JP2016054085A - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を用いた表示装置において、隣接画素に光が漏洩するのを抑制すること、または、発光素子へ供給する電流の量を抑制すること
【解決手段】本発明の一態様における表示装置は、それぞれが凹部を有する複数の画素電極と、前記画素電極の端部を覆い、凹部を露出させる開口部を有するバンク層と、バンク層によって露出された画素電極に沿って配置された発光層と、発光層の表面に沿って配置された光透過性電極と、光透過性電極の表面に沿って配置された第１封止層と、第１封止層の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように配置され、発光層からの光を受けて、画素電極毎に定められた所定の色を提示する色提示層と、隣接する凹部間において第１封止層と接触して、色提示層を覆うように配置された第２封止層と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の自発光の素子を用いた表示装置において、カラー画像を表示する方法には、主に以下の２種類がある。第１の方法として、Ｒ（赤色）を発光する素子、Ｇ（緑色）を発光する素子、Ｂ（青色）を発光する素子を組み合わせて画像を表示する方法がある。また、第２の方法として、白色を発光する素子と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に対応した顔料を含むカラーフィルタとを用いて、画像を表示する方法がある。

第１の方法では３色の発光素子をそれぞれの画素に対応して形成しなくてはならないため、表示装置の高精細化が進むことにより製造が困難になってくる。一方、第２の方法では、発光素子をそれぞれの画素に対応して形成しなくてもよく、表示領域全体に一括して形成することができるという点で、発光素子を容易に製造することができる（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−８６２５９号公報

第２の方法では、一般に、ＯＬＥＤが形成された基板とは別の基板（対向基板）にカラーフィルタを配置することが多く、表示装置の高精細化が進むに伴い、１画素で発生した光が横方向および斜め方向に伝搬することで、隣接画素に光が漏洩する、いわゆる混色問題が顕著となってくる。この結果、視野角特性が悪化したり、色純度が悪化したりして、画質の低品質化を招いてしまう。特許文献１においては、このような問題を解決する一つの手段が開示されている。

また、高精細化に伴い発光領域の画素全体に対する割合が小さくなり、発光輝度および効率が低下することになる。表示装置の輝度を向上させるために、狭い面積の発光素子により多くの電流を供給する必要があるため、消費電力が増加し、また、発光素子の劣化を加速させる要因ともなっていた。

本発明の目的は、発光素子を用いた表示装置において、隣接画素に光が漏洩するのを抑制すること、または、発光素子へ供給する電流の量を抑制することにある。

本発明の一態様は、それぞれが凹部を有する複数の画素電極と、前記画素電極の端部を覆い、前記凹部を露出させる開口部を有するバンク層と、前記バンク層によって露出された前記画素電極に沿って配置された発光層と、前記発光層の表面に沿って配置された光透過性電極と、前記光透過性電極の表面に沿って配置された第１封止層と、前記第１封止層の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように、かつ前記発光層の発光領域を覆うように配置され、前記発光層からの光を受けて、前記画素電極毎に定められた所定の色を提示する色提示層と、隣接する前記凹部間において前記第１封止層と接触して、前記色提示層を覆うように配置された第２封止層と、を備えることを特徴とする表示装置を提供する。

また、本発明の一態様は、基板上に薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタを覆い、凹部を含む絶縁層を形成し、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極を前記凹部に沿って形成し、前記画素電極の端部を覆い、前記画素電極の凹部を露出させる開口部を有するバンク層を形成し、少なくとも前記画素電極の前記バンク層によって露出された前記画素電極に沿って発光層を形成し、前記発光層の表面に沿って光透過性電極を形成し、前記光透過性電極の表面に沿って第１封止層を形成し、記発光層からの光を受けて、前記画素電極毎に定められた所定の色を提示する色提示層を、前記第１封止層の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように、かつ前記発光層の発光領域を覆うように形成し、隣接する前記凹部間において前記第１封止層と接触して、前記色提示層を覆うように第２封止層を形成すること、を含む表示装置の製造方法を提供する。

本発明の第１実施形態における表示装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態における各画素の配置を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図４に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図５に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図６に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図７に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図８に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図９に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１０に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１１に続く工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１２に続く工程を説明する図である。 本発明の第２実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第４実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第５実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第６実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の第７実施形態における画素領域の各画素の配置を説明する図である。 本発明の第８実施形態における画素領域の各画素の配置を説明する図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

＜第１実施形態＞
［概略構成］
本発明の一実施形態における表示装置は、ＯＬＥＤを用いた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置である。なお、本実施形態における表示装置は、有機ＥＬ表示装置に限らず、白色ＱＤ（量子ドット）など、自発光型の素子を用いた表示装置であれば、他の表示装置であってもよい。

また、この例での有機ＥＬ表示装置は、白色光を放出するＯＬＥＤを用いる。このＯＬＥＤからの白色光を、カラーフィルタに通過させてカラー表示を得る。なお、青色光または紫外光を放出するＯＬＥＤを自発光素子として用いてもよい。この場合、色変換材料またはこれとカラーフィルタとを併用して、いわゆるＣＣＭ（Color Conversion Materials）方式で、カラー表示を得ればよい。

色変換材料は、ＯＬＥＤからの光を吸収して、この光とは異なる波長を含む光に変換して放出する材料である。すなわち、ＯＬＥＤから紫外光が放出されるのであれば、紫外光を吸収して青色光を放出する色変換層、紫外光を吸収して緑色光を放出する色変換層、紫外光を吸収して赤色光を放出する色変換層を用いればよい。すなわち、ＯＬＥＤ（発光層）からの光を受けて、所定の色を提示する色提示層を用いればよい。色変換層およびカラーフィルタは色提示層の一例である。以下の各実施形態では色提示層にカラーフィルタを用いた例について説明する。

なお、以下に説明する例に対して、ＣＣＭ方式を適用する場合には、カラーフィルタの位置に色変換材料を形成すればよい。また、色変換材料とカラーフィルタとを併用する場合には、カラーフィルタと発光層（ＯＬＥＤ）との間に色変換材料を設けるようにすればよい。

表示装置の基板には、フレキシブル性を有する有機樹脂膜を用いている。このフレキシブル性を有する基板（以下、フレキシブル基板という場合がある）上には、ＯＬＥＤの発光状態を制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の駆動素子が配置されている。

また、本発明の表示装置では、ＯＬＥＤの光は、薄膜トランジスタが形成された基板とは反対側に放出され、カラーフィルタを通してユーザに視認されるトップエミッション方式が用いられている。したがって、上述したカラーフィルタは、ＯＬＥＤに対して薄膜トランジスタが配置された基板とは反対側に配置される。特に、本発明のカラーフィルタは、ＯＬＥＤが配置された基板に配置されている。

［表示装置１の外観構成］
図１は、本発明の一実施形態における表示装置１の概略構成を示す平面図である。表示装置１は、表示領域Ｄ１、走査線駆動回路１０３、ドライバＩＣ１０４、およびＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１０６を備える。これらは、フレキシブル基板１０に形成されている。

表示領域Ｄ１には、走査線１０１、および走査線１０１と垂直に交わるデータ信号線１０２が配置されている。走査線１０１とデータ信号線１０２との交差部に対応する位置には、画素１０５が配置されている。画素１０５は、マトリクス状に配置されている。なお、図１においては、１つの画素１０５につき、走査線１０１またはデータ信号線１０２に沿った方向に延びる信号線が１本であるが、複数であってもよい。また、表示領域Ｄ１には電源線等の所定の電圧を供給する配線が配置されてもよい。

走査線駆動回路１０３は、走査線１０１に制御信号を供給する。ドライバＩＣ１０４はデータ信号線１０２にデータ電圧を供給し、また、走査線駆動回路１０３を制御する。なお、表示領域Ｄ１の周囲に、その他の駆動回路がさらに設けられていてもよい。

各画素１０５には、制御信号およびデータ電圧に基づいて発光を制御するための画素回路と、画素回路によって発光が制御される発光素子（ＯＬＥＤ）とを含む表示素子が配置されている。画素回路は、例えば、薄膜トランジスタおよびコンデンサを含み、制御信号およびデータ電圧によって薄膜トランジスタを駆動して、発光素子の発光を制御する。この発光の制御によって、表示領域Ｄ１に画像が表示される。

また、この例においては、フレキシブル基板１０に、各画素１０５の画素回路を覆う対向基板が貼り合わされていないものを説明する。なお、上記各構成を封止するようにフレキシブル性を有する有機樹脂層などの対向基板がフレキシブル基板１０に貼り合わされてもよい。この場合、これら対向基板に相当する基板が、偏光板やタッチパネルセンサ等の機能を有していてもよい。

続いて、画素１０５にの構造ついて、図２、図３を用いて説明する。

図２は、本発明の第１実施形態における各画素の配置を説明する図である。なお、図２は、画素１０５を構成する要素のうち、画素電極３００と、バンク層４００と、画素電極３００が他の層の配線と接続するコンタクトホール２５０との位置関係をわかりやすくするため、他の要素については、記載を省略している。

図２に示すように、画素電極３００は、バンク層４００に一部が覆われている。バンク層４００は、画素電極３００の端部を覆い、画素電極３００の中央部を露出する開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４０１ｂが形成された有機樹脂層である。開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４０１ｂは、それぞれＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の画素に対応して形成された開口である。この例では、隣接する画素間においてもバンク層４００が存在するようになっている。

画素電極３００は、開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂによって露出された部分に凹部３５０を備えている。凹部３５０は、底部３１１、底部３１１から延在する傾斜部３２１を備える。また画素電極３００の開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂによって露出された部分には、凹部３５０の周囲に周囲平坦部３３１を備えている。なお、開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂの端部が傾斜部３２１に位置してもよく、その場合には周囲平坦部３３１はバンク層４００に覆われて露出されないことになる。なお、図２に示す例では、底部３１１の形状は長方形であるが、長方形のような直線で囲まれた形状に限らず、楕円等の曲線で囲まれた形状、または直線と曲線とで囲まれた形状であってもよい。

［表示装置１の断面構成］
図３は、本発明の第１実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。
また、図３は、図２における断面線Ａ−Ａ’に対応する端面図を示している。以下の断面構成を示す模式図についても、それぞれ端面図として示している。

フレキシブル基板１０には、薄膜トランジスタ１１０が配置されている。薄膜トランジスタ１１０を覆う層間絶縁層２００が配置されている。層間絶縁層２００上には画素電極３００が配置されている。画素電極３００は、層間絶縁層２００に設けられたコンタクトホール２５０を介して薄膜トランジスタ１１０に接続されている。なお、図３において、層間絶縁層２００は、単層で表しているが、複数の絶縁膜の積層であってもよい。この場合、複数の絶縁膜の間に配線が設けられていてもよい。層間絶縁層２００は、画素電極３００の凹部３５０を形成するように、凹部が形成されている。

画素電極３００は、層間絶縁層２００の形状に沿って形成された凹部３５０を有する。凹部３５０は、上述したように、底部３１１、底部３１１から延在する傾斜部３２１を備える。また、画素電極３００は、凹部３５０の周囲に周囲平坦部３３１を備えている。表示装置１は、トップエミッション方式で画像を表示するため、画素電極３００は光透過性を有しなくてもよい。したがって、画素電極３００は、ＯＬＥＤが放出した光を反射する層を含んでいてもよい。

バンク層４００は、上述したように、画素電極３００の端部および隣接する画素間を覆っている。バンク層４００は、画素電極３００の凹部３５０に対応する部分に開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４０１ｂが形成されている。

発光層５００は、ＯＬＥＤであり、画素電極３００とバンク層４００とを覆う。発光層５００は、凹部３５０に沿って配置されている。光透過性電極６００は、ＯＬＥＤからの光を透過する電極であり、発光層５００を覆う。光透過性電極６００は、凹部３５０に沿って配置されている。画素電極３００と光透過性電極６００とを介して発光層５００に電流が供給されると、画像を表示させる光が光透過性電極６００を通して放出される。

画素電極３００が有する凹部３５０に沿って、発光層５００および光透過性電極６００が形成されているため、開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂにおいて、画素電極３００の傾斜部３２１に対応する部分の発光層５００からも発光される。そのため、凹部３５０が形成されていない場合（画素電極のバンク層から露出している部分が平面のみである場合）に比べて発光面積を大きくすることができる。したがって、発光層５００に供給する電流の量を大きくしすぎなくても、所望の輝度を得ることができる。また、傾斜部３２１に対応する発光領域は、斜め方向に傾いた面から光を放射するため、視野角を広くすることができる。

第１封止層７１０は、発光層５００への水分、ガス等の発光層を劣化させる成分の到達を抑制するための層であり、光透過性電極６００を覆う無機絶縁層である。第１封止層７１０は、凹部３５０に沿って配置されている。

カラーフィルタ８００（Ｒカラーフィルタ８００ｒ、Ｇカラーフィルタ８００ｇ、Ｂカラーフィルタ８００ｂ）は、各画素の凹部３５０に対応して第１封止層７１０上に配置されている。カラーフィルタ８００は、凹部３５０を埋めるように配置され、さらには、バンク層４００で形成されている開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂを埋めるように配置されている。すなわち、第１封止層７１０の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように、そして、発光層５００が発光する領域（画素電極３００と光透過性電極６００とで挟まれた領域）を覆うようにカラーフィルタ８００が配置されている。

第２封止層７２０は、発光層５００への水分、ガス等の発光層を劣化させる成分の到達を抑制するための層であり、光透過性電極６００を覆う無機絶縁層である。第２封止層７２０は、カラーフィルタ８００を覆い、隣接する画素間においては、第１封止層７１０と接触している。そのため、カラーフィルタ８００は、第１封止層７１０および第２封止層７２０に囲まれている。

第１封止層７１０および第２封止層７２０を用いて封止層を積層するすることにより、発光層５００の劣化を抑制する効果が向上する。また、第１封止層７１０と第２封止層７２０との間に有機樹脂層であるカラーフィルタ８００が存在することにより、有機樹脂層の平坦化効果により、ピンホール、異物等による影響を低減することができる。その結果、封止層が単層の場合に比べて、また、封止層が積層されるだけの場合に比べて、さらに発光層５００の劣化を抑制する効果が得られる。

そして、カラーフィルタ８００が層間絶縁層２００に形成した凹部を埋めるように形成されることで、上述のとおり発光層５００の劣化を抑制する効果の他にも、以下の通り、様々な効果が得られる。まず、第１に、各画素の発光層５００からの発光が隣接画素のカラーフィルタ８００へ到達することはほとんどなく、すなわち隣接画素への漏洩を抑制することができるため、混色問題を解決することができる。第２に、凹部３５０に対応してカラーフィルタ８００を厚く配置することができるため、色純度を向上させることができる。この際、色純度を向上させるためにカラーフィルタ８００を厚くしても、凹部３５０を埋め込むように配置されているため、表示装置１の全体の厚さを抑えることができる。

保護層９００は、表示装置１の表面を保護する有機樹脂層である。上述したとおり、この例における表示装置１は、対向基板を設けずに保護層９００によって、表面が保護される。対向基板を設けなくてもよいことは、フレキシブル性を有する表示装置にとっては、大きな利点となる。なお、対向基板を設ける場合には、対向基板と第２封止層７２０との間に充填材等を配置してもよい。

［表示装置１の製造方法］
続いて、上記の表示装置１の製造方法について、図４から図１３を用いて説明する。

図４は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法を説明する図である。ガラス基板３０上にフレキシブル基板１０を形成する。このフレキシブル基板１０は有機樹脂層であり、この例では、ポリイミドで形成される。ガラス基板３０は、フレキシブル基板１０に表示素子等を形成するときに、フレキシブル基板１０を支持する支持基板として用いられる。なお、ガラス基板３０は用いなくてもよい。

フレキシブル基板１０に、薄膜トランジスタ１１０を形成する。具体的には、フレキシブル基板１０上に酸化シリコン、窒化シリコン等の下地絶縁層１１１が形成し、続いて、半導体層１１２、ゲート絶縁層１１３、ゲート電極１１４、層間絶縁層１１５およびソースドレイン電極１１６が形成される。この例では、配線１１７は、ソースドレイン電極１１６と同じ層で形成されているが、他の絶縁層および導電層を形成して、その導電層で形成されてもよい。

半導体層１１２は、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン、酸化物半導体等である。層間絶縁層１１５は、酸化シリコン、窒化シリコン等の絶縁層で形成されてもよいし、有機樹脂を用いた絶縁層で形成されてもよい。層間絶縁層１１５に形成されたコンタクトホールを介して、半導体層１１２の一部（ソース、ドレイン）とソースドレイン電極１１６とが接続される。このようにして、薄膜トランジスタ１１０が形成される。なお、ゲート電極１１４、ソースドレイン電極１１６、配線１１７は、上述した走査線１０１、データ信号線１０２等の導電層としても用いられる。この導電層は、例えば、アルミニウム、チタン等の金属を積層して形成される。

図５は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図４に続く工程を説明する図である。薄膜トランジスタ１１０を形成した後、層間絶縁層２００を形成する。この際、層間絶縁層２００は、薄膜トランジスタ１１０に到達するコンタクトホール２５０および凹部２１０ｒ、２１０ｇ、２１０ｂが形成される。この例では、層間絶縁層２００は、感光性のアクリル樹脂を塗布し、露光、現像、および焼成を経て、所望のパターンが形成される。

凹部２１０ｒ、２１０ｇ、２１０ｂにおいて底部２１１およびその周囲に傾斜部２２１が形成されるように、例えば、ハーフトーン露光、グレイトーン露光等の多階調（透過率の異なる複数の領域を有する）マスクを用いた露光を利用してパターンが形成される。なお、図５に示す傾斜部２２１の形状は平面であるが、凸または凹に沿った曲面で形成されていてもよい。

なお、凹部２１０ｒ、２１０ｇ、２１０ｂの底部２１１が層間絶縁層２００によって形成されるのではなく、層間絶縁層１１５の表面によって形成されていてもよい。この場合、凹部２１０ｒ、２１０ｇ、２１０ｂの底部２１１が、層間絶縁層２００から層間絶縁層１１５を露出させた部分となる。

このようにして形成される場合、予め層間絶縁層１１５の表面にナノインプリント等で微細な凹凸を形成しておいてもよい。その凹凸形状が、層間絶縁層１１５に接触する画素電極３００の底部３１１に転写されることにより、外光反射を抑制してコントラストを向上させたり、実効的な発光面積を増やして効率を向上させたりすることができる。

図６は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図５に続く工程を説明する図である。上記のようにパターンが形成された層間絶縁層２００上に画素電極３００が形成される。この例では、この画素電極３００は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物およびその下層に光を反射する電極（Ａｌ、Ａｇ等）含み、ＯＬＥＤのアノード電極を形成する。例えばＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯといった３層構造を用いることもできる。

この際、層間絶縁層２００に形成された凹部（図５の凹部２１０ｒ、２１０ｇ、２１０ｂ）に沿って、画素電極３００のうち、底部３１１および傾斜部３２１を有する凹部３５０が形成される。凹部３５０の周囲には、周囲平坦部３３１が形成されている。また、画素電極３００は、コンタクトホール２５０を介して薄膜トランジスタ１１０と接続される。

図７は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図６に続く工程を説明する図である。上記のようにパターンが形成された画素電極３００の端部を覆うように、バンク層４００を形成する。この際、凹部３５０に対応した領域を開口する開口部４１０ｒ、４１０ｇ、４１０ｂが形成される。バンク層４００は、感光性のアクリル樹脂を塗布し、露光、現像、および焼成を経て、所望のパターンが形成される。なお、バンク層４００は、ＳｉＮなどの無機材料に対し、フォトリソグラフィによるパターニングを施して形成されてもよい。

図８は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図７に続く工程を説明する図である。上記のようにパターンが形成されたバンク層４００および画素電極３００を覆うように、凹部３５０に沿って発光層５００および光透過性電極６００を形成する。発光層５００は、ＯＬＥＤである。光透過性電極６００は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの金属酸化物、または光が透過する程度に薄い金属層等を含み、ＯＬＥＤのカソード電極を形成する。なお、画素電極３００をカソード電極とし、光透過性電極６００をアノード電極としてもよい。

図９は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図８に続く工程を説明する図である。上記のように形成された光透過性電極６００を覆うように、凹部３５０に沿って第１封止層７１０が形成される。第１封止層７１０は、例えば、窒化シリコンである。樹脂などの有機材料が、窒化シリコン層の下部または中間部に位置した多層構造としてもよい。

図１０は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図９に続く工程を説明する図である。開口部４１０ｒの部分の第１封止層７１０上にカラーフィルタ８００ｒを形成する。カラーフィルタ８００ｒは、例えば、印刷方式、インクジェット方式を用いて形成される。なお、発光層５００にＯＬＥＤを用いている場合には、カラーフィルタをフォトリソグラフィによるパターニングで形成することは、ＯＬＥＤに与える影響を考慮すると製造上の困難性を有する。一方、発光層５００の素子構造、その他の構造等によって、発光層５００に与える影響が少なければ、フォトリソグラフィによるパターニングを含め、他の製造方法によってカラーフィルタを形成してもよい。

カラーフィルタ８００ｒは、凹部３５０を埋めるように形成され、さらには、バンク層４００で形成されている開口部４１０ｒを埋めるように形成される。このバンク層４００および凹部３５０がカラーフィルタ８００ｒの位置を決めるガイドとしても機能する。そのため、この部分にカラーフィルタ８００ｒを形成することが容易となる。

図１１は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１０に続く工程を説明する図である。カラーフィルタ８００ｒと同様に、カラーフィルタ８００ｇが、開口部４１０ｇに対応した位置に形成され、続いて、カラーフィルタ８００ｂが、開口部４１０ｂに対応した位置に形成される。なお、カラーフィルタ８００ｒ、８００ｇ、８００ｂが形成される順番は、この順に限られない。

図１２は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１１に続く工程を説明する図である。上記のように形成されたカラーフィルタ８００（カラーフィルタ８００ｒ、８００ｇ、８００ｂ）を覆い、各画素間に露出している第１封止層７１０を覆うように、第２封止層７２０が形成される。第２封止層７２０は、例えば、窒化シリコン等であり、第１封止層７１０と同様である。

図１３は、本発明の第１実施形態における表示装置の製造方法の図１２に続く工程を説明する図である。上述のように形成された第２封止層７２０を覆うように、保護層９００が形成される。保護層９００は、アクリル樹脂等によって形成される。表面を平坦化することで、その後の工程で表面に偏光板やタッチパネルセンサ等を配置する際の接着等が容易となる。また、内部応力の緩和も図ることができるので各積層膜が剥がれにくくなり、高信頼性のフレキシブル・パネルが実現出来る。

その後、ガラス基板３０側からフレキシブル基板１０に向けてレーザ等の光を照射して、フレキシブル基板１０からガラス基板３０を剥離する。ガラス基板３０側からレーザ光を照射すると、フレキシブル基板１０とガラス基板３０との界面において有機樹脂層にレーザ光が吸収されて加熱される。これによって、有機樹脂層の分解が生じ、ガラス基板３０とフレキシブル基板１０との密着力が弱まって、剥離可能となる。これによって、図３に示す画素１０５を備えた表示装置１が製造される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態のカラーフィルタ８００よりも光の出射側に突出したカラーフィルタを備えている画素１０５Ａを含む表示装置について説明する。

図１４は、本発明の第２実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。第２実施形態におけるカラーフィルタ８００Ａｒ、８００Ａｇ、８００Ａｂは、凹部３５０の周辺部（バンク層４００に近い部分）よりも中心部において、光の出射側（保護層９００Ａ側）により突出し、凸型に形成されている。第２封止層７２０Ａは、カラーフィルタ８００Ａｒ、８００Ａｇ、８００Ａｂの突出している部分を覆い、第１封止層７１０と接触している部分よりも保護層９００Ａ側に拡がっている。

図１４に示すとおり、この例では、カラーフィルタ８００Ａｒ、８００Ａｇ、８００Ａｂは、バンク層４００よりも光の出射側に突出するように形成されているが、バンク層４００よりも光の出射側に突出しない（バンク層４００が形成する開口部内に収まる）ように形成されていてもよい。このようにカラーフィルタ８００Ａｒ、８００Ａｇ、８００Ａｂを凸型に形成すると、カラーフィルタを厚くして色純度を向上させることがでできる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第２実施形態のように凸型に形成されたカラーフィルタ８００Ａｒ、８００Ａｇ、８００Ａｂにおいて、突出部分が曲面で形成され、レンズ形状になっているカラーフィルタを備えている画素１０５Ｂを含む表示装置について説明する。

図１５は、本発明の第３実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。第３実施形態におけるカラーフィルタ８００Ｂｒ、８００Ｂｇ、８００Ｂｂは、図１５に示すように、凹部３５０の中心部において厚く、周辺部において薄くなるように形成され、その表面は凸レンズ状の曲面で形成されている。このように曲面で形成されることにより、凸レンズのような効果が得られる。したがって、カラーフィルタを厚くすることによる色純度を向上させることに加えて、マイクロレンズを用いた場合と同様な効果により、発光層５００からの光の取出効率を向上させることができる。

第２封止層７２０Ｂは、カラーフィルタ８００Ｂｒ、８００Ｂｇ、８００Ｂｂの突出している部分を覆い、第１封止層７１０と接触している部分よりも保護層９００Ｂ側に拡がっている。カラーフィルタの集光特性をさらに向上させるため、カラーフィルタ８００Ｂｒ、８００Ｂｇ、８００Ｂｂと、第２封止層７２０Ｂおよび保護層９００Ｂとの屈折率の関係を調整するように、それぞれの材料が選択されるようにしてもよい。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、画素電極３００の底部３１１を利用した画素容量を備えている画素１０５Ｃを含む表示装置について説明する。

図１６は、本発明の第４実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。この例では、図１６に示すように、薄膜トランジスタ１１０と層間絶縁層２００との間に、アクリル、ポリイミド等の有機樹脂膜で形成された平坦化絶縁層１３０と、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁層で形成された容量絶縁層１７０と、容量電極１５０とが配置されている。画素電極３００の底部３１１と容量電極１５０とで容量絶縁層１７０を挟んだ画素容量Ｃ１が形成される。なお、傾斜部３２１は、有機樹脂層である層間絶縁層２００と接触している。

画素電極３００に凹部３５０が形成されるため、底部３１１の下層の層間絶縁層２００を除去しておくことができ、図１６に示す例のように、容量絶縁層１７０と底部３１１とを接触させることもできる。この構成によれば、画素容量を効率的に大きくすることができる。また、底部３１１と容量電極１５０とを光を透過しない金属材料で形成したとしても、トップエミッション構造であるため、問題が生じない。

なお、上述したようなナノインプリントによる微小な凹凸を容量電極１５０の表面または容量絶縁層１７０の表面に形成しておき、画素電極３００の底部３１１まで、その凹凸形状が転写されるようにしてもよい。このようにすると、外光反射の抑制の他にも、画素容量を増加させることができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、画素電極３００の凹部３５０に対応した部分に配置された画素容量を備えている画素１０５Ｄを含む表示装置について説明する。

図１７は、本発明の第５実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。図１７に示すように、薄膜トランジスタ１１０の半導体層１１２とソースドレイン電極１１６とが画素電極の凹部３５０に対応する領域まで延在している。この領域において、半導体層１１２と容量電極１１８とでゲート絶縁層１１３を挟んだ容量、およびソースドレイン電極１１６と容量電極１１８とで層間絶縁層１１５を挟んだ容量で、画素容量Ｃ２が形成される。この構成によれば、画素容量を効率的に大きくすることができる。また、ソースドレイン電極１１６と容量電極１１８とを光を透過しない金属材料で形成したとしても、トップエミッション構造であるため、問題が生じない。

なお、第５実施形態の構成において、第４実施形態で説明した画素容量Ｃ１をさらに設けるようにしてもよい。この場合、第４実施形態における容量電極１５０と、第５実施形態における容量電極１１８とが同電位になるように電気的に接続されていてもよい。

＜第６実施形態＞
第６実施形態では、さらに画素電極３００の凹部３５０の底部３１１をさらにフレキシブル基板１０側に近づけた画素１０５Ｅを含む表示装置について説明する。

図１８は、本発明の第６実施形態における表示装置の断面構成を示す模式図である。この例では、凹部３５０Ｅにおいて、層間絶縁層２００が除去された部分、さらに下層の層間絶縁層１１５、ゲート絶縁層１１３および下地絶縁層１１１についても除去されて、底部３１１Ｅがフレキシブル基板１０に接触する。すなわち、底部３１１Ｅは、薄膜トランジスタ１１０よりもフレキシブル基板１０側に配置される。この際、図１８に示す例のように、それぞれ底部３１１Ｅからの距離および傾斜角度が異なる傾斜部３２１Ｅ−１、３２１Ｅ−２が形成されてもよい。ここでの傾斜角度とは、フレキシブル基板１０の表面とのなす角である。図１８に示す例では、傾斜部３２１Ｅ−１の傾斜角度が、傾斜部３２１Ｅ−２の傾斜角度よりも大きい。

このようにして、凹部３５０Ｅがさらに深く形成されると、カラーフィルタ８００Ｅｒ、８００Ｅｇ、８００Ｅｂをさらに厚くでき、また、画素電極３００Ｅと光透過性電極６００Ｅとに挟まれた発光層５００Ｅの面積（発光領域の面積）を増やすことができる。この際、底部３１１Ｅの面積より傾斜部３２１Ｅ−１、３２１Ｅ−２の面積が大きくなってもよい。傾斜部の面積を大きくすることで、より発光層５００Ｅの発光領域の面積を増やすことができる。

なお、傾斜部３２１Ｅ−１、３２１Ｅ−２の傾斜角度の大小関係は、図１８に示す例とは逆であってもよいし、傾斜角度が互いに等しくてもよい。底部３１１Ｅがフレキシブル基板１０に接触する場合に限らず、下地絶縁層１１１、ゲート絶縁層１１３、層間絶縁層１１５等、他の絶縁層と接触するようにしてもよい。また、図１８に示す例では、傾斜部３２１Ｅ−１と傾斜部３２１Ｅ−２とは連続していたが、これらの間に底部３１１Ｅと平行な領域が存在してもよい。この場合は、例えば、層間絶縁層２００の開口を図１８に示す例よりも大きくして、層間絶縁層１１５の表面部分で平坦な領域を露出させ、その領域に対応した平坦部が凹部３５０Ｅに含まれるようにしてもよい。

また、第１封止層７１０Ｅ、または光透過性電極６００Ｅと第１封止層７１０Ｅとによって、層間絶縁層１１５に形成された開口部が埋められる程度に、底部３１１Ｅの面積を狭くしてもよい。この場合、カラーフィルタ８００Ｅｒ、８００Ｅｇ、８００Ｅｂは、層間絶縁層１１５よりも上層（光の出射側）において形成される。このような構成であっても、底部３１１Ｅ、傾斜部３２１Ｅ−１の領域の発光層５００Ｅからの光が表示装置１から放出される際には、ほとんどの光がカラーフィルタ８００Ｅｒ、８００Ｅｇ、８００Ｅｂのいずれかを通り、隣接するカラーフィルタを通らない。したがって、混色による画質劣化を抑えつつ発光面積を向上させることができる。

＜第７実施形態＞
第１実施形態では、凹部３５０は、底部３１１の周囲全体に形成された傾斜部３２１を有し、いわゆるバスタブ状に形成されていた。第７実施形態では、凹部が溝状に形成された画素１０５Ｆを含む表示装置について説明する。

図１９は、本発明の第７実施形態における画素領域の各画素の配置を説明する図である。この例では、各画素１０５Ｆにおいては、溝状に形成された凹部３５０Ｆを備える。この例では、図の左右方向には画像の表示色が異なる画素が並び、上下方向には画像の表示色が同じ画素が並んでいる。

凹部３５０Ｆにおいて、画素電極３００Ｆは底部３１１Ｆと傾斜部３２１Ｆとを備える。傾斜部３２１Ｆは、底部３１１Ｆの周囲のうち、画像の表示色が異なる隣接画素側（図の左右方向）において形成されている。一方、底部３１１Ｆの周囲のうち、画像の表示色が同じ隣接画素側（図の上下方向）においては傾斜部３２１Ｆが形成されていない。すなわち、凹部３５０Ｆは、図の上下方向に延びた溝状のパターンを形成している。コンタクトホール２５０は、溝の底に対応する領域に形成されている。

このように、画像の表示色が同じ隣接画素側は、傾斜部３２１Ｆが形成されていなくても、混色問題が生じることはないから、凹部が溝状に形成されていてもよい。ただし、上下方向の隣接画素間はバンク層４００によって分離されているため、バンク層４００の側面（傾斜面）に沿って発光層５００、光透過性電極６００および第１封止層７１０が形成される。したがって、この領域においては、画素電極３００Ｆは発光層５００に接触しないため発光領域とはならない。

＜第８実施形態＞
第８実施形態では、画像の表示色がＲ、Ｇ、Ｂの３色に加えてＷ（白色）が存在する場合の画素１０５Ｇを含む表示装置について説明する。

図２０は、本発明の第８実施形態における画素領域の各画素の配置を説明する図である。画像の表示色がＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４種類である場合の各画素１０５Ｇの配置例として、図２０に示すような配置がある。各画素１０５Ｇに注目すると、第１実施形態における画素１０５とは、形状が異なるだけであり、その他の構造は同じである。ここでは各画素の発光領域を長方形として図示したが、コンタクトホール部分を避けたＬ字型などの任意の形状としてもよい。

一方、表示色がＷの画素１０５Ｇについては、カラーフィルタ８００ｒ、８００ｇ、８００ｂと同様にして、Ｗの表示色に対応した顔料を含むカラーフィルタが形成されてもよい。このカラーフィルタは、バンク層４００Ｇの開口部４１０Ｇｗに形成され、凹部３５０Ｇを埋めるように形成される。

なお、カラーフィルタに代えて顔料を含まないアクリル樹脂等の有機樹脂層が形成されてもよい。また、有機樹脂層が形成されずに、第１封止層７１０と第２封止層７２０とが積層された構成を除外するものではないが、異物などの影響による発光層５００の劣化抑制のためには、第１封止層７１０と第２封止層７２０との間に、これらに囲まれた有機樹脂層が存在するようにすることが望ましい。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…表示装置、１０…フレキシブル基板、３０…ガラス基板、１０１…走査線、１０２…データ信号線、１０３…走査線駆動回路、１０４…ドライバＩＣ、１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄ，１０５Ｅ，１０５Ｆ，１０５Ｇ…画素、１０６…ＦＰＣ、１１０…薄膜トランジスタ、１１１…下地絶縁層、１１２…半導体層、１１３…ゲート絶縁層、１１４…ゲート電極、１１５…層間絶縁層、１１６…ソースドレイン電極、１１７…配線、１１８…容量電極、１３０…層間絶縁層、１５０…容量電極、１７０…容量絶縁層、２００…層間絶縁層、２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂ…開口部、２１１…底部、２２１…傾斜部、２５０，２５０Ｇ…コンタクトホール、３００，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ…画素電極、３１１，３１１Ｅ，３１１Ｆ，３１１Ｇ…底部、３２１，３２１Ｅ，３２１Ｅ−１，３２１Ｅ−２，３２１Ｆ，３２１Ｇ…傾斜部、３３１，３３１Ｆ，３３１Ｇ…周囲平坦部、３５０，３５０Ｅ，３５０Ｆ，３５０Ｇ…凹部、４００，４００Ｇ…バンク層、４１０ｒ，４１０ｇ，４１０ｂ，４１０Ｇｒ，４１０Ｇｇ，４１０Ｇｂ，４１０Ｇｗ…開口部、５００，５００Ｅ…発光層、６００，６００Ｅ…光透過性電極、７１０，７１０Ｅ…第１封止層、７２０，７２０Ａ…第２封止層、８００，８００ｒ，８００ｇ，８００ｂ，８００Ａｒ，８００Ａｇ，８００Ａｂ，８００Ｂｒ，８００Ｂｇ，８００Ｂｂ，８００Ｅｒ，８００Ｅｇ，８００Ｅｂ…カラーフィルタ、９００，９００Ａ，９００Ｂ…保護層

Claims (13)

1. それぞれが凹部を有する複数の画素電極と、
   前記画素電極の端部を覆い、前記凹部を露出させる開口部を有するバンク層と、
   前記バンク層によって露出された前記画素電極に沿って配置された発光層と、
   前記発光層の表面に沿って配置された光透過性電極と、
   前記光透過性電極の表面に沿って配置された第１封止層と、
   前記第１封止層の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように、かつ前記発光層の発光領域を覆うように配置され、前記発光層からの光を受けて、前記画素電極毎に定められた所定の色を提示する色提示層と、
   隣接する前記凹部間において前記第１封止層と接触して、前記色提示層を覆うように配置された第２封止層と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記色提示層は、その一部が前記バンク層よりも突出するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記色提示層のの表面は、凸レンズ状の曲面を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記画素電極の前記凹部は、底部と当該底部から延在する傾斜部とを含み、
   前記画素電極の前記傾斜部は、第１傾斜部および第２傾斜部を含み、
   前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とは、前記底部からの距離および傾斜角度が異なることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記画素電極へ供給される電流量を制御するトランジスタをさらに備え、
   前記底部が前記トランジスタよりも基板側に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記画素電極の前記凹部は、底部と当該底部から延在する傾斜部とを含み、
   前記傾斜部の面積は、前記底部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記画素電極の前記凹部は、底部と当該底部の外周全体から延在する傾斜部を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記画素電極の前記凹部は、底部と当該底部の両側から延在する傾斜部を含み、
   同一色の色提示層が配列される第１の方向に隣接する前記画素電極の凹部との間には、前記傾斜部は存在せず、
   前記第１の方向とは異なる第２の方向に隣接する前記画素電極の凹部との間に、前記傾斜部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記画素電極のうち前記凹部の底部において接する無機絶縁層を介して前記画素電極と画素容量を形成するように配置された電極をさらに備え、
   前記画素電極のうち前記底部以外の部分において、有機絶縁層と接していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 前記画素電極のうち前記凹部の底部において接する絶縁層表面に凹凸構造が形成され、
    前記凹凸構造が、前記画素電極の表面形状に転写されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
11. 前記色提示層は、カラーフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. 前記色提示層は、前記発光層からの光を吸収し、当該光とは異なる波長を含む光に変換して放出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
13. 基板上に薄膜トランジスタを形成し、
    前記薄膜トランジスタを覆い、凹部を含む絶縁層を形成し、
    前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極を前記凹部に沿って形成し、
    前記画素電極の端部を覆い、前記画素電極の凹部を露出させる開口部を有するバンク層を形成し、
    少なくとも前記画素電極の前記バンク層によって露出された前記画素電極に沿って発光層を形成し、
    前記発光層の表面に沿って光透過性電極を形成し、
    前記光透過性電極の表面に沿って第１封止層を形成し、
    記発光層からの光を受けて、前記画素電極毎に定められた所定の色を提示する色提示層を、前記第１封止層の表面形状として形成された凹部の少なくとも一部を埋めるように、かつ前記発光層の発光領域を覆うように形成し、
    隣接する前記凹部間において前記第１封止層と接触して、前記色提示層を覆うように第２封止層を形成すること、
    を含む表示装置の製造方法。
    

Images