CN108539042B - 有机el装置、有机el装置的制造方法、电子设备 - Google Patents

有机el装置、有机el装置的制造方法、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在视角特性中具有优良的对称性的能够彩色显示的有机EL装置、有机EL装置的制造方法、电子设备。有机EL装置(100)具备：作为基板的基材(11)、配置在基材(11)上的多个有机EL元件(30)、将多个有机EL元件(30)覆盖并密封的密封层(34)、与多个有机EL元件(30)对应地形成在密封层(34)上的至少红、绿以及蓝的着色层(36R)、(36G)、(36B)、以及以在密封层(34)上分别划分不同颜色的着色层(36R)、(36G)、(36B)的方式形成，且在密封层(34)上的高度比着色层(36R)、(36G)、(36B)低的凸部(35)。凸部(35)具有透光性，例如使用着色层(36R)、(36G)、(36B)的主要材料即感光性树脂材料来形成。

Description

有机EL装置、有机EL装置的制造方法、电子设备
本申请是申请号为201310516522.2，申请日期为2013年10月28日，发明名称为“有机EL装置、有机EL装置的制造方法、电子设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具备有机电致发光(EL)元件的有机EL装置、有机EL装置的制造方法、电子设备。
背景技术
由于作为发光元件的有机EL元件与LED(Light Emitting Diode：发光二极管)相比能够小型化、薄型化，所以面向头戴式显示器(HMD)、电子取景器(EVF)等微型显示器的应用引起关注。
作为在这样的微型显示器中实现彩色显示的单元，考虑组合得到白色发光的有机EL元件与滤色器的结构。然而，即使使用光刻法并与微小的像素对应地形成滤色器的红(R)、绿(G)、蓝(B)着色层，也会受到在之后的加工工序的例如温度等的影响，有时导致着色层的一部分剥离。
为了改善这样的着色层的剥离，例如在专利文献1中提出一种在像素间重叠不同颜色的着色层的有机EL装置以及其制造方法。另外，记载有由于重叠有不同颜色的着色层的部分的光的透过率明显降低，所以将该重叠的部分作为遮光区域。
专利文献1：日本特开2012－38677号公报
然而，在上述专利文献1中，相同颜色的着色层被配置在列方向，不同颜色的着色层被排列在与列方向正交的行方向。因此，在行方向上相邻的像素间重叠有不同颜色的着色层，也能够视觉确认到从有机EL元件发出、并透过着色层重叠的部分的光。因此，在行方向的视角特性中，存在透过着色层的R光、G光、B光的色相的平衡降低，视角特性上的对称性恶化这样的技术问题。另外，像素变得越微小则这样的技术问题越显著。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或者应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的有机EL装置的特征在于具备：基板、配置在上述基板上的多个有机EL元件、将上述多个有机EL元件覆盖并密封的密封层、与上述多个有机EL元件对应地形成在上述密封层上的至少红、绿以及蓝的着色层、以及以在上述密封层上分别区分不同颜色的上述着色层的方式形成，并在上述密封层上的高度比上述着色层低的凸部。
根据本应用例，在不同颜色的着色层之间的有机EL元件侧形成有凸部，所以与未形成凸部的情况相比，能够在着色层的边界减少来自有机EL元件的发光透过本来应该透过的着色层以外的其他颜色的着色层的比例。因此，能够提供一种抑制视角特性上的对称性的降低，并具有优良的显示特性的有机EL装置。
另外，与在不同颜色的着色层之间未形成凸部的情况相比，着色层以并非只与密封层相接，还与凸部相接的状态形成，所以着色层相接的部分的面积增加，从而提高着色层的粘着性。
应用例2
在上述应用例所涉及的有机EL装置中，特征在于，上述凸部具有透光性，上述凸部的顶部被至少一种颜色的上述着色层覆盖。
根据该构成，来自有机EL元件的发光能够透过凸部，所以与利用遮光性的部件来形成凸部的情况相比，能够提供有效地利用来自有机EL元件的发光、并具有较高的亮度特性的有机EL装置。另外，凸部的顶部被至少一种颜色的着色层覆盖，能够防止从顶部产生漏光。
应用例3
在上述应用例所涉及的有机EL装置中优选，上述凸部由构成上述着色层的位置的感光性树脂材料构成。
根据该构成，凸部与着色层中的主要构成材料是相同的感光性树脂材料，所以能够提高凸部与着色层的粘着性。另外，能够利用光刻法形成凸部，所以即使像素成为高精细，也能够与其对应地形成有效的凸部。
应用例4
在上述应用例所涉及的有机EL装置中，上述凸部也可以由金属材料或者电介质材料构成。
根据该构成，能够通过使用金属材料构成遮光性的凸部，在视角特性中能够实现优良的对称性。另外，在利用无机材料构成密封层的情况下，通过使用电介质材料，能够构成具有相对于密封层更加优良的粘着性的凸部。
应用例5
在上述应用例所涉及的有机EL装置中优选，上述凸部的与上述密封层相接的底面的面积比上述凸部的顶部的面积大。
根据该构成，能够提高针对密封层的凸部的粘着性。
应用例6
在上述应用例所涉及的有机EL装置中优选，按照每个子像素设置上述有机EL元件与上述着色层，上述凸部以划分上述子像素的方式形成。
根据该构成，例如与以区分着色层的方式将凸部形成为条纹状(Streaks)的情况相比，着色层与凸部的接触面积增加，所以能够提高着色层对凸部的粘着性。
应用例7
在上述应用例所涉及的有机EL装置中优选，上述密封层包含从上述多个有机EL元件侧依次层叠的，由无机材料构成的第一密封层、平坦化层、由无机材料构成的第二密封层。
根据该构成，第一密封层的表面有可能受到形成在下层的多个有机EL元件的影响而产生凹凸。通过相对于第一密封层经由平坦化层配置第二密封层，形成于密封层上的着色层很难受到该凹凸的影响，而容易构成厚度均匀的着色层。另外，在第一密封层与第二密封层之间存在平坦化层，所以能够减少由于热膨胀、收缩而在第二密封层上产生起因于第一密封层的该凹凸的裂纹。因此，能够实现具有更高密封性能的密封层。即，能够提供在发光寿命中具有较高的可靠性的有机EL装置。
应用例8
本应用例所涉及的有机EL装置的制造方法的特征在于，具备：形成将在基板上配置的多个有机EL元件覆盖并密封的密封层的工序；在至少红、绿以及蓝的子像素中相邻的不同颜色的子像素间的上述密封层上形成凸部的凸部形成工序；以及在形成有上述凸部的上述基板上，使用旋涂法涂覆含有着色材料的感光性树脂材料，并与上述子像素对应地形成至少红、绿以及蓝的着色层的各个的滤色器形成工序，上述凸部形成工序以在上述密封层上的上述凸部的高度比上述着色层低的方式形成上述凸部。
根据本应用例，在相邻的不同颜色的子像素中的着色层之间的有机EL元件侧形成凸部，所以与未形成凸部的情况相比，能够在相邻的不同颜色的子像素的边界减少来自有机EL元件的发光透过本来应该透过的着色层以外的其他颜色的着色层的比例。因此，能够制造抑制视角特性上的对称性的降低、并具有优良的显示特性的有机EL装置。
另外，与在不同颜色的子像素的着色层之间未形成凸部的情况相比，以着色层并非只与密封层相接，还与凸部相接的状态形成，所以能够制造着色层相接的部分的面积增加、着色层的粘着性提高的有机EL装置。
并且，在形成有凸部的基板上利用旋涂法涂覆含有着色材料的感光性树脂材料来形成着色层，所以与未形成凸部的情况相比，容易在凸部间填充感光性树脂材料，容易将着色层厚膜化。旋涂法的课题在于感光性树脂材料的实际的使用效率较低，但若使用本发明则能够有效地使用感光性树脂材料来形成所希望的膜厚的着色层。
应用例9
优选地，在上述应用例所涉及的有机EL装置的制造方法中，上述凸部形成工序使用不含上述着色材料的上述感光性树脂材料来形成上述凸部。
根据该方法，构成凸部和着色层的主要材料相同，所以着色层对凸部的粘着性提高。另外，使用不含着色材料的感光性树脂材料来形成凸部，所以形成透光性的凸部。因此，形成的凸部不阻碍来自有机EL元件的发光，所以能够制造具有较高的亮度特性的有机EL装置。
应用例10
在上述应用例所涉及的有机EL装置的制造方法中，上述凸部形成工序也可以使用金属材料或者电介质材料来形成上述凸部。
根据该方法，能够通过使用金属材料来构成遮光性的凸部，能够制造在视角特性中具有优良的对称性的有机EL装置。另外，在使用无机材料来形成密封层的情况下，通过使用电介质材料，能够形成具有相对于密封层更加优良的粘着性的凸部。
应用例11
在上述应用例所涉及的有机EL装置的制造方法中优选，上述凸部形成工序以平面划分上述子像素的方式形成上述凸部。
根据该方法，例如与以区分着色层的方式将凸部形成条纹状(条状)的情况相比，着色层与凸部的接触面积增加，所以能够制造出着色层对凸部的粘着性提高的有机EL装置。
应用例12
在上述应用例所涉及的有机EL装置的制造方法中，优选上述滤色器形成工序按照目标膜厚从薄到厚的顺序，形成红、绿以及蓝的上述着色层。
根据该方法，使用旋涂法来形成红、绿以及蓝的着色层。因此，通过按照膜厚从薄到厚的顺序形成着色层，覆盖较薄的膜厚的着色层，涂覆感光性树脂材料，所以相对于之前形成的着色层容易按照目标形成较厚的膜厚的着色层。
应用例13
本应用例所涉及的电子设备的特征在于，具备上述应用例所记载的有机EL装置。
根据本应用例，能够提供具有优良的显示品质的电子设备。
附图说明
图1是表示第一实施方式的有机EL装置的电气结构的等效电路图。
图2是表示第一实施方式的有机EL装置的结构的示意俯视图。
图3是表示子像素的配置的示意俯视图。
图4是表示沿着图3的A－A’线的子像素的结构的示意剖视图。
图5(a)是表示子像素中的凸部与着色层的配置的示意俯视图，图5(b)是表示沿着图5(a)的A－A’线的滤色器的主要部分的剖视图，图5(c)是图5(b)的主要部分的放大剖视图。
图6(a)是表示变形例的凸部与着色层的配置的示意俯视图，图6(b)是沿着图6(a)的A－A’线的滤色器的主要部分的剖视图，图6(c)是沿着图6(a)的C－C’线的主要部分的放大剖视图。
图7是表示第一实施方式的有机EL装置的制造方法的流程图。
图8(a)～(f)是表示第一实施方式的有机EL装置的制造方法的示意剖视图。
图9(a)是表示比较例的有机EL装置的示意剖视图，图9(b)是表示第一实施方式的有机EL装置的示意剖视图，图9(c)是表示相对亮度的视角特性的图，图9(d)是表示色度变化的视角特性的图。
图10是表示第二实施方式的有机EL装置的子像素的构成的主要部分的示意剖视图。
图11是表示重叠的CF、带有透明凸部的CF以及带有BM的CF的视角特性，图11(a)是表示相对亮度的视角特性的图，图11(b)是表示色度变化的视角特性的图。
图12是表示作为电子设备的头戴式显示器的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。此外，为了使说明部分成为能够识别的状态，适当地放大或者缩小地显示所使用的附图。
此外，在以下的方式中，例如记载为“基板上”，若没有特别的记载，则包含以连接到基板上的方式配置的情况，或者隔着其他的结构物配置于基板上的情况，或者以一部分连接到基板的方式配置、一部分隔着其他的结构物配置的情况。
第一实施方式
有机EL装置
首先，参照图1～图4对本实施方式的有机EL装置进行说明。图1是表示第一实施方式的有机EL装置的电气结构的等效电路图，图2是表示第一实施方式的有机EL装置的结构的示意俯视图，图3是表示子像素的配置的示意俯视图，图4是表示沿着图3的A－A’线的子像素的结构的示意剖视图。
如图1所示，本实施方式的有机EL装置100具有相互交叉的多根扫描线12以及多根数据线13、和多根分别相对于多根数据线13并列的电源线14。具有连接多根扫描线12的扫描线驱动电路16、和连接多根数据线13的数据线驱动电路15。另外，具有多个作为与多根扫描线12和多根数据线13的各交叉部对应地配置成矩阵状的发光像素的子像素18。
子像素18具有作为发光元件的有机EL元件30、和控制有机EL元件30的驱动的像素电路20。
有机EL元件30具有作为阳极的像素电极31、作为阴极的对置电极33以及设置在像素电极31与对置电极33之间的功能层32。这样的有机EL元件30能够在电气上记为二极管。此外，详细内容后述，但对置电极33形成为遍及多个子像素18的共用阴极。
像素电路20包含切换用晶体管21、存储电容22以及驱动用晶体管23。两个晶体管21、23例如能够使用n沟道型或p沟道型的薄膜晶体管(TFT；Thin Film Transistor：薄膜晶体管)、MOS晶体管而构成。
切换用晶体管21的栅极与扫描线12连接，源极或者漏极中的一方与数据线13连接，源极或者漏极中的另一方与驱动用晶体管23的栅极连接。
驱动用晶体管23的源极或者漏极中的一方与有机EL元件30的像素电极31连接，源极或者漏极中的另一方与电源线14连接。在驱动用晶体管23的栅极与电源线14之间连接有存储电容22。
若扫描线12被驱动，而切换用晶体管21成为导通状态，则此时基于从数据线13供给的图像信号的电位经由切换用晶体管21被保持在存储电容22。根据该存储电容22的电位即驱动用晶体管23的栅极电位来决定驱动用晶体管23的导通/截止状态。而且，若驱动用晶体管23成为导通状态，则从电源线14经由驱动用晶体管23在被像素电极31与对置电极33夹着的功能层32中流动与栅极电位对应的量的电流。有机EL元件30根据在功能层32流动的电流量而发光。
如图2所示，有机EL装置100具有元件基板10。在元件基板10设置有显示区域E0(图中，以点划线表示)、和显示区域E0的外侧的非显示区域E3。显示区域E0具有实际显示区域E1(图中，以双点划线表示)、和包围实际显示区域E1的虚设区域E2。
在实际显示区域E1，呈矩阵状地配置有作为发光像素的子像素18。子像素18构成为，如上所述具备作为发光元件的有机EL元件30，并且伴随着切换用晶体管21以及驱动用晶体管23的动作，获得蓝(B)、绿(G)、红(R)任意一种颜色的光。
在本实施方式中，子像素18被配置成所谓的条纹方式，即，获得相同颜色的发光的子像素18在第一方向上排列，获得不同颜色的发光的子像素18在与第一方向交叉(正交)的第二方向上排列。以下，将上述第一方向设为Y方向，将上述第二方向设为X方向来进行说明。此外，元件基板10中的子像素18的配置并不限于条纹方式，也可以是马赛克方式、三角方式。
在虚设区域E2中，设置有主要用于使各子像素18的有机EL元件30发光的外围电路。例如，如图2所示，在X方向上在夹着实际显示区域E1的位置设置有沿Y方向延伸的一对扫描线驱动电路16。在一对扫描线驱动电路16之间在沿着实际显示区域E1的位置设置有检查电路17。
在与元件基板10的X方向平行的一个边部(图中的下方的边部)连接有用于实现与外部驱动电路电连接的柔性电路基板(FPC)43。FPC43安装有经由FPC43的布线与元件基板10侧的外围电路连接的驱动用IC44。驱动用IC44包含上述的数据线驱动电路15，元件基板10侧的数据线13、电源线14经由柔性电路基板43与驱动用IC44电连接。
在显示区域E0与元件基板10的外缘之间，换言之在非显示区域E3中例如形成有用于向各子像素18的有机EL元件30的对置电极33给予电位的布线29等。布线29以除了连接FPC43的元件基板10的边部包围显示区域E0的方式设置在元件基板10。
接下来，参照图3对子像素18的平面的配置尤其是像素电极31的平面的配置进行说明。如图3所示，在X方向上按照如下顺序排列有获得蓝色(B)发光的子像素18B、获得绿色(G)发光的子像素18G以及获得红色(R)发光的子像素18R。获得相同颜色的发光的子像素18在Y方向上相邻排列。构成为在X方向上排列的三个子像素18B、18G、18R作为一个像素19进行显示。X方向上的子像素18B、18G、18R的配置间距小于5μm。在X方向上隔着0.5μm～1.0μm的间隔配置有子像素18B、18G、18R。Y方向上的子像素18B、18G、18R的配置间距大约小于10μm。
子像素18的像素电极31大致为矩形，且被配置成长边方向沿着Y方向。有时也使像素电极31与发光颜色对应而称作像素电极31B、31G、31R。覆盖各像素电极31B、31G、31R的外缘而形成有绝缘膜27。因此，在各像素电极31B、31G、31R上形成有开口部27a，在开口部27a内露出有各个像素电极31B、31G、31R。开口部27a的平面形状也大致为矩形。
此外，在图3中，不同颜色的子像素18B、18G、18R的配置是在X方向上从左侧开始依次为蓝(B)、绿(G)、红(R)的顺序，但并不限于此。例如，也可以是在X方向上从左侧开始依次为红(R)、绿(G)、蓝(B)的顺序。
接下来，参照图4对子像素18B、18G、18R的结构进行说明。如图4所示，有机EL装置100具有作为本发明的基板的基材11、和在基材11上按顺序形成的反射层25、透明层26、像素电极31B、31G、31R、功能层32、以及作为共用阴极的对置电极33。另外，具有覆盖对置电极33的密封层34、和形成在密封层34上的滤色器36。并且，为了保护滤色器36，而具有隔着透明树脂层42配置的对置基板41。元件基板10包含从基材11到滤色器36的部分。此外，在图4中，省略元件基板10中的像素电路20的驱动用晶体管23等的结构。
有机EL装置100采用使从功能层32发出的光透过滤色器36而从对置基板41侧取出的顶部发光方式。因此，基材11不仅可以是透明的例如玻璃等基板，也可以使用不透明的例如硅、陶瓷等基板。对置基板41是透明的例如玻璃等基板。
形成在基材11上的反射层25能够使用Al(铝)、Ag(银)、或者这些具有光反射性的金属的合金。
透明层26是实现之后形成的像素电极31与反射层25的电绝缘的层，例如能够使用SiOx(氧化硅)等无机绝缘膜。
与子像素18B、18G、18R对应而设置在透明层26上的像素电极31B、31G、31R例如由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)、IZO(IndiumZinc Oxide：氧化铟锌)等透明导电膜构成，膜厚相互不同。具体而言，膜厚按照蓝(B)、绿(G)、红(R)的顺序增加。
功能层32包含获得白色光的有机发光层，横跨子像素18B、18G、18R共用地形成。此外，白色光能够通过组合获得蓝(B)、绿(G)、红(R)的发光的有机发光层来实现。另外，组合获得蓝(B)与黄(Y)的发光的有机发光层也能够得到伪白色光。
覆盖功能层32的对置电极33例如由MgAg(镁银)合金构成，被控制膜厚使得兼具透光性与光反射性。
密封层34构成为从对置电极33侧开始按照第一密封层34a、平坦化层34b、第二密封层34c的顺序而层叠。
使用无机材料形成第一密封层34a与第二密封层34c。作为无机材料例如列举出难以通过水分、氧等的SiOx(氧化硅)、SiNx(氮化硅)、SiOxNy(氮氧化硅)、AlxOy(氧化铝)等。作为形成第一密封层34a以及第二密封层34c的方法，列举出真空蒸镀法、离子镀法、溅射法、CVD法等。在不容易给予有机EL元件30热等的损伤这一点，优选采用真空蒸镀法、离子镀法。为了在成膜时不容易产生裂纹等、且得到透明性，第一密封层34a以及第二密封层34c的膜厚为50nm～1000nm，优选为200nm～400nm。
平坦化层34b具有透明性，例如，能够使用热或者紫外线固化型的环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、硅胶树脂的任意一种树脂材料来形成。另外，也可以使用涂覆型的无机材料(氧化硅等)来形成。平坦化层34b通过层叠于覆盖多个有机EL元件30的第一密封层34a而形成。第一密封层34a的表面因受到厚度不同的像素电极31B、31G、31R的影响而产生凹凸，所以为了缓和该凹凸，优选以1μm～5μm的膜厚形成平坦化层34b。因此，形成在密封层34上的滤色器36不容易受到该凹凸的影响。
覆盖平坦化层34b的第二密封层34c使用上述的无机材料来形成。
滤色器36构成为包含在密封层34上利用光刻法形成的蓝(B)、绿(G)、红(R)的着色层36B、36G、36R。与子像素18B、18G、18R对应地形成着色层36B、36G、36R。
另外，在密封层34上，在不同颜色的子像素18B、18G、18R的着色层36B、36G、36R之间设置有透光性的凸部35。密封层34上的凸部35的高度比着色层36B、36G、36R的膜厚低(小)。对于凸部35的结构，详细内容后述，但在密封层34上在凸部35间形成有各着色层36B、36G、36R，并且凸部35成为被着色层36B、36G、36R的任意一个覆盖的状态。
对本实施方式的有机EL装置100而言，在反射层25与对置电极33之间构成光共振器。由于每个子像素18B、18G、18R的像素电极31B、31G、31R的膜厚不同，所以各个光共振器的光学距离不同。由此，构成为在各个子像素18B、18G、18R中得到与各色对应的共振波长的光。
此外，光共振器中的光学距离的调整方法并不限于此，例如也可以按照每个子像素18B、18G、18R使基材11上的透明层26的膜厚、构成透明层26的材料不同。
从各子像素18B、18G、18R的光共振器发出的共振光透过各着色层36B、36G、36R而从透明的对置基板41侧射出。由于滤色器36形成在密封层34上，所以与滤色器36形成在对置基板41侧的情况相比，因子像素18B、18G、18R间的漏光而引起的混色变少。这样的子像素18B、18G、18R的结构使子像素18B、18G、18R的平面的大小变小，换言之越是高精细越能够有效地减少混色。
接下来，参照图5以及图6对密封层34上的凸部35与着色层36B、36G、36R的关系进行说明。图5(a)是表示子像素的凸部与着色层的配置的示意俯视图，图5(b)是沿着图5(a)的A－A’线的滤色器的主要部分剖视图，图5(c)是图5(b)的主要部分放大剖视图。图6(a)是表示变形例的凸部与着色层的配置的示意俯视图，图6(b)是沿着图6(a)的A－A’线的滤色器的主要部分剖视图，图6(c)是沿着图6(a)的C－C’线的主要部分放大剖视图。
如图5(a)以及(b)所示，本实施方式的有机EL装置100的滤色器36被配置成相同颜色的着色层沿Y方向延伸。换言之，蓝(B)的着色层36B横跨在Y方向上排列的多个子像素18B(像素电极31B)而被配置成条纹状。同样，绿(G)的着色层36G横跨在Y方向上排列的多个子像素18G(像素电极31G)而被配置成条纹状。红(R)的着色层36R横跨在Y方向上排列的多个子像素18R(像素电极31R)而被配置成条纹状。各着色层36B、36G、36R的边界位于在X方向排列的相邻的子像素18的像素电极31之间的大致中央的位置。
如图5(b)所示，在密封层34侧，在不同颜色的着色层36B、36G、36R之间，为了分别区分这些着色层36B、36G、36R，在密封层34上配置有凸部35。因此，在密封层34上，凸部35也以沿Y方向延伸的方式被配置成条纹状(条状)。
沿着图5(a)的A－A’线切开的凸部35的剖面形状是梯形，如图5(a)所示，凸部35的底面位于相邻的子像素18的像素电极31间。
此外，各像素电极31的外缘被绝缘膜27覆盖，在设置在绝缘膜27的开口部27a中，像素电极31与功能层32连接。在子像素18中，开口部27a是实际上有助于发光的区域，所以也可以将凸部35形成为凸部35的底面与开口部27a以外的像素电极31重叠。
在本实施方式中，使用不含着色材料的感光性树脂材料，利用光刻法形成透光性的凸部35。即，凸部35与着色层36B、36G、36R的主要材料相同。密封层34上的凸部35的宽度大约为0.5μm～1.0μm(优选底面的宽度为0.7μm，顶部35a的宽度为0.5μm)，高度大约为1.1μm。凸部35的高度比着色层36B、36G、36R的平均膜厚t低(小)，优选为平均膜厚t的1/2以上。
如图5(c)所示，本实施方式的着色层36B、36G、36R的膜厚按照绿(G)、蓝(B)、红(R)的顺序变厚。具体而言，着色层36G的平均膜厚tg大约为1.6μm，着色层36B的平均膜厚tb大约为1.9μm，着色层36R的平均膜厚tr大约为2.0μm。这是考虑各种颜色的视觉灵敏度、和白平衡而设定的。
关于着色层36B、36G、36R的形成方法，详细内容后述，但在子像素18G中，以在X方向填满相对的凸部35之间且覆盖凸部35的顶部35a的至少一部分的方式形成有着色层36G。与着色层36G相邻的着色层36B与凸部35的侧壁35b相接，并且着色层36B的一个边缘部与覆盖凸部35的顶部35a的着色层36G的边缘部重叠。同样，与着色层36G相邻的着色层36R与凸部35的侧壁35b相接，并且着色层36R的一个边缘部与覆盖凸部35的顶部35a的着色层36G的边缘部重叠。换言之，平均膜厚tg最薄(小)的着色层36G被形成为与密封层34、凸部35的顶部35a以及侧壁35b、和着色层36B的边缘部以及着色层36R的边缘部相接。
凸部的变形例
凸部35并不限于如图5(a)所示的配置成沿Y方向延伸的条纹状。例如，如图6(a)所示，也可以以包围各子像素18的像素电极31的开口部27a的方式，沿X方向和Y方向延伸而配置成格子状。因此，如图6(b)所示，在X方向上，以覆盖顶部35a的方式在凸部35之间分别填充着色层36B、36G、36R。另外，如图6(c)所示，在Y方向上位于相同颜色的子像素18R之间的凸部35包括顶部35a，并被与子像素18R对应的着色层36R覆盖。如此这样，相对于上述的形成在条纹状的凸部35之间的着色层36R，变形例的着色层36R与凸部35的接触面积增加，所以能够提高着色层36R的粘着性。在其他的着色层36B、36G中也同样能够提高粘着性。
有机EL装置的制造方法
接下来，参照图7以及图8对本实施方式的有机EL装置的制造方法进行说明。图7是表示第一实施方式的有机EL装置的制造方法的流程图，图8(a)～图8(f)是表示第一实施方式的有机EL装置的制造方法的示意剖视图。
如图7所示，本实施方式的有机EL装置100的制造方法具备密封层形成工序(步骤S1)、凸部形成工序(步骤S2)、滤色器形成工序(步骤S3)、以及基板贴合工序(步骤S4)。此外，在基材11上形成像素电路20、有机EL元件30等的方法能够采用公知的方法。因此，在图8(a)～图8(f)中，省略基材11上的像素电路20的驱动用晶体管23等结构、反射层25以及透明层26的显示。以下，对作为本发明的特征部分的步骤S1～步骤S3进行重点说明。
在图7的密封层形成工序(步骤S1)中，如图8(a)所示，首先，形成覆盖对置电极33的第一密封层34a。作为形成第一密封层34a的方法，例如列举出真空蒸镀硅的氧化物的方法。第一密封层34a的膜厚大约为200nm～400nm。接下来，形成覆盖第一密封层34a的平坦化层34b。作为平坦化层34b的形成方法，例如通过使用包含具有透明性的环氧树脂和环氧树脂的溶剂的溶液，利用印刷法、旋涂法来涂覆该溶液并进行干燥，从而形成由环氧树脂构成的平坦化层34b。平坦化层34b的膜厚优选1μm～5μm，这里设为3μm。
此外，平坦化层34b并不限于使用环氧树脂等有机材料来形成，如上所述，也可以通过利用印刷法涂覆涂覆型的无机材料并对其进行干燥、烧制，从而形成膜厚大约为3μm的氧化硅膜来作为平坦化层34b。
接着，形成覆盖平坦化层34b的第二密封层34c。第二密封层34c的形成方法与第一密封层34a相同，例如列举出真空蒸镀硅的氧化物的方法。第二密封层34c的膜厚也大约为200nm～400nm。然后，进入步骤S2。
在图7的凸部形成工序(步骤S2)中，在密封层34上形成凸部35。作为凸部35的形成方法，通过使用旋涂法涂覆并对不含着色材料的感光性树脂材料进行预烘焙，从而形成膜厚大约为1μm左右的感光性树脂层。感光性树脂材料可以为正型(positive type)也可以为负型(negative type)。通过使用光刻法对感光性树脂层进行曝光、显影，如图8(b)所示，在密封层34上形成凸部35。调整曝光以及显影条件，以底面的宽度大约成为0.7μm的方式形成梯形的凸部35。基材11上的凸部35的形成位置是在与相邻的不同颜色的子像素18B、18G、18R对应的像素电极31B、31G、31R之间。然后，进入步骤S3。
在图7的滤色器形成工序(步骤S3)中，首先，如图8(c)所示，利用旋涂法在形成有凸部35的密封层34的表面涂覆包含绿色的着色材料的感光性树脂材料，来形成感光性树脂层50g。通过对感光性树脂层50g进行曝光、显影，如图8(d)所示，将目标膜厚最薄(小)的着色层36G形成为填满位于像素电极31G的上方的凸部35之间且覆盖凸部35的顶部。着色层36G的平均膜厚大约是1.6μm。
接下来，利用旋涂法在形成有着色层36G的密封层34的表面涂覆含有蓝色的着色材料的感光性树脂材料，来形成感光性树脂层50b。通过对感光性树脂层50b进行曝光、显影，从而形成着色层36B。着色层36B的平均膜厚大约是1.9μm。
接下来，利用旋涂法在形成有着色层36B与着色层36G的密封层34的表面涂覆含有红色的着色材料的感光性树脂材料，来形成感光性树脂层50r。通过对感光性树脂层50r进行曝光、显影，从而形成着色层36R。着色层36R的平均膜厚大约是2.0μm。
换言之，在滤色器形成工序中，按照目标膜厚从薄(小)到厚(大)的顺序来形成着色层36G、36B、36R。
由此，如图8(e)所示，在位于像素电极31B的上方的凸部35间形成着色层36B，在位于像素电极31G的上方的凸部35间形成着色层36G，在位于像素电极31R的上方的凸部35间形成着色层36R。
着色层36G的X方向上的边缘部的一侧(图8(e)中为左侧)覆盖凸部35的顶部并被着色层36B的边缘部覆盖。着色层36G的X方向上的边缘部的另一侧(图8(e)中为右侧)覆盖凸部35的顶部并被着色层36R的边缘部覆盖。着色层36B的X方向上的边缘部的一侧(图8(e)中为左侧)覆盖凸部35的顶部并被着色层36R的边缘部覆盖。着色层36B的X方向上的边缘部的另一侧(图8(e)中为右侧)覆盖着色层36G的边缘部的一侧。着色层36R的X方向上的边缘部的一侧(图8(e)中为左侧)覆盖着色层36G的边缘部。着色层36R的X方向上的边缘部的另一侧(图8(e)中为右侧)覆盖着色层36B的边缘部。然后，进入步骤S4。
在图7的基板贴合工序(步骤S4)中，如图8(f)所示，以覆盖滤色器36的方式涂覆具有粘合性的透明树脂材料。而且，在规定的位置相对于涂覆有透明树脂材料的基材11对置配置对置基板41，例如将对置基板41按压到基材11侧。由此，使元件基板10与对置基板41隔着由透明树脂材料构成的透明树脂层42贴合。透明树脂材料例如是热固化型的环氧树脂。透明树脂层42的厚度大约是10μm～100μm。
之后，如图2所示，在元件基板10的端子部安装FPC43，从而有机EL装置100完成。
接下来，列举比较例，对本实施方式的有机EL装置100的视角特性进行说明。图9是对比较例的有机EL装置与本实施方式的有机EL装置的视角特性进行说明的图，图9(a)是表示比较例的有机EL装置的示意剖视图，图9(b)是表示第一实施方式的有机EL装置的示意剖视图，图9(c)是表示相对亮度的视角特性的图，图9(d)是表示色度变化的视角特性的图。
如图9(a)所示，比较例的有机EL装置300是具有所谓重叠CF的结构的装置，即在具备有机EL元件30的子像素的边界重叠不同颜色的着色层。为了与图9(b)所示的本实施方式的有机EL装置100的视角特性进行比较，着色层36B、36G、36R的配置和平均膜厚的趋势与有机EL装置100相同。在比较例的有机EL装置300中，平均膜厚按照着色层36G(平均膜厚为1.1μm)、着色层36B(平均膜厚是1.4μm)、着色层36R(平均膜厚是1.5μm)的顺序增加。着色层36G的平均膜厚最薄(小)，着色层36G的一个边缘部(图9(a)的左侧)被着色层36B的边缘部覆盖，着色层36G的另一个边缘部(图9(a)的右侧)被着色层36R的边缘部覆盖。着色层36B的一个边缘部(图9(a)的左侧)被着色层36R的边缘部覆盖。
本实施方式的有机EL装置100与比较例的有机EL装置300的视角特性，以在蓝色的子像素中的图9(c)所示的相对亮度、与图9(d)所示的色度变化(Δu’v’)为代表进行比较。在基材11上以从法线方向(0°)观察蓝色的子像素时为基准，在相对于法线在X方向±20°的范围内，使用光学模拟器将相对亮度、色度变化(Δu’v’)数值化并图化。此外，色度变化(Δu’v’)表示作为均衡色度图的u’v’色度图(CIE 1976UCS色度图)中的色度变化。
之所以将蓝色的子像素选定为比较对象是因为，与绿色、红色的子像素相比，有可能来自有机EL元件30的发光透过与本来应该透过的着色层不同的颜色的着色层时的相对亮度变化、色度变化(Δu’v’)的程度显著。
另外，之所以将视角特性的范围设为相对于基材11的法线在X方向上±20°是由于，在作为后述的电子设备的头戴式显示器1000(参照图12)上安装有机EL装置100时是所需条件。像本实施方式的有机EL装置100那样的微型显示器，使用者一般地介由透镜等光学系统视觉确认图像(显示光)。因此，相对于被光学系统吞没的显示光的光学系的光轴的角度范围是被规定的。
在比较例的有机EL装置300中，以X方向+20°的角度从有机EL元件30发出的光在子像素的边界透过绿色着色层36G与蓝色着色层36B的边缘部。以X方向－20°的角度从有机EL元件30发出的光透过蓝色着色层36B与红色着色层36R的边缘部。
在本实施方式的有机EL装置100中，以X方向+20°的角度从有机EL元件30发出的光在子像素的边界透过凸部35、覆盖凸部35的顶部的绿色着色层36G、以及蓝色着色层36B的边缘部。以X方向－20°的角度从有机EL元件30发出的光在子像素的边界透过凸部35、覆盖凸部35的顶部的蓝色着色层36B、以及红色着色层36R的边缘部。
如图9(c)所示，在有机EL装置100(带有透明凸部的CF)与有机EL装置300(重叠CF)中，由于有机EL装置300(重叠CF)与有机EL装置100相比，光透过在子像素的边界不同的颜色的着色层重合的部分的比例增加，所以有机EL装置100(带有透明凸部的CF)的使视场角在0°±20°摆动时的相对亮度较小。另外，在有机EL装置300中，透过比绿色着色层36G的光的透过率低的红色着色层36R的比例在－20°侧增加，所以与+20°相比，－20°侧的相对亮度低，视角特性上的相对亮度变化的对称性也比有机EL装置100差。
对于色度变化也因为相同的理由，如图9(d)所示，在有机EL装置100(带有透明凸部的CF)与有机EL装置300(重叠CF)中，在视场角0°±10°的范围并不产生差异，但将视场角从10°向20°，或者从－10°向－20°进一步摆动时的色度变化，有机EL装置300(重叠CF)比有机EL装置100(带有透明凸部的CF)大。
在视角特性中，对相对亮度变化与色度变化而言，理想的是即使视场角变化也不容易受到影响，但保持相对于视场角的变化的相对亮度变化以及色度变化中的对称性也是重要的因素。根据本实施方式的有机EL装置100(带有透明凸部的CF)，与比较例的有机EL装置300(重叠CF)相比，在±20°的视场角范围内，能够实现相对亮度变化与色度变化中的视角特性的对称性。
根据上述第一实施方式的有机EL装置100以及其制造方法，能够得到以下的效果。
(1)在与X方向的不同颜色的子像素18间相当的密封层34上形成有与着色层36B、36G、36R相比高度较低且具有透光性的凸部35。因此，在子像素18间，与相互重叠不同颜色的着色层的情况相比，从有机EL元件30发出的光透过与本来应该透过的着色层不同颜色的着色层的比例减少，所以能够提供以及制造实现相对亮度变化与色度变化中的视角特性的对称性的有机EL装置100。
(2)使用不含着色材料的感光性树脂材料形成凸部35，凸部35与滤色器36的着色层36B、36G、36R的主要材料相同。另外，按照膜厚从薄到厚的顺序形成着色层36B、36G、36R，由着色层36B、36G中任意一种颜色的着色层覆盖凸部35的顶部35a，其他颜色的着色层的边缘部覆盖覆盖顶部35a的着色层。因此，着色层36B、36G、36R对凸部35的粘着性与没有凸部35的情况相比提高。即，能够提供以及制造出一种着色层36B、36G、36R对密封层34的粘着性提高，着色层36B、36G、36R对于热等的环境变化不容易剥离且具有较高的可靠性的有机EL装置100。
(3)通过对以覆盖形成有凸部35的密封层34的表面的方式利用旋涂法涂覆而形成的含有着色材料的感光性树脂层进行曝光、显影来形成着色层36B、36G、36R。因此，与未形成凸部35的情况相比，在凸部35间填充并保持感光性树脂材料，所以容易使着色层36B、36G、36R厚膜化。换言之，能够有效地使用感光性树脂材料，来形成具有目标膜厚的着色层36B、36G、36R。
(4)密封层34上的凸部35的沿X方向的剖面形状是梯形，与密封层34相接的底面的面积比顶部35a的面积大。因此，能够确保视角特性中的对称性，并且能够确保凸部35对密封层34的粘着性。
第二实施方式
其他的有机EL装置及其制造方法
接下来，参照图10对第二实施方式的有机EL装置进行说明。图10是表示第二实施方式的有机EL装置的子像素的构成的主要部分的示意剖视图。第二实施方式的有机EL装置是相对于第一实施方式的有机EL装置100使凸部35的结构不同的装置。因此，在与第一实施方式相同的结构上标注相同的符号并省略详细的说明。另外，图10是相当于图4的图，与图4相同地省略构成基材11上的像素电路20的驱动用晶体管23等、反射层25、透明层26的显示。
如图10所示，本实施方式的有机EL装置200具有元件基板10，该元件基板10具备基材11、在基材11上按照每个子像素18B、18G、18R形成的多个有机EL元件30、覆盖并密封多个有机EL元件30的密封层34、以及在密封层34上形成的滤色器36。在元件基板10的滤色器36侧具有隔着透明树脂层42对置配置的对置基板41。有机EL装置200是来自各有机EL元件30的发光透过滤色器36的着色层36B、36G、36R而从对置基板41取出的顶部发光型。此外，子像素18B、18G、18R的配置并不限于此，例如，也可以是在图10中从左侧开始依次是子像素18R、子像素18G、子像素18B的顺序。
有机EL元件30具有作为阳极的像素电极31、作为阴极的对置电极33、以及形成在像素电极31与对置电极33之间的获得白色发光的功能层32。像素电极31按照每个子像素18B、18G、18R独立地设置，并与子像素18的颜色对应有时也称为像素电极31B、31G、31R。对置电极33作为多个有机EL元件30共用的共用阴极而形成。还可以横跨各像素电极31B、31G、31R共用而形成功能层32。
在基材11上覆盖多个有机EL元件30的密封层34构成为从对置电极33侧开始按照第一密封层34a、平坦化层34b、第二密封层34c的顺序而层叠。
在与子像素18间相当的密封层34上形成有凸部37。在上述第一实施方式的有机EL装置100中，凸部35具有透光性，但本实施方式的凸部37具有遮光性。具体而言，使用Al(铝)等金属材料形成凸部37。密封层34上的平面的凸部37的配置也可以是以与上述第一实施方式的凸部35相同的方式的沿Y方向延伸的条纹状，如图6(a)所示，优选以划分子像素18B、18G、18R的方式而配置成格子状。即，凸部37也相当于称作BM(black matrix：黑矩阵)部件。然而，与一般的BM不同，并非只是包围子像素18而遮光，凸部37在密封层34上比着色层36B、36G、36R的平均膜厚低(小)，具有该平均膜厚的1/2以上的高度。另外，X方向上的凸部37的剖面形状是梯形。以下，将凸部37称为BM37。
对有机EL装置200的制造方法而言，在上述第一实施方式的有机EL装置100的制造方法中的凸部形成工序(步骤S2)中，例如，将Al膜在密封层34的表面形成为膜厚大约为1μm左右，利用光刻法进行图案化来形成格子状的BM(凸部)37。将BM(凸部)37形成为剖面形状为梯形。BM(凸部)37的底面的X方向上的宽度是0.5μm～1.0μm，优选为0.7μm。步骤S2以外的工序与第一实施方式相同。
图11表示重叠CF、带有透明凸部的CF以及带有BM的CF的视角特性，图11(a)是表示相对亮度的视角特性的图，图11(b)是表示色度变化的视角特性的图。
此外，图11(a)以及(b)是在之前示出的图9(c)以及图9(d)的图中加上有机EL装置200(带有BM的CF)的图的图。
如图11(a)所示，包含带有BM的CF的本实施方式的有机EL装置200与第一实施方式的有机EL装置100(带有透明凸部的CF)相比，在光的利用效率这点上较差，所以相对亮度的变化相对于视场角的变化较大。另一方面在±20°的视场角范围内，相对亮度变化的对称性比比较例的有机EL装置300(重叠CF)优良。
另外，如图11(b)所示，由于本实施方式的有机EL装置200(带有BM的CF)具备BM37，与有机EL装置100(带有透明凸部的CF)、比较例的有机EL装置300(重叠CF)相比，色度变化(Δu’v’)较小，即，改善色度变化(Δu’v’)的视角依存性。
根据本实施方式的有机EL装置200(带有BM的CF)，能够实现具有优良的对称性的视角特性。换言之，在想要极力抑制视角范围中的色度变化的情况下，有机EL装置200是有效的。另一方面，在要求视角范围中的色度变化的对称性、和抑制相对亮度变化的情况下，第一实施方式的有机EL装置100是有效的。
另外，越是子像素18高精细在，密封层34上形成带有透明凸部的CF或带有BM的CF来实现视角特性上的优良的对称性的结构越有效。因此，应用本发明的有机EL装置100以及有机EL装置200是具备X方向上的配置间距大约小于5μm的高精细的子像素18的微型显示器。
第3实施方式
电子设备
接下来，参照图12对本实施方式的电子设备进行说明。图12是表示作为电子设备的头戴式显示器的示意图。
如图12所示，作为本实施方式的电子设备的头戴式显示器(HMD)1000具有与左右眼对应而设置的两个显示部1001。观察者M通过将头戴式显示器1000像眼镜那样佩戴在头部，能够看见在显示部1001上显示的文字、图像等。例如，若在左右的显示部1001上显示考虑了视差的图像，则也能够欣赏立体的映像。
显示部1001安装有上述第一实施方式的有机EL装置100(或者上述第二实施方式的有机EL装置200)。因此，能够提供具有优良的显示品质且性价比高、小型、轻型的头戴式显示器1000。
头戴式显示器1000并不限于具有两个显示部1001，也可以构成为具备与左右的任意一个对应的一个显示部1001。
此外，安装上述有机EL装置100或者上述有机EL装置200的电子设备并不限于头戴式显示器1000。例如，能够列举出个人计算机、便携式信息终端、导航设备、阅读器、平视显示器等具有显示部的电子设备。
本发明并不限于上述的实施方式，能够在不违反从权利要求书以及说明书整体读出的发明的主旨或者思想的范围内适当地变更，伴随着那样的变更的有机EL装置以及该有机EL装置的制造方法及应用该有机EL装置的电子设备也包含在本发明的技术性范围中。也在上述实施方式以外考虑各种变形例。以下，列举变形例进行说明。
变形例1
在上述第一实施方式中，覆盖凸部35的顶部35a的着色层的结构并不限于此。在凸部35具有透光性的情况下，若有机EL元件30的发光透过凸部35并保持原样从对置基板41侧射出，则在彩色显示中产生漏光，由此导致对比度降低。因此，优选凸部35的高度比着色层36B、36G、36R的平均膜厚低(小)且优选以着色层36B、36G、36R覆盖顶部35a。因此，并不限于以着色层36B、36G、36R的任意一个来覆盖，例如，也可以是不同的两种颜色的着色层相互地与凸部35的顶部35a相接的结构。
变形例2
在上述第一实施方式中，并不限于使用感光性树脂材料形成具有透光性的凸部35。例如，若使用CrOx(氧化铬)、SiOxNy(氮氧化硅)、AlOx(氧化铝)、TaOx(氧化钽)、TiOx(氧化钛)等电介质材料来形成凸部35，则能够针对作为密封层34的最上层的由无机材料构成的第二密封层34c形成具有较高的粘着性的凸部35。
变形例3
上述第一实施方式的凸部35的沿着X方向上的剖面形状并不限于梯形。例如，剖面形状也可以是以在基材11的法线方向上为长边的矩形。在相对于法线在X方向上±20°的视场角内，即使从有机EL元件30发出的光透过矩形的凸部35，由于凸部35被着色层覆盖，所以能够确保视角特性中的对称性。作为具有透光性的矩形的凸部35的形成方法列举出将使用在上述变形例2中列举出的电介质材料形成的电介质层例如通过干式蚀刻进行各向异性蚀刻而形成矩形的凸部35的方法。
变形例4
在上述第一实施方式的有机EL装置100以及上述第二实施方式的有机EL装置200中，设置于实际显示区域E1的发光像素并不限于与蓝(B)、绿(G)、红(R)的发光对应的子像素18B、18G、18R。例如，也可以具备获得上述三种颜色以外的黄(Y)色的发光的子像素18Y。由此，能够进一步提高颜色再现性。
附图标记说明
10…元件基板；11…作为基板的基材；18、18B、18G、18R…子像素；30…有机EL元件；31、31B、31G、31R…像素电极；32…功能层；33…对置电极；34…密封层；34a…第一密封层；34b…平坦化层；34c…第二密封层；35…凸部；35a…凸部的顶部；36…滤色器；36B、36G、36R…着色层；37…凸部或者BM；100、200…有机EL装置；1000…作为电子设备的头戴式显示器。

Claims (9)

1.一种有机EL装置，其特征在于，具有：
基板；
具有第一有机EL元件并发光的第一子像素；
第二子像素，具有第二有机EL元件并发出与所述第一子像素相同颜色的光；
密封层，将所述第一有机EL元件和所述第二有机EL元件覆盖并密封；
着色层，与所述第一有机EL元件和所述第二有机EL元件对应地形成在所述密封层上；以及
凸部，设置在所述着色层与所述密封层之间，并设置在所述第一子像素与所述第二子像素之间，
所述凸部的顶部被所述着色层覆盖。
2.根据权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，
所述凸部具有透光性。
3.根据权利要求2所述的有机EL装置，其特征在于，
所述凸部由树脂构成。
4.根据权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，
所述凸部由金属材料或者电介质材料构成。
5.根据权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，
所述凸部的与所述密封层接触的底面的面积大于所述凸部的顶部的面积。
6.根据权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，
在所述基板形成有第一子像素、第二子像素以及所述着色层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机EL装置，其特征在于，
所述第一子像素和所述第二子像素具有光共振器。
8.根据权利要求7所述的有机EL装置，其特征在于，
所述有机EL装置具有第三子像素，该第三子像素具有光共振器，并发出与所述第一子像素不同颜色的光，
所述第一子像素的光共振器中的光学距离与所述第三子像素的光共振器中的光学距离相互不同。
9.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1至8中任一项所述的有机EL装置。
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