JP2018067411A - 発光素子、表示装置、および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色純度に優れた発光素子を有し、色再現性の高い表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板上の第１の発光素子と、基板上に位置し、第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有する表示装置が提供される。第１の発光素子と第２の発光素子は、第１の電極と、第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、第２の電極上の光学調整層を有する。第１の発光素子上の光学調整層の屈折率は、第２の発光素子上の光学調整層の屈折率と異なる。第１の材料は、光照射前後で組成が同一であり、化学構造が異なってもよい。あるいは、第１の材料は、光照射前後で組成が同一であり、層構造が異なってもよい。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態の一つは、発光素子、発光素子を含む表示装置、および表示装置の製造方法に関する。

表示装置の一例として、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が挙げられる。有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された複数の画素内の各々に有機発光素子（以下、発光素子）を有している。発光素子は一対の電極（陰極、陽極）間に有機化合物を含む層（以下、有機層、あるいはＥＬ層と記す）を有しており、一対の電極間に電流を供給することで駆動される。表示素子が与える色はＥＬ層内の発光材料によって主に決定され、発光材料を適宜選択することによって種々の色の発光を得ることができる。異なる発光色を与える発光素子を基板上に複数配置することで、フルカラーの映像を再現することが可能となる。

発光素子の発光色は、発光素子内における光の干渉効果を利用して調整することもできる。例えば特許文献１や２では、発光素子の一方の電極に光学調整層を設け、これによって発光素子内からの発光の共振を制御し、発光強度や発光色の調整を行うことが開示されている。

特開２０１３−５１１５５号公報 特開２００９−１８７７４８号公報

本発明は、色純度に優れた発光素子を有し、色再現性の高い表示装置を提供することを一つの目的とする。あるいは、これらの表示装置を低コストで製造可能な方法を提供することを一つの目的とする。

本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上の第１の発光素子と、基板上に位置し、第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有する表示装置である。第１の発光素子と第２の発光素子は、第１の電極と、第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、第２の電極上の光学調整層を有する。第１の発光素子上の光学調整層と第２の発光素子上の光学調整層とは、連続して一体に配置されており、第１の発光素子上の光学調整層の屈折率は、第２の発光素子上の光学調整層の屈折率と異なる。

本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造方法である。この製造方法は、第１の画素と、第１の画素に隣接する第２の画素内にそれぞれ第１の電極を形成すること、第１の画素の第１の電極上と第２の画素の第１の電極上とにＥＬ層を形成すること、ＥＬ層上に第２の電極を形成すること、第２の電極上に、第１の画素と第２の画素に共有される光学調整層を形成することを含む。光学調整層は、第１の画素と第２の画素間で屈折率が異なる。

本発明の実施形態の表示素子の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置に含まれる表示素子の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の発光スペクトルを説明する図。 本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の発光スペクトルを説明する図。 本発明の実施形態の表示装置の模式的斜視図。 本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。 本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

本発明において、ある一つの膜に対してエッチングや光照射を行って複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。

本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

（第１実施形態）
［１．発光素子の構造］
図１（Ａ）は、第１実施形態の発光素子１００の模式的な断面図である。発光素子１００は基板１０２と対向基板１０４の間に配置され、封止剤１０６によって封止される。図１（Ａ）では基板１０２と対向基板１０４間には一つの発光素子１００のみが描かれているが、複数の発光素子１００を基板１０２と対向基板１０４の間に設けることができる。

発光素子１００は一対の電極（第１の電極１１０、第２の電極１１２）とこれらに挟持されるＥＬ層１２０を有する。図１（Ａ）では、第１の電極１１０と基板１０２が接しているが、第１の電極１１０と基板１０２間には種々の絶縁膜、あるいは第１の電極１１０や第２の電極１１２に電源を供給するための配線などが形成されていてもよい。

第１の電極１１０、第２の電極１１２は、一方が可視光を透過するように、他方は可視光を反射するように構成される。また、第１の電極１１０、第２の電極１１２のうちいずれかは陽極として機能し、他方は陰極として機能する。本実施形態では、第１の電極１１０は可視光を反射する陽極として、第２の電極１１２は可視光を透過する陰極として機能する例を用いて説明を行う。この場合、第１の電極１１０は、銀やアルミニウムなどの反射率の高い金属やその合金を用いて形成することができる。あるいはこれらの金属や合金を含む膜上に、透光性を有する導電性酸化物の膜を形成してもよい。導電性酸化物としてはインジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛（ＩＺＯ）などが挙げられる。第２の電極１１２としては、アルミニウムやマグネシウム、銀などの金属やこれらの合金を含み、可視光が透過する程度の厚さを有する金属薄膜を用いることができる。あるいは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透光性を有する導電性酸化物を用いてもよい。上述した金属薄膜を第２の電極１１２として用いる場合、金属薄膜上に透光性を有する導電性酸化物を積層してもよい。

ＥＬ層１２０の構成は任意であり、異なる機能を有する複数の層で構成することができる。図１（Ａ）に示した発光素子１００では、ＥＬ層１２０は、正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４、発光層１２６、電子輸送層１２８、電子注入層１３０を有している。各層は単層構造を有してもよく、あるいは異なる材料の積層によって形成されていてもよい。あるいは、ＥＬ層１２０はこれらの層の全てを有する必要はない。また、他の機能を有する層をさらに有していてもよく、例えば正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層などを含んでもよい。逆に、一つの層が二つの層の機能を兼ねていてもよい。

第１の電極１１０と第２の電極１１２間に電位差を与えることにより、前者からは正孔が、後者からは電子がＥＬ層１２０へ注入される。正孔は正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４を経由して発光層１２６へ輸送される。一方、電子は電子注入層１３０、電子輸送層１２８を経由して発光層１２６へ輸送される。発光層１２６内で正孔と電子が再結合し、発光層１２６内に含まれる発光材料の励起状態が形成される。この励起状態が基底状態に緩和する際、励起状態と基底状態のエネルギー差に相当する波長の光が放出され、発光素子１００からの発光として観測することができる。

正孔注入層１２２にはホールが注入しやすい、すなわち酸化されやすい（電子供与性の）化合物を用いることができる。換言すると最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）準位の浅い化合物を用いることができる。例えばベンジジン誘導体やトリアリールアミンなどの芳香族アミン、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン誘導体などを用いることができる。あるいは、ポリチオフェンやポリアニリン誘導体などの高分子材料を用いることができ、一例としてポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などが挙げられる。あるいは、上述した芳香族アミンやカルバゾール誘導体、あるいは芳香族炭化水素などの電子供与性化合物と電子受容体との混合物を用いてもよい。電子受容体としては、例えば酸化バナジウムや酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物や、含窒素ヘテロ芳香族化合物、シアノ基などの強い電子吸引機を有する芳香族化合物などが挙げられる。

正孔輸送層１２４は正孔注入層１２２に注入された正孔を発光層１２６へ輸送する機能を有し、正孔注入層１２２で使用可能な材料と同様あるいは類似する材料を用いることができる。例えば、正孔注入層１２２と比較して、ＨＯＭＯ順位が深いが、その差が約０．５ｅＶあるいはそれ以下の材料を用いることができる。典型的には、ベンジジン誘導体などの芳香族アミンを用いることができる。

発光層１２６は、単一の化合物で形成されていてもよく、あるいはいわゆるホスト―ドープ型の構成を有していもよい。ホスト―ドープ型の場合、ホスト材料としては、例えばスチルベン誘導体、アントラセン誘導体などの縮合芳香族化合物、カルバゾール誘導体、ベンゾキノリノールを基本骨格として有する配位子を含む金属錯体、芳香族アミン、フェナントロリン誘導体などの含窒素ヘテロ芳香族化合物などを用いることができる。ドーパントとしては、クマリン誘導体、ピラン誘導体、キノクリドン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体などの蛍光材料、あるいはイリジウム系オルトメタル錯体などの燐光材料を用いることができる。発光層１２６を単一の化合物で構成する場合、上述したホスト材料を用いることができる。

電子輸送層１２８は、第２の電極１１２から電子注入層１３０を介して注入される電子を発光層１２６へ輸送する機能を有する。電子輸送層１２８には、還元されやすい（電子受容性の）化合物を用いることができる。換言すると、最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）準位の浅い化合物を用いることができる。例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムなどのベンゾキノリノールを基本骨格として有する配位子を含有する金属錯体、オキサジアゾールやチアゾールを基本骨格として有する配位子を含有する金属錯体などが挙げられる。これらの金属錯体以外にも、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体など、電子欠如型ヘテロ芳香環を有する化合物を用いることができる。

電子注入層１３０には、第２の電極１１２から電子輸送層１２８への電子注入を促進する化合物を用いることができる。例えば電子輸送層１２８に用いることが可能な化合物と、リチウムやマグネシウムなどの電子供与体との混合物を用いることができる。あるいは、フッ化リチウムやフッ化カルシウムなどの無機化合物を用いてもよい。

ＥＬ層１２０に含まれる各層は、インクジェット法やスピンコート法、印刷法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいは蒸着法などの乾式成膜法を適用して形成することができる。

発光素子１００はさらに、第２の電極１１２上に光学調整層１４０を有する。光学調整層１４０は第２の電極１１２と接してもよい。光学調整層１４０は、光照射によって屈折率が変化する材料を一種類、あるいは複数種類含むことができる。本明細書では、このような光照射によって屈折率が変化する材料をフォトリフラクティブ材料とも呼ぶ。一般にフォトリフラクティブ材料とは、狭義には光吸収によって材料内部に電界が発生し、この電界によって電気光学効果が生じて屈折率が変化する材料を意味し、広義には、光を吸収して屈折率が変化する材料を意味する。本明細書と請求項では、後者の定義を採用する。

フォトリフラクティブ材料は、光照射により、すなわち、光を吸収することによって相変化（結晶状態の変化）を行う、結晶状態が変化する、組成変化を伴う化学変化を行う、あるいは組成変化を伴わない化学構造の変化（異性化）を行う材料から選択される。フォトリフラクティブ材料は、これら複数のメカニズムが協奏的に作用することによって屈折率が変化してもよい。これらの変化は可逆であっても不可逆であってもよい。フォトリフラクティブ材料の屈折率は、光照射によって増大してもよく、減少してもよい。屈折率の変化は、他の特性（吸収特性、発光特性など）の変化を伴ってもよい。

光照射によってフォトリフラクティブ材料の屈折率変化が起こり、それに伴って光学調整層１４０の屈折率も変化するが、光学調整層１４０の膜厚は実質的に変化しない。したがって、光照射によって光学調整層１４０の光学膜厚（厚さと屈折率の積）を変化させることができる。

相変化によって屈折率が変化する材料としては、テルルなどのカルコゲン、あるいはアンチモンなどの窒素族元素を含有する化合物が挙げられる。例えばＧｅ−Ｔｅ系二元化合物、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系三元化合物、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系三元化合物、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系四元化合物などが挙げられる。あるいは酸化コバルトや酸化鉄などの遷移金属酸化物を用いてもよい。これらの材料は、レーザなどの光を照射することで結晶相とアモルファス相間での相変化が進行し、これに伴って屈折率が変化する。

あるいは、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボナート樹脂などの高分子材料を用いてもよい。これらは、光照射によって局所的に溶融し、引き続く急冷過程における再結晶が進行することで、光照射前後で結晶状態が変化する。

組成変化を伴う化学変化によって屈折率が変化する材料としては、例えばシアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ系色素などの有機化合物が挙げられる。これらは光エネルギーによって化学的に反応し、それに伴って組成や分子構造が変化する。あるいは、組成は変化しないものの不可逆的な化学変化が生じる。

異性化によって屈折率が変化する材料としては、いわゆるフォトクロミック材料が挙げられ、例えばカルコン（ベンジリデンアセトフェノン）誘導体、けい皮酸エステル誘導体、ノルボルナジエン誘導体、アゾベンゼン誘導体、ジアリールエテン、スピロピラン誘導体、フルギド誘導体、スチルベン誘導体、アリールアリールエテン、アリールベンゾチエニルエテン、ビオロゲン誘導体、二つのイミダゾール骨格がシクロファンでリンクされたパラシクロファン誘導体などが挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよく、あるいはアクリル樹脂、ポリカーボナート系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの高分子材料内に分散して用いてもよい。

発光素子１００は、基板１０２、対向基板１０４、および封止剤１０６によって囲まれる空間に光学調整層１４０の上面が直接露出されるように構成することができる。この場合、この空間には窒素やアルゴンなどの不活性ガスを封じ込めることができるため、光学調整層１４０は不活性ガスの層と接することになる。不活性ガスの層の屈折率は実質的に１である。一方、光学調整層１４０の屈折率は、フォトリフラクティブ材料の種類にも依存するが、不活性ガスの層の屈折率よりも大きく、例えば２．０から２．５程度である。

あるいは図１（Ｂ）に示すように、発光素子１００は光学調整層１４０上にパッシベーション膜１５０を有してもよい。パッシベーション膜１５０は、水や酸素などの不純物が発光素子１００へ侵入することを防ぎ、同時に、光学調整層１４０との界面において発光層１２６からの光を反射させる機能を有する。したがって、ガス透過性が低く、かつ、光学調整層１４０内のフォトリフラクティブ材料と屈折率の差が大きい材料を含むことがこのましい。このような材料としては、例えばケイ素を含有する無機化合物が挙げられ、典型的には窒化ケイ素や酸化窒化ケイ素などである。この場合、ケイ素を含有する無機化合物の屈折率は、成膜条件にも左右されるが、１．８前後である。

いずれの場合においても、光学調整層１４０とその上に存在する層（上記空間やパッシベーション膜１５０）との屈折率の差は、０．２から０．７程度とすることが好ましい。しかし、光学調整層１４０やその上に存在する層の最適な屈折率は、当該層を通過する光の波長や当該層の膜厚に応じて変化するので、上述の数値に限定されるわけではない。

［２．共振構造］
上述したように、発光素子１００の第１の電極１１０は可視光を反射可能なように構成され、第２の電極１１２は可視光を透過するように構成される。また、光学調整層１４０を設けることで、光学調整層１４０とその上に存在する層との屈折率に大きな差を生み出すことができる。このため、発光層１２６から出射する光は、第１の電極１１０の上面（第１の電極１１０と正孔注入層１２２との界面）と光学調整層１４０の上面（光学調整層１４０と空間の界面、あるいは光学調整層１４０とパッシベーション膜１５０との界面）で反射し、共振することができる。この共振による干渉効果は、第１の電極１１０の上面と光学調整層１４０の上面間の光学距離Ｌと発光層１２６からの発光のスペクトルによって決まる。ここで光学距離Ｌは、第１の電極１１０の上面と光学調整層１４０の上面間に設けられる各層の屈折率と厚さの積の和である。

したがって、発光が強め合うように、すなわち、光学距離Ｌが目的とする発光の半波長の整数倍となるように調整することで、発光強度を増大させ、また、発光スペクトルの狭線化を実現することができる。例えば発光素子１００が青色発光する発光層１２６を有し、青色の光として例えば４５０ｎｍの光を増幅する場合、光学距離Ｌが２２５ｎｍの整数倍になるように発光素子１００を構成すればよい。発光素子１００が緑色発光する発光層１２６を有し、緑色の光として例えば５３０ｎｍの光を増幅する場合、光学距離Ｌが２６５ｎｍの整数倍になるように発光素子１００を構成すればよい。同様に、発光素子１００が赤色発光する発光層１２６を有し、赤色の光として例えば７５０ｎｍの光を増幅する場合、光学距離Ｌが３７５ｎｍの整数倍になるように発光素子１００を構成すればよい。

ＥＬ層１２０を構成する各層の材料や膜厚は、必ずしも自由に選択、設計できるとは限られない。例えば各層のキャリア移動度を考慮して発光素子１００内での発光位置を設定したり、適切なキャリアバランスを維持する必要があり、また、駆動電圧を考慮すると各層の膜厚にも限界がある。したがって、ＥＬ層１２０の設計だけでは適切な共振構造を得ることは必ずしも容易ではない。

しかしながら発光素子１００は光学調整層１４０を有しており、光学調整層１４０の屈折率は光照射によって変化させることができる。このため、光照射の有無、あるいは照射する光の波長や照射時間を適宜調整することにより、光学調整層１４０の屈折率を制御することができる。したがって、発光素子１００のＥＬ層１２０の光学距離Ｌが不適切でって目的とする波長の光の増幅が不十分な場合でも、光学調整層１４０の屈折率変化を制御することにより、光学距離Ｌを最適化することができる。その結果、発光素子１００の正面方向における発光強度の増大やスペクトルの狭線化を達成することができる。

さらに、発光層１２６が白色の発光を与える場合、発光素子１００ごとに光学調整層１４０の屈折率を制御することで、異なる発光素子１００から異なる発光色を取り出すことが可能となる。このため、光学調整層１４０はカラーフィルタとしても機能する。通常、白色発光する発光素子１００を複数設け、カラーフィルタを用いて様々な色を取り出す場合、カラーフィルタは対向基板１０４近傍に設けられる。このため、カラーフィルタは発光素子１００間の距離が大きくなり、視野角が大きい場合には発光層１２６からの発光の一部が隣接する発光素子１００上のカラーフィルタを介して観測される。その結果、いわゆる色ずれと呼ばれる現象が生じ、表示品質の低下を招く。

しかしながら上述したように、光学調整層１４０は第２の電極１１２と接するように設けることができる。このため、本実施形態を適用することで、発光領域と光学調整層１４０間の距離が小さく、色ずれの発生を効果的に抑制することが可能である。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で述べた発光素子１００を複数有する表示装置２００に関して説明する。第１実施形態と同様の構成については説明を割愛することがある。

［１．構造］
図２（Ａ）は、表示装置２００の模式的な断面図である。表示装置２００は複数の画素２０２を有しており、この断面図では、そのうちの三つの画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃが示されている。画素２０２ｂは画素２０２ａと画素２０２ｃに隣接する。なお図２（Ａ）では、画素２０２を支持する基板１０２や、画素２０２を駆動するための各種回路は省略されている。

画素２０２は、第１の電極１１０、および第２の電極１１２を有している。第１の電極１１０は画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃごとに設けられており、互いに隔壁１１４によって電気的に分断されている。隔壁１１４は第１の電極１１０の端部を覆い、第１の電極１１０の厚さに起因する凹凸を緩和する役割を有している。第２の電極１１２は、複数の画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにわたって設けられている。したがって、第２の電極１１２は複数の画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃによって共有される。各画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃには、第１の電極１１０と第２の電極１１２の間にＥＬ層１２０が設けられる。ＥＬ層１２０の構成は第１実施形態で述べたものと同様である。

図２（Ａ）では、ＥＬ層１２０のうち、発光層１２６を除く正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４、電子輸送層１２８、電子注入層１３０は画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにわたって形成されており、これらは画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃによって共有される。一方、発光層１２６は各画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃごとに設けられている。このような構造を採用することで、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃは互いに異なる発光材料を含有する発光層（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）を有することができ、これによって、互いに異なる発光色を生成することができる。例えば発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃにそれぞれ青色、緑色、赤色の発光を与える発光材料を含有させることにより、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃから三原色を取り出してフルカラー表示を行うことができる。図２（Ａ）に示した例では、発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは互いに接しておらず、正孔輸送層１２４と電子輸送層１２８が隔壁１１４上で接しているが、発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは隔壁１１４上で互いに重なるように形成されていてもよい。

図２（Ａ）に示す表示装置２００では、発光層１２６を除く層は、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおいて同一の構造を有しているが、これらの層は画素ごとに異なる材料や構造、厚さを有していてもよい。例えば図２（Ｂ）に示すように、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ間で互いに正孔輸送層１２４の厚さが異なるように表示装置２００を構成してもよい。あるいは図示しないが、正孔注入層１２２や電子輸送層１２８の厚さや積層構造が画素ごとに異なってもよい。このように表示装置２００を構成することにより、発光素子１００の光学距離Ｌを画素ごとに変化させることができる。その結果、各画素２０２においてより適切な共振構造を構築することができる。

表示装置２００は、第２の電極１１２上に光学調整層１４０を有する（図２（Ａ）、（Ｂ））。光学調整層１４０の構成は第１実施形態で述べたものと同様である。光学調整層１４０は、複数の画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにわたって形成することができ、この場合、複数の画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃによって共有される。

各画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおいて光学調整層１４０は同一のフォトリフラクティブ材料を含んでもよい。しかしながらフォトリフラクティブ材料は、異なる画素間において、組成は同一であるが化学構造が異なってもよい。あるいは、異なる画素間において、組成は同一であるが相構造（あるいは結晶状態）が異なってもよい。フォトリフラクティブ材料が一つの層内で複数の相構造をとる場合、相構造が異なるとは、複数の相構造の割合が異なることを含む。あるいは、フォトリフラクティブ材料異なる画素間において組成が異なっていてもよい。このため、異なる画素間において、光学調整層１４０は屈折率が異なることができる。例えば、隣接する画素２０２ａと２０２ｂにおいて、光学調整層１４０の屈折率が異なることができる。連続する画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおいて、光学調整層１４０の屈折率はすべて互いに異なっていてもよい。

表示装置２００の光学調整層１４０の数は任意であり、例えば図３に示すように、複数の層を含む積層構造を有していてもよい。図３では、三つの光学調整層（第１の光学調整層１４２、第２の光学調整層１４４、第３の光学調整層１４６）が設けられた構造が示されている。この場合、第１の光学調整層１４２、第２の光学調整層１４４、第３の光学調整層１４６の各々おいて、画素に依存することなく同一のフォトリフラクティブ材料を含むことができるが、第１の光学調整層１４２、第２の光学調整層１４４、第３の光学調整層１４６は互いに異なるフォトリフラクティブ材料を含有することができる。

光学調整層１４０が積層構造を有する場合、各光学調整層１４２、１４４、１４６の屈折率は、画素ごとに任意に調整することができる。図３に示す例では、第１の光学調整層１４２では、画素２０２ａにおけるフォトリフラクティブ材料の屈折率は画素２０２ｂと１０２ｃにおけるそれと異なる。第２の光学調整層１４４では、画素２０２ｂにおけるフォトリフラクティブ材料の屈折率は画素２０２ａと１０２ｃにおけるそれと異なる。第３の光学調整層１４６では、画素２０２ｃにおけるフォトリフラクティブ材料の屈折率は画素２０２ａと１０２ｃにおけるそれと異なる。このように光学調整層１４０を調整することにより、発光素子１００の共振構造をそれぞれの画素２０２の発光色に対して最適になるよう、調整することができる。

図示していないが、光学調整層１４０が単層構造を有し、複数の異なるフォトリフラクティブ材料が含まれていてもよい。この場合には、屈折率の変化挙動が互いに異なるようにフォトリフラクティブ材料が選択される。例えば吸収特性や屈折率が異なるように、フォトリフラクティブ材料を選択することができる。

第１実施形態で述べたように、表示装置２００は光学調整層１４０上にパッシベーション膜１５０を有することができる（図４参照）。パッシベーション膜１５０は外部から水や酸素などの不純物が発光素子１００へ侵入することを防ぐ機能を有しており、これにより、発光素子１００の信頼性を向上させることができる。パッシベーション膜１５０の構造は任意であり、例えば図４に示すような三層構造を有することができる。この場合、パッシベーション膜１５０は第１の層１５２、第２の層１５４、第３の層１５６を有することができる。例えば第１の層１５２と第３の層１５６は無機化合物を含むことができ、第２の層１５４は有機化合物を含むことができる。第２の層１５４は、隔壁１１４などに起因する凹凸を吸収し、平坦な表面を与えるような厚さで形成することが可能である。第３の層１５６は、光学調整層１４０と屈折率の差が大きい材料を含むことが好ましく、これにより、光学調整層１４０上面での反射率を大きくすることができる。

対向基板１０４は、フィル材１６０を介してパッシベーション膜１５０上に設けることができる。したがってフィル材１６０は接着剤としても機能する。対向基板１０４により、発光素子１００をはじめ、表示装置２００が物理的に保護される。

［２．光学調整層による共振制御］
図５、６を用い、図２（Ａ）に示す表示装置２００の光学調整層１４０を用いる共振制御について説明する。ここでは、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにはそれぞれ、青色、緑色、赤色の発光を与える発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃが設けられるとして説明を行う。

図５に、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃに設けられる発光素子１００ａ、１００ｂ、１００ｃの模式的構造を示す。発光素子１００ａ、１００ｂ、１００ｃは互いに発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃの構造が異なる。すなわち、発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃでは、含まれる材料の少なくとも一つが異なる。また、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃに設けられる光学調整層１４０も互いに屈折率が異なる。それぞれの屈折率をｎ_a、ｎ_b、ｎ_cとする。図６（Ａ）に示すように、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃから、青色領域（例えば４５０ｎｍ付近）、緑色領域（例えば５５０ｎｍ付近）、赤色領域（例えば７００ｎｍ付近）にピークを有する光がそれぞれ得られる。

ここで、光学調整層１４０の屈折率は、ｎ_a＜ｎ_b＜ｎ_cとなるように調整する。例えば、フォトリフラクティブ材料が光照射によって屈折率が増大する場合、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃに対する光照射時間ｔ_a、ｔ_b、ｔ_cがｔ_a＜ｔ_b＜ｔ_cとなるように光学調整層１４０に光照射を行えばよい。逆に、フォトリフラクティブ材料が光照射によって屈折率が減少する場合、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃに対する光照射時間ｔ_a、ｔ_b、ｔ_cがｔ_a＞ｔ_b＞ｔ_cとなるように光学調整層１４０に光照射を行えばよい。ＥＬ層１２０や第２の電極１１２の光学距離は、これらの膜厚が極端に異ならない限り互いにほぼ同一であるが、上述したように光照射時間を制御することで、発光素子１００ａ、１００ｂ、１００ｃの光学距離Ｌ_a、Ｌ_b、Ｌ_cを、Ｌ_a＜Ｌ_b＜Ｌ_cとなるように制御することができる。このため、画素２０２ａでは短波長の光の増幅に最も適した共振構造が得られ、画素２０２ｃでは長波長の光の増幅に最も適した共振構造が得られる。一方画素２０２ｂでは中間波長の光の増幅に最も適した共振構造が得られる。すなわち、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの共振構造は、それぞれ青色、緑色、赤色の発光に最適化することができ、図６（Ｂ）で示すように、表示装置２００の正面から観測されるスペクトルの幅が小さくなる。その結果、各画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの色純度が改善され、色再現性に優れた表示装置２００を得ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態で述べた表示装置２００と異なる構造を有する表示装置２１０について説明する。第１、第２実施形態と同様の構造に関しては説明を省略することがある。

［１．構造］
表示装置２１０は、複数の画素２０２に含まれるＥＬ層１２０のうち、発光層１２６の構造が画素間で同一であり、かつ、白色の発光を与えるようにＥＬ層１２０が構成される点で表示装置２００と異なる。より具体的には、図７に示すように、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおいて発光層１２６は同一の構造を有する。この場合、発光層１２６は画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにわたって形成することができ、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃによって共有される。発光層１２６は、例えば青色、緑色、赤色をそれぞれ与える三つの発光層が積層された構造を有してもよい。あるいは、青色を与える発光層と黄色を与える発光層が積層された構造を有してもよい。あるいは、青緑色を与える発光層と赤色を与える発光層が積層された構造を有してもよい。なお、発光層１２６以外の層は、隣接する画素２０２間で異なる構造を有していてもよい。

光学調整層１４０は、第２実施形態で述べたように単一の層で構成されてもよく、複数の光学調整層（例えば第１の光学調整層１４２、第２の光学調整層１４４、第３の光学調整層１４６）を含んでもよい。

［２．光学調整層による共振制御］
表示装置２１０の光学調整層１４０による共振制御について、図８を用いて説明する。ここでは、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃからそれぞれ、青色、緑色、赤色の発光を取り出すとして説明を行う。また、表示装置２００と同様、表示装置２１０では、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおける光学調整層１４０の屈折率はｎ_a＜ｎ_b＜ｎ_cであり、したがって光学距離Ｌ_a、Ｌ_b、Ｌ_cはＬ_a＜Ｌ_b<Ｌ_cとなる。

図８（Ａ）には、左から順に、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃに含まれる発光層１２６が与える発光スペクトルを示す。上述したように、発光層１２６は画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃで同一の構造を有しており、白色の発光を与える。したがって、これらのスペクトルの形状は同一であり、幅は広く、可視光領域のほぼ全体をカバーする。

画素２０２ａは、短波長の光の増幅に最も適した共振構造を有する。したがって、青色領域（例えば４５０ｎｍ付近）の光を増幅し、この領域から離れた波長の光は減衰する。このため、図８（Ｂ）の左側の図に示すように、青色領域以外の発光スペクトルは減衰し、画素２０２ａからは主に青色の発光を得ることができる。

逆に、画素２０２ｃは、長波長の光の増幅に最も適した共振構造を有する。したがって、赤色領域（例えば７５０ｎｍ付近）の光を増幅し、この領域から離れた波長の光は減衰する。このため、図８（Ｂ）の右側の図に示すように、赤色領域以外の発光スペクトルは減衰し、画素２０２ｃからは主に赤色の発光を得ることができる。

一方、画素２０２ｂは、中間波長の光の増幅に最も適した共振構造を有する。したがって、緑色領域（例えば５３０ｎｍ付近）の光を増幅し、この領域から離れた波長の光は減衰する。このため、図８（Ｂ）の真中の図に示すように、緑色領域以外の発光スペクトルは減衰し、画素２０２ｂからは主に緑色の発光を得ることができる。

このように、カラーフィルタを設置しなくても、光照射によって屈折率が変化する、あるいは制御可能な材料を含む光学調整層１４０を設けることにより、白色発光の発光素子を有する画素２０２から任意の色を取り出すことが可能となる。

（第４実施形態）
本実施形態では、本発明の表示装置２００の製造方法に関して説明する。第１乃至第３実施形態と同様の構成については、説明を割愛することがある。

図９は、表示装置２００の模式的な斜視図である。表示装置２００は行方向と列方向に配置される複数の画素２０２とそれによって構成される表示領域２０４、走査線駆動回路２０６、データ線駆動回路２０８を基板１０２の一方の面（上面）に有している。対向基板１０４は表示領域２０４を覆う。外部回路（図示せず）からの各種信号は、基板１０２上に設けられた端子２１２に接続されるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などのコネクタを経由して走査線駆動回路２０６やデータ線駆動回路２０８に入力され、これらの信号に基づいて各画素２０２が制御される。

なお、走査線駆動回路２０６、データ線駆動回路２０８のいずれか、あるいは両方は、基板１０２の上に直接形成される必要はなく、基板１０２とは異なる基板（半導体基板など）上に形成された駆動回路を基板１０２やコネクタ上に設け、これらの駆動回路によって各画素２０２を制御してもよい。図９では、基板１０２上に形成された走査線駆動回路２０６が対向基板１０４に覆われ、一方、データ線駆動回路２０８は別基板に形成された後に基板１０２上に搭載される例が示されている。

基板１０２と対向基板１０４とはガラス基板などの可撓性を持たない基板でもよく、あるいは、可撓性を有する基板でもよい。対向基板１０４の替わりに、樹脂フィルム、円偏光板などの光学フィルムを貼り合せる構造を用いてもよい。画素２０２はマトリクス状に設けられるが、配列には特に制限はなく、ストライプ配列、デルタ配列などを採用することができる。

図１０に、連続して設けられる三つの画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを含む、表示装置２００の断面模式図を示す。複数の画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを含む画素２０２の各々は、下地膜２１４を介して基板１０２上にトランジスタ２２０、トランジスタ２２０と電気的に接続される発光素子１００、補助容量２５０などの素子を有する。図１０では、各画素２０２に一つのトランジスタ２２０と一つの補助容量２５０が設けられる例が示されているが、各画素２０２は複数のトランジスタや複数の容量素子を有してもよい。発光素子１００の構造は、第１実施形態で述べたものと同様である。以下、表示装置２００の断面模式図を参照し、表示装置２００の製造方法を述べる。

［１．トランジスタ］
図１１（Ａ）に示すように、まず基板１０２上に下地膜２１４を形成する。基板１０２は、トランジスタ２２０など、表示領域２０４に含まれる半導体素子や発光素子１００などを支持する機能を有する。したがって基板１０２には、この上に形成される各種素子のプロセスの温度に対する耐熱性とプロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を有する材料を使用すればよい。具体的には、基板１０２はガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。

表示装置２００に可撓性を付与する場合、基板１０２上に基材を形成する。この場合、基板１０２は支持基板とも呼ばれる。基材は可撓性を有する絶縁膜であり、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートに例示される高分子材料から選択される材料を含むことができる。基材は、例えば印刷法やインクジェット法、スピンコート法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいはラミネート法などを適用して形成することができる。

下地膜２１４は基板１０２（および基材）からアルカリ金属などの不純物がトランジスタ２２０などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができる。下地膜２１４は化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法などを適用して単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。下地膜２１４中の不純物濃度が小さい場合、下地膜２１４は設けない、あるいは基板１０２の一部だけを覆うように形成してもよい。

次に半導体膜２２２を形成する（図１１（Ａ））。半導体膜２２２は例えばケイ素などの１４族元素を含むことができる。あるいは半導体膜２２２は酸化物半導体を含んでもよい。酸化物半導体としては、インジウムやガリウムなどの第１３族元素を含むことができ、例えばインジウムとガリウムの混合酸化物（ＩＧＯ）が挙げられる。酸化物半導体を用いる場合、半導体膜２２２はさらに１２族元素を含んでもよく、一例としてインジウム、ガリウム、および亜鉛を含む混合酸化物（ＩＧＺＯ）が挙げられる。半導体膜２２２の結晶性に限定はなく、半導体膜２２２は単結晶、多結晶、微結晶、あるいはアモルファスのいずれの結晶状態を含んでもよい。

半導体膜２２２がケイ素を含む場合、半導体膜２２２は、シランガスなどを原料として用い、ＣＶＤ法によって形成すればよい。得られるアモルファスシリコンに対して加熱処理、あるいはレーザなどの光を照射することで結晶化を行ってもよい。半導体膜２２２が酸化物半導体を含む場合、スパッタリング法などを利用して形成することができる。

次に半導体膜２２２を覆うようにゲート絶縁膜２２４を形成する（図１１（Ａ））。ゲート絶縁膜２２４も、ケイ素を含有する無機化合物、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などを用い、下地膜２１４と同様の手法で形成することができる。ゲート絶縁膜２２４は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもい。

引き続き、ゲート絶縁膜２２４上にゲート電極２２６をスパッタリング法やＣＶＤ法を用いて形成する（図１１（Ｂ））。ゲート電極２２６はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばチタンやタングステン、モリブデンなどの比較的高い融点を有する金属でアルミニウムや銅などの導電性の高い金属を挟持する構造を採用することができる。

次にゲート電極２２６上に層間膜２２８を形成する（図１１（Ｂ））。層間膜２２８は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができ、下地膜２１４と同様の手法で形成することができる。積層構造を有する場合、例えば有機化合物を含む層を形成したのち、無機化合物を含む層を積層してもよい。こののち、半導体膜２２２に対してドーピングを行い、ソース／ドレイン領域を形成してもよい。

次に、層間膜２２８とゲート絶縁膜２２４に対してエッチングを行い、半導体膜２２２に達する開口２３０を形成する（図１１（Ｃ））。開口２３０は、例えばフッ素含有炭化水素を含むガス中でプラズマエッチングを行うことで形成することができる。

次に開口２３０を覆うように金属膜を形成し、エッチングを行って成形することで、ソース／ドレイン電極２３２を形成する（図１２（Ａ））。金属膜はゲート電極２２６と同様、種々の金属を含むことができ、単層構造、積層構造のいずれの構造を有することができる。金属膜は、ゲート電極２２６の形成と同様の手法を用いて形成することができる。以上の工程により、トランジスタ２２０が形成される。本実施形態では、トランジスタ２２０はトップゲート型のトランジスタとして図示されているが、トランジスタ２２０の構造に限定はなく、トランジスタ２２０はボトムゲート型トランジスタ、ゲート電極２２６を複数有するマルチゲート型トランジスタ、半導体膜２２２の上下を二つのゲート電極２２６で挟持する構造を有するデュアルゲート型トランジスタでもよい。また、ソース／ドレイン電極２３２と半導体膜２２２との上下関係にも制約はない。

［２．補助容量、発光素子］
次に平坦化膜２４０を、トランジスタ２２０を覆うように形成する（図１２（Ａ））。平坦化膜２４０は、トランジスタ２２０などに起因する凹凸や傾斜を吸収し、平坦な面を与える機能を有する。平坦化膜２４０は有機絶縁体で形成することができる。有機絶縁体としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどの高分子材料が挙げられる。平坦化膜２４０は、上述した湿式成膜法などによって形成することができる。

その後平坦化膜２４０に対してエッチングを行い、トランジスタ２２０のソース／ドレイン電極２３２の一方を露出する開口２４２が設けられる（図１２（Ｂ））。そしてこの開口２４２を覆い、トランジスタ２２０のソース／ドレイン電極２３２の一方と接するように接続電極２４４を形成する（図１２（Ｃ））。接続電極２４４には、ＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を用い、スパッタリング法などを用いて形成することができる。なお、接続電極２４４の形成は任意であるが、接続電極２４４を設けることにより、引き続くプロセスにおいてソース／ドレイン電極２３２表面の劣化を防ぎ、ソース／ドレイン電極２３２と第１の電極１１０間の電気的接続においてコンタクト抵抗の発生を抑制することができる。

引き続き、平坦化膜２４０上に金属膜を形成し、エッチングを行って金属膜を成形し、補助容量２５０の一方の電極２５２を形成する（図１３（Ａ）））。ここで用いる導電層は、ソース／ドレイン電極２３２の形成に用いる導電層と同様、単層構造、積層構造、いずれの構造を有してもよく、例えばモリブデン／アルミニウム／モリブデンの三層構造を採用することができる。

引き続き、平坦化膜２４０、および電極２５２上には絶縁膜２５４が形成される（図１３（Ａ））。絶縁膜２５４はトランジスタ２２０に対する保護膜として機能するだけでなく、補助容量２５０における誘電体としても機能する。したがって、誘電率の比較的高い材料を用いることが好ましい。例えば窒化ケイ素や窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などを用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法を適用して絶縁膜２５４を形成することができる。絶縁膜２５４には開口２５６、２５８が設けられる（図１３（Ａ））。前者は、のちに形成される第１の電極１１０と接続電極２４４との電気的接続ために設けられる。後者は、隔壁１１４形成後の熱処理等を通じて、平坦化膜２４０から脱離する水やガスを、隔壁１１４を通じて引き抜くための開口である。

次に図１３（Ｂ）に示すように、開口２５６を覆うように第１の電極１１０を形成する。第１の電極１１０と絶縁膜２５４、電極２５２によって補助容量２５０が形成される。補助容量２５０を設けることで、トランジスタ２２０のゲート電極２２６の電位をより長期間保持することができる。

第１の電極の構成は第１実施形態で述べたものと同様であり、スパッタリング法やＣＶＤ法などを用いて形成することができる。

次に、第１の電極１１０の端部を覆うように、隔壁１１４を形成する（図１３（Ｂ））。隔壁１１４により、第１の電極１１０などに起因する段差を吸収し、かつ、隣接する画素２０２の第１の電極１１０を互いに電気的に絶縁することができる。隔壁１１４はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用い、湿式成膜法で形成することができる。

次に発光素子１００のＥＬ層１２０、および第２の電極１１２を、第１の電極１１０と隔壁１１４を覆うように形成する。これらの構成は第１実施形態で述べたものと同様である。具体的には、まず、正孔注入層１２２を第１の電極１１０と隔壁１１４を覆うように形成し、その後正孔注入層１２２上に、正孔輸送層１２４を形成する（図１４（Ａ））。上述したように、正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４はいずれも単層構造を有してもよく、積層構造を有してもよい。例えば図２（Ａ）で示したように、画素２０２ごとに正孔輸送層１２４の厚さを変化させる場合、厚さの大きい正孔輸送層１２４を有する画素２０２ｃでは、複数の化合物が積層された積層された正孔輸送層１２４を設け、厚さの小さい正孔輸送層１２４を有する画素２０２ａでは、正孔輸送層１２４が単層構造を有するようにしてもよい。

引き続き、正孔輸送層１２４上に発光層１２６を形成する（図１４（Ｂ））。本実施形態では、連続する画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ間で異なる構造、あるいは異なる材料を含む発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃが形成される。この場合、メタルマスクを用い、対応する画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにそれぞれの発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃに含まれる材料を蒸着によって堆積させればよい。あるいはインクジェット法を用いて発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃを形成してもよい。

発光層１２６上には電子輸送層１２８、電子注入層１３０が順次形成され、その後、電子注入層１３０上に第２の電極１１２が形成される（図１５（Ａ））。ＥＬ層１２０を構成する各層は、湿式成膜法、あるいは蒸着法などの乾式成膜法を適用して形成すればよい。第２の電極も、スパッタリング法や蒸着法などを用いて形成される。以上の工程により、補助容量２５０と発光素子１００が形成される。

［３．光学調整層］
次に、第２の電極１１２上に光学調整層１４０を形成する（図１５（Ｂ））。光学調整層１４０は湿式成膜法、あるいは乾式成膜法によって形成することができる。あるいは、エピタキシャル成長法や、原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いてもよい。この時、光学調整層１４０は、複数の画素２０２にわたって形成することができる。換言すると、光学調整層１４０を画素２０２ごとに個別に形成せず、複数の画素２０２に共有されるように形成することができる。このため、複数の画素２０２にわたり、光学調整層１４０の厚さは同一、あるいは実質的に同一にすることができる。必要に応じ、複数の光学調整層１４０を積層してもよい。

その後、フォトマスク２６０を光学調整層１４０上に配置する。フォトマスク２６０は、光照射を行う画素に対応する位置に透光部を有し、それ以外の領域は非透光性を有する。図１５（Ｂ）に示す例では、画素２０２ｃにおいて光学調整層１４０の屈折率を最も大きく変化させる。したがって、画素２０２ｃと透光部が重なるよう、フォトマスク２６０を配置する。その後、光学調整層１４０中に含まれるフォトリフラクティブ材料の吸収波長に相当する波長の光を照射する（一回目の光照射）。これにより、光照射された領域、すなわち、画素２０２ｃ内におけるフォトリフラクティブ材料、および光学調整層１４０は、他の領域のそれらと異なる屈折率を有することができる（図１６）。

次に、図１６に示すように、光照射を行う画素（図１６では画素２０２ｃと２０２ｂ）に対応する位置に透光部を有するフォトマスク２６０を配置する。その後、二回目の光照射を行う。これにより、画素２０２ｃ内の光学調整層１４０は、二回の光照射が行われるのに対し、画素２０２ｂでは一回の光照射が行われる。したがって、画素２０２ｂと２０２ｃ間で、光学調整層１４０の屈折率を互いに異なるようにすることができる（図１７）。

引き続き、三回目の光照射を行う（図１７）。ここでは、画素２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ内の光学調整層１４０に対して光照射を行う。したがって、フォトマスク２６０は設置しなくてもよい。これにより、画素２０２ｃ内の光学調整層１４０は三回の、画素２０２ｂでは二回の、画素２０２ａでは一回の光照射が行われる。いずれの光照射でも同一の光エネルギーが与えられるとすると、画素２０２ｃ内の光学調整層１４０において最も大きく屈折率が変化し、一方、画素２０２ａ内の光学調整層１４０では、屈折率の変化が最も小さい（図１８）。このように、フォトマスク２６０を用いる光照射を行うことで、各画素２０２において光学調整層１４０の堆積を個別に行うことなく、屈折率を制御することが可能である。なお、光照射の回数は任意に選択することができる。

［４．パッシベーション膜、およびその他の構成］
光学調整層１４０を形成したのち、パッシベーション膜１５０を形成する。具体的には図１９に示すように、まず第１の層１５２を光学調整層１４０上に形成する。第１の層１５２は、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機材料を含むことができ、下地膜２１４と同様の手法で形成することができる。

引き続き第２の層１５４を形成する。第２の層１５４は、アクリル樹脂やポリシロキサン、ポリイミド、ポリエステルなどを含む有機樹脂を含有することができる。また、図１９に示すように、隔壁１１４に起因する凹凸を吸収するよう、また、平坦な面を与えるような厚さで形成してもよい。第２の層１５４は、インクジェット法などの湿式成膜法によって形成することができる。あるいは、上記高分子材料の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを第１の層１５２に吹き付けて、その後オリゴマーを重合することによって第２の層１５４を形成してもよい。

その後、第３の層１５６を形成する。第３の層１５６は、第１の層１５２と同様の構造を有し、同様の方法で形成することができる。以上のプロセスにより、パッシベーション膜１５０が形成される。

その後、フィル材１６０を介して対向基板１０４を固定する（図１０）。フィル材１６０はポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの高分子材料を含むことができ、印刷法やラミネート法などを適用して形成することができる。フィル材１６０に乾燥剤が含まれていてもよい。対向基板１０４は基板１０２と同様の材料を含むことができる。表示装置２００に可撓性を付与する場合には、対向基板１０４には、上述した高分子材料に加え、ポリオレフィン、ポリイミドなどの高分子材料を適用することも可能である。この場合、上述したように、基板１０２上に基材を形成し、その上にトランジスタ２２０や発光素子１００などの素子が形成される。その後、基板１０２と基材の界面にレーザなどの光を照射して基板１０２と基材間の接着性を低下させ、引き続き物理的に基板１０２を剥離することで可撓性の表示装置２００を得ることができる。

図示しないが、上述したように、対向基板１０４を用いず、偏光板（円偏光板）を形成してもよい。あるいは、対向基板１０４の上、あるいは下に偏光板を設けてもよい。

なお、パッシベーション膜１５０を形成せず、封止剤１０６を用いて対向基板１０４を基板１０２上に固定してもよい（図１参照）。この時、基板１０２、対向基板１０４、封止剤１０６で形成される空間には窒素やアルゴンなどの不活性ガスを充填してもよい。また、この空間に乾燥剤を添加してもよい。これにより、光学調整層１４０は不活性ガスの層と接触することが可能となる。

上述したように、光学調整層１４０は、複数の画素２０２にわたって形成することができ、各画素２０２における光学調整層１４０の屈折率の制御は、フォトマスクを用いる光照射によって行うことができる。通常、発光素子の共振構造を調整するために電極に光学調整層を設ける場合、画素ごとに共振構造が異なるため、光学調整層は画素ごとに異なるプロセスを用いて設置する必要がある。このため、プロセスの負担が増大する。特に表示装置の解像度が高く、画素のサイズが小さくなると、画画素ごとに異なる膜厚の光学調整層を形成することは必ずしも容易ではない。

しかしながら本発明の実施形態の一つでは、フォトマスクを用いる光照射によって画素ごとに光学調整層１４０の光学膜厚を制御する。フォトマスクを用いる光照射は高い位置精度で光照射が可能であり、このため、各画素２０２に対応する位置において、精確に光学調整層１４０に光照射を行うことできる。したがって、高解像度の表示装置であっても、光学調整層１４０の屈折率を画素ごとに精密に制御することができ、高品質の画像を再現可能な表示装置を低コストで提供することができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

本明細書においては、開示例として主にＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：発光素子、１００ａ：発光素子、１００ｂ：発光素子、１００ｃ：発光素子、１０２：基板、１０４：対向基板、１０６：封止剤、１１０：第１の電極、１１２：第２の電極、１１４：隔壁、１２０：ＥＬ層、１２２：正孔注入層、１２４：正孔輸送層、１２６：発光層、１２６ａ：発光層、１２６ｂ：発光層、１２６ｃ：発光層、１２８：電子輸送層、１３０：電子注入層、１４０：光学調整層、１４２：第１の光学調整層、１４４：第２の光学調整層、１４６：第３の光学調整層、１５０：パッシベーション膜、１５２：第１の層、１５４：第２の層、１５６：第３の層、１６０：フィル材、２００：表示装置、２０２：画素、２０２ａ：画素、２０２ｂ：画素、２０２ｃ：画素、２０４：表示領域、２０６：走査線駆動回路、２０８：データ線駆動回路、２１０：表示装置、２１２：端子、２１４：下地膜、２２０：トランジスタ、２２２：半導体膜、２２４：ゲート絶縁膜、２２６：ゲート電極、２２８：層間膜、２３０：開口、２３２：ドレイン電極、２４０：平坦化膜、２４２：開口、２４４：接続電極、２５０：補助容量、２５２：電極、２５４：絶縁膜、２５６：開口、２５８：開口、２６０：フォトマスク

Claims (17)

1. 基板と、
   前記基板上の第１の発光素子と、
   前記基板上に位置し、前記第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有し、
   前記第１の発光素子と前記第２の発光素子は、
   第１の電極と、
   前記第１の電極上のＥＬ層と、
   前記ＥＬ層上の第２の電極と、
   前記第２の電極上の光学調整層を有し、
   前記第１の発光素子上の前記光学調整層と前記第２の発光素子上の前記光学調整層とは、連続して一体に配置されており、
   前記第１の発光素子上の前記光学調整層の屈折率は、前記第２の発光素子上の前記光学調整層の屈折率と異なる表示装置。
2. 前記光学調整層は、光照射によって屈折率が変化する第１の材料を含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の材料は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子間で前記屈折率が異なる、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１の材料は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子間で組成が同一であり、化学構造が異なる、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第１の材料は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子間で組成が同一であり、相構造が異なる、請求項２に記載の表示装置。
6. 前記第１の材料の前記屈折率の変化は可逆的である、請求項２に記載の表示装置。
7. 前記第１の材料の前記屈折率の変化は非可逆的である、請求項２に記載の表示装置。
8. 前記光学調整層は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子間で厚さが同一である、請求項１に記載の表示装置。
9. 前記光学調整層上に第２の基板をさらに有し、
   前記光学調整層は、前記光学調整層と前記第２の基板の間の空間に露出する、請求項１に記載の表示装置。
10. 前記光学調整層上に、前記光学調整層と接し、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子を覆うパッシベーション膜をさらに有する、請求項１に記載の表示装置。
11. 前記光学調整層上に、第２の光学調整層をさらに有し、
    前記第２の光学調整層は、光照射によって屈折率が変化する第２の材料を含む、請求項１に記載の表示装置。
12. 前記第２の材料は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子間で屈折率が異なる、請求項１１に記載の表示装置。
13. 第１の画素と、前記第１の画素に隣接する第２の画素内にそれぞれ第１の電極を形成し、
    前記第１の画素の前記第１の電極上と前記第２の画素の前記第１の電極上とにＥＬ層を形成し、
    前記ＥＬ層上に第２の電極を形成し、
    前記第２の電極上に、前記第１の画素と前記第２の画素に共有される光学調整層を形成することを含み、
    前記光学調整層は、前記第１の画素と前記第２の画素間で屈折率が異なる、発光装置の製造方法。
14. 前記光学調整層は、光照射によって屈折率が変化する第１の材料を含む、請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記第１の画素と前記第２の画素の一方を光照射することをさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。
16. 前記第１の画素と前記第２の画素の他方を光照射することをさらに含む、請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記第１の画素と前記第２の画素の両方を光照射することをさらに含む、請求項１５に記載の製造方法。

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