JP2014022091A - Organic el device, method for manufacturing organic el device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL装置、有機EL装置の製造方法、及び電子機器に関する。 The present invention relates to an organic EL device, a method for manufacturing an organic EL device, and an electronic apparatus.
上記有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置は、画素電極と共通電極との間に発光材料からなる発光層が挟持された構造を有している。カラー表示を実現するために、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)に対応する発光が得られる発光材料を選択的に蒸着して発光層を形成する真空蒸着法や、発光材料を含む溶液を選択的に塗布して発光層を形成するインクジェット法を用いることが知られている。しかし、画素の微細化に伴って、R,G,Bの各発光層を選択的に形成することは大変難しい。 The organic EL (electroluminescence) device has a structure in which a light emitting layer made of a light emitting material is sandwiched between a pixel electrode and a common electrode. In order to realize color display, for example, a vacuum deposition method in which a light emitting material that selectively emits light corresponding to red (R), green (G), and blue (B) is selectively deposited to form a light emitting layer, It is known to use an inkjet method in which a light emitting layer is formed by selectively applying a solution containing a light emitting material. However, it is very difficult to selectively form each of the R, G, and B light-emitting layers as the pixels become finer.
また、例えば、素子基板側に白色発光素子を設け、対向基板側にカラーフィルターを設けることにより、カラー表示を実現する方法が知られている。しかし、素子基板と対向基板の貼り合わせにおいて高い位置精度が必要となり、やはり画素の微細化に対して対応することが困難である。 Further, for example, a method of realizing color display by providing a white light emitting element on the element substrate side and providing a color filter on the counter substrate side is known. However, high positional accuracy is required for bonding the element substrate and the counter substrate, and it is still difficult to cope with pixel miniaturization.
そこで、例えば、特許文献1に記載のように、素子基板にカラーフィルターを形成するオンチップカラーフィルター構造が知られている。これによれば、一対の基板の貼り合わせ精度に影響されず、画素を微細化することができる。 Thus, for example, as described in Patent Document 1, an on-chip color filter structure in which a color filter is formed on an element substrate is known. According to this, the pixel can be miniaturized without being affected by the bonding accuracy of the pair of substrates.
しかしながら、カラーフィルターを形成するのに200℃程度の高温度が必要になり、素子基板にカラーフィルターを形成する際に、プロセス温度の違いから、素子基板に予め形成された有機EL素子にダメージが加えられ、有機EL素子から適正な発光が得られない恐れがあるという課題がある。 However, a high temperature of about 200 ° C. is required to form the color filter. When forming the color filter on the element substrate, the organic EL element previously formed on the element substrate is damaged due to the difference in process temperature. In addition, there is a problem that proper light emission may not be obtained from the organic EL element.
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 An aspect of the present invention has been made to solve at least a part of the above problems, and can be realized as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る有機EL装置は、基板と、前記基板上に設けられた第1電極と、前記第1電極に対向配置される第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された白色発光が得られる有機発光層と、前記第2電極に積層された中間層と、前記中間層に積層された干渉フィルターと、を備え、前記干渉フィルターは、一対のミラー層と前記一対のミラー層に挟持された透光性のスペーサー層とを含むことを特徴とする。 Application Example 1 An organic EL device according to this application example includes a substrate, a first electrode provided on the substrate, a second electrode disposed to face the first electrode, the first electrode, and the first electrode. An organic light emitting layer arranged between the second electrode and capable of obtaining white light emission; an intermediate layer stacked on the second electrode; and an interference filter stacked on the intermediate layer, the interference filter comprising: And a pair of mirror layers and a translucent spacer layer sandwiched between the pair of mirror layers.
本適用例によれば、少なくとも、白色発光が得られる有機発光層、中間層、干渉フィルターによって白色以外の単色光を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して有機発光層にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。 According to this application example, since monochromatic light other than white can be generated at least by the organic light emitting layer, the intermediate layer, and the interference filter that can obtain white light emission, it is caused by the difference in process temperature as in the case of using a color filter. Thus, it is possible to reduce damage to the organic light emitting layer, and it is possible to suppress deterioration in display quality such as luminance due to the process temperature.
[適用例2]上記適用例に係る有機EL装置において、前記第1電極と前記第2電極と前記有機発光層とを含む発光素子は、光共振構造を有することが好ましい。 Application Example 2 In the organic EL device according to the application example described above, it is preferable that a light emitting element including the first electrode, the second electrode, and the organic light emitting layer has an optical resonance structure.
本適用例によれば、光共振構造を有する発光素子を備えているので、発光素子から共振波長の光を取り出すことができる。更に、この光は干渉フィルターを透過して射出されるので、発光の色再現性を向上させることができる。 According to this application example, since the light emitting element having the optical resonance structure is provided, light having a resonance wavelength can be extracted from the light emitting element. Furthermore, since this light is emitted through the interference filter, the color reproducibility of the emitted light can be improved.
[適用例3]上記適用例に係る有機EL装置において、前記一対のミラー層は、誘電体多層膜で構成されていることが好ましい。 Application Example 3 In the organic EL device according to the application example, it is preferable that the pair of mirror layers is formed of a dielectric multilayer film.
本適用例によれば、誘電体多層膜で構成されているので、金属ミラーと比較して特定の波長成分を高い透過率で透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで透過波長域を変えることが可能となり、分光特性を制御することができる。 According to this application example, since the dielectric multilayer film is used, it is possible to transmit a specific wavelength component with a high transmittance as compared with the metal mirror, and it is possible to improve the color purity of light. . Further, by changing the number of pairs of dielectric multilayer films to increase the reflectance, it becomes possible to change the transmission wavelength region, and to control the spectral characteristics.
[適用例4]上記適用例に係る有機EL装置において、前記干渉フィルターは、ソリッドエタロンであることが好ましい。 Application Example 4 In the organic EL device according to the application example, it is preferable that the interference filter is a solid etalon.
本適用例によれば、ソリッドエタロンを設けるので、正面方向に集光された光を出すことが可能となり、所望の色の発光を取り出すことができる。また、ソリッドエタロンは、例えば、室温程度の低温度で形成可能であることから、発光素子の発光寿命が低下することを抑えることができる。 According to this application example, since the solid etalon is provided, it is possible to emit light condensed in the front direction, and it is possible to extract light emission of a desired color. In addition, since the solid etalon can be formed at a low temperature of, for example, about room temperature, it is possible to suppress a decrease in the light emission lifetime of the light emitting element.
[適用例5]上記適用例に係る有機EL装置において、赤色光を射出する第1サブ画素と、緑色光を射出する第2サブ画素と、青色光を射出する第3サブ画素と、を有し、前記スペーサー層は、前記スペーサー層における前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素のうち少なくとも1つのサブ画素の厚みが異なることが好ましい。 Application Example 5 The organic EL device according to the application example described above includes a first sub-pixel that emits red light, a second sub-pixel that emits green light, and a third sub-pixel that emits blue light. In the spacer layer, it is preferable that at least one of the first subpixel, the second subpixel, and the third subpixel in the spacer layer has a different thickness.
本適用例によれば、スペーサー層において少なくとも1つの画素の膜厚が異なるので、干渉フィルターの厚みを少なくとも1つの領域において異ならせることができる。よって、各色光ごとに選択的に透過させることが可能となり、発光の色再現性を向上させることができる。 According to this application example, since the film thickness of at least one pixel in the spacer layer is different, the thickness of the interference filter can be made different in at least one region. Therefore, it is possible to selectively transmit each color light, and it is possible to improve the color reproducibility of light emission.
[適用例6]本適用例に係る有機EL装置の製造方法は、基板上に、第1電極と、白色発光が得られる有機発光層と、第2電極と、を順に形成して発光素子を形成する発光素子形成工程と、前記第2電極上に中間層を形成する中間層形成工程と、前記中間層上に、一対のミラー層の一方である第1ミラー層を形成する第1ミラー層形成工程と、前記第1ミラー層上に、スペーサー層を形成するスペーサー層形成工程と、前記スペーサー層上に、前記一対のミラー層の他方である第2ミラー層を形成する第2ミラー層形成工程と、を有することを特徴とする。 Application Example 6 In the method of manufacturing an organic EL device according to this application example, a first electrode, an organic light emitting layer that can obtain white light emission, and a second electrode are sequentially formed on a substrate to form a light emitting element. A light emitting element forming step to be formed; an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the second electrode; and a first mirror layer forming a first mirror layer which is one of a pair of mirror layers on the intermediate layer Forming step, forming a spacer layer on the first mirror layer, and forming a second mirror layer forming the second mirror layer, which is the other of the pair of mirror layers, on the spacer layer. And a process.
本適用例によれば、少なくとも白色発光が得られる有機発光層、中間層、第1ミラー層、スペーサー層、第2ミラー層を形成することにより白色以外の単色光を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して有機発光層にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。 According to this application example, it is possible to generate monochromatic light other than white by forming an organic light emitting layer, an intermediate layer, a first mirror layer, a spacer layer, and a second mirror layer that can obtain at least white light emission. As in the case of using, it is possible to reduce the damage to the organic light emitting layer due to the difference in process temperature, and it is possible to suppress the deterioration of display quality such as luminance due to the process temperature. .
[適用例7]上記適用例に係る有機EL装置の製造方法において、前記スペーサー層形成工程は、赤色光を透過する第1スペーサー層と、緑色光を透過する第2スペーサー層と、青色光を透過する第3スペーサー層と、を形成することが好ましい。 Application Example 7 In the method for manufacturing an organic EL device according to the application example, the spacer layer forming step includes a first spacer layer that transmits red light, a second spacer layer that transmits green light, and blue light. It is preferable to form a transparent third spacer layer.
本適用例によれば、各スペーサー層によって各色の波長成分を透過させることができるので、カラーフィルターを用いることなく、カラー表示させることができる。 According to this application example, the wavelength component of each color can be transmitted by each spacer layer, so that color display can be performed without using a color filter.
[適用例8]上記適用例に係る有機EL装置の製造方法において、前記発光素子は、光共振器を備える光共振構造を有することが好ましい。 Application Example 8 In the method for manufacturing an organic EL device according to the application example, it is preferable that the light emitting element has an optical resonance structure including an optical resonator.
本適用例によれば、光共振構造を有する発光素子を形成するので、発光素子から射出した光を略RGBに分光することができる。更に、この光を干渉フィルターに透過させるので、発光の色再現性を向上させることができる。 According to this application example, since the light emitting element having the optical resonance structure is formed, the light emitted from the light emitting element can be spectrally divided into substantially RGB. Furthermore, since this light is transmitted through the interference filter, the color reproducibility of the emitted light can be improved.
[適用例9]上記適用例に係る有機EL装置の製造方法において、前記第1ミラー層形成工程及び前記第2ミラー層形成工程は、誘電体多層膜を用いて前記第1ミラー層及び前記第2ミラー層を形成することが好ましい。 Application Example 9 In the method of manufacturing an organic EL device according to the application example, the first mirror layer forming step and the second mirror layer forming step use a dielectric multilayer film to form the first mirror layer and the first mirror layer. It is preferable to form two mirror layers.
本適用例によれば、誘電体多層膜を形成するので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで分光特性を制御することができる。 According to this application example, since the dielectric multilayer film is formed, a specific wavelength component can be transmitted, and the color purity of light can be improved. Further, the spectral characteristics can be controlled by increasing the reflectance by changing the number of pairs of dielectric multilayer films.
[適用例10]本適用例に係る電子機器は、上記に記載の有機EL装置を備えることを特徴とする。 Application Example 10 An electronic apparatus according to this application example includes the organic EL device described above.
本適用例によれば、上記した有機EL装置を備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。 According to this application example, since the above-described organic EL device is provided, an electronic apparatus capable of improving display quality can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。また、本実施形態は、トップエミッション構造の有機EL装置を例に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized. In the present embodiment, an organic EL device having a top emission structure will be described as an example.
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
<有機EL装置の構成>
図1は、有機EL装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図2は、有機EL装置の構成を示す模式平面図である。以下、有機EL装置の構成を、図1及び図2を参照しながら説明する。
<Configuration of organic EL device>
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the organic EL device. FIG. 2 is a schematic plan view showing the configuration of the organic EL device. Hereinafter, the configuration of the organic EL device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示すように、本実施形態の有機EL装置11は、複数の走査線12と、走査線12に対して交差する方向に延びる複数のデータ線13と、データ線13に並行に延びる複数の電源線14とを備えている。そして、走査線12とデータ線13とにより区画された領域が画素領域として構成されている。データ線13は、データ線駆動回路15に接続されている。また、走査線12は、走査線駆動回路16に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
各画素領域には、走査線12を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用TFT(Thin Film Transistor)21と、このスイッチング用TFT21を介してデータ線13から供給される画素信号を保持する保持容量22(キャパシタ)と、保持容量22によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用TFT23(以下、「TFT素子23」と称する。)とが設けられている。
Each pixel region holds a switching TFT (Thin Film Transistor) 21 to which a scanning signal is supplied to the gate electrode via the
更に、各画素領域には、TFT素子23を介して電源線14に電気的に接続したときに、電源線14から駆動電流が流れ込む第1電極としての画素電極24と、第2電極としての共通電極25と、この画素電極24と共通電極25との間に挟持された機能層26とが設けられている。
Further, in each pixel region, when electrically connected to the
有機EL装置11は、画素電極24と共通電極25と機能層26とにより構成される発光素子27を複数備えている。また、有機EL装置11は、複数の発光素子27で構成される表示領域を備えている。
The
この構成によれば、走査線12が駆動されてスイッチング用TFT21がオン状態になると、そのときのデータ線13の電位が保持容量22に保持され、保持容量22の状態に応じて、TFT素子23のオン・オフ状態が決まる。そして、TFT素子23のチャネルを介して、電源線14から画素電極24に電流が流れ、更に、機能層26を介して共通電極25に電流が流れる。機能層26は、ここを流れる電流量に応じた輝度で発光する。
According to this configuration, when the
図2に示すように、有機EL装置11は、ガラス等からなる第1基材31に表示領域32(図中一点鎖線の内側の領域)と非表示領域33(一点鎖線の外側の領域)とを有する構成になっている。表示領域32には、実表示領域32a(二点鎖線の内側の領域)とダミー領域32b(図中二点鎖線の外側の領域)とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
実表示領域32a内には、光が射出されるサブ画素34(発光領域)がマトリクス状に配列されている。この、サブ画素34の各々は、スイッチング用TFT21及びTFT素子23(共に図1参照)の動作に伴って、R(赤)、G(緑)、B(青)各色を発光する構成となっている。
In the
ダミー領域32bには、主として各サブ画素34を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域32aの図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路16が配置されており、実表示領域32aの図中上辺に沿うように検査回路35が配置されている。
In the
第1基材31の下辺には、フレキシブル基板36が設けられている。フレキシブル基板36には、各配線と接続された駆動用IC37が備えられている。また、図示しないが、駆動用IC37は、データ線駆動回路15(図1参照)とも接続されている。
A
図3は、有機EL装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機EL装置の構造を、図3を参照しながら説明する。なお、図3は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic EL device. Hereinafter, the structure of the organic EL device will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the cross-sectional positional relationship of each component and is represented on a scale that can be clearly shown.
図3に示すように、有機EL装置11は、素子基板41と、素子基板41と保護層54を介して貼りあわされた第2基板61とを有している。
As shown in FIG. 3, the
素子基板41は、基板としての第1基材31上に、反射層43、絶縁層44、画素電極24、正孔輸送層(図示せず)と白色有機発光層45と電子輸送層(図示せず)を含む機能層26、共通電極25、また中間層46がこの順に積層されている。また、フィルター基板42は、中間層46上に、一対のミラー層を構成する第1誘電体ミラー層51、スペーサー層53、一対のミラー層を構成する第2誘電体ミラー層52、保護層54、第2基材61がこの順に積層されている。
The
有機EL装置11は、白色有機発光層45において発光した光を第2基材61側から取り出す構成のいわゆるトップエミッション型の発光装置である。観察者は、第2基材61側から表示を観察する。上記のうち、サブ画素34R,34G,34B毎に形成された、画素電極24から共通電極25までの構成要素からなる素子が、発光素子27に相当する。
The
第1基材31は、例えば、透光性を有するガラスやシリコン(Si)などによって構成されている。第1基材31上には、公知の技術を用いて、TFT素子23等が設けられている。
The
反射層43は、Al、Al合金(Al/Nd、Al/Cuなど)、Ag合金(Ag/Pd、Ag/Mg、Ag/C、Ag/Pd、Cuなど)から構成されている。反射層43上には、反射層43と画素電極24との短絡を防止するためのSiN等からなる絶縁層44が配置されている。なお、絶縁層44は、SiNであることに限定されず、SiO2、SiON、Ta2O5、TiO2などを用いるようにしてもよい。画素電極24は、ITO(Indium Tin Oxide)やIZOなどからなる透明電極である。
The
画素電極24は、赤色のサブ画素34R(第1サブ画素)、緑色のサブ画素34G(第2サブ画素)、青色のサブ画素34B(第3サブ画素)に一つずつ配置されており、それぞれの画素電極24は、TFT素子23を介して電源線(図示せず)に接続されている。共通電極25は、Ag合金や、Ag/Mgの合金を薄く形成してハーフミラー状としたものであり、光反射性及び光透過性を兼ね備えている。
One
画素電極24と共通電極25との間には、正孔輸送層(図示せず)、白色有機発光層45、電子輸送層(図示せず)がこの順に積層されている。白色有機発光層45は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極24と共通電極25との間に電圧を印加することによって、白色有機発光層45には、正孔輸送層から正孔が、また、電子輸送層から電子が注入され、白色有機発光層45においてこれらが再結合したときに発光が行われる。
Between the
白色有機発光層45からの光は、一部は直接共通電極25を透過し、一部は反射層43によって反射されてから共通電極25を透過する。いずれにせよ、白色有機発光層45からの光は、共通電極25を透過し、その後、干渉フィルター50、保護層54、第2基材61の順に透過する。
A part of the light from the white organic
ここで、反射層43及び共通電極25は、いわゆる光共振器を構成している。このため、白色有機発光層45において発せられた光は、反射層43と共通電極25との間を往復し、共振波長の光だけが第2基材61側から取り出される。よって、ピーク強度が高く幅が狭いスペクトルを有する光を取り出すことができ、有機EL装置11による発光の色再現性を向上させることができる。
Here, the
上記共振波長は、光共振器の長さを変えることによって調整可能である。本実施形態の有機EL装置11においては、絶縁層44の厚さを変えることによって光共振器の長さを調整している。
The resonance wavelength can be adjusted by changing the length of the optical resonator. In the
より詳細には、サブ画素34R,34G,34Bにおいてこの順に絶縁層44を薄くしていく構成により、光共振器の長さ、及び共振波長がこの順に長くなるようになっている。これにより、共振波長は、サブ画素34Rにおいては赤色、サブ画素34Gにおいては緑色、サブ画素34Bにおいては青色に相当する波長に設定される。この結果、共通電極25からは、共振波長に応じて赤、緑、または青の光が選択的に射出される。
More specifically, the length of the optical resonator and the resonance wavelength are increased in this order by the configuration in which the insulating
共通電極25を覆って形成された中間層46は、例えば、エポキシ系樹脂、SiO2、SiON、SiN、Al2O3の少なくとも一層によって構成されており、発光素子27を保護すると共に、光共振器の形成によってできた共通電極の段差を埋めて平滑にする役割を果たす。
The
また、中間層46は、中間層46上に設けられた干渉フィルター50とサブ画素34R,34G,34B毎に設けられた光共振器との間で光を共振させないようにするために、所定の厚みを有して設けられている。
In addition, the
中間層46上には、干渉フィルター50が設けられている。干渉フィルター50は、一対のミラー(51,52)にスペーサー層53が挟持された構成になっている。具体的には、中間層46上に、一対のミラーを構成する誘電体ミラーからなる第1誘電体ミラー層51が設けられている。誘電体ミラーとしては、例えば、SiO2/TiO2系、SiO2/Ta2O5系などの積層構造(誘電体多層膜)が挙げられる。
An
第1誘電体ミラー層51上には、スペーサー層53が設けられている。スペーサー層53としては、例えば、SiO2、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
A
スペーサー層53上には、一対のミラーを構成する第2誘電体ミラー層52が設けられている。第2誘電体ミラー層52は、第1誘電体ミラー層51と同様に、SiO2/TiO2系、SiO2/Ta2O5系などの積層構造によって構成されている。
On the
第2誘電体ミラー層52上には、保護層54が設けられている。保護層54の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂が挙げられる。
A
保護層54上には、第2基材61が設けられている。第2基材61としては、第1基材31と同様に、透光性を有するガラスやシリコン(Si)などによって構成されている。
A
干渉フィルター50は、入射した光のうちの特定の波長成分を透過することによって、特定色の透過光を得るための部材である。干渉フィルター50を配置することによって、発光素子27から取り出される光の色純度が向上する。
The
図4は、干渉フィルターの構成を示す模式図である。図5は、干渉フィルターを構成する誘電体ミラー層の反射特性を示すグラフである。図6は、緑色のサブ画素における干渉フィルターの透過特性を示すグラフである。図7は、誘電体ミラー層のペア数と透過スペクトル半値幅との関係を示すグラフである。図8は、RGBの分光が可能となる係数を示す図表である。以下、干渉フィルターの構成について、図4〜図8を参照しながら説明する。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the interference filter. FIG. 5 is a graph showing the reflection characteristics of the dielectric mirror layer constituting the interference filter. FIG. 6 is a graph showing the transmission characteristics of the interference filter in the green sub-pixel. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of pairs of dielectric mirror layers and the half width of the transmission spectrum. FIG. 8 is a chart showing coefficients that enable RGB spectroscopy. Hereinafter, the configuration of the interference filter will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、干渉フィルター50は、反射率を制御することによってフィルター特性(分光特性)を制御することができるバンドパスフィルターであり、第1誘電体ミラー層51と、第2誘電体ミラー層52と、これら誘電体ミラー層51,52に挟持されたスペーサー層53と、を有する。なお、干渉フィルター50は、所謂ソリッドエタロンフィルターである。
As shown in FIG. 4, the
第1誘電体ミラー層51は、干渉フィルター50の下側(中間層46側)に設けられている。第2誘電体ミラー層52は、干渉フィルター50の上側(保護層54側)に設けられている。第1誘電体ミラー層51及び第2誘電体ミラー層52は、屈折率の高い高屈折率層Hと、屈折率の低い低屈折率層Lとの積層構造で構成されている。
The first
それぞれの膜厚dH,dLは、式(1)により求めることができる。nH、nLはそれぞれ、高屈折率層と低屈折率層の屈折率である。λ0は、設計波長である。 The respective film thicknesses dH and dL can be obtained by equation (1). nH and nL are the refractive indexes of the high refractive index layer and the low refractive index layer, respectively. λ 0 is the design wavelength.
例えば、誘電体ミラー層51,52を式(2)のように構成し、λ0が530nmとなるよう各層の膜厚を調整すると、図5のような反射特性が得られる。このときの材料は、高屈折率層Hとしては、例えば、TiO2である。低屈折率層Lとしては、例えば、SiO2である。高屈折率層Hの膜厚dHとしては、例えば、58nmである。低屈折率層Lの膜厚dLとしては、例えば、88nmである。高屈折率層Hと低屈折率層Lとのペア数は2.5ペア(p=2)である。 For example, when the dielectric mirror layers 51 and 52 are configured as in Expression (2) and the film thickness of each layer is adjusted so that λ 0 is 530 nm, the reflection characteristics as shown in FIG. 5 can be obtained. The material at this time is, for example, TiO 2 as the high refractive index layer H. The low refractive index layer L is, for example, SiO 2 . The film thickness dH of the high refractive index layer H is, for example, 58 nm. The film thickness dL of the low refractive index layer L is, for example, 88 nm. The number of pairs of the high refractive index layer H and the low refractive index layer L is 2.5 pairs (p = 2).
設計波長λ0を変化させることで、誘電体ミラー層51,52の反射特性を変化させることができる。誘電体ミラーの反射特性において、設計波長が最も反射率の高い波長となる。 By changing the design wavelength λ 0 , the reflection characteristics of the dielectric mirror layers 51 and 52 can be changed. In the reflection characteristics of the dielectric mirror, the design wavelength is the wavelength having the highest reflectivity.
またスペーサー層53は、低屈折率層Lである。スペーサー層53の膜厚dSは、式(3)により求めることができる。また、xの値を変更することにより透過波長λpを変更することができる。
The
例えば、x=2となるような屈折率nSと膜厚dSを有するスペーサー層53を挟持すると、図6に示すような、緑色のサブ画素34G用の透過特性を得ることができる。
For example, when the
このとき、誘電体ミラー層51,52のペア数は、1.5ペア〜3.5ペアであることが望ましい。これは、図7に示すグラフのように、ペア数の増加に伴い半値幅が減少するため、3.5ペア以上の誘電体ミラー層では、パネル輝度の低下が顕著になるためである。 At this time, the number of pairs of dielectric mirror layers 51 and 52 is preferably 1.5 to 3.5 pairs. This is because, as shown in the graph of FIG. 7, the full width at half maximum decreases with an increase in the number of pairs, so that the panel brightness is significantly lowered in the dielectric mirror layer of 3.5 pairs or more.
また、λ0は500nm〜550nmであることが望ましい。これは、RGBの波長帯を共通の誘電体ミラー層51,52で分光するための必要条件であり、xを図8に示す範囲に設定することで、RGBの波長帯での分光が可能になる。 In addition, λ 0 is desirably 500 nm to 550 nm. This is a necessary condition for splitting the RGB wavelength band with the common dielectric mirror layers 51 and 52, and by setting x to the range shown in FIG. 8, it is possible to split in the RGB wavelength band. Become.
例えば、xの値を2.8〜3.2に設定することで、赤色(R)の光を取り出すことができる。xの値を1.9〜2.1に設定することで、緑色(G)の光を取り出すことができる。xの値を0.9〜1.4に設定することで、青色(B)の光を取り出すことができる。 For example, red (R) light can be extracted by setting the value of x to 2.8 to 3.2. By setting the value of x to 1.9 to 2.1, green (G) light can be extracted. Blue (B) light can be extracted by setting the value of x to 0.9 to 1.4.
また、中間層46は、膜厚が2μm以上であることが望ましい。これは、発光素子27のマイクロキャビディー構造と干渉フィルター50との間での干渉を抑制するためである。
The
<有機EL装置の製造方法>
図9及び図10は、有機EL装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機EL装置の製造方法を、図9及び図10を参照しながら説明する。なお、各種配線や電駆動用TFT等を形成する製造工程については、周知の工程と同様なので、ここではそれらの説明を省略又は簡略化し、それ以降の工程について詳しく説明する。
<Method for manufacturing organic EL device>
9 and 10 are schematic cross-sectional views showing the method of manufacturing the organic EL device in the order of steps. Hereinafter, a method for manufacturing the organic EL device will be described with reference to FIGS. The manufacturing process for forming various wirings, electric driving TFTs, and the like is the same as a well-known process, so the description thereof will be omitted or simplified here, and the subsequent processes will be described in detail.
まず、図9(a)に示す工程(発光素子形成工程)では、発光素子27を形成する。具体的には、公知の製造方法を用いて、第1基材31上に、反射層43、光共振構造を得るために各サブ画素の領域ごとに異なる膜厚を有する絶縁層44、画素電極24を、順に形成する。
First, in the step (light emitting element forming step) shown in FIG. 9A, the
次に、画素電極24が形成された第1基材31上の全体に、蒸着法を用いて白色有機発光層45を成膜する。その後、白色有機発光層45上に、同様の蒸着法を用いて共通電極25を成膜する。
Next, the white organic
次に、図9(b)に示す工程(中間層形成工程)では、中間層46を形成する。具体的には、共通電極25上に、例えば、エポキシ系樹脂、SiO2、SiON、SiN、Al2O3のうち少なくとも1層で構成される中間層46を、湿式法(スピンコート法、印刷法など)、又は、乾式法(蒸着法、スパッタ法、CVD法、イオンプレーティング法など)を用いて形成する。
Next, in the step (intermediate layer forming step) shown in FIG. 9B, the
次に、図9(c)に示す工程(第1ミラー層形成工程)では、第1誘電体ミラー層51を形成する。具体的には、中間層46上に、SiO2/TiO2系、SiO2/Ta2O5系などからなる第1誘電体ミラー層51を、蒸着法やスパッタ法により形成する。
Next, in the step shown in FIG. 9C (first mirror layer forming step), the first
次に、図10(a)に示す工程(スペーサー層形成工程)では、各サブ画素34において膜厚の異なるスペーサー層53を形成する。具体的には、第1誘電体ミラー層51上に、SiO2、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などからなるスペーサー層53を形成する。各サブ画素34R,34G,34Bに対応した膜厚段差は、例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法(ドライエッチング)を用いて形成する。また、ナノインプリント法を用いて形成するようにしてもよい。
Next, in the step (spacer layer forming step) shown in FIG. 10A, the
なお、赤色のサブ画素34Rの領域のスペーサー層53を第1スペーサー層と称する。緑色のサブ画素34Gの領域のスペーサー層53を第2スペーサー層と称する。青色のサブ画素34Bの領域のスペーサー層53を第3スペーサー層と称する。
Note that the
このように、従来、カラーフィルター層を形成するのに、240℃程度の温度が有機EL装置11に加わっていたものを、110℃程度の温度を加えることによって、本実施形態の有機EL装置11を製造することができるので、発光素子27にダメージが加わることを防ぐことができる。これにより、適正な発光を行うことができる。
As described above, the
次に、図10(b)に示す工程(第2ミラー層形成工程)では、第2誘電体ミラー層52を形成する。具体的には、スペーサー層53上に、SiO2/TiO2系、SiO2/Ta2O5系などからなる第2誘電体ミラー層52を、例えば、蒸着法やスパッタ法により形成する。
Next, in the step shown in FIG. 10B (second mirror layer forming step), the second
その後、第2誘電体ミラー層52上に、保護層54、第2基材61を形成し、有機EL装置11を完成させる。
Thereafter, the
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器としてのヘッドマウントディスプレイについて、図11を参照して説明する。図11は、上記した有機EL装置を備えたヘッドマウントディスプレイの構成を示す斜視図である。
<Electronic equipment>
Next, a head mounted display as an electronic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a head-mounted display including the above-described organic EL device.
図11に示すように、本実施形態の電子機器としてのヘッドマウントディスプレイ2000は、上述した有機EL装置11を用いた表示部2001を備える。
As shown in FIG. 11, a head mounted
このようなヘッドマウントディスプレイ2000によれば、表示部2001として上記有機EL装置11を用いているため、適正な発光を行うことができると共に、小型化に対応することができる。
According to such a head mounted
なお、有機EL装置11が搭載される電子機器としては、ヘッドマウントディスプレイ2000の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、EVF(Electrical View Finder)、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。
In addition, as an electronic device on which the
以上詳述したように、本実施形態の有機EL装置11、有機EL装置11の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。
As described above in detail, according to the
(1)本実施形態の有機EL装置11によれば、少なくとも、白色発光が得られる機能層26、中間層46、干渉フィルター(ソリッドエタロン)50によって白色以外の単色光(赤色光、緑色光、青色光)を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して機能層(有機発光層)にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。
(1) According to the
(2)本実施形態の有機EL装置11によれば、光共振構造を有する発光素子27を備えているので、発光素子27から共振波長の光を取り出すことができる。更に、この光は干渉フィルター50を透過して射出されるので、発光の色再現性を向上させることができる。
(2) According to the
(3)本実施形態の有機EL装置11によれば、誘電体ミラー層51,52が誘電体多層膜で構成されているので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体ミラー層51,52において、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで透過波長を変えることが可能となり、分光特性を制御することができる。
(3) According to the
(4)本実施形態の有機EL装置11によれば、発光素子27と干渉フィルター50との間に中間層46を設けることにより、マイクロキャビティー構造と、オンチップで作りこんだ干渉フィルター50とをインコヒーレント化(非共振化)することができ、光学設計の簡素化や、材料選定、プロセスの自由度を向上させることができる。
(4) According to the
(5)本実施形態の有機EL装置11の製造方法によれば、少なくとも白色発光が得られる機能層26、中間層46、干渉フィルター(ソリッドエタロン)50を形成することにより白色以外の単色光(赤色光、緑色光、青色光)を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して機能層26(有機発光層)にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。また、光共振構造を有する発光素子27を形成するので、発光素子27から射出した光を略RGBに分光することができる。更に、この光を干渉フィルター50に透過させるので、発光の色再現性を向上させることができる。また、誘電体ミラー層51,52として誘電体多層膜を形成するので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで分光特性を制御することができる。
(5) According to the method of manufacturing the
(6)本実施形態の電子機器によれば、上記した有機EL装置11を備えているので、正面方向に集光された光を出すことができ、表示品質(正面輝度など)を向上することが可能な電子機器(ヘッドマウントディスプレイ2000)を提供することができる。
(6) According to the electronic apparatus of the present embodiment, since the above-described
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。 The aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification. It is included in the range. Moreover, it can also implement with the following forms.
(変形例1)
上記したように、干渉フィルターは、各サブ画素34R,34G,34Bごと、スペーサー層53の膜厚を異ならせることに限定されず、図12に示すように構成してもよい。図12は、変形例の有機EL装置の構造を示す模式断面図である。図12に示す有機EL装置は、干渉フィルター150を構成するスペーサー層153において、赤色のサブ画素34Rと青色のサブ画素34Bとの膜厚を同じにしている。
(Modification 1)
As described above, the interference filter is not limited to changing the thickness of the
具体的には、誘電体ミラー層151,152を次のような条件で構成する。λ0は530nmである。高屈折率層Hは、TiO2である。低屈折率層LはSiO2である。ペア数は、2.5ペア(i=2)である。またx=2.9である。このような条件で干渉フィルター150を構成すると、図13のように、赤色(R)だけでなく青色(B)の波長帯で透過ピークを得ることができる。図13は、変形例の有機EL装置の透過特性を示すグラフである。
Specifically, the dielectric mirror layers 151 and 152 are configured under the following conditions. λ 0 is 530 nm. The high refractive index layer H is TiO 2 . The low refractive index layer L is SiO 2 . The number of pairs is 2.5 pairs (i = 2). X = 2.9. If the
本変形例のようなマイクロキャビディー構造を備えた有機EL装置であれば、干渉フィルター150に入射する色光は、RGBの各サブ画素34R,34G,34Bの色に概ね調光されている。よって、図13の透過特性のように、赤(R)と青(B)とのサブ画素で共通に利用することができる。
In the case of an organic EL device having a microcavity structure as in this modification, the color light incident on the
また、これ以外にも、各色の波長帯で透過ピークを得ることができれば、スペーサー層53の膜厚を異ならせることなく、同じ膜厚になるように構成するようにしてもよい。
In addition to this, as long as a transmission peak can be obtained in the wavelength band of each color, the
(変形例2)
上記したように、サブ画素34ごとに膜厚の異なるスペーサー層53を形成するのに、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いることに限定されず、例えば、マスクを用いて3回成膜することにより形成するようにしてもよい。
(Modification 2)
As described above, the formation of the
(変形例3)
上記したように、透過型の有機EL装置11を例に説明してきたが、反射型の有機EL装置に適用するようにしてもよい。また、トップエミッション構造の有機EL装置11であることに限定されず、ボトムエミッション構造の有機EL装置に適用するようにしてもよい。
(Modification 3)
As described above, the transmissive
(変形例4)
上記したように、サブ画素の配置は、ストライプ配置に限定されず、モザイク配置やデルタ配置を用いるようにしてもよい。
(Modification 4)
As described above, the arrangement of the sub-pixels is not limited to the stripe arrangement, and a mosaic arrangement or a delta arrangement may be used.
(変形例5)
上記したように、発光素子27の共振構造(マイクロキャビディー構造)は、絶縁層44の膜厚をサブ画素ごとに変えて、反射層43と共通電極25との光路長を変えているが、この方法に限定されず、例えば、画素電極24の厚みを変えることにより、反射層43と共通電極25との光路長を変えるようにしてもよい。
(Modification 5)
As described above, the resonance structure (microcavity structure) of the
(変形例6)
上記したように、干渉フィルター50を構成する一対の誘電体ミラー層51,52は、誘電体多層膜で構成されていることに限定されず、例えば、Ag系半反射ミラー(Ag/pd、Ag/Mg、Ag/C、APCなど)で構成したり、Ag系と誘電体多層膜の複合ミラーで構成するようにしてもよい。
(Modification 6)
As described above, the pair of dielectric mirror layers 51 and 52 constituting the
(変形例7)
上記したように、ガラスなどからなる第1基材31上にTFT21などを設ける構造に限定されず、例えば、シリコン基板上に電界効果トランジスターを設ける構造に適用するようにしてもよい。
(Modification 7)
As described above, the present invention is not limited to the structure in which the
11…有機EL装置、12…走査線、13…データ線、14…電源線、15…データ線駆動回路、16…走査線駆動回路、21…スイッチング用TFT、22…保持容量、23…TFT素子、24…第1電極としての画素電極、25…第2電極としての共通電極、26…機能層、27…発光素子、31…基板としての第1基材、32…表示領域、32a…実表示領域、32b…ダミー領域、33…非表示領域、34,34R,34G,34B…サブ画素、35…検査回路、36…フレキシブル基板、37…駆動用IC、41…素子基板、42…フィルター基板、43…反射層、44…絶縁層、45…白色有機発光層、46…中間層、50,150…干渉フィルター、51,151…一対のミラー層を構成する第1誘電体ミラー層、52,152…一対のミラー層を構成する第2誘電体ミラー層、53,153…スペーサー層、54…保護層、61…第2基材、2000…ヘッドマウントディスプレイ、2001…表示部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板上に設けられた第1電極と、
前記第1電極に対向配置される第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に配置された白色発光が得られる有機発光層と、
前記第2電極に積層された中間層と、
前記中間層に積層された干渉フィルターと、を備え、
前記干渉フィルターは、一対のミラー層と前記一対のミラー層に挟持された透光性のスペーサー層とを含むことを特徴とする有機EL装置。 A substrate,
A first electrode provided on the substrate;
A second electrode disposed opposite to the first electrode;
An organic light emitting layer that is disposed between the first electrode and the second electrode and obtains white light emission;
An intermediate layer laminated on the second electrode;
An interference filter laminated on the intermediate layer,
The interference filter includes an organic EL device including a pair of mirror layers and a translucent spacer layer sandwiched between the pair of mirror layers.
前記第1電極と前記第2電極と前記有機発光層とを含む発光素子は、光共振構造を有することを特徴とする有機EL装置。 The organic EL device according to claim 1,
An organic EL device, wherein a light emitting element including the first electrode, the second electrode, and the organic light emitting layer has an optical resonance structure.
前記一対のミラー層は、誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする有機EL装置。 The organic EL device according to claim 1 or 2,
The pair of mirror layers is composed of a dielectric multilayer film, and is an organic EL device.
前記干渉フィルターは、ソリッドエタロンであることを特徴とする有機EL装置。 An organic EL device according to any one of claims 1 to 3,
The organic EL device, wherein the interference filter is a solid etalon.
赤色光を射出する第1サブ画素と、緑色光を射出する第2サブ画素と、青色光を射出する第3サブ画素と、を有し、
前記スペーサー層は、前記スペーサー層における前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、前記第3サブ画素のうち少なくとも1つのサブ画素の厚みが異なることを特徴とする有機EL装置。 An organic EL device according to any one of claims 1 to 4,
A first sub-pixel that emits red light; a second sub-pixel that emits green light; and a third sub-pixel that emits blue light;
The organic EL device according to claim 1, wherein the spacer layer has a thickness of at least one sub-pixel of the first sub-pixel, the second sub-pixel, and the third sub-pixel different in the spacer layer.
前記第2電極上に中間層を形成する中間層形成工程と、
前記中間層上に、一対のミラー層の一方である第1ミラー層を形成する第1ミラー層形成工程と、
前記第1ミラー層上に、スペーサー層を形成するスペーサー層形成工程と、
前記スペーサー層上に、前記一対のミラー層の他方である第2ミラー層を形成する第2ミラー層形成工程と、
を有することを特徴とする有機EL装置の製造方法。 A light emitting element formation step of forming a light emitting element by sequentially forming a first electrode, an organic light emitting layer capable of obtaining white light emission, and a second electrode on a substrate;
An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the second electrode;
A first mirror layer forming step of forming a first mirror layer which is one of a pair of mirror layers on the intermediate layer;
A spacer layer forming step of forming a spacer layer on the first mirror layer;
A second mirror layer forming step of forming a second mirror layer, which is the other of the pair of mirror layers, on the spacer layer;
A method for producing an organic EL device, comprising:
前記スペーサー層形成工程は、赤色光を透過する第1スペーサー層と、緑色光を透過する第2スペーサー層と、青色光を透過する第3スペーサー層と、を形成することを特徴とする有機EL装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the organic EL device according to claim 6,
The spacer layer forming step includes forming a first spacer layer that transmits red light, a second spacer layer that transmits green light, and a third spacer layer that transmits blue light. Device manufacturing method.
前記発光素子は、光共振器を備える光共振構造を有することを特徴とする有機EL装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the organic EL device according to claim 6 or 7,
The method of manufacturing an organic EL device, wherein the light emitting element has an optical resonance structure including an optical resonator.
前記第1ミラー層形成工程及び前記第2ミラー層形成工程は、誘電体多層膜を用いて前記第1ミラー層及び前記第2ミラー層を形成することを特徴とする有機EL装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the organic EL device according to any one of claims 6 to 8,
The method of manufacturing an organic EL device, wherein in the first mirror layer forming step and the second mirror layer forming step, the first mirror layer and the second mirror layer are formed using a dielectric multilayer film.
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