JP2015050059A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子で発光した光の利用効率を向上させつつ、視野角特性の改善を図ることを目的とする。【解決手段】発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層と該カラーフィルタ層上のオーバーコート層が設けられたカラーフィルタ基板とを備えた表示装置において、画素の配列に対応して設けられる第１の遮光層と離間して画素により近い側に該第１の遮光層よりも幅広の第２の遮光層を設けることで、隣接する画素へ漏れ出る斜め方向の出射光を第２の遮光層へ入射させ、その入射光の光路長を実質的に長くすることで、第２の遮光層で十分に吸収ないし減衰させ、画素の開口率を極力低下させずに視野角特性の改善を図る。【選択図】図３

Description

本発明の一実施形態は表示装置に関し、例えば有機エレクトロルミネセンス素子のような発光素子を用いたトップエミッション型の表示装置に適用して有効な技術に関する。

有機エレクトロルミネセンス素子のような発光素子の発光を制御する薄膜トランジスタを画素に備えた表示装置が開発されている。この表示装置を画素における光の出射方向でみると、薄膜トランジスタが形成された基板側に光を出射するボトムエミッション方式と、画素の上方に光を出射するトップエミッション方式に大別される。このうちトップエミッション方式は、ボトムエミッション方式と比較して、画素の開口率を上げやすい点が有利とされている。

画素の構成として、白色光を放射する発光素子を用いる場合には、光の出射側に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応したカラーフィルタを設けてカラー表示を行うようにされている。トップエミッション方式では、カラーフィルタを発光素子の上に直接形成するのではなく、発光素子が形成された基板と対向するようにカラーフィルタが設けられた基板が重ねられている。カラーフィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色域の光を透過するカラーフィルタ層を有し、該カラーフィルタ層の各色の境界には、混色を防止するために遮光層が設けられている。

図１０（Ａ）は、このような表示装置の一例であり、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。表示装置１０は、下基板１２上に絶縁層１４を介して画素電極１６、有機エレクトロルミネセンス層（以下、「有機ＥＬ層」ともいう。）２０、上部電極２２が積層されて発光素子２４が形成されている。バンク層１８は画素電極１４の周縁部を覆うように設けられている。上基板３０には、画素電極１４の境界領域に対応して遮光層３２が設けられており、その上にカラーフィルタ層３４とオーバーコート層３６が設けられている。

発光素子２４において、有機ＥＬ層２０で発光した光は立体角で表すと４πの全ての方向に広がる。有機ＥＬ層２０から略垂直方向へ進む光は、カラーフィルタ層３４を通って上基板３０から出射される（経路ａ）。有機ＥＬ層２０から遮光層３２のある方向へ進む光は、遮光層３２で吸収され外部へ出射されることはない（経路ｂ）。一方、有機ＥＬ層２０から斜め方向への出射した光は、隣接画素への漏れ光となる（経路ｃ）。この隣接画素へ漏れ出た光は、自画素と異なる色のカラーフィルタ層を透過することで混色が発生し、表示特性に影響を及ぼす。この隣接画素への漏れ光を遮光するために、遮光層３２の幅Ｗを拡大すると、光を透過することのできる開口部の面積が縮小してしまい、発光素子で発光した光の利用効率が低下することになる。

カラーフィルタ層の輪郭を囲むように設けられる遮光層は、回折格子のような作用をするため、画素を高精細化のため小さくすると、隣接するカラーフィルタ層を通過した光が回折して混色するという問題も発生する。このため、画素のサイズを縮小した場合でも、隣接するカラーフィルタを通過した光の回折による混色を抑えるために、カラーフィルタ層の下層側に設けた遮光層と接する幅広の半透過層を設けた表示装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−２０９２０１号公報

特許文献１で開示された表示装置は、遮光層と、該遮光層より幅が広い半透過層とを直接積層した構造で隣接画素への漏れ光を低減するように構成されている。しかし遮光層と半透過層は、その上層部にカラーフィルタ層が存在するため、発光素子から距離が遠く離れてしまう。このため半透過層の幅を遮光層よりもかなり広げないと、斜め方向の出射光を十分に吸収することができないという問題が生じる。半透過層の幅を広げると、自画素で発光して垂直方向へ出射される光が、半透過層で吸収されることになり、光の利用効率が大幅に低下してしまう。

このような問題に鑑み、本発明の一実施形態は、発光素子で発光した光の利用効率を向上させつつ、視野角特性の改善を図ることを目的とする。

上記課題を解決するために、画素の配列に対応して設けられる第１の遮光層と離間して、画素により近い側に該第１の遮光層よりも透過率の高い幅広の第２の遮光層を設けることを要旨とする。すなわち、自画素の発光素子が出射する光のうち、隣接画素へ向かう斜め出射光を、当該画素になるべく近接させて設けた半透過の第２の遮光層によって吸収することで、画素で発光した光の利用効率を高め、また、視野角特性の改善を図るようにする。

本発明の一実施形態による表示装置は、発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、カラーフィルタ基板は、画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層と、カラーフィルタ層を挟んで第１の遮光層と重なるように設けられ透過率が第１の遮光層よりも高く透光性の支持基板よりも低い第２の遮光層とを有し、第２の遮光層は第１の遮光層の幅よりも広く、かつ、第１の遮光層よりも画素側に設けられている。

この表示装置によれば、第１の遮光層よりも幅広の第２の遮光層を画素側に設けることで、自画素から隣接画素に向かう斜め方向の出射光に対し、第２の遮光層を通過する際の光学距離を長くできるので、当該斜め方向の出射光を十分減衰させることができる。

本発明の一実施形態による表示装置は、発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層から見て支持基板側に画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層と、カラーフィルタ層を挟んで第１の遮光層と重なるようにカラーフィルタ層から見て支持基板とは反対側に設けられ透過率が第１の遮光層よりも高く透光性の支持基板よりも低い第２の遮光層とを有し、第２の遮光層は第１の遮光層の幅よりも広くなるように設けられている。

この表示装置によれば、第１の遮光層よりも幅広の第２の遮光層を、カラーフィルタ層を挟んで設けることで、該第２の遮光層を少なくともカラーフィルタ層の厚さ分だけ画素に近接させることができ、自画素から隣接画素に向かう斜め方向の出射光に対し、第２の遮光層を通過する際の光学距離を長くできるので、当該斜め方向の出射光を十分減衰させることができる。

本発明の一実施形態による表示装置は、発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層の下層側に画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層を有し、素子基板は、発光素子の上層側に設けられた封止層と、該封止層上であって画素が配列する境界領域に対応して設けられ透過率が第１の遮光層よりも高く透光性の支持基板よりも低い第１の遮光層とを有し、第２の遮光層は第１の遮光層の幅よりも広くなるように設けられている。

この表示装置によれば、第１の遮光層よりも幅広の第２の遮光層を、素子基板の封止層上に設けることで、該第２の遮光層を画素により近接させることができ、自画素から隣接画素に向かう斜め方向の出射光に対し、第２の遮光層を通過する際の光学距離を長くできるので、当該斜め方向の出射光を十分減衰させることができる。

このような表示装置において、第２の遮光層は端部の膜厚が連続的に減少するテーパ形状を有するようにしてもよい。第２の遮光層の端部をテーパ形状とすることで、漏れ光となる斜め方向の出射光を減衰させる効果を維持したまま、自画素の出射光に対しては第２の遮光層を透過する光路長を短くできる。

このような表示装置において、第２の遮光層は、この層の厚さ方向の透過率を２５％〜７０％の範囲内とすることが好ましい。あるいは第１の遮光層は、この層の厚さ方向の光学濃度を３．０以上とすることが好ましい。第２の遮光層の光学的な特性をこのような範囲をすることで、自画素領域においては、発光素子から出射された光を大幅に減衰させることなく透過させ、隣接画素へ漏れ出る斜め出射光に対しては十分に吸収をして、漏れ光の影響を低減することができる。

本発明の一実施形態によれば、第１の遮光層と重なるように設けられた第２の遮光層を発光素子に近くなるように配設することで、発光素子から斜め方向に出射した光を第２の遮光層で効率良く吸収できるので、隣接画素への漏れ光を低減することができる。すなわち、隣接画素へ達するような斜め方向の出射光は、第２の遮光層を透過する光路長が長くなるため、隣接画素の異なる色のカラーフィルタ層に到達するまでに第２の遮光層によって効率的に吸収できる。

このため、自画素への出射光に対しては、第１の遮光層から第２の遮光層が張り出す長さが短くて済むことにより第２の遮光層の影響を減らすことができるため、第１の遮光層のみを同じ幅で設ける場合に比べて光利用効率を高めることができる。これにより、視野角特性の改善と光利用効率の低下の抑制を両立することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する斜視図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する平面図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する、（Ａ）断面図と、（Ｂ）第２の遮光層により斜め方向の出射光を吸収する態様を説明する図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する、（Ａ）断面図と、（Ｂ）第２の遮光層により斜め方向の出射光を吸収する態様を説明する図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する断面図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する、（Ａ）断面図と、（Ｂ）第２の遮光層により斜め方向の出射光を吸収する態様を説明する図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する断面図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する、（Ａ）断面図と、（Ｂ）第２の遮光層により斜め方向の出射光を吸収する態様を説明する図。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を説明する、（Ａ）断面図と、（Ｂ）第２の遮光層により斜め方向の出射光を吸収する態様を説明する図。 表示装置の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する発明の内容について、同一部分または同様な機能を有する部分については同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その場合において特段の事情が無い限り繰り返しの説明は省略する。

［実施の形態１］
（１）表示装置の全体構成
図１は、表示装置１００の構成例を示す。表示装置１００は、素子基板１０２とカラーフィルタ基板１０４とによって構成されている。素子基板１０２には、画素１０８が配列された画素領域１０６、ゲート信号線駆動回路１１０、およびデータ信号線駆動回路１１４が設けられている。ゲート信号線駆動回路１１０から出力される信号はゲート信号線１１２に与えられ、データ信号線駆動回路１１４から出力されるデータ信号はデータ信号線１１６に与えられる。ゲート信号線１１２とデータ信号線１１６は、画素１０８に設けられたトランジスタ１１８と接続されている。画素１０８には、ゲート信号線１１２から選択信号が入力され、データ信号線１１６からデータ信号が入力される選択トランジスタ１１８と、選択トランジスタ１１８からの信号がゲートに入力され、発光素子１２０と電源線１１５の接続を制御する駆動トランジスタ１１９が設けられている。カラーフィルタ基板１０４には、画素１０８に対応する位置にカラーフィルタ１２２が設けられている。画素領域１０６には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの各色の画素１０８（Ｒ画素１０８ｒ、Ｇ画素１０８ｇ、Ｂ画素１０８ｂ）に対応して、カラーフィルタ層１２６（Ｒカラーフィルタ層１２６ｒ、Ｇカラーフィルタ層１２６ｇ、Ｂカラーフィルタ層１２６ｂ）が設けられている。

図１で示す表示装置において、各画素に配設される発光素子の発光色を単色としてモノクロ表示させるようにしてもよいし、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色で発光する発光素子を各画素に配設して、若しくはこれに白色（Ｗ）発光の画素をさらに設けてカラー表示をさせるように構成することもできる。

図２（Ａ）は、カラーフィルタ基板１０４側からみた画素領域１０６の態様を示す。図２（Ａ）は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの各色の画素１０８（Ｒ画素１０８ｒ、Ｇ画素１０８ｇ、Ｂ画素１０８ｂ）がダイアゴナルに配列した例を示す。各色の画素１０８の境界領域には第１の遮光層１２４が設けられている。第２の遮光層１２８は、各色の画素１０８（Ｒ画素１０８ｒ、Ｇ画素１０８ｇ、Ｂ画素１０８ｂ）の輪郭領域を囲むように設けられている。第２の遮光層１２８は第１の遮光層１２４よりも透過率が高い層であり、薄い金属膜若しくは光吸収性の樹脂で形成されている。なお、図２（Ａ）において、画素１０８には白色画素１０８ｗが含まれていてもよい。白色画素１０８ｗにおいては、発光素子１２０に光をそのまま透過させるよういにしてもよいが、他の有色光を出射する画素との関連で、概略白色光ではあるものの特定波長帯域の分光強度が高くなるように、設定されたカラーフィルタ層を設けてもよい。

図２（Ｂ）は、各色の画素１０８（Ｒ画素１０８ｒ、Ｇ画素１０８ｇ、Ｂ画素１０８ｂ）のカラーフィルタ層がストライプ状に設けられるときの画素領域１０６の態様を示す。この場合、同じ列方向には同じ色のカラーフィルタ層が設けられるので、第２の遮光層１２８は、異なる色のカラーフィルタ層が隣接する領域にのみ設けられている。図２（Ｂ）の場合も図２（Ａ）の場合と同様に、白色画素１０８ｗを設けてもよい。

なお、図示はしていないが、デルタ配列やペンタイル配列する画素においても同様に適用することができる。本実施の形態に係る表示装置は、遮光層と半透過層の関系が、画素の配列に関わらず適用可能であるため、以下の説明においては、上記した配列を有する画素領域を含め、それ以外の配列を有するものについても適用でき得るものとして説明する。

図２（Ａ）および（Ｂ）に示すＡ−Ｂ線に対応した画素領域１０６の断面構造を図３に示す。図２（Ａ）と（Ｂ）では、カラーフィルタ層１２６の配列が異なっているが、同図中に示すＡ−Ｂ線に対応する断面構造は共通するので、図３で示す構造はこの両者の場合を示す。

（２）画素領域の構成について
図３（Ａ）は、表示装置における画素領域１０６の断面構造の一例を示し、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。画素領域は、発光素子１２０が設けられた素子基板１０２と、カラーフィルタ層が設けられたカラーフィルタ基板１０４とが対向するように配設され、両基板の間には例えばアクリルなどの有機樹脂材料による充填材１４４が介在している。充填材１４４の厚さは任意であるが、発光素子１２０の上部において１μｍ〜４μｍ、好ましくは２μｍ〜３μｍの厚さとなるように設けることが好ましい。充填材１４４の厚さが薄すぎると表示装置の機械的強度を十分保てなくなり、また厚すぎると画素からの出射光を減衰させてしまうので、上記のような膜厚とすることが好ましい。

（２−１）素子基板について
素子基板１０２の構成は概略以下の通りである。支持基板１３０ａに形成された絶縁層１３２上に画素ごとに画素電極１３４が設けられている。画素電極１３４の周縁部を覆うようにバンク層１３６が設けられている。有機ＥＬ層１３８と上部電極１４０は、画素電極１３４上に設けられ、さらにバンク層１３６にまで延長されていてもよい。上部電極１４０は各画素間で共通の電位が与えられる共通電極であり、複数の画素に連続するように設けられている。上部電極１４０の上層には窒化珪素膜などによる封止層１４２が略全面に設けられている。封止層１４２の厚さは２００ｎｍ〜４０００ｎｍ、好ましくは３００ｎｍ〜３０００ｎｍの厚さで形成することが好ましい。窒化珪素膜は封止層として適しているが、短波長光に対して若干の光吸収性を示す場合があり、前記した膜厚の範囲で形成すれば封止機能を損なうことなく光透過膜として扱うことができる。

発光素子１２０は、画素電極１３４、有機ＥＬ層１３８および上部電極１４０が重なる領域に形成される。発光素子１２０において、画素電極１３４と上部電極１４０は、一方が陽極（正孔を注入する側の電極）となり、他方が陰極（電子を注入する側の電極）としての機能を有する。陽極と陰極は各種導電性材料で形成されるが、通常は陰極に対して陽極の方が仕事関数の高い材料で形成される。

例えば、画素電極１３４を光反射性の電極であって、これを陽極とするには、例えばチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料を適用することが好ましい。これらの金属は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）と比較して反射率が低いため、反射電極としてより反射率を高める構成として、有機ＥＬ層１３８と接する側に仕事関数の高いインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）の層を設け、その下層側に光反射面となるアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）の層を設けた多層構造を適用すると好ましい。

上部電極１４０を陰極とするには、例えばアルミニウム（Ａｌ）に、カルシウム（Ｃａ）またはマグネシウム（Ｍｇ）を、あるいはリチウム（Ｌｉ）等のアルカリ金属を含有する材料を用いて形成すれば良い。そして、上部電極１４０を陰極としつつ、光透過性を有するようにするには、上記の金属層を光が透過し得るように５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚さで形成するか、さらにその上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム・スズ・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電膜を積層させても良い。

一方、画素電極１３４を光反射性の電極であって、これを陰極とするには、上記の如くアルミニウム系または銀（Ａｇ）系の金属材料を用いればよい。また、上部電極１４０を光透過性の電極であって、これを陽極とするには、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム・スズ・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電膜を用いればよい。

有機ＥＬ層１３８は、低分子系または高分子系のいずれの有機材料で形成されていてもよい。例えば低分子系の有機材料を用いる場合には、発光性の有機材料を含む発光層に加え、該発光層を挟むように正孔輸送層や電子輸送層等を含んで構成される。発光素子１２０において白色光を出射するには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光する発光層または発光素子を積層した構造とするか、青（Ｂ）色と黄色（Ｙ）を発光する発光層または発光素子を積層した構造とすればよい。

有機ＥＬ層１３８の厚さは、各層の膜厚を合計しても１００ｎｍから３００ｎｍ程度である。このため、画素電極１３４の端部がそのまま露出していると、有機ＥＬ層１３８がこの端部を十分に被覆できないため、上部電極１４０をこの上に形成すると画素電極１３４と短絡してしまう。バンク層１３６はこのような短絡不良を防止する機能を有しており、画素電極１３４の端部を覆うとともに、有機ＥＬ層１３８がなるべく一様に形成されるように、表面が曲面形状をもつように形成されていることが望ましい。このようなバンク層１３６は二酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）などの無機絶縁性材料、またはアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの有機絶縁性材料によって形成される。例えば、感光性の有機樹脂材料を用いれば、露光時間や現像時間などの適宜調節することにより、上端部が丸みを帯びた形状とすることができる。

（２−２）カラーフィルタ基板について
カラーフィルタ基板１０４に構成は概略以下の通りである。透光性の支持基板１３０ｂ上に、画素電極１３４の境界領域（若しくはバンク層１３６が形成された領域）に対応して、第１の遮光層１２４が設けられている。透光性の支持基板１３０ｂは、発光素子１２０で発光した光が出射される側に配置されるため、少なくとも垂直に入射する可視光帯域の光に対しては、透過率が８０％以上であることが望ましく、例えば８０％〜１００％の透過率を有していることが好ましい。

第１の遮光層１２４上にはカラーフィルタ１２２が設けられている。カラーフィルタ層１２６は画素の各色に対応して透過光波長帯域が異なる複数の層が含まれている（例えば、図３（Ａ）で示すように、赤（Ｒ）カラーフィルタ層１２６ｒ、緑（Ｇ）カラーフィルタ層１２６ｇ、青（Ｂ）カラーフィルタ層１２６ｂ）。カラーフィルタ層１２６は顔料または染料を含む有機樹脂材料で３μｍ程度の厚さで形成される。第１の遮光層１２４は、異なる色のカラーフィルタ層が隣接する部分において、その境界領域と重なるように設けられている。

カラーフィルタ層１２６上にはアクリルなどの光透過性の有機樹脂材料でオーバーコート層１２７が設けられている。オーバーコート層１２７はカラーフィルタ層１２６を保護する目的と表面を平坦化するために２μｍ程度の厚さを有している。オーバーコート層１２７の透過率は、可視光帯域の光の波長に対して７０％より大きいことが望ましく、例えば８０％〜９５％の透過率を有していることが好ましい。なお、オーバーコート層１２７は省略することも可能である。

図３では第２の遮光層１２８が、カラーフィルタ層１２６とオーバーコート層１２７との間に設けられている。第２の遮光層１２８の透過率は、透過率が第１の遮光層１２４よりも高くオーバーコート層１２７よりも低い特性を有した層である。第２の遮光層１２８は、第１の遮光層１２４と重なるように配置されているが、この両者の間にはカラーフィルタ層１２６が介在している。このため画素領域において第２の遮光層１２８は第１の遮光層１２４よりも発光素子１２０に近い位置に設けられている。そして、第２の遮光層１２８の幅は第１の遮光層１２４の幅よりも広くとられている。例えば、図３（Ｂ）で示すように、第１の遮光層１２４の幅をＷとすると、第２の遮光層１２８の幅は、第１の遮光層１２４の幅Ｗに加え、自画素にはみ出す幅Ｘ１と隣接画素にはみ出す幅Ｘ２の合計（Ｗ＋Ｘ１＋Ｘ２）となる。

第１の遮光層１２４はクロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などの金属で光が透過しない程度の厚さ形成される。例えば、第１の遮光層１２４として、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などの金属を２００ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ〜３００ｎｍの厚さで形成する。第１の遮光層１２４の膜厚が薄いと光が透過してしまい遮光層として十分機能できないこととなり、その膜厚が厚すぎるとカラーフィルタに段差ができてしまうので好ましくない。第１の遮光層１２４の透過率は２５％未満とすることが好ましい。

第２の遮光層１２８は、光を透過し得る程度に薄く形成されたクロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などの金属の薄膜、またはチタンブラックやカーボンブラックなどの黒色顔料を含む光吸収性の樹脂材料で形成される。第２の遮光層１２８の膜厚は、光をある程度透過させるために１５０ｎｍ程度の膜厚とすることが好ましいが、下記で示すように光学的特性からそれに適した厚さを設定すればよい。第２の遮光層１２８の透過率は、金属膜の膜厚を変えることにより、若しくは黒色顔料の濃度を変えることにより適宜調整可能であるが、その透過率は第１の遮光層１２４よりも高く、透光性の有機樹脂材料で形成されるオーバーコート層１２７の透過率よりは低くなるようにする。

例えば、第２の遮光層１２８は、この層の厚さ（図３（Ｂ）で示す厚さｄ）方向における可視光帯域の光透過率として２５％〜７０％の光学的特性を有していることが好ましい。第２の遮光層１２８をこのような範囲をすることで、自画素領域においては、発光素子から出射された光を大幅に減衰させることなく透過させ、隣接画素へ漏れ出る斜め出射光に対しては十分に吸収をして、漏れ光の影響を低減することができる。一方、第１の遮光層１２４の特性を、この層の厚さ方向における入射光の減衰率で表すと、光学濃度（ＯＤ値）として３．０以上の値を有していることが好ましい。第１の遮光層１２４をこのような特性値とすることで、入射光を遮断し、遮光性を高めることができる。

（３）遮光層と半透過層について
発光素子１２０の中央領域では、有機ＥＬ層１３８で発光した光のうち、略垂直方向へ出射される光（経路ａ）と、第２の遮光層１２８を透過する光（経路ｂ）は上部電極１４０、封止層１４２、充填材１４４、オーバーコート層１２７、カラーフィルタ層１２６を透過して所定の波長範囲の光が外部に取り出される。一方、発光素子１２０の端部付近では、隣接画素への斜め方向の出射光は封止層１４２、充填材１４４、オーバーコート層１２７を透過した後、光吸収性を有する第２の遮光層１２８を斜め方向から入射する。

隣接画素へ向かって有機ＥＬ層１３８から斜め方向に出射される光のうち、比較的正面方向（カラーフィルタ基板１０４の方向）に近い角度の光は第１の遮光層１２４に到達して遮光される（経路ｃ）。しかし、図３（Ｂ）で示すように、垂直方向に対する角度θが大きい斜め出射光は、仮に第２の遮光層１２８で十分に吸収されないと、隣接画素の異なる色のカラーフィルタ層１２６に達することになるため、意図しない波長範囲の漏れ光となり得る（経路ｄ）。

しかしながら、本実施の形態に係る画素領域の構成では、第２の遮光層１２８を有機ＥＬ層１３８との距離が短くなるように設けているため、隣接画素への漏れ光を十分低減することができる。具体的には、第２の遮光層１２８の膜厚をｄとすると、角度θの方向の出射光が第２の遮光層１２８を透過する光路長Ｌは、Ｌ＝ｄ／ｃｏｓθとなる。例えば、角度θ＝６０度の場合は、Ｌ＝ｄ／ｃｏｓ（６０°）＝２ｄとなる。そして、第２の遮光層１２８は、この層の厚さ方向における透過率を３０％とすれば、角度θ＝６０度方向の透過率は、Ｔ（Ｌ／ｄ）＝０．３２＝０．０９＝９％となるため、９１％の光は透過しないこととなる。すなわち、遮光機能を有する第２の遮光層１２８を、第１の遮光層１２４から分離して、有機ＥＬ層１３８と近接するように設けることで、第１の遮光層１２４の幅を大きくすることなく隣接画素へ漏れ出る光の強度を十分小さくすることができる。これにより、画素の開口率をそれほど小さくすることなく、混色の影響を低減し、視野角特性の改善を図ることができる。

なお、特許文献１で開示されるように、遮光層に幅広の半透過層を直接接して設ける構成では、上記で示す角度θの方向に出射する斜め方向の光を十分に吸収するには、Ｘ１およびＸ２の幅を大きくする必要がある。そうすると半透過層が画素の内側領域に大きくはみ出してくることとなり、その分自画素の出射光は減衰するので実質的な開口率が低下してしまう。

これに対し本実施の形態で示す表示装置では、カラーフィルタ層１２６を挟んで第１の遮光層１２４と第２の遮光層１２８を設け、このうち第２の遮光層１２８を発光素子１２０に近い側に設けている。これにより、有機ＥＬ層１３８から第２の遮光層１２８までの距離が近くなり、斜め方向の出射光は隣接画素に向かう手前の位置から第２の遮光層１２８によって吸収される。このため第２の遮光層１２８が遮光層からはみ出す長さＸ１およびＸ２が短くても斜め方向の出射光を吸収する効果が得られ、視野角特性の改善効果が得られる。

なお、ある程度以上の角度の斜め方向への出射光は、カラーフィルタ基板と空気の界面で両者の屈折率差による全反射で外部には出てこないので、Ｘ１およびＸ２の幅は必要以上に広くとる必要はない。

自画素の出射光のうち半透過層を透過するものは一部が吸収されるが、残りの透過光は自画素の出射光として外部に取り出すことができる。また、Ｘ１およびＸ２が短いことにより遮光層の開口部に占める半透過層の面積も小さいため、半透過層の影響を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制できる。したがって，視野角特性の改善と光利用効率の低下の抑制を両立することができる。

本実施形態で示す表示装置によれば、遮光層と重なるように設けられた半透過層を、発光素子に近くなるように配設することで、発光素子から斜め方向に出射した光を半透過層で吸収できる。それにより隣接画素への漏れ光を低減することができる。すなわち、隣接画素へ達するような斜め方向の出射光は、半透過層を透過する光路長が長くなるため、隣接画素の異なる色のカラーフィルタ層に到達するまでに半透過層によって効率的に吸収できる。このため、光利用効率の低下を抑制しながら混色に起因する視野角特性を改善することが可能となり、表示装置において総合的な画質を改善することができる。

［実施の形態２］
図４（Ａ）は、画素領域において、光吸収性の第２の遮光層１２８をオーバーコート層１２７上に設けた構成を示し、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。第２の遮光層１２８をオーバーコート層１２７上に設けたことにより、有機ＥＬ層１３８から第２の遮光層１２８までの距離をさらに縮めたことの他は実施の形態１と同様である。

第２の遮光層１２８をオーバーコート層１２７上に設けると、自画素から斜め方向へ出射する光（経路ｄ）は、隣接画素へ向かうさらに手前の位置から第２の遮光層１２８によって吸収され始める。このため第２の遮光層１２８が第１の遮光層１２４からはみ出す長さＸ１およびＸ２をさらに短くしても実施例１と同様の視野角特性の改善効果が得られる。さらに、第１の遮光層１２４の開口部に占める第２の遮光層１２８の面積を小さくできるため、第２の遮光層１２８の影響を減らして光の利用効率（自画素における出射光の強度）
をより高めることができる。

（変形例）
図５（Ａ）は、オーバーコート層１２７上に設けた第２の遮光層１２８上にスペーサ１２９を設けた一例を示す。スペーサ１２９の厚さは充填材１４４と同程度か、それよりも薄くなるようにする。すなわち、スペーサ１２９がバンク層１３６と概略重なる領域に設けられるので、スペーサ１２９の厚さは充填材１４４の厚さよりも、バンク層１３６の厚さ分だけ薄く形成することが望ましい。このような厚さのスペーサ１２９を設けることにより、素子基板１０２とカラーフィルタ基板１０４の間隔を均一に保って貼り合わせることができる。この場合において、スペーサ１２９は第２の遮光層１２８の内側領域（第１の遮光層１２４と略重なる領域）に設けることで、画素の開口率が低下するのを防ぐことができる。

素子基板１０２とカラーフィルタ基板１０４をなるべく近接させることで、第２の遮光層１２８と有機ＥＬ層１３８との距離をより短くすることができる。それにより第２の遮光層１２８が第１の遮光層１２４からはみ出す長さＸ１およびＸ２をより短くしても実施の形態１と同様の視野角特性の改善効果が得られる。

図５（Ｂ）は、第２の遮光層１２８の膜厚を中央領域と周辺領域とで異ならせ、中央領域が厚くなるように形成することで、スペーサの機能を兼ね備えた構成としている。このような形状の第２の遮光層１２８は、レジストマスクの形成とエッチングを２回に分けて行うことで作製することができる。またレジストマスクを形成する際に、フォトマスクとしてハーフトーンマスクを用いれば、レジストマクスを作製する工程を削減することができる。

中央部の膜厚が周縁領域に比べて厚い第２の遮光層１２８を設けることで、この厚膜領域へ入射する斜め光の成分はより第２の遮光層１２８で吸収されることになるので、隣接画素への漏れ光をより低減することができる。

［実施の形態３］
図６（Ａ）は、画素領域において、光吸収性の第２の遮光層１２８をオーバーコート層１２７上に設けた構成を示し、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。第２の遮光層１２８をオーバーコート層１２７上に設けたことに加え、第２の遮光層１２８における端部の膜厚が、徐々に減少するようにテーパ形状としたことの他は、実施の形態２と同様である。

自画素から出射する斜め方向の出射光のうち、一定以上の角度θmaxの斜め出射光は透光性の支持基板１３０ｂと空気との界面で両者の屈折率差により全反射するため、外部に出射される光とはならず無視できる。

一方、漏れ光となる角度範囲の斜め方向への出射光（経路ｄ）については、第２の遮光層１２８の端部がテーパ形状を有していても、テーパ角αを（９０°−θmax）以上にすれば、半透過層を斜めに透過する光路長Ｌを実施の形態１または実施の形態２で示すものと同様に確保できる。

このため、隣接画素への斜め方向の出射光を吸収して混色を低減し、視野角特性の改善効果を維持できる。また、自画素への出射光のうち半透過層を透過するものについては、テーパ部では光吸収性を有する半透過層の膜厚ｄ’が通常部よりも小さく、自画素の出射光として半透過層を透過する光路長が短いため、実施の形態２と比べて光吸収が少なくなり、自画素への出射光の利用効率の低下を抑制できる。

（変形例）
図７（Ａ）は、オーバーコート層１２７上に、端部がテーパ形状を有する第２の遮光層１２８を設けた構成であって、当該第２の遮光層１２８に重ねてスペーサ１２９を設けた一例を示す。スペーサ１２９の厚さは充填材１４４の厚さと同程度とし、１μｍ〜４μｍ、好ましくは２μｍ〜３μｍの厚さで設けることが好ましい。スペーサ１２９を設けることにより、素子基板１０２とカラーフィルタ基板１０４の間隔を均一に保って貼り合わせることができる。そして、素子基板１０２とカラーフィルタ基板１０４をなるべく近接させることで、第２の遮光層１２８と有機ＥＬ層１３８との距離をより短くすることができるので、第２の遮光層１２８が第１の遮光層１２４からはみ出す長さＸ１およびＸ２をより短くしても実施の形態１および実施の形態２と同様の視野角特性の改善効果が得られる。

図７（Ｂ）は、第２の遮光層１２８の膜厚を中央領域と周辺領域とで異ならせ、中央領域が厚くなるように形成することで、スペーサの機能を兼ね備えた構成とすることができる。このようなスペーサの機能を兼ね備えた第２の遮光層１２８は図５（Ｂ）の場合と同様に作製することができる。

このような中央部の膜厚が厚い第２の遮光層１２８を設けることで、この厚膜領域へ入射する斜め光の成分はより第２の遮光層１２８で吸収されることになるので、隣接画素への漏れ光をより低減することができる。

［実施の形態４］
図８（Ａ）は、画素領域において、光吸収性の第２の遮光層１２８をカラーフィルタ層１２６上に設けた構成を示し、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。第２の遮光層１２８をカラーフィルタ層１２６上に設けたことの他は、実施の形態３と同様である。

第２の遮光層１２８の端部がテーパ形状を有しており、実施の形態３の場合と同様に隣接画素への斜め方向の出射光を吸収して混色を低減し、視野角特性の改善効果を維持しつつ、実施の形態１と比べて自画素への出射光の利用効率の低下をさらに抑制できる。

［実施の形態５］
本実施の形態は、第２の遮光層１２８をカラーフィルタ基板１０４ではなく素子基板１０２側に設けた一例を示す。図９（Ａ）は、画素領域において、光吸収性の第２の遮光層１２８を素子基板１０２の封止層１４２上に設けた構成を示し、一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を同図（Ｂ）に示す。

第２の遮光層１２８はシャドーマスクを用いて所定のパターンを有する金属層をスパッタリング法で形成すればよい。また、遮光層は金属だけでなく、チタンブラックやカーボンブラックなどの黒色顔料を含む感光性樹脂からなる光吸収性の有機樹脂を用いて形成してもよい。

第２の遮光層１２８を封止層１４２上に設けると、有機ＥＬ層１３８から第２の遮光層１２８までの距離をさらに短くできるため、実施の形態１の視野角特性が得られるとともに、遮光層の開口部に占める半透過層の面積をさらに小さくできるため、半透過層の影響を減らして光利用効率の低下を抑制できる。

１００ 表示装置、１０２ 素子基板、１０４ カラーフィルタ基板、１０６ 画素領域
１０８ 画素、１１０ ゲート信号線駆動回路、１１２ ゲート信号線、１１４ データ信号線駆動回路、１１５ 電源線、１１６ データ信号線、１１８ 選択トランジスタ、１１９ 駆動トランジスタ、１２０ 発光素子、１２２ カラーフィルタ、１２４ 第１の遮光層、１２６ カラーフィルタ層、１２７ オーバーコート層、１２８ 第２の遮光層、１２９ スペーサ、１３０ 支持基板、１３２ 絶縁層、１３４ 画素電極、１３６ バンク層、１３８ 有機ＥＬ層、１４０ 上部電極、１４２ 封止層、１４４ 充填材

Claims (8)

1. 発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、前記画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、
   前記カラーフィルタ基板は、前記画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層と、前記カラーフィルタ層を挟んで前記第１の遮光層と重なるように設けられ、透過率が前記第１の遮光層よりも高く前記透光性の支持基板よりも低い第２の遮光層とを有し、
   前記第２の遮光層は前記第１の遮光層の幅よりも広く、かつ、前記第１の遮光層よりも前記発光素子側に設けられていることを特徴とする表示装置。
2. 発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、前記画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、
   前記カラーフィルタ基板は、前記カラーフィルタ層の前記支持基板側に前記画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層と、前記カラーフィルタ層を挟んで前記第１の遮光層と重なるように前記カラーフィルタ層の前記支持基板とは反対側に設けられ、透過率が前記第１の遮光層よりも高く前記透光性の支持基板よりも低い第２の遮光層とを有し、
   前記第２の遮光層は前記第１の遮光層の幅よりも広いことを特徴とする表示装置。
3. 発光素子が設けられた画素が複数個配列された素子基板と、前記画素のそれぞれに対応して透過波長帯域の異なるカラーフィルタ層が透光性の支持基板上に設けられたカラーフィルタ基板とを備え、
   前記カラーフィルタ基板は、前記カラーフィルタ層の下層側に前記画素が配列する境界領域に対応して設けられた第１の遮光層を有し、
   前記素子基板は、前記発光素子の上層側に設けられた封止層と、該封止層上であって前記画素が配列する境界領域に対応して設けられ、透過率が前記第１の遮光層よりも高く前記透光性の支持基板よりも低い第２の遮光層とを有し、
   前記第２の遮光層は前記第１の遮光層の幅よりも広いことを特徴とする表示装置。
4. 前記カラーフィルタ基板は、前記カラーフィルタ層の前記支持基板とは反対側にオーバーコート層を有し、
   前記第２の遮光層は、前記カラーフィルタ層と前記オーバーコート層の間に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
5. 前記カラーフィルタ基板は、前記カラーフィルタ層の前記支持基板とは反対側にオーバーコート層を有し、
   前記第２の遮光層は、前記オーバーコート層上に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
6. 前記第２の遮光層は端部の膜厚が連続的に減少するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記第２の遮光層の厚さ方向の透過率が２５％〜７０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記第１の遮光層の厚さ方向の光学濃度が３．０以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
   

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