26の領域に存在することによって、発光素子21から放出された光が、主発光方向に導光される。つまり、発光素子21から放出されて、素子基板20に対して斜めの方向に向かった光も、ガイド部材110の表面で反射することによって、結果的に主発光方向、すなわち素子基板20に対して垂直な方向に向かい、隣接する他の画素領域に混入することが防止される。
ここで、図示された例において、ガイド部材110の断面は、素子基板20側に向かって開いたテーパ形状を有する。これによって、発光素子21による発光をより多く集光し、封止基板23の所定の領域(画素領域)に導光することができる。封止基板23側でのガイド部材110の領域は、例えば上述のブラックマトリクス25と同様の領域であってもよい。ガイド部材110は、上記のように遮光性の部材であるため、発光を導光するとともに封止基板23側ではブラックマトリクスとしても機能する。あるいは、ガイド部材110とは別にブラックマトリクスが設けられてもよい。
図6は、図5に示す表示領域の平面構成の例を示す図である。図6を参照すると、ガイド部材110は、各色のカラーフィルタ24、つまり各色の画素領域を囲むように配置されている。このような配置によって、各画素領域の全域で、隣接する他の画素領域からの発光の混入を防ぐことができる。なお、本開示の実施形態において、ガイド部材110は必ずしも各画素領域の全周を囲む必要はない。例えば、図示された例のようなストライプ型の画素配置の場合、各画素領域の長辺側に限ってガイド部材110を配置し、短辺側については通常のブラックマトリクスを配置してもよい。これは、長辺側の方が画素の間隔が狭く、発光の混入の影響が大きいと考えられるためである。
(2−2.表示装置の製造方法)
図7は、本開示の第1の実施形態に係る表示装置の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。図7を参照すると、まず封止基板23上にガイド部材110が形成される。ガイド部材110は、例えば材料を封止基板23上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。なお、ガイド部材110とは別にブラックマトリクスが設けられる場合は、ガイド部材110の形成よりも前にブラックマトリクスが形成されうる。ブラックマトリクスも、例えば材料を封止基板23上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。なお、当業者には明らかであるように、本明細書において塗布によって形成されると説明されているガイド部材およびブラックマトリクスは、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)やスパッタ法など公知の他の工程によって形成することも可能である。また、カラーフィルタは、一般的には塗布のほか印刷などによって形成されうる。
次に、ガイド部材110によって囲まれた領域(上記のように、必ずしも全周が囲まれていなくてもよい)の中に、各色のカラーフィルタ24が形成される。カラーフィルタ24は、例えばインクジェット法によって形成されうる。ガイド部材110はカラーフィルタ24よりも厚いため、この時点でガイド部材110がカラーフィルタ24の間から突出した状態になる。
一方で、素子基板20上に発光素子21および保護層22が形成されたものが別途用意され、これらの2つの基板(基板上に形成された部材を含む)は接着層26を介して接合される。このとき、カラーフィルタ24の間から突出したガイド部材110は、接着層26を貫通し、保護層22に当接する。その後、接着層26を硬化させることによって、有機ELディスプレイ100が完成する。なお、図示された例では、素子基板20側に接着層26が塗布されているが、接着層26は封止基板23側に塗布されてもよい。
(2−3.電子機器への適用)
次に、図8を参照して、本開示の第1の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の構成について説明する。図8は、本開示の第1の実施形態に係る電子機器の構成を示す概略的なブロック図である。
図8を参照すると、電子機器1000は、有機ELディスプレイ100、制御回路500、操作部600、記憶部700、および通信部800を含む。電子機器1000は、例えば、テレビジョン、携帯電話(スマートフォン)、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータなど、表示部として有機ELディスプレイ100を有する何らかの機器である。
制御回路500は、例えばCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)などによって構成され、電子機器1000の各部を制御する。有機ELディスプレイ100も、この制御回路500によって制御される。
操作部600は、例えばタッチパッド、ボタン、キーボード、またはマウスなどによって構成され、電子機器1000に対するユーザの操作入力を受け付ける。制御回路500は、操作部600が取得した操作入力に従って電子機器1000を制御する。
記憶部700は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスクなどによって構成され、電子機器1000が機能するために必要な各種のデータを格納する。制御回路500は、記憶部700に格納されたプログラムを読み出して実行することによって動作してもよい。
通信部800は、付加的に設けられる。通信部800は、有線または無線のネットワーク900に接続される通信インターフェースであり、例えばモデムやポート、またはアンテナなどによって構成される。制御回路500は、通信部800を介して、ネットワーク900からデータを受信し、またネットワーク900にデータを送信する。
上記で説明した有機ELディスプレイ100だけではなく、これを有する電子機器1000もまた、本開示の実施形態に含まれる。
(2−4.変形例)
以上で説明した本開示の第1の実施形態の変形例について、図9〜図14を参照して説明する。なお、製造方法や電子機器への適用については、上記で説明した本実施形態の構成を各変形例にも適用することが可能である。
図9は、テーパ形状を有さないストレートな断面形状を有するガイド部材112を有する有機ELディスプレイ102の例を示す図である。ガイド部材112の平面領域は、封止基板23から保護層22までほぼ同一である。この場合、上記の図5の例と比べて、集光される発光はいくらか少なくなるものの、ガイド部材112の断面形状が単純になることによって、ガイド部材112を形成するときの加工が容易になりうる。
図10は、断面が封止基板23側に向かって開いたテーパ形状を有するガイド部材114を有する有機ELディスプレイ104の例を示す図である。ガイド部材114の断面は、図5の例に示したガイド部材110とは逆向きのテーパ形状を有する。この場合、集光される発光は少なくなるものの、ガイド部材114の表面で反射した光がより広い範囲に分散することで、表示される画像を視認可能な角度範囲が広くなる。つまり、有機ELディスプレイ100がより広い指向性をもつようになる。
図11A〜図11Cは、素子基板20と封止基板23とが接着層26を介さずに接合される有機ELディスプレイ106の例を示す図である。図11Aに示した例の場合、ガイド部材110の間、つまりカラーフィルタ24と保護層22との間にあたる空間に透明絶縁膜27が形成され、ガイド部材110と透明絶縁膜27とによって形成される面が、保護層22に直接接合される。接着層26が介在しないことによって、例えば加熱や紫外線の照射を伴う接着層26の硬化の工程による他の部材への影響を防ぐことができうる。なお、ガイド部材110は、上記の図9および図10の例に示したガイド部材112またはガイド部材114によって代替されてもよい。
図11Bは、図11Aに示した有機ELディスプレイの製造方法の各工程での状態を示す図である。図11Bを参照すると、封止基板23上にガイド部材110が形成され、ガイド部材110によって囲まれた領域に各色のカラーフィルタ24が形成された後(これらの工程については、図7に示した製造方法と同様であるため詳細な説明は省略する)、ガイド部材110の間に透明絶縁膜27が形成される。さらに、ガイド部材110と透明絶縁膜27とによって形成される面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)で研磨するなどして平滑化した上で、この面と対向する素子基板20の保護層22の面と直接接合する。直接接合には、例えば表面活性化接合が用いられる。表面活性化接合では、それぞれの面をプラズマエッチング、ウェットエッチング、またはイオンビームエッチングによって活性化した後に、これらの面を接合する。
図11Cは、図11Aに示した有機ELディスプレイ106の代替的な構成例を示す図である。この例において、透明絶縁膜27は、ガイド部材110の間に形成されるとともに、素子基板20側に位置するガイド部材110の端面を覆う。従って、素子基板20の保護層22に対向する封止基板23側の面は、透明絶縁膜27によって形成される。このような構成は、例えば、ガイド部材110の端面が露出していると直接結合のための表面活性化が困難である場合に有効である。
図12は、ガイド部材110が接着層26に貫入する有機ELディスプレイ108の例を示す図である。有機ELディスプレイ108では、ガイド部材110が接着層26を貫通せず、保護層22には接さない。従って、素子基板20と封止基板23とを接合するにあたって、ガイド部材110の厚さとは関係なく素子基板20と封止基板23との間隔を設定することができる。例えば、ガイド部材110の厚さが均一でなかったとしても、基板間の間隔を均一に保つことができる。また、保護層22または発光素子21の表面がガイド部材110に接さないため、この面を平滑化しなくてよく、例えば凹凸がある状態のまま接着層26を塗布してもよい。
図13は、テーパ形状を有さないストレートな断面形状を有するガイド部材112が接着層26に貫入する有機ELディスプレイ120の例を示す図である。有機ELディスプレイ120では、ガイド部材112が接着層26を貫通せず、保護層22には接さない。図から明らかなように、この変形例は、上記の図9に示した例と図12に示した例とを組み合わせたものである。従って、効果としても、これらの例と同様の効果が得られる。
図14は、断面が封止基板23側に向かって開いたテーパ形状を有するガイド部材114が接着層26に貫入する有機ELディスプレイ122の例を示す図である。有機ELディスプレイ122では、ガイド部材114が接着層26を貫通せず、保護層22には接さない。図から明らかなように、この変形例は、上記の図10に示した例と図12に示した例とを組み合わせたものである。従って、効果としても、これらの例と同様の効果が得られる。
以上、本実施形態の変形例について説明した。なお、上記の説明では、いずれもカラーフィルタ24が設けられる有機ELディスプレイの例について説明したが、カラーフィルタ24は必ずしも設けられなくてもよい。上述のように、発光素子21が画素を構成する各色で発光する場合、色純度の向上のためにカラーフィルタ24を設ける場合もあるが、設けなくてもよい場合もある。また、カラーフィルタ24が、画素を構成する色の一部に限って設けられる場合もある。本実施形態では、ガイド部材110が封止基板23上に設けられるため、カラーフィルタ24の有無はガイド部材110の構造に影響しない。
(3.第2の実施形態)
次に、本開示の第2の実施形態について説明する。なお、電子機器への適用については、上記の第1の実施形態と同様の構成とすることが可能であるため、重複した説明を省略する。
(3−1.表示装置の構成)
図15は、本開示の第2の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。本実施形態に係る表示装置は、有機ELディスプレイ200である。
有機ELディスプレイ200の表示領域では、素子基板20と封止基板23とが接着層26を介して貼り合わされている。素子基板20上には複数の発光素子21が配設され、発光素子21は保護層22によって覆われている。一方、封止基板23側にはカラーフィルタ24(赤色カラーフィルタ24R、緑色カラーフィルタ24G、および青色カラーフィルタ24B)が配設される。
さらに、各色のカラーフィルタ24の境界部分には、ガイド部材210が設けられる。ガイド部材210は、一方ではカラーフィルタ24の素子基板20側の表面に当接しており、他方では接着層26を貫通して素子基板20上の保護層22に当接している。つまり、ガイド部材210は、ちょうどカラーフィルタ24と保護層22との間に挟まれるような形で形成されている。ガイド部材210は、例えば上述したブラックマトリクス25と同様に樹脂または金属の膜などによって形成される遮光性の部材である。
本実施形態におけるガイド部材210は、各色のカラーフィルタ24の間には設けられない。従って、カラーフィルタ24の部分における画素間での光の混入は、ガイド部材210によっては防止されない。しかしながら、保護層22とカラーフィルタ24との間の領域では、発光素子21から放出された光がガイド部材210によって主発光方向に導光されるため、有機ELディスプレイ200の全体としては、画素間での光の混入を十分に防止することができる。また、本実施形態では、後述するようにカラーフィルタ24がガイド部材210よりも先に形成されるため、カラーフィルタ24の形成方法の自由度が高いという利点もある。
ここで、図示された例において、ガイド部材210の断面は、素子基板20側に向かって開いたテーパ形状を有する。これによって、発光素子21による発光をより多く集光し、封止基板23の所定の領域(画素領域)に導光することができる。封止基板23側でのガイド部材210の領域は、例えば上述のブラックマトリクス25と同様の領域であってもよい。本実施形態でも、ガイド部材210は、画素領域の境界部分に設けられる遮光部材であるため、ブラックマトリクスとしても機能しうる。しかし、例えばブラックマトリクスの機能をさらに強化するために、カラーフィルタ24の封止基板23側に、図4の例に示したようなブラックマトリクスを別途設けてもよい。
(3−2.表示装置の製造方法)
図16は、本開示の第2の実施形態に係る表示装置の第1の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。図16を参照すると、まず封止基板23上にカラーフィルタ24が形成される。カラーフィルタ24は、例えば各色のカラーレジストを封止基板23上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。あるいは、カラーフィルタ24は、インクジェット法によって形成されてもよい。次に、各色のカラーフィルタ24の境界部分に、ガイド部材210を形成する。ガイド部材210は、例えば材料をカラーフィルタ24または後述する保護層の上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。
ここで、ガイド部材210の形成の工程によってカラーフィルタ24へのダメージが懸念される場合には、カラーフィルタ24の表面に図示しない保護層を形成し、その上にガイド部材210を形成してもよい。また、各色のカラーフィルタ24は、分光特性上、異なる厚さで形成される場合があり、また形成の工程によっても境界部分に段差が生じうる。カラーフィルタ24の境界部分の段差が大きい場合も、カラーフィルタ24の表面に図示しない保護層を形成し、その保護層の表面をCMPで研磨するなどして平滑化した上で、ガイド部材210を形成してもよい。あるいは、段差のある表面にガイド部材210の材料を塗布した時点で、その表面をCMPで研磨するなどして平滑化してもよい。保護層は、例えば無機アモルファス系の絶縁性材料(二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化炭化ケイ素など)を用いて、塗布またはCVDなどの工程によって形成される。
次に、素子基板20上に発光素子21および保護層22が形成されたものが別途用意され、2つの基板(基板上に形成された部材を含む)が接着層26を介して接合される。このとき、カラーフィルタ24の表面から突出したガイド部材210は、接着層26を貫通し、保護層22に当接する。その後、接着層26を硬化させることによって、有機ELディスプレイ200が完成する。なお、図示された例では、素子基板20側に接着層26が塗布されているが、接着層26は封止基板23側に塗布されてもよい。
図17は、本開示の第2の実施形態に係る表示装置の第2の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。図17を参照すると、まず、素子基板20上に発光素子21および保護層22が形成されたものの上に、ガイド部材210を形成する。ガイド部材210は、例えば材料を保護層22上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。図16の例と同様に、保護層22の表面の凹凸が大きい場合には、保護層22の表面をCMPで研磨するなどして平滑化するか、ガイド部材210の材料を塗布した時点でその表面をCMPで研磨するなどして平滑化してもよい。
次に、封止基板23上に各色のカラーフィルタ24が形成されたものが別途用意され、これらの2つの基板(基板上に形成された部材を含む)が接着層26を介して接合される。このとき、保護層22の表面から突出したガイド部材210は、接着層26を貫通し、カラーフィルタ24の境界部分に当接する。カラーフィルタ24の境界部分の段差が大きい場合には、カラーフィルタ24の表面に図示しない保護層を形成し保護層の表面を平滑化した上でガイド部材210を当接させることが望ましい。
その後、接着層26を硬化させることによって、有機ELディスプレイ200が完成する。なお、図示された例では、封止基板23側に接着層26が塗布されているが、接着層26は素子基板20側に塗布されてもよい。
(3−3.変形例)
以上で説明した本開示の第2の実施形態の変形例について、図18を参照して説明する。なお、製造方法については、上記で説明した本実施形態の構成を各変形例にも適用することが可能である。
図18は、ガイド部材210が接着層26に貫入する有機ELディスプレイ202の例を示す図である。有機ELディスプレイ202では、ガイド部材210が接着層26を貫通せず、保護層22には接さない。従って、素子基板20と封止基板23とを接合するにあたって、ガイド部材210の厚さと関係なく素子基板20と封止基板23との間隔を設定することができる。例えば、ガイド部材210の厚さが均一でなかったとしても、基板間の間隔を均一に保つことができる。また、保護層22または発光素子21の表面がガイド部材210に接さないため、この面を平滑化しなくてよく、例えば凹凸がある状態のまま接着層26を塗布してもよい。
なお、図示は省略するが、本実施形態においても、上記の第1の実施形態と同様に、ガイド部材がテーパ形状を有さないストレートな断面形状を有する変形例、およびガイド部材の断面が封止基板23側に向かって開いたテーパ形状を有する変形例が、上記の図15の例、および図18の例の両方について可能である。また、図15の例については、素子基板20と封止基板23とが接着層26を介さずに接合される変形例も可能である。
(4.第3の実施形態)
次に、本開示の第3の実施形態について説明する。なお、電子機器への適用については、上記の第1の実施形態と同様の構成とすることが可能であるため、重複した説明を省略する。
(4−1.表示装置の構成)
図19は、本開示の第3の実施形態に係る表示装置における表示領域の断面構成の例を示す図である。本実施形態に係る表示装置は、有機ELディスプレイ300である。
有機ELディスプレイ300の表示領域では、素子基板20と封止基板320とが接着層26を介して貼り合わされている。素子基板20上には複数の発光素子21が配設され、発光素子21は保護層22によって覆われている。一方、封止基板320側にはカラーフィルタ24(赤色カラーフィルタ24R、緑色カラーフィルタ24G、および青色カラーフィルタ24B)が配設される。
さらに、各色のカラーフィルタ24の境界部分には、ガイド部材310が設けられる。ガイド部材310は、一方ではカラーフィルタ24を貫通して封止基板320に刻設された溝320gに貫入しており、他方では接着層26を貫通して素子基板20上の保護層22に当接している。ガイド部材310は、例えば上述したブラックマトリクス25と同様に金属または樹脂の膜などによって形成される遮光性の部材である。
ここで、封止基板320は、上記の封止基板23と同様に、ガラスなどで形成され、表示領域に形成された積層構造を封止する基板であるが、加工によってガイド部材310が貫入する溝320gが刻設される点で封止基板23とは異なる。
本実施形態におけるガイド部材310は、接着層26から各色のカラーフィルタ24の間を貫通して、封止基板320の内部にまで設けられる。従って、上記の第1の実施例のガイド部材110よりもさらに広い領域で、発光素子21から放出された光を主発光方向に導光し、画素間での光の混入をさらに効果的に防止することができる。ただし、ガラスなどで形成される封止基板320に溝320gを刻設する工程は、必ずしも容易ではない。従って、本実施形態と、例えば上記の第1および第2の実施形態のような他の実施形態とは、得られる効果と工程の難易度とを考慮して適宜使い分けられうる。
ここで、図示された例において、ガイド部材310の断面は、素子基板20側に向かって開いたテーパ形状を有する。これによって、発光素子21による発光をより多く集光し、封止基板320の所定の領域(画素領域)に導光することができる。なお、図示された例では、ガイド部材310の両端部までテーパ形状が続いているが、例えば、ガイド部材310の断面形状は、封止基板320に貫入する部分でテーパ形状からストレートな矩形状に切り替わってもよい。これによって、封止基板320の溝320gの断面も矩形状でよくなり、溝320gの加工がいくらか容易になる。封止基板320側でのガイド部材310の領域は、例えば上述のブラックマトリクス25と同様の領域であってもよい。ガイド部材310は、上記のように遮光性の部材であるため、発光を導光するとともに封止基板320側ではブラックマトリクスとしても機能しうる。
(4−2.表示装置の製造方法)
図20は、本開示の第3の実施形態に係る表示装置の製造方法の各工程での表示装置の状態を示す図である。図20を参照すると、まず封止基板320に、溝320gが刻設される。溝320gは、例えばエッチングや機械的な加工によって形成される。次に、封止基板320上の溝320gに対応する領域にガイド部材310が形成される。ガイド部材310は、例えば材料を封止基板320上に塗布した後、フォトリソグラフィを利用してパターニングすることによって形成されうる。このとき、溝320gが形成されていることにより、塗布された材料の表面に大きな段差が発生するような場合には、材料の表面をCMPで研磨するなどして平滑化してもよい。
次に、ガイド部材310によって囲まれた領域(第1の実施形態と同様に、必ずしも全周が囲まれていなくてもよい。ガイド部材310が設けられない画素領域の境界部分には、ブラックマトリクスが設けられうる)の中に、各色のカラーフィルタ24が形成される。カラーフィルタ24は、例えばインクジェット法によって形成されうる。ガイド部材310はカラーフィルタ24よりも厚いため、この時点ではガイド部材310がカラーフィルタ24の間から突出した状態になる。
次に、素子基板20上に発光素子21および保護層22が形成されたものが別途用意され、2つの基板(基板上に形成された部材を含む)が接着層26を介して接合される。このとき、カラーフィルタ24の間から突出したガイド部材310は、接着層26を貫通し、保護層22に当接する。その後、接着層26を硬化させることによって、有機ELディスプレイ300が完成する。なお、図示された例では、素子基板20側に接着層26が塗布されているが、接着層26は封止基板320側に塗布されてもよい。
(4−3.変形例)
以上で説明した本開示の第3の実施形態の変形例について、図21を参照して説明する。なお、製造方法については、上記で説明した本実施形態の構成を各変形例にも適用することが可能である。
図21は、ガイド部材310が接着層26に貫入する有機ELディスプレイ302の例を示す図である。有機ELディスプレイ302では、ガイド部材310が接着層26を貫通せず、保護層22には接さない。従って、素子基板20と封止基板320とを接合するにあたって、ガイド部材310の厚さと関係なく素子基板20と封止基板320との間隔を設定することができる。例えば、ガイド部材310の厚さが均一でなかったとしても、基板間の間隔を均一に保つことができる。また、保護層22または発光素子21の表面がガイド部材310に接さないため、この面を平滑化しなくてよく、例えば凹凸がある状態のまま接着層26を塗布してもよい。
なお、図示は省略するが、本実施形態においても、上記の第1の実施形態と同様に、ガイド部材がテーパ形状を有さないストレートな断面形状を有する変形例、およびガイド部材の断面が封止基板320側に向かって開いたテーパ形状を有する変形例が、上記の図19の例、および図21の例の両方について可能である。また、図19の例については、素子基板20と封止基板320とが接着層26を介さずに接合される変形例も可能である。
(5.補足)
上記の実施形態の説明では、表示装置が有機ELディスプレイであるものについて例として説明したが、本開示の実施形態はかかる例には限定されない。発光素子を有する表示装置であれば、例えば無機ELディスプレイなど、各種の表示装置に本開示の実施形態が適用可能である。
また、図示していないが、ブラックマトリクスを囲うようにして、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化炭化ケイ素などで形成される絶縁膜が設けられてもよい。この絶縁膜は、例えば、ブラックマトリクスとカラーフィルタとの間に設けられてもよく、ブラックマトリクスと絶縁膜との間に設けられてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)第1の基板上に配設された複数の発光素子と、
前記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材と
を備える表示装置。
(2)前記第2の基板上で前記画素領域に配設されるカラーフィルタをさらに備え、
前記ガイド部材は、少なくとも前記カラーフィルタと前記第1の基板との間で前記発光を導光する、前記(1)に記載の表示装置。
(3)前記ガイド部材は、前記カラーフィルタを貫通して前記第2の基板の表面に当接する、前記(2)に記載の表示装置。
(4)前記ガイド部材は、前記カラーフィルタの前記第1の基板側の表面に当接する、前記(2)に記載の表示装置。
(5)前記ガイド部材は、前記カラーフィルタを貫通して前記第2の基板に貫入する、前記(2)に記載の表示装置。
(6)前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層をさらに備え、
前記ガイド部材は、前記保護層に当接する、前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(7)前記保護層と前記第2の基板との間に介在する接着層をさらに備え、
前記ガイド部材は、前記接着層を貫通する、前記(6)に記載の表示装置。
(8)前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層と、
前記保護層と前記第2の基板との間に介在する接着層とをさらに備え、
前記ガイド部材は、前記接着層に貫入する、前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(9)前記ガイド部材の断面は、前記第1の基板側に向かって開いたテーパ形状を有する、前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の表示装置。
(10)前記ガイド部材の断面は、前記第2の基板側に向かって開いたテーパ形状を有する、前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の表示装置。
(11)第1の基板上に配設される複数の発光素子のそれぞれに対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材を、前記第1の基板上または前記第2の基板上に設置する工程と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程と
を含む、表示装置の製造方法。
(12)前記第2の基板上で前記画素領域にカラーフィルタを配設する工程をさらに含む、前記(11)に記載の表示装置の製造方法。
(13)前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
前記ガイド部材を設置する工程は、前記カラーフィルタを配設する工程よりも前に実行される、前記(12)に記載の表示装置の製造方法。
(14)前記第2の基板に前記ガイド部材が貫入する溝を刻設する工程をさらに含む、前記(13)に記載の表示装置の製造方法。
(15)前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
前記ガイド部材を設置する工程は、前記カラーフィルタを配設する工程よりも後に実行される、前記(12)に記載の表示装置の製造方法。
(16)前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記ガイド部材が前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層に当接する、前記(11)〜(15)のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
(17)前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記第1の基板と前記第2の基板とが接着層を介して接合され、前記ガイド部材が前記接着層を貫通する、前記(16)に記載の表示装置の製造方法。
(18)前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記第1の基板と前記第2の基板とが接着層を介して接合され、前記ガイド部材が前記接着層に部分的に貫入する、前記(11)〜(15)のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
(19)第1の基板上に配設された複数の発光素子と、
前記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材と
を含む表示装置
を備える電子機器。
20 素子基板
21 発光素子
22 保護層
23,320 封止基板
24 カラーフィルタ
26 接着層
100,200,300 有機ELディスプレイ
110,210,310 ガイド部材
320g 溝
1000 電子機器

Claims (19)

  1. 第1の基板上に配設された複数の発光素子と、
    前記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材と
    を備える表示装置。
  2. 前記第2の基板上で前記画素領域に配設されるカラーフィルタをさらに備え、
    前記ガイド部材は、少なくとも前記カラーフィルタと前記第1の基板との間で前記発光を導光する、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記ガイド部材は、前記カラーフィルタを貫通して前記第2の基板の表面に当接する、請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記ガイド部材は、前記カラーフィルタの前記第1の基板側の表面に当接する、請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記ガイド部材は、前記カラーフィルタを貫通して前記第2の基板に貫入する、請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層をさらに備え、
    前記ガイド部材は、前記保護層に当接する、請求項1に記載の表示装置。
  7. 前記保護層と前記第2の基板との間に介在する接着層をさらに備え、
    前記ガイド部材は、前記接着層を貫通する、請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層と、
    前記保護層と前記第2の基板との間に介在する接着層とをさらに備え、
    前記ガイド部材は、前記接着層に貫入する、請求項1に記載の表示装置。
  9. 前記ガイド部材の断面は、前記第1の基板側に向かって開いたテーパ形状を有する、請求項1に記載の表示装置。
  10. 前記ガイド部材の断面は、前記第2の基板側に向かって開いたテーパ形状を有する、請求項1に記載の表示装置。
  11. 第1の基板上に配設される複数の発光素子のそれぞれに対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材を、前記第1の基板上または前記第2の基板上に設置する工程と、
    前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程と
    を含む、表示装置の製造方法。
  12. 前記第2の基板上で前記画素領域にカラーフィルタを配設する工程をさらに含む、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
  13. 前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
    前記ガイド部材を設置する工程は、前記カラーフィルタを配設する工程よりも前に実行される、請求項12に記載の表示装置の製造方法。
  14. 前記第2の基板に前記ガイド部材が貫入する溝を刻設する工程をさらに含む、請求項13に記載の表示装置の製造方法。
  15. 前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
    前記ガイド部材を設置する工程は、前記カラーフィルタを配設する工程よりも後に実行される、請求項12に記載の表示装置の製造方法。
  16. 前記ガイド部材は前記第2の基板上に設置され、
    前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記ガイド部材が前記第1の基板上に設けられる前記複数の発光素子の保護層に当接する、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
  17. 前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記第1の基板と前記第2の基板とが接着層を介して接合され、前記ガイド部材が前記接着層を貫通する、請求項16に記載の表示装置の製造方法。
  18. 前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程では、前記第1の基板と前記第2の基板とが接着層を介して接合され、前記ガイド部材が前記接着層に部分的に貫入する、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
  19. 第1の基板上に配設された複数の発光素子と、
    前記各発光素子に対応する画素領域の境界部分に配置され、前記第1の基板と前記第1の基板に対向する第2の基板との間で前記各発光素子の発光を前記各発光素子の主発光方向に導光するガイド部材と
    を含む表示装置
    を備える電子機器。
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