JP7057147B2 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光素子、及び、係る発光素子を複数備えた表示装置に関する。

近年、発光素子として有機電界発光（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いた表示装置（有機ＥＬディスプレイ）の開発が進んでいる。この表示装置では、例えば、画素毎に分離して形成された第１電極（下部電極）の上に、少なくとも発光層を含む有機層、及び、第２電極（上部電極）が形成される。そして、例えば、白色を発光する有機層と赤色カラーフィルタとが組み合わされた赤色発光素子、白色を発光する有機層と緑色カラーフィルタとが組み合わされた緑色発光素子、白色を発光する有機層と青色カラーフィルタとが組み合わされた青色発光素子のそれぞれが、副画素として設けられ、これらの副画素から１画素が構成される。第２電極（上部電極）を介して、発光層からの光が外部に出射される。そして、正面光取り出し効率の向上のために、第２電極の上方にオンチップマイクロレンズが設けられている。

ところで、発光素子の微細化が進むと、有機層とオンチップマイクロレンズとの間の位置合わせが困難になる。このような問題を解決するための手段が、例えば、特開２００３－１３３０５７号公報あるいは特開２０１５－１１８７６１号公報に開示されている。

特開２００３－１３３０５７号公報に開示された発光装置は、エレクトロルミネッセンスによって発光可能な発光層と、発光層に電界を印加するための一対の電極と、表面に凹部を有する基板とを含み、発光層は基板の凹部内に配置されている。そして、第５の実施形態にあっては、発光層は光学レンズとして機能するように形成されている。

また、特開２０１５－１１８７６１号公報に開示された有機ＥＬ表示装置は、基板と、ＴＦＴと、反射層及び透明電極層を含み、ＴＦＴに電気的に接続されたアノード電極と、反射層と透明電極層との間に配置されたレンズ部材とを有する。透明電極層の上に有機発光層が形成されており、有機発光層上にカソード電極が形成されている。

特開２００３－１３３０５７号公報 特開２０１５－１１８７６１号公報

しかしながら、特開２００３－１３３０５７号公報に開示された発光装置のように、光学レンズとして機能する発光層を得るためには、層厚が変化する発光層を形成しなければならないが、このような発光層の形成は非常に困難である。また、特開２０１５－１１８７６１号公報に開示された有機ＥＬ表示装置のように、反射層と透明電極層との間に配置されたレンズ部材を有する構造とした場合、レンズ部材の形成、透明電極層の形成といった工程が増加するし、透明電極層上に凸状の透明電極層の上に有機発光層を形成することは困難である。

従って、本開示の目的は、発光層を含む一定厚さの有機層を有し、正面光取り出し効率の向上を図ることができ、製造工程が大幅に増加することのない発光素子、及び、係る発光素子を複数備えた表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の発光素子は、
基体、
基体の表面に設けられた凹部、
少なくとも一部分が凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
第１電極層上に、少なくとも一部分が第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
有機層上に、有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
第２電極層上に形成された平坦化層、
を少なくとも備えており、
有機層からの光が第２電極層及び平坦化層を介して外部に出射される。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
第１基板、及び、第２基板、並びに、
第１基板と第２基板との間に位置し、第１基板の上に形成された基体上に設けられ、２次元状に配列された複数の発光素子、
を備えた表示装置であって、
各発光素子は、
基体の表面に設けられた凹部、
少なくとも一部分が凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
第１電極層上に、少なくとも一部分が第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
有機層上に、有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
第２電極層上に形成された平坦化層、
を少なくとも備えており、
有機層からの光が、第２電極層、平坦化層及び第２基板を介して外部に出射される。

本開示の発光素子あるいは本開示の表示装置に備えられた発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、『本開示の発光素子等』と呼ぶ場合がある）にあっては、基体の表面に凹部が設けられているので、有機層から出射された光の一部は第１電極層で反射されて有機層、第２電極層、平坦化層を介して発光素子から出射される結果、正面光取り出し効率の向上を図ることができ、しかも、製造工程が大幅に増加することもない。また、第１電極層、有機層、第２電極層は実質的に凹部の頂面の形状に倣って形成されており、有機層の厚さが一定の厚さであるが故に、後述するように、共振器構造を容易に形成することができる。しかも、第１電極層の厚さが一定であるが故に、第１電極層の厚さ変化に起因して、表示装置を眺める角度に依存した第１電極層の色付きや輝度変化といった現象の発生を抑制することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１は、実施例１の発光素子の一部の模式的な一部端面図である。 図２は、図１に示した実施例１の発光素子の一部の模式的な一部端面図において、一部のハッチング線を除き、光の軌跡を示す図である。 図３は、実施例１の表示装置の模式的な一部断面図である。 図４は、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図５は、実施例１の発光素子の別の変形例の模式的な一部端面図である。 図６は、実施例２の発光素子の模式的な一部端面図である。 図７は、実施例３の表示装置における発光素子の模式的な一部端面図である。 図８は、実施例３の表示装置における、図７とは異なる位置に位置する発光素子の模式的な一部端面図である。 図９は、実施例３の表示装置における、図７及び図８とは異なる位置に位置する発光素子の模式的な一部端面図である。 図１０は、実施例３の表示装置における発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図１１は、実施例３の表示装置における、図１０とは異なる位置に位置する発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図１２は、実施例３の表示装置における、図１０及び図１１とは異なる位置に位置する発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図１３は、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、実施例１の表示装置における発光素子の配列を模式的に示す図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂ、並びに、図１５Ｃ及び図１５Ｄは、実施例１の表示装置における第２電極及びカラーフィルタ層の配置関係を模式的に示す図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、図１に示した実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、図１６Ｃに引き続き、図１に示した実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、図１に示した実施例１の発光素子の別の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは、本開示の表示装置をレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラに適用した例を示し、デジタルスチルカメラの正面図を図１９Ａに、背面図を図１９Ｂに示す。 図２０は、本開示の表示装置をヘッドマウントディスプレイに適用した例を示すヘッドマウントディスプレイの外観図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の発光素子及び本開示の表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光素子及び本開示の表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．その他

〈本開示の発光素子及び本開示の表示装置、全般に関する説明〉
本開示の発光素子等にあっては、第２電極層と平坦化層との間に保護膜が形成されている形態とすることができる。保護膜は、第２電極層の頂面の形状に倣って形成されていることが好ましい。保護膜は、保護膜を通過する光の屈折角度を調整、制御する機能を有する。そして、これらの場合、平坦化層を構成する材料の屈折率をｎ₁、保護膜を構成する材料の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁＞ｎ₂を満足することが好ましい。（ｎ₁－ｎ₂）の値として、限定するものではないが、０．１乃至０．６を例示することができる。このような保護膜を形成することで、有機層から出射された光の一部は、第２電極層及び保護膜を通過し、平坦化層に入射するし、有機層から出射された光の一部は、第１電極層で反射され、有機層、第２電極層及び保護膜を通過し、平坦化層に入射する。このように、保護膜及び平坦化層によって内部レンズが形成され、有機層から出射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができる結果、第２電極層の上方にオンチップマイクロレンズを設けなくとも、発光素子から外部に出射される光における正面光取り出し効率の向上を図ることができる。

あるいは又、本開示の発光素子等において、有機層から出射され、第２電極層を介して平坦化層に入射するときの光の入射角をθ_i、平坦化層に入射した光の屈折角をθ_rとしたとき、｜θ_r｜≠０の場合、
｜θ_i｜＞｜θ_r｜
を満足する形態とすることができる。このような条件を満足することで、有機層から出射する光の一部は、第２電極層を通過し、平坦化層に入射するし、有機層から出射する光の一部は、第１電極層で反射され、有機層及び第２電極層を通過し、平坦化層に入射する。このように、内部レンズが形成され、有機層から出射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができる結果、第２電極層の上方にオンチップマイクロレンズを設けなくとも、発光素子から外部に出射される光における正面光取り出し効率の向上を図ることができる。

上記の各種好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、平坦化層はカラーフィルタとしての機能を有する形態とすることができる。一般に、カラーフィルタ層は、所望の顔料や染料から成る着色剤を添加した樹脂によって構成されており、顔料や染料を選択することにより、目的とする赤色、緑色、青色等の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。このようなカラーフィルタとしての機能を有する平坦化層は、周知のカラーレジスト材料から構成すればよい。後述する白色を出射する発光素子にあっては透明なフィルタを配設すればよい。このように平坦化層をカラーフィルタとしても機能させることで、有機層と平坦化層とは近接しているので、発光素子から出射する光を広角化させても混色の防止を効果的に図ることができ、視野角特性が向上する。カラーフィルタ層を、平坦化層とは別に、独立して、平坦化層上に設けてもよい。

更には、上記の各種好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられている構成とすることができる。オンチップマイクロレンズを設けることで、有機層からの光を所望の状態に発散させることができる結果、視野角特性の制御を行うことができる。オンチップマイクロレンズは、例えば、周知のアクリル系樹脂から構成することができ、アクリル系樹脂を、メルトフローさせることで得ることができるし、あるいは又、エッチバックすることで得ることができる。発光素子から外部に出射される光における正面光取り出し効率の向上は、専ら、前述した内部レンズが担うので、オンチップマイクロレンズの位置合わせ精度は、左程、高くなくてもよい。以下の説明においても同様である。

更には、上記の各種好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、第１電極層は有機層の一部と接している構成とすることができるし、有機層は第１電極層の一部と接している構成とすることができる。この場合、具体的には、第１電極層の大きさは有機層よりも小さい構成とすることができるし、あるいは又、第１電極層の大きさは有機層と同じ大きさであるが、第１電極層と有機層との間の一部分に絶縁材料膜が形成されている構成とすることもできるし、あるいは又、第１電極層の大きさは有機層より大きい構成とすることもできる。そして、これらの場合、平坦化層の上にはカラーフィルタ層が形成されており；凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点に向かう方向と、凹部の軸線からカラーフィルタ層の中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある構成とすることができる。上記の「中心点」は、基体の表面を含む仮想平面（以下、『基体仮想平面』と呼ぶ）に正射影したときの中心点であり、以下、便宜上、『正射影中心点』と呼ぶ場合がある。また、上記の「方向」は、基体仮想平面に正射影したときの方向であり、以下、便宜上、『正射影方向』と呼ぶ場合がある。凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点（正射影中心点）までの距離ＰＬ₁、及び、凹部の軸線からカラーフィルタ層の中心点（正射影中心点）までの距離ＰＬ₂は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど、大きな値とすることが望ましい。上記の「距離」は、基体仮想平面に正射影したときの距離であり、以下、便宜上、『正射影距離』と呼ぶ場合がある。第１電極層の中心点（正射影中心点）、有機層の中心点（正射影中心点）及び凹部の軸線と基体仮想平面の交点は、概ね一直線上に位置することが好ましい。

あるいは又、上記の各種好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、
平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられており、
第１電極層は、有機層の一部と接しており、
凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）と、凹部の軸線からオンチップマイクロレンズの中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）とは、逆方向の関係にある構成とすることができる。そして、この場合、オンチップマイクロレンズは、凹部よりも大きい構成とすることができる。凹部の軸線から第１電極層の中心点（正射影中心点）までの距離（正射影距離）ＰＬ₁’、及び、凹部の軸線からオンチップマイクロレンズの中心点（正射影中心点）までの距離（正射影距離）ＰＬ₂’は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど、大きな値とすることが望ましい。第１電極層の中心点（正射影中心点）の正射影像、有機層の中心点（正射影中心点）の正射影像及びオンチップマイクロレンズの中心点（正射影中心点）の正射影像は、概ね一直線上に位置することが好ましい。第１電極層は有機層の一部と接しているが、具体的には、第１電極層の大きさは有機層よりも小さい構成とすることができるし、あるいは又、第１電極層の大きさは有機層と同じ大きさであるが、第１電極層と有機層との間の一部分に絶縁材料膜が形成されている構成とすることもできるし、あるいは又、第１電極層の大きさは有機層より大きい構成とすることもできる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の断面形状は、滑らかな曲線である構成とすることができるし、あるいは又、台形の一部である構成とすることができるし、あるいは又、直線状の斜面と滑らかな曲線から成る底部の組み合わせである構成とすることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の縁部から基体の表面に亙る断面形状は、滑らかな曲線から成る形態とすることができる。即ち、凹部の縁部は丸みを帯びていることが好ましく、これによって、その上に形成する各種の層に段切れが発生し難くなる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、凹部の縁部の形状は、限定するものではないが、円形又は楕円形である形態とすることができる。基体仮想平面に凹部を正射影したときの凹部の正射影像の形状の面積と等しい面積を有する円を想定したときの円の直径をＲ、凹部の深さをＤｐとしたとき、
１／４≦Ｄｐ／Ｒ≦１／２
を満足することが好ましい。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、有機層は白色光を出射する形態とすることができ、この場合、有機層は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の積層構造を有する形態とすることができる。あるいは又、有機層は、青色を発光する青色発光層、及び、黄色を発光する黄色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。あるいは又、青色を発光する青色発光層、及び、橙色を発光する橙色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。有機層は、複数の発光素子において共通化されていてもよいし、各発光素子において個別に設けられていてもよい。

平坦化層を構成する材料として、アクリル系樹脂から成る母材にＴｉＯ₂を添加して屈折率を調整した（高めた）材料、カラーレジスト材料と同種の材料（但し、顔料は添加しない無色透明材料）から成る母材にＴｉＯ₂を添加して屈折率を調整した（高めた）材料を例示することができる。また、保護膜を構成する材料として、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂を例示することができる。更には、（平坦化層を構成する材料，保護膜を構成する材料）の好ましい組み合わせとして、（アクリル系樹脂，ＳｉＮ単層）、（アクリル系樹脂，ＳｉＮ層とＡｌ₂Ｏ₃層との積層構造）、（アクリル系樹脂，ＳｉＮ層とＡｌ₂Ｏ₃層とＴｉＯ₂層との積層構造）、（アクリル系樹脂，Ａｌ₂Ｏ₃単層）を例示することができる。平坦化層や保護膜の形成方法として、各種ＣＶＤ法、各種塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種ＰＶＤ法、スクリーン印刷法といった各種印刷法等の公知の方法に基づき形成することができる。また、保護膜の形成方法として、更には、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を採用することもできる。平坦化層及び保護層は、複数の発光素子において共通化されていてもよいし、各発光素子において個別に設けられていてもよい。

基体の表面に凹部を設ける方法として、エッチバック法を挙げることができる。即ち、基体の表面上にレジスト層を形成し、レジスト層に凹部を形成するための形状を付与した後、レジスト層及び基体を、例えば、ＲＩＥ法に基づきドライエッチングすることで、基体の表面に凹部を設けることができる。あるいは又、基体の表面上に開口部を有するレジスト層を形成した後、レジスト層に設けられた開口部を介して基体を、例えば、ウェットエッチングすることで、基体の表面に凹部を設けることができる。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）から成る構成とすることができる。また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）から成る構成とすることができる。

本開示の発光素子等において、有機層は、前述したとおり、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている形態とすることができ、この場合、有機層から出射される光は白色である形態とすることができる。具体的には、有機層は、赤色（波長：６２０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）を発光する赤色発光層、緑色（波長：４９５ｎｍ乃至５７０ｎｍ）を発光する緑色発光層、及び、青色（波長：４５０ｎｍ乃至４９５ｎｍ）を発光する青色発光層の３層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。あるいは又、青色を発光する青色発光層、及び、黄色を発光する黄色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。あるいは又、青色を発光する青色発光層、及び、橙色を発光する橙色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。そして、このような白色を発光する有機層と赤色カラーフィルタ層（あるいは赤色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで赤色発光素子が構成され、白色を発光する有機層と緑色カラーフィルタ層（あるいは緑色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで緑色発光素子が構成され、白色を発光する有機層と青色カラーフィルタ層（あるいは青色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで青色発光素子が構成される。そして、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子といった副画素の組合せによって１画素が構成される。場合によっては、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子及び白色を出射する発光素子（あるいは補色光を出射する発光素子）によって１画素を構成してもよい。異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている形態にあっては、実際には、異なる色を発光する発光層が混合し、明確に各層に分離されていない場合がある。

あるいは又、有機層は、１層の発光層から構成されている形態とすることができる。この場合、発光素子を、例えば、赤色発光層を含む有機層を有する赤色発光素子、緑色発光層を含む有機層を有する緑色発光素子、あるいは、青色発光層を含む有機層を有する青色発光素子から構成することができる。カラー表示の表示装置の場合、これらの３種類の発光素子（副画素）から１画素が構成される。あるいは又、赤色発光層を含む有機層を有する赤色発光素子、緑色発光層を含む有機層を有する緑色発光素子、及び、青色発光層を含む有機層を有する青色発光素子の積層構造から構成することもできる。

カラーフィルタ層とカラーフィルタ層との間には、あるいは又、発光素子と発光素子との間には、ブラックマトリクス層を形成してもよい。ブラックマトリクス層は、例えば、黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜（具体的には、例えば、黒色のポリイミド系樹脂）から成り、あるいは又、薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタから構成されている。薄膜フィルタは、例えば、金属、金属窒化物あるいは金属酸化物から成る薄膜を２層以上積層して成り、薄膜の干渉を利用して光を減衰させる。薄膜フィルタとして、具体的には、Ｃｒと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ₂Ｏ₃）とを交互に積層したものを挙げることができる。

本開示の発光素子等において、基体は第１基板の上あるいは上方に形成されている。基体を構成する材料として、絶縁材料、例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯＮを例示することができる。あるいは又、基体の上や上方に形成される絶縁層等とエッチング選択比のある絶縁材料から基体を構成すればよい。基体は、基体を構成する材料に適した形成方法、具体的には、例えば、各種ＣＶＤ法、各種塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種ＰＶＤ法、スクリーン印刷法といった各種印刷法、メッキ法、電着法、浸漬法、ゾル－ゲル法等の公知の方法に基づき形成することができる。

基体の下方には、限定するものではないが、発光素子駆動部が設けられている。発光素子駆動部は、例えば、第１基板を構成するシリコン半導体基板に形成されたトランジスタ（具体的には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ）や、第１基板を構成する各種基板に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から構成されている。発光素子駆動部を構成するトランジスタやＴＦＴと第１電極層とは、基体等に形成されたコンタクトホール（コンタクトプラグ）を介して接続されている形態とすることができる。発光素子駆動部は、周知の回路構成とすることができる。第２電極層は、表示装置の外周部において、基体等に形成されたコンタクトホール（コンタクトプラグ）を介して発光素子駆動部と接続される。第１基板側に発光素子が形成されている。第２電極層は、複数の発光素子において共通電極層とされていてもよい。即ち、第２電極層は、所謂ベタ電極層とされていてもよい。

本開示の表示装置は、第２基板から光を出射するトップエミッション方式（上面発光方式）の表示装置（上面発光型表示装置）である。上面発光型表示装置にあっては、第１基板の上方に、例えば、カラーフィルタ層及びブラックマトリクス層を形成すればよい。

本開示の表示装置において、画素（あるいは副画素）の配列として、デルタ配列を挙げることができるし、あるいは又、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列、ペンタイル配列を挙げることができる。

第１基板あるいは第２基板を、シリコン半導体基板、高歪点ガラス基板、ソーダガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ₂）基板、硼珪酸ガラス（Ｎａ₂Ｏ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）基板、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）基板、鉛ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ₂）基板、表面に絶縁材料層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁材料層が形成された石英基板、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチックフィルムやプラスチックシート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）から構成することができる。第１基板と第２基板を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよい。但し、第２基板は発光素子からの光に対して透明であることが要求される。

第１電極層を構成する材料として、第１電極層をアノード電極として機能させる場合、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）といった仕事関数の高い金属あるいは合金（例えば、銀を主成分とし、０．３質量％乃至１質量％のパラジウム（Ｐｄ）と、０．３質量％～１質量％の銅（Ｃｕ）とを含むＡｇ－Ｐｄ－Ｃｕ合金や、Ａｌ－Ｎｄ合金）を挙げることができる。更には、アルミニウム（Ａｌ）及びアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料を用いる場合には、適切な正孔注入層を設けるなどして正孔注入性を向上させることで、アノード電極として用いることができる。第１電極層の厚さとして、０．１μｍ乃至１μｍを例示することができる。あるいは又、後述する光反射層を設ける場合、第１電極層を構成する材料として、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ₂Ｏ₃、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム・ドープのガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ₄）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ₂Ｏ₃）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ₂Ｏ₃）、ＩｎＳｎ、ＩｎＳｎＺｎＯ、酸化錫（ＳｎＯ₂）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ₂）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム・ドープの酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム・ドープの酸化亜鉛（ＧＺＯ）、ＢドープのＺｎＯ、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）、酸化アンチモン、酸化チタン、ＮｉＯ、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ₂Ｏ₄構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明導電性材料といった各種透明導電材料を挙げることができる。あるいは又、誘電体多層膜やアルミニウム（Ａｌ）といった光反射性の高い反射膜上に、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）や、インジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。一方、第１電極層をカソード電極として機能させる場合、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入性を向上させることで、カソード電極として用いることもできる。

第２電極層を構成する材料（半光透過材料あるいは光透過材料）として、第２電極層をカソード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、有機層（発光層）に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀（Ａｇ）［例えば、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金（Ｍｇ－Ａｇ合金）］、マグネシウム－カルシウムとの合金（Ｍｇ－Ｃａ合金）、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）の合金（Ａｌ－Ｌｉ合金）等の仕事関数の小さい金属あるいは合金を挙げることができ、中でも、Ｍｇ－Ａｇ合金が好ましく、マグネシウムと銀との体積比として、Ｍｇ：Ａｇ＝５：１～３０：１を例示することができる。あるいは又、マグネシウムとカルシウムとの体積比として、Ｍｇ：Ｃａ＝２：１～１０：１を例示することができる。第２電極層の厚さとして、４ｎｍ乃至５０ｎｍ、好ましくは、４ｎｍ乃至２０ｎｍ、より好ましくは６ｎｍ乃至１２ｎｍを例示することができる。あるいは又、第２電極層を、有機層側から、上述した材料層と、例えばＩＴＯやＩＺＯから成る所謂透明電極（例えば、厚さ３×１０^-8ｍ乃至１×１０^-6ｍ）との積層構造とすることもできる。第２電極層に対して、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金、金、金合金等の低抵抗材料から成るバス電極（補助電極）を設け、第２電極層全体として低抵抗化を図ってもよい。第２電極層の平均光透過率は５０％乃至９０％、好ましくは６０％乃至９０％であることが望ましい。一方、第２電極層をアノード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。

第１電極層や第２電極層の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）やＭＯＣＶＤ法、イオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等を挙げることができる。各種印刷法やメッキ法によれば、直接、所望の形状（パターン）を有する第１電極層や第２電極層を形成することが可能である。尚、有機層を形成した後、第２電極層を形成する場合、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、ＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素（あるいは非発光副画素）が生じる虞がある。

有機層は有機発光材料から成る発光層を備えているが、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造等から構成することができる。有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができる。

発光素子と発光素子との間に遮光層を設けてもよい。遮光層を構成する遮光材料として、具体的には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＭｏＳｉ₂等の光を遮光することができる材料を挙げることができる。遮光層は、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法等によって形成することができる。

表示装置の光を出射する最外面（具体的には、第２基板の外面）には、紫外線吸収層、汚染防止層、ハードコート層、帯電防止層を形成してもよいし、保護部材（例えば、カバーガラス）を配してもよい。

本開示の表示装置においては、絶縁層や層間絶縁層が形成されるが、これらを構成する絶縁材料として、ＳｉＯ₂、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）、ＢＰＳＧ（ホウ素・リン・シリケート・ガラス）、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＳｂＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide、低温ＣＶＤ－ＳｉＯ₂）、低融点ガラス、ガラスペースト等のＳｉＯ_X系材料（シリコン系酸化膜を構成する材料）；ＳｉＯＮ系材料を含むＳｉＮ系材料；ＳｉＯＣ；ＳｉＯＦ；ＳｉＣＮを挙げることができる。あるいは又、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ_x）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化バナジウム（ＶＯ_x）といった無機絶縁材料を挙げることができる。あるいは又、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂といった各種樹脂や、ＳｉＯＣＨ、有機ＳＯＧ、フッ素系樹脂といった低誘電率絶縁材料（例えば、誘電率ｋ（＝ε／ε₀）が例えば３．５以下の材料であり、具体的には、例えば、フルオロカーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、ベンゾシクロブテン、環状フッ素系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、アモルファステトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、パリレン（ポリパラキシリレン）、フッ化フラーレン）を挙げることができるし、Ｓｉｌｋ（The Dow Chemical Co. の商標であり、塗布型低誘電率層間絶縁膜材料）、Ｆｌａｒｅ（Honeywell Electronic Materials Co. の商標であり、ポリアリルエーテル（ＰＡＥ）系材料）を例示することもできる。そして、これらを、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。場合によっては、基体や絶縁材料膜を、以上に説明した材料から構成してもよい。絶縁層や層間絶縁層、基体、絶縁材料膜は、各種ＣＶＤ法、各種塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種ＰＶＤ法、スクリーン印刷法といった各種印刷法、メッキ法、電着法、浸漬法、ゾル－ゲル法等の公知の方法に基づき形成することができる。

有機ＥＬ表示装置は、更に一層の光取出し効率の向上を図るために、共振器構造を有することが好ましい。具体的には、第１電極層と有機層との界面によって構成された第１界面（あるいは、第１電極層の下方に設けられた光反射層とその上に位置する層間絶縁層の部分との界面によって構成された第１界面）と、第２電極層と有機層との界面によって構成された第２界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極層から出射させる。第１電極層の下方に設けられた光反射層とその上に位置する層間絶縁層も、凹部の頂面の形状に倣って形成される。そして、発光層の最大発光位置から第１界面までの距離をＬ₁、光学距離をＯＬ₁、発光層の最大発光位置から第２界面までの距離をＬ₂、光学距離をＯＬ₂とし、ｍ₁及びｍ₂を整数としたとき、以下の式（１－１）、式（１－２）、式（１－３）及び式（１－４）を満たしている。

０．７｛－Φ₁／（２π）＋ｍ₁｝≦２×ＯＬ₁／λ≦１．２｛－Φ₁／（２π）＋ｍ₁｝ （１－１）
０．７｛－Φ₂／（２π）＋ｍ₂｝≦２×ＯＬ₂／λ≦１．２｛－Φ₂／（２π）＋ｍ₂｝ （１－２）
Ｌ₁＜Ｌ₂ （１－３）
ｍ₁＜ｍ₂ （１－４）
ここで、
λ ：発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長（あるいは又、発光層で発生し た光の内の所望の波長）
Φ₁：第１界面で反射される光の位相シフト量（単位：ラジアン）
但し、－２π＜Φ₁≦０
Φ₂：第２界面で反射される光の位相シフト量（単位：ラジアン）
但し、－２π＜Φ₂≦０
である。

ここで、最も光取出し効率を高くし得るｍ₁＝０，ｍ₂＝１である形態とすることができる。

発光層の最大発光位置から第１界面までの距離Ｌ₁とは、発光層の最大発光位置から第１界面までの実際の距離（物理的距離）を指し、発光層の最大発光位置から第２界面までの距離Ｌ₂とは、発光層の最大発光位置から第２界面までの実際の距離（物理的距離）を指す。また、光学距離とは、光路長とも呼ばれ、一般に、屈折率ｎの媒質中を距離Ｌだけ光線が通過したときのｎ×Ｌを指す。以下においても、同様である。従って、平均屈折率をｎ_aveとしたとき、
ＯＬ₁＝Ｌ₁×ｎ_ave
ＯＬ₂＝Ｌ₂×ｎ_ave
の関係がある。ここで、平均屈折率ｎ_aveとは、有機層（あるいは、有機層及び層間絶縁層）を構成する各層の屈折率と厚さの積を合計し、有機層（あるいは、有機層及び層間絶縁層）の厚さで除したものである。

第１電極層又は光反射層及び第２電極層は入射した光の一部を吸収し、残りを反射する。従って、反射される光に位相シフトが生じる。この位相シフト量Φ₁，Φ₂は、第１電極層又は光反射層及び第２電極層を構成する材料の複素屈折率の実数部分と虚数部分の値を、例えばエリプソメータを用いて測定し、これらの値に基づく計算を行うことで求めることができる（例えば、"Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS) 参照）。有機層や層間絶縁層等の屈折率もエリプソメータを用いて測定することで求めることができる。

光反射層を構成する材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（例えば、Ａｌ－ＮｄやＡｌ－Ｃｕ）、Ａｌ／Ｔｉ積層構造、Ａｌ－Ｃｕ／Ｔｉ積層構造、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、銀合金（例えば、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｓｍ－Ｃｕ）を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等によって形成することができる。

このように、共振器構造を有する有機ＥＬ表示装置にあっては、実際には、白色を発光する有機層と赤色カラーフィルタ層（あるいは赤色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで構成された赤色発光素子は、発光層で発光した赤色光を共振させて、赤味がかった光（赤色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層から出射する。また、白色を発光する有機層と緑色カラーフィルタ層（あるいは緑色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで構成された緑色発光素子は、発光層で発光した緑色光を共振させて、緑味がかった光（緑色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層から出射する。更には、白色を発光する有機層と青色カラーフィルタ層（あるいは青色カラーフィルタとして機能する平坦化層）とを組み合わせることで構成された青色発光素子は、発光層で発光した青色光を共振させて、青味がかった光（青色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層から出射する。即ち、発光層で発生した光の内の所望の波長λ（具体的には、赤色の波長、緑色の波長、青色の波長）を決定し、式（１－２）、式（１－２）、式（１－３）、式（１－４）に基づき、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれにおけるＯＬ₁，ＯＬ₂等の各種パラメータを求めて、各発光素子を設計すればよい。例えば、特開２０１２－２１６４９５の段落番号［００４１］には、有機層を共振部とした共振器構造を有する有機ＥＬ素子が開示されており、発光点から反射面までの距離を適切に調整することが可能となるため、有機層の膜厚は、８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることがより好ましいと記載されている。

有機ＥＬ表示装置にあっては、正孔輸送層（正孔供給層）の厚さと電子輸送層（電子供給層）の厚さは、概ね等しいことが望ましい。あるいは又、正孔輸送層（正孔供給層）よりも電子輸送層（電子供給層）を厚くしてもよく、これによって、低い駆動電圧で高効率化に必要、且つ、発光層への十分な電子供給が可能となる。即ち、アノード電極に相当する第１電極層と発光層との間に正孔輸送層を配置し、しかも、電子輸送層よりも薄い膜厚で形成することで、正孔の供給を増大させることが可能となる。そして、これにより、正孔と電子の過不足がなく、且つ、キャリア供給量も十分多いキャリアバランスを得ることができるため、高い発光効率を得ることができる。また、正孔と電子の過不足がないことで、キャリアバランスが崩れ難く、駆動劣化が抑制され、発光寿命を長くすることができる。

表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータを構成するモニター装置として使用することができるし、テレビジョン受像機や携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末，Personal Digital Assistant）、ゲーム機器に組み込まれたモニター装置として使用することができる。あるいは又、電子ビューファインダ（Electronic View Finder，ＥＶＦ）や頭部装着型ディスプレイ（Head Mounted Display，ＨＭＤ）に適用することができる。あるいは又、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰにおける画像表示装置を構成することができる。本開示の表示装置を発光装置として使用し、液晶表示装置用のバックライト装置や面状光源装置を含む各種照明装置を構成することができる。頭部装着型ディスプレイは、例えば、
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は、
（Ａ）本開示の表示装置、及び、
（Ｂ）本開示の表示装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
を備えており、
光学装置は、
（Ｂ－１）本開示の表示装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射される導光板、
（Ｂ－２）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段（例えば、体積ホログラム回折格子膜から成る）、及び、
（Ｂ－３）導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段（例えば、体積ホログラム回折格子膜から成る）、
から成る。

実施例１は、本開示の発光素子及び本開示の表示装置に関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１に示し、図１に示す実施例１の発光素子の一部の模式的な一部端面図において、一部のハッチング線を除き、光の軌跡を示す図を図２に示し、実施例１の表示装置の模式的な一部端面図を図３に示す。実施例１の表示装置は、具体的には、有機ＥＬ表示装置から成り、実施例１の発光素子は、具体的には、有機ＥＬ素子から成る。また、実施例１の表示装置は、第２基板から光を出射するトップエミッション方式（上面発光方式）の表示装置（上面発光型表示装置）である。

実施例１の発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は、
基体２６、
基体２６の表面２６Ａに設けられた凹部２７、
少なくとも一部分が凹部２７の頂面の形状に倣って形成された第１電極層３１、
第１電極層３１上に、少なくとも一部分が第１電極層３１の頂面の形状に倣って形成された有機層３３、
有機層３３上に、有機層３３の頂面の形状に倣って形成された第２電極層３２、及び、
第２電極層３２上に形成された平坦化層３５、
を少なくとも備えており、
有機層３３からの光が第２電極層３２及び平坦化層３５を介して外部に出射される。

また、実施例１の表示装置は、
第１基板１１、及び、第２基板４１、並びに、
第１基板１１と第２基板４１との間に位置し、第１基板１１の上に形成された基体２６上に設けられ、２次元状に配列された複数の発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）、
を備えた表示装置であって、
各発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は、
基体２６の表面に設けられた凹部２７、
少なくとも一部分が凹部２７の頂面の形状に倣って形成された第１電極層３１、
第１電極層３１上に、少なくとも一部分が第１電極層３１の頂面の形状に倣って形成された有機層３３、
有機層３３上に、有機層３３の頂面の形状に倣って形成された第２電極層３２、及び、
第２電極層３２上に形成された平坦化層３５、
を少なくとも備えており、
有機層３３からの光が、第２電極層３２、平坦化層３５及び第２基板４１を介して外部に出射される。

実施例１の発光素子にあっては、凹部２７内において、第１電極層３１の全部が、凹部２７の頂面の形状に倣って形成されているし、有機層３３の全部が、第１電極層３１上に、第１電極層３１の頂面の形状に倣って形成されている。

実施例１の発光素子１０にあっては、第２電極層３２と平坦化層３５との間に保護膜３４が形成されている。保護膜３４は、第２電極層３２の頂面の形状に倣って形成されている。ここで、平坦化層３５を構成する材料の屈折率をｎ₁、保護膜３４を構成する材料の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁＞ｎ₂を満足する。（ｎ₁－ｎ₂）の値として、限定するものではないが、０．１乃至０．６を例示することができる。具体的には、平坦化層３５を構成する材料は、アクリル系樹脂から成る母材にＴｉＯ₂を添加して屈折率を調整した（高めた）材料、あるいは又、カラーレジスト材料と同種の材料（但し、顔料は添加しない無色透明材料）から成る母材にＴｉＯ₂を添加して屈折率を調整した（高めた）材料から成り、保護膜３４を構成する材料は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、あるいは、ＴｉＯ₂から成る。尚、例えば、
ｎ₁＝２．０
ｎ₂＝１．６
である。このような保護膜３４を形成することで、図２に示すように、有機層３３から出射された光の一部は、第２電極層３２及び保護膜３４を通過し、平坦化層３５に入射するし、有機層３３から出射された光の一部は、第１電極層３１で反射され、第２電極層３２及び保護膜３４を通過し、平坦化層３５に入射する。このように、保護膜３４及び平坦化層３５によって内部レンズが形成される結果、有機層３３から出射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができる。

あるいは又、実施例１の発光素子において、有機層３３から出射され、第２電極層３２を介して平坦化層３５に入射するときの光の入射角をθ_i、平坦化層３５に入射した光の屈折角をθ_rとしたとき、｜θ_r｜≠０の場合、
｜θ_i｜＞｜θ_r｜
を満足する。このような条件を満足することで、有機層３３から出射された光の一部は、第２電極層３２を通過し、平坦化層３５に入射するし、有機層３３から出射された光の一部は、第１電極層３１で反射され、第２電極層３２を通過し、平坦化層３５に入射する。このように内部レンズが形成される結果、有機層３３から出射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができる。

もしも凹部が形成されておらず、第１電極層、有機層、第２電極層が平坦な積層構造を有している場合、有機層から出射された光は、実施例１の発光素子よりも、発光素子の外側に大きく広がり、正面光取り出し効率の向上を図ることができない。

また、実施例１の発光素子において、平坦化層３５の頂面又は上方には（具体的には、平坦化層３５の上方には、より具体的には、平坦化層３５の上に形成された後述するカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bの上に）、周知の方法で、周知の材料から成るオンチップマイクロレンズ３６が設けられている。凹部２７の軸線ＡＸを含む仮想平面で凹部２７を切断したときの凹部２７の断面形状は、滑らかな曲線（具体的には、円弧）であるし、この仮想平面で凹部２７を切断したときの凹部２７の縁部から基体２６の表面に亙る断面形状は、滑らかな曲線から成る。即ち、凹部２７の縁部２７Ａは丸みを帯びている。凹部２７の縁部の形状（平面形状）は、円形又は楕円形であるが、円形とした方が、第１電極層３１における光反射効率の一層の向上を図ることができる。

カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_B及びオンチップマイクロレンズ３６は、第２基板４１に封止樹脂層３７を介して亙って貼り合わされている。封止樹脂層３７を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bは、第１の基板側に形成されたＯＣＣＦ（オンチップカラーフィルタ層）である。そして、これによって、有機層とカラーフィルタ層ＣＦとの間の距離を短くすることができ、有機層から出射した光が隣接する他色のカラーフィルタ層ＣＦに入射して混色が生じることを抑制することができるし、オンチップマイクロレンズの幅広いレンズ設計が可能となる。

有機ＥＬ素子から成る実施例１の発光素子１０において、有機層３３は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の積層構造を有する。１つの画素は、赤色発光素子１０Ｒ、緑色発光素子１０Ｇ及び青色発光素子１０Ｂの３つの発光素子から構成されている。発光素子１０を構成する有機層３３は白色光を発光し、各発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、白色光を発光する有機層３３とカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bとの組合せから構成されている。赤色を表示すべき赤色発光素子１０Ｒには赤色カラーフィルタ層ＣＦ_Rが備えられており、緑色を表示すべき緑色発光素子１０Ｇには緑色カラーフィルタ層ＣＦ_Gが備えられており、青色を表示すべき青色発光素子１０Ｂには青色カラーフィルタ層ＣＦ_Bが備えられている。赤色発光素子１０Ｒ、緑色発光素子１０Ｇ及び青色発光素子１０Ｂは、カラーフィルタ層、発光層の位置を除き、同じ構成、構造を有する。また、カラーフィルタ層ＣＦとカラーフィルタ層ＣＦとの間に、ブラックマトリクス層ＢＭを備えている。ブラックマトリクス層ＢＭは、例えば、黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜（具体的には、例えば、黒色のポリイミド系樹脂）から成る。画素数は、例えば１９２０×１０８０であり、１つの発光素子（表示素子）は１つの副画素を構成し、発光素子（具体的には有機ＥＬ素子）は画素数の３倍である。実施例１の表示装置にあっては、副画素の配列として、図１４Ａに示すデルタ配列を挙げることができる。但し、図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１４Ｄに示すようなストライプ配列等とすることもできる。場合によっては、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子及び白色を出射する発光素子（あるいは補色光を出射する発光素子）によって１画素を構成してもよい。

図１５Ａ及び図１５Ｂ、並びに、図１５Ｃ及び図１５Ｃに、第１電極３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ及びカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bの配置関係を模式的に示す。尚、図１５Ｂ及び図１５Ｄにおいては、カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bを点線で示す。特に、電子ビューファインダのような目を振る（即ち、視野角色付きが気になる）用途においては、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子におけるカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bの大きさ、及び、第１電極３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの大きさを調整することで、具体的には、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、
（赤色発光素子の第１電極の幅）＝（緑色発光素子の第１電極の幅）＞（青色発光素子の第１電極の幅）
とすることで、白色光を発光する有機層３３を備えた発光素子から構成された赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子の視野角をパラメータとした色強度が同程度となり、視野角に起因した色付きを回避することができる。また、図１５Ｃ及び図１５Ｄに示すように、２つの青色発光素子を対角に配置し、赤色発光素子及び緑色発光素子を対角に配置する場合、赤色発光素子を構成する第１電極３１Ｒと緑色発光素子を構成する第１電極３１Ｇの対向部分を切り欠くことが好ましく、更には、方位角の視野角対称性を保つため、赤色発光素子の第１電極３１Ｒの切り欠かれた部分と対向する第１電極３１Ｒの部分を切り欠き、緑色発光素子の第１電極３１Ｇの切り欠かれた部分と対向する第１電極３１Ｇの部分を切り欠くことが一層好ましい。

ＣＶＤ法に基づき形成されたＳｉＯ₂から成る基体（層間絶縁層）２６の下方には、発光素子駆動部が設けられている。発光素子駆動部は周知の回路構成とすることができる。発光素子駆動部は、第１基板１１に相当するシリコン半導体基板に形成されたトランジスタ（具体的には、ＭＯＳＦＥＴ）から構成されている。ＭＯＳＦＥＴから成るトランジスタ２０は、第１基板１１上に形成されたゲート絶縁層２２、ゲート絶縁層２２上に形成されたゲート電極２１、第１基板１１に形成されたソース／ドレイン領域２４、ソース／ドレイン領域２４の間に形成されたチャネル形成領域２３、並びに、チャネル形成領域２３及びソース／ドレイン領域２４を取り囲む素子分離領域２５から構成されている。トランジスタ２０と第１電極層３１とは、基体２６に設けられたコンタクトプラグ２８を介して電気的に接続されている。尚、図面においては、１つの発光素子駆動部につき、１つのトランジスタ２０を図示した。

第２電極層３２は、表示装置の外周部において、基体（層間絶縁層）２６に形成された図示しないコンタクトホール（コンタクトプラグ）を介して発光素子駆動部と接続されている。表示装置の外周部において、第２電極層３２の下方に第２電極層３２に接続された補助電極を設け、補助電極を発光素子駆動部と接続してもよい。

第１電極層３１はアノード電極として機能し、第２電極層３２はカソード電極として機能する。第１電極層３１は、光反射材料層、具体的には、Ａｌ－Ｎｄ合金層、Ａｌ－Ｃｕ合金層、Ａｌ－Ｔｉ合金層とＩＴＯ層の積層構造）から成り、第２電極層３２は、ＩＴＯ等の透明導電材料から成る。凹部２７の斜面に光反射材料層から成る第１電極層３１を形成するので、従来の発光素子における酸化膜から構成された反射リフレクタに生じ易い反射率のバラツキ発生を抑制することができる。第１電極層３１は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき形成されている。また、第２電極層３２は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されており、パターニングされていない。有機層３３もパターニングされていない。但し、これに限定するものではなく、有機層３３をパターニングしてもよい。即ち、有機層３３を副画素毎に塗り分け、赤色発光素子の有機層３３を赤色を発光する有機層から構成し、緑色発光素子の有機層３３を緑色を発光する有機層から構成し、青色発光素子の有機層３３を青色を発光する有機層から構成してもよい。

実施例１において、有機層３３は、正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）、正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole Transport Layer）、発光層、電子輸送層（ＥＴＬ：Electron Transport Layer）、及び、電子注入層（ＥＩＬ：Electron InjectionLayer）の積層構造を有する。発光層は、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されており、前述したとおり、有機層３３から出射される光は白色である。具体的には、有機層は、赤色を発光する赤色発光層、緑色を発光する緑色発光層、及び、青色を発光する青色発光層の３層が積層された構造を有する。有機層を、青色を発光する青色発光層、及び、黄色を発光する黄色発光層の２層が積層された構造とすることもできるし、青色を発光する青色発光層、及び、橙色を発光する橙色発光層の２層が積層された構造とすることができる。

正孔注入層は、正孔注入効率を高める層であると共に、リークを防止するバッファ層として機能し、厚さは、例えば２ｎｍ乃至１０ｎｍ程度である。正孔注入層は、例えば、以下の式（Ａ）又は式（Ｂ）で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体から成る。尚、正孔注入層の端面が第２電極層と接した状態になると、画素間の輝度バラツキ発生の主たる原因となり、表示画質の低下につながる。

ここで、Ｒ¹～Ｒ⁶は、それぞれ、独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシ基、アミノ基、アルールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシ基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、ニトリル基、シアノ基、ニトロ基、又は、シリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲ^m（ｍ＝１～６）は環状構造を介して互いに結合してもよい。また、Ｘ¹～Ｘ⁶は、それぞれ、独立に、炭素又は窒素原子である。

正孔輸送層は発光層への正孔輸送効率を高める層である。発光層では、電界が加わると電子と正孔との再結合が起こり、光を発生する。電子輸送層は発光層への電子輸送効率を高める層であり、電子注入層は発光層への電子注入効率を高める層である。

正孔輸送層は、例えば、厚さが４０ｎｍ程度の４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）又はα－ナフチルフェニルジアミン（αＮＰＤ）から成る。

発光層は、混色により白色光を生じる発光層であり、例えば、上述したとおり、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層が積層されて成る。

赤色発光層では、電界が加わることにより、第１電極層３１から注入された正孔の一部と、第２電極層３２から注入された電子の一部とが再結合して、赤色の光が発生する。このような赤色発光層は、例えば、赤色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。赤色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが５ｎｍ程度の赤色発光層は、例えば、４，４－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）に、２，６－ビス［（４’－メトキシジフェニルアミノ）スチリル］－１，５－ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０質量％混合したものから成る。

緑色発光層では、電界が加わることにより、第１電極層３１から注入された正孔の一部と、第２電極層３２から注入された電子の一部とが再結合して、緑色の光が発生する。このような緑色発光層は、例えば、緑色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。緑色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが１０ｎｍ程度の緑色発光層は、例えば、ＤＰＶＢｉに、クマリン６を５質量％混合したものから成る。

青色発光層では、電界が加わることにより、第１電極層３１から注入された正孔の一部と、第２電極層３２から注入された電子の一部とが再結合して、青色の光が発生する。このような青色発光層は、例えば、青色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。青色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが３０ｎｍ程度の青色発光層は、例えば、ＤＰＶＢｉに、４，４’－ビス［２－｛４－（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５質量％混合したものから成る。

厚さが２０ｎｍ程度の電子輸送層は、例えば、８－ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）から成る。厚さが０．３ｎｍ程度の電子注入層は、例えば、ＬｉＦあるいはＬｉ₂Ｏ等から成る。

但し、各層を構成する材料は例示であり、これらの材料に限定するものではない。また、例えば、発光層は、青色発光層と黄色発光層から構成されていてもよいし、青色発光層と橙色発光層から構成されていてもよい。

発光素子は、有機層３３を共振部とした共振器構造を有している。発光面から反射面迄の距離（具体的には、発光面から第１電極層３１及び第２電極層３２迄の距離）を適切に調整するために、有機層３３の厚さは、８×１０^-8ｍ以上、５×１０^-7ｍ以下であることが好ましく、１．５×１０^-7ｍ以上、３．５×１０^-7ｍ以下であることがより好ましい。共振器構造を有する有機ＥＬ表示装置にあっては、実際には、赤色発光素子１０Ｒは、発光層で発光した赤色光を共振させて、赤味がかった光（赤色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層３２から出射する。また、緑色発光素子１０Ｇは、発光層で発光した緑色光を共振させて、緑味がかった光（緑色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層３２から出射する。更には、青色発光素子１０Ｂは、発光層で発光した青色光を共振させて、青味がかった光（青色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極層３２から出射する。

以下、基体等の模式的な一部端面図である図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１７Ａ、図１７Ｂ、並びに、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、図１に示した実施例１の発光素子の製造方法の概要を説明する。

［工程－１００］
先ず、シリコン半導体基板（第１基板１１）に発光素子駆動部を公知のＭＯＳＦＥＴ製造プロセスに基づき形成する。

［工程－１１０］
次いで、ＣＶＤ法に基づき全面に基体（層間絶縁層）２６を形成する。

［工程－１２０］
次に、発光素子を形成すべき基体２６の部分に、凹部２７を形成する。具体的には、ＳｉＯ₂から成る基体２６の上にＳｉＮから成るマスク層５１を形成し、マスク層５１の上に、凹部を形成するための形状を付与したレジスト層５２を形成する（図１６Ａ及び図１６Ｂ参照）。そして、レジスト層５２及びマスク層５１をエッチバックすることで、レジスト層５２に形成された形状をマスク層５１に転写する（図１６Ｃ参照）。次いで、全面にレジスト層５３を形成した後（図１７Ａ参照）、レジスト層５３、マスク層５１及び基体２６をエッチバックすることで、基体２６に凹部２７を形成することができる（図１７Ｂ参照）。レジスト層５３の材料を、適宜、選択し、しかも、レジスト層５３、マスク層５１及び基体２６をエッチバックするときのエッチング条件を適切に設定することで、具体的には、レジスト層５３のエッチング速度がマスク層５１のエッチング速度よりも遅い材料系及びエッチング条件を選択することで、基体２６に凹部２７を形成することができる。

あるいは又、基体２６の上に開口部５５を有するレジスト層５４を形成する（図１８Ａ参照）。そして、開口部５５を介して基体２６をウェットエッチングすることで、基体２６に凹部２７を形成することができる（図１８Ｂ参照）。

［工程－１３０］
その後、トランジスタ２０の一方のソース／ドレイン領域の上方に位置する基体２６の部分に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき接続孔を形成する。そして、凹部２７、接続孔を含む基体２６の上に金属層を、例えば、スパッタリング法に基づき形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき金属層をパターニングすることで、凹部２７内を含む基体２６の一部分の上に第１電極層３１を形成することができる。第１電極層３１は、各発光素子毎に分離されている。また、第１電極層３１は、凹部２７の頂面の形状に倣って形成されており、凹部２７内においては同じ厚さを有する。併せて、接続孔内に第１電極層３１とトランジスタ２０とを電気的に接続するコンタクトホール（コンタクトプラグ）２８を形成することができる。

［工程－１４０］
次に、例えば、ＣＶＤ法に基づき、全面に絶縁層２９を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第１電極層３１と第１電極層３１との間の基体２６の上に絶縁層２９を残す。

［工程－１５０］
その後、第１電極層３１及び絶縁層２９の上に、有機層３３を、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、スピンコート法やダイコート法等のコーティング法等によって成膜する。場合によっては、有機層３３を所望の形状にパターニングしてもよい。有機層３３は、第１電極層３１上に、第１電極層３１の頂面の形状に倣って形成されており、凹部２７内において同じ厚さを有する。

［工程－１６０］
次いで、例えば真空蒸着法等に基づき、全面に第２電極層３２を形成する。場合によっては、第２電極層３２を所望の形状にパターニングしてもよい。このようにして、第１電極層３１上に、有機層３３及び第２電極層３２を形成することができる。第２電極層３２は 有機層３３上に、有機層３３の頂面の形状に倣って形成されており、凹部２７内において同じ厚さを有する。

［工程－１７０］
その後、例えばＡＬＤ法に基づき、全面に保護膜３４を形成する。保護膜３４は、第２電極層３２上に、第２電極層３２の頂面の形状に倣って形成されており、凹部２７内においては同じ厚さを有する。次いで、塗布法に基づき、全面に平坦化層３５を形成した後、平坦化層３５の頂面を平坦化処理する。塗布法に基づき平坦化層３５を形成することができるので、加工プロセスの制約が少なく、材料選択幅が広く、高屈折率材料の使用が可能となる。その後、周知の方法で、平坦化層３５の上にカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_B、及び、ブラックマトリクス層ＢＭを形成し、更に、カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bの上にオンチップマイクロレンズ３６を形成する。そして、カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_B及びオンチップマイクロレンズ３６と第２基板４１とをアクリル系接着剤から成る封止樹脂層３７によって貼り合わせる。こうして、図３に示した有機ＥＬ表示装置を得ることができる。このように、第２基板側にカラーフィルタ層ＣＦを設けるのではなく、第１基板側にカラーフィルタ層ＣＦを設ける、所謂ＯＣＣＦ型とするので、有機層３３とカラーフィルタ層ＣＦとの間の距離を短くすることができ、オンチップマイクロレンズ３６の設計幅、設計自由度が広がる。また、オンチップマイクロレンズ３６を設けることで、隣接画素間の混色防止を図ることができるだけでなく、必要とされる視野角に応じて光を、適宜、発散させることができる。しかも、所謂ＯＣＣＦ型とするので、有機層３３との間の位置合わせに問題が生じることもない。

凹部２７の形状を変えることで、集光特性がどのように変化するかのシミュレーションを行った。具体的には、凹部が形成されておらず、第１電極層、有機層、第２電極層が平坦な積層構造を有している発光素子の集光特性、即ち、発光素子から出射される光のピーク強度を、基準値「１．００」とした。そして、実施例１の発光素子において、基体仮想平面に凹部２７を正射影したときの凹部２７の正射影像の形状を、直径４μｍの円形とし、凹部２７の底部、直径１．８μｍの円形の領域において発光が生じると仮定した。そして、先ず、凹部２７及び凹部２７の上方は空気層で占められているとして、シミュレーションを行った。ここで、凹部２７の深さを、１．０μｍ（条件－１）、１．５μｍ（条件－２）、２．０μｍ（条件－３）とした。各条件における発光素子の集光特性、即ち、発光素子から出射される光のピーク強度の値（相対ピーク強度）を、以下の表１に示す。

次に、実施例１の発光素子と同じ構造とし、基体仮想平面に凹部２７を正射影したときの凹部２７の正射影像の形状を直径４μｍの円形とし、平坦化層３５の屈折率ｎ₁を２．００、保護層３４の屈折率ｎ₂を１．５０として、シミュレーションを行った。ここで、条件－４にあっては、凹部２７の深さを１．５μｍ、基体仮想平面内における平坦化層の直径を３．０μｍとし、条件－５にあっては、凹部２７の深さを１．５μｍ、基体仮想平面内における平坦化層の直径を２．０μｍとした。各条件における発光素子の集光特性、即ち、発光素子から出射される光のピーク強度の値（相対ピーク強度）を、以下の表１に示す。

〈表１〉
Ｄｐ／Ｒ 相対ピーク強度
条件－１ ０．２５ １．４６
条件－２ ０．３８ ２．３４
条件－３ ０．５０ １．７５
条件－４ ０．２５ １．１４
条件－５ ０．２５ ３．５０

凹部２７を形成することで、平坦な積層構造を有する従来の発光素子と比較して、条件－１～条件－３にあっては、最大で正面輝度が２．３倍となることを確認できた。基本的に凹部２７の大きさは画素ピッチに依るので、画素ピッチが変化してもこの比率（Ｄｐ／Ｒ）を保てば、同等の効果が得られると考える。更には、実施例１の構造を有する発光素子とすることで、更に３．５倍の集光特性の向上（条件－５参照）を確認することができた。

実施例１の発光素子にあっては、基体の表面に凹部が設けられ、第１電極層、有機層、第２電極層は、実質的に凹部の頂面の形状に倣って形成されている。そして、このように凹部が形成されているので、凹部を一種の凹面鏡として機能させることができる結果、正面光取り出し効率の向上を図ることが可能となり、電流－発光効率が格段に向上し、しかも、製造工程が大幅に増加することがない。また、有機層の厚さが一定の厚さであるので、共振器構造を容易に形成することができる。更には、第１電極層の厚さが一定の厚さであるので、第１電極層の厚さ変化に起因して、表示装置を眺める角度に依存した第１電極層の色付きや輝度変化といった現象の発生を抑制することができる。

尚、図１等において、凹部２７以外の領域も、第１電極層３２、有機層３３及び第２電極層３２の積層構造から構成されているので、この領域からも光が出射される。これによって、集光効率の低下、隣接画素からの光漏れによる単色色度の低下が生じる可能性がある。ここで、絶縁層２９と電極層３１との境界が発光エリア端となるので、この境界を最適化することで光が出射される領域の最適化を図ればよい。

特に画素ピッチの小さいマイクロディスプレイにおいては、凹部の深さを浅くして有機層を凹部内に形成しても、高い正面光取り出し効率を達成することができるので、今後のモバイル向け用途への適用に適している。実施例１のシミュレーション結果では、従来の発光素子と比較して、３．５倍、電流―発光効率が向上し、発光素子、表示装置の長寿命化、高輝度化が実現可能である。また、アイウエア、ＡＲ（拡張現実，Augmented Reality）グラス、ＥＶＲへの用途が格段に広がる。

凹部の深さは深いほど、有機層から出射され、第１電極層によって反射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができる。しかしながら、凹部の深さが深い場合、凹部の上部における有機層の形成が困難となる場合がある。然るに、保護膜及び平坦化層によって内部レンズが形成されているので、凹部の深さが浅くとも、第１電極層によって反射された光を発光素子の中心側に向かう方向に集光することができ、正面光取り出し効率の一層の向上を図ることができる。しかも、内部レンズは有機層に対して自己整合的に（セルフ・アラインで）形成されるが故に、有機層と内部レンズとの間に位置合わせバラツキが生じることがない。また、凹部及び内部レンズの形成により、カラーフィルタ層を通過する光の基体仮想平面に対する角度を大きくすることができるので、隣接画素間の混色発生を効果的に防止することができる。そして、これによって、隣接画素間の光学混色に起因した色域低下が改善されるため、表示装置の色域の向上を図ることができる。また、一般に、発光層とレンズとを近づけるほど、効率良く広角に光を広げることができるが、内部レンズと発光層との間の距離が非常に短いので、発光素子の設計幅、設計自由度が広がる。しかも、保護膜の厚さや材料を適切に選択することで、内部レンズと発光層との間の距離や内部レンズの曲率を変えることができ、発光素子の設計幅、設計自由度が一層広がる。更には、内部レンズの形成には熱処理が不要であるので、有機層にダメージが生じることもない。

図１に示した例では、凹部２７の軸線ＡＸを含む仮想平面で凹部２７を切断したときの凹部２７の断面形状を滑らかな曲線としたが、図４に示すように、断面形状を、台形の一部とすることもできるし、あるいは又、図５に示すように、直線状の斜面２７Ｂと滑らかな曲線から成る底部２７Ｃとの組み合わせとすることもできる。凹部２７の断面形状をこれらの形状とすることで、斜面２７Ｂの傾斜角を大きくすることができる結果、凹部２７の深さが浅い形状であっても、有機層３３から出射され、第１電極層３１で反射される光の正面方向への取り出しを向上させることができる。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例１にあっては、平坦化層３５の上にカラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bを形成した。一方、実施例２の発光素子にあっては、模式的な一部端面図を図６に示すように、平坦化層３５（３５_R，３５_G，３５_B）はカラーフィルタとしての機能を有する。カラーフィルタ層ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_Bの形成は省略することができる。カラーフィルタとしての機能を有する平坦化層３５は、周知のカラーレジスト材料から構成されている。これによって、集光と色分離を兼ねる構造とすることができるし、カラーフィルタとしての機能を有する平坦化層３５と有機層３３とが接近しているので、発光素子から出射する光を広角化させても混色の防止を効果的に図ることができ、視野角特性が向上する。以上の点を除き、実施例２の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例３も、実施例１の変形である。図７、図８及び図９に、実施例３の表示装置における実施例３の発光素子の模式的な一部端面図を示すが、図７は、例えば、表示装置の中央部に位置する発光素子を示し、図８は、例えば、表示装置の一端部に位置する発光素子を示し、図９は、例えば、表示装置の他端部に位置する発光素子を示す。図７、図８、図９、図１０、図１１及び図１２においては、コンタクトホール（コンタクトプラグ）２８の図示を省略する。

実施例３の発光素子において、第１電極層３１は有機層３３の一部と接している。この場合、具体的には、第１電極層３１の大きさは有機層３３よりも小さい構成とすることができるし、第１電極層３１の大きさは有機層３３よりも大きい構成とすることができる。図示した例では、第１電極層３１の大きさは有機層３３よりも小さい。そして、平坦化層３５の上にはカラーフィルタ層ＣＦが形成されており、凹部２７の軸線ＡＸから、有機層３３と接する第１電極層３１の中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）と、凹部２７の軸線ＡＸからカラーフィルタ層ＣＦの中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）とは、逆方向の関係にある。また、凹部２７の軸線ＡＸから、有機層３３と接する第１電極層３１の正射影中心点までの距離（正射影距離）ＰＬ₁、及び、凹部２７の軸線ＡＸからカラーフィルタ層ＣＦの正射影中心点までの距離（正射影距離）ＰＬ₂は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど、大きな値である。更には、第１電極層３１の正射影中心点、有機層３３の正射影中心点及びカラーフィルタ層ＣＦの軸線ＡＸと基体仮想平面との交点は、概ね一直線上に位置する。中心点を「×」印で示す。以上に説明した形態と、次に説明する形態とは、個々別々に発光素子に適用することもできる。

あるいは又、実施例３の発光素子において、平坦化層３５の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズ３６が設けられており、第１電極層３１は有機層３３の一部と接しており、凹部２７の軸線ＡＸから、有機層３３と接する第１電極層３１の中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）と、凹部２７の軸線ＡＸからオンチップマイクロレンズ３６の中心点（正射影中心点）に向かう方向（正射影方向）とは、逆方向の関係にある。第１電極層３１の大きさは有機層３３よりも小さい構成とすることができるし、あるいは又、第１電極層３１の大きさは有機層３３と同じ大きさであるが、第１電極層３１と有機層３３との間の一部分に、絶縁材料膜６１が形成されている構成とすることもできるし、あるいは又、第１電極層３１の大きさは有機層３３より大きい構成とすることもできる。そして、オンチップマイクロレンズ３６は、凹部２７よりも大きい。凹部２７の軸線ＡＸから第１電極層３１の中心点（正射影中心点）までの距離（正射影距離）ＰＬ₁’、及び、凹部２７の軸線ＡＸからオンチップマイクロレンズ３６の中心点（正射影中心点）までの距離（正射影距離）ＰＬ₂’は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど、大きな値である。第１電極層３１の正射影中心点、有機層３３の正射影中心点及びオンチップマイクロレンズ３６の正射影中心点は、概ね一直線上に位置する。

このように、表示装置における発光素子の位置に応じて凹部２７内における発光位置を変えることで、発光素子の光軸ＯＡを、表示装置における発光素子の位置に応じて変えることができる。そして、これによって、表示装置からの画像をレンズ等の光学手段（図示せず）を用いて拡大して表示する場合、表示装置を構成する発光素子と光学手段との間の配置角度に応じて、実施例３の表示装置を適用すれば、光学手段越しの輝度分布改善や混色発生を回避することができる。

図１０、図１１及び図１２に示すように、凹部２７内における第１電極層３１の大きさは有機層３３と同じ大きさであるが、第１電極層３１と有機層３３との間の一部分に絶縁材料膜６１が形成されている構成とすることもできる。絶縁材料膜６１は、絶縁層２９の延在部から構成することもできる。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置（有機ＥＬ表示装置）、発光素子（有機ＥＬ素子）の構成、構造の構成は例示であり、適宜、変更することができるし、表示装置の製造方法も例示であり、適宜、変更することができる。例えば、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部端面図を図１３に示すように、凹部２７の底部にのみ有機層３３を形成してもよい。場合によっては、保護膜を設けなくともよい。そして、この場合には、有機層３３と平坦化層３５とによって、あるいは又、第２電極層３２と平坦化層３５とによって、内部レンズを形成すればよい。

実施例においては、専ら、白色発光素子とカラーフィルタ層の組合せから３つの副画素から１つの画素を構成したが、例えば、白色を出射する発光素子を加えた４つの副画素から１つの画素を構成してもよい。あるいは又、発光素子は、有機層が赤色を生じさせる赤色発光素子、有機層が緑色を生じさせる緑色発光素子、有機層が青色を生じさせる青色発光素子とし、これらの３種類の発光素子（副画素）を組み合わせることで、１つの画素を構成してもよい。実施例においては、発光素子駆動部をＭＯＳＦＥＴから構成したが、ＴＦＴから構成することもできる。第１電極層や第２電極層を、単層構造としてもよいし、多層構造としてもよい。

或る発光素子に隣接した発光素子に、或る発光素子から出射した光が侵入し、光学的クロストークが発生することを防止するために、発光素子と発光素子との間に遮光層を設けてもよい。即ち、発光素子と発光素子との間に溝部を形成し、この溝部を遮光材料で埋め込んで遮光層を形成してもよい。このように遮光層を設ければ、或る発光素子から出射した光が隣接発光素子に侵入する割合を低減させることができ、混色が発生し、画素全体の色度が所望の色度からずれてしまうといった現象の発生を抑制することができる。そして、混色を防止することができるので、画素を単色発光させたときの色純度が増加し、色度点が深くなる。それ故、色域が広くなり、表示装置の色表現の幅が広がる。また、色純度を上げるため各画素に対してカラーフィルタ層を配置しているが、発光素子の構成に依っては、カラーフィルタ層の薄膜化若しくはカラーフィルタ層の省略が可能となり、カラーフィルタ層で吸収されていた光を取り出すことが可能となり、結果として発光効率の向上につながる。あるいは又、ブラックマトリクス層ＢＭに遮光性を付与してもよい。

本開示の表示装置をレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラに適用することができる。デジタルスチルカメラの正面図を図１９Ａに示し、背面図を図１９Ｂに示す。このレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、例えば、カメラ本体部（カメラボディ）２１１の正面右側に交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）２１２を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部２１３を有している。そして、カメラ本体部２１１の背面略中央にはモニタ２１４が設けられている。モニタ２１４の上部には、電子ビューファインダ（接眼窓）２１５が設けられている。撮影者は、電子ビューファインダ２１５を覗くことによって、撮影レンズユニット２１２から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことが可能である。このような構成のレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラにおいて、電子ビューファインダ２１５として本開示の表示装置を用いることができる。

あるいは又、本開示の表示装置をヘッドマウントディスプレイに適用することができる。図２０に外観図を示すように、ヘッドマウントディスプレイ３００は、本体部３０１、アーム部３０２及び鏡筒３０３を有する透過式ヘッドマウントディスプレイから構成されている。本体部３０１は、アーム部３０２及び眼鏡３１０と接続されている。具体的には、本体部３０１の長辺方向の端部はアーム部３０２に取り付けられている。また、本体部３０１の側面の一方の側は、接続部材（図示せず）を介して眼鏡３１０に連結されている。尚、本体部３０１は、直接的に人体の頭部に装着されてもよい。本体部３０１は、ヘッドマウントディスプレイ３００の動作を制御するための制御基板や表示部を内蔵している。アーム部３０２は、本体部３０１と鏡筒３０３とを連結させることで、本体部３０１に対して鏡筒３０３を支える。具体的には、アーム部３０２は、本体部３０１の端部及び鏡筒３０３の端部と結合されることで、本体部３０１に対して鏡筒３０３を固定する。また、アーム部３０２は、本体部３０１から鏡筒３０３に提供される画像に係るデータを通信するための信号線を内蔵している。鏡筒３０３は、本体部３０１からアーム部３０２を経由して提供される画像光を、眼鏡３１０のレンズ３１１を透して、ヘッドマウントディスプレイ３００を装着するユーザの目に向かって投射する。上記の構成のヘッドマウントディスプレイ３００において、本体部３０１に内蔵される表示部として、本開示の表示装置を用いることができる。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子》
基体、
基体の表面に設けられた凹部、
少なくとも一部分が凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
第１電極層上に、少なくとも一部分が第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
有機層上に、有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
第２電極層上に形成された平坦化層、
を少なくとも備えており、
有機層からの光が第２電極層及び平坦化層を介して外部に出射される発光素子。
［Ａ０２］第２電極層と平坦化層との間に保護膜が形成されている［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］保護膜は第２電極層の頂面の形状に倣って形成されている［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］平坦化層を構成する材料の屈折率をｎ₁、保護膜を構成する材料の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁＞ｎ₂を満足する［Ａ０２］又は［Ａ０３］に記載の発光素子。
［Ａ０５］（ｎ₁－ｎ₂）は０．１乃至０．６を満足する［Ａ０４］に記載の発光素子。
［Ａ０６］有機層から出射され、第２電極層を介して平坦化層に入射するときの光の入射角をθ_i、平坦化層に入射した光の屈折角をθ_rとしたとき、｜θ_r｜≠０の場合、
｜θ_i｜＞｜θ_r｜
を満足する［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０７］平坦化層はカラーフィルタとしての機能を有する［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０８］平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０９］第１電極層は有機層の一部と接している［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１０］第１電極層の大きさは有機層よりも小さい［Ａ０９］に記載の発光素子。
［Ａ１１］第１電極層の大きさは有機層よりも大きい［Ａ０９］に記載の発光素子。
［Ａ１２］第１電極層の大きさは有機層と同じ大きさであり、第１電極層と有機層との間の一部分に絶縁材料膜が形成されている［Ａ０９］に記載の発光素子。
［Ａ１３］平坦化層の上にはカラーフィルタ層が形成されており、
凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点に向かう方向と、凹部の軸線からカラーフィルタ層の中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある［Ａ０９］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１４］凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点までの距離、及び、凹部の軸線からカラーフィルタ層の中心点までの距離は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど大きな値である［Ａ１３］に記載の発光素子。
［Ａ１５］第１電極層の中心点、有機層の中心点及び凹部の軸線は一直線上に位置する［Ａ１３］又は［Ａ１４］に記載の発光素子。
［Ａ１６］平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられており、
第１電極層は、有機層の一部と接しており、
凹部の軸線から、有機層と接する第１電極層の中心点に向かう方向と、凹部の軸線からオンチップマイクロレンズの中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある［Ａ０９］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１７］オンチップマイクロレンズは凹部よりも大きい［Ａ１６］に記載の発光素子。
［Ａ１８］凹部の軸線から第１電極層の中心点までの距離、及び、凹部の軸線からオンチップマイクロレンズの中心点までの距離は、発光素子が表示装置の周辺部に位置するほど大きな値である［Ａ１６］又は［Ａ１７］に記載の発光素子。
［Ａ１９］第１電極層の中心点、有機層の中心点及びオンチップマイクロレンズの中心点は一直線上に位置する［Ａ１６］乃至［Ａ１８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２０］凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の断面形状は、滑らかな曲線である［Ａ０１］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２１］凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の断面形状は、台形の一部である［Ａ０１］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２２］凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の断面形状は、直線状の斜面と滑らかな曲線から成る底部の組み合わせである［Ａ０１］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２３］凹部の軸線を含む仮想平面で凹部を切断したときの凹部の縁部から基体の表面に亙る断面形状は、滑らかな曲線から成る［Ａ０１］乃至［Ａ２２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２４］凹部の縁部の形状は、円形又は楕円形である［Ａ０１］乃至［Ａ２３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２５］基体の表面を含む仮想平面に凹部を正射影したときの凹部の正射影像の形状の面積と等しい面積を有する円を想定したときの円の直径をＲ、凹部の深さをＤｐとしたとき、
１／４≦Ｄｐ／Ｒ≦１／２
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ２４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２６］有機層は白色光を出射する［Ａ０１］乃至［Ａ２５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２７］有機層は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の積層構造を有する［Ａ２６］に記載の発光素子。
［Ａ２８］有機層は共振器構造を有する［Ａ２７］に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《表示装置》
第１基板、及び、第２基板、並びに、
第１基板と第２基板との間に位置し、第１基板の上に形成された基体上に設けられ、２次元状に配列された複数の発光素子、
を備えた表示装置であって、
各発光素子は、
基体の表面に設けられた凹部、
少なくとも一部分が凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
第１電極層上に、少なくとも一部分が第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
有機層上に、有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
第２電極層上に形成された平坦化層、
を少なくとも備えており、
有機層からの光が、第２電極層、平坦化層及び第２基板を介して外部に出射される表示装置。
［Ｂ０２］《表示装置》
第１基板、及び、第２基板、並びに、
第１基板と第２基板との間に位置し、第１基板の上に形成された基体上に設けられ、２次元状に配列された複数の発光素子、
を備えた表示装置であって、
各発光素子は、［Ａ０１］乃至［Ａ２８］のいずれか１項に記載の発光素子から成る表示装置。

１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ・・・発光素子、１１・・・第１基板、２０・・・トランジスタ、２１・・・ゲート電極、２２・・・ゲート絶縁層、２３・・・チャネル形成領域、２４・・・ソース／ドレイン領域、２５・・・素子分離領域、２６・・・基体（層間絶縁層）、２６Ａ・・・基体の表面、２７・・・凹部、２７Ａ・・・凹部の縁部、２７Ｂ・・・凹部の直線状の斜面、２７Ｃ・・・凹部の滑らかな曲線から成る底部、２８・・・コンタクトプラグ、２９・・・絶縁層、３１・・・第１電極層、３２・・・第２電極層、３３・・・有機層、３４・・・保護膜、３５（３５_R，３５_G，３５_B）・・・平坦化層、３６・・・オンチップマイクロレンズ、３７・・・封止樹脂層、４１・・・第２基板、５１・・・マスク層、５２，５３，５４・・・レジスト層、５５・・・開口部、６１・・・絶縁材料膜、ＣＦ_R，ＣＦ_G，ＣＦ_B・・・カラーフィルタ層、ＢＭ・・・ブラックマトリクス層

Claims (16)

1. 基体、
   前記基体の表面に設けられた凹部、
   少なくとも一部分が前記凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
   前記第１電極層上に、少なくとも一部分が前記第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
   前記有機層上に、前記有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
   前記第２電極層上に形成された平坦化層、
   を少なくとも備えており、
   前記有機層からの光が前記第２電極層及び前記平坦化層を介して外部に出射され、
   前記第１電極層は前記有機層の一部と接しており、
   前記平坦化層の上にはカラーフィルタ層が形成されており、
   前記凹部の軸線から、前記有機層と接する前記第１電極層の中心点に向かう方向と、前記凹部の軸線から前記カラーフィルタ層の中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある、
   発光素子。
2. 前記第２電極層と前記平坦化層との間に保護膜が形成されている請求項１に記載の発光素子。
3. 前記平坦化層を構成する材料の屈折率をｎ₁、前記保護膜を構成する材料の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁＞ｎ₂を満足する請求項２に記載の発光素子。
4. 前記有機層から出射され、前記第２電極層を介して前記平坦化層に入射するときの光の入射角をθ_i、前記平坦化層に入射した光の屈折角をθ_rとしたとき、｜θ_r｜≠０の場合、
   ｜θ_i｜＞｜θ_r｜
   を満足する請求項１に記載の発光素子。
5. 前記平坦化層はカラーフィルタとしての機能を有する請求項１に記載の発光素子。
6. 前記平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられている請求項１に記載の発光素子。
7. 基体、
   前記基体の表面に設けられた凹部、
   少なくとも一部分が前記凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
   前記第１電極層上に、少なくとも一部分が前記第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
   前記有機層上に、前記有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
   前記第２電極層上に形成された平坦化層、
   を少なくとも備えており、
   前記有機層からの光が前記第２電極層及び前記平坦化層を介して外部に出射され、
   前記第１電極層は前記有機層の一部と接しており、
   前記平坦化層の頂面又は上方にオンチップマイクロレンズが設けられており、
   前記第１電極層は、前記有機層の一部と接しており、
   前記凹部の軸線から、前記有機層と接する前記第１電極層の中心点に向かう方向と、前記凹部の軸線から前記オンチップマイクロレンズの中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある、
   発光素子。
8. 前記オンチップマイクロレンズは、前記凹部よりも大きい請求項７に記載の発光素子。
9. 前記凹部の軸線を含む仮想平面で前記凹部を切断したときの前記凹部の断面形状は、滑らかな曲線である請求項１に記載の発光素子。
10. 前記凹部の軸線を含む仮想平面で前記凹部を切断したときの前記凹部の断面形状は、台形の一部である請求項１に記載の発光素子。
11. 前記凹部の軸線を含む仮想平面で前記凹部を切断したときの前記凹部の断面形状は、直線状の斜面と滑らかな曲線から成る底部の組み合わせである請求項１に記載の発光素子。
12. 前記凹部の軸線を含む仮想平面で前記凹部を切断したときの前記凹部の縁部から前記基体の表面に亙る断面形状は、滑らかな曲線から成る請求項１に記載の発光素子。
13. 前記凹部の縁部の形状は、円形又は楕円形である請求項１に記載の発光素子。
14. 前記有機層は白色光を出射する請求項１に記載の発光素子。
15. 前記有機層は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の積層構造を有する請求項１４に記載の発光素子。
16. 第１基板、及び、第２基板、並びに、
    前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記第１基板の上に形成された基体上に設けられ、２次元状に配列された複数の発光素子、
    を備えた表示装置であって、
    前記各発光素子は、
    前記基体の表面に設けられた凹部、
    少なくとも一部分が前記凹部の頂面の形状に倣って形成された第１電極層、
    前記第１電極層上に、少なくとも一部分が前記第１電極層の頂面の形状に倣って形成された有機層、
    前記有機層上に、前記有機層の頂面の形状に倣って形成された第２電極層、及び、
    前記第２電極層上に形成された平坦化層、
    を少なくとも備えており、
    前記有機層からの光が、前記第２電極層、前記平坦化層及び前記第２基板を介して外部に出射され、
    前記第１電極層は前記有機層の一部と接しており、
    前記平坦化層の上にはカラーフィルタ層が形成されており、
    前記凹部の軸線から、前記有機層と接する前記第１電極層の中心点に向かう方向と、前記凹部の軸線から前記カラーフィルタ層の中心点に向かう方向とは、逆方向の関係にある、
    表示装置。

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