JP2013122835A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より高い光取り出し効率を有する表示装置および電子機器を提供する
【解決手段】開口を有する絶縁層と、第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に前記絶縁層の開口に設けられた発光素子とを備え、前記絶縁層は、前記機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含む表示装置。
【選択図】図６

Description

本技術は、例えば有機ＥＬ（ElectroLuminescence）素子等の自発光素子を備えた表示装置および電子機器に関する。

情報通信産業の発達が加速するのに伴い、高性能な表示素子が要求されている。例えば有機ＥＬ（ElectroLuminescence）素子は、自発光型表示素子であり、視野角の広さ、コントラスト、応答速度の点で優れている（例えば、特許文献１）。

このような有機ＥＬ素子等の自発光型素子は、基板上に第１電極，発光層を含む機能層および第２電極をこの順に有しており、隣り合う素子同士は絶縁層（画素分割層）により互いに分離されている。

特開２００９−５９８０９号公報

このような自発光型表示素子では、発光層から出射された光を、より効率良く表示面側に取り出し、消費電力を抑えることが望まれる。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より高い光取り出し効率を有する表示装置およびこの表示装置を備えた電子機器を提供することにある。

本技術による表示装置は、開口を有する絶縁層と、第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に絶縁層の開口に設けられた発光素子とを備え、絶縁層は、機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含むものである。本技術による電子機器は、上記表示装置を備えたものである。

本技術の表示装置または電子機器では、絶縁層が低屈折率層を含んでいるので、発光層から出射された光は、開口の壁面（低屈折率層を含む絶縁層）で全反射され易くなる。

本技術の表示装置および電子機器によれば、絶縁層が低屈折率層を含むようにしたので、発光層から出射された光のうち、絶縁層で全反射される光の光量を増加させることができる。よって、光取り出し効率が向上し、消費電力を抑えることが可能となる。

本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図１に示した表示装置の全体構成を表す概略図である。 図２に示した画素駆動回路の一例を表す回路図である。 図１に示した有機層の構成を表す断面図である。 図１に示した表示装置の製造方法を工程順に表す断面図である。 図１に示した有機層から出射された光の経路について説明するための図である。 本開示の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図７に示した表示装置の製造方法を工程順に表す断面図である。 変形例に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図９に示した表示装置の製造方法を工程順に表す断面図である。 上記実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。 上記実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側からみた外観を表す斜視図である。 適用例３の外観を表す斜視図である。 適用例４の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。

以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明
は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（絶縁層が低屈折率層により構成された例）
２．第２の実施の形態（絶縁層が低屈折率層と黒色層により構成された例）
３．変形例（絶縁層が低屈折率層と黒色層により構成され、絶縁層の開口の壁面が低屈折率層により覆われた例）

＜第１の実施の形態＞
［表示装置の全体構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る表示装置（表示装置１）の要部断面構成を表したものである。この表示装置１は、複数の有機発光素子１０を備えた自発光型の表示装置であり、支持基板１１（第１基板）の上に、画素駆動回路形成層Ｌ１、有機発光素子１０を含む発光素子形成層Ｌ２および対向基板１８（第２基板）をこの順に有している。表示装置１は対向基板１８側に光取り出し方向を有する、所謂トップエミッション型の表示装置であり、画素駆動回路形成層Ｌ１には、例えば映像表示用の信号線駆動回路や走査線駆動回路（図示せず）が含まれている。各構成要素の詳細については後述する。

図２は、表示装置１の全体構成を表すものである。表示装置１は、支持基板１１の上に表示領域１１０を有し、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられる。支持基板１１上の表示領域１１０の周辺には、例えば映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０、走査線駆動回路１３０および電源供給線駆動回路１４０が設けられている。

表示領域１１０には、マトリクス状に二次元配置された複数の有機発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、それらを駆動するための画素駆動回路１５０とが形成されている。有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、それぞれ、赤色、緑色、青色を発光する有機発光素子１０を意味する。画素駆動回路１５０において、列方向（Ｙ方向）には複数の信号線１２０Ａ（１２０Ａ１，１２０Ａ２，・・・，１２０Ａｍ，・・・）および複数の電源供給線１４０Ａ（１４０Ａ１，・・・，１４０Ａｎ，・・・）が配置され、行方向（Ｘ方向）には複数の走査線１３０Ａ（１３０Ａ１，・・・，１３０Ａｎ，・・・）が配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの各交差点に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つが対応して設けられている。各信号線１２０Ａはその両端が信号線駆動回路１２０に接続され、各走査線１３０Ａはその両端が走査線駆動回路１３０に接続され、各電源供給線１４０Ａはその両端が電源供給線駆動回路１４０に接続されている。

信号線駆動回路１２０は、信号供給源（図示せず）から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧を、信号線１２０Ａを介して選択された有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに供給するものである。信号線１２０Ａには、その両端から信号線駆動回路１２０からの信号電圧が印加される。

走査線駆動回路１３０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。走査線駆動回路１３０は、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂへの映像信号の書き込みに際し行単位でそれらを走査し、各走査線１３０Ａに走査信号を順次供給するものである。走査線１３０Ａには、その両端から走査線駆動回路１３０からの走査信号が供給される。

電源供給線駆動回路１４０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。電源供給線駆動回路１４０は、信号線駆動回路１２０による列単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し、各々の両端から、互いに異なる第１電位および第２電位のいずれかを適宜供給する。これにより、後述する駆動トランジスタＴｒ１の導通状態または非導通状態の選択が行われる。

画素駆動回路１５０は、基板１１と有機発光素子１０との間の階層、すなわち画素駆動回路形成層Ｌ１に設けられている。図３に、画素駆動回路１５０の一構成例を表す。画素駆動回路１５０は、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、有機発光素子１０とを有するアクティブ型の駆動回路である。有機発光素子１０は、電源供給線１４０Ａおよび共通電源供給線（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１と直列に接続されている。駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ（Thin Film Transistor））により構成され、その構成は例えば逆スタガ構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガ構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。

書込トランジスタＴｒ２は、例えばドレイン電極が信号線１２０Ａと接続されており、信号線駆動回路１２０からの映像信号が供給されるようになっている。また、書込トランジスタＴｒ２のゲート電極２Ｇは走査線１３０Ａと接続されており、走査線駆動回路１３０からの走査信号が供給されるようになっている。さらに、書込トランジスタＴｒ２のソース電極２Ｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極１Ｇと接続されている。

駆動トランジスタＴｒ１は、例えばドレイン電極１Ｄが電源供給線１４０Ａと接続されており、電源供給線駆動回路１４０による第１電位または第２電位のいずれかに設定される。駆動トランジスタＴｒ１のソース電極１Ｓは、有機発光素子１０と接続されている。

保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極１Ｇ（書込トランジスタＴｒ２のソース電極２Ｓ）と、駆動トランジスタＴｒ１のドレイン電極１Ｄとの間に形成されるものである。

[表示装置の要部構成]
次に、再び図１を参照して、支持基板１１、画素駆動回路形成層Ｌ１、発光素子形成層Ｌ２および対向基板１８などの詳細な構成について説明する。有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、互いに有機層１５（後出）の構成が一部異なることを除き、他は共通の構成であるので、以下では、まとめて説明する。

支持基板１１は、例えば、水分（水蒸気）および酸素の透過を遮断可能なガラスまたはプラスチック材料などにより形成されている。トップエミッション型では対向基板１８から光が取り出されるため、支持基板１１は、透過性材料または非透過性材料のいずれにより形成されていてもよい。表示装置１をフレキシブルディスプレイとする場合には、可撓性を有する材料、例えばプラスチック材料によって支持基板１１を構成することが好ましい。

画素駆動回路形成層Ｌ１は、ゲート絶縁膜１２と平坦化層１３との積層構造を有している。画素駆動回路形成層Ｌ１には、画素駆動回路１５０を構成する駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２が形成されており、さらに、信号線１２０Ａ、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａ（図示せず）も埋設されている。詳細には、支持基板１１の上に、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２のゲート電極１Ｇ，２Ｇがそれぞれ形成され、ゲート絶縁膜１２によって一括して覆われている。そのゲート絶縁膜１２の上には、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２における、半導体層ＳＣ１，ＳＣ２、ソース電極１Ｓ，２Ｓおよびドレイン電極１Ｄ，２Ｄがそれぞれ形成されている。

ゲート電極１Ｇ，２Ｇは、例えば、金属材料、無機導電性材料、有機導電性材料または炭素材料のいずれか１種類または２種類以上により形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）またはそれらを含む合金などである。無機導電性材料は、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）などである。有機導電性材料は、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）またはポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）などである。炭素材料は、例えば、グラファイトなどである。なお、ゲート電極１Ｇ，２Ｇは、上記した各種材料の層が２層以上積層されたものでもよい。

ゲート絶縁膜１２は、例えば、無機絶縁性材料または有機絶縁性材料のいずれか１種類または２種類以上により形成されている。無機材料は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯx）、窒化ケイ素（ＳｉＮx）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化ハフニウム（ＨｆＯx）またはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）などである。有機絶縁性材料は、例えば、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリイミド、ポリメタクリル酸アクリレート、感光性ポリイミド、感光性ノボラック樹脂またはポリパラキシリレンなどである。なお、ゲート絶縁膜１２は、上記した各種材料の層が２層以上積層されたものでもよい。

半導体層ＳＣ１，ＳＣ２は、無機半導体材料または有機半導体材料のいずれか１種類または２種類以上により形成されている。無機半導体材料は、例えばアモルファスシリコンなどである。また、有機半導体材料としては、例えばアセンまたはその誘導体などを用いることができる。アセンは、例えば、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレンまたはサーカムアントラセンなどである。表示装置１がフレキシブルディスプレイである場合、半導体層ＳＣ１，ＳＣ２を有機半導体材料により構成することが好ましい。

ソース電極１Ｓ，２Ｓおよびドレイン電極１Ｄ，２Ｄは、例えば、上記したゲート電極１Ｇ，２Ｇと同様の材料により形成されており、半導体層ＳＣ１，ＳＣ２にオーミック接触していることが好ましい。

平坦化層１３は、主に画素駆動回路形成層Ｌ１の表面を平坦化するために設けられるものであり、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されている。ソース電極およびドレイン電極をフッ素化ポリマー等からなるパッシベーション層で覆い、このパッシベーション層上に平坦化層１３を設けるようにしてもよい。

発光素子形成層Ｌ２には、有機発光素子１０および絶縁層１９と、それらを覆う封止層１７とが設けられている。

有機発光素子１０は、支持基板１１の側から、アノード電極としての第１電極１４、発光層１５Ｃ（後出）を含む有機層１５（機能層）、およびカソード電極としての第２電極１６が各々順に積層されたものである。有機層１５および第１電極１４は、絶縁層１９によって有機発光素子１０ごとに分離されている。一方、第２電極１６は、全ての有機発光素子１０に共通して設けられている。

第１電極１４は、有機層１５（具体的には、後出の正孔輸送層１５Ａ）に正孔を注入する電極であり、平坦化層１３上にそれぞれ有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに設けられている。第１電極１４は、有機層１５との対向面に反射面を有しており、発光層１５Ｃから出射された光を表示面側（第２電極１６側）へと反射する。このため、できるだけ第１電極１４が高い反射率を備えていることが、発光効率を高めるうえで、好ましい。第１電極１４は、例えば銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），モリブデン（Ｍｏ）あるいはクロム（Ｃｒ）などの金属元素の単体または合金からなる。あるいは、第１電極１４を上述の金属膜と透明導電膜との積層構造としてもよい。透明導電膜としては、例えば、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩｎＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金などが挙げられる。

有機層１５は、有機材料からなり、図４に表したように、第１電極１４の側から正孔注入層１５Ａ、正孔輸送層１５Ｂ、発光層１５Ｃ、電子輸送層１５Ｄおよび電子注入層１５Ｅが順に積層された構成を有する。但し、発光層以外の層は、必要に応じて設ければよい。

正孔注入層１５Ａは、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１５Ｂは、発光層１５Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１５Ｃは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層１５Ｄは発光層１５Ｃへの電子輸送効率を高めるため、電子注入層１５Ｅは電子注入効率を高めるために、それぞれ設けられている。電子注入層１５Ｅは、例えばＬｉＦまたはＬｉ₂Ｏ等からなる。

有機層１５の各層の構成材料の一部は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によってそれぞれ異なっている。有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１５Ａは、例えば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），４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ），ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ），ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）あるいはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）:ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１５Ｂは、例えばα−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｒの発光層１５Ｃは、例えば８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ₃）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１５Ｄは、例えばＡｌｑ₃により構成されている。

有機発光素子１０Ｇの正孔注入層１５Ａは、例えばｍ−ＭＴＤＡＴＡ，２−ＴＮＡＴＡ，α−ＮＰＤ，Ｐ３ＨＴあるいはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１５Ｂは、例えばα−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの発光層１５Ｃは、例えばＡｌｑ₃にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１５Ｄは、例えばＡｌｑ₃により構成されている。

有機発光素子１０Ｂの正孔注入層１５Ａは、例えばｍ−ＭＴＤＡＴＡ，２−ＴＮＡＴＡ，α−ＮＰＤ，Ｐ３ＨＴあるいはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１５Ｂは、例えばα−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの発光層１５Ｃは、例えばスピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１５Ｄは、例えばＡｌｑ₃により構成されている。

第２電極１６は、第１電極１４と絶縁された状態で有機層１５の上に、それぞれの有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに共通して設けられている。第２電極１６は、光透過性の透明材料からなり、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），アルミナドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ），ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ），インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ），インジウムチタン酸化物（ＩＴｉＯ）またはインジウムタングステン酸化物（ＩＷＯ）等により構成されている。

絶縁層１９は開口１９Ｍを有し、この開口１９Ｍ内では第１電極１４、有機層１５および第２電極１６が互いに接してこれらの積層構造が形成されている。即ち、有機発光素子１０（有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は開口１９Ｍ内に設けられ、その発光領域が開口１９Ｍにより画定されている。絶縁層１９の一部は第１電極１４の表面に接しており、開口１９Ｍの壁面（側面）は第１電極１４の表面に対して傾斜（傾斜角θ）している。傾斜角θは任意であり、鋭角、直角あるいは鈍角のいずれであってもよいが、第２電極１６側が光取り出し方向となる表示装置１では傾斜角θは鋭角であることが好ましい。傾斜角θが鋭角であれば第２電極１６側に向かって開口１９Ｍが広がり、光取り出し効率が向上するためである。有機層１５は、この絶縁層１９の開口１９Ｍの壁面および底面に沿って設けられており、開口１９Ｍの壁面には有機層１５の最下層（正孔注入層１５Ａ）が接している。開口１９Ｍの平面形状は例えば四角状であるが、開口１９Ｍの形状は任意であり、例えばスリット状やコの字型状等であってもよい。

本実施の形態では、この絶縁層１９が有機層１５のうち絶縁層１９に最も近接する層、即ち、正孔注入層１５Ａの構成材料よりも屈折率の低い材料からなる低屈折率層により構成されている。絶縁層１９は少なくともその一部が低屈折率層により構成されていればよく、低屈折率層と正孔注入層１５Ａとが接していることが好ましい。ここでは、絶縁層１９が低屈折率層のみにより構成されている。絶縁層１９の構成材料の屈折率をｎ１、正孔注入層１５Ａの構成材料の屈折率をｎ２とするとｎ１＜ｎ２である。これにより、発光層１５Ｃで発生した光は、開口１９Ｍの壁面（絶縁層１９と正孔注入層１５Ａとの接触面または界面）で全反射されて対向基板１８側に射出され易くなり、光の取り出し効率が向上する。

絶縁層１９では、その構成材料の屈折率ｎ１および傾斜角θを、発光層１５Ｃで発生した光の多くが開口１９Ｍの壁面で全反射されるように調整することが好ましい。例えば、正孔注入層１５ＡがＮＰＤ（ＭｏＯ₃共蒸着膜（２０％ドープ）），Ｐ３ＨＴあるいはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなるとき、絶縁層１９はフッ素化がなされたポリイミドにより構成される。α−ＮＰＤの屈折率は１．８、Ｐ３ＨＴの屈折率は１．９５である。このとき、ポリイミドからなる絶縁層１９はフッ素化によりその屈折率を制御して、屈折率１．５未満に調整しておくことが好ましい。

封止層１７は、平坦化層１３と同様に、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されている。

対向基板１８は、封止層１７、および熱硬化型樹脂などの接着層（図示せず）などと共に有機発光素子１０を封止するものであり、有機層１５に含まれる発光層１５Ｃにおいて発生した光を透過する透明なガラスまたはプラスチック材料により構成されている。対向基板１８は、例えばプラスチック材料等の可撓性材料により構成されていることが好ましい。このような対向基板１８は、ガラス等により構成した場合と比較して割れにくく、衝撃への耐性を高めることができるためである。また、可撓性材料からなる対向基板１８には、酸素や水に対するバリア性を有する、バリア膜を設けることが可能であるため、表示装置１の信頼性を向上させることもできる。

[表示装置の製造方法]
この表示装置１は、例えば次のようにして製造することができる。

まず、図５（Ａ）に表したように、支持基板１１上に画素駆動回路形成層Ｌ１および第１電極１４を形成する。具体的には、まず、支持基板１１上に例えば蒸着法によりゲート電極１Ｇ，２Ｇの構成材料からなる金属膜を形成する。そののち、例えばフォトリソグラフィ法やドライエッチング、あるいはウェットエッチングによりその金属膜をパターニングすることで、支持基板１１上にゲート電極１Ｇ，２Ｇおよび信号線１２０Ａを形成する。次いで、支持基板１１の全面を覆うように、上記の材料を用いてスピンコート法などによりゲート絶縁膜１２を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１２の上に、例えば、蒸着法およびフォトリソグラフィ法を用いて半導体層ＳＣ１，ＳＣ２、ドレイン電極１Ｄ，２Ｄおよびソース電極１Ｓ，２Ｓを順に、所定形状となるように形成する。その際、ゲート電極１Ｇとソース電極２Ｓとを接続する接続部を予めゲート絶縁膜１２に形成しておく。また、ドレイン電極１Ｄ，２Ｄおよびソース電極１Ｓ，２Ｓの形成と併せて、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａを各々形成する。その際、各配線と各電極とを繋ぐ必要な接続部を適宜形成しておく。そののち、スピンコート法などにより全体を平坦化層１３で覆うことにより（必要に応じてさらにフォトリソグラフィ処理を施すことにより）、画素駆動回路形成層Ｌ１を完成させる。その際、平坦化層１３における金属層１Ｓ上の所定位置に、ドライエッチングなどにより第１電極１４との接続部を形成するための接続孔を形成しておく。

画素駆動回路形成層Ｌ１を形成した後、上述した所定の材料よりなる第１電極１４を形成する。具体的には、例えば蒸着法などによって上述の材料からなる金属膜を全面成膜したのち、その金属膜上に所定のマスクを用いて所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、さらにそのレジストパターンをマスクとして用い、金属膜の選択的なエッチングを行う。その際、第１電極１４を、平坦化層１３の表面を覆うと共に上記の接続孔を充填するように形成する。

第１電極１４を形成したのち、図５（Ｂ）に表したように、絶縁層１９をパターン化して形成する。具体的には、上述の絶縁層１９の構成材料をスピンコート法によって基板１１（平坦化層１３および第１電極１４上）の全面に塗布する。そののち、焼成、選択的露光および現像を順次行うことにより、開口１９Ｍを有する所定形状にパターニングすることができる。

続いて、開口１９Ｍを完全に覆うように上述した所定の材料および厚みの正孔注入層１５Ａ、正孔輸送層１５Ｂ、発光層１５Ｃ、電子輸送層１５Ｄおよび電子注入層１５Ｅを、例えば蒸着法によって順に積層することで有機層１５を形成する。さらに、有機層１５を挟んで第１電極１４と対向するように、全面に亘り、例えば蒸着法を用いて第２電極１６を形成する。これにより、有機発光素子１０が形成される。有機層１５および第２電極１６は、膜厚制御に優れた方法、例えば蒸着法により形成することが好ましい。有機層１５および第２電極１６の膜厚を精確に制御することにより、第１電極１４および第２電極１６間での有機発光素子１０の多重干渉を利用することができるため、有機発光素子１０の色域が広がり、カラーフィルタの省略が可能となる。

有機発光素子１０を形成した後、基板１１の全面に封止層１７を形成する。最後に、封止層１７の上に接着層を間にして例えば真空ラミネート法により対向基板１８を貼り合わせ、表示装置１が完成する。

[表示装置の動作]
この表示装置１では、各々の有機発光素子１０に対して走査線駆動回路１３０から書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極２Ｇを介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。すなわち、この保持容量Ｃｓに保持された信号に応じて駆動トランジスタＴｒ１がオンオフ制御され、これにより、有機発光素子１０に駆動電流が注入され、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第２電極１６、封止層１７および対向基板１８を透過して取り出される。

[表示装置の作用効果]
ここでは、絶縁層１９の構成材料の屈折率ｎ１を、正孔注入層１５Ａの構成材料の屈折率ｎ２よりも小さくしたので（ｎ１＜ｎ２）、図６に表したように、発光層１５Ｃで発生した光は絶縁層１９の開口１９Ｍの壁面で全反射され易くなる。つまり、発光層１５Ｃから出射された光のうち、絶縁層１９をＸ軸方向に透過する光の光量が減り、対向基板１８側（Ｚ軸方向）へ射出される光の光量が増加する。よって、光取り出し効率を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態では、絶縁層１９の屈折率ｎ１を正孔注入層１５Ａの屈折率ｎ２よりも小さくなるようにしたので、光取り出し効率を向上させ、消費電力を抑えることが可能となる。

以下、本実施の形態の他の実施の形態および変形例について説明するが、以降の説明において上記実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。

＜第２の実施の形態＞
図７は、本技術の第２の実施の形態に係る表示装置（表示装置２）の要部断面構成を表したものである。この表示装置２では、絶縁層２９が、低屈折率層２９Ａおよび黒色層２９Ｂの積層構造を有している。その点を除き、表示装置２は上記第１の実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。

絶縁層２９は、第１電極１４側から低屈折率層２９Ａおよび黒色層２９Ｂをこの順に有している。この絶縁層２９には、表示装置１の絶縁層１９と同様に、開口２９Ｍが設けられている。低屈折率層２９Ａは、上記絶縁層１９と同じ構成材料（屈折率ｎ１）からなる。黒色層２９Ｂは、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料に黒色の顔料、染料および色素が分散されることで黒色を呈するもの、すなわち、可視光を吸収して反射を低減する材料によって構成されている。これにより、対向基板１８側から入射する外光が黒色層２９Ｂに吸収されるため、この外光の第１電極１４での反射、即ち外光反射を抑えることができる。よって、低屈折率層２９Ａにより光取り出し効率を高めると共に、黒色層２９Ｂにより表示装置２の表示画像の視認性を向上させることができる。また、位相差板や偏光板（図示せず）との組み合わせにより、有機発光素子１０における外光反射率をよりいっそう低減することも可能である。

更に、黒色層２９Ｂを含む絶縁層２９によって画素分離がなされているので、隣り合う有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの異なる色の画像光同士が混ざり合うこと（混色）を回避することもできる。

加えて、対向基板１８を、支持基板１１上に設けられた画素駆動回路形成層Ｌ１および発光素子形成層Ｌ２と貼り合わせる際に、特段の位置合わせ作業が不要となる。

これまで、高コントラストな表示画像を得るため、対向基板側にブラックマトリクスを設ける方法が提案されていた。しかしながら、この方法では、有機発光素子を形成した支持基板と対向基板とを貼り合わせる際に精密な位置合わせが必要となる。表示装置２では、黒色層２９Ｂにより、このような位置合わせを行うことなく、高精細・高コントラストな表示画像を実現することができる。特に、対向基板１８がプラスチックなどの可撓性基板により構成されている場合には、寸法安定性、平坦性および取り扱い性（ハンドリング性）等の点から位置合わせ作業が困難となるため、ブラックマトリクスに代えて、黒色層２９Ｂによりコントラストを高めることが好ましい。

黒色層２９Ｂに含まれる黒色の顔料には、例えば以下のような有機顔料および無機顔料のうちの少なくとも１種が使用されている。有機顔料としては、アゾレーキ系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、アントラキノン系、ペリノン系、チオインジコ系、ペリレン系などが挙げられる。無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、ミロリブルー、コバルト紫、マンガン紫、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、ビリジアンなどが挙げられる。これらの顔料は各々単独で、もしくは２種以上を混合して使用することができる。また、黒色の染料としては、例えばアニリン・ニトロベンゼンを縮合したアジン系化合物であるニグロシン（例えばオリエント化学工業製のＮＵＢＩＡＮ ＢＬＡＣＫ（登録商標）シリーズ）やＢＯＮＪＥＴ ＢＬＡＣＫ（登録商標）（オリエント化学工業製）などが挙げられる。低屈折率層２９Ａおよび黒色層２９Ｂは、形成工程を簡略化すると共に所望の形状に成形可能にするために、光パターニングまたはリフローなどにより成形可能な感光性樹脂材料を用いて形成されていることが好ましい。

この表示装置２は、まず、表示装置１と同様にして支持基板１１上に画素駆動回路形成層Ｌ１および第１電極１４を形成した後（図８（Ａ））、図８（Ｂ）に表したように、絶縁層２９を形成する。絶縁層２９は、低屈折率層２９Ａの構成材料および黒色層２９Ｂの構成材料をこの順に基板１１（第１電極１４上およびゲート絶縁層１３上）の全面に例えば、スピンコート法により成膜した後、パターニングして形成する。このとき、例えば黒色層２９Ｂに黒色顔料を含むポジ型のブラックレジストを用いると、これを基板１１の全面に成膜した後、焼成（例えば、１００℃で２分間程度）、選択的露光（１５０ｍＪ／ｃｍ²）および現像をこの順に行って、開口２９Ｍを形成することができる。現像を行った後、１５０℃程度まで加熱し、保持することでブラックレジストに含まれる有機溶媒を除去する。この際、例えば真空のオーブン内で加熱を行うと、効果的に乾燥を行うことができる。このように、絶縁層２９は、低屈折率層２９Ａおよび黒色層２９Ｂの積層構造であっても、絶縁層１９と同様の一度のリソグラフィー工程により形成することができる。

絶縁層２９を形成した後、表示装置１と同様にして、有機層１５、第２電極１６および封止層１７を形成する。これにより、支持基板１１上に画素駆動回路形成層Ｌ１および発光素子形成層Ｌ２が形成される。最後に、この画素駆動回路形成層Ｌ１および発光素子形成層Ｌ２が設けられた支持基板１１と対向基板１８を貼り合わせることで、表示装置２が完成する。このような表示装置２では、従来使用されていたブラックマトリクスが不要となるため、製造工程数を抑えて低コスト化することが可能となる。

発光層１５Ｃの構成材料が、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで共通する場合、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからは互いに同一色の光（例えば、白色）が出射される。このとき、それぞれの有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに異なる色のカラーフィルタを設けることにより、各画素から異なる色の光が取り出される。表示装置２では、このようなカラーフィルタを発光素子形成層Ｌ２に設けることが可能である。具体的には、第２電極１６を形成した後、第２電極１６上の全面に、例えばＳｉＮ_x,ＳｉＯ_xあるいはＡｌＯからなる保護層をスパッタリング法あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の真空プロセスにより形成する。保護層は上記無機膜を積層させて構成するようにしてもよく、あるいは有機膜と積層させるようにしてもよい。この保護層上に各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応させてカラーフィルタを形成した後、封止層１７を形成する。即ち、対向基板１８へのカラーフィルタの形成が不要となるため、精密な位置合わせ作業を行うことなく、対向基板１８を支持基板１１に貼り合わせることができる。

＜変形例＞
図９は、上記第２の実施の形態の変形例に係る表示装置（表示装置２Ａ）の要部断面構成を表したものである。この表示装置２Ａでは、絶縁層３９の開口３９Ｍの壁面が、低屈折率層３９Ａで覆われている。その点を除き、表示装置２Ａは表示装置２と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。

絶縁層３９は、第１電極１４側から黒色層３９Ｂおよび低屈折率層３９Ａをこの順に有し、その開口３９Ｍの壁面は、低屈折率層３９Ａで覆われている。これにより、表示装置２Ａでは、表示装置２に比べて、光取り出し効率を向上させることができる。

この表示装置２Ａは、上記表示装置１，２と同様にして支持基板１１上に画素駆動回路形成層Ｌ１および第１電極１４を形成した後（図１０（Ａ））、図１０（Ｂ）に表したように、絶縁層３９を形成する。絶縁層３９の形成は、まず、黒色層３９Ｂの構成材料を基板１１（第１電極１４上およびゲート絶縁層１３上）の全面に塗布した後、パターニングして黒色層３９Ｂを形成し、次いで、この黒色層３９Ｂを覆うように低屈折率層３９Ａを形成することにより行う。

＜モジュールおよび適用例＞
以下、上記実施の形態および変形例で説明した表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等の表示装置１，２，２Ａは、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。

（モジュール）
上記実施の形態等の表示装置は、例えば、図１１に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、支持基板１１の一辺に、封止層１７および対向基板１８から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。

（適用例１）
図１２は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例２）
図１３は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例３）
図１４は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例４）
図１５は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例５）
図１６は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態に係る表示装置により構成されている。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、トップエミッション型の有機発光素子を用いた表示装置について説明したが、本技術は第１電極１４（支持基板１１側）側に光取り出し方向を有するボトムエミッション型の有機表示装置にも適用可能である。

また、例えば、上記実施の形態では、駆動方式がアクティブマトリクス方式の表示装置について説明したが、パッシブマトリクス方式の表示装置としてもよい。

更に、上記実施の形態では、有機発光素子を用いた表示装置を例示したが、本技術は、例えば無機発光素子等の他の発光素子を用いた表示装置にも適用可能である。

加えて、上記実施の形態等では、有機層１５のうち、第１電極１４側の最下層が正孔注入層１５Ａである場合を例示したが、第１電極１４側の最下層、即ち、絶縁層１９に接する層は、正孔注入層１５Ａ以外の層であってもよい。

また更に、上記実施の形態等では、絶縁層１９，２９，３９がテーパ形状である場合を例示したが、絶縁層１９，２９，３９は他の形状であってもよい。

加えて、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。

なお、本技術は以下のような構成をとることも可能である。
（１）開口を有する絶縁層と、第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に前記絶縁層の開口に設けられた発光素子とを備え、前記絶縁層は、前記機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含む表示装置。
（２）前記低屈折率層と前記機能層とが接している前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記絶縁層の開口の壁面は前記第１電極の表面に対して傾斜（傾斜角θ）している前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）前記傾斜角θは鋭角であり、前記第２電極側が光取り出し方向である前記（３）に記載の表示装置。
（５）前記絶縁層の前記開口では前記第１電極と前記機能層とが接している前記（１）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（６）前記絶縁層は、前記低屈折率層と共に、黒色の顔料、染料あるいは色素を含有する黒色層を含む前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つに記載の表示装置
（７）前記絶縁層は、前記第１電極側から前記低屈折率層および前記黒色層をこの順に有する前記（６）に記載の表示装置。
（８）前記開口の壁面は前記低屈折率層により覆われている前記（６）に記載の表示装置。
（９）前記黒色層は、黒色の顔料、染料および色素を分散した感光性樹脂からなる前記（６）乃至（８）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（１０）前記発光素子は、第１電極側の第１基板と第２電極側の第２基板との間に設けられ、前記第２基板は可撓性材料からなる前記（１）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）前記機能層は有機材料により構成されている前記（１）乃至（１０）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（１２）表示装置を備え、前記表示装置は、開口を有する絶縁層と、第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に前記絶縁層の前記開口に設けられた発光素子とを備え、前記絶縁層は、前記機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含む電子機器。

１，２，２Ａ…表示装置、１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）…有機発光素子、１１…支持基板、１２…ゲート絶縁膜、１３…平坦化層、１４…第１電極、１５…有機層、１６…第２電極、１７…封止層、１８…対向基板、１９，２９，３９…絶縁層、１９Ｍ…開口、１１０…表示領域、１２０…信号線駆動回路、１３０…走査線駆動回路、１４０…電源供給線駆動回路、１５０…画素駆動回路。

Claims (12)

1. 開口を有する絶縁層と、
   第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に前記絶縁層の開口に設けられた発光素子とを備え、
   前記絶縁層は、前記機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含む
   表示装置。
2. 前記低屈折率層と前記機能層とが接している
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記絶縁層の開口の壁面は前記第１電極の表面に対して傾斜（傾斜角θ）している
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記傾斜角θは鋭角であり、
   前記第２電極側が光取り出し方向である
   請求項３に記載の表示装置。
5. 前記絶縁層の前記開口では前記第１電極と前記機能層とが接している
   請求項１に記載の表示装置。
6. 前記絶縁層は、前記低屈折率層と共に、黒色の顔料、染料あるいは色素を含有する黒色層を含む
   請求項１に記載の表示装置
7. 前記絶縁層は、前記第１電極側から前記低屈折率層および前記黒色層をこの順に有する
   請求項６に記載の表示装置。
8. 前記開口の壁面は前記低屈折率層により覆われている
   請求項６に記載の表示装置。
9. 前記黒色層は、黒色の顔料、染料および色素を分散した感光性樹脂からなる
   請求項６に記載の表示装置。
10. 前記発光素子は、第１電極側の第１基板と第２電極側の第２基板との間に設けられ、
    前記第２基板は可撓性材料からなる
    請求項６に記載の表示装置。
11. 前記機能層は有機材料により構成されている
    請求項１に記載の表示装置。
12. 表示装置を備え、
    前記表示装置は、
    開口を有する絶縁層と、
    第１電極と第２電極との間に発光層を含む機能層を有すると共に前記絶縁層の前記開口に設けられた発光素子とを備え、
    前記絶縁層は、前記機能層のうち当該絶縁層に近接する層よりも低屈折率の構成材料からなる低屈折率層を含む
    電子機器。

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