JP4222339B2 - 表示パネル及びその表示パネルを備えた電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は表示用パネル等に関するものである。特に外部から入射した光が反射することによって低下する視認性を改善するためのものである。
近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）を利用した表示装置などの表示装置は、携帯電話機をはじめとしてコンピュータ、電子手帳、携帯ゲーム機などといった様々な電子機器に利用されている。そのため、利用者は屋内において装置の表示画面を見るだけでなく、屋外においても画面を見る機会が多くなっている。
この場合に問題になるのが、外部からの光が表示画面に入射する場合である。入射した光は画面で反射されて視認されるが、通常、屋内よりも屋外の方がはるかに強い光が画面に入射し、反射され、視認される。そのため、表示装置のコントラストが低くなって、表示画面が見にくくなる。
ここで、以下、特に有機ＥＬ素子を利用した場合について考える。有機ＥＬ素子は、自己発光であるため視認性がよく、応答速度が速いので、その素子を利用した表示装置は動画を表示するために有望な装置である。ところが、現在の有機ＥＬ素子は、長寿命を確保した上で、高い輝度を得ることが難しいものである。そのため、屋外では外部からの光の影響による視認性の低下は避けられない。
そこで、コントラストの向上を図るため、表示装置の封止用カバーの内面及び外面にＴｉＯ2 とＳｉＯ2 の積層膜などからなる反射防止膜を形成した構造の表示装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、カバー表面に円偏光板を取り付け、外部から入射する光の反射を抑えた構造の表示装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。また、反応性雰囲気又はＣＶＤにより成層したＴａＯx （酸化タンタル）を吸収層として光を吸収することで高コントラストを実現しているのもある（例えば特許文献３参照）。また、光吸収拡散性を有する電荷注入層を設けた構造の有機ＥＬ素子（例えば特許文献４参照）、黒色吸収体を底面側に形成した表示パネル（例えば特許文献５参照）や、黒色の多層膜を電極に用いた有機ＥＬ素子（例えば特許文献６参照）も提案されている。
しかしながら、この様な従来の表示装置の場合、例えば円偏光板のような高価な部材を表示装置に取り付けなければならないため、その分の費用、手間などが費やされ、コストアップとなる。また、３層以上の多層膜により反射率を抑えるようにした表示装置もあるが、積層する膜が多くなるため構造や製造方法が複雑となる。
本発明は上記のような問題を解決するとともに、表示パネルにおける新たな低反射構造の提案、及び従来から知られている低反射構造の更なる改善を行って、屋外においても視認性を高めることができる表示用パネル及びそれを利用した機器を得ることを目的とする。
本発明は上記のような問題を解決するとともに、表示パネルにおける新たな低反射構造の提案、及び従来から知られている低反射構造の更なる改善を行って、屋外においても視認性を高めることができる表示用パネル及びそれを利用した機器を得ることを目的とする。
本発明の表示パネルは、基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁が設けられているものにおいて、前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、前記隔壁の頂面に、チタンから構成される第一低反射層とインジウム合金又はガリウム合金から構成される第二低反射層とを積層してなる低反射層を形成したことを特徴とする。
これによれば、外部から表示パネルに入射した光の反射は、発光層部分では黒色層の光吸収により低減され、隔壁部では第３低反射層と第４低反射層により低減される。
また、基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁が設けられているものにおいて、前記基板と前記発光層との間及び前記隔壁の頂面に黒色層を形成したことを特徴とする。
これによれば、外部から表示パネルに入射した光の反射は、発光層部分及び発光層間において黒色層の光吸収により低減される。
また、基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁を有し、前記発光層の表示面側に配置されて前記発光層を封止する封止材を備えたものにおいて、前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、前記封止材の前記隔壁と対向する部分に黒色層を形成したことを特徴とする。
この場合、外部から表示パネルに入射した光の反射は、発光層部分では発光層に対応する黒色層の光吸収により低減され、隔壁部分では封止材に形成された黒色層の光吸収により低減される。
さらに、基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁を有し、前記発光層の表示面側に配置されて前記発光層を封止する封止材を備えたものにおいて、前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、前記封止材の前記隔壁と対向する部分に、チタンから構成される第一低反射層とインジウム合金又はガリウム合金から構成される第二低反射層とを積層してなる低反射層を形成したことを特徴とする。
この場合、外部から表示パネルに入射した光の反射は、発光層部分では黒色層の光吸収により低減され、隔壁部分では封止材に形成された低反射層により低減される。
また、前記隔壁の側面に、絶縁性を有する黒色層を形成したことを特徴とする。
これにより、隔壁の側面に入射する光も黒色層で吸収されるため、表示パネルの光反射が更に低減される。
また、前記チタンから構成される第一低反射層が、酸化チタン、窒化チタン、チタンタングステン合金のいずれかからなる層であることを特徴とする。
酸化チタン、窒化チタン、チタンタングステン合金は、チタン同様又はそれ以上に可視光の光吸収がよく、従ってチタンを用いた場合と同様に、表示パネルの光反射を低減することができる。
また、前記インジウム合金から構成される第二低反射層が、インジウム酸化錫、インジウム酸化セリウム、インジウム酸化亜鉛のいずれかからなる層であることを特徴とする。
これらをチタンからなる層と積層することで、実用的な低反射構造が実現できる。なお、インジウム酸化セウムとインジウム酸化亜鉛は酸素を含まない雰囲気中で成膜を行っても高い導電性が得られる。このため、成膜中の酸素濃度に依存した特性のばらつきが少なく、製造上、高い再現性が得られる。また、安定性の高い材料のため、経時劣化も少ない。そして、インジウム酸化セリウムは仕事関数が発光材料に電荷を供給するのに適しており、高い電荷の注入効率が得られる。また、インジウム酸化亜鉛は仕事関数が発光材料に電荷を注入するのに適しており、高い電荷の注入効率が得られ、しかも膜の内部応力が低いので基板及び発光層、電荷注入層、電荷輸送層との密着性が高く、発光素子の寿命の向上を図ることが出来る。
また、前記第一低反射層としてチタンが１００〜４００ｎｍ形成され、前記第二低反射層としてインジウム酸化錫が６０〜１００ｎｍ形成されていることを特徴とする。
これらの成膜厚さの時に、可視光の反射を特に良く低減できる。
本発明の電子機器は、上記いずれかに記載の表示パネルを備え、該表示パネルに表示機能を行わせるものである。これにより、電子機器の視認性が改善されて、屋外などでも使いやすい電子機器が得られる。
参考例１．
図１は本発明の参考例１に係る表示用パネルの構成を表すための一部の断面図である。図１において１は基板である。本参考例では、基板１には制御素子（駆動素子）となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）という）を設けた半導体膜が付けられているものとする。
図１は本発明の参考例１に係る表示用パネルの構成を表すための一部の断面図である。図１において１は基板である。本参考例では、基板１には制御素子（駆動素子）となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）という）を設けた半導体膜が付けられているものとする。
図２は表示用パネルを構成する１つの画素を示す平面図である。図２は、主に図１に示した第２低反射層４より下側において基板上に構成された素子などを示している。第１のＴＦＴ２０は、そのゲート電極２１に走査線ｇａｔｅを介して走査信号が供給されている。保持容量ｃａｐは、第１のＴＦＴ２０を介してデータ線ｓｉｇから供給される画像信号を保持可能に構成されている。第２のＴＦＴ３０には、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極３１に供給されている。
第１のＴＦＴ２０及び第２のＴＦＴ３０は島状の半導体膜に形成されている。第１のＴＦＴ２０はゲート電極２１が走査線ｇａｔｅの一部として構成され、走査信号が供給される。第１のＴＦＴ２０のソース・ドレイン領域の一方には層間絶縁膜５１のスルーホールを介してデータ線ｓｉｇが電気的に接続され、他方には、ドレイン電極２２が電気的に接続されている。ドレイン電極２２は第２のＴＦＴ３０のゲート電極３１と層間絶縁膜５１のスルーホールを介して電気的に接続されている。第２のＴＦＴ３０はそのソース・ドレイン領域の一方において層間絶縁膜５１のスルーホールを介してデータ線ｓｉｇと同時形成された電極コンタクト２と電気的に接続されている。電極コンタクト２は、さらに平坦化絶縁膜５２のスルーホールを介して第１低反射層３、第２低反射層４、ＥＬ層５（正孔注入輸送層５Ａ及び発光層５Ｂ）と電気的に接続されている。
第２のＴＦＴ３０はそのソース・ドレイン領域のもう一方に層間絶縁膜５１のスルーホールを介して共通給電線ｃｏｍが電気的に接続されている。共通給電線ｃｏｍの延設部分３９は、第２のＴＦＴ３０のゲート電極３１の延設部分３６に対して、層間絶縁膜５１を誘電体膜として挟んで対向し、保持容量ｃａｐを構成している。なお、保持容量ｃａｐについては共通給電線ｃｏｍとの間に形成した上記構造の他、走査線ｇａｔｅと並列に形成した容量線との間に形成してもよい。また、第１のＴＦＴ２０のドレイン領域と第２のＴＦＴ３０のゲート電極３１とを利用して保持容量ｃａｐを構成してもよい。ここでは、各画素の発光を制御する素子としてＴＦＴを用いているが、これに限定されるものではなく、他の制御素子、例えば、ＴＦＤ（Thin Film Diode）、アモルファスシリコン薄膜トランンジスタなどを用いるようにしてもよい。また、本参考例では、基板１としてシリコンやガラスが利用可能であり、ここではガラスを用いている。
なお、電極はＡｌなどから構成することも出来るが、ここでは以下に説明する第１低反射層３に電極の機能を兼用させている。
次に、表示パネルの低反射化構造について説明する。本参考例では低反射化構造として、第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層を採用する。第１低反射層３の材料として、チタン（純チタン、Ｔｉ）を用いるものとする。また、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン・タングステンの合金（ＴｉＷ）を用いるようにしてもよい。さらに、チタンは表面が酸化した酸化チタン（ＴｉＯx 、Ｔｉ2 Ｏ3 、Ｔｉ2 Ｏ5 も含む）となっていてもよい。これは、ＴｉＯx がそれぞれ固有に有する色によって特定の波長領域の光の反射を低減することができるからである。一方、第２低反射層４としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウム酸化亜鉛）、ＩＣＯ（ＩｎＣｅＯ：インジウム酸化セリウム）などを用いることができる。本参考例では、第２低反射層４としてＩＴＯを用いるものとする。そして、第１低反射層３と第２低反射層４とからなる低反射層は、ＥＬ層５に電荷を供給するための電極の一方としても機能している。なお、本参考例では、この低反射層３，４を陽極とし、後述する導電膜６を陰極としている。
５は画素を構成するＥＬ層であり、例えば、チオフェン系導電性高分子（ＰＥＤＯＴ）からなる正孔注入（輸送）層５Ａと、発光ポリマー（ＬＥＰ）の発光層５Ｂとから構成することができる。ＥＬ層５の構造は、他にも、正孔（電子）注入層と輸送層とを区別した構造、ＥＬ層５を電子注入層、正孔注入層、発光層の３層で構成した構造など、異なる構成でＥＬ層５が成層されている構造を用いても良い。また、ＩＴＯなどの第２低反射層４が正孔注入層を兼ね、チオフェン系導電性高分子は正孔輸送層の機能を有するものとしても良い。６はＥＬ層５に正孔又は電子を注入（供給）するための一対の電極の他方の電極となる導電膜である。本参考例では導電膜６として第２低反射層４と同じく、可視光領域で透明なＩＴＯ（又はＩＺＯ、ＧＺＯ、ＩＣＯ）を用いることとする。なお、ＩＴＯは仕事関数の数値が比較的高いので、このような場合には、ＥＬ層５の電子注入層の界面層に、例えば、ＢＣＰ（バソックプロイン）にセシウム（Ｃｓ）を添加したものやマグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）を真空蒸着したものを用いるようにして、電子が注入されやすいようにするのがよい。また、表示用パネルの各画素のＥＬ層５の発光制御（電荷供給制御）は、各々の画素に設けられたＴＦＴにより、各画素のＥＬ層５に対応する電極（第１低反射層３又は第２低反射層４）を介して行われるので、導電膜６は各画素のＥＬ層５に対して別々に設ける必要はない。なお、ＩＣＯは仕事関数の上で電子を注入し易く、また、ＩＴＯに比べるとシート抵抗が低いので、表示パネル全体の電荷供給を低電圧で行うのに適している。
７は例えばインクジェットプリンタなどに用いられる液滴吐出方式により高分子有機化合物のＥＬ層５を形成する場合に、吐出された有機化合物を含む溶液の飛散を防止しつつ均一な厚さのＥＬ層５を形成するための隔壁（バンク）である。隔壁７は、例えばポリイミド、アクリルなど、フォトリソグラフィ法でパターン形成できる感光性の有機材料で構成される。８は封止部材となる封止膜である。封止膜８は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）、ＩＴＯなどを材料とする。ＥＬ層５が水分、酸素などに触れると、発光寿命が短くなる。そこで、封止膜８は、ＥＬ層５に水分、酸素等が浸入するのを防止するために設けられる。
本参考例１の表示用パネルは、ＥＬ層５と基板１の間及び隔壁７の底部に、第１低反射層３と第２低反射層４の２層からなる低反射層を形成して、各層及びそれらの界面の相互作用により低反射化したものである。これにより、表示パネルの構造を過度に複雑にすることなしに外部から入射する光による反射を抑えることができ、屋外でも視認性の高い表示用パネルを得ることができる。
次に、本参考例の表示用パネルを製造する方法について説明する。まず、ガラスの基板１に、制御素子となるＴＦＴを作製する。このＴＦＴの作製方法は、例えば以下のとおりである。まず、プラズマＣＶＤ法により厚さが約３０〜７０ｎｍのアモルファスのシリコンからなる半導体膜を成膜する。次に、アモルファスのシリコン膜からなる半導体膜に対して、固相結晶成長法、レーザアニールなどの結晶化工程を行い、多結晶シリコン膜とする。次に、半導体膜をパターニングして島状とし、その表面に厚さが約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜３７を形成する。
次に、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）などの金属膜からなる導電膜をスパッタ法により形成した後、パターニングし、ゲート電極２１，３１及びゲート電極３１の延設部分３６を形成する。また、走査線ｇａｔｅも形成する。この状態で、高濃度のリンイオンをドープし、ゲート電極に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。
次に、層間絶縁膜５１を形成した後、各スルーホールを形成し、データ線ｓｉｇ、ドレイン電極２２、共通給電線ｃｏｍ、共通給電線ｃｏｍの延設部分３９及び電極コンタクト２を形成する。その結果、第１のＴＦＴ２０、第２のＴＦＴ３０及び保持容量ｃａｐが形成される。このようにして、基板１に制御素子が形成される。ここでは特に示さないが、表示部分以外の部分に駆動回路等、他の回路を同時に形成しても良い。
次に、制御素子形成により生じた段差による影響を低減するため、平坦化絶縁膜５２を形成する。ここで、平坦化絶縁膜５２は、例えば１５ｃＰ（１．５×１０-2Ｐａ・ｓ），４０ｃｃ（４０ｍｌ）のアクリル感光樹脂を滴下し、回転数１０００ｒｐｍで６秒間スピンすることによって塗布した後、直ちにホットプレート上でプリベークを行い、２〜３μｍ程度の膜厚を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いて、所定形状（スルーホールに対応した形状）にパターニングを行い、スルーホールを形成する。その後、平坦化絶縁膜５２を構成する感光性アクリル樹脂を膜化し定着させるため熱処理を行う。上記の工程を２回以上繰り返すことにより、平坦化絶縁膜５２表面の平坦性（凸部と凹部の最大高低差）は、約０．１μｍ（触針式表面粗さ計での測定）になった。そして、平坦化絶縁膜５２に形成したスルーホールに、後に成層する第１低反射層３と第２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領域とを電気的に接続する電極コンタクト２を形成する。なお、ここではスピンコート法により平坦化絶縁膜５２を形成したが、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などをＣＶＤ法によって成膜した後に、アクリルやレジスト等をスピンコート法によって成膜し、エッチバックを施して平坦化してもよい。
図３は第１低反射層３であるＴｉの膜厚、スパッタ時の圧力と反射率との関係を表す図である。図３は入出射角度が２０゜における反射率を表している。また、図４は第１低反射層３であるＴｉの膜厚、スパッタ時の圧力と最大反射率との関係を表す図である。ここで最大反射率とは、可視光領域（４００〜７００ｎｍ）における反射率の最大値のことである。一般的に最大反射率が低いと可視光領域全般について反射が低いということが考えられる。図３及び図４によれば、反射率はＴｉの厚さ、スパッタ時の圧力にも依存することになる。
基板１上に制御素子及び電極コンタクト２を形成すると、次に直流マグネトロン方式のスパッタ法により、各画素に対応する位置に第１低反射層３となるＴｉの薄層を成層する。本参考例では、例えば、アルゴン雰囲気で圧力を０．３Ｐａ、電力を５００Ｗとして成膜を行った。なお、本参考例では直流マグネトロン方式のスパッタ法を用いたが、その成膜方法はスパッタ法に限定されるものでは無く、イオンビーム蒸着法等を用いても良い。ここで、第１低反射層３の厚さは、３０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲、好ましくは１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲で成層するようにする。膜厚が４０ｎｍ以下の場合には反射率が高くなり、厚すぎると内部応力が発生し易く、基板の反りや膜の剥離の原因となったり、素子を破壊する可能性がある。また、加工も難しくなる。
図５は第２低反射層４の層厚と反射率との関係を表す図である。第２低反射層４となるＩＴＯは、第１低反射層３と同様にして、直流マグネトロン方式のスパッタ法により成層する。本参考例では、圧力を０．３Ｐａ、電力を１００Ｗ、アルゴンガスと酸素ガスの流量比を１００：１とし、４インチのターゲットを用いて成膜を行った。ここで、図５のように膜厚が変わることにより、反射率の波長依存性が変化する。第２低反射層４の層厚を６０〜１００ｎｍとすると全波長領域で低い反射率が得られる。特に８０ｎｍ以下とした場合には、外部から入射する光で影響の大きい４５０〜５００ｎｍの光の反射率が減少する。
なお、上記の条件で形成した第２低反射層４の表面には、ＩＴＯの結晶による微細な凹凸が存在する。そのため、この第２低反射層４を電極として、発光層に電荷を注入しようとした場合、この凹凸により局所的に電界が集中して、発光層に局所的に大きな電荷が注入されることがある。このため、発光が不均一となったり、発光寿命が低下したりする。そこで、第２低反射層４の表面を、酸化セリウムやアルミナによって機械的に研磨する。その場合、第２低反射層４の表面は、触針式の表面粗さ計で測定した算術平均粗さＲａが０．１ｎｍ〜１．０ｎｍとなるようにするのが好ましい。０．１ｎｍ以下のＲａを得るためには、研磨が非常に難しく、長時間の精度の高い加工が必要となる。一方、１．０以上のＲａでは、殆ど発光層への電界の局所的な集中を低減する効果が見られなくなる。このようにして第２低反射層４を成層した後、所望の箇所だけに第１低反射層３及び第２低反射層４を残すため、フォトリソグラフィ法により感光性樹脂により所定のパターンを形成する。そして、この感光性樹脂をマスクとして第２低反射層４（ＩＴＯ）を王水でエッチングする。さらに、第１低反射層３（Ｔｉ）は、フッ酸とフッ化アンモニウムとの比が１：６の緩衝フッ酸液（ＢＨＦ）でエッチングする。ここでは、第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層は発光層５Ｂを成層する領域よりも広い領域で残すようにする。つまり、隔壁７が形成される予定領域まで伸長させ、隣り合う低反射層との間隔は、発光層間で絶縁可能な範囲のでできるだけ狭い間隔にするのがよい。これにより第１低反射層よりも基板よりの層及び基板裏面からの反射に起因する視認性の低下も抑制できるからである。なお、現在、フォトリソグラフィ法によりパターニングする際、上記間隔の最小値は加工する層の厚さにほぼ一致する値となっており、例えば、第１低反射層３と第２低反射層４の２層の合計厚さが０．１μｍであれば、隙間の最小値はほぼ０．１μｍとなる。ここで、第１低反射層３及び第２低反射層４の成層工程については、例えばマスク蒸着法により、所望の箇所だけに成層するようにしてもよい。これは、所望の場所に開口部を設けた例えばステンレススチール製の厚さ４０〜１００μｍ程度のマスクを基板に密着させた状態で、真空蒸着を行いパターンを形成する方法である。また、クロム（Ｃｒ：仕事関数４．５ｅＶ）を第２低反射層４の上に成層してもよい。
次に、隔壁を形成しようとする予定領域にＣＶＤ法などにより絶縁保護膜６１を形成する。絶縁保護膜６１は、例えば発光層５Ｂを０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みに形成するなら、０．２μｍ〜１．０μｍ程度の厚みに形成する。
そして、走査線ｇａｔｅ及びデータ線ｓｉｇに沿って有機材料の隔壁７を形成する。隔壁７は、液滴吐出方式により成膜する場合に、材料となる有機化合物を含む液体が、隣に溢れ出さないための堰となる部分であるため、例えば、発光層５Ｂを０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みで形成するなら、１μｍ〜２μｍ程度の高さに形成する。隔壁の形成は例えばフォトリソグラフィ法、印刷法など、その他の任意の方法で行うことができる。
そして、隔壁７により区画された領域に対し、液滴吐出（インクジェット）方式により高分子有機化合物を含む溶液を吐出し、ＥＬ層５（正孔注入輸送層５Ａ及び発光層５Ｂ）を成層する。ＥＬ層５は、赤色画素層、緑色画素層、青色画素層に、それぞれ所定の有機化合物材料を含む液体の充填と乾燥を層毎に繰り返して形成する。発光層５Ｂの具体例として、赤色発光層材料としては、上記ＰＰＶ前駆体をインク化したものにローダミン、ベリレンなどの色素をドープしたもの、あるいはＰＰＶ前駆体（ＭＨＥ−ＰＰＶ）をインク化したものを用いる。緑色発光層材料としては、ＰＰＶ前駆体溶液をＤＭＦ、グリセリン、ジエチレングリコールの混合液を希釈してインク化したものを用いる。青色発光層材料としては、ポリフルオレン誘導体をキシレンなどの芳香族系溶媒に溶解しインク化したものを用いる。ついで、ＰＰＶ前駆体溶液（ＰＰＶ前駆体溶液をＤＭＦ希釈し、インク化したもの）の場合は、減圧下で溶媒を除去し、摂氏１５０度の加熱処理により共役化させて定着させる。あるいは、各画素に共通して用いることができる材料に関しては、スピンコート法、ディップ法などを用いてＥＬ層５の各層を成層してもよい。また、ＥＬ層５の有機ＥＬ素子を低分子有機化合物で構成する場合には、ＥＬ層５を成層する領域を残して、他の領域をマスクした上で、各層の有機化合物を蒸着することにより成層してもよい。なお、導電膜６からの電子注入効率をよくするために、例えば、マグネシウム／銀（Ｍｇ／Ａｇ）からなる電子注入層を真空蒸着法などで成層する場合もある。ＥＬ層５が成層されたら、真空蒸着法を用いて少なくとも表示部分となる個所の全面に、ＩＴＯの導電膜６を成膜する。
ここで、第１低反射層３がチタン（酸化チタンも含む）の場合、反射率を低減させるには、正孔注入輸送層５Ａ（ＰＥＤＯＴ）、発光層５Ｂ（ＬＥＰ）及び導電膜６（ＩＴＯ）のそれぞれの層厚の組み合わせを、以下の表１のように成層することが好ましい。
そして、導電膜６の上に、透明な樹脂又は薄層による封止膜８を表示パネル全体に形成する。これにより、水分、空気などに触れることにより性質が変化し、発光寿命が短くなってしまうＥＬ層５を保護する。封止膜８としては、例えば、ＳｉＯＮ（窒化酸化シリコン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）を可視光を透過するような膜厚で真空蒸着法を用いて成膜した後、例えばポリビニルフロライドなどの高分子フィルムを接着剤で接着したり、熱を用いて融着させたりする。また、後述するような透明な樹脂又はガラスで表示部分を覆うこともできる。
図６は第１低反射層３及び第２低反射層４を成層した場合の反射率の波長及び光入出射角との関係を表す図である。図６（ａ）は第１低反射層３となるチタンをスパッタ法により成膜し、第２低反射層４となるをＩＴＯを室温（Room Temperature；ＲＴ）でスパッタ法により成膜してその厚さを７８ｎｍとしたものである。図６（ｂ）は同条件でスパッタした後、２８０℃で１時間、大気中で処理したものである。また、図６（ｃ）は第１低反射層３であるチタンだけをスパッタ法で成膜したものである。そして、図６（ｄ）はＡｌ、ＩＴＯ、Ａｌの３層の層で構成したものである。ここで、図６（ｄ）については、ＩＴＯの層厚などの条件を図６（ａ）の場合と同じようにしている。
図７は第１低反射層３をＴｉ、第２低反射層４をＩＣＯで成層した場合の反射率の波長及び光入出射角との関係を表す図である。なお、図７（ａ）は第２低反射層４となるＩＣＯを３８ｎｍの厚さに成層したもの、図７（ｂ）は第２低反射層４となるＩＣＯを７６ｎｍの厚さに成層したものである。ＩＣＯは酸化セリウムを２０ａｔ％（原子（分子）数の割合）含むインジウム酸化セリウムをターゲットとしてスパッタ法により成膜したものである。厚さにより、反射率を低減できる波長及びその光入出射角には差があるが、どちらの場合も視感度の高い５００ｎｍ付近の波長の光反射率を低減させていることがわかる。また、図６、図７によれば、第１の低反射層３をＴｉで構成した場合の方が外部から入射する光の反射を抑制できることがわかる。
以上のように参考例１によれば、第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層により、表示パネルの表示面（画素領域及び画素周辺領域を含む）で外部から入射した光の反射が低減する。また、低反射化の基本構造を第１低反射層３と第２低反射層４の２層から構成しており、しかもこれらを電極としても利用したので、表示パネルの構成及び製造も簡素化できる。なお、第２低反射層４、ＥＬ層５、導電膜６の各層及びそれらの境界での相互作用も総合的な表示パネルの反射の低減に寄与していると考えられる。本発明による低反射化構造は、自己発光である有機ＥＬ素子を用いた表示用パネル（表示装置）に特に有効である。
参考例２．
図８、図９は本発明の参考例２に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。参考例２は、参考例１の封止膜８に代えて、同じく封止材として機能する樹脂又はガラスなどの透明な封止板８Ａを用い、発光層と発光層との間、すなわち隔壁７に対向する封止板８Ａの領域に外部から入射する光の反射を低減させる低反射化層を形成したものである。従って、参考例２では、第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層を、隔壁底部にまで延長して形成しなくてもよい。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体、あるいは酸化クロムなどからなる黒色層か、あるいは先述した第１低反射層と第２低反射層と同様な構成の低反射層からなる。
図８、図９は本発明の参考例２に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。参考例２は、参考例１の封止膜８に代えて、同じく封止材として機能する樹脂又はガラスなどの透明な封止板８Ａを用い、発光層と発光層との間、すなわち隔壁７に対向する封止板８Ａの領域に外部から入射する光の反射を低減させる低反射化層を形成したものである。従って、参考例２では、第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層を、隔壁底部にまで延長して形成しなくてもよい。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体、あるいは酸化クロムなどからなる黒色層か、あるいは先述した第１低反射層と第２低反射層と同様な構成の低反射層からなる。
図８は、上記黒色層としてブラックレジスト９（カーボンブラック含有樹脂）が塗布されて形成されており、外部から隔壁７部に入射した光は、ブラックレジスト９に吸収されて遮光される。従って、この構成の表示パネルは、画素領域では第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層により光反射を低減し、画素間の隔壁領域ではブラックレジスト９による光吸収によって光反射を低減する。
図９は、ＥＬ層５底部の第１低反射層３と第２低反射層４にそれぞれ対応する第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａからなる低反射層を、低反射化層として封止板８Ａに形成したものである。なお、第一低反射層３Ａと第１低反射層３の素材、あるいは第二低反射層４Ａと第２低反射層４の素材は必ずしも一致させる必要はなく、参考例１で説明した素材の範囲内で適宜組み合わせることができる。従って、この構成の表示パネルは、画素領域では第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層により光反射を低減し、画素間の隔壁領域では第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａとの低反射層により光反射を低減する。
なお、封止板８Ａに対する黒色層の形成は、上記黒色物質の塗布、真空蒸着法、スパッタ法などにより行う。そして、その黒色層の厚さは、ブラックカーボンを含んだブラックレジストの塗布を用いる場合には１〜２μｍ程度の厚さにし、カーボンやカーボン同素体、酸化クロムなどのスパッタ法や真空蒸着法を用いる場合は０．３〜１μｍ程度の厚さにすると、工程上作製し易く、十分な低反射化の効果が得られる。また、第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａとの低反射層は、第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層の場合と同様にして形成できる。この場合、参考例１で行った表面研磨は不要である。
上記黒色層や低反射層が形成された封止板８Ａを、参考例１に示すようなパネル製造の最終工程で、隔壁７部分に接着剤で貼付る。なお、封止板８Ａは、素子を形成した基板に接着する面側に、凹部を設けた形状のものを用いてもよい。その場合、封止板８Ａと導電膜の間のスペース１５部には、中に入ってくる水分を吸収するための乾燥剤を封入してもよく、また接着剤を充填してもよい。
参考例３．
図１０、図１１は本発明の参考例３に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。この参考例３は、画素間の光反射抑制のため、隔壁７の頂面に低反射化層を形成したものである。すなわち、参考例１，２のように隔壁の底部や封止材に低反射化層を設ける代わりに、隔壁７の表面に低反射化層を形成したものである。従って、参考例３でも、第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層を、隔壁底部にまで延長して形成する必要はない。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体などからなる黒色層か、あるいは先述した第１低反射層３と第２低反射層４と同様な構成の低反射層からなる。また、必要に応じて、隔壁７の側面に対しても低反射化層を形成してもよいが、絶縁性が必要なため上記低反射層は用いない。
図１０、図１１は本発明の参考例３に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。この参考例３は、画素間の光反射抑制のため、隔壁７の頂面に低反射化層を形成したものである。すなわち、参考例１，２のように隔壁の底部や封止材に低反射化層を設ける代わりに、隔壁７の表面に低反射化層を形成したものである。従って、参考例３でも、第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層を、隔壁底部にまで延長して形成する必要はない。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体などからなる黒色層か、あるいは先述した第１低反射層３と第２低反射層４と同様な構成の低反射層からなる。また、必要に応じて、隔壁７の側面に対しても低反射化層を形成してもよいが、絶縁性が必要なため上記低反射層は用いない。
図１０は、隔壁７の頂面及び側面にブラックレジスト１０（カーボンブラック含有樹脂）が塗布されて形成されており、外部から隔壁７部に入射した光は、このブラックレジスト１０に吸収される。従って、この構成の表示パネルは、画素領域では第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層により光反射を低減し、画素間の隔壁領域ではブラックレジスト１０による光吸収によって光反射を低減する。
図１１は、ＥＬ層５底部の第１低反射層３と第２低反射層４に、それぞれ対応する第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａからなる低反射層が、低反射化層として隔壁７の頂面に形成され、隔壁７の側面には図１０と同様のブラックレジスト１０が形成されている。なお、第一低反射層３Ａと第１低反射層３の素材、あるいは第二低反射層４Ａと第２低反射層４の素材は必ずしも一致させる必要はなく、参考例１で説明した素材の範囲内で適宜組み合わせ利用してよい。従って、この構成の表示パネルは、画素領域では第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層により光反射を低減し、画素間の隔壁領域では第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａとの低反射層及びブラックレジスト１０による光吸収によって光反射を低減する。
実施の形態１．
図１２、図１３は本発明の実施の形態１に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。実施の形態１は、基板１とＥＬ層５との間に、参考例１〜３で採用した第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層に代えて、光反射抑制のための黒色層を形成したものである。そして、隔壁の頂面に光反射抑制のための低反射化層を形成したものである。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体などからなる黒色層か、あるいは先述した第一低反射層と第二低反射層と同様な構成の低反射層からなる。また、必要に応じて、隔壁７の側面に対しても低反射化層を形成してもよいが、そこには絶縁性が必要なため上記低反射層は用いない。
図１２、図１３は本発明の実施の形態１に係る表示用パネルの構成を表す一部の断面図である。これらの図において、図１と同じ符号を付しているものは参考例１で説明したものと同一物又は相当物であるので説明を省略する。実施の形態１は、基板１とＥＬ層５との間に、参考例１〜３で採用した第１低反射層３と第２低反射層４からなる低反射層に代えて、光反射抑制のための黒色層を形成したものである。そして、隔壁の頂面に光反射抑制のための低反射化層を形成したものである。なお、上記低反射化層は、カーボンブラック、カーボン、カーボン同素体などからなる黒色層か、あるいは先述した第一低反射層と第二低反射層と同様な構成の低反射層からなる。また、必要に応じて、隔壁７の側面に対しても低反射化層を形成してもよいが、そこには絶縁性が必要なため上記低反射層は用いない。
図１２は、基板１とＥＬ層５の間の平坦化絶縁膜５２の上にブラックレジスト１１（カーボンブラック含有樹脂）が塗布されて形成されており、その上部に陽極として電極（ＩＴＯ）、ＥＬ層５（正孔注入輸送層５Ａ、発光層５Ｂ）、及び陰極としての導電膜６が形成されている。また、隔壁７の頂面には前述した第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａからなる低反射層が形成されている。この構成の表示パネルは、画素領域ではブラックレジスト１１の光吸収により光反射を低減し、画素間の隔壁領域では第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａとの低反射層によって光反射を低減する。
図１３は、基板１とＥＬ層５の間の平坦化絶縁膜５２の上にブラックレジスト１１が塗布されて形成されており、その上部に陽極として電極（ＩＴＯ）、ＥＬ層５（正孔注入輸送層５Ａ、発光層５Ｂ）、及び陰極としての導電膜６が形成されている。また、隔壁７の頂面及び側面にもブラックレジスト１０が塗布されて形成されている。この構成の表示パネルは、画素領域ではブラックレジスト１１の光吸収により、そして、画素間の隔壁領域ではブラックレジスト１０の光吸収により光反射を低減している。
次に、実施の形態１の表示用パネルを製造する方法について説明する。基板１上にＴＦＴ及び平坦化絶縁膜５２を形成するまでの工程については、参考例１で説明したことと同様である。次に、平坦化絶縁膜５２の上面のＥＬ層５形成予定領域に、絶縁性のブラックレジスト１１を塗布する。この塗布は、例えばスピンコーティングにより行うことができる。そして、フォトリソグラフィ法を用いて、所定形状（スルーホールに対応した形状）にパターニングを行い、スルーホールを形成して、ＴＦＴと電極１１との電極コンタクト２を形成する。
次に、ブラックレジスト１１の上に電極１２となるＩＴＯを、先述の第２低反射層４と同様にして、直流マグネトロン方式のスパッタ法により成層する。さらに、参考例１と同様にして、隔壁７を形成しようとする領域の底部に絶縁保護膜６１を形成する。
そして、参考例１と同様の方法で隔壁７を形成し、その隔壁の表面（頂面及び／又は側面）に上述した低反射化層を形成する。この低反射化層は、ブラックレジストをスピンコートしたり、カーボンやカーボン同素体をスパッタ法や真空蒸着法により成膜することにより形成する。また、第一低反射層３ＡであるＴｉと第二低反射層４ＡであるＩＴＯとを、ステンレススチールなどのメタルマスクを利用してパターン形成を行うスパッタ法により積層する。この後は、参考例１で説明したＥＬ層５の形成以降の工程を経て、表示パネルを完成させることができる。
参考例３や実施の形態１で、低反射化層として、カーボンやカーボン同素体からなる黒色層を形成する場合には、それらをスパッタ法又は真空蒸着法を用いて形成する。その黒色層の厚さは、ブラックカーボンを含んだブラックレジストの塗布を用いた場合には１〜２μｍ程度の厚さにし、カーボンやカーボン同素体、酸化クロムなどをスパッタ法や真空蒸着法を用いて成膜した場合は０．３〜１μｍ程度の厚さとすると、工程上作製し易く、十分な低反射化の効果が得られる。また、第一低反射層３Ａと第二低反射層４Ａとの低反射層は、第１低反射層３と第２低反射層４との低反射層の場合と同様にして形成すればよい。この場合も参考例１で行った表面研磨は不要である。
さらに、実施の形態１において、画素間の低反射化層を隔壁７の表面に形成する代わりに、参考例２で示したような封止板８Ａを利用して、その封止板８Ａの隔壁との対向面に低反射化層を形成してもよい。
図１４はブラックレジスト１１による黒色層の反射率の波長依存性及び光入出射角との関係を表す図である。また、図１５はカーボンによる黒色層の反射率と光入出射角との関係を表す図である。これらの図からは、低反射化層として黒色層を用いた場合には、可視光領域における反射率については波長依存性が少ないことがわかる。
なお、上述の参考例や実施の形態では、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の表示パネルとして説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、パッシブマトリクス方式の表示用パネルにも適用することができる。
また、上述の参考例や実施の形態は、有機ＥＬ素子を用いた表示用パネルについて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、無機ＥＬ素子を用いた表示用パネル、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電気泳動装置（ＥＰＤ）、電子放出装置（ＥＦＤ）など、同様な平面表示パネルを用いた表示装置でも実現することができる。また、上述の参考例や実施の形態では、発光層５Ｂの発光光を素子を形成した面側から取り出す、いわゆるトップエミッション構造の表示用パネルについて説明したが、参考例１〜３においては、これに限定されるものではなく、発光光を基板１の素子を形成した面と反対の面側から取り出す、いわゆるボトムエミッション構造についても適用することができる。さらに、光取り出し側のガラスの反射率が４％程度あるため、そのガラスに多層薄膜の反射防止膜を成膜したり、反射防止フィルムを貼付けるなどのＡＲ（Anti-Reflection）処理を施すようにしてもよい。
最後に、上記実施の形態で説明してきた表示パネルを組み込んだ電子機器の例を示す。図１６は本発明の実施の形態に係る電子機器を表す図である。図１６（ａ）はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、図１６（ｂ）は携帯電話、図１６（ｃ）はデジタルカメラを表す。また、本実施の形態では図示していないが、コンピュータ、ゲーム機など、表示機能を有し、表示用パネルを用いる電子機器に本発明の表示パネルを利用することができる。本発明の表示パネルを用いた電子機器は、表示部における外部から入射した光の反射が低減または抑制されるため、屋外でもより見易くなる。
１…基板、２…電極コンタクト、３…第１低反射層、３Ａ…第一低反射層、４…第２低反射層、４Ａ…第二低反射層、５…ＥＬ層、５Ａ…正孔注入輸送層、５Ｂ…発光層、６…導電膜、７…隔壁（バンク）、８…封止膜、８Ａ…封止板、９，１０，１１…ブラックレジスト、１２…電極、１５…スペース、２０，３０…ＴＦＴ、５１…層間絶縁膜、５２…平坦化絶縁膜、６１…絶縁保護膜。
Claims (9)
- 基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁が設けられているものにおいて、
前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、
前記隔壁の頂面に、チタンから構成される第一低反射層とインジウム合金又はガリウム合金から構成される第二低反射層とを積層してなる低反射層を形成したことを特徴とする表示パネル。 - 基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁が設けられているものにおいて、
前記基板と前記発光層との間及び前記隔壁の頂面に黒色層を形成したことを特徴とする表示パネル。 - 基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁を有し、前記発光層の表示面側に配置されて前記発光層を封止する封止材を備えたものにおいて、
前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、
前記封止材の前記隔壁と対向する部分に黒色層を形成したことを特徴とする表示パネル。 - 基板上に陽極と陰極とを構成する電極が対向して形成されており、前記陽極と前記陰極との間に画素となる発光層を複数備え、前記基板と反対側が表示画面となる表示パネルであって、前記各発光層間に隔壁を有し、前記発光層の表示面側に配置されて前記発光層を封止する封止材を備えたものにおいて、
前記基板と前記発光層との間に黒色層を形成し、
前記封止材の前記隔壁と対向する部分に、チタンから構成される第一低反射層とインジウム合金又はガリウム合金から構成される第二低反射層とを積層してなる低反射層を形成したことを特徴とする表示パネル。 - 前記隔壁の側面に、絶縁性を有する黒色層を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表示パネル。
- 前記チタンから構成される第一低反射層が、酸化チタン、窒化チタン、チタンタングステン合金のいずれかからなる層であることを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載の表示パネル。
- 前記インジウム合金から構成される第二低反射層が、インジウム酸化錫、インジウム酸化セリウム、インジウム酸化亜鉛のいずれかからなる層であることを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載の表示パネル。
- 前記第一低反射層としてチタンが１００〜４００ｎｍ形成され、前記第二低反射層としてインジウム酸化錫が６０〜１００ｎｍ形成されていることを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載の表示パネル。
- 請求項１から８のいずれかに記載の表示パネルを備え、該表示パネルに表示機能を行わせることを特徴とする電子機器。
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