JP6459243B2 - 画素アレイ及びメタルマスク並びに電気光学装置並びに電気機器 - Google Patents
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Description
本発明は、画素アレイ及びメタルマスク並びに電気光学装置並びに電気機器に関し、特に、画素アレイにおける各画素内のサブ画素の配列構造及び当該配列構造の画素アレイを実現するためのメタルマスク並びに当該配列構造の画素アレイを備える電気光学装置並びに当該電気光学装置を表示装置として利用する電気機器に関する。
有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子は電流駆動型の自発光素子であるため、バックライトが不要となる上に、低消費電力、高視野角、高コントラスト比が得られるなどのメリットがあり、フラットパネルディスプレイの開発において期待されている。
このような有機ＥＬ素子を用いる有機ＥＬ表示装置は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各色のサブ画素を利用して多数の画素を構成し、これによって多様なカラー映像を表示する。これらのＲＧＢのサブ画素は多様な形態で配列することができるが、図３９に示すように、一般的に同じ色のサブ画素を平等に並べて配置するストライプ型（いわゆるＲＧＢ縦ストライプ方式）で配列される。この三色のサブ画素間の明るさを調整することで総ての色を表示することができる。通常は、隣接するＲ、Ｇ、Ｂの３つのサブ画素をまとめて１つの矩形状の画素として扱い、この画素を正方配置することでドットマトリクスディスプレイを実現している。ドットマトリクス型の表示装置では、表示すべき画像データはｎ×ｍのマトリクス配置となっており、画素にこの画像データを１対１に対応させることによって、正しい画像を表示することができる。
また、有機ＥＬ表示装置は、白色の有機ＥＬ素子を基準に、ＲＧＢ３色をカラーフィルターにより作り出すカラーフィルター方式と、ＲＧＢ３色の有機材を個別に塗り分ける塗り分け方式とがある。カラーフィルター方式は、カラーフィルターが光を吸収するために光利用率が落ち、消費電力が上がる欠点があるのに対して、塗り分け方式では、高い色純度により広色域化が簡単で、カラーフィルターが無いために光利用率が高くなることから、広く利用されている。
上記塗り分け方式では、有機材を個別に塗り分けるために、ＦＭＭ（Fine Metal Mask）が用いられるが、近年の有機ＥＬ表示装置の高精細化に伴い、ＦＭＭのピッチも細かくなり、製造が難しいという課題がある。このような課題に対して、人間の色覚がＲとＢに鈍感でＧに敏感であることを利用して、図４０に示すように、サブ画素をＧとＢ、あるいはＧとＲの２色ずつで構成し、ＲＧＢ配列と比較して欠落する色のサブ画素が必要な色表現を、隣接するその色のサブ画素を持った画素と組み合わせて擬似的に再現する画素配列構造（いわゆるペンタイル方式）が提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。
このペンタイル方式では、サブ画素数を減らすことにより、ＲとＢのドット幅は縦ストライプの２個分確保することができるため、ＦＭＭの開口サイズを大きくすることができ、高精細化な有機ＥＬ表示装置の製造を容易にすることができる。しかしながら、ペンタイル方式は、サブ画素数の減少による色の破綻をタイリングの手法によって緩和するものであり、本来なめらかに表示される曲線が階段状になるジャギーが発生したり、連続的に色の階調や輝度が変化する画像において色の変化がライン状に見えたりするなどの不具合が発生する。
このような背景から、従来のＲＧＢ縦ストライプ方式よりもサブ画素の寸法を大きくすることができ、かつ、ペンタイル方式のような表示品質の低下が起こりにくい画素配列構造として、図４１に示すように、ＲとＧを同じ列に並べて配置し、ＲとＧの次の列かつＲとＧの行にＢを配置した画素配列構造（いわゆるＳストライプ方式）が提案されている（例えば、下記特許文献５）。このＳストライプ方式では、ＲＧＢ縦ストライプ方式よりもサブ画素の幅を広くすることができるため、ＦＭＭの開口サイズを大きくすることができ、また、１画素内にＲＧＢのサブ画素が配置されるため、ペンタイル方式よりも表示品質を向上させることができる。
ここで、ＲＧＢ各色の有機ＥＬ材料の寿命（劣化速度）は異なり、Ｂの有機ＥＬ材料の寿命が最も短いため、時間の経過に伴って色のバランスが崩れてしまい、表示装置の寿命が短くなってしまう。この問題に対して、寿命を確保するためにＢのサブ画素のサイズを大きくする方法が考えられるが、Ｂのサブ画素のサイズを大きくすると、Ｇのサブ画素の位置が画素の重心から外れてしまい、視感度の分布に偏りが生じる。すなわち、ＲＧＢの視感度は、一般的にＧ、Ｒ、Ｂの順であり、ＧはＲやＢに比べて視感度が高い。そのため、Ｇのサブ画素の位置が画素の重心から外れることによって、ＲＧＢを合わせた視感度の分布が画素の中央から外れた位置で最も高くなり、画素内での視感度の偏りが大きくなる。
この視感度の偏りは、画像の内部では視認されないが、画素の配列方向に沿って画像の縁が延在する場合には視感度の偏りが目立ち、画像の縁が色付いて見える現象（いわゆるカラーエッジ）が発生し、表示品質の低下が大きな問題になる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、表示装置の寿命を延ばし、かつ、表示品質を向上させることができる画素アレイ及び当該画素アレイを実現するためのメタルマスク並びに当該画素アレイを備える電気光学装置並びに当該電気光学装置を表示装置として使用する電気機器を提供することにある。
本発明の一側面は、視感度最高色である第一色のサブ画素と第二色のサブ画素と視感度最低色である第三色のサブ画素とを内包する矩形状の画素が２次元に配列された画素アレイにおいて、前記第二色のサブ画素は、前記矩形状の画素の第１の方向に隣り合う２隅近傍に配置される第１部分及び第２部分を含み、前記第三色のサブ画素は、前記矩形状の画素の前記第１の方向に隣り合う他の２隅近傍に配置される第１部分及び第２部分を含み、前記第一色のサブ画素は、前記矩形状の画素の重心を含む中央部に配置され、前記第三色のサブ画素は、前記第一色のサブ画素並びに前記第二色のサブ画素よりも面積が大きく、前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記第二色のサブ画素及び前記第三色のサブ画素は、前記画素の前記第１の方向の端部近傍で幅が最も広く、前記第一色のサブ画素は、前記画素の重心近傍で幅が最も広く、各々のサブ画素は、電極上に発光材料を備える構造を有し、前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素は、前記第１部分と前記第２部分とで、前記発光材料が分離し、かつ、前記電極が連続しており、前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第１部分と、前記第１の方向の前記第１部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第２部分とは、前記発光材料が連続し、前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第２部分と、前記第１の方向の前記第２部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第１部分とは、前記発光材料が連続し、前記電極は、画素毎に分離していることを特徴とする。
本発明の一側面は、電気光学機器において、前記画素アレイと、前記画素アレイを駆動する回路部と、を備える、若しくは、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる前記画素アレイと、前記画素アレイを駆動する回路部と、がフレキシブル基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス装置を表示装置として備えることを特徴とする。
本発明の一側面は、基板上に画素アレイを形成する際に使用されるメタルマスクであって、前記画素アレイは、視感度最高色である第一色のサブ画素と第二色のサブ画素と視感度最低色である第三色のサブ画素とを内包する矩形状の画素が２次元に配列されたものであり、前記第二色のサブ画素は、前記矩形状の画素の第１の方向に隣り合う２隅近傍に配置される、互いに分離した第１部分及び第２部分を含み、前記第三色のサブ画素は、前記矩形状の画素の前記第１の方向に隣り合う他の２隅近傍に配置される、互いに分離した第１部分及び第２部分を含み、前記第一色のサブ画素は、前記矩形状の画素の重心を含む中央部に配置され、前記第一色の発光材料を成膜するためのメタルマスクは、前記第一色の各々のサブ画素に対応する開口部を備え、前記第二色及び／又は前記第三色の発光材料を成膜するためのメタルマスクは、前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第１部分と、前記第１の方向の前記第１部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第２部分とに対して、１つの開口部を備え、前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第２部分と、前記第１の方向の前記第２部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第１部分とに対して、１つの開口部を備えることを特徴とする。
本発明の画素アレイによれば、Ｒのサブ画素を矩形状の画素の隣り合う２隅近傍に配置し、Ｂのサブ画素を矩形状の画素の隣り合う他の２隅近傍に配置し、Ｇのサブ画素を矩形状の画素の重心を含む中央部に配置すると共に、Ｂのサブ画素はＲのサブ画素よりも面積を大きくし、Ｂのサブ画素及びＲのサブ画素は画素の端部近傍で幅が最も広くなるようにし、Ｇのサブ画素は画素の重心近傍で幅が最も広くなるようにすることにより、寿命が最も短いＢ色のサブ画素のサイズを大きくして電気光学装置の寿命を延ばすと共に、視感度の偏りを抑制することができる。そして、このような画素配列構造の画素アレイを用いた電気光学装置や当該電気光学装置を表示装置として使用する電気機器において、画像の縁の色付きを抑制し、表示品質を向上させることができる。
また、Ｒのサブ画素及び／又はＢのサブ画素を画素内で分離した場合には、隣接する画素のサブ画素同士でメタルマスクの開口部を共用することにより、最大開口率を確保することができ、メタルマスクの製造や表示装置の製造を容易にすることができる。
背景技術で示したように、ＲＧＢ各色の有機ＥＬ材料の寿命（劣化速度）は異なり、Ｂの有機ＥＬ材料の寿命が最も短い。具体的には、Ｂの発光色は他の発光色よりバンドギャップの大きいため、共役系を小さくした分子構造となり、分子自体が脆弱になる。特に燐光材料においては、高い励起三重項エネルギーを有するため、系内に存在する微量なクエンチャーの影響を受け易い。更に、発光材料を保持するホスト材料は更に高い励起三重項エネルギーが必要となる。このように、Ｂの有機ＥＬ材料の寿命が短いため、時間の経過に伴って色のバランスが崩れてしまい、表示装置の寿命が短くなってしまう。
この問題に対して、寿命を確保するためにＢのサブ画素のサイズを大きくする方法が考えられるが、Ｂのサブ画素のサイズを大きくすると、視感度が最も高いＧのサブ画素の位置が画素の重心から外れてしまい、ＲＧＢを合わせた視感度の分布が画素の重心から外れた位置で最も高くなる。その結果、画素内での視感度の偏りが大きくなり、カラーエッジが発生して表示品質が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明の一実施の形態では、Ｂのサブ画素のサイズを大きくしつつ、Ｇのサブ画素が画素の重心から外れないように、サブ画素の配置や形状を工夫することで、人間工学的に微細パターンの色認識を向上させる。例えば、Ｒのサブ画素を矩形状の画素の隣り合う２隅近傍に配置し、Ｂのサブ画素を矩形状の画素の隣り合う他の２隅近傍に配置し、Ｇのサブ画素を矩形状の画素の中央部に配置すると共に、Ｂのサブ画素はＲのサブ画素よりも面積を大きくし、Ｂのサブ画素及びＲのサブ画素は画素の端部近傍で幅が最も広くなるようにし、Ｇのサブ画素は画素の重心近傍で幅が最も広くなるようにする。
その際、ＲとＢのサブ画素は、少なくとも一方が画素内で繋がった構造としてもよいし、少なくとも一方が分離した構造としてもよいが、画素内で分離した構造（２つのサブ画素片を有する構造）とする場合、２つのサブ画素片に同じ信号を入力しなければならないため、有機ＥＬ層や電極（下部電極）の形状や引き回し、コンタクトの取り方を工夫する。例えば、２つのサブ画素片に対して、画素内で有機ＥＬ層は分離するが下部電極は連続した形状とする。
また、画素内でサブ画素を分離する場合は、有機ＥＬ層を成膜するためのＦＭＭの開口サイズが小さくなるため、ＦＭＭの製造が困難になる。そこで、Ｒ及び／又はＢのサブ画素が画素内で分離した構造を採用する場合において、その画素配列構造を実現するためのメタルマスクを容易に製造できるようにするために、隣接する画素間でＲ及び／又はＢのＦＭＭの開口部を統合してサイズを大きくし、ＦＭＭの製造を容易にする。この構成の場合、隣接する２つの画素に渡って有機ＥＬ材料が成膜されることになるが、下部電極は画素毎に分離しており、下部電極がない部分の有機ＥＬ材料は発光に寄与しないため、ＦＭＭの開口部を統合することによる弊害はない。
このように、Ｂのサブ画素の面積をできるだけ大きくすることによって寿命を確保することができ、色の変動を抑え、完全な白や完全な黒を表示することができる。また、Ｇのサブ画素をできるだけ画素の中央に配置することによって、どのような形状のパターンを表示してもカラーエッジの発生を抑制することができ、人間工学的に微細パターンの色認識を向上させることができる。また、隣接する画素のサブ画素同士で開口部を共用することによって、最大開口率を確保することができ、メタルマスクの製造や表示装置の製造を容易にすることができる。
以下、図面を参照して詳細に説明する。なお、電気光学素子とは、電気的作用により光の光学的状態を変化させる電子素子一般をいい、有機ＥＬ素子などの自発光素子の他に、液晶素子のように光の偏向状態を変化させることで階調表示する電子素子を含む。また、電気光学装置とは、電気光学素子を利用して表示を行う表示装置である。本発明では有機ＥＬ素子が好適であり、有機ＥＬ素子を用いることで、電流駆動により自発光する電流駆動型発光素子を得ることができることから、以下では有機ＥＬ素子を前提にして説明する。
図１は、本発明の電気光学装置の一例としての有機ＥＬ表示装置を示している。この有機ＥＬ表示装置は、大別して、発光素子が形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１００と、発光素子を封止する封止ガラス基板２００と、ＴＦＴ基板１００と封止ガラス基板２００とを接合する接合手段（ガラスフリットシール部）３００などで構成される。また、ＴＦＴ基板１００の表示領域外側のカソード電極形成領域１１４ａの周囲に、ＴＦＴ基板１００の走査線を駆動する走査ドライバ１３１、各画素の発光期間を制御するエミッション制御ドライバ１３２、静電気放電による破損を防ぐデータ線ＥＳＤ（Electro-Static-Discharge）保護回路１３３、高転送レートのストリームを本来の低転送レートの複数のストリームに戻すデマルチプレクサ（1:n DeMUX１３４）、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を用いて実装される、データ線を駆動するデータドライバＩＣ１３５などが配置され、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１３６を介して外部の機器と接続される。なお、図１は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の一例であり、その形状や構成は適宜変更可能である。
図２は、ＴＦＴ基板１００上に形成される発光素子の一画素（３つのサブ画素）に着目した平面図であり、この画素がデータ線の延在方向及び走査線（ゲート電極）の延在方向に繰り返し形成される。また、図３は、１つのサブ画素に着目した断面図である。なお、図３では、本実施形態のサブ画素の構造を分かりやすくするために、図２の平面図の中のＴＦＴ部１０８ｂ（Ｍ２駆動ＴＦＴ）と保持容量部１０９の領域を抜き出し、簡略化して記載している。
ＴＦＴ基板１００は、ガラス基板１０１上に下地絶縁膜１０２を介して形成された低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ：Low-temperature poly silicon）等からなるポリシリコン層１０３と、ゲート絶縁膜１０４を介して形成された第１金属層１０５（ゲート電極１０５ａ及び保持容量電極１０５ｂ）と、層間絶縁膜１０６に形成された開口を介してポリシリコン層１０３に接続される第２金属層１０７（データ線１０７ａ、電力供給線１０７ｂ、ソース／ドレイン電極、第１コンタクト部１０７ｃ）と、平坦化膜１１０を介して形成される発光素子１１６（アノード電極１１１、有機ＥＬ層１１３、カソード電極１１４及びキャップ層１１５）とで構成される。
上記発光素子１１６と封止ガラス基板２００との間に乾燥空気が封入され、ガラスフリットシール部３００により封止され、有機ＥＬ表示装置が形成される。この発光素子１１６はトップエミッション構造であり、発光素子１１６と封止ガラス基板２００とは所定の間隔に設定されると共に、封止ガラス基板２００の光出射面側にλ／４位相差板２０１と偏光板２０２とが形成され、外部から入射した光の反射が抑制されるようになっている。
図２において、一画素は、対向するデータ線１０７ａと電力供給線１０７ｂとで挟まれた３つの領域で構成され、各々の領域に、スイッチＴＦＴ１０８ａ、駆動ＴＦＴ１０８ｂ及び保持容量部１０９が配置される。ここで、ＲＧＢ縦ストライプ方式の画素配列構造の場合、アノード電極１１１が上記の３つの領域に分かれて形成され、各々の領域のスイッチＴＦＴ１０８ａ、駆動ＴＦＴ１０８ｂ及び保持容量部１０９を用いて、その領域に形成された発光素子１１６を駆動することになるが、本実施例では、Ｒ及び／又はＢのサブ画素が画素内で分離した構造を実現するために、Ｒのサブ画素の発光領域１１７及びＢのサブ画素の発光領域１１９を各々２つに分割すると共に、Ｒのサブ画素及びＢのサブ画素のアノード電極１１１は２つに分割した発光領域を跨ぐように形成する。
具体的には、視感度最低色であるＢのサブ画素に関しては、Ｂの有機ＥＬ層は主にＢのデータ線１０７ａ及び電力供給線１０７ｂの間の領域において上下に分離して形成するが、アノード電極１１１（図２の太い実線）は２つの有機ＥＬ層を繋ぐように形成し、図の右上の第２コンタクト部１１１ａを介して当該領域のＴＦＴ部１０８ｂ（Ｍ２駆動ＴＦＴ）に接続する。これにより、図の右上及び右下の２つのＢ発光領域１１９（図２の太い破線）は同時に発光することになる。
また、Ｒのサブ画素に関しても、Ｒの有機ＥＬ層は主にＲのデータ線１０７ａ及び電力供給線１０７ｂの間の領域において上下に分離して形成するが、アノード電極１１１は２つの有機ＥＬ層を繋ぐように形成し、図の左上の第２コンタクト部１１１ａを介して当該領域のＴＦＴ部１０８ｂ（Ｍ２駆動ＴＦＴ）に接続する。これにより、図の左上及び左下の２つのＲ発光領域１１７は同時に発光することになる。
また、視感度最高色であるＧのサブ画素に関しては、Ｇの有機ＥＬ層及びアノード電極１１１は主にＧのデータ線１０７ａ及び電力供給線１０７ｂの間の領域に形成し、アノード電極１１１は図の略中央の第２コンタクト部１１１ａを介して当該領域のＴＦＴ部１０８ｂ（Ｍ２駆動ＴＦＴ）に接続する。
なお、本明細書及び請求の範囲における視感度最高色及び視感度最低色とは、相対的な意味であり、１画素の中で含まれる複数のサブ画素同士間で比較する場合の「最高」／「最低」を指す。また、スイッチＴＦＴ１０８ａはデータ線１０７ａからのクロストークを抑えるため、図のようなデュアルゲート構造とし、電圧を電流に変換する駆動ＴＦＴ１０８ｂは製造プロセスのばらつきを最小限に抑えるため図のような引き回し形状とすることで十分なチャネル長を確保している。またこの駆動ＴＦＴのゲート電極を延長して保持容量部１０９の電極としても使うことで、限られた面積で十分な保持容量を確保することができる。このような画素構造とすることにより、ＲＧＢ各色の発光領域を大きくできるため、必要輝度を得るための各色の単位面積あたりの電流密度を下げることができ、発光素子の長寿命化が可能となる。
また、図３では、発光素子１１６の各放射光が、封止ガラス基板２００を介して外部に放射されるトップエミッション構造を示したが、ガラス基板１０１を介して外部に放射されるボトムエミッション構造とすることもできる。
次に、各サブ画素の駆動方法について図４乃至図６を参照して説明する。図４はサブ画素の主要回路構成図であり、図５は波形図、図６は駆動ＴＦＴの出力特性図である。各サブ画素は、Ｍ１スイッチＴＦＴと、Ｍ２駆動ＴＦＴと、Ｃ１保持容量と、発光素子（ＯＬＥＤ）とを備えて構成されており、２トランジスタ方式により駆動制御される。Ｍ１スイッチＴＦＴはｐチャネル型ＦＥＴ（Field Effect Transistor）であり、そのゲート端子には走査線（Scan）が接続され、ドレイン端子にはデータ線（Vdata）が接続されている。Ｍ２駆動ＴＦＴはｐチャネル型ＦＥＴであり、そのゲート端子はＭ１スイッチＴＦＴのソース端子に接続されている。また、Ｍ２駆動ＴＦＴのソース端子は電力供給線（ＶＤＤ）に接続されており、ドレイン端子は発光素子（ＯＬＥＤ）に接続されている。さらに、Ｍ２駆動ＴＦＴのゲート／ソース間にはＣ１保持容量が形成されている。
上記の構成において、走査線（Scan）に選択パルスを出力し、Ｍ１スイッチＴＦＴを開状態にすると、データ線（Vdata）を介して供給されたデータ信号は電圧値としてＣ１保持容量に書き込まれる。Ｃ１保持容量に書き込まれた保持電圧は１フレーム期間を通じて保持され、当該保持電圧によって、Ｍ２駆動ＴＦＴのコンダクタンスがアナログ的に変化し、発光諧調に対応した順バイアス電流を発光素子（ＯＬＥＤ）に供給する。
このように、発光素子（ＯＬＥＤ）を定電流で駆動することにより、発光素子（ＯＬＥＤ）の劣化によって抵抗が変化しても発光輝度を一定に保つことができるため、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方法として好適である。
次に、上記構造の有機ＥＬ表示装置の画素配列構造について、図７乃至図１３を参照して説明する。なお、図７乃至図１３に示すＲＧＢのサブ画素は、発光素子として機能する発光領域（図３において有機ＥＬ層１１３がアノード電極１１１とカソード電極１１４に挟まれた部分、すなわち、素子分離膜１１２を除去したバンク層の部分）を示しており、有機ＥＬ層１１３が形成される領域ではない。また、図７乃至図１３における各画素の境界線（実線）は、ＴＦＴ基板１００の構成部材によって規定されるものではなく、サブ画素の組を繰り返し配置した場合における隣り合うサブ画素の組との関係で規定されるものであり、必ずしも矩形である必要はないが、ここでは矩形としている。ただし、本明細書及び請求の範囲における画素の重心は、この矩形の重心ではなく、第一色のサブ画素（Ｇサブ画素）と第二色のサブ画素（Ｒサブ画素）と第三色サブ画素（Ｂサブ画素）とを囲む最小矩形の重心（すなわち、この最小矩形の２つの対角線が交差する位置）である。
図７に示すように、本実施形態の画素配列構造は、矩形状の画素の４隅の内の隣り合う２隅（図では左側の２隅）にＲのサブ画素（左上の第１部分及び左下の第２部分）が配置され、画素の４隅の内の他の隣り合う２隅（図では右側の２隅）に視感度最低色であるＢのサブ画素（右上の第１部分及び右下の第２部分）が配置され、画素の中央に視感度最高色であるＧのサブ画素が配置されている。すなわち、各々の画素は２つのＲのサブ画素と２つのＢのサブ画素と１つのＧのサブ画素の５つのサブ画素で構成されている。また、サブ画素の面積は、ＲＧＢの各色の視感度を反映して、Ｇのサブ画素＜２つのＲのサブ画素＜２つのＢのサブ画素となっている。
上記画素配列構造において、Ｒ及びＢの有機ＥＬ材料は分離して形成されるが、図２に示すように、アノード電極１１１は、Ｒ及びＢの２つのサブ画素を繋ぐように形成されているため、２つのＲのサブ画素及び２つのＢのサブ画素には、各々、同一信号が印加される。また、上記画素配列構造の場合、有機ＥＬ材料を蒸着するためのＦＭＭに、各々のサブ画素に対応する開口部を形成すると、各々の開口部（特にＲとＢのサブ画素の開口部）のサイズが小さくなり、ＦＭＭの製造が困難になる。そこで、Ｒ及びＢのサブ画素の開口部は隣接する画素の同じ色のサブ画素の開口部と統合して、開口部のサイズを大きくしている（図では、開口部を識別しやすくするために全ての画素には記載していない）。具体的には、図７のように２つのＲのサブ画素及び２つのＢのサブ画素を各々、図の縦方向に配置する場合は、Ｒの左上のサブ画素（第１部分）の開口部は上方に隣接する画素のＲの左下のサブ画素（第２部分）の開口部と統合し、Ｒの左下のサブ画素（第２部分）の開口部は下方に隣接する画素のＲの左上のサブ画素（第１部分）の開口部と統合して、Ｒ開口部１４３ａとしている（図の破線参照）。同様に、Ｂの右上のサブ画素（第１部分）の開口部は上方に隣接する画素のＢの右下のサブ画素（第２部分）の開口部と統合し、Ｂの右下のサブ画素（第２部分）の開口部は下方に隣接する画素のＢの右上のサブ画素（第１部分）の開口部と統合して、Ｂ開口部１４３ｃとしている（図の一点鎖線参照）。これにより、開口部の数が１画素あたり３個となり、ＦＭＭの製造が困難になることを回避することができる。なお、Ｒ開口部１４３ａやＢ開口部１４３ｃを介して有機ＥＬ材料を蒸着すると、有機ＥＬ材料自体は隣り合う画素を跨いで形成されるが、アノード電極は画素毎に分離しており、アノード電極がない部分は発光に寄与しないため、Ｒのサブ画素やＢのサブ画素は図のように分離される。
なお、図７の２つのＲのサブ画素と２つのＢのサブ画素と１つのＧのサブ画素の形状や配置は一例であり、適宜変更することができる。ただし、視感度の偏りを抑えるために、２つのＲのサブ画素、２つのＢのサブ画素及びＧのサブ画素は、矩形状の画素の重心を通る線（ここでは水平線）に対して対称な形状とすることが好ましい。
また、図７ではＧのサブ画素を菱形にしているが、Ｇのサブ画素の各辺は、隣り合うＲ又はＢのサブ画素の対向する辺との距離が略一定となる形状であればよい。例えば、図８に示すように、ＲとＢのサブ画素の画素中心側の辺の傾斜角が異なる場合は、Ｇのサブ画素はその傾斜に合わせて菱形を変形した形状とすることができる。図８の構成の場合、Ｇのサブ画素の重心位置が画素の重心に近づくため、画素全体の視感度の偏りを修正することができる。
また、図９に示すように、Ｒ及びＢのサブ画素の画素中心側の辺がステップ状になっている場合は、Ｇのサブ画素は六角形や八角形などとすることができる。また、図１０に示すように、Ｒ及びＢのサブ画素の画素中心側の辺が曲線の場合は、Ｇのサブ画素は円形や楕円形などとすることもできる。
図１１は、本実施形態の画素配列構造の他の例である。この画素配列構造でも、画素の４隅の内の隣り合う２隅近傍にＲのサブ画素を配置し、画素の４隅の内の他の隣り合う２隅近傍に視感度最低色であるＢのサブ画素を配置し、画素の中央に視感度最高色であるＧのサブ画素を配置するが、Ｒのサブ画素は分離せずに１つのサブ画素としている。すなわち、Ｒのサブ画素に関しては、画素内で有機ＥＬ層及びアノード電極の双方が連続するように形成している。この構成の場合、各々の画素は１つのＲのサブ画素と２つのＢのサブ画素と１つのＧのサブ画素の４つのサブ画素で構成される。
この画素配列構造の場合も、サブ画素の面積は、ＲＧＢの各色の視感度を反映して、Ｇのサブ画素＜１つのＲのサブ画素＜２つのＢのサブ画素となっている。また、Ｂのサブ画素の開口部は隣接する画素のＢのサブ画素の開口部と統合して、開口部のサイズを大きくしている。なお、Ｒのサブ画素に関しては、開口部は画素内のＲのサブ画素全体を覆う必要があり、Ｂのサブ画素と同様に、隣接する画素のＲのサブ画素の開口部と統合すると、開口部が有機ＥＬ表示装置の表示領域全体に渡って連続する形状となり、ＦＭＭが変形しやすくなる恐れがあることから、図１１では、画素を跨がない形状としている。また、この画素配列構造においても、１つのＲのサブ画素、２つのＢのサブ画素及びＧのサブ画素は、視感度の偏りを抑えるために、矩形状の画素の中心を通る水平線に対して対称な形状とすることが好ましく、図８乃至図１０と同様に、各色のサブ画素の形状は適宜変更可能である。
図１２は、本実施形態の画素配列構造の他の例である。この画素配列構造では、画素の４隅の内の隣り合う２隅近傍にＲのサブ画素を配置し、画素の４隅の内の他の隣り合う２隅近傍に視感度最低色であるＢのサブ画素を配置し、画素の中央に視感度最高色であるＧのサブ画素を配置するが、Ｂのサブ画素は分離せずに１つのサブ画素としている。すなわち、Ｂのサブ画素に関しては、画素内で有機ＥＬ層及びアノード電極の双方が連続するように形成している。この構成の場合も、各々の画素は２つのＲのサブ画素と１つのＢのサブ画素と１つのＧのサブ画素の４つのサブ画素で構成される。
この画素配列構造の場合も、サブ画素の面積は、ＲＧＢの各色の視感度を反映して、Ｇのサブ画素＜２つのＲのサブ画素＜１つのＢのサブ画素となっている。また、Ｂのサブ画素を連結することにより、画素の中央側への突出量を抑えても同じ面積を維持することができるため、Ｇのサブ画素を画素の中央に寄せることができ、その結果、画素全体の視感度の偏りを抑制することができる。また、Ｒのサブ画素の開口部は隣接する画素のＲのサブ画素の開口部と統合して開口部のサイズを大きくし、Ｂのサブ画素の開口部は画素を跨がない形状としている。また、この画素配列構造においても、２つのＲのサブ画素、１つのＢのサブ画素及びＧのサブ画素は、視感度の偏りを抑えるために、矩形状の画素の中心を通る水平線に対して対称な形状とすることが好ましく、図８乃至図１０と同様に、各色のサブ画素の形状は適宜変更可能である。
図１３は、本実施形態の画素配列構造の他の例である。この画素配列構造でも、画素の４隅の内の隣り合う２隅近傍にＲのサブ画素を配置し、画素の４隅の内の他の隣り合う２隅近傍に視感度最低色であるＢのサブ画素を配置し、画素の中央に視感度最高色であるＧのサブ画素を配置するが、Ｒ及びＢのサブ画素は分離せずに１つのサブ画素としている。すなわち、Ｒ及びＢのサブ画素に関して、画素内で有機ＥＬ層及びアノード電極の双方が連続するように形成している。この構成の場合、各々の画素は１つのＲのサブ画素と１つのＢのサブ画素と１つのＧのサブ画素の３つのサブ画素で構成される。
この画素配列構造の場合も、サブ画素の面積は、ＲＧＢの各色の視感度を反映して、Ｇのサブ画素＜１つのＲのサブ画素＜１つのＢのサブ画素となっている。また、Ｒ及びＢの開口部は、各々、画素を跨がない形状としている。また、この画素配列構造においても、ＲＧＢの各サブ画素は、視感度の偏りを抑えるために、矩形状の画素の中心を通る水平線に対して対称な形状とすることが好ましく、図８乃至図１０と同様に、各色のサブ画素の形状は適宜変更可能である。
なお、本発明の画素配列構造における各サブ画素の形状やサブ画素間の間隔、各サブ画素と画素の周囲との間隔などは図の構成に限定されず、製造上の精度や有機ＥＬ表示装置に求められる表示性能を勘案して適宜変更可能である。
このように、Ｇサブ画素を中央付近に配置することによって、縦ラインや横ラインのパターンにおいて常にほぼ中央にＧが配置されることとなり、カラーエッジの発生を抑制し、良好な混色を得ることができる。また、１ドットのみのどの角度のラインであっても混色が良好になるため、微細パターンの色の認識性を向上させることができる。また、Ｒ及び／又はＢのサブ画素に関して、隣接する画素と開口部を統合することで高い開口率を維持しつつ、ＦＭＭの製造を容易にすることができる。なお、この画素配列構造であれば、ＯＬＥＤの信頼性を確保するためにＢのサブ画素を拡大させても、Ｇのサブ画素との位置関係はあまり大きな変化が無いため、混色性能はあまり悪くならない。
次に、本発明の第１の実施例に係る画素アレイ及び電気光学装置について、図１４乃至図３０を参照して説明する。
前記した実施形態では、本発明の電気光学装置（有機ＥＬ表示装置）の画素配列構造に着目して説明したが、本実施例では、この画素配列構造の画素アレイを備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。なお、図１４、１６、１８、２０は図７の画素配列構造の一画素の平面図であり、図１５、１７、１９、２１は一つのサブ画素に着目したＴＦＴ部、保持容量部及び発光素子の断面図である。
まず、図１４及び図１５に示すように、ガラス等の透光性の基板（ガラス基板１０１）上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によって、例えばシリコン窒化膜等を堆積して下地絶縁膜１０２を形成する。次に、公知の低温ポリシリコンＴＦＴ製造技術を用いて、ＴＦＴ部及び保持容量部を形成する。具体的には、ＣＶＤ法等によってアモルファスシリコンを堆積し、ＥＬＡ（Excimer Laser Annealing）により結晶化してポリシリコン層１０３を形成する。その際、電圧電流変換増幅器として用いるＭ２駆動ＴＦＴのチャネル長を十分長く確保して出力電流のばらつきを抑え、Ｍ１スイッチＴＦＴのソースとデータ線１０７ａとの接続、Ｍ１スイッチＴＦＴのドレインとＣ１保持容量との接続、Ｃ１保持容量と電力供給線１０７ｂとの接続、Ｍ２駆動ＴＦＴのソースと電力供給線１０７ｂとの接続、Ｍ２駆動ＴＦＴのドレインと各サブ画素のアノード電極１１１との接続を可能にするために、図のようにポリシリコン層１０３を引き回している。
次に、図１６及び図１７に示すように、ポリシリコン層１０３上にＣＶＤ法等によって、例えばシリコン酸化膜等を堆積してゲート絶縁膜１０４を形成し、更に、スパッタ法等により第１金属層１０５としてＭｏ（モリブデン）やＮｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）との合金等を堆積してゲート電極１０５ａ及び保持容量電極１０５ｂを形成する。なお、例えばＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、ＭｏＷ、ＭｏＮｂ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金などからなる群より選択される一つの物質で単一層を形成したり、配線抵抗を減少させるために低抵抗物質であるＭｏ、Ｃｕ、ＡｌまたはＡｇの２層構造またはそれ以上の多重膜構造からなる群より選択される一つの積層構造で形成しても良い。その際、各サブ画素における保持容量を大きくすると共に、各サブ画素のＭ１スイッチＴＦＴのドレインと保持容量電極１０５ｂとの接続を容易にするために、図のような形状で第１金属層１０５を形成している。次に、ゲート電極形成前に高濃度不純物層（ｐ＋層１０３ｃ）をドーピングしておいたポリシリコン層１０３に、ゲート電極１０５をマスクとして追加不純物ドーピングを施して低濃度不純物層（ｐ−層１０３ｂ）を形成することにより、ＴＦＴ部にＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を形成する。
次に、図１８及び図１９に示すように、ＣＶＤ法等によって、例えばシリコン酸化膜等を堆積して層間絶縁膜１０６を形成する。この層間絶縁膜１０６及びゲート絶縁膜１０４に異方性エッチングを行い、ポリシリコン層１０３に接続するためのコンタクトホール（図の太い破線の部分）を開口する。次に、スパッタ法等によって、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ等のアルミ合金の第２金属層１０７を堆積し、パターニングを行ってソース／ドレイン電極、データ線１０７ａ、電力供給線１０７ｂ、第１コンタクト部１０７ｃを形成する。これにより、データ線１０７ａとＭ１スイッチＴＦＴのソース、Ｍ１スイッチＴＦＴのドレインと保持容量電極１０５ｂ及びＭ２駆動ＴＦＴのゲート、Ｍ２駆動ＴＦＴのソースと電力供給線１０７ｂとが接続される。
次に、図２０及び図２１に示すように、感光性の有機材料を塗布し平坦化膜１１０を形成する。そして、露光条件を最適化してテーパー角を調整し、Ｍ２駆動ＴＦＴのドレインに接続するためのコンタクトホール（×印を付した太い実線の部分）を開口する。この上にＡｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒおよびこれらの化合物金属で反射膜を堆積し、その上に続けてＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３等の透明膜を堆積し、同時にパターニングして各サブ画素のアノード電極１１１を形成する。アノード電極１１１は第２コンタクト部１１１ａでＭ２駆動ＴＦＴのドレインと接続される。なお、アノード電極１１１は、トップエミッション構造の場合は反射膜としても機能させるため反射膜が必要だが、ボトムエミッション構造の場合には反射膜を省き、ＩＴＯ等の透明膜のみで形成する。次に、スピンコート法等によって、例えば感光性の有機樹脂膜を塗布して素子分離膜１１２を形成し、パターニングを行って、各サブ画素のアノード電極１１１を底部に露出させた素子分離層を形成する。この素子分離層により、各サブ画素の発光領域が分離される。
次に、素子分離膜１１２を形成したガラス基板１０１に対して有機ＥＬ材料を成膜する。図２２乃至図２４は、この有機ＥＬ材料の成膜に際して使用するメタルマスクの製造方法であり、有機ＥＬパネルの端部近傍の領域を示している。また、図２５乃至図２７は、各色の有機ＥＬ材料を成膜するためのメタルマスクの一部を示す平面図であり、図２８及び図３０は、このメタルマスクを用いた有機ＥＬ材料の成膜方法を模式的に示す断面図、図２９は、メタルマスク本体と補強部材の位置関係を示す斜視図である。
まず、メタルマスクの製造方法について説明する。このメタルマスクは、型抜きやエッチングにより、薄板状のメタルマスク部材のサブ画素に対応する部分に開口部を形成することによっても製造可能であるが、ここではメッキ法を用いて説明する。具体的には、図２２に示すように、メタルマスク本体をメッキ成長させるための母材（電鋳用母材１４５）を用意する。この電鋳用母材１４５の材料は特に限定されないが、少なくとも電解メッキのための電流を流すことができる導電性を有し（無電解メッキの場合は不要）、かつ、凹凸を切削やエッチングなどの方法で形成可能な材料（例えば、ガラス材やアルマイト等）を用いることができる。
そして、ガイド部１４２を形成する部分（すなわち、有機ＥＬパネルの画素領域の外側の部分）に突起１４２ａを形成し、必要に応じて、メタルマスク部材１４１ａの剥離を容易にするための黒鉛や導電性接着剤などを塗布したり被膜をメッキ成長させたりして下地を形成し、電鋳用母材１４５の全面にフォトレジストを塗布し、各画素内のサブ画素に対応する部分にフォトレジスト１４６が残るように露光、現像を行う。その際、メッキでは電鋳用母材１４５から成長したメタルマスク部材１４１ａがフォトレジスト１４６を覆うように成長するため、フォトレジスト１４６を覆う量を考慮してフォトレジストパターンのサイズを決定すると共に、フォトレジスト１４６の厚みやメッキ成長の条件を設定する。
次に、フォトレジスト１４６を形成した電鋳用母材１４５を電解液に浸け、電解メッキの場合は所定の電流を流して、図２３に示すように、電鋳用母材１４５上に所定の厚さのメタルマスク部材１４１ａを成長させる。メタルマスク部材１４１ａは、例えば、ニッケル、ニッケル合金、ニッケル・コバルト合金、インバールなどのニッケル・鉄合金などとすることができる。なお、メタルマスク部材１４１ａのメッキ成長に際し、特開２００５−２０６８８１号公報に示すように、フォトレジストの厚みまで第１の金属を形成し、その上に第２の金属を形成する手法などを用いることも可能である。
メッキ成長後、メタルマスク部材１４１ａを成長させた電鋳用母材１４５を所定の剥離液（例えば、アセトンや塩化メチル等）に浸して、電鋳用母材１４５からフォトレジスト１４６と共にメタルマスク部材１４１ａを分離して、図２４に示すような、サブ画素に対応する開口部１４３とガイド部１４２とが形成されたメタルマスク本体１４１が完成する。図２５は、Ｒのサブ画素に対応するＲ開口部１４３ａを形成したメタルマスク本体１４１、図２６は、Ｇのサブ画素に対応するＧ開口部１４３ｂを形成したメタルマスク本体１４１、図２７は、Ｂのサブ画素に対応するＢ開口部１４３ｃを形成したメタルマスク本体１４１の一例である。本実施例では、Ｒ及びＢのサブ画素は２つに分離しているが、各々のサブ画素は隣接する画素の同色のサブ画素と開口部を共用するため、Ｒ開口部１４３ａ及びＢ開口部１４３ｃのサイズを大きくすることができ、メタルマスクを容易に製造することができる。なお、図１１の画素配列構造の場合は、Ｒ開口部は画素内で連続した（画素を跨がない）形状となり、図１２の画素配列構造の場合は、Ｂ開口部は画素内で連続した形状となり、図１３の画素配列構造の場合は、Ｒ開口部及びＢ開口部は画素内で連続した形状となる。
その後、図２８乃至図３０に示すように、メタルマスク本体１４１のガイド部１４２で規定される部分に所定の特性（強度、熱膨張率及び磁性）を有する補強部材１４４を位置合わせして配置し、ＴＦＴ基板１００の表面（上記バンク層が形成された成膜面）に補強部材１４４を配置したメタルマスク本体１４１を位置合わせして配置し、ＴＦＴ基板１００の裏面の補強部材１４４に対向する位置にマグネットなどの固定部材１５０を配置することによって、メタルマスク１４０をＴＦＴ基板１００に固定する。そして、ＴＦＴ基板１００の表面を下にして蒸着装置の真空槽内のステージ１６０にセットし、るつぼ１６１を加熱して蒸着材１６２としての有機ＥＬ材料を蒸発させ、メタルマスク本体１４１の開口部１４３を介して、ＴＦＴ基板１００の各サブ画素に対応する位置に有機ＥＬ材料を蒸着させる。この補強部材を配置するのは、隣接する有機ＥＬパネル作成領域の中間部である。ここには開口パターンを配置していないため、補強部材によって開口パターンが影響を受けることはない。このような構造を採用することによってメタルマスクの変形を抑制し、メタルマスクの取り付けに要する時間とコストを削減し、更に、メタルマスクの位置ズレや反りなどを簡単に修復できるようにする。
なお、上記では、メタルマスク本体１４１のＴＦＴ基板１００と反対側の面が突出するようにガイド部１４２を形成したが、ＴＦＴ基板１００と反対側の面が窪むようにガイド用の凹部を形成し、補強部材１４４に設けた凸部と係合するようにしてもよい。また、上記では、補強部材１４４や固定部材１５０の断面を矩形形状としたが、断面形状は図の構成に限定されず、例えば、台形形状や半円形状などとすることもできる。また、メタルマスク本体１４１がＴＦＴ基板１００の全面に接触しないように、有機ＥＬパネル形成領域の外側の所定の部分に、ＴＦＴ基板１００側に突出する凸部を設け、この凸部のみでメタルマスク本体１４１がＴＦＴ基板１００に接触するようにしてもよい。また、上記では、メタルマスク本体１４１の製造方法の一例として、メッキ法を用いて説明したが、エッチング法を用いてもよい。
図２０及び図２１に戻って、ＲＧＢの色毎に、有機ＥＬ材料を成膜して、アノード電極１１１上に、有機ＥＬ層１１３を形成する。その際、Ｒ及びＢのサブ画素に関しては、隣接する２つ画素に渡って有機ＥＬ材料が成膜されることになるが、アノード電極１１１は画素毎に分離しており、アノード電極１１１がない部分の有機ＥＬ材料は発光に寄与しないため、画素を跨いで有機ＥＬ層１１３を形成しても問題はない。この有機ＥＬ層１１３は、下層側から、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などによって構成される。また、有機ＥＬ層１１３は、電子輸送層／発光層／正孔輸送層、電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層、電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層あるいは発光層単独のいずれの構造でもよく、電子ブロッキング層等を追加しても構わない。発光層の材質はサブ画素の色毎に異なり、必要に応じて正孔注入層や正孔輸送層等の膜厚もサブ画素毎に個別に制御する。
この有機ＥＬ層１１３の上に仕事関数が小さな金属、すなわちＬｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの化合物を蒸着してカソード電極１１４を形成する。カソード電極の膜厚は光取り出し効率を向上させ良好な視野角依存性を確保するため最適化される。カソード電極の抵抗が高く発光輝度の均一性が損なわれる場合には、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３などの透明電極形成用の物質で補助電極層を追加する。さらに光取り出し効率向上のため、ガラスより屈折率の高い絶縁膜を堆積させキャップ層１１５を形成する。キャップ層は有機ＥＬ素子の保護層としての役割も果たす。
以上により、ＲＧＢの各サブ画素に対応する発光素子１１６が形成され、アノード電極１１１と有機ＥＬ層１１３とが接触した部分（素子分離膜１１２の開口部分）が各々、Ｒ発光領域１１７、Ｇ発光領域１１８、Ｂ発光領域１１９となる。
なお、発光素子１１６をボトムエミッション構造とする場合は、平坦化膜１１０の上層にカソード電極１１４（ＩＴＯなどの透明電極）を形成し、有機ＥＬ層１１３の上に、アノード電極１１１（反射電極）を形成すればよい。ボトムエミッション構造では光を上面に取り出す必要が無いため、Ａｌ等の金属膜を厚く形成することができ、カソード電極の抵抗値を大幅に減少させることができるため大型化に適しているが、ＴＦＴ素子や配線部分は光が透過できないため、発光領域が極端に小さくなり高精細化には適していない。
次に、ＴＦＴ基板１００の外周にガラスフリットを塗設し、その上に封止ガラス基板２００を載置し、ガラスフリット部をレーザー等で加熱して溶融させＴＦＴ基板１００と封止ガラス基板２００を密封する。その後、封止ガラス基板２００の光出射側にλ／４位相差板２０１、偏光板２０２を形成し、有機ＥＬ表示装置が完成する。
なお、図１４乃至図３０は、本実施例での有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例であり、実施形態で示した画素配列構造が実現可能であれば、その製造方法は特に限定されない。
次に、本発明の第２の実施例に係る電気光学装置及び電気機器について、図３１乃至図３４を参照して説明する。本実施例では、有機ＥＬ表示装置の応用例として、有機ＥＬ表示装置を表示手段として備えた各種電気機器について説明する。
図３１乃至図３４は、本発明の電気光学装置（有機ＥＬ表示装置）を適用可能な電気機器の例を示している。図３１は、パーソナルコンピュータへの適用例、図３２は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や電子手帳、電子ブック、タブレット端末などの携帯端末機器への適用例、図３３は、スマートフォンへの適用例、図３４は携帯電話機への適用例である。これらの電気機器の表示部に、本発明の有機ＥＬ表示装置を利用することができる。なお、電気機器としては、表示装置を備えるものであれば特に限定はなく、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、ファックス装置、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ（Demand Side Platform）装置などに適用することができる。
次に、本発明の第３の実施例に係る電気光学装置及び電気機器について、図３５乃至図３８を参照して説明する。前記した第２の実施例では、本発明の電気光学装置としての有機ＥＬ表示装置を平面状の表示部を備える電気機器に適用する場合について説明したが、有機ＥＬ表示装置を変形可能な構造にすることにより、曲面状の表示部を必要とする電気機器に適用することができる。
図３５は、変形可能な有機ＥＬ表示装置の構造を示す断面図である。前記した第１の実施例と異なる点は、（１）ＴＦＴ部１０８ａ、１０８ｂ及び保持容量部１０９がフレキシブルな基板上に形成されること、（２）発光素子１１６上に封止ガラス基板２００を配置しないことである。
まず、（１）に関して、ガラス基板１０１上に、剥離液で除去可能な有機樹脂等の剥離膜１２０を形成し、その上にポリイミドなどの可撓性を有するフレキシブル基板１２１を形成する。次に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機薄膜１２２と有機樹脂等の有機膜１２３とを交互に積層する。そして、最上層の膜（ここでは無機薄膜１２４）の上に、第１の実施例で示した製造方法に従って、下地絶縁膜１０２、ポリシリコン層１０３、ゲート絶縁膜１０４、第１金属層１０５、層間絶縁膜１０６、第２金属層１０７、平坦化膜１１０を順次形成し、ＴＦＴ部１０８ａ、１０８ｂ及び保持容量部１０９を形成する。
また、（２）に関しては、平坦化膜１１０上にアノード電極１１１、素子分離膜１１２を形成し、素子分離膜１１２を除去したバンク層に有機ＥＬ層１１３、カソード電極１１４、キャップ層１１５を順次形成して発光素子１１６を形成する。その後、キャップ層１１５の上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機薄膜１２４と有機樹脂等の有機膜１２５とを交互に積層し、最上層の膜（ここでは有機膜１２５）の上にλ／４位相差板１２６と偏光板１２７を形成する。
その後、ガラス基板１０１上の剥離膜１２０を剥離液などで除去し、ガラス基板１０１を取り外す。この構造では、ガラス基板１０１や封止ガラス基板２００がなく、有機ＥＬ表示装置全体が変形可能であるため、曲面状の表示部を必要とする様々な用途の電気機器、特に、ウェアラブルな電気機器に利用可能になる。
例えば、図３６に示すような手首に装着するリストバンド型電気機器（例えば、スマートフォンと連動する端末、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能を備えた端末、脈拍や体温などの人体情報を測定する端末など）の表示部に本発明の有機ＥＬ表示装置を利用することができる。スマートフォンと連動する端末の場合は、端末に予め設けられた通信手段（例えば、Bluetooth（登録商標）やＮＦＣ（Near Field Communication）等の規格に従って動作する近距離無線通信部）を用いて受信した画像データや映像データを有機ＥＬ表示装置に表示させることができる。また、ＧＰＳ機能を備えた端末の場合は、ＧＰＳ信号に基づいて特定した位置情報や移動距離情報、移動速度情報などを有機ＥＬ表示装置に表示させることができる。また、人体情報を測定する端末の場合は、測定した情報を有機ＥＬ表示装置に表示させることができる。
また、図３７に示すような電子ペーパーに本発明の有機ＥＬ表示装置を利用することができる。例えば、電子ペーパーの端部に設けられた記憶部に記憶した画像データや映像データを有機ＥＬ表示装置に表示させたり、電子ペーパーの端部に設けられたインターフェイス手段（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの有線通信部やイーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ（Fiber-Distributed Data Interface）、トークンリング等の規格に従って動作する無線通信部）を用いて受信した画像データや映像データを有機ＥＬ表示装置に表示させたりすることができる。
また、図３８に示すような顔に装着するグラス型電子機器の表示部に本発明の有機ＥＬ表示装置を利用することができる。例えば、眼鏡やサングラス、ゴーグルのツル（テンプル）などに設けられた記憶部に記憶した画像データや映像データを有機ＥＬ表示装置に表示させたり、ツル（テンプル）などに設けられたインターフェイス手段（例えば、ＵＳＢなどの有線通信部やBluetooth（登録商標）やＮＦＣ等の規格に従って動作する近距離無線通信部、ＬＴＥ（Long Term Evolution）／３Ｇなどの移動体通信網を利用して通信を行う移動体通信部）を用いて受信した画像データや映像データを有機ＥＬ表示装置に表示させたりすることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、電気光学装置の種類や構造、各構成物の材料、製造方法などは適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態及び実施例では、ＲＧＢのサブ画素で構成される画素が格子状に配置される構成として説明したが、画素の配列形態は格子状に限定されず、例えば、上下若しくは左右の画素が半画素分ずれて配置される構成などに対しても適用することができる。
また、上記実施形態及び実施例では、サブ画素をＲＧＢの３色としたが、視感度が異なる任意の３色に対して本発明の画素配列構造を適用することができる。
また、本発明の電気光学装置は実施形態及び実施例で示した有機ＥＬ表示装置に限定されない。また、画素を構成する基板も実施形態及び実施例で示したＴＦＴ基板に限られない。また、画素を構成する基板は、アクティブ型の基板のみならず、パッシブ型の基板にも適用可能である。また、画素の制御する回路としてＭ１スイッチＴＦＴとＭ２駆動ＴＦＴとＣ１保持容量とで構成される回路（いわゆる２Ｔ１Ｃ回路）を例示したが、３つ以上のトランジスタを備える回路（例えば３Ｔ１Ｃ回路）などとしてもよい。
本発明は、複数のサブ画素からなる画素が２次元に配列された画素アレイを備える有機ＥＬ表示装置などの電気光学装置、及びその電気光学装置を表示装置として利用する電気機器に利用可能である。
１００ ＴＦＴ基板
１０１ ガラス基板
１０２ 下地絶縁膜
１０３ ポリシリコン層
１０３ａ ｉ層
１０３ｂ ｐ−層
１０３ｃ ｐ＋層
１０４ ゲート絶縁膜
１０５ 第１金属層
１０５ａ ゲート電極
１０５ｂ 保持容量電極
１０６ 層間絶縁膜
１０７ 第２金属層
１０７ａ データ線
１０７ｂ 電力供給線
１０７ｃ 第１コンタクト部
１０８ ＴＦＴ部
１０８ａ Ｍ１スイッチＴＦＴ
１０８ｂ Ｍ２駆動ＴＦＴ
１０９ 保持容量部
１１０ 平坦化膜
１１１ アノード電極
１１１ａ 第２コンタクト部
１１２ 素子分離膜
１１３ 有機ＥＬ層
１１４ カソード電極
１１５ キャップ層
１１６ 発光素子
１１７ Ｒ発光領域
１１８ Ｇ発光領域
１１９ Ｂ発光領域
１２０ 剥離膜
１２１ フレキシブル基板
１２２ 無機薄膜
１２３ 有機膜
１２４ 無機薄膜
１２５ 有機膜
１２６ λ／４位相差板
１２７ 偏光板
１３１ 走査ドライバ
１３２ エミッション制御ドライバ
１３３ データ線ＥＳＤ保護回路
１３４ １：ｎ ＤｅＭＵＸ
１３５ ドライバＩＣ
１３６ ＦＰＣ
１４０ メタルマスク
１４１ メタルマスク本体
１４１ａ メタルマスク部材
１４２ ガイド部
１４２ａ 突起
１４３ 開口部
１４３ａ Ｒ開口部
１４３ｂ Ｇ開口部
１４３ｃ Ｂ開口部
１４４、１４４ａ 補強部材
１４５ 電鋳用母材
１４６ フォトレジスト
１５０ 固定部材
１６０ ステージ
１６１ るつぼ
１６２ 蒸着材
１７０ フレーム
１７１ 単位マスク
２００ 封止ガラス基板
２０１ λ／４位相差板
２０２ 偏光板
２１０ 多層膜封止基板
３００ ガラスフリットシール部
１０１ ガラス基板
１０２ 下地絶縁膜
１０３ ポリシリコン層
１０３ａ ｉ層
１０３ｂ ｐ−層
１０３ｃ ｐ＋層
１０４ ゲート絶縁膜
１０５ 第１金属層
１０５ａ ゲート電極
１０５ｂ 保持容量電極
１０６ 層間絶縁膜
１０７ 第２金属層
１０７ａ データ線
１０７ｂ 電力供給線
１０７ｃ 第１コンタクト部
１０８ ＴＦＴ部
１０８ａ Ｍ１スイッチＴＦＴ
１０８ｂ Ｍ２駆動ＴＦＴ
１０９ 保持容量部
１１０ 平坦化膜
１１１ アノード電極
１１１ａ 第２コンタクト部
１１２ 素子分離膜
１１３ 有機ＥＬ層
１１４ カソード電極
１１５ キャップ層
１１６ 発光素子
１１７ Ｒ発光領域
１１８ Ｇ発光領域
１１９ Ｂ発光領域
１２０ 剥離膜
１２１ フレキシブル基板
１２２ 無機薄膜
１２３ 有機膜
１２４ 無機薄膜
１２５ 有機膜
１２６ λ／４位相差板
１２７ 偏光板
１３１ 走査ドライバ
１３２ エミッション制御ドライバ
１３３ データ線ＥＳＤ保護回路
１３４ １：ｎ ＤｅＭＵＸ
１３５ ドライバＩＣ
１３６ ＦＰＣ
１４０ メタルマスク
１４１ メタルマスク本体
１４１ａ メタルマスク部材
１４２ ガイド部
１４２ａ 突起
１４３ 開口部
１４３ａ Ｒ開口部
１４３ｂ Ｇ開口部
１４３ｃ Ｂ開口部
１４４、１４４ａ 補強部材
１４５ 電鋳用母材
１４６ フォトレジスト
１５０ 固定部材
１６０ ステージ
１６１ るつぼ
１６２ 蒸着材
１７０ フレーム
１７１ 単位マスク
２００ 封止ガラス基板
２０１ λ／４位相差板
２０２ 偏光板
２１０ 多層膜封止基板
３００ ガラスフリットシール部
Claims (10)
- 視感度最高色である第一色のサブ画素と第二色のサブ画素と視感度最低色である第三色のサブ画素とを内包する矩形状の画素が２次元に配列された画素アレイにおいて、
前記第二色のサブ画素は、前記矩形状の画素の第１の方向に隣り合う２隅近傍に配置される第１部分及び第２部分を含み、
前記第三色のサブ画素は、前記矩形状の画素の前記第１の方向に隣り合う他の２隅近傍に配置される第１部分及び第２部分を含み、
前記第一色のサブ画素は、前記矩形状の画素の重心を含む中央部に配置され、
前記第三色のサブ画素は、前記第一色のサブ画素並びに前記第二色のサブ画素よりも面積が大きく、
前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記第二色のサブ画素及び前記第三色のサブ画素は、前記画素の前記第１の方向の端部近傍で幅が最も広く、前記第一色のサブ画素は、前記画素の重心を含み、
各々のサブ画素は、電極上に発光材料を備える構造を有し、
前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素は、前記第１部分と前記第２部分とで、前記発光材料が分離し、かつ、前記電極が連続しており、
前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第１部分と、前記第１の方向の前記第１部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第２部分とは、前記発光材料が連続し、
前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第２部分と、前記第１の方向の前記第２部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第１部分とは、前記発光材料が連続し、
前記電極は、画素毎に分離している、ことを特徴とする画素アレイ。 - 前記第一色のサブ画素は、前記第二色のサブ画素及び前記第三色のサブ画素の前記第１部分及び前記第２部分との間隔が略一定となる形状である、ことを特徴とする請求項１に記載の画素アレイ。
- 前記第二色のサブ画素及び／又は前記第三色のサブ画素の前記第１部分及び前記第２部分は、前記画素内で分離している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画素アレイ。
- 前記第一色のサブ画素、前記第二色のサブ画素及び前記第三色のサブ画素は、前記画素の重心を通り、前記第２方向に延在する中心線に対して線対称である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の画素アレイ。
- 前記第二色のサブ画素と前記第三色のサブ画素とは対称に配置されていない、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の画素アレイ。
- 前記第一色はＧ（Green）、前記第二色はＲ（Red）、前記第三色はＢ（Blue）である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の画素アレイ。
- 請求項１乃至６のいずれか一に記載の画素アレイと、前記画素アレイを駆動する回路部と、を備える、ことを特徴とする電気光学機器。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子からなる請求項１乃至６のいずれか一に記載の画素アレイと、前記画素アレイを駆動する回路部と、がフレキシブル基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス装置を表示装置として備える、ことを特徴とする電気機器。
- 基板上に画素アレイを形成する際に使用されるメタルマスクであって、
前記画素アレイは、視感度最高色である第一色のサブ画素と第二色のサブ画素と視感度最低色である第三色のサブ画素とを内包する矩形状の画素が２次元に配列されたものであり、
前記第二色のサブ画素は、前記矩形状の画素の第１の方向に隣り合う２隅近傍に配置される、互いに分離した第１部分及び第２部分を含み、前記第三色のサブ画素は、前記矩形状の画素の前記第１の方向に隣り合う他の２隅近傍に配置される、互いに分離した第１部分及び第２部分を含み、前記第一色のサブ画素は、前記矩形状の画素の重心を含む中央部に配置され、
前記第二色又は前記第三色の発光材料を成膜するためのメタルマスクは、前記第二色のサブ画素又は前記第三色のサブ画素の前記第１部分と、前記第１の方向の前記第１部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第２部分とに対して、１つの開口部を備え、前記第二色のサブ画素又は前記第三色のサブ画素の前記第２部分と、前記第１の方向の前記第２部分側に隣り合う画素の同色のサブ画素の第１部分とに対して、１つの開口部を備える、ことを特徴とするメタルマスク。 - 前記第一色はＧ（Green）、前記第二色はＲ（Red）、前記第三色はＢ（Blue）である、ことを特徴とする請求項９に記載のメタルマスク。
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