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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-15
(45)【発行日】2024-11-25
(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネッセンス表示装置
(51)【国際特許分類】
H05B 33/02 20060101AFI20241118BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20241118BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20241118BHJP
H10K 50/10 20230101ALI20241118BHJP
H10K 59/00 20230101ALI20241118BHJP
【ＦＩ】
H05B33/02
G02B3/00 A
G09F9/00 313
H05B33/14 A
H10K59/00
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019083785
(22)【出願日】2019-04-25
(65)【公開番号】P2020181696
(43)【公開日】2020-11-05
【審査請求日】2022-02-25
【審判番号】
【審判請求日】2023-11-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100132207
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 昌孝
(72)【発明者】
【氏名】清水 恒芳
(72)【発明者】
【氏名】樋口 拓也
(72)【発明者】
【氏名】岡 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】落合 洋光
【合議体】
【審判長】里村 利光
【審判官】本田 博幸
【審判官】西岡 貴央
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－４０８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２３１４６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０９４９３７４６（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１９４６３４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平１０－１７２７５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H10K50/00-99/00
H05B33/00-33/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基板と、前記基板の前記第１面上にマトリックス状に位置する複数の第１電極と、
前記複数の第１電極上にそれぞれ位置する複数の有機化合物層と、
前記第１面側から前記第２面側に向かう平面視において隣接する前記有機化合物層間に位置する複数の開口部を有する、前記複数の有機化合物層上に位置する第２電極と、
少なくとも一部の前記開口部に対向する位置に設けられているレンズと
を備え、
前記第２電極側から前記第１電極側に向かう平面視又は前記第１電極側から前記第２電極側に向かう平面視において、前記レンズは、前記第１電極に重ならない位置であって、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられている有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項2】
第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基板と、
前記基板の前記第１面上にマトリックス状に位置する複数の第１電極と、
前記複数の第１電極上にそれぞれ位置する複数の有機化合物層と、
前記第１面側から前記第２面側に向かう平面視において隣接する前記有機化合物層間に位置する複数の開口部を有する、前記複数の有機化合物層上に位置する第２電極と、
少なくとも一部の前記開口部に対向する位置に設けられているレンズと
を備え、
前記第２電極側から前記第１電極側に向かう平面視又は前記第１電極側から前記第２電極側に向かう平面視において、前記レンズは、前記第１電極に重ならない位置に設けられており、
前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられている第１レンズと、前記第２電極を基準として前記基板側における前記開口部に対向する位置に設けられている第２レンズとを含む有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項3】
前記有機化合物層は、有機発光層を含む請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項4】
前記レンズは、シリンドリカルレンズを含む請求項１～３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項5】
前記レンズは、球面レンズを含む請求項１～４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、自発光により視認性が高い、液晶表示装置とは異なり全固体表示装置である、温度変化の影響を受け難い、視野角が大きい等の利点を有していることから、近年、フルカラー表示装置として実用化が進んでいる。スマートフォン等において用いられる有機ＥＬ表示装置にて、有機ＥＬ素子と同一平面上又は異なる平面上に受光素子及び発光素子を含む近接センサ等が備えられるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－３３０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
有機ＥＬ表示装置において、画像等が表示される表示エリアを広くすること、特に、当該表示エリアの面積が限られているスマートフォン等においては、画面全面にまで表示エリアを広げることが求められることがある。スマートフォン等には撮像素子や近接センサ等が備えられることがあるが、有機ＥＬ表示装置が透光性を有するものでないと、画面全面に表示エリアを広げることが困難である。一般に、有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層で発生した光を所定の方向に取り出す必要があるために、カソード電極として光透過性に劣る金属材料等が使用されることがある。そのため、有機ＥＬ表示装置で構成される画面全面を表示エリアとすることが困難である。この点、例えば、有機ＥＬ素子におけるサブピクセル間に光を透過させ得る透過エリアを形成し、この透過エリアを通じて発光素子から発せられた光（赤外線等）が物体に反射して、隣接する透過エリアを通じて受光素子にて受光するようにしたり、透過エリアを通じて撮像可能にしたりすることで、画面全面を有機ＥＬ表示装置で構成し、画像等が表示される表示エリアを広げることができると考えられる。
【0005】
一方で、高精細な画像を表示可能とするために、有機ＥＬ表示装置における画素密度を高くすることも求められている。しかしながら、画素密度を高くすると、サブピクセル間に位置する透過エリアが狭くなる傾向にあるため、透過性能が劣化するおそれがある。画素密度を低くせず、かつ透過エリアを狭くしないようにするためには、有機ＥＬ素子における有機化合物層（有機発光層）を小さくすることも考えられるが、有機ＥＬ表示装置の輝度が低下するおそれがある。
【0006】
上記課題に鑑みて、本開示は、光の透過性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを一目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の第１の態様は、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基板と、前記基板の前記第１面上にマトリックス状に位置する複数の第１電極と、前記複数の第１電極上にそれぞれ位置する複数の有機化合物層と、前記第１面側から前記第２面側に向かう平面視において隣接する前記有機化合物層間に位置する複数の開口部を有する、前記複数の有機化合物層上に位置する第２電極と、少なくとも一部の前記開口部に対向する位置に設けられているレンズとを備え、前記第２電極側から前記第１電極側に向かう平面視又は前記第１電極側から前記第２電極側に向かう平面視において、前記レンズは、前記第１電極に重ならない位置であって、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられている有機エレクトロルミネッセンス表示装置である。
【0008】
本開示の第２の態様として、上記第１の態様において、前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられていてもよい。
本開示の第３の態様として、上記第１の態様において、前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板側における前記開口部に対向する位置に設けられていてもよい。
本開示の第４の態様として、上記第１の態様において、前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられている第１レンズと、前記第２電極を基準として前記基板側における前記開口部に対向する位置に設けられている第２レンズとを含んでいてもよい。
本開示の第３の態様として、上記第１の態様において、前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板側における前記開口部に対向する位置に設けられていてもよい。
本開示の第４の態様として、上記第１の態様において、前記レンズは、前記第２電極を基準として前記基板と反対側における前記開口部に対向する位置に設けられている第１レンズと、前記第２電極を基準として前記基板側における前記開口部に対向する位置に設けられている第２レンズとを含んでいてもよい。
【0011】
本開示の第５の態様として、上記第１～第４の態様のそれぞれにおいて、前記有機化合物層は、有機発光層を含んでいてもよい。
本開示の第６の態様として、上記第１～第５の態様のそれぞれにおいて、前記レンズは、シリンドリカルレンズを含んでいてもよい。
本開示の第７の態様として、上記第１～第５の態様のそれぞれにおいて、前記レンズは、球面レンズを含んでいてもよい。
本開示の第６の態様として、上記第１～第５の態様のそれぞれにおいて、前記レンズは、シリンドリカルレンズを含んでいてもよい。
本開示の第７の態様として、上記第１～第５の態様のそれぞれにおいて、前記レンズは、球面レンズを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、透過性能に優れた有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、「板」、「シート」、「フィルム」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、「面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の面（シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【0015】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【0016】
本明細書及び本図面において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」、「上側に（又は下側に）」、又は「上方に（又は下方に）」とする場合、特別な説明がない限りは、ある構成が他の構成に直接的に接している場合のみでなく、ある構成と他の構成との間に別の構成が含まれている場合も含めて解釈することとする。また、特別な説明がない限りは、上（又は、上側や上方）又は下（又は、下側、下方）という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
【0017】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【0018】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、矛盾の生じない範囲で、その他の実施形態や変形例と組み合わせられ得る。また、その他の実施形態同士や、その他の実施形態と変形例も、矛盾の生じない範囲で組み合わせられ得る。また、変形例同士も、矛盾の生じない範囲で組み合わせられ得る。
【0019】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、製造方法などの方法に関して複数の工程を開示する場合に、開示されている工程の間に、開示されていないその他の工程が実施されてもよい。また、開示されている工程の順序は、矛盾の生じない範囲で任意である。
【0020】
本明細書及び本図面において、特別な説明がない限りは、「～」という記号によって表現される数値範囲は、「～」という記号の前後に置かれた数値を含んでいる。例えば、「３４～３８質量％」という表現によって画定される数値範囲は、「３４質量％以上且つ３８質量％以下」という表現によって画定される数値範囲と同一である。
【0021】
本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態のみに限定して解釈されるものではない。
【0022】
図１は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第１態様の概略構成を示す切断端面図であり、図２は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第２態様の概略構成を示す切断端面図であり、図３は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第３態様の概略構成を示す切断端面図であり、図４は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第４態様の概略構成を示す切断端面図であり、図５は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第５態様の概略構成を示す切断端面図である。
【0023】
図１～５に示すように、有機ＥＬ表示装置１０は、ＴＦＴ素子（図示を省略する）を有する基板１１、第１層間絶縁膜１２、第１電極１３、有機化合物層１４、第２電極１５及び第２層間絶縁膜１６をこの順で含む積層体として構成されていてもよい。本実施形態において、有機ＥＬ表示装置１０は、有機化合物層１４で発生した光が基板１１側から取り出されるボトムエミッションタイプのものであってもよいし、有機化合物層１４で発生した光が第２層間絶縁膜１６側から取り出されるトップエミッションタイプのものであってもよい。
【0024】
基板１１は、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する透明基板であって、例えば、第１面１１Ａ側にＴＦＴ素子が設けられていればよい。基板１１としては、例えば、アルカリガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等のガラス基板；サファイア基板；アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の樹脂基板等が用いられ得る。
【0025】
基板１１の大きさ（平面視における大きさ）や厚さは、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０の大きさや基板１１の取扱性等を考慮して適宜設定され得るものであって、特に限定されるものではない。
【0026】
第１電極１３及び第２電極１５のいずれか一方は、陽極（アノード電極）を構成し、第１電極１３及び第２電極１５の他方は、陰極（カソード電極）を構成していればよい。例えば、第１電極１３がアノード電極であって、第２電極１５がカソード電極であってもよい。もちろん、第１電極１３がカソード電極であって、第２電極１５がアノード電極であってもよい。第１電極１３と第２電極１５とにより挟まれた有機化合物層１４は、第１電極１３側から第２電極１５側に向かって正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層及び電子注入層をこの順で含む積層体であってもよい。第１電極１３側から駆動電圧が印加されると、第１電極１３から正孔が有機発光層に注入され、第２電極１５から電子が有機発光層に注入される。有機発光層に注入された正孔と電子との結合により生じるエネルギーにより、有機発光層を構成する有機材料が励起させられ、励起状態から基底状態に戻るときに有機発光層が発光する。
【0027】
第１電極１３が、相対的に光を透過しやすい透明導電材料により構成され、第２電極１５が、相対的に光を透過し難い導電材料により構成されていてもよい。もちろん、第２電極１５が、相対的に光を透過しやすい導電材料により構成され、第１電極１３が、相対的に光を透過し難い導電材料により構成されていてもよい。透明導電材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；インジウム錫酸化物）、ＩｎＺｎＯ（Indium Zinc Oxide；インジウム亜鉛酸化物）、ＡｌＺｎＯ（Aluminum Zinc Oxide；アルミニウム亜鉛酸化物）、ＡｌＴＯ（Aluminum Tin Oxide；アルミニウム錫酸化物）等が挙げられる。相対的に光を透過し難い導電材料としては、例えば、Ｍｇ、Ａｇ、Ｍｇ／Ａｇ（マグネシウム銀合金）、Ａｌ、Ｃａ等の金属材料等が挙げられる。これらの金属材料は、相対的に低い仕事関数を有し、有機化合物層１４の電子注入層に電子を効率よく注入することができると考えられる。なお、本実施形態における「透明」は、光の透過率（％）によって定義されることができ、透明であることが要求される又は透明であることが望ましい用途等に応じた波長の光の透過率（％）によって定義されてもよい。例えば、近赤外光を発する発光素子と当該近赤外光を受ける受光素子とを含む近接センサを有機ＥＬ表示装置１０に設けるために透明であることが要求される又は透明であることが望ましい場合には、「透明」は、波長７００ｎｍ～１４００ｎｍの光の透過率（％）によって定義され得る。また、有機ＥＬ表示装置１０に撮像素子を設けるために透明であることが要求される又は透明であることが望ましいには、「透明」は、波長４００ｎｍ～７００ｎｍの光の透過率（％）によって定義され得る。具体的には、「透明」とは、各用途等に応じた波長域の光の透過率が３０％以上であることを意味し、好ましくは各用途等に応じた波長域の光の透過率が８０％以上であればよい。したがって、例えば、相対的に光を透過し難い導電材料における各用途等に応じた波長域の光の透過率は、３０％未満であり、好ましくは各用途等に応じた波長域の光の透過率が５％以下であればよい。なお、各波長域の光の透過率は、例えば、分光ヘーズメーター（製品名：ＨＳＰ－１５０ＶＩＲ，村上色彩技術研究所製）を用いて計測され得る。
【0028】
第１電極１３は、有機化合物層１４に対応する位置に設けられていればよい。すなわち、複数の第１電極１３が、第１層間絶縁膜１２上にマトリックス状に設けられている。なお、「マトリックス状」とは、所定の部材が所定の平面上における一方向及び当該一方向に直交する方向のそれぞれにおいて所定のピッチで並列している状態を意味する。例えば、「複数の第１電極１３が第１層間絶縁膜１２上にマトリックス状に設けられている」とは、第１層間絶縁膜１２上において、各第１電極１３が一方向（例えば、図６及び図７に示す第１方向Ｄ１）及び当該一方向に直交する方向（例えば、図６及び図７に示す第２方向Ｄ２）のそれぞれにおいて所定のピッチで並列していることを意味し、第１方向Ｄ１に並列する第１電極１３のピッチと、第２方向に並列する第１電極１３のピッチとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0029】
第１電極１３の平面視形状は、例えば、略円形状、長円形状、多角形状、ストライプ状等であってもよい。なお、「略」とは、第１電極１３の形成時における製造誤差等をも含む概念であり、例えば、略円形状という場合、長径を１としたときの短径の範囲は、０．８０、０．８３及び０．８６を含む第１グループの値と、０．８９、０．９２及び０．９５を含む第２グループの値とによって定められてもよい。例えば、短径の範囲の下限は、上述の第１グループに含まれる値のうちの任意の１つによって定められてもよい。例えば、短径の範囲の下限は、０．８０以上であってもよく、０．８３以上であってもよく、０．８６以上であってもよい。また、短径の範囲の上限は、上述の第２グループに含まれる値のうちの任意の１つによって定められてもよい。例えば、短径の範囲の上限は、０．８９以下であってもよく、０．９２以下であってもよく、０．９５以下であってもよい。短径の範囲は、上述の第１グループに含まれる値のうちの任意の１つと、上述の第２グループに含まれる値のうちの任意の１つとの組み合わせによって定められてもよく、例えば、０．８０以上０．９５以下であってもよく、０．８３以上０．９２以下であってもよく、０．８６以上０．８９以下であってもよい。また、短径の範囲は、上述の第１グループに含まれる値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよく、例えば、０．８０以上０．８６以下であってもよく、０．８３以上０．８６以下であってもよい。また、短径の範囲は、上述の第２グループに含まれる値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよく、例えば、０．８９以上０．９５以下であってもよく、０．９２以上０．９５以下であってもよい。
【0030】
第２層間絶縁膜１６から基板１１に向かう平面視において、第１電極１３は、例えば、ポリイミド等により構成される絶縁膜１７により囲まれていてもよい。すなわち、絶縁膜１７は、当該平面視において、第１電極１３の外周縁に重なるように位置していてもよい。
【0031】
第２電極１５は、各有機化合物層１４に電子を注入するための共通電極である。第２電極１５は、基板１１の第１面１１Ａ側の平面視において、隣接する有機化合物層１４間に位置する開口部１５１を有する。図６及び図７に示すように、開口部１５１は、４つの有機化合物層１４（サブピクセル）に囲まれる領域（図６及び図７において一点破線で示される矩形状の領域）の略中央に位置していてもよい。第２電極１５が、相対的に光を透過し難い導電材料により構成される場合、この開口部１５１の存在により、有機ＥＬ表示装置１０の厚さ方向に進行する光が透過しやすくなる。
【0032】
第２電極１５が有する開口部１５１は、略円形状（図６及び図７参照）であってもよいし、長円形状、多角形状等であってもよい。開口部１５１の開口面積（総開口面積）を可能な限り大きくすることで、有機ＥＬ表示装置１０の透過性能を向上させることができる。なお、開口部１５１の開口面積（総開口面積）を大きくすればするほど、第２電極１５の電気抵抗が大きくなって消費電力も大きくなる傾向にあると考えられる。すなわち、有機ＥＬ表示装置１０における透過性能と消費電力の大きさとはトレードオフの関係にあるということもできる。また、開口部１５１の開口面積（総開口面積）を大きくするためには、有機化合物層１４の大きさを小さくしたり、隣接する有機化合物層１４のピッチを大きくしたりすることが考えられる。しかし、有機化合物層１４の大きさを小さくすると有機ＥＬ表示装置の輝度が低下すると推察される。また、隣接する有機化合物層１４のピッチを大きくすると、有機ＥＬ表示装置に表示される画像が粗くなってしまうと推察される。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０においては、後述するように、レンズ１８を備えていることで、透過性能を向上させつつ、消費電力が大きくなるのを抑えることができるという効果が奏され得る。また、レンズ１８を備えていることで、透過率を向上させる目的で、有機化合物層１４の大きさを小さくしたり、隣接する有機化合物層１４のピッチを大きくしたりする必要がなくなり、有機ＥＬ表示装置１０の輝度を高めることができ、また画素密度を高くすることができ高精細な画像の表示が可能となるという効果も奏される。
【0033】
開口部１５１の大きさは、第２層間絶縁膜１６から基板１１に向かう平面視において、第１電極１３が第２電極１５によって覆われる程度であって、第２電極１５の抵抗が大きくなり消費電力が大きくなり過ぎない程度であればよく、特に限定されるものではない。
【0034】
一対の第１電極１３及び第２電極１５の間に配置されている有機化合物層１４は、各々が有機ＥＬ表示装置の単位画素を構成する赤色有機化合物層１４Ｒ、緑色有機化合物層１４Ｇ及び青色有機化合物層１４Ｂを含んでいてもよいし、白色有機化合物層を含んでいてもよい。赤色有機化合物層１４Ｒ、緑色有機化合物層１４Ｇ及び青色有機化合物層１４Ｂは、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光を放出する。白色有機化合物層は、白色光を放出する。有機化合物層１４が白色有機化合物層を含む場合、有機ＥＬ表示装置１０において画像等をカラーで表示するのであれば、カラーフィルターが備えられていてもよい。なお、有機化合物層１４が赤色有機化合物層１４Ｒ、緑色有機化合物層１４Ｇ及び青色有機化合物層１４Ｂを含む場合においても、各有機化合物層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに対応する着色層を有するカラーフィルターが備えられていてもよい。赤色有機化合物層１４Ｒ、緑色有機化合物層１４Ｇ及び青色有機化合物層１４Ｂを構成する材料は、所定の電圧が印加されることにより所望の色で発光する蛍光性有機化合物を含有するものであれば特に限定されるものではない。当該蛍光性有機化合物としては、例えば、キノリノール錯体、オキサゾール錯体、各種レーザー色素、ポリパラフェニレンビニレン等が挙げられる。有機化合物層１４は、第１層間絶縁膜１２上にマトリックス状に配置されている第１電極１３上に設けられているため、有機化合物層１４もまた、マットリックス状に設けられている。
【0035】
ＴＦＴ素子は、一対の第１電極１３及び第２電極１５から赤色有機化合物層１４Ｒ、緑色有機化合物層１４Ｇ及び青色有機化合物層１４Ｂに選択的に印加される電圧を制御することができる。ＴＦＴ素子としては、既知の例えば多結晶シリコンＴＦＴ等が用いられ得る。ＴＦＴ素子は、当該ＴＦＴ素子上に形成されている第１層間絶縁膜１２を貫通する配線電極を介して第１電極１３に接続されている。
【0036】
第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１６を構成する材料としては、例えば、絶縁性を有する材料が用いられ得る。第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１６を構成する材料として、例えば、酸化ケイ素等の無機系材料や、フォトレジスト、アクリル樹脂等の樹脂系材料等が挙げられる。
【0037】
第２電極１５と有機化合物層１４（電子注入層）との間に、厚さ０．２ｎｍ～３．０ｎｍ程度の絶縁膜が設けられていてもよい。この絶縁膜が設けられていることで、トンネル効果により、第２電極１５から有機化合物層１４（電子注入層）に電子が注入されやすくなるものと推察される。当該絶縁膜を構成する材料としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。なお、第２電極１５と有機化合物層１４との間に上記絶縁膜が設けられている場合において、有機化合物層１４は、第１電極１３側から第２電極１５側に向かって正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体であってもよい。この場合において、上記絶縁膜が、電子注入層としての機能を果たし得るものと考えられる。
【0038】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０において、第２電極１５の開口部１５１に対向する位置にレンズ１８が設けられていてもよい。一般に、開口部を有する第２電極（カソード電極）を備える有機ＥＬ表示装置において、その厚さ方向（例えば、図１に示す有機ＥＬ表示装置１０で言えば、基板１１から第２層間絶縁膜１６に向かう方向又はその逆方向）に進行する光の多くが有機ＥＬ表示装置を透過し難い。これは、有機ＥＬ表示装置を透過する光（例えば、外光）は、第２電極の開口部を通過すると考えられるが、第２電極が相対的に光を透過させ難い材料（例えば、マグネシウム、銀、マグネシウム銀合金等の金属材料等）で構成されている場合には、第２電極の表面で多くの光が反射してしまうからであると推察される。その結果、有機ＥＬ表示装置の透過率を向上させ難いという問題がある。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０においては、第２電極１５の開口部１５１に対向する位置にレンズ１８が設けられていることで、レンズ１８が設けられていない場合には第２電極１５の表面で反射してしまうような方向に進行する光であってもレンズ１８を介して開口部１５１に向かって集光し、当該開口部１５１を通過しやすくなるため、透過率を向上させることができる（図８参照）。
【0039】
レンズ１８は、第２電極１５のすべての開口部１５１に対向する位置に設けられていてもよいし、一部の開口部１５１に対向する位置に設けられていてもよい。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０が、当該有機ＥＬ表示装置１０の観察者側を表面としたときの裏面側を視認可能な、いわゆる透過型の有機ＥＬ表示装置１０である場合には、すべての開口部１５１に対向する位置にレンズ１８が設けられていてもよいが、当該有機ＥＬ表示装置１０において要求される光透過率に応じて、一部の開口部１５１に対向する位置にレンズ１８が設けられていてもよい。また、有機ＥＬ表示装置１０を含むデバイス（例えば、スマートフォン等）において、一の開口部１５１を通じて赤外光を発する発光素子と、他の開口部１５１を通じて当該赤外光を受ける受光素子とを含む近接センサ等が設けられている場合、当該赤外光が通過する開口部１５１に対向する位置にレンズ１８が設けられていてもよい。
【0040】
有機ＥＬ表示装置１０の第１態様（図１参照）として、第１基板１１を下方に位置させ、第２層間絶縁膜１６を上方に位置させた状態での側面視において、レンズ１８は、開口部１５１の上方、例えば、第２層間絶縁膜１６上における開口部１５１に対向する位置に設けられていてもよい。
【0041】
有機ＥＬ表示装置１０の第２態様（図２参照）として、第１基板１１を下方に位置させ、第２層間絶縁膜１６を上方に位置させた状態での側面視において、レンズ１８は、開口部１５１の下方、例えば、第１電極１３を取り囲む絶縁膜１７の下方における開口部１５１に対向する位置に設けられていてもよい。
【0042】
有機ＥＬ表示装置１０の第３態様（図３参照）及び第４態様（図４態様）として、第１基板１１を下方に位置させ、第２層間絶縁膜１６を上方に位置させた状態での側面視において、レンズ１８は、開口部１５１の上方、例えば、第２層間絶縁膜１６上における開口部１５１に対向する位置に設けられている第１レンズ１８１と、開口部１５１の下方、例えば、第１電極１３を取り囲む絶縁膜１７の下方における開口部１５１に対向する位置に設けられている第２レンズ１８２とを含んでいてもよい。この場合において、開口部１５１の上方に第１レンズ１８１が設けられている場合にはその開口部１５１の下方に第２レンズ１８２が設けられていなくてもよく、開口部１５１の下方に第２レンズ１８２が設けられている場合にはその開口部１５１の上方に第１レンズ１８１が設けられていなくてもよい（図３参照）。また、開口部１５１上方に第１レンズ１８１が設けられ、かつその開口部１５１の下方に第２レンズ１８２が設けられていてもよい（図４参照）。
【0043】
有機ＥＬ表示装置１０の第５態様（図５参照）として、第１基板１１を下方に位置させ、第２層間絶縁膜１６を上方に位置させた状態での側面視において、レンズ１８は、開口部１５１の上方、例えば、第２層間絶縁膜１６上における開口部１５１に対向する位置とともに、有機化合物層１４に対向する位置にも設けられていてもよい。有機化合物層１４で発生した光が第２層間絶縁膜１６側から取り出されるトップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置１０においては、有機化合物層１４で発生した光がレンズ１８を通じて取り出されることになり、有機ＥＬ表示装置１０の輝度をさらに高めることができる。
【0044】
レンズ１８の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、球面レンズであってもよいし、シリンドリカルレンズであってもよい。レンズ１８の形状が球面レンズである場合、レンズ１８は、各開口部１５１に対して設けられていればよい（図６参照）。レンズ１８の形状がシリンドリカルレンズである場合、レンズ１８は、複数の開口部１５１に対して設けられていればよい（図７参照）。
【0045】
レンズ１８を構成する材料は、光透過性を有する材料であればよく、例えば、感光性レジスト材料等の樹脂材料（有機材料）であってもよいし、ＳｉＯ2等の無機材料であってもよい。レンズ１８を構成する材料は、光学設計によって比較的高い自由度を持って選定され得る。
【0046】
第２電極１５側から第１電極１３側に向かう平面視において、レンズ１８の大きさは、レンズ１８に入射する光（例えば、外光）が開口部１５１を通過するような大きさ、すなわち開口部１５１を覆うことのできる大きさであればよいが、レンズ１８の一部が有機化合物層１４の発光領域１４Ａに重ならないような大きさであってもよく、第１電極１３に重ならないような大きさであってもよい。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０において、有機化合物層１４の一部の発光する領域１４Ａで発光すると推察される。本実施形態において、第１電極１３の外周縁部は絶縁層１７に被覆されているため、絶縁層１７により囲まれた第１電極１３上の領域が、有機化合物層１４と直接的に接触している。第１電極１３上の当該領域から有機化合物層１４に対し、有機ＥＬ表示装置１０の厚さ方向に正孔が注入されるため、有機化合物層１４のうちの当該領域に相当する領域が発光する領域１４Ａであると考えられる（図９参照）。そのため、レンズ１８の一部が有機化合物層１４の発光領域１４Ａに重なってしまうと、有機化合物層１４で発生し、第２層間絶縁膜１６側又は基板１１側に取り出される光の一部がレンズ１８を通過してしまう。それにより、有機ＥＬ表示装置１０において光の取り出される方向が変化してしまい、画像等を高精細に表示することが困難となるおそれがある。したがって、レンズ１８の大きさが有機化合物層１４の発光領域１４Ａに重ならないような大きさ、好ましくは第１電極１３に重ならないような大きさであって、レンズ１８が有機化合物層１４の発光領域１４Ａに重ならない位置、好ましくは第１電極１３に重ならない位置に設けられていることで、所望とする方向に光を取り出すことができ、画像等を高精細に表示することができるという効果が奏され得る。
【0047】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０が、有機化合物層１４にて発生する光を第２層間絶縁膜１６側から取り出すトップエミッションタイプのものである場合、第１電極１３側から第２電極側に向かう平面視において、開口部１５１に対向する位置に設けられる第２レンズ１８２の大きさは、第２レンズ１８２の一部が有機化合物層１４の発光領域１４Ａや第１電極１３に重なるような大きさであってもよい。この場合には、有機化合物層１４にて発生する光が第２レンズ１８２とは反対側から取り出され、第２レンズ１８２を通過することがないため、有機ＥＬ表示装置１０において光の取り出される方向が変化するという問題が生じるおそれがないためである。
【0048】
上述した構成を有する有機ＥＬ表示装置１０においては、有機ＥＬ表示装置１０の厚さ方向（例えば、図１に示す有機ＥＬ表示装置１０で言えば、基板１１から第２層間絶縁膜１６に向かう方向又はその逆方向）に進行する光（例えば、外光）が、開口部１５１に対向する位置に設けられているレンズ１８（第１レンズ１８１及び／又は第２レンズ１８２）を通って開口部１５１に向かって集光されるため、有機ＥＬ表示装置１０の厚さ方向における光の透過率を向上させることができる。よって、本開示によれば、透過性能に優れた有機ＥＬ表示装置１０を提供することができる。
【0049】
上述した構成を有する有機ＥＬ表示装置１０の製造方法の一例を説明する。図１０Ａ～図１０Ｄは、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０の製造方法の各工程を説明するための切断端面図である。なお、以下においては、図１に示す構成を有する有機ＥＬ表示装置１０を製造する方法を例に挙げて説明する。
【0050】
第１面１１Ａ及び第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有し、第１面１１Ａ上にＴＦＴ素子（図示を省略する）及び第１層間絶縁膜１２を有する基板１１を準備し、第１層間絶縁膜１２上の所定の位置に第１電極１３を形成する（図１０Ａ参照）。例えば、第１電極１３に対応する貫通孔を有する蒸着マスクを準備し、第１電極１３を構成する材料（例えば、ＩＴＯ、ＩｎＺｎＯ等の透明導電性材料等）を、蒸着マスクを介して第１層間絶縁膜１２上の所定の位置に真空蒸着することで、第１電極１３を形成してもよい。また、第１層間絶縁膜１２上に第１電極１３を構成する材料（例えば、ＩＴＯ、ＩｎＺｎＯ等の透明導電性材料等）を成膜し、フォトリソグラフィー法により、第１層間絶縁膜１２上の所定の位置に第１電極１３を形成してもよい。なお、第１層間絶縁膜１２上の所定の位置（第１電極１３を形成する位置）には、第１層間絶縁膜１２にスルーホールビアが形成されていてもよく、当該所定の位置に第１電極１３が形成されることで、当該スルーホールビアを介して第１電極１３とＴＦＴ素子とが電気的に接続され得る。
【0051】
次に、第１電極１３及び第１層間絶縁膜１２を覆う絶縁膜（例えばポリイミド等）を、従来公知の塗工法（例えば、ダイコート法、スピンコート法等）により形成し、当該絶縁膜のパターニングにより、第１電極１３を取り囲む絶縁膜１７を形成する（図１０Ｂ参照）。
【0052】
続いて、露出する第１電極１３上に有機化合物層１４を形成する（図１０Ｃ参照）。例えば、有機化合物層１４に対応する貫通孔を有する蒸着マスクを準備し、有機化合物層１４を構成する材料（例えば、キノリノール錯体、オキサゾール錯体、各種レーザー色素、ポリパラフェニレンビニレン等の蛍光性有機化合物等）を、蒸着マスクを介して第１電極１３上に真空蒸着することで、有機化合物層１４を形成してもよい。なお、有機化合物層１４上に、所望により厚さ０．２ｎｍ～３．０ｎｍ程度の絶縁膜（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等）を形成してもよい。
【0053】
有機化合物層１４上に第２電極１５を形成し、第２電極１５上に第２層間絶縁膜１６を形成する（図１０Ｄ参照）。例えば、第２電極１５を構成する材料（例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム銀合金（Ｍｇ／Ａｇ）等）を真空蒸着して、有機化合物層１４及び絶縁膜１７を覆う金属層を形成し、当該金属層のパターニングにより開口部１５１を形成することで、第２電極１５を形成してもよい。
【0054】
次に、第２電極１５の開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成する。
レンズ１８を形成する方法としては、例えば、第２層間絶縁膜１６上にネガ型感光性レジスト膜２０を形成し（図１１Ａ参照）、第２電極１５をマスクとして基板１１側から露光し（図１１Ｂ参照）、現像することにより開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成してもよい（図１１Ｃ参照）。第２電極１５の開口部１５１を介して露光光Ｌがネガ型感光性レジスト膜２０に照射されるが、開口部１５１のエッジ近傍においては露光光の回折現象が起こり得る。これにより、開口部１５１を介して露光光Ｌが照射されるネガ型感光性レジスト膜２０に露光量分布が形成されるため、開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成することができる。
レンズ１８を形成する方法としては、例えば、第２層間絶縁膜１６上にネガ型感光性レジスト膜２０を形成し（図１１Ａ参照）、第２電極１５をマスクとして基板１１側から露光し（図１１Ｂ参照）、現像することにより開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成してもよい（図１１Ｃ参照）。第２電極１５の開口部１５１を介して露光光Ｌがネガ型感光性レジスト膜２０に照射されるが、開口部１５１のエッジ近傍においては露光光の回折現象が起こり得る。これにより、開口部１５１を介して露光光Ｌが照射されるネガ型感光性レジスト膜２０に露光量分布が形成されるため、開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成することができる。
【0055】
レンズ１８を形成する他の方法としては、例えば、第２層間絶縁膜１６上にネガ型感光性レジスト膜２０を形成し（図１１Ａ参照）、遮光部３１、半透過部３２及び透光部３３を少なくとも有する多階調露光マスク３０を介して露光し（図１２Ａ参照）、現像することにより開口部１５１に対向する位置にレンズ１８を形成してもよい（図１２Ｂ参照）。
【0056】
レンズ１８を形成する他の方法として、例えば、第２層間絶縁膜１６上における開口部１５１に対向する位置に、レンズ１８を構成する材料（例えば、感光性（紫外線硬化型）レジスト材料等の樹脂材料等）の液滴４０をインクジェット法により滴下し（図１３Ａ参照）、当該材料の液滴４０に例えば紫外線ＵＶ等を照射して硬化させることで、レンズ１８を形成してもよい（図１３Ｂ参照）。また、第２層間絶縁膜１６上における開口部１５１に対向する位置に、レンズ１８を構成する材料５０（例えば、感光性（紫外線硬化型）レジスト材料等の樹脂材料等）を塗布し、レンズ１８に対応する凹部６１を有する版６０（石英ガラス等により構成される透明な版等）を用いて賦型し、当該版６０を介して露光して材料５０を硬化させた後（図１４Ａ参照）、離型することによりレンズ１８を形成してもよい（図１４Ｂ参照）。
【0057】
上記のようにして第２電極１５の開口部１５１に対応する位置にレンズ１８を形成することで、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０を製造することができる。このようにして製造される有機ＥＬ表示装置１０によれば、有機ＥＬ表示装置１０の厚さ方向における光の透過率を向上させることができる。
【0058】
以上説明した実施形態は、本開示の理解を容易にするために記載されたものであって、本開示を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本開示の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】