JP7322943B2 - 表示装置、および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、および電子機器に関する。

有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いる有機ＥＬ表示装置等の表示装置が知られている。特許文献１には、画素電極を有する有機ＥＬ素子と、所定の波長領域の光を透過させるカラーフィルターと、を備える有機ＥＬ装置が開示される。

特開２０１５－１５３６０７号公報

特許文献１のような、カラーフィルターを備える表示装置について、視野角特性の向上あるいは放射角の拡大が望まれている。

本発明の電気光学装置の一態様は、表示領域に設けられる第１の画素電極と、前記表示領域において前記第１の画素電極よりも外側に設けられる第２の画素電極と、共通電極と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極と前記共通電極との間に設けられる発光層と、透光性を有する基板と、前記共通電極と前記基板との間に設けられ、前記第１の画素電極に対応する第１のレンズと、前記共通電極と前記基板との間に設けられ、前記第２の画素電極に対応する第２のレンズと、前記共通電極と前記第１のレンズおよび前記第２のレンズとの間に設けられ、前記第１のレンズの第１のレンズ面および前記第２のレンズの第２のレンズ面に接触する第１の透光層と、前記第１のレンズの前記第１のレンズ面と反対側に設けられ、前記第１の画素電極に対応する第１の着色部と、前記第２のレンズの前記第２のレンズ面と反対側に設けられ、前記第２の画素電極に対応する第２の着色部と、を備え、平面視において、前記第１のレンズの中心は、前記第１の画素電極の中心に対し外側にずれており、前記第１の着色部の中心は、前記第１の画素電極の中心に対し外側にずれており、前記第２のレンズの中心は、前記第２の画素電極の中心に対し外側にずれており、前記第２の着色部の中心は、前記第２の画素電極の中心に対し外側にずれており、平面視において、前記第２のレンズの中心と前記第２の画素電極の中心との間の第１の距離は、前記第１のレンズの中心と前記第１の画素電極の中心との間の第２の距離よりも大きく、前記第２の着色部の中心と前記第１の画素電極の中心との間の第３の距離は、前記第１の着色部の中心と前記第１の画素電極の中心との間の第４の距離よりも大きい。

第１実施形態における表示装置を示す平面図である。 第１実施形態におけるサブ画素の等価回路図である。 第１実施形態における表示装置の部分断面を示す図である。 第１実施形態における画素電極を示す平面図である。 第１実施形態におけるカラーフィルターの一部を示す平面図である。 第１実施形態におけるレンズ層の一部を示す平面図である。 第１実施形態における画素電極、レンズおよび着色部の配置を説明するための図である。 第１実施形態における光路を説明するための図である。 第１実施形態における光路を説明するための図である。 第１実施形態における表示装置の製造方法のフローである。 第１実施形態におけるレンズ層形成工程を説明するための図である。 第１実施形態におけるレンズ層形成工程を説明するための図である。 第１実施形態におけるレンズ層形成工程を説明するための図である。 第１実施形態におけるレンズ層形成工程を説明するための図である。 第１実施形態における透光層形成工程を説明するための図である。 第２実施形態における表示装置を模式的に示す図である。 第２実施形態における表示装置を模式的に示す図である。 第３実施形態における表示装置を模式的に示す図である。 第３実施形態における表示装置の製造方法を説明するための図である。 第４実施形態における表示装置を模式的に示す図である。 画素電極およびレンズの変形例を示す平面図である。 着色部およびレンズの変形例を示す断面図である。 着色部およびレンズの変形例を示す断面図である。 カラーフィルターの変形例を示す平面図である。 画素電極、レンズおよび着色部の変形例を示す平面図である。 画素電極、レンズおよび着色部の変形例を示す平面図である。 画素電極、レンズおよび着色部の変形例を示す平面図である。 画素電極、レンズおよび着色部の変形例を示す平面図である。 虚像表示装置の内部構造の一部を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法や縮尺は実際のものと適宜異なり、理解を容易にするために模式的に示す部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

１．第１実施形態
１Ａ．表示装置１００
図１は、第１実施形態における表示装置１００を示す平面図である。なお、以下では説明の便宜上、図１に示す互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を適宜用いて説明する。後述の表示装置１００が有する素子基板１は、ｘ－ｙ平面に平行である。また、「平面視」とは、－ｚ方向から見ることをいう。後述の透光性基板９と素子基板１とが重なる方向は、－ｚ方向に平行な方向である。後述の素子基板１の厚さ方向は、－ｚ方向に平行な方向である。また、以下の説明において、透光性とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。

表示装置１００は、フルカラーの画像を表示する有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置である。画像には、文字情報のみを表示するものが含まれる。表示装置１００は、素子基板１と、素子基板１の＋ｚ軸側に位置する透光性を有する透光性基板９と、を有する。表示装置１００は、いわゆるトップエミッション構造である。表示装置１００は、光を透光性基板９から出射させる。透光性基板９は、素子基板１を保護するカバーである。

素子基板１は、画像を表示する表示領域Ａ１０と、平面視で表示領域Ａ１０を囲む周辺領域Ａ２０と、を有する。なお、表示領域Ａ１０の平面視形状は四角形状であるが、これに限定されず他の多角形状でもよい。また、表示領域Ａ１０の平面視形状は、完全に四角形でなくてもよく、丸みを帯びた角を有してもよいし、一部欠けていてもよい。また、素子基板１は、複数の画素Ｐと、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、制御回路１０３、および複数の外部端子１０４を有する。

表示領域Ａ１０は、複数の画素Ｐで構成される。各画素Ｐは、画像の表示における最小単位である。画素Ｐは、＋ｘ方向および＋ｙ方向に沿った行列状に配置される。各画素Ｐは、青色の波長領域の光が得られるサブ画素ＰＢと、緑色の波長領域の光が得られるサブ画素ＰＧと、赤色の波長領域の光が得られるサブ画素ＰＲとを有する。サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲの各平面視での形状は、ほぼ四角形である。サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲは、＋ｘ方向に沿って同色が並び、かつ＋ｙ方向に沿って青色、緑色および赤色の順に繰り返して並ぶ。なお、サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲを区別しない場合、サブ画素Ｐ０と表記する。サブ画素Ｐ０は、画素Ｐを構成する要素である。サブ画素Ｐ０は、表示する画像の最小単位である単位回路の一例であり、サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧ、サブ画素ＰＲによってカラー画像の１画素が表現される。サブ画素Ｐ０は他のサブ画素Ｐ０とは独立して制御される。

素子基板１の周辺領域Ａ２０には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、制御回路１０３および複数の外部端子１０４が配置される。データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０２は、複数のサブ画素Ｐ０を構成する各部の駆動を制御する周辺回路である。制御回路１０３は、画像の表示を制御する。制御回路１０３には、図示しない上位回路から画像データ等が供給される。制御回路１０３は、当該画像データに基づく各種信号をデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０２に供給する。外部端子１０４には、図示しない上位回路との電気的な接続を図るためのＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板等が接続される。また、素子基板１には、図示しない電源回路が電気的に接続される。

図２は、第１実施形態におけるサブ画素Ｐ０の等価回路図である。図２に示すように、素子基板１には、走査線１３およびデータ線１４が設けられる。走査線１３は、＋ｙ方向に沿って延びる。データ線１４は、＋ｘ方向に沿って延びる。なお、走査線１３およびデータ線１４は、複数である。複数の走査線１３と複数のデータ線１４は、格子状に配列される。複数の走査線１３は、図１に示した走査線駆動回路１０２に接続される。複数のデータ線１４は、図１に示したデータ線駆動回路１０１に接続される。複数の走査線１３と複数のデータ線１４との各交差に対応してサブ画素Ｐ０が設けられる。ここで、画素電極２３は、各サブ画素Ｐ０に設けられている。画素電極２３は他の画素電極２３とは独立して互いに異なるように設定可能である。より具体的には、異なる電流を流すように画素電極２３が設定されてもよいし、異なる電圧が画素電極２３に設定されてもよい。

各サブ画素Ｐ０は、有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の駆動を制御する画素回路３０と、を含む。有機ＥＬ素子２０は、画素電極２３と、共通電極２５と、これらの間に配置される機能層２４とを有する。画素電極２３は、陽極として機能する。共通電極２５は、陰極として機能する。かかる有機ＥＬ素子２０では、画素電極２３から供給される正孔と、共通電極２５から供給される電子とが機能層２４で再結合することにより、機能層２４が光を発生させる。なお、共通電極２５には、給電線１６が電気的に接続される。給電線１６には、図示しない電源回路から低位側の電源電位Ｖctが供給される。

画素回路３０は、スイッチング用トランジスター３１と、駆動用トランジスター３２と、保持容量３３とを有する。スイッチング用トランジスター３１のゲートは、走査線１３に電気的に接続される。また、スイッチング用トランジスター３１のソースまたはドレインの一方が、データ線１４に電気的に接続され、他方が、駆動用トランジスター３２のゲートに電気的に接続される。また、駆動用トランジスター３２のソースまたはドレインの一方が、給電線１５に電気的に接続され、他方が、画素電極２３に電気的に接続される。なお、給電線１５には、図示しない電源回路から高位側の電源電位Ｖelが供給される。また、保持容量３３の一方の電極は、駆動用トランジスター３２のゲートに接続され、他方の電極は、給電線１５に接続される。

走査線駆動回路１０２が走査信号をアクティブにすることで走査線１３が選択されると、選択されるサブ画素Ｐ０に設けられるスイッチング用トランジスター３１がオンする。すると、データ線１４からデータ信号が、選択される走査線１３に対応する駆動用トランジスター３２に供給される。駆動用トランジスター３２は、供給されるデータ信号の電位、すなわちゲートおよびソース間の電位差に応じた電流を有機ＥＬ素子２０に対して供給する。そして、有機ＥＬ素子２０は、駆動用トランジスター３２から供給される電流の大きさに応じた輝度で発光する。また、走査線駆動回路１０２が走査線１３の選択を解除してスイッチング用トランジスター３１がオフした場合、駆動用トランジスター３２のゲートの電位は、保持容量３３により保持される。そのため、有機ＥＬ素子２０は、スイッチング用トランジスター３１がオフした後も発光が可能である。

なお、前述の画素回路３０の構成は、図示の構成に限定されない。例えば、画素回路３０は、画素電極２３と駆動用トランジスター３２との間の導通を制御するトランジスターをさらに備えてもよい。

図３は、第１実施形態における表示装置１００の部分断面を示す図であって、図１中の表示装置１００のＡ－Ａ線断面に相当する図である。図３には、表示領域Ａ１０における外縁付近の部分断面が示される。

図３に示すように、素子基板１は、基板１０と、反射層２１と、絶縁層２２と、素子部２と、保護層４と、カラーフィルター５と、レンズ層６１と、透光層６２と、を有する。反射層２１は、複数の反射部２１０を有する。素子部２は、複数の画素電極２３と、機能層２４と、共通電極２５とを有する。すなわち、素子部２は、前述の複数の有機ＥＬ素子２０を有する。カラーフィルター５は、複数の着色部５１を有する。レンズ層６１は、複数のレンズ６１０を有する。また、反射層２１、絶縁層２２、素子部２、保護層４、カラーフィルター５、レンズ層６１、および透光層６２は、この順に基板１０から透光性基板９に向かって並ぶ。

１つのサブ画素Ｐ０には、１つの反射部２１０、１つの画素電極２３、１つの着色部５１、および１つのレンズ６１０が設けられる。なお、以下では、サブ画素ＰＢに設けられる画素電極２３を「画素電極２３Ｂ」とし、サブ画素ＰＧに設けられる画素電極２３を「画素電極２３Ｇ」とし、サブ画素ＰＲに設けられる画素電極２３を「画素電極２３Ｒ」とする。なお、これら画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒを区別しない場合には、画素電極２３と表記する。同様に、サブ画素ＰＢに設けられる着色部５１を「着色部５１Ｂ」とし、サブ画素ＰＧに設けられる着色部５１を「着色部５１Ｇ」とし、サブ画素ＰＲに設けられる着色部５１を「着色部５１Ｒ」とする。なお、これら着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒを区別しない場合には、着色部５１と表記する。以下、表示装置１００の各部について順次説明する。

基板１０は、例えばシリコン基板で構成される基材上に、前述の画素回路３０が形成される配線基板である。なお、当該基材は、ガラス、樹脂またはセラミック等で構成されてもよい。本実施形態では、表示装置１００がトップエミッション型であるため、当該基材は透光性を有していてもいなくてもよい。また、画素回路３０が有するスイッチング用トランジスター３１および駆動用トランジスター３２は、それぞれ、アクティブ層を有するＭＯＳ型トランジスターであってもよく、例えばアクティブ層はシリコン基板で構成されてもよい。画素回路３０が有するスイッチング用トランジスター３１および駆動用トランジスター３２は、薄膜トランジスターであってもよいし、電界効果トランジスターであってもよい。画素回路３０を構成する各部、および各種配線の構成材料としては、例えば、ポリシリコン、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等の導電材料が挙げられる。

基板１０には、光反射性を有する反射層２１が設けられる。反射層２１が有する複数の反射部２１０は、例えば、平面視で行列状に配置される。１つの反射部２１０は、１つの画素電極２３に対応して配置される。つまり、反射部２１０と画素電極２３とは１対１で配置される。また、各反射部２１０は、平面視で、画素電極２３と重なる。かかる各反射部２１０は、機能層２４が有する発光層２４０で発生する光を反射する。したがって、各反射部２１０は光反射性を有する。

反射層２１の構成材料としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）およびＡｇ（銀）等の金属、あるいはこれらの金属の合金が挙げられる。なお、反射層２１は、画素回路３０と電気的に接続される配線としての機能を有してもよい。

反射層２１上には、絶縁性を有する絶縁層２２が配置される。絶縁層２２は、第１絶縁膜２２１、第２絶縁膜２２２、第３絶縁膜２２３および第４絶縁膜２２４を有する。反射層２１を覆って第１絶縁膜２２１が配置される。第１絶縁膜２２１は、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲに亘って共通に形成されている。第１絶縁膜２２１は、平面視で画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒと重なる。第１絶縁膜２２１上には、第２絶縁膜２２２が配置される。第２絶縁膜２２２は、平面視で画素電極２３Ｒと重なり、かつ、平面視で画素電極２３Ｂおよび２３Ｇと重ならない。第２絶縁膜２２２を覆って第３絶縁膜２２３が配置される。第３絶縁膜２２３は、平面視で画素電極２３Ｒおよび２３Ｇと重なり、かつ、平面視で画素電極２３Ｂと重ならない。第４絶縁膜２２４は、画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒの各外縁を覆う。

絶縁層２２は、反射部２１０と後述の共通電極２５との間の光学的な距離である光学距離Ｌ０を調整する。光学距離Ｌ０は、発光色ごとに異なる。サブ画素ＰＢにおける光学距離Ｌ０は、青色の波長領域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＧにおける光学距離Ｌ０は、緑色の波長領域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＲにおける光学距離Ｌ０は、赤色の波長領域の光に対応して設定される。本実施形態では、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲで絶縁層２２の厚さが異なるため、発光色ごとに光学距離Ｌ０が異なる。

絶縁層２２を構成する各層の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素および窒化ケイ素等のケイ素系の無機材料が挙げられる。なお、絶縁層２２の構成は、図３に示す構成に限定されない。図３では、第２絶縁膜２２２上に第３絶縁膜２２３が配置されるが、例えば、第３絶縁膜２２３上に第２絶縁膜２２２が配置されてもよい。

絶縁層２２上には、複数の画素電極２３が配置される。複数の画素電極２３は、基板１０と後述のレンズ層６１との間に配置される。また、画素電極２３は、透光性を有する。画素電極２３の構成材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電材料が挙げられる。複数の画素電極２３は、絶縁層２２によって、互いに電気的に絶縁される。画素電極２３Ｂは、第１絶縁膜２２１の＋ｚ軸側の面に配置される。また、画素電極２３Ｇは、第２絶縁膜２２２の＋ｚ軸側の面に配置される。画素電極２３Ｒは、第３絶縁膜２２３の＋ｚ軸側の面に配置される。

図４は、第１実施形態における画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒを示す平面図である。画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒの各平面視での形状は、特に限定されないが、図４に示す例では、ほぼ四角形である。第４絶縁膜２２４は、平面視で画素電極２３Ｂと重なる開口２４５、平面視で画素電極２３Ｇと重なる開口２４６、および平面視で画素電極２３Ｒと重なる開口２４７を有する。開口２４５、２４６および２４７は、それぞれ、第４絶縁膜２２４に形成された孔である。

図３に示すように、画素電極２３Ｂ、２３Ｇおよび２３Ｒの各外縁を除く部分は、露出し、かつ、機能層２４と接する。よって、画素電極２３Ｂとして実質的に機能するのは、図４に示す平面視で開口２４５と重なる部分である。同様に、画素電極２３Ｇとして実質的に機能するのは、平面視で開口２４６と重なる部分である。画素電極２３Ｒとして実質的に機能するのは、平面視で開口２４７と重なる部分である。これら開口２４５、開口２４６、開口２４７に重なる部分は、発光に寄与する発光部分である。素子部２のうち発光部分と平面視で重なる部分が、発光する発光領域である。

本実施形態では、複数の画素電極２３の平面積は、互いに等しいが。互いに異なっていてもよい。また、複数の画素電極２３の幅Ｗ２は、互いに等しいが、互いに異なっていてもよい。なお、幅Ｗ２は、＋ｙ方向に沿った長さである。

機能層２４は、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲに共通して配置される。機能層２４は、有機発光材料を含む発光層２４０を含む。有機発光材料は、発光性の有機化合物である。また、機能層２４は、発光層２４０以外に、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層等を含む。機能層２４は、青色、緑色および赤色の各発光色が得られる発光層２４０を含んで白色発光を実現する。なお、機能層２４の構成は、前述の構成に特に限定されるものではなく、公知の構成を適用することができる。

機能層２４上には、共通電極２５が配置される。別の言い方をすると、共通電極２５は、複数の画素電極２３と後述のレンズ層６１との間に配置される。共通電極２５は、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲに共通して配置される。共通電極２５は、光反射性および透光性を有する。共通電極２５の構成材料としては、例えば、ＭｇＡｇ等のＡｇを含む合金等の各種金属が挙げられる。

共通電極２５は、発光層２４０で発生する光を反射層２１との間で共振させる。共通電極２５および反射層２１を備えることで、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに所望の共振波長の光を取り出すことができる光共振構造が構成される。当該光共振構造が構成されることで、各発光色に対応した共振波長において輝度が強調された発光が得られる。共振波長は、前述の光学距離Ｌ０によって決まる。所定の波長領域の光のスペクトルのピーク波長をλ０とすると、次のような関係式［１］が成り立つ。Φ（ラジアン）は、反射部２１０と共通電極２５との間での透過および反射の際に生じる位相シフトの総和を表す。
｛（２×Ｌ０）／λ０＋Φ｝／（２π）＝ｍ０（ｍ０は整数）・・・・・［１］

取り出したい波長領域の光のピーク波長がλ０となるよう、光学距離Ｌ０が設定される。取り出したい波長領域の光に応じて光学距離Ｌ０を調整することで、所定の波長領域の光が増強され、当該光の高強度化および当該光のスペクトルの狭幅化を図ることができる。

なお、本実施形態では、前述のように、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに絶縁層２２の厚さを異ならせることにより、光学距離Ｌ０が調整される。ただし、例えば、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに画素電極２３の厚さを異ならせることにより、光学距離Ｌ０が調整されてもよい。また、絶縁層２２の厚さは、絶縁層２２を構成する各層の構成材料が有する屈折率を鑑み、設定される。

共通電極２５上には、透光性を有する保護層４が形成される。保護層４は、有機ＥＬ素子２０などを保護する。保護層４は、各有機ＥＬ素子２０を外部の水分または酸素等から保護してもよい。つまり、保護層４は、ガスバリア性を有する。そのため、保護層４を備えていない場合に比べ、表示装置１００の信頼性を高めることができる。保護層４は、第１層４１と、第２層４２と、第３層４３とを含む。第１層４１、第２層４２および第３層４３は、共通電極２５からこの順に＋ｚ方向に積層される。

第１層４１および第３層４３の構成材料としては、それぞれ、例えば、酸窒化ケイ素および窒化ケイ素等の窒素を含むケイ素系の無機材料が挙げられる。第１層４１が窒素を含むケイ素系の無機材料を主体とすることで、酸化ケイ素を主体とする場合に比べ、第１層４１におけるガスバリア性を高くすることができる。なお、第３層４３についても同様である。

第２層４２の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料が挙げられる。前述の第１層４１の＋ｚ軸側の面の凹凸は、共通電極２５の＋ｚ軸側の面の凹凸の影響を受ける。そのため、樹脂材料で構成される第２層４２を備えることで、第１層４１の＋ｚ軸側の面の凹凸を好適に緩和することができる。よって、保護層４の＋ｚ軸側の面を平坦にすることができる。また、第２層４２の構成材料は、例えば、二酸化ケイ素等の酸化ケイ素および酸化アルミニウム等の無機材料であってもよい。当該無機材料で構成される第２層４２を有することで、製造時において第１層４１にピンホール等の欠陥が生じても、その欠陥を補完できる。そのため、第１層４１に発生し得るピンホール等の欠陥をパスとして大気中の水分等が機能層２４に伝達されることを特に効果的に抑制できる。

なお、第１層４１、第２層４２および第３層４３には、各層の機能を低下させない程度に、前述の構成材料以外の他の材料が含まれてもよい。また、保護層４は、第１層４１、第２層４２および第３層４３を備える構成に限定されず、これら以外の層をさらに備えてもよい。また、第１層４１、第２層４２および第３層４３のいずれか２以上は、省略されてもよい。

保護層４上には、カラーフィルター５が配置される。カラーフィルター５は、画素電極２３とレンズ層６１との間に配置される。カラーフィルター５は、所定の波長領域の光を選択的に透過させる。カラーフィルター５を備えることで、カラーフィルター５を備えていない場合に比べ、表示装置１００から出射される光の色純度を高めることができる。カラーフィルター５は、例えば、色材を含むアクリル系の感光性樹脂材料等の樹脂材料で構成される。光を選択的に透過させる所定の波長領域は、光学距離Ｌ０によって決まるピーク波長λ０を含んでいる。

カラーフィルター５は、青色の波長領域の光を透過させる着色部５１Ｂ、緑色の波長領域の光を透過させる着色部５１Ｇ、および赤色の波長領域の光を透過させる着色部５１Ｒ、を有する。また、着色部５１Ｂは緑色の波長領域の光及び赤色の波長領域の光を遮り、着色部５１Ｇは青色の波長領域の光及び赤色の波長領域の光を遮り、着色部５１Ｒは青色の波長領域の光及び緑色の波長領域の光を遮る。

図５は、第１実施形態におけるカラーフィルター５の一部を示す平面図である。着色部５１の平面視での形状は、特に限定されないが、図５に示す例では四角形である。本実施形態では、１つの着色部５１は、１つの画素電極２３に対応して配置される。つまり、着色部５１と画素電極２３とは１対１で配置される。また、各着色部５１は、対応する画素電極２３に対して、平面視で、ずれて配置される。図５に示す着色部５１は、平面視で対応する画素電極２３の一部と重なる。また、平面視において、着色部５１の中心Ｏ５は、画素電極２３の中心Ｏ２と重ならない。後で詳述するが、中心Ｏ５は、平面視において、中心Ｏ２よりも表示領域Ａ１０の外縁寄りに位置する。また、着色部５１の平面積は、画素電極２３の平面積よりも大きいが、画素電極２３の平面積以下でもよい。着色部５１は、画素電極２３のうち発光領域の一部と平面視で重なる。言い換えると、着色部５１は、開口２４５、開口２４６、開口２４７のいずれかの一部と平面視で重なる。また、着色部５１の平面積は、画素電極２３のうちの発光部分の平面積よりも大きい。着色部５１の一部が、画素電極２３とレンズ層６１との間に配置されるようにしてもよい。

複数の着色部５１の平面積は、互いに等しいが、互いに異なっていてもよい。また、複数の着色部５１の幅Ｗ５は、互いに等しいが、互いに異なってもよい。なお、幅Ｗ５は、＋ｙ方向に沿った長さである。

図３に示すように、カラーフィルター５上には、透光性を有するレンズ層６１が配置される。レンズ層６１は、複数のレンズ６１０を有する。１つのサブ画素Ｐ０には、１つのレンズ６１０が設けられる。レンズ６１０は、カラーフィルター５から透光性基板９に向かって突出する。レンズ６１０は、レンズ面６１１を有するマイクロレンズである。レンズ面６１１は、凸面である。なお、レンズ６１０は、いわゆる球面レンズでもよいし、いわゆる非球面レンズでもよい。

複数のレンズ６１０の高さＴ６は、互いに等しいが、互いに異なってもよい。なお、高さＴ６は、＋ｚ方向に沿った最大の長さである。

図６は、第１実施形態におけるレンズ層６１の一部を示す平面図である。レンズ６１０の平面視での形状は、特に限定されないが、図６に示す例では角が丸い四角形である。隣り合う２つのレンズ６１０同士の平面視での外縁同士は、接続される。

１つのレンズ６１０は、１つの画素電極２３に対応して配置される。つまり、レンズ６１０と画素電極２３とは１対１で配置される。また、各レンズ６１０は、対応する画素電極２３に対して、平面視でずれて配置される。レンズ６１０は、平面視で、対応する画素電極２３の一部と重なる。また、平面視において、レンズ６１０の中心Ｏ６は、画素電極２３の中心Ｏ２と重ならない。後で詳述するが、中心Ｏ６は、平面視において、中心Ｏ２よりも表示領域Ａ１０の外縁寄りに位置する。１つのレンズ６１０は１つの発光領域に対応して配置される。レンズ６１０は、発光領域と平面視で重なる。言い換えると、レンズ６１０は、開口２４５、開口２４６、開口２４７のいずれかと平面視で重なる。

なお、図３に示したように、レンズ６１０は、対応する着色部５１及び画素電極２３と平面視で重なることが好ましい。レンズ６１０と着色部５１との重なりは一部であってもよい。また、レンズ６１０と画素電極２３との重なりは一部であってもよい。サブ画素に設けられた画素電極２３、着色部５１及びレンズ６１０はこの順で一列に並んで配置されることが好ましい。サブ画素に設けられた画素電極２３の一部、着色部５１の一部及びレンズ６１０の一部は一直線上に位置する。

レンズ６１０の平面積は、画素電極２３の平面積よりも大きいが、画素電極２３の平面積以下であってもよい。また、レンズ６１０の平面積は、画素電極２３のうちの発光部分の平面積よりも大きい。また、複数のレンズ６１０の平面積は、互いに等しいが、互いに異なってもよい。複数のレンズ６１０の幅Ｗ６は、互いに等しいが、互いに異なっていてもよい。なお、幅Ｗ６は、＋ｙ方向に沿った長さである。

図６に示すように、１つのレンズ６１０は、１つの着色部５１に対応して配置される。また、レンズ６１０は、平面視で対応する着色部５１と重なる。本実施形態では、平面視において、レンズ６１０の中心Ｏ６は、着色部５１の中心Ｏ５と重なる。なお、本実施形態では、レンズ６１０の全てが着色部５１と重なるが、レンズ６１０の一部のみが着色部５１と重なってもよい。また、本実施形態では、レンズ６１０の平面積は、着色部５１の平面積と等しいが、着色部５１の平面積よりも大きくても小さくてもよい。

レンズ６１０の構成材料としては、透光性および絶縁性を有する材料が挙げられる。具体的には例えば、レンズ６１０の構成材料としては、酸化シリコン等のケイ素系の無機材料、およびアクリル樹脂等の樹脂材料等が挙げられる。

レンズ６１０の構成材料の屈折率は、後述の透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。レンズ６１０の構成材料の屈折率は、具体的には例えば、波長５５０ｎｍの可視光に対して、１．３以上１．６以下である。

図３に示すように、レンズ層６１上には、透光性および絶縁性を有する透光層６２が配置される。透光層６２は、複数のレンズ面６１１に接する。また、透光層６２における透光性基板９と接する面は、平坦である。

透光層６２の構成材料としては、透光性および絶縁性を有する材料が挙げられる。具体的には例えば、透光層６２の構成材料としては、エポキシ樹脂等の樹脂材料が挙げられる。樹脂材料を用いることで、複数のレンズ面６１１をコーティングするように透光層６２を形成することにより、透光層６２の＋ｚ軸側の面を平坦にすることが容易である。また、透光層６２の構成材料は、酸化アルミニウム、および酸窒化シリコン等のケイ素系の無機材料であってもよい。

透光層６２の構成材料の屈折率は、レンズ６１０の構成材料の屈折率よりも高い。透光層６２の構成材料の屈折率は、例えば、波長５５０ｎｍの可視光に対して、１．５以上１．８以下である。

また、前述のように、レンズ面６１１は凸面であるが、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。そのため、レンズ６１０は、一般的な凹レンズとしての機能を発揮する。つまり、レンズ６１０は、対応する有機ＥＬ素子２０から放射させる光を広げる。光の広がりに関しては、後で詳述する。

透光層６２上には、透光性を有する透光性基板９が配置される。透光性基板９は、前述の透光層６２が接着性を有する場合、透光層６２により素子基板１に貼り合せられる。なお、透光層６２が接着性を有さない場合、透光層６２と透光性基板９との間に接着性を有する部材が配置されてもよい。

本実施形態では、透光性基板９の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。透光性基板９は、例えばガラス基板または石英基板で構成される。透光性基板９の構成材料の屈折率は、特に限定されないが、例えば、波長５５０ｎｍの可視光に対して、１．４以上１．６以下である。なお、透光性基板９の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも高くてもよいし、等しくてもよい。

図７は、第１実施形態における画素電極２３、レンズ６１０および着色部５１の配置を説明するための図である。図７に示すように、表示領域Ａ１０における箇所によって、平面視における画素電極２３に対するレンズ６１０および着色部５１の配置関係が異なる。なお、図７では、各配置関係の理解を容易にするため、画素電極２３、レンズ６１０および着色部５１の図示が誇張されている。

図７では、表示中心Ｏ１は、平面視で表示領域Ａ１０の中心に位置する。図７では、平面視で表示中心Ｏ１と重なる画素電極２３を「基準画素電極２３ｚ」とし、基準画素電極２３ｚに対応するレンズ６１０を「基準レンズ６１０ｚ」とする。基準画素電極２３ｚと平面視で重なる着色部５１を「基準着色部５１ｚ」とする。また、平面視で表示中心Ｏ１よりも外側に位置する画素電極２３を「第１画素電極２３ｘ」とし、第１画素電極２３ｘに対応するレンズ６１０を「第１レンズ６１０ｘ」とする。第１画素電極２３ｘと平面視で重なる着色部５１を「第１着色部５１ｘ」とする。また、平面視で第１画素電極２３ｘよりも外側に位置する画素電極２３を「第２画素電極２３ｙ」とし、第２画素電極２３ｙに対応するレンズ６１０を「第２レンズ６１０ｙ」とする。第２画素電極２３ｙと平面視で重なる着色部５１を「第２着色部５１ｙ」とする。なお、表示中心Ｏ１と重なる画素電極２３がなければ、表示中心Ｏ１に一番近い画素電極２３を「基準画素電極２３ｚ」とする。

図７に示すように、基準レンズ６１０ｚ以外のレンズ６１０は、対応する画素電極２３よりも平面視で表示領域Ａ１０の外側に位置する。具体的には例えば、第１レンズ６１０ｘは、平面視において第１画素電極２３ｘよりも外側に位置する。そのため、平面視において、第１画素電極２３ｘの中心Ｏ２と表示中心Ｏ１との間の距離Ｄ２ｘは、第１レンズ６１０ｘの中心Ｏ６と表示中心Ｏ１との間の距離Ｄ６ｘよりも短い。同様に、第２レンズ６１０ｙは、平面視において第２画素電極２３ｙよりも外側に位置する。そのため、平面視において、第２画素電極２３ｙの中心Ｏ２と表示中心Ｏ１との間の距離Ｄ２ｙは、第２レンズ６１０ｙの中心Ｏ６と表示中心Ｏ１との間の距離Ｄ６ｙよりも短い。

また、平面視において、第１画素電極２３ｘの中心Ｏ２と第１レンズ６１０ｘの中心Ｏ６との間の距離Ｄｘは、第２画素電極２３ｙの中心Ｏ２と第２レンズ６１０ｙの中心Ｏ６との間の距離Ｄｙよりも短い。また、本実施形態では、平面視において、レンズ６１０は、表示中心Ｏ１よりも外側に向かうにつれて、画素電極２３に対して外側にずれる。よって、平面視における画素電極２３の中心Ｏ２とレンズ６１０の中心Ｏ６との間の距離は、表示中心Ｏ１から外側に向かうにつれて大きくなる。

同様に、平面視において、第１画素電極２３ｘの中心Ｏ２と第１着色部５１ｘの中心Ｏ５との間の距離ｄｘは、第２画素電極２３ｙの中心Ｏ２と第２レンズ６１０ｙの中心Ｏ６との間の距離ｄｙよりも短い。また、本実施形態では、平面視において、着色部５１は、表示中心Ｏ１よりも外側に向かうにつれて、画素電極２３に対して外側にずれる。よって、平面視における画素電極２３の中心Ｏ２と着色部５１の中心Ｏ５との間の距離は、表示中心Ｏ１から外側に向かうにつれて大きくなる。

次に、有機ＥＬ素子２０から放射される光の光路を説明する。図８は、第１実施形態における光路を説明するための図である。図８では、表示中心Ｏ１付近が模試的に示される。図８に示すように、有機ＥＬ素子２０から放射される光は、透光性基板９から外部へ出るときに放射角θで放射される。図８には、１つのサブ画素Ｐ０に設けられる有機ＥＬ素子２０の一点から放射される光の光束ＬＬが示される。放射角θは、光束ＬＬにおける立体角であり、光の強度のピークである主光線Ａ１を中心とした光の広がる角度である。

前述のように、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。そのため、レンズ面６１１における屈折角が入射角よりも大きくなる。それゆえ、光束ＬＬは、レンズ面６１１で屈折することにより、破線で示す光束ＬＬ０よりも外側へ広がる。光束ＬＬ０は、レンズ面６１１を有さず、レンズ層６１が透光層６２と同材料で構成される場合の光束である。このように、レンズ６１０を有することで、これを有さない場合に比べ、サブ画素Ｐ０における放射角θを広げることができる。さらに、透光性基板９の構成材料の屈折率よりも外部の空気の屈折率は小さい。そのため、レンズ面６１１で屈折した光の光束ＬＬは、透光性基板９の表面で屈折することにより、光束ＬＬ０よりもさらに外側へ広がる。よって、透光性基板９を有さない場合に比べ、放射角θをさらに広げることができる。

図９は、第１実施形態における光路を説明するための図である。図９では、表示領域Ａ１０における外縁付近が模試的に示される。前述のように、表示領域Ａ１０における外縁付近では、画素電極２３に対して、それに対応する着色部５１が外側に位置する。そのため、図９に示すように、画素電極２３の法線ａ１に対して主光線Ａ１を傾斜させることができる。つまり、主光線Ａ１の傾き角度θａが、大きくなる。傾き角度θａは、画素電極２３の法線ａ１と、主光線Ａ１とのなす角度である。なお、主光線Ａ１は、表示中心Ｏ１とは反対側に傾斜する。そして、主光線Ａ１が傾斜した状態で、レンズ６１０によって、光束ＬＬを光束ＬＬ０よりも外側へ広げることができる。さらに、レンズ面６１１で屈折した光の光束ＬＬを、透光性基板９の表面で屈折させることにより、光束ＬＬ０よりもさらに外側へ広げることができる。

以上説明のように、表示装置１００は、基板１０と、レンズ６１０を有するレンズ層６１と、画素電極２３と、着色部５１を有するカラーフィルター５と、を有する。そして、着色部５１は、平面視で、画素電極２３の一部と重なる。また、前述のように、着色部５１は、平面視において画素電極２３よりも、表示中心Ｏ１に対して外側に位置する。そのため、前述のように、主光線Ａ１を外側に傾けることができる。よって、視野角特性を高めることができる。

さらに、１つのサブ画素Ｐ０に対して、１つの画素電極２３および１つのレンズ６１０が設けられる。具体的には、１つのレンズ６１０は、１つの画素電極２３に対応して配置され、対応する画素電極２３の一部に平面視で重なる。サブ画素Ｐ０ごとにレンズ６１０が設けられることで、各サブ画素Ｐ０から出射される光の放射角θを広げることができる。そして、レンズ６１０は、対応する画素電極２３よりも、平面視において表示中心Ｏ１に対して外側に位置する。そのため、主光線Ａ１が外側に傾斜する構成において、放射角θを広げることができる。このようなことから、表示装置１００の視野角特性をより高めることができる。つまり、色ズレ等の画質変化が無く視ることができる視野角の範囲を広げることができる。

また、カラーフィルター５に対して＋ｚ軸側にレンズ６１０が配置される。そのため、レンズ６１０によって、主光線Ａ１が外側に傾斜し、かつ、カラーフィルター５を透過した色純度の高い光の放射角θを広げることができる。それゆえ、カラーフィルター５に対して－ｚ軸側にレンズ６１０が配置される場合に比べ、視野角特性をより高めることができる。

また、本実施形態では、全てのサブ画素Ｐ０に、レンズ６１０が設けられる。そのため、表示装置１００は、視野角特性に特に優れる。なお、全てのサブ画素Ｐ０のうちのいくつかには、レンズ６１０が設けられていなくてもよい。

また、着色部５１は、平面視でレンズ６１０に重なる。そのため、カラーフィルター５を透過した光をレンズ６１０へと効率良く入射させることができる。よって、主光線Ａ１が外側に傾斜する構成において、放射角θを効果的に広げることができる。

また、図７に示すように、第１画素電極２３ｘの中心Ｏ２と第１着色部５１ｘの中心Ｏ５との間の距離ｄｘは、第２画素電極２３ｙの中心Ｏ２と第２着色部５１ｙの中心Ｏ６との間の距離ｄｙよりも短い。そのため、表示領域Ａ１０の外側に位置する有機ＥＬ素子２０から出る光の主光線Ａ１を、それより内側に位置する有機ＥＬ素子２０から出る光の主光線Ａ１よりも、外側に傾斜させることができる。さらに、第１画素電極２３ｘの中心Ｏ２と第１レンズ６１０ｘの中心Ｏ６との間の距離Ｄｘは、第２画素電極２３ｙの中心Ｏ２と第２レンズ６１０ｙの中心Ｏ６との間の距離Ｄｙよりも短い。よって、外側に位置する光ほど主光線Ａ１が外側に傾斜する構成において、放射角θを広げることができる。そのため、視野角特性をより高めることができる。

さらに、本実施形態では、平面視において、着色部５１は、表示中心Ｏ１よりも外側に向かうにつれて、画素電極２３に対して外側にずれる。同様に、平面視において、レンズ６１０は、表示中心Ｏ１よりも外側に向かうにつれて、画素電極２３に対して外側にずれる。そのため、表示中心Ｏ１よりも平面視で外側に位置するにつれて、主光線Ａ１の傾き角度θａを大きくすることができる。よって、表示装置１００を視る角度によって、輝度および色度が変化することを低減することができる。

また、前述のように、レンズ６１０は、凸面のレンズ面６１１を有する。そのため、前述のように、レンズ面６１１で光束ＬＬを広げることができる。また、レンズ６１０の形状が凸状であることで、凹状である場合に比べ、レンズ６１０の形成が容易である。なお、当該形成方法に関しては、後で詳述する。

また、前述のように、レンズ６１０が有するレンズ面６１１は、凸面であるが、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。そのため、図８および図９に示すように、レンズ面６１１で光束ＬＬを広げることができる。

また、前述のように、レンズ層６１は、基板１０と、透光層６２との間に配置される。かかる順番で配置されることで、基板１０側から積層するように各層を形成する場合、カラーフィルター５上に凸状のレンズ６１０を形成することが容易である。

さらに、レンズ層６１は、カラーフィルター５に接する。レンズ層６１がカラーフィルター５に接することで、レンズ層６１とカラーフィルター５との間に他の部材が配置されている場合に比べ、カラーフィルター５を透過した光をレンズ６１０へと効率良く入射させることができる。よって、カラーフィルター５を透過した光の利用効率を高めることができる。

なお、カラーフィルター５、レンズ層６１、透光層６２、および透光性基板９のそれぞれの間には、他の部材が配置されてもよい。ただし、これらは積層されていることが好ましい。積層されていることで、カラーフィルター５を透過した光をレンズ６１０へと効率良く入射させることができるとともに、レンズ６１０を透過した光を外部へと効率良く出射させることができる。

また、図６に示すように、レンズ６１０の平面積は、画素電極２３の平面積よりも大きいことが好ましい。かかる構成であることで、有機ＥＬ素子２０から発生した光を効率良くレンズ６１０に入射させることができる。そのため、明るい、かつ放射角θが広い表示装置１００を実現することができる。

また、本実施形態における表示装置１００は、有機ＥＬ素子２０を有する。つまり、表示装置１００は、画素電極２３と、共通電極２５と、画素電極２３と共通電極２５との間に配置される発光層２４０と、をさらに有する。表示装置１００が有機ＥＬ素子２０を有することで、有機ＥＬ表示装置が構成される。よって、レンズ６１０および透光層６２を備えることで、視野角特性に優れる有機ＥＬ表示装置を実現することができる。

さらに、表示装置１００は、光共振構造を有する。光共振器構造を備えることで、光の高強度化および当該光のスペクトルの狭幅化が図られる。そのため、光共振構造を備える表示装置１００がレンズ６１０を有することで、レンズ面６１１による放射角θの拡大効果が特に好適に発揮され、視野角特性がさらに良くなる。

また、前述のように主光線Ａ１が法線ａ１に対して外側に傾斜すると、光学距離Ｌ０が長くなり、共振条件が短波長側へシフトする。そこで、着色部５１およびレンズ６１０の配置を外側に変更することで、主光線Ａ１が法線ａ１と平行な場合の共振条件と近い条件にすることができる。よって、共振条件が短波長側へシフトすることを抑制することができる。その結果、色ムラ等を低減することができる。

１Ｂ．表示装置１００の製造方法
図１０は、第１実施形態における表示装置１００の製造方法のフローである。図１０に示すように、表示装置１００の製造方法は、素子基板用意工程Ｓ１１と、絶縁層形成工程Ｓ１２と、素子部形成工程Ｓ１３と、保護層形成工程Ｓ１４と、カラーフィルター形成工程Ｓ１５と、レンズ層形成工程Ｓ１６と、透光層形成工程Ｓ１７とを含む。これらをこの順で行うことで、表示装置１００が製造される。

素子基板用意工程Ｓ１１では、前述の基板１０および反射層２１が形成される。絶縁層形成工程Ｓ１２では、絶縁層２２が形成される。素子部形成工程Ｓ１３では、絶縁層２２上に素子部２が形成される。つまり、複数の有機ＥＬ素子２０が形成される。また、保護層形成工程Ｓ１４では、保護層４が形成される。カラーフィルター形成工程Ｓ１５では、カラーフィルター５が形成される。素子基板１、反射層２１、素子部２、保護層４およびカラーフィルター５は、公知の技術により形成される。

図１１、図１２、図１３および図１４は、それぞれ、第１実施形態におけるレンズ層形成工程Ｓ１６を説明するための図である。まず、図１１に示すように、カラーフィルター５上に、レンズ形成用組成物が堆積されることによりレンズ材料層６１ａが形成される。レンズ形成用組成物は、例えば、酸化シリコン等のケイ素系の無機材料、およびアクリル樹脂等の樹脂材料等である。レンズ材料層６１ａの形成では、例えばＣＶＤ法が用いられる。次いで、レンズ材料層６１ａ上に、マスクＭ１が形成される。マスクＭ１は、複数のパターン部Ｍ１１を有する。各パターン部Ｍ１１は、レンズ６１０が形成される位置に対応する。マスクＭ１は、例えば、露光部分が現像により除去されるポジ型の感光性レジストを用いて形成される。複数のパターン部Ｍ１１は、フォトリソグラフィ技術によるパターニングによって形成される。

次に、マスクＭ１にリフロー処理等の加熱処理が施されることにより、マスクＭ１が溶融される。マスクＭ１は、溶融されることで流動状態となり、表面張力の作用で表面が曲面状に変形する。変形することにより、図１２に示すように、レンズ材料層６１ａ上に複数の凸部Ｍ１２が形成される。１つのパターン部Ｍ１１から１つの凸部Ｍ１２が形成される。凸部Ｍ１２の形状は、ほぼ半球面状である。

次に、凸部Ｍ１２およびレンズ材料層６１ａに、例えば、ドライエッチングなどの異方性エッチングが施される。これにより、凸部Ｍ１２が除去され、凸部Ｍ１２の除去に伴って、レンズ材料層６１ａの露出する部分がエッチングされる。その結果、レンズ材料層６１ａに凸部Ｍ１２の形状が転写され、図１３に示すように、複数のレンズ用凸部６１１ａが形成される。次に、レンズ材料層６１ａ、すなわちレンズ用凸部６１１ａと同材料が、例えばＣＶＤ法を用いてレンズ用凸部６１１ａ上に堆積される。その結果、図１４に示すように、複数のレンズ用凸部６１１ａ上にレンズ用被膜６１２ａが形成される。よって、複数のレンズ用凸部６１１ａとレンズ用被膜６１２ａとで構成されるレンズ層６１が形成される。

なお、マスクＭ１から凸部Ｍ１２の形状を加工する方法としては、例えば、グレイスケールマスク等を用いて露光する方法、または多段階露光する方法等が用いられてもよい。なお、上記ではマスクを用いたが、フォトリソグラフィ技術を用いてアクリル樹脂等の樹脂材料から直接レンズ６１０を形成してもよい。

図１５は、第１実施形態における透光層形成工程Ｓ１７を説明するための図である。図１５に示すように、透光層形成工程Ｓ１７では、レンズ層６１上に透光層形成用組成物が堆積されることにより透光層６２が形成される。透光層形成用組成物は、前述のレンズ形成用組成物の屈折率よりも高い屈折率を有する。

例えば、透光層形成用組成物が接着性を有する接着剤である場合、レンズ層６１上に透光層形成用組成物が堆積される。その後、堆積された透光層形成用組成物上に、透光性基板９が押圧され、透光層形成用組成物が硬化される。この方法によれば、透光層６２が形成されるとともに、透光性基板９が素子基板１に貼り合せられる。なお、透光層６２が接着性を有さない場合、透光層６２と透光性基板９との間にこれらを貼り合せる接着層が設けられる。

以上の方法によれば、表示装置１００を簡単にかつ迅速に形成することができる。また、レンズ６１０の形状が凸状であることで、前述のようにフォトリソグラフィ技術等を用いてレンズ６１０を形成することが容易である。そのため、レンズ６１０の形状が凹状である場合に比べ、レンズ層６１を容易かつ高精度に形成することができる。また、レンズ層６１の構成材料が無機材料である場合であっても、フォトリソグラフィ技術等を用いて凸状のレンズ６１０を形成することが容易である。また、レンズ層６１がカラーフィルター５上に形成されることで、着色部５１とレンズ６１０の位置合わせを特に簡単に行うことができる。さらに、画素電極２３上に透光性を有する保護層４を介してカラーフィルター５を形成することで、画素電極２３と着色部５１との位置合わせを好適に行うことができる。

２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１６および図１７は、それぞれ、第２実施形態における表示装置１００ａを模式的に示す図である。図１６では、表示中心Ｏ１付近が模試的に示される。図１７では、表示領域Ａ１０における外縁付近が模試的に示される。本実施形態は、レンズ６１０の構成材料の屈折率と透光層６２の構成材料の屈折率との関係が第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において第１実施形態と同様の事項については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明が適宜省略される。

本実施形態では、図１６に示すレンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも高い。具体的には、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、例えば、波長５５０ｎｍの可視光に対して、１．５以上１．８以下である。一方、透光層６２の構成材料の屈折率は、例えば、波長５５０ｎｍの可視光に対して、１．３以上１．６以下である。

レンズ６１０の構成材料としては、透光性および絶縁性を有する材料が挙げられる。具体的には、レンズ６１０の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料が挙げられる。また、レンズ６１０の構成材料は、酸化アルミニウム、および酸窒化シリコン等のケイ素系の無機材料等の無機材料であってもよい。一方、透光層６２の構成材料としては、例えば、酸化シリコン等のケイ素系の無機材料、およびアクリル樹脂等の樹脂材料等が挙げられる。樹脂材料を用いることで、複数のレンズ面６１１をコーティングするように透光層６２を形成することにより、透光層６２の＋ｚ軸側の面を平坦にすることが容易である。

前述のように、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも高い。そのため、レンズ面６１１における屈折角が入射角よりも小さくなる。それゆえ、光束ＬＬは、レンズ面６１１で屈折することにより、破線で示す光束ＬＬ０よりも内側へ収束する。また、本実施形態では、レンズ６１０の透光性基板９側の焦点は、透光性基板９の内部に位置する。そのため、図１６に示す光束ＬＬがレンズ６１０を透過して収束する位置ＰＬは、透光性基板９の内部に位置する。つまり、光束ＬＬは、透光性基板９の内部で収束する。その後、光束ＬＬは、透光性基板９の内部で再び広がる。また、レンズ面６１１で屈折した光の光束ＬＬは、透光性基板９の表面で屈折することにより、光束ＬＬ０よりもさらに外側へ広がる。

また、前述のように、表示領域Ａ１０における外縁付近では、画素電極２３に対して、それに対応する着色部５１が外側に位置する。そのため、図１７に示すように、画素電極２３の法線ａ１に対して主光線Ａ１を傾斜させることができる。そして、主光線Ａ１が傾斜した状態で、レンズ６１０によって、光束ＬＬを光束ＬＬ０よりも最終的に外側へ広げることができる。よって、本実施形態においても、表示装置１００の視野角特性を高めることができる。

なお、レンズ６１０の透光性基板９側の焦点が透光性基板９の内部に無く、表示装置１００の外部に位置していてもよい。その場合、例えば、後述の虚像表示装置９００では、光束ＬＬが収束した後に再び広がる箇所に接眼レンズ９０を配置することで、画角θ１を広げることができる。

３．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１８は、第３実施形態における表示装置１００ｂを模式的に示す図である。図１９は、第３実施形態における表示装置１００ｂの製造方法を説明するための図である。本実施形態は、レンズ層６１と透光層６２との配置が異なること、およびブラックマトリクス８０を備えることが第１実施形態と異なる。なお、第３実施形態において第１実施形態と同様の事項については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明が適宜省略される。

図１８に示す表示装置１００ｂでは、透光層６２およびレンズ層６１が、この順にカラーフィルター５から透光性基板９に向かって並ぶ。別の言い方をすると、透光層６２は、基板１０とレンズ層６１との間に配置される。また、レンズ６１０は、透光性基板９からカラーフィルター５側に向かって突出する。また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レンズ６１０の構成材料の屈折率は透光層６２の構成材料の屈折率よりも低い。図１８に示す透光層６２およびレンズ層６１の配置によっても、レンズ面６１１は、光束ＬＬを広げる。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レンズ６１０を有することで、これを有さない場合に比べ、放射角θを広げることができる。それゆえ、表示装置１００の視野角特性を高めることができる。さらに、透光性基板９を有することで、放射角θをさらに広げることができる。

また、レンズ６１０同士の間には、遮光性を有する、いわゆるブラックマトリクス８０が配置される。ブラックマトリクス８０が配置されることで、あるサブ画素Ｐ０に設けられた着色部５１を透過した光が、当該サブ画素Ｐ０に隣り合うサブ画素Ｐ０に設けられたレンズ６１０に入射することを抑制または防止することができる。なお、隣り合う着色部５１同士の混色を防ぐため、着色部５１同士の間に、ブラックマトリクス８０とは異なる他のブラックマトリクスが配置されてもよい。

図１９に示すように、表示装置１００ｂの製造では、透光性基板９上に、レンズ層６１が形成される。なお、レンズ層６１を形成する前に、透光性基板９の表面にブラックマトリクス８０が形成される。また、レンズ層６１の形成方法としては、第１実施形態で説明した方法と同様の方法が用いられる。レンズ層６１を形成した後、レンズ層６１上に、透光層形成用組成物で構成される堆積層６２ａが形成される。その後、矢印Ａ９方向に透光性基板９を移動させることにより、カラーフィルター５に対して堆積層６２ａが押圧される。そして、押圧された状態で、堆積層６２ａが硬化される。堆積層６２ａが硬化することにより、カラーフィルター５に透光層６２が貼り合わせられる。なお、透光層６２が接着性を有さない場合、透光層６２とカラーフィルター５との間にこれらを貼り合せる接着層が設けられる。

かかる方法によれば、透光性基板９の表面にレンズ層６１を形成することで、フォトリソグラフィ技術等を用いて凸状の複数のレンズ６１０を透光性基板９上に容易かつ高精度に形成することができる。また、透光性基板９に対して、レンズ層６１を形成しているので、耐熱性が乏しい有機ＥＬ素子２０であっても、有機ＥＬ素子２０への熱等による影響が低減される。

また、本実施形態では、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも低いが、レンズ６１０の構成材料の屈折率は、透光層６２の構成材料の屈折率よりも高くてもよい。その場合であっても、第２実施形態と同様に、放射角θを最終的に広げることができるので、表示装置１００の視野角特性を高めることができる。

４．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図２０は、第４実施形態における表示装置１００ｃを示す図である。本実施形態は、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒの各厚さが異なること、および平坦化層７を備えることが第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において第１実施形態と同様の事項については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明が適宜省略される。

図２０に示す表示装置１００ｃでは、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒの各厚さはそれぞれ互いに異なる。例えば適正な色度等が得られるように各厚さが調整される。ここで、平坦な表面を有する保護層４上に、厚さが互いに異なる着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒが形成されることで、カラーフィルター５の＋ｚ軸側の面は、凹凸を有する。そのため、カラーフィルター５の＋ｚ軸側の面に、レンズ層６１を形成することが難しくなってしまう。そこで、本実施形態における表示装置１００ｃでは、カラーフィルター５上に、透光性を有する平坦化層７が配置される。別の言い方をすれば、平坦化層７は、カラーフィルター５とレンズ層６１との間に配置される。

平坦化層７の＋ｚ軸側の面は、平坦面７１である。平坦面７１は、レンズ層６１に接する。平坦化層７は、カラーフィルター５の凹凸を緩和する。よって、平坦化層７を有することで、カラーフィルター５の＋ｚ軸側の面における凹凸の影響を受けずに、レンズ層６１を形成することができる。

平坦化層７は、例えば、無機材料で構成される無機層、有機層で構成される有機層、または無機層と有機層との積層で構成される。

５．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

５－１．第１変形例
前述の各実施形態では、有機ＥＬ素子２０は、色ごとに異なる共振長を有する光共振構造を備えるが、光共振構造を備えなくてもよい。素子部２は、例えば、機能層２４を、有機ＥＬ素子２０ごとに仕切る隔壁を備えてもよい。また、画素電極２３は、光反射性を有してもよい。その場合、反射層２１は省略してもよい。また、複数の有機ＥＬ素子２０で共通電極２５は共通であるが、有機ＥＬ素子２０ごとに個別の陰極が設けられてもよい。

５－２．第２変形例
画素電極２３、レンズ６１０およびカラーフィルター５の各平面視での形状は、前述の各実施形態における形状に限定されない。図２１は、画素電極２３およびレンズ６１０の変形例を説明するための図である。図２１に示す画素電極２３およびレンズ６１０の各平面視での形状は、長方形であってもよい。＋ｘ方向に沿った長さと＋ｙ方向に沿った長さとは、異なってもよい。図２２は、着色部５１およびレンズ６１０の変形例を説明するための図であって、図２１に示すＢ－Ｂ線断面に対応する。図２３は、着色部５１およびレンズ６１０の変形例を説明するための図であって、図２１に示すＣ－Ｃ線断面に対応する。図２２および図２３に示すように、レンズ６１０の平面視での形状は、発光部分の平面視での形状に合わせて適宜設定される。よって、レンズ６１０の形状は、図２１に示す画素電極２３の平面視での形状に対応してもよい。なお、着色部５１の形状についても同様である。また、図２２おび図２３に示すように、隣り合うレンズ６１０同士は、離間していてもよい。

図２４は、カラーフィルター５の変形例を示す平面図である。図２４に示すように、着色部５１は、複数の画素電極２３に対応して配置されてもよい。具体的には、着色部５１Ｂは、青色に対応する複数の画素電極２３Ｂと重なる。着色部５１Ｇは、緑色に対応する複数の画素電極２３Ｇと重なる。着色部５１Ｒは、赤色に対応する複数の画素電極２３Ｒと重なる。図２４に示す例では、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒは、ストライプ状に配列される。また、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒは、平面視で、互いに重なってもよい。図２４では、着色部５１Ｂは、平面視で着色部５１Ｇに重なる重複部５１９Ｂを有する。着色部５１Ｇは、平面視で着色部５１Ｒに重なる重複部５１９Ｇを有する。

図２５、図２６、図２７および図２８は、それぞれ、画素電極２３、レンズ６１０および着色部５１の変形例を示す平面図である。図２５、図２６および図２７では、１つの画素Ｐにおける画素電極２３、レンズ６１０および着色部５１が図示される。図２８では、太線で囲まれる部分が１つの画素Ｐに相当する。

図２５に示すように、複数の画素電極２３の各平面視での形状は、互いに異なってもよい。レンズ６１０および着色部５１の各平面視での形状は、発光部分の形状に合わせてもよい。よって、レンズ６１０および着色部５１の各平面視での形状は、画素電極２３の平面視での形状に対応してもよい。そのため、図２５に示すように、複数のレンズ６１０の各平面視での形状は、互いに異なってもよい。複数の着色部５１の各平面視での形状は、互いに異なってもよい。

図２６に示すように、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒの配列は、いわゆるレクタングル配列であってもよい。着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒが＋ｙ方向に並んでいなくてもよい。図２６に示すように、画素電極２３およびレンズ６１０の各配列は、着色部５１の配列に対応して配置される。

図２７に示すように、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒの配列は、いわゆるベイヤー配列であってもよい。１つの画素Ｐは、同色の着色部５１を複数有してもよい。図２７では、１つの画素Ｐは、２つの着色部５１Ｂを有する。

図２８に示すように、着色部５１Ｂ、５１Ｇおよび５１Ｒの配列は、いわゆるデルタ配列であってもよい。１つの画素Ｐの平面視での形状は、四角形でなくてもよい。なお、画素電極２３、レンズ６１０および着色部５１の各平面視での形状も、四角形に限定されない、例えば、六角形等の四角形以外の多角形であってもよいし、円形であってもよい。

５－３．第３変形例
基準画素電極２３ｚに対して、平面視で、基準着色部５１ｚおよび第１画素電極２３ｘは、ずれて配置されてもよい。

６．電子機器
前述の実施形態の表示装置１００は、各種の電子機器に適用することができる。

６Ａ．虚像表示装置９００
図２９は、本発明の電子機器の一例である虚像表示装置９００の内部構造の一部を模式的に示す図である。図２９に示す虚像表示装置９００は、人間の頭部に装着されて画像の表示を行うＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）である。虚像表示装置９００は、前述した表示装置１００と、接眼レンズ９０とを備える。表示装置１００に表示される画像は、映像光Ｌとして出射される。図２９では、映像光Ｌとして、眼ＥＹに入る光が図示される。

表示装置１００から出射される映像光Ｌは、集光レンズである接眼レンズ９０によって拡大される。そして、接眼レンズ９０によって拡大された映像光Ｌが人間の眼ＥＹに導かれることで、映像光Ｌにより形成された虚像を人間が見ることができる。なお、接眼レンズ９０と眼ＥＹの間には、他の各種レンズおよび導光板等が設けられてもよい。

虚像表示装置９００において、大きな虚像を得るためには、画角θ１を大きくする必要がある。画角θ１を大きくするには、接眼レンズ９０を大きくする必要がある。接眼レンズ９０の平面積よりも平面積が小さな表示装置１００を用いて画角θ１を大きくするためには、画素電極２３の表面の法線ａ１に対して外側に広がる角度ａを大きくする必要がある。

虚像表示装置９００は、前述の表示装置１００を有する。表示装置１００によればサブ画素Ｐ０ごとに放射角θを広くすることができる。そのため、従来の装置に比べ、角度ａを大きくすることができる。それゆえ、平面積が接眼レンズ９０の平面積よりも小さい表示装置１００を用いても、画角θ１を広げることができる。よって、従来の装置よりも小型な表示装置１００を用いても、従来の装置を用いた場合と同じ大きさの虚像を人間は観察することができる。つまり、従来よりも小型な表示装置１００を用いて、大きな虚像を形成することができる。かかる表示装置１００を用いることで、虚像表示装置９００の小型化を図ることができる。

また、各サブ画素Ｐ０における放射角θが広くなることで、各サブ画素Ｐ０から出た光が眼ＥＹに到達する光の範囲が広くなる。そのため、前述の各サブ画素Ｐ０から出た光束ＬＬが重畳する範囲が広くなる。よって、虚像を見ることができる眼ＥＹの位置の許容範囲が広くなる。それゆえ、例えば、両目の間隔が狭い人、当該間隔が広い人、眼ＥＹの大きい人および眼ＥＹの小さい人等の個人差に好適に対応することができる。

なお、表示装置１００を備える「電子機器」としては、図２９に例示した虚像表示装置９００の他、電子ビューファインダーおよび電子双眼鏡等の、接眼レンズを有する機器が挙げられる。また、「電子機器」としては、表示装置１００を表示部として備える、パソコン、スマートフォンおよびデジタルカメラ等の機器が挙げられる。

以上、本発明について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。

「表示装置」は、有機ＥＬ表示装置に限定されず、無機材料を用いたＥＬ表示装置、液晶を備える液晶表示装置、ＬＥＤアレイを備える装置であってもよい。

「表示装置」は、フルカラーの画像を表示する装置に限定されず、単色のみの画像を表示する装置であってもよい。例えば、「表示装置」は、緑色で表現される画像を表示する装置、または橙色で表現される画像を表示する装置であってもよい。

画素電極２３のうち機能層２４と接する部分を「画素電極」として捉えてもよい。

１…素子基板、２…素子部、４…保護層、５…カラーフィルター、７…平坦化層、９…透光性基板、１０…基板、１３…走査線、１４…データ線、１５…給電線、１６…給電線、２０…有機ＥＬ素子、２１…反射層、２２…絶縁層、２３…画素電極、２３Ｂ…画素電極、２３Ｇ…画素電極、２３Ｒ…画素電極、２３ｘ…第１画素電極、２３ｙ…第２画素電極、２３ｚ…基準画素電極、２４…機能層、２５…共通電極、３０…画素回路、３１…スイッチング用トランジスター、３２…駆動用トランジスター、３３…保持容量、４１…第１層、４２…第２層、４３…第３層、５１…着色部、５１Ｂ…着色部、５１Ｇ…着色部、５１Ｒ…着色部、５１ｘ…第１着色部、５１ｙ…第２着色部、５１ｚ…基準着色部、６１…レンズ層、６１ａ…レンズ材料層、６２…透光層、６２ａ…堆積層、７１…平坦面、８０…ブラックマトリクス、９０…接眼レンズ、１００…表示装置、１００ａ…表示装置、１００ｂ…表示装置、１００ｃ…表示装置、１０１…データ線駆動回路、１０２…走査線駆動回路、１０３…制御回路、１０４…外部端子、２１０…反射部、２２１…第１絶縁膜、２２２…第２絶縁膜、２２３…第３絶縁膜、２２４…第４絶縁膜、２４０…発光層、２４５…開口、２４６…開口、２４７…開口、５１９Ｂ…重複部、５１９Ｇ…重複部、６１０…レンズ、６１０ｘ…第１レンズ、６１０ｙ…第２レンズ、６１０ｚ…基準レンズ、６１１…レンズ面、６１１ａ…レンズ用凸部、６１２ａ…レンズ用被膜、９００…虚像表示装置、Ａ１…主光線、Ａ１０…表示領域、Ａ２０…周辺領域、Ｄ２ｘ…距離、Ｄ２ｙ…距離、Ｄ６ｘ…距離、Ｄ６ｙ…距離、Ｄｘ…距離、Ｄｙ…距離、ＥＹ…眼、Ｌ…映像光、Ｌ０…光学距離、ＬＬ…光束、ＬＬ０…光束、Ｍ１…マスク、Ｍ１１…パターン部、Ｍ１２…凸部、Ｏ１…表示中心、Ｏ２…中心、Ｏ５…中心、Ｏ６…中心、Ｐ…画素、Ｐ０…サブ画素、ＰＢ…サブ画素、ＰＧ…サブ画素、ＰＲ…サブ画素、Ｔ６…高さ、ａ…角度、ａ１…法線、ｄｘ…距離、ｄｙ…距離、θ…放射角、θ１…画角、θａ…傾き角度、Ｗ２…幅、Ｗ５…幅、Ｗ６…幅。

Claims (6)

1. 表示領域に設けられる第１の画素電極と、
   前記表示領域において前記第１の画素電極よりも外側に設けられる第２の画素電極と、
   共通電極と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極と前記共通電極との間に設けられる発光層と、
   透光性を有する基板と、
   前記共通電極と前記基板との間に設けられ、前記第１の画素電極に対応する第１のレンズと、
   前記共通電極と前記基板との間に設けられ、前記第２の画素電極に対応する第２のレンズと、
   前記共通電極と前記第１のレンズおよび前記第２のレンズとの間に設けられ、前記第１のレンズの第１のレンズ面および前記第２のレンズの第２のレンズ面に接触する第１の透光層と、
   前記第１のレンズの前記第１のレンズ面と反対側に設けられ、前記第１の画素電極に対応する第１の着色部と、
   前記第２のレンズの前記第２のレンズ面と反対側に設けられ、前記第２の画素電極に対応する第２の着色部と、
   を備え、
   平面視において、
   前記第１のレンズの中心は、前記第１の画素電極の中心に対し外側にずれており、
   前記第１の着色部の中心は、前記第１の画素電極の中心に対し外側にずれており、
   前記第２のレンズの中心は、前記第２の画素電極の中心に対し外側にずれており、
   前記第２の着色部の中心は、前記第２の画素電極の中心に対し外側にずれており、
   平面視において、前記第２のレンズの中心と前記第２の画素電極の中心との間の第１の距離は、前記第１のレンズの中心と前記第１の画素電極の中心との間の第２の距離よりも大きく、前記第２の着色部の中心と前記第１の画素電極の中心との間の第３の距離は、前記第１の着色部の中心と前記第１の画素電極の中心との間の第４の距離よりも大きい、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 平面視において、前記第１のレンズの中心の位置と前記第１の着色部の中心の位置は同じである
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 平面視において、前記第２のレンズの中心の位置と前記第２の着色部の中心の位置は同じである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 平面視において、
   前記第２の画素電極は、前記第２のレンズおよび前記第２の着色部と重ならない第１の部分を有し、
   前記第１の画素電極は、前記第１のレンズおよび前記第１の着色部と重ならない第２の部分を有し、
   前記第１の部分は、前記第２の部分よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記表示領域において前記第２の画素電極と隣り合って設けられる第３の画素電極と、
   前記共通電極と前記基板との間に設けられ、前記第３の画素電極に対応する第３のレンズと、
   前記第３のレンズの第３のレンズ面と反対側に設けられ、前記第３の画素電極に対応する第３の着色部と、
   前記第２のレンズと前記第２の着色部との間に設けられる第２の透光層と、
   前記第３のレンズと前記第３の着色部との間に設けられる第３の透光層と、
   を備え、
   前記第２の着色部の厚さは、前記第３の着色部の厚さより小さく、
   前記第２の透光層の厚さは、前記第３の透光層の厚さより大きい、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

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