JP2013175433A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高視野角での色ずれが改善された表示装置を提供する。
【解決手段】基板２０と、第一有機発光素子１１ａと、第二有機発光素子１１ｂと、第一有機発光素子１１ａに対応する領域に設けられた第一カラーフィルタ１２ａと、第二有機発光素子１１ｂに対応する領域に設けられ第一カラーフィルタ１２ａとは異なる色を透過する第二カラーフィルタ１２ｂと、を有し、第一カラーフィルタ１２ａの屈折率が、第二カラーフィルタ１２ｂの屈折率よりも大きく、第一カラーフィルタ１２ａと第二カラーフィルタ１２ｂとが接しており、基板２０に垂直な方向で切断した時の断面における第一カラーフィルタ１２ａと第二カラーフィルタ１２ｂとが接する部分において、第一カラーフィルタ１２ａの側面と基板２０とでなす角度が９０度よりも大きく、第二カラーフィルタ１２ｂの側面と基板２０とでなす角度が９０度未満である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、特に、有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子）と、カラーフィルタと、を有する表示装置に関する。

従来から表示装置として使用されたＣＲＴやＬＣＤ等に替わる表示装置として、近年では、発光色がそれぞれ異なる有機発光素子を複数種類用いた有機発光表示装置（有機ＥＬ表示装置）が注目されている。この有機ＥＬ表示装置を構成する有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光層を含む複数の有機化合物層が配置されてなる電子素子である。ここで有機発光素子は、自発光のデバイスであるため、有機発光素子を有する表示装置は、コントラストや色再現性に関して優れた性能を示している。

ところで有機ＥＬ表示装置には、発光色が異なる有機発光素子を複数種類用いた形式の他に、用いられる有機発光素子の発光色が一種類（白色等）である形式も存在する。ここで単一種類の有機発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、発光色が単一であるので３原色（青、緑、赤）を素子そのものから出力させるのは不可能である。このため、光の取り出し方向にカラーフィルタを設けることにより、単一色発光からの３原色への分離、即ち、フルカラー表示を実現している。

しかし、カラーフィルタを用いた表示装置では、有機発光素子とカラーフィルタとの間に、有機発光素子を封止するための無機膜あるいは樹脂等からなる一定の厚みを持った介在層が存在する。このため、有機発光素子から発せられる光の一部が隣接するカラーフィルタから隣の画素へ漏れてしまい、その結果として輝度のバランスが崩れ、特に、高視野角においては色ずれが発生するという問題が生じていた。

この色ずれの発生の問題を解決するために、例えば、特許文献１にて開示されている手法が提案されている。特許文献１で開示されている手法は、発光部とその上部のカラーフィルタ間の透明樹脂層の厚みと、隣接するカラーフィルタ間に設けられるブラックマトリクスとを用いて高視野角における色ずれの問題を解決する手法である。ここで透明樹脂層の厚みは、隣接するカラーフィルタの下端部に光線が入射しないように調整されている。一方で、ブラックマトリクスは、隣接するカラーフィルタあるいは色変換膜からの色漏れ及び遮光量のバラつきを抑制する目的で設けられている。

特開２００６−７３２１９号公報

しかし、特許文献１にて開示されている技術では、カラーフィルタの形状に関しては特に何の言及もなされていない。例えば、画素ピッチを非常に小さくした場合、隣接するカラーフィルタ間にてブラックマトリクスを配置させることが困難になり、各カラーフィルタは、それぞれ隣接するカラーフィルタと直接密接させた状態で形成することになる。このような場合、多くのカラーフィルタはフォトリソグラフィーにより形成される。このとき、最初に形成したカラーフィルタは、通常、ネガレジストから作製することになるが、ネガレジストから作製されたカラーフィルタはその断面形状が逆テーパー状となる傾向にある。このため、後の工程で形成され先に作製されたカラーフィルタに隣接するカラーフィルタは、その断面形状が順テーパー状となる傾向にある。一方、最初に形成したカラーフィルタをポジレジストから作製した場合でも、作製されたカラーフィルタはその断面形状が順テーパー形状を有する傾向にある。このため、後の工程で形成され先に作製されたカラーフィルタに隣接するカラーフィルタは、その断面形状が逆テーパー状となる傾向がある。以上説明したように、フォトリソグラフィーを利用してカラーフィルタを作製しようとすると、テーパー（順テーパー）又は逆テーパーを有するカラーフィルタが得られる。

図３は、有機発光素子ごとにカラーフィルタを備える表示装置の例を示す断面模式図である。ここで図３の表示装置１００は、基板１２０と、第一電極１２１と有機化合物層１２２と第二電極１２３とを有する有機発光素子（１１１ａ、１１１ｂ）と、保護層１２４と、二種類のカラーフィルタと、カラーフィルタ保護層１２５と、を備えている。二種類のカラーフィルタは、具体的には、第一カラーフィルタ１１２ａと、第二カラーフィルタ１１２ｂである。図３の表示装置１００において、第一カラーフィルタ１１２ａは、基板１２０に垂直な方向の断面の形状が逆テーパー形状（第一カラーフィルタ１１２ａの観測者側となる上面領域が画素面側となる底面領域よりも広くなる形状）である。第二カラーフィルタ１１２ｂは、その断面形状が順テーパー形状（第二カラーフィルタ１１２ｂの画素面側となる底面領域が観察者側となる上面領域よりも広くなる形状）である。一方、また図３の表示装置１００において、第一カラーフィルタ１１２ａ及び第二カラーフィルタ１１２ｂとは、互いに密接した状態で設けられている。さらに図３の表示装置１００において、二種類のカラーフィルタ（１１２ａ、１１２ｂ）は、まずネガレジストを用いて第一カラーフィルタ１１２ａが形成され、次いで第二カラーフィルタ１１２ｂが形成される。

ここで第二画素１１０ｂが有する第二カラーフィルタ１１２ｂの断面形状は、順テーパー状である。このとき第二画素１１０ｂに含まれる有機発光素子１１１ｂから射出された光（ｈν_b）のうち斜め方向においては、第二カラーフィルタ１１２ｂを通過する光量に対して第一カラーフィルタ１１２ａを通過する光量の方が大きくなる。そうすると、第二カラーフィルタ１１２ｂで吸収させるべき不要な光が十分に吸収されないため、第二カラーフィルタ１１２ｂで透過される光の色以外の色が混ざった混色光が出力されることになる。そうすると、斜め方向から表示装置をみると、色ずれが生じてしまう。

以上より、従来の表示装置においては、順テーパー形状のカラーフィルタを有する画素においては、色ずれが問題となっていた。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高視野角、特に、斜め方向での色ずれが改善された表示装置を提供することである。

本発明の表示装置は、基板と、第一有機発光素子と、第二有機発光素子と、前記第一有機発光素子に対応する領域に設けられた第一カラーフィルタと、前記第二有機発光素子に対応する領域に設けられ第一カラーフィルタとは異なる色を透過する第二カラーフィルタと、を有する表示装置であって、
前記第一カラーフィルタの屈折率が、前記第二カラーフィルタの屈折率よりも大きく、
前記第一カラーフィルタと前記第二カラーフィルタとが接しており、
前記基板に垂直な方向で切断した時の断面における前記第一カラーフィルタと前記第二カラーフィルタとが接する部分において、前記第一カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度よりも大きく、前記第二カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度未満であることを特徴とする。

本発明によれば、高視野角、特に、斜め方向での色ずれが改善された表示装置を提供することができる。

即ち、本発明の表示装置では、基板に垂直な方向の断面形状が順テーパー状のカラーフィルタを有する画素は、混色の可能性が高い。ただし、この画素から出力される光のうち、隣接する画素が有するカラーフィルタを通過した光は低角度側に屈折する。このため、斜め方向の色ずれが改善される。一方、断面形状が逆テーパー状のカラーフィルタを有する画素から出力される光は、逆テーパー状のカラーフィルタから、隣接する順テーパー状のカラーフィルタに入射する時に高角度側に屈折する。また光が高角度側に屈折する際に全反射が起こる。そのため、混色が殆ど起こらず高視野角（特に、斜め方向）における色ずれの問題は起こらない。この結果、表示装置全体において高視野角における色ずれの問題を改善させることができる。

本発明の表示装置における第一の実施形態を示す断面模式図である。 本発明の表示装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。 有機発光素子ごとにカラーフィルタを備える表示装置の例を示す断面模式図である。

本発明の表示装置は、基板と、第一有機発光素子と、第二有機発光素子と、を有する。また本発明の表示装置は、基板と、この基板上に設けられ第一有機発光素子を有する第一画素と、第二有機発光素子第二画素と、を有する。即ち、本発明の表示装置は少なくとも二種類の画素を有している。ただし本発明において表示装置が有する画素の種類は二種類に限定されるものではない。

本発明の表示装置において、二種類の発光素子（第一有機発光素子、第二有機発光素子）に対応する領域には、それぞれカラーフィルタが設けられている。即ち本発明の表示装置において、第一有機発光素子に対応する領域には第一カラーフィルタが設けられている。また第二有機発光素子に対応する領域には、第一カラーフィルタとは異なる色を透過する第二カラーフィルタが設けられている。

本発明において、各画素が有するカラーフィルタは、以下に説明する特徴を有する。まず第一カラーフィルタの屈折率は、第二カラーフィルタの屈折率よりも大きい。また、第一カラーフィルタと第二カラーフィルタとが接している。さらに、基板に垂直な方向で切断した時の断面における第一カラーフィルタと第二カラーフィルタとが接する部分において、第一カラーフィルタの側面と基板とでなす角度が９０度よりも大きく、第二カラーフィルタの側面と基板とでなす角度が９０度未満である。

つまり、本発明においては、２種類のカラーフィルタが接する面を基板に垂直な方向で切断した時の断面における相対的に高い屈折率を有するカラーフィルタの断面形状は逆テーパー状である。一方、上記断面における相対的に低い屈折率を有するカラーフィルタの断面形状はテーパー状である。ここでテーパー（順テーパー）状とは、上記断面において、カラーフィルタの側面と基板とでなす角度が９０度未満であることをいう。一方、逆テーパー状とは、上記断面において、カラーフィルタの側面と基板とでなす角度が９０度よりも大きいことをいう。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。尚、図面において図示されなかったり以下の説明において記載されていなかったりする部分については、当該技術分野の周知又は公知技術を適用することができる。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の表示装置における第一の実施形態を示す断面模式図である。図１の表示装置１は、基板２０と、この基板２０上に設けられ互いに隣接する二種類の画素、即ち、第一画素１０ａと、第二画素１０ｂと、を有している。またこの二種類の画素（１０ａ、１０ｂ）は、互いに密接し、かつ交互に配置されている。尚、図１の表示装置１に含まれる二種類の画素（１０ａ、１０ｂ）は、表示装置の平面側から見てそれぞれマトリックス状に配列されている（不図示）。また、図１の表示装置１は、基板２０上に形成された有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）の上面側（基板２０と反対側）から光を取り出すトップエミッション型の表示装置である。

図１の表示装置１において、第一画素１０ａは、有機発光素子（第一有機発光素子１１ａ）と、第一カラーフィルタ１２ａとを有している。一方で、第二画素１０ｂは、有機発光素子（第二有機発光素子１１ｂ）と、第二カラーフィルタ１２ｂとを有している。本発明において、各画素（１０ａ、１０ｂ）には、有機発光素子が１つ設けられている。ここで各画素（１０ａ、１０ｂ）が出力する光の色は特に限定されるものではないが、その種類は異なっているため、図１の表示装置１は、二種類の光を出力することができる。

また図１の表示装置１を構成する二種類の有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）が設けられている領域（平面領域）の一部は発光領域である。具体的には、有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）が設けられている領域のうち、各有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）の構成部材である第一電極２１の平面領域が発光領域に該当する。

次に、図１の表示装置１の構成部材について説明する。

基板２０は、基材（不図示）と、この基材上に設けられ各有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）を独立した駆動を可能にする画素回路（不図示）と、を有している。ここで基板２０内に設けられる画素回路は、複数のトランジスタ（不図示）から構成されている。また基板２には、上記トランジスタと第一電極２１との間に設けられる層間絶縁膜（不図示）と、上記トランジスタと第一電極２１とを電気的に接続するためのコンタクトホールがそれぞれ設けられている。基材は、ガラス、プラスチック、金属等を用いることができる。また用いる基材は、透明でもあってもよいし、不透明であってもよい。

有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）は、基板２０上に設けられる第一電極２１と、有機化合物層１４と、第二電極１５と、がこの順で積層されてなる電子素子である。

有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）を構成する第一電極２１がアノード電極である場合、第一電極２１の構成材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の導電性の金属材料が挙げられる。また第一電極２１がアノード電極である場合、上述した導電性の金属材料からなる層と、ホール注入特性に優れたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ；Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料からなる層と、から構成される積層体としてもよい。

第一電極２１間の距離が大きいほど断面形状が順テーパー状のカラーフィルタを有する画素から出力される光のうち、隣接する画素を通過する光の基板に対する角度は小さくなる。このため、斜め方向の色ずれが改善されるが、第一電極２１間の距離を大きくすると、第一電極２１の面積が減少することにより有機発光素子の寿命が悪化する。あるいは有機発光素子の消費電力が増加するといった弊害が生じる。またこれら弊害は、表示装置が高精細になるほど顕著になる。従って、第一電極２１間の距離は１μｍ乃至３μｍ程度が好ましい。

尚、ここで言う電極間距離とは、二種類の画素（１０ａ、１０ｂ）間の実質的に有機発光素子からの光線が発せられなくなる領域の幅を意味する。例えば、アノード電極間にアノード電極を覆うようにバンク等が存在するような場合では、バンク等で覆われていない電極表面の端部から端部までの距離が電極間距離に該当する。

有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）を構成する有機化合物層２２は、少なくとも発光層を有する単層又は複数層からなる積層体である。ここで有機化合物層２２が複数層からなる積層体である場合、具体的な層構成として、例えば、下記（ｉ）及び（ｉｉ）にて示される構成が挙げられる。ただし本発明において、有機化合物層の構成は、下記（ｉ）及び（ｉｉ）に限定されるものではない。
（ｉ）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層
（ｉｉ）正孔輸送層／発光層／電子輸送層

有機化合物層２２の構成材料（有機発光材料、電荷輸送性材料、電荷注入性材料）としては、公知の材料を使用することができる。

尚、図１の表示装置１を構成する有機化合物層２２は、各画素（１０ａ、１０ｂ）ごとに共通する層として形成されているが、本発明ではこれに限定されるものではない。

第一電極２１がアノード電極である場合、有機発光素子（１１ａ、１１ｂ）を構成する第二電極２３は、カソード電極として機能する。尚、図１の表示装置１を構成する第二電極２３は、画素（１０ａ、１０ｂ）ごとに共通する層として形成されているが、本発明ではこれに限定されるものではない。また上述したように、図１の表示装置１がトップエミッション型の表示装置である場合、有機化合物層２２を構成する発光層（不図示）から出力された光を素子の外部に取り出し可能にするために第二電極２３を半反射性の電極或いは光透過性の電極とする。尚、半反射性とは、素子内部から出力された光の一部を反射させる一方で残りを透過させることを意味し、具体的には、可視光に対して反射率が２０％乃至８０％の範囲にあるものをいう。一方、光透過性とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。

ここで、素子内部での干渉効果を高める目的で第二電極２３を半反射性の電極とする場合、第二電極２３は、具体的には、Ａｇ、ＡｇＭｇ等の電子注入性に優れた導電性金属材料を膜厚２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲で成膜された電極薄膜とする。

図１の表示装置１において、第二電極２３上には、空気中の酸素や水分から有機発光素子を保護するために保護層２４が形成されている。保護層２４は、例えば、窒化珪素をプラズマＣＶＤ法により堆積することにより形成可能である。保護層２４の膜厚は、薄ければ薄いほど断面形状が順テーパー状のカラーフィルタを有する画素から出力される光のうち、隣接する画素を通過する光の基板に対する角度が小さくなるため、斜め方向の色ずれが改善される。ただし、空気中の酸素や水分からの保護を考慮すると、２μｍ以上４μｍ以下が好ましい。

図１の表示装置１において、保護層２４上には、カラーフィルタが設けられている。具体的には、第一画素１０ａに対応する領域に第一カラーフィルタ１２ａが、第二画素１０ｂに対応する領域に第二カラーフィルタ１２ｂが、それぞれ設けられている。

図１の表示装置１において、第一カラーフィルタ１２ａは、基板に垂直な方向における断面形状が逆テーパー状である一方で、第二カラーフィルタ１２ｂは、上記方向における断面形状が順テーパー状である。また図１の表示装置１において、第一カラーフィルタ１２ａと第二カラーフィルタ１２ｂとは直接的に（物理的に）接している。このため、基板２０に垂直な方向における断面において、第一カラーフィルタ１２ａの側面と基板２０とでなす角度は９０度より大きく、第二カラーフィルタ１２ｂの側面と基板２０とでなす角度は９０度未満である。また各カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）は、それぞれ平面の形状がストライプ状である。

本発明において、図１の表示装置１を構成する第一カラーフィルタ１２ａの屈折率は、第二カラーフィルタ１２ｂの屈折率よりも大きい。以下に、図１の表示装置１を具体例として、二種類のカラーフィルタの屈折率の大小関係によって生じる作用効果について説明する説明する。

図１には、第一画素１０ａに含まれる第一有機発光素子１１ａから発せられる光線（ｈν₁）及び第二画素１０ｂに含まれる第二有機発光素子１１ｂから発せられる光線（ｈν₂）の軌跡が示されている。尚、この二種類の光線（ｈν₁、ｈν₂）は、表示装置外部へある角度（例えば、ディスプレイ等の光学機器において必要な最大視野角）へ出射する光がカラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）をどのような軌跡で通過するかをも示している。

ここで第一カラーフィルタ１２ａは断面の形状が逆テーパー状であるので、必要視野角の範囲内で第一有機発光素子１１ａから発せられる光線（ｈν₁）は、その多くが第一カラーフィルタ１２ａのみを通過する。仮に、光線（ｈν₁）の一部が第一カラーフィルタ１２ａと第二カラーフィルタ１２ｂとの界面に到達したとしても、当該界面への光の入射角と両カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）の屈折率差から、当該界面においてほとんど全反射が起こる。このため、隣接する第二カラーフィルタ１２ｂ内に進行する光はほとんどない。

一方、第二カラーフィルタ１２ｂは断面の形状が順テーパー状であるので、第二有機発光素子１１ｂから発せられる光線の一部（例えば、図１中の光線ｈν₂’）は、第二カラーフィルタ１２ｂと第一カラーフィルタ１２ａとの界面を通過することがある。しかしこの界面に到達した光は、両カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）の屈折率差から、第二カラーフィルタ１２ｂに隣接する第一カラーフィルタ１２ａの方向に屈折する。この屈折により、両カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）間の界面に到達した光がカラーフィルタ保護層２５から出射する際にはその出射角が上記必要視野角の範囲から外れることとなる。このため、第二有機発光素子１１ｂから発せられる光線のうち上記必要視野角の範囲に含まれるものは第二カラーフィルタ１２ｂの上面又は上端部近辺から出射される光（例えば、図１中のｈν₂）に限定されることになる。ここで第二カラーフィルタ１２ｂの上面から出射される光は、第二カラーフィルタ１２ｂのみを通過した光であるので、この光について色ずれの問題は起こらない。一方、第二カラーフィルタ１２ｂの上端部近傍から出射される光（ｈν₂）は、わずかに第一カラーフィルタ１２ａを通過することがあるが、第二カラーフィルタ１２ｂ内の光線の通過距離が大きいため、これによって生じる色ずれは小さいものとなる。

このように本発明では、両カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）において特定の屈折率差をつけることによって従来から問題となっていた高視野角における色ずれの問題を低減することができる。

本発明において、各カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）は、例えば、樹脂材料等に顔料を混ぜたものを構成材料として使用し、フォトリソグラフィーにより所望の形状に順次形成することが可能である。ネガ型のレジストでカラーフィルタを形成すると、断面形状が逆テーパー状のカラーフィルタが形成される。ここで断面形状が逆テーパー状のカラーフィルタにおいて、テーパー角（逆テーパー角）は、好ましくは、１００度以上１２０度以下である。一方、断面形状が逆テーパー状のカラーフィルタを形成した後に、このカラーフィルタに接するようにカラーフィルタを形成すると、断面形状が順テーパー状のカラーフィルタが形成される。ここで断面形状が逆テーパー状のカラーフィルタにおいて、テーパー角（順テーパー角）は、好ましくは、６０度以上８０度以下である。また、各カラーフィルタの膜厚は正面の色度が所望の色度になるよう適時調整し、例えば本実施形態においては２μｍである。

各カラーフィルタの屈折率（１２ａ、１２ｂ）は、１．４以上２．０以下であることが好ましい。また、上記の順テーパー角が６０度以上８０度以下（逆テーパー角が１００度以上１２０度以下）である構成では、以下に説明する方法で屈折率を設定するのが好ましい。

本発明において、相対的に低い屈折率を有するカラーフィルタの屈折率と相対的に高い屈折率を有するカラーフィルタの屈折率との比の範囲は、好ましくは、１：１．００１乃至１：１．３００である。より好ましくは、１：１．０１０乃至１：１．３００である。さらに好ましくは、１：１．０５０乃至１：１．３００である。屈折率の比が大きいほど本発明の効果は大きくなるが、カラーフィルタの屈折率は、材料そのものの屈折率等の理由によりある程度限界がある。このため実質的には、相対的に低い屈折率を有するカラーフィルタの相対屈折率を１とすると、相対的に高い屈折率を有するカラーフィルタの相対屈折率は１．３００程度が限界である。

尚、各カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）の屈折率は、主に、カラーフィルタのバインダーとなる材料を変えることにより容易に変えることができる。例えば、屈折率の高いものでは、ポリイミド樹脂材料、ノボラック樹脂材料等の高屈折率の樹脂材料をバインダーとして利用することができる。上記高屈折率の樹脂材料を使用したカラーフィルタの屈折率は１．６乃至２．０程度である。一方、屈折率の低いものでは、アクリル樹脂材料等の低屈折率の樹脂材料をバインダーとして利用することができる。上記低屈折率の樹脂材料を使用したカラーフィルタの屈折率は１．４乃至１．８程度である。

各カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）上には、各カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）を保護する目的でカラーフィルタ保護層２５が形成されている。カラーフィルタ保護層２５は熱硬化樹脂を成膜、加熱することで形成可能である。

［第二の実施形態］
以上説明した実施形態（第一の実施形態）では、カラーフィルタが２種類の系である。ただし本発明において、カラーフィルタの種類は２種類に限定されず３種類以上であってもよく容易に応用できる。また、第二の実施形態において、材料、膜厚等の、特に明記していないものについては第一の実施形態と同様にしてもよい。

図２は、本発明の表示装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。図２の表示装置２は、基板２０上に、三種類の画素、即ち、第一画素３０ａと、第二画素３０ｂと、第三画素３０ｃとを有している。図２の表示装置２において、第一画素３０ａは、有機発光素子（第一有機発光素子３１ａ）と、第一カラーフィルタ３２ａとを有している。図２の表示装置２において、第二画素３０ｂは、有機発光素子（第二有機発光素子３１ｂ）と、第二カラーフィルタ３２ｂとを有している。図２の表示装置２において、第三画素３０ｃは、有機発光素子（第三有機発光素子３１ｃ）と、第三カラーフィルタ３２ｃとを有している。尚、各有機発光素子（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）は、第一電極４１と、有機化合物層４２と、第二電極４３と、を有している。また図２の表示装置２は、各有機発光素子と各カラーフィルタとの間に、有機発光素子に外部から水分や酸素が侵入することを防ぐための保護層４４が、各画素共通に形成されている。また、各カラーフィルタの上には、カラーフィルタ保護層４５が各カラーフィルタ共通に形成されている。三種類のカラーフィルタは、互いに異なる色の光を透過する。具体的には、この三種類のカラーフィルタ（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）は、それぞれ青色、緑色又は赤色の光を透過するカラーフィルタである。尚、本発明においては、各カラーフィルタ（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）が透過する光の色の組合せは特に限定されない。また有機化合物層４２は、白色を発光する。

図２の表示装置２において、第一カラーフィルタ３２ａの断面形状は、逆テーパー状であり、第二カラーフィルタ３２ｂの断面形状は、順テーパー状である。また第一カラーフィルタ３２ａと第二カラーフィルタ３２ｂとの間に配置される第三カラーフィルタ３２ｃの断面形状は、隣接するカラーフィルタ（３２ａ、３２ｂ）の断面形状によってテーパーと逆テーパーとを有する台形状又は平行四辺形状となる。

図２の表示装置２において、第一カラーフィルタ３２ａは、第二カラーフィルタ３２ｂと第三カラーフィルタ３２ｃとに直接的に（物理的に）接している。図２の表示装置２において、第二カラーフィルタ３２ｂは、第三カラーフィルタ３２ｃと第一カラーフィルタ３２ａとに直接的に（物理的に）接している。図２の表示装置２において、第三カラーフィルタ３２ｃは、第一カラーフィルタ３２ａと第二カラーフィルタ３２ｂとに直接的に（物理的に）接している。

図２の表示装置２では、第一カラーフィルタ３２ａ、第三カラーフィルタ３２ｃ、第二カラーフィルタ３２ｂの順に屈折率を高くすることで、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。

第一の実施形態と同様に、２つのカラーフィルタが接する面を基板に垂直な方向で切断した時の断面において、相対的に高い屈折率を有するカラーフィルタの断面形状は、逆テーパー状である。一方、相対的に低い屈折率を有するカラーフィルタの断面形状は、テーパー状である。具体的には、基板２０に垂直な方向における断面において、第一カラーフィルタ３２ａと第二カラーフィルタ３２ｂとの接触部分では、第一カラーフィルタ３２ａの側面と基板４０とでなす角度は９０度より大きい。一方、第二カラーフィルタ３２ｂの側面と基板４０とでなす角度は９０度未満である。第二カラーフィルタ３２ｂと第三カラーフィルタ３２ｃとの接触部分では、第三カラーフィルタ３２ｃの側面と基板４０とでなす角度は９０度より大きく、第二カラーフィルタ３２ｂの側面と基板４０とでなす角度は９０度未満である。第一カラーフィルタ３２ａと第三カラーフィルタ３２ｃとの接触部分では、第一カラーフィルタ３２ａの側面と基板４０とでなす角度は９０度より大きく、第三カラーフィルタ３２ｃの側面と基板４０とでなす角度は９０度未満である。

まず、第二画素３０ｂを構成する第二有機発光素子３１ｂから発せられる光について説明する。第二画素３０ｂに含まれる第二カラーフィルタ３２ｂは、図１の表示装置を構成する第二カラーフィルタ１２ｂと同様に断面形状が順テーパー状である。このため、第三カラーフィルタ１２ｃは、図１の表示装置を構成する第二カラーフィルタ１２ｂと同様の作用効果を奏することとなる。即ち、第二有機発光素子３１ｂから発せられる光線のうち上記必要視野角の範囲に含まれるものは第二カラーフィルタ３２ｂの上面又は上端部近辺から出射される光（例えば、図２中のｈν₁₁）に限定されることになる。これにより、高視野角における色ずれの問題は改善されることとなる。

次に、第三画素３０ｃを構成する第三有機発光素子３１ｃから発せられる光について説明する。図２の表示装置２において、第三カラーフィルタ３２ｃは、第三カラーフィルタ３２ｃと第二カラーフィルタ３２ｂとが接する側では逆テーパー部を有している。また第三カラーフィルタ３２ｃの屈折率が第二カラーフィルタ３２ｂのよりも大きいので、第三有機発光素子３１ｃから発せられる光のうち、第二画素３０ｂ方向へ進行する光線（ｈν１２）は、そのほとんどが第三カラーフィルタ１２ｃのみを通過する。

一方、第三カラーフィルタ３２ｃは、第三カラーフィルタ３２ｃと第一カラーフィルタ３２ａとが接する側の断面形状は順テーパーであり、第三カラーフィルタ３２ｃの屈折率は第一カラーフィルタ３２ａのよりも小さい。そうすると、第三有機発光素子３１ｃから発せられる光のうち、第一画素３０ａ方向へ進行する光線の一部（例えば、図２中のｈν₁₃’）は、第三カラーフィルタ３２ｃと第一カラーフィルタ３２ａとの界面を通過することがある。しかしこの界面に到達した光は、両カラーフィルタ（３２ａ、３２ｃ）の屈折率差から、第三カラーフィルタ３２ｃに隣接する第一カラーフィルタ３２ａの方向に屈折する。この屈折により、両カラーフィルタ（３２ａ、３２ｃ）間の界面に到達した光がカラーフィルタ保護層４５から出射する際にはその出射角が必要視野角の範囲から外れることとなる。このため、第三有機発光素子３１ｃから発せられる光線のうち必要視野角の範囲に含まれるもの（ｈν１３）は第三カラーフィルタ３２ｃの上面又は上端部近辺から出射される光に限定されることになる。

光線ｈν₁₂、光線ｈν₁₃のいずれにおいても必要視野角の範囲において第三画素３０ｃから出力される光は、そのほとんどが第三カラーフィルタ３２ｃのみを通過した光線になるので、高視野角における色ずれの問題は改善されることとなる。

ところで上述したように、フォトリソプロセスを利用してネガ型レジストでカラーフィルタを形成する場合、最初に形成されるカラーフィルタの断面形状が逆テーパー状になりやすい傾向にある。これを考慮すると、図２の表示装置２を構成するカラーフィルタ（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）は、第一カラーフィルタ３２ａ、第三カラーフィルタ３２ｃ、第二カラーフィルタ３２ｂの順番で形成するのが好ましい。

この場合でも、断面形状に逆テーパーを有するカラーフィルタにおいて、このカラーフィルタが有するテーパー角（逆テーパー角）は１００度以上１２０度以下とする。一方、断面形状に逆テーパーを有するカラーフィルタを形成した後に他の種類のカラーフィルタを形成すると、後で形成されたカラーフィルタは断面形状に順テーパーを有するカラーフィルタになる。ここで断面形状に順テーパーを有するカラーフィルタにおいて、このカラーフィルタが有するテーパー角（順テーパー角）は６０度以上８０度以下とする。

また各カラーフィルタの膜厚は、正面の色度が所望の色度になるよう適時調整し、例えば本実施形態においては２μｍである。

各カラーフィルタの屈折率は、１．４以上２．０以下であることが好ましい。また、第二カラーフィルタ（低屈折率側）の屈折率と第一カラーフィルタ（高屈折率側）の屈折率との比の範囲は、第一の実施形態と同様に、好ましくは、１：１．００１乃至１：１．３００である。より好ましくは、１：１．０１０乃至１：１．３００である。さらに好ましくは、１：１．０５０乃至１：１．３００である。さらに、第二カラーフィルタ（低屈折率側）の屈折率と第三カラーフィルタ（高屈折率側）の屈折率の比の範囲は、好ましくは、１：１．００１乃至１：１．１５０である。より好ましくは、１：１．０１０乃至１：１．１５０以下である。さらに好ましくは、１：１．０５０乃至１：１．１５０である。屈折率の比が大きいほど本発明の効果は大きくなるが、カラーフィルタの屈折率は、材料そのものの屈折率等によりある程度限界がある。このためカラーフィルタが３種類になり各画素において同等の効果を得る場合には、低屈折率側の相対屈折率が１である場合における高屈折率側の相対屈折率は１．１５０程度が限界である。さらに、第三カラーフィルタ（低屈折率側）の屈折率と第一カラーフィルタ（高屈折率側）の屈折率との比の範囲は、好ましくは、１：１．００１乃至１：１．１５０である。より好ましくは、１：１．０１０乃至１：１．１５０である。さらに好ましくは、１：１．０５０乃至１：１．１５０である。

本発明は、上述した趣旨を逸脱しない限り、以上に説明した実施形態に限られることはなく、種々の応用・変形が可能である。

［実施例１］
図１に示される表示装置１を、以下に示す方法により作製した。尚、本実施例で作製した表示装置に含まれる各画素のピッチを１２μｍ×６μｍとした。

（１）第一電極付基板の作製工程
シリコン基板上に、ＴＦＴを含む画素回路（不図示）を形成した後、この画素回路上にＳｉＯからなる層間絶縁膜を形成して基板２０を作製した。次に、スパッタリング法により、基板２上にＴｉを成膜してＴｉ膜を形成した。このときＴｉ膜の膜厚を５０ｎｍとした。次に、このＴｉ膜を画素毎にパターニングを行うことでアノード電極（第一電極２１）を形成した。このとき第一電極２１の露出部の大きさを９μｍ×４μｍとした。この場合第一電極２１間の距離は２μｍであった。次に、第一電極２１が形成されている基板２を、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄を行った。

（２）有機化合物層の形成工程
次に、真空蒸着法により、少なくとも第一電極２１上に有機化合物層２２を形成した。以下にその具体的な方法を説明する。

まず、ホール輸送層をすべての画素に共通する層として膜厚８７ｎｍで成膜した。このときホール輸送層を形成する際の真空度を１×１０^-4Ｐａとし、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃとした。

次に、第一電極２１の露出部に対応する領域に開口を有するシャドーマスクを用いて、ホール輸送層上であって第一電極２１の露出部に対応する領域に、白色発光層を膜厚３０ｎｍで成膜した。

次に、白色発光層上又はホール輸送層上に、バソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を成膜して電子輸送層を形成した。このとき電子輸送層の膜厚を１０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１×１０^-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。また電子輸送層は、すべての画素に共通する層として形成した。

次に、電子輸送層上に、ＢｐｈｅｎとＣｓ₂ＣＯ₃とを共蒸着（重量比；Ｂｐｈｅｎ：Ｃｓ₂ＣＯ₃＝９０：１０）して電子注入層を形成した。このとき電子注入層の膜厚を４０ｎｍとし、蒸着時の真空度を３×１０^-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。また電子注入層は、すべての画素に共通する層として形成した。

（３）第二電極の形成工程
次に、有機化合物層２２まで形成された基板を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動した。次に、スパッタ法により、電子注入層上に、酸化インジウムと酸化亜鉛との混合物からなる透明電極薄膜を成膜してカソード電極（第二電極２３）を形成した。このとき第二電極２３の膜厚を１００ｎｍとした。

（４）保護層の形成工程
次に、ＳｉＨ₄ガス、Ｎ₂ガス及びＨ₂ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、第二電極１４上に窒化珪素からなる保護層２４を成膜した。このとき保護層２４の膜厚を２μｍとした。尚、保護層１５の屈折率は１．９６であった。

（５）カラーフィルタの形成工程
次に、緑色顔料とマトリックスであるポリイミド系材料とを溶媒と共に混合して緑色カラーフィルタ材料を調製した。次に、保護層２４上に緑色カラーフィルタ材料を塗布して、スピンコーターを用いて薄膜を成膜した。このとき成膜した薄膜の膜厚は２μｍであった。次に、ピッチ１２μｍで幅６μｍのストライプ状のフォトマスクを用い、露光、現像を行い薄膜を加工することによって、断面が逆テーパー状である第一カラーフィルタ１２ａを形成した。このとき第一カラーフィルタ１２ａの屈折率は１．７であり、保護層２４の表面に対するテーパー角は１１０°であった。

次に、赤色顔料とマトリックスであるアクリル系材料とを溶媒と共に混合して赤色カラーフィルタ材料を調製した。次に、少なくとも保護層２４上に赤色カラーフィルタ材料を塗布して、スピンコーターを用いて薄膜を成膜した。このとき成膜した薄膜の膜厚は２μｍであった。ピッチ１２μｍで幅６μｍのストライプ状のフォトマスクを用い、露光、現像を行い薄膜を加工することによって、断面が順テーパー状である第二カラーフィルタ１２ｂを形成した。このとき第二カラーフィルタ１２ｂの屈折率は１．５であり、保護層２４表面に対するテーパー角は７０°であった。即ち、本実施例において、隣接するカラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）の隣接面のテーパー角度は、水平方向に対して７０°であった。

（６）カラーフィルタ保護層の形成工程
次に、カラーフィルタ（１２ａ、１２ｂ）上に、粘度２００ｃｐ、屈折率１．５の熱硬化性樹脂を、スピンコーターにて塗布して薄膜を成膜した。次に、ホットプレートを用いて１２０℃で１０分加熱して薄膜を硬化させることによりカラーフィルタ保護層２５を形成した。このときカラーフィルタ保護層２５の膜厚は５μｍであった。以上の工程により図１の表示装置１を作製した。

尚、以上に説明した製造プロセスでは、第一カラーフィルタ１２ａを緑色カラーフィルタとし、第二カラーフィルタ１２ｂを赤色カラーフィルタとしているが、本発明ではこれに限定されるものではない。つまり、本発明においては、第一カラーフィルタ１２ａ及び第二カラーフィルタ１２ｂの組合せは、理論上、下記表１に示されるように６通り考えられる。

ここで本実施例では、使用する顔料を適宜選択して、表１に示される６つのタイプに対応した表示装置をそれぞれ作製した。

［比較例１］
実施例１において、第一カラーフィルタのマトリックスをアクリル系材料に変更した以外は、実施例１と同様の方法により表示装置を作製した。

［表示装置の評価］
作製した表示装置について、正面の色度（正面色度）及び正面から３０°の色度（３０°色度）を測定した。尚、正面から３０°の位置で測定を行っているのはデジタルカメラのＥＶＦ等のように比較的小型で必要視野角の小さい用途を考慮したものである。結果を表２乃至表７に示す。尚、表２乃至表７は、正面及び正面から３０°においてそれぞれ測定した光の色度座標（ＣＩＥｘｙ色度座標系、Ｕ’Ｖ’座標系）及び正面から正面から３０°へ移動したときの色度変化（ΔＵ’Ｖ’：Ｕ’Ｖ’座標での距離）を示すものである。

表２乃至表７から明らかなように、実施例１の表示装置は、比較例１の表示装置と比較して色ずれの指標であるΔＵ’Ｖ’が改善していることがわかった。

本発明の表示装置は、良好な視野角特性が要求されるモバイル用途、例えば、デジタルカメラの背面モニタ、携帯電話用ディスプレイ等として利用することが可能である。また、拡大光学系と組み合わせた、ヘッドマウントディスプレイやデジタルカメラのＥＶＦとしての利用も有用である。

１（２）：表示装置、１０ａ（３０ａ）：第一画素、１１ａ（３１ａ）：第一有機発光素子、１２ａ（３２ａ）：第一カラーフィルタ、１０ｂ（３０ｂ）：第二画素、１１ｂ（３１ｂ）：第二有機発光素子、１２ｂ（３２ｂ）：第二カラーフィルタ、２０（４０）：基板、２１（４１）：第一電極、２２（４２）：有機化合物層、２３（４３）：第二電極、２４（４４）：保護層、２５（４５）：カラーフィルタ保護層、３０ｃ：第三画素、３１ｃ：第三有機発光素子、３２ｃ：第三カラーフィルタ

Claims (18)

1. 基板と、第一有機発光素子と、第二有機発光素子と、前記第一有機発光素子に対応する領域に設けられた第一カラーフィルタと、前記第二有機発光素子に対応する領域に設けられ第一カラーフィルタとは異なる色を透過する第二カラーフィルタと、を有する表示装置であって、
   前記第一カラーフィルタの屈折率が、前記第二カラーフィルタの屈折率よりも大きく、
   前記第一カラーフィルタと前記第二カラーフィルタとが接しており、
   前記基板に垂直な方向で切断した時の断面における前記第一カラーフィルタと前記第二カラーフィルタとが接する部分において、前記第一カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度よりも大きく、前記第二カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度未満であることを特徴とする、表示装置。
2. 前記第一カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、１００度以上１２０度以下であり、
   前記第二カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、６０度以上８０度以下であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．００１乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０１０乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０５０乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記第一カラーフィルタが、ポリイミド樹脂又はノボラック樹脂を含むことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記第二カラーフィルタが、アクリル樹脂を含むことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. さらに、第三有機発光素子と、前記第三有機発光素子に対応する領域に設けられた第三カラーフィルタと、を有し、
   前記第三カラーフィルタの屈折率が、前記第一カラーフィルタの屈折率より小さく、かつ前記第二カラーフィルタの屈折率よりも大きく、
   前記第三カラーフィルタが、前記第一カラーフィルタと前記第二カラーフィルタとにそれぞれ接しており、
   前記断面における前記第一カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第一カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度よりも大きく、前記第三カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度未満であり、
   前記断面における前記第二カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第三カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度よりも大きく、前記第二カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が９０度未満であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
9. 前記第一カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第一カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、１００度以上１２０度以下であり、
   前記第二カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第三カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、１００度以上１２０度以下であり、
   前記第一カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第三カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、６０度以上８０度以下であり、
   前記第二カラーフィルタと前記第三カラーフィルタとが接する部分において、前記第二カラーフィルタの側面と前記基板とでなす角度が、６０度以上８０度以下であることを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．００１乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項８又は９に記載の表示装置。
11. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０１０乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の表示装置。
12. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０５０乃至１：１．３００であることを特徴とする、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の表示装置。
13. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第三カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．００１乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置。
14. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第三カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０１０乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の表示装置。
15. 前記第二カラーフィルタの屈折率と前記第三カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０５０乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の表示装置。
16. 前記第三カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．００１乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の表示装置。
17. 前記第三カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０１０乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１６のいずれか一項に記載の表示装置。
18. 前記第三カラーフィルタの屈折率と前記第一カラーフィルタの屈折率との比の範囲が、１：１．０５０乃至１：１．１５０であることを特徴とする、請求項８乃至１７のいずれか一項に記載の表示装置。

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