JP2014022349A - 発光装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発光画素の周辺の異常発光に起因する色ずれが低減された発光装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】本適用例の発光装置としての有機ＥＬ装置１００は、反射層２５と、半透過反射層としての対向電極３３、反射層２５と対向電極３３との間に設けられた発光機能層３２と、発光機能層３２と反射層２５との間に設けられた画素電極３１と、反射層２５と画素電極３１との間に設けられた透明層２６と、画素電極３１の外縁の少なくとも一部を覆う絶縁層２７と、を備え、反射層２５と対向電極３３との間の光学的距離Ｄが下記式を満たして光共振器が構成され、絶縁層２７の膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
Ｄ＝［（２πｍ＋φ_L＋φ_U）／４π］λ
φ_L：反射層での反射における位相シフト
φ_u：半透過反射層での反射における位相シフト
λ：光共振のピーク波長
ｍは４以上の整数
【選択図】図６

Description

本発明は、発光素子を備えた発光装置、該発光装置を備えた電子機器に関する。

発光素子としての有機ＥＬ（Electro Luminescence；エレクトロルミネッセンス）素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に比べて薄型化、小型化が容易であり、このような有機ＥＬ素子を用いた照明装置や、表示装置が注目されている。特に表示装置として用いる場合、多色の発光を高効率で取り出すことが求められ、例えば、特許文献１には光学的な距離が異なる微小光共振器を備えた多色発光素子が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、画素ごとに光共振器が構築され、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応した発光素子からの光の色純度をさらに向上させるべく、画素ごとに対応する色のカラーフィルターを備えた表示装置が開示されている。
特許文献２の表示装置において、各発光素子は、画素電極層と、画素電極層上に形成された発光機能層とを含み、隣り合う発光素子は相互の電気的な絶縁を図るために、それぞれの画素電極層の外縁を覆って形成された絶縁性の隔壁で区分されている。

特開平６−２７５３８１号公報 特開２００８−２１０７４０号公報

しかしながら、特許文献２において、画素電極層の外縁を覆う隔壁を光透過性を有する絶縁性材料で構成すると、光共振器において画素電極層の中央部分の光学的な距離と、画素電極層周辺の隔壁を含む部分の光学的な距離とが異なってしまう。したがって、光共振器によって得られる発光のピーク波長が画素電極層の中央部と周辺部とで異なる色ずれが発生する。このような色ずれは有効な画素の面積に対して周辺部の面積が小さい場合は目立たないが、画素が微細になると目立ち易くなり、表示品質を低下させるという課題があった。

本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る発光装置は、反射層と、半透過反射層と、前記反射層と前記半透過反射層との間に設けられた発光機能層と、前記発光機能層と前記反射層との間に設けられた画素電極と、前記反射層と前記画素電極との間に設けられた透明層と、前記画素電極の外縁の少なくとも一部を覆う絶縁層と、を備え、前記反射層と前記半透過反射層との間の光学的距離Ｄが下記式を満たして光共振器が構成され、前記絶縁層の膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
Ｄ＝［（２πｍ＋φ_L＋φ_U）／４π］λ
φ_L：反射層での反射における位相シフト
φ_U：半透過反射層での反射における位相シフト
λ：光共振のピーク波長
ｍは４以上の整数

本適用例によれば、ｍが４以上の高次の光共振によってピーク波長λの光を取り出すため、絶縁層の膜厚を５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることで、高次の光共振における光学的距離Ｄに対して絶縁層の膜厚に起因する光学的距離のずれの割合が小さくなる。したがって、画素電極の中央部分における共振光のピーク波長と、画素電極の外縁の少なくとも一部を覆う絶縁層を透過する共振光のピーク波長とのずれが小さくなって、ピーク波長の違いによる発光画素周辺の色ずれが目立たなくなる。ゆえに、光共振器を備え高い発光輝度が得られると共に、優れた表示品質を有する発光装置を提供できる。

［適用例２］上記適用例に係る発光装置において、光共振のピーク波長λが、赤の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＲ画素と、光共振のピーク波長λが、緑の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＧ画素と、光共振のピーク波長λが、青の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＢ画素とを備え、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素において、前記透明層の膜厚が同一であり、且つ前記画素電極の膜厚が同一であることが好ましい。
この構成によれば、透明層の膜厚や画素電極の膜厚をＲ，Ｇ，Ｂの各画素ごとに異ならせて光共振器を構成する場合に比べて、光共振器の構造が単純なため、複雑な製造プロセスを採用しなくてもよいので、高い生産性を実現可能な発光装置を提供できる。

［適用例３］上記適用例に係る発光装置において、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素は、それぞれの色に対応したカラーフィルターを備え、前記絶縁層は前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素のうち前記Ｂ画素の前記画素電極の外縁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする。
この構成によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素にそれぞれカラーフィルターを備えることによって、色純度をさらに向上させることができる。また、カラーフィルターを備えることによって、発光画素周辺の色ずれが生じても目立ち難くなるので、絶縁層は色ずれの低減効果が最も期待できるＢ画素の画素電極の外縁の少なくとも一部を覆うようにすればよい。これによって、より優れた表示品質を有する発光装置を提供できる。

［適用例４］上記適用例に係る発光装置において、前記絶縁層は、シリコンの酸化膜またはシリコンの窒化膜であることが好ましい。
この構成によれば、シリコンの酸化膜またはシリコンの窒化膜は、発光装置の製造において比較的に導入し易い絶縁層構成材料である。特に、シリコンの酸化膜は光透過性を有すると共に画素電極を構成する材料に比べて低屈折率であるため、画素電極の外縁を覆う絶縁層を設けることによる光学的距離の増加を効果的に抑えることができ、発光画素周辺の色ずれの程度を小さくできる。

［適用例５］上記適用例に係る発光装置において、前記画素電極が透明導電膜であって、膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
この構成によれば、画素電極の膜厚範囲が絶縁層の膜厚範囲と同等であるため、画素電極の外縁を確実に絶縁層で覆うことができる。

［適用例６］上記適用例に係る発光装置において、前記光学的距離Ｄが１４００ｎｍ以上であることを特徴とする。
この構成によれば、高次の光共振による光学的距離Ｄを１４００ｎｍ以上とすることで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素ごとに透明層の膜厚を同一としても、各発光色に対応したピーク波長λが得られる。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の発光装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、発光画素周辺の色ずれが低減され、優れた表示品質を有する発光装置を備えているので、見栄えのよい電子機器を提供することができる。

有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図。 有機ＥＬ装置の構成を示す概略平面図。 発光画素の配置を示す概略平面図。 比較例の有機ＥＬ装置におけるサブ画素の構造を示す概略断面図。 光共振器における光学的距離を説明する概略断面図。 第１実施形態の有機ＥＬ装置におけるサブ画素の構造を示す概略断面図。 （ａ）は実施例のサブ画素の構成を示す模式図、（ｂ）は比較例のサブ画素の構成を示す模式図。 実施例と比較例の輝度と波長との関係を示すグラフ。 絶縁層の膜厚と輝度、色度との関係を示すグラフ。 光共振器における光学的距離と各色のピーク波長と干渉次数との関係を示すグラフ。 電子機器としてのヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。

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。

（第１実施形態）
＜発光装置＞
まず、本実施形態の発光装置としての有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図、図２は有機ＥＬ装置の構成を示す概略平面図、図３は発光画素の配置を示す概略平面図である。

図１に示すように、本実施形態の発光装置としての有機ＥＬ装置１００は、互いに交差する複数の走査線１２及び複数のデータ線１３と、複数のデータ線１３のそれぞれに対して並列する複数の電源線１４とを有している。複数の走査線１２が接続される走査線駆動回路１６と、複数のデータ線１３が接続されるデータ線駆動回路１５とを有している。また、複数の走査線１２と複数のデータ線１３との各交差部に対応してマトリックス状に配置された発光画素としての複数のサブ画素１８を有している。

サブ画素１８は、発光素子としての有機ＥＬ素子３０と、有機ＥＬ素子３０の駆動を制御する画素回路２０とを有している。

有機ＥＬ素子３０は、陽極として機能する画素電極３１と、陰極として機能する対向電極３３と、画素電極３１と対向電極３３との間に設けられた発光機能層３２とを有している。このような有機ＥＬ素子３０は電気的にダイオードとして表記することができる。

画素回路２０は、スイッチング用トランジスター２１と、蓄積容量２２と、駆動用トランジスター２３とを含んでいる。２つのトランジスター２１，２３は、例えばｎチャネル型もしくはｐチャネル型のＭＯＳトランジスターを用いて構成することができる。

スイッチング用トランジスター２１のゲートは走査線１２に接続され、ソースまたはドレインのうち一方がデータ線１３に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が駆動用トランジスター２３のゲートに接続されている。
駆動用トランジスター２３のソースまたはドレインのうち一方が有機ＥＬ素子３０の画素電極３１に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が電源線１４に接続されている。
駆動用トランジスター２３のゲートと電源線１４との間に蓄積容量２２が接続されている。

走査線１２が駆動されてスイッチング用トランジスター２１がオン状態になると、そのときにデータ線１３から供給される画像信号に基づく電位がスイッチング用トランジスター２１を介して蓄積容量２２に保持される。該蓄積容量２２の電位すなわち駆動用トランジスター２３のゲート電位に応じて、駆動用トランジスター２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用トランジスター２３がオン状態になると、電源線１４から駆動用トランジスター２３を介して画素電極３１と対向電極３３とに挟まれた発光機能層３２にゲート電位に応じた量の電流が流れる。有機ＥＬ素子３０は、発光機能層３２を流れる電流量に応じて発光する。

図２に示すように、有機ＥＬ装置１００は、素子基板１０を有している。素子基板１０には、表示領域Ｅ０（図中、一点鎖線で表示）と、表示領域Ｅ０の外側に非表示領域Ｅ３とが設けられている。表示領域Ｅ０は、実表示領域Ｅ１（図中、二点鎖線で表示）と、実表示領域Ｅ１を囲むダミー領域Ｅ２とを有している。

実表示領域Ｅ１には、発光画素としてのサブ画素１８がマトリックス状に配置されている。サブ画素１８は、前述したように発光素子としての有機ＥＬ素子３０を備えており、スイッチング用トランジスター２１及び駆動用トランジスター２３の動作に伴って、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）のうちいずれかの色の発光が得られる構成となっている。

本実施形態では、同色の発光が得られるサブ画素１８が第１の方向に配列し、異なる色の発光が得られるサブ画素１８が第１の方向に対して交差（直交）する第２の方向に配列した、所謂ストライプ方式のサブ画素１８の配置となっている。以降、上記第１の方向をＹ方向とし、上記第２の方向をＸ方向として説明する。なお、素子基板１０におけるサブ画素１８の配置はストライプ方式に限定されず、モザイク方式、デルタ方式であってもよい。

ダミー領域Ｅ２には、主として各サブ画素１８の有機ＥＬ素子３０を発光させるための周辺回路が設けられている。例えば、図２に示すように、Ｘ方向において実表示領域Ｅ１を挟んだ位置にＹ方向に延在して一対の走査線駆動回路１６が設けられている。一対の走査線駆動回路１６の間で実表示領域Ｅ１に沿った位置に検査回路１７が設けられている。
素子基板１０のＹ方向における一辺部（図中の下方の辺部）に、外部駆動回路との電気的な接続を図るためのフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）４３が接続されている。ＦＰＣ４３には、ＦＰＣ４３の配線を介して素子基板１０側の周辺回路と接続される駆動用ＩＣ４４が実装されている。駆動用ＩＣ４４は前述したデータ線駆動回路１５を含むものであり、素子基板１０側のデータ線１３や電源線１４は、フレキシブル回路基板４３を介して駆動用ＩＣ４４に電気的に接続されている。

次に、図３を参照してサブ画素１８の平面的な配置、とりわけ画素電極３１の平面的な配置について説明する。図３に示すように、青（Ｂ）の発光が得られるサブ画素１８Ｂ、緑（Ｇ）の発光が得られるサブ画素１８Ｇ、赤（Ｒ）の発光が得られるサブ画素１８ＲがＸ方向に順に配列している。同色の発光が得られるサブ画素１８はＹ方向に隣り合って配列している。Ｘ方向に配列した３つのサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒを１つの画素１９として表示がなされる構成になっている。
サブ画素１８における画素電極３１は略矩形状であって、長手方向がＹ方向に沿って配置されている。画素電極３１を発光色に対応させて画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒと呼ぶこともある。各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁を覆って絶縁層２７が形成されている。これによって、各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ上に開口部２７ａが形成され、開口部２７ａ内において画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒのそれぞれが露出している。開口部２７ａの平面形状もまた略矩形状となっている。

サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒのそれぞれには光共振器構造が採用されており、以降、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒの構造について、図４〜図６を参照して説明する。
図４は比較例の有機ＥＬ装置におけるサブ画素の構造を示す概略断面図である。図５は光共振器における光学的距離を説明する概略断面図である。図６は第１実施形態の有機ＥＬ装置におけるサブ画素の構造を示す概略断面図である。なお、図４と図６は、図３におけるＡ−Ａ’線に沿った断面を示すものである。また、図４〜図６では基材上における画素回路の図示を省略している。

図４に示すように、カラー表示が可能な発光装置の比較例として有機ＥＬ装置３００が挙げられる。有機ＥＬ装置３００は、基材１１と、基材１１上に順に形成された反射層２５と、透明層２６と、画素電極３１と、発光機能層３２と、対向電極３３と、封止層３４と、カラーフィルター層３５とを有している。また、カラーフィルター層３５を保護する透明基板４１を備えている。素子基板１０は基材１１からカラーフィルター層３５までを含むものである。
有機ＥＬ装置３００は、発光機能層３２から発した光がカラーフィルター層３５を透過して透明基板４１側から取り出されるトップエミッション型である。したがって、基材１１はガラスなどの透明基板だけでなく、例えばシリコンやセラミックスなどからなる不透明基板も採用することができる。

画素電極３１は、光透過性を有する例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜が用いられ、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）のサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに対応してそれぞれ透明層２６に接して形成されている。各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚は異なっており、画素電極３１Ｇの膜厚に対して、画素電極３１Ｂの膜厚が薄く、画素電極３１Ｒの膜厚が厚くなっている。

発光機能層３２は、各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに亘って共通に形成されている。発光機能層３２は、青（Ｂ）の発光が得られる有機発光層、緑（Ｇ）の発光が得られる有機発光層、赤（Ｒ）の発光が得られる有機発光層を含んでおり、発光機能層３２に電流が流れることにより、これらの有機発光層が発光して白色発光が得られる構成となっている。
対向電極３３は、発光機能層３２からの発光の一部を透過し、一部を反射層２５側に反射させる半透過反射層の機能を有するものである。対向電極３３は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）やＡｌの合金、Ａｇ（銀）やＡｇの合金（例えばＭｇＡｇ）を薄く成膜することにより半透過反射性が実現されている。

封止層３４は、発光機能層３２に水分や酸素などが浸入して発光機能が劣化しないように、対向電極３３に接して封止するものであり、例えば、シリコンやＡｌ（アルミニウム）などの無機材料の酸化物や窒化物、あるいは酸窒化物が用いられる。また、封止層３４は、これらの無機材料と、有機材料（好ましくは気体透過性が低い有機材料）との積層構造としてもよい。また、封止層３４は、対向電極３３の表面の凹凸が、後に封止層３４に接して形成されるカラーフィルター層３５に影響しないように平坦化層としても機能している。

カラーフィルター層３５は、各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに対応した色の着色層３５Ｂ，３５Ｇ，３５Ｒを有している。これらの着色層３５Ｂ，３５Ｇ，３５Ｒは、着色材料としての染料や顔料が含まれた感光性樹脂材料を封止層３４に塗布して、フォトリソグラフィ法により形成することができる。

透明基板４１は、例えば透明なガラスやフィルムなどの基板を採用することができる。図４では図示を省略したが、カラーフィルター層３５と透明基板４１との間に接着性を有する透明樹脂を充填して、素子基板１０と透明基板４１とを貼り合わせる。

サブ画素１８Ｂの発光機能層３２から発せられた光は、反射層２５と対向電極３３との間で繰り返し反射され、青の波長範囲にピーク波長を有する光が強調されて対向電極３３と着色層３５Ｂと透明基板４１とを透過して射出される。サブ画素１８Ｇの発光機能層３２から発せられた光は、反射層２５と対向電極３３との間で繰り返し反射され、緑の波長範囲にピーク波長を有する光が強調されて対向電極３３と着色層３５Ｇと透明基板４１とを透過して射出される。同様に、サブ画素１８Ｒの発光機能層３２から発せられた光は、反射層２５と対向電極３３との間で繰り返し反射され、赤の波長範囲にピーク波長を有する光が強調されて対向電極３３と着色層３５Ｒと透明基板４１とを透過して射出される。

このようにトップエミッション型の比較例の有機ＥＬ装置３００では、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとに反射層２５と対向電極３３との間に光共振器が構築され、画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚を異ならせることにより光共振器ごとの光学的距離Ｄを異ならせて、各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒから所望のピーク波長を有する光を射出させている。

一方で比較例の有機ＥＬ装置３００は、サブ画素１８の周辺において狙いの色と異なる色の発光が生じることに起因する色ずれが起るという課題を有している。具体的には、図５に示すように、絶縁層２７に覆われていない画素電極３１の例えば中央部分における光共振器の光学的距離Ｄ１と、画素電極３１の端部を覆う絶縁層２７を含む光共振器の光学的距離Ｄ２とは同一ではない。発光機能層３２が均一に形成された場合、光学的距離Ｄ１と光学的距離Ｄ２との差ΔＤは、絶縁層２７の膜厚と屈折率との積で表すことができる。つまり、光学的距離Ｄ１の光共振器から得られるピーク波長λ１に対して、光学的距離Ｄ２の光共振器から得られるピーク波長λ２が大きくなるおそれがある。したがって、サブ画素１８は見かけ上、光学的距離Ｄが異なる２つの光共振器を備えた有機ＥＬ素子３０を有することになる。

また、サブ画素１８の周辺における色ずれは、有機ＥＬ素子３０の画素電極３１と対向電極３３との間に印加される駆動電圧がある電圧値よりも低い状態のときに現れることが分かった。このような電気的な要因について説明する。
図４に示すように、比較例の有機ＥＬ装置３００では、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとに、画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚を異ならせることにより光共振器ごとの光学的距離Ｄを異ならせていた。したがって、画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁では、画素電極３１の膜厚が厚くなるほど大きな段差が生じ、当該段差と重なる発光機能層３２の部分の膜厚が他の部分に比べて薄くなり易い。
したがって、画素電極３１の周辺における膜厚が薄くなった発光機能層３２の部分の方が画素電極３１の中央側よりも低電圧駆動時における電気抵抗が低下して電流が流れ易くなる。有機ＥＬ素子３０が所定の駆動電圧で駆動されたときには、実質的な面積が周辺よりも大きい画素電極３１の中央側の電気抵抗が低下して主体的に電流が流れる。ゆえに、サブ画素１８の周辺（光学的距離Ｄ２）では低電圧駆動時に意図した色とは違う色の発光が生ずる（色ずれが生ずる）。所定の駆動電圧で駆動されたときには、光学的距離Ｄ１における意図した色の発光が主体的となり、色ずれが目立たなくなると考えられる。

発明者は、このような比較例の有機ＥＬ装置３００の色ずれの課題を解決すべく、光共振器構造を開発した。以下、本実施形態の有機ＥＬ装置１００のサブ画素１８の構造について、図６を参照して説明する。なお、比較例の有機ＥＬ装置３００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略し、比較例の有機ＥＬ装置３００と異なる部分について主体的に説明する。

図６に示すように、本実施形態の発光装置としての有機ＥＬ装置１００は、基材１１と、基材１１上に順に形成された反射層２５と、透明層２６と、画素電極３１と、発光機能層３２と、対向電極３３と、封止層３４と、カラーフィルター層３５とを有している。また、カラーフィルター層３５を保護する透明基板４１を備えている。有機ＥＬ装置１００も比較例の有機ＥＬ装置３００と同様にトップエミッション型であり、発光機能層３２から発せられた光はカラーフィルター層３５を透過して透明基板４１から取り出される。素子基板１０は、基材１１、反射層２５、透明層２６、画素電極３１、発光機能層３２、対向電極３３、封止層３４、カラーフィルター層３５を含むものである。

画素電極３１は、光透過性を有すると共に、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）のサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに対応してそれぞれ透明層２６に接して形成されている。そして、各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚は同一であり、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下となっている。
また、各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁は絶縁層２７によって覆われており、絶縁層２７の膜厚は、画素電極３１と同じく５ｎｍ以上５０ｎｍ以下となっている。つまり、画素電極３１の外縁を覆うことができる程度の膜厚となっている。

有機ＥＬ装置１００において、反射層２５と半透過反射層である対向電極３３との間の光共振器における光学的距離Ｄは、以下の数式［１］を満たすようになっている。
Ｄ＝［（２πｍ＋φ_L＋φ_U）／４π］λ・・・・・［１］
上記数式において、φ_Lは反射層２５での反射における光の位相シフト、φ_Uは半透過反射層（対向電極３３）での反射における光の位相シフト、λは光共振のピーク波長、ｍは干渉次数であって、４以上の整数である。
つまり、光共振器からｍが４以上の高次の光共振によって、ピーク波長λの光を透明基板４１側から取り出す構成となっている。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、比較例の有機ＥＬ装置３００に対して、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとの画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚を同一とし、透明層２６の膜厚を厚くすることにより高次の光共振器構造を実現している。

高次の光共振器構造が課題である色ずれを低減できる理由について、低次の光共振と高次の光共振の例とを挙げて説明する。
低次の光共振の条件として、例えば、ｍ＝１、光の位相シフトをφ_L＝φ_U＝πとして、上記数式［１］へ代入すると、以下の通りとなる。
Ｄ＝［（２πｍ＋π＋π）／４π］λ、つまりＤ＝λとなる。
したがって、図５に示した光共振器構造の模式図において、光学的距離Ｄ１の光共振器から得られるピーク波長をλ１、光学的距離Ｄ２の光共振器から得られるピーク波長をλ２とすると、低次の光共振の場合のピーク波長の差Δλ_m=1、つまり色ずれは、以下のように導かれる。
Δλ_m=1＝λ２−λ１＝Ｄ２−Ｄ１＝ΔＤ

これに対して高次の光共振では、例えば、ｍ＝５、位相シフトをφ_L＝φ_U＝πとして、上記数式［１］へ代入すると、以下の通りとなる。
Ｄ＝［（１０π＋π＋π）／４π］λ、つまりＤ＝３λとなる。
したがって、図５に示した光共振器構造の模式図にあてはめると、光学的距離Ｄ１＝３λ１、光学的距離Ｄ２＝３λ２となり、高次の光共振の場合のピーク波長の差Δλ_m=5、つまり色ずれは、以下のように導かれる。
Δλ_m=5＝λ２−λ１＝（Ｄ２−Ｄ１）／３＝ΔＤ／３
ゆえに、低次の光共振器と高次の光共振器において、画素電極３１の外縁を覆う絶縁層２７の膜厚が同じならば、ピーク波長の差Δλは、高次の光共振器のほうが小さくなる。ピーク波長の差Δλが小さくなれば色ずれの程度を認識し難くなり、結果的に色ずれが目立ち難くなる（色ずれが低減される）。

次に、より具体的なサブ画素の構成における実施例と比較例とを挙げて、色ずれの低減効果について、図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）は実施例のサブ画素の構成を示す模式図、同図（ｂ）は比較例のサブ画素の構成を示す模式図である。図８は実施例と比較例の輝度と波長との関係を示すグラフであって、同図（ａ）は高電流時を示し、同図（ｂ）は低電流時を示している。

（実施例）
有機ＥＬ装置１００におけるサブ画素１８の実施例の構成は、図７（ａ）に示すように、Ａｌ（アルミニウム）を用いた反射層２５とＭｇ（マグネシウム）とＡｇ（銀）の合金を用いた半透過反射層としての対向電極３３との間に光共振器が構成されている。対向電極３３上には封止層３４と、カラーフィルター層３５と、ガラスを用いた透明基板４１が配置されている。反射層２５の膜厚は限定されるものではないが、およそ１００ｎｍ〜２００ｎｍである。対向電極３３の膜厚は、半透過反射性を与えるため、およそ２０ｎｍとしている。

光共振器における光学的距離Ｄは、反射層２５と対向電極３３との間に挟まれた各種の層の膜厚と屈折率の積の和として求めることができる。
実施例では、反射層２５側から順に、窒化シリコンからなる透明層２６の膜厚は７００ｎｍ、ＩＴＯからなる画素電極３１の膜厚は２０ｎｍ、発光機能層３２の総厚は１２０ｎｍとなっている。発光機能層３２は複数の材料層からなり、画素電極３１側から正孔注入層（ＨＩＬ）３２ａの膜厚が２０ｎｍ、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｂの膜厚が３０ｎｍ、有機発光層（ＥＭＬ）３２ｃの膜厚が４０ｎｍ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｄの膜厚が３０ｎｍとなっている。
屈折率は波長依存性があるものの、これらの層の屈折率を仮に１．８として光学的距離Ｄを算出すると、およそ１５００ｎｍとなる。詳しくは後述するが、図１０に示す光学的距離Ｄと各色のピーク波長λと干渉次数ｍとの関係によれば、光学的距離Ｄがおよそ１５００ｎｍの場合、青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂにおける狙いのピーク波長λＢを４６０ｎｍとすると、ｍ＝６となる。緑（Ｇ）のサブ画素１８Ｇにおける狙いのピーク波長λＧを５３０ｎｍとすると、ｍ＝５となる。赤（Ｒ）のサブ画素１８Ｒにおける狙いのピーク波長λＲを６４０ｎｍとすると、ｍ＝４となる。つまり、各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒの光共振器の光学的距離Ｄを共通な１５００ｎｍとすると、それぞれの光共振器からはピーク波長λＢ，λＧ，λＲを含む光が発せられる。それぞれの光共振器から発せられた光が対応する着色層３５Ｂ，３５Ｇ，３５Ｒを透過することにより、所望のピーク波長の光だけが、それぞれのサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒから取り出される。

（比較例）
サブ画素１８の比較例の構成は、図７（ｂ）に示すように、実施例と同様にＡｌ（アルミニウム）を用いた反射層２５とＭｇ（マグネシウム）とＡｇ（銀）の合金を用いた対向電極３３との間に光共振器が構成されている。対向電極３３上には封止層３４と、カラーフィルター層３５と、ガラスを用いた透明基板４１が配置されている。
比較例におけるサブ画素１８Ｂは、反射層２５側から順に、窒化シリコンからなる透明層２６の膜厚は５０ｎｍ、ＩＴＯからなる画素電極３１の膜厚は２０ｎｍ、正孔注入層（ＨＩＬ）３２ａの膜厚が２０ｎｍ、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｂの膜厚が３０ｎｍ、有機発光層（ＥＭＬ）３２ｃの膜厚が４０ｎｍ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｄの膜厚が３０ｎｍとなっている。
比較例におけるサブ画素１８Ｇは、反射層２５側から順に、窒化シリコンからなる透明層２６の膜厚は５０ｎｍ、ＩＴＯからなる画素電極３１の膜厚は６０ｎｍ、正孔注入層（ＨＩＬ）３２ａの膜厚が２０ｎｍ、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｂの膜厚が３０ｎｍ、有機発光層（ＥＭＬ）３２ｃの膜厚が４０ｎｍ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｄの膜厚が３０ｎｍとなっている。
比較例におけるサブ画素１８Ｒは、反射層２５側から順に、窒化シリコンからなる透明層２６の膜厚は５０ｎｍ、ＩＴＯからなる画素電極３１の膜厚は１１０ｎｍ、正孔注入層（ＨＩＬ）３２ａの膜厚が２０ｎｍ、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｂの膜厚が３０ｎｍ、有機発光層（ＥＭＬ）３２ｃの膜厚が４０ｎｍ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｄの膜厚が３０ｎｍとなっている。
実施例と同様に、これらの層の屈折率を１．８としてサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとの光共振器における光学的距離Ｄを算出すると、次のようになる。サブ画素１８Ｂではおよそ３４２ｎｍ、サブ画素１８Ｇではおよそ４１４ｎｍ、サブ画素１８Ｒではおよそ５０４ｎｍとなる。
したがって、比較例において、図１０に示す光学的距離Ｄと各色のピーク波長λと干渉次数ｍとの関係によれば、青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂにおける狙いのピーク波長λＢを４６０ｎｍとすると、ｍ＝１となる。緑（Ｇ）のサブ画素１８Ｇにおける狙いのピーク波長λＧを５３０ｎｍとすると、同じくｍ＝１となる。赤（Ｒ）のサブ画素１８Ｒにおける狙いのピーク波長λＲを６４０ｎｍとすると、同じくｍ＝１となる。

なお、光学的距離Ｄは、実際には、反射層２５と対向電極３３との間の各層の膜厚ばらつきや屈折率の波長依存性の影響を受けたり、反射層２５及び対向電極３３の材料構成によって変化する反射光の位相シフトの影響を受けたりする。

図８は、実施例と比較例とにおける青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂの輝度と波長との関係を示すグラフである。この場合、有機ＥＬ素子を流れる電流密度が１００ｍＡ／ｃｍ²のときを高電流時といい、電流密度が１ｍＡ／ｃｍ²のときを低電流時という。電流密度を大きくするには、より高い電圧を画素電極３１と対向電極３３との間に印加しなくてはならない。
図８（ａ）に示すように、高電流時では、可視光波長範囲（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において、実施例及び比較例ともに狙いの波長４６０ｎｍ付近に輝度のピークが発生しており、他の緑（Ｇ）や赤（Ｒ）の波長域には輝度のピークが現れていない。つまり、光共振器によりほぼ狙いのピーク波長４６０ｎｍが得られている。
これに対して、低電流時では、図８（ｂ）に示すように、実施例における分光分布はそれほど変化が見られないが、比較例では輝度のピークが緑（Ｇ）の波長範囲（５００ｎｍ〜６００ｎｍ）にずれているのが分かる。つまり、低電流（低電圧）時に色ずれが生じているのが分かる。言い換えれば、実施例では低電流（低電圧）時の色ずれが改善されている。他の緑（Ｇ）のサブ画素１８Ｇや赤（Ｒ）のサブ画素１８Ｒでも同様な傾向が見られたが、青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂにおける色ずれ改善効果が最も顕著であった。

次に、光共振器における光学的距離Ｄに影響を及ぼす絶縁層２７の膜厚について図９を参照して説明する。図９は絶縁層の膜厚と輝度、色度との関係を示すグラフである。なお、図９は青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂに関するグラフである。

本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、図６に示すように、各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁を絶縁層２７によって覆っている。絶縁層２７はシリコンの酸化物やシリコンの窒化物により形成することができる。図５に示したように、画素電極３１の絶縁層２７で覆われた部分における光学的距離Ｄ２は、画素電極３１の中央部分における光学的距離Ｄ１よりも大きくなる。したがって、サブ画素１８の周辺の色ずれをより目立ち難くするには、絶縁層２７の膜厚をできるだけ薄くすることが好ましい。一方で、サブ画素１８の配置ピッチが高精細になると、隣り合うサブ画素１８の画素電極３１と対向電極３３との間にリーク電流が生じ、意図しない発光が生ずるおそれがある。それゆえに、隣り合う画素電極３１間の絶縁性を確保可能な絶縁層２７の厚みとしなくてはならない。

前述した実施例では酸化シリコンを用いて絶縁層２７を形成し、その膜厚をおよそ２０ｎｍとした。これに対して、同じく酸化シリコンを用いて形成された絶縁層２７の厚みをおよそ６０ｎｍとすると光学的距離Ｄ２が増加するため、図９に示すように、５ｃｄ／ｃｍ²以下の輝度（電圧、電流）において、色度のずれが顕著になっている。また、絶縁層２７の膜厚が５０ｎｍを越えると、所望の色度範囲をはずれてしまうことが分かった。なお、本実施形態では、所望の輝度（１００ｃｄ／ｃｍ²）を高輝度とし、高輝度に対して１０％以下の輝度を低輝度としている。

例えば、青（Ｂ）のサブ画素１８Ｂにおける絶縁層２７の膜厚を５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲で変化させ、ＣＩＥｘｙ色度図における色度ｘｙを確認したところ、高輝度時（１００ｃｄ／ｃｍ²）と低輝度時（１ｃｄ／ｃｍ²）とにおける色差Δｘｙは次のとおりであった。
絶縁層２７の膜厚が５ｎｍのときΔｘｙは０．０５、絶縁層２７の膜厚が１０ｎｍのときΔｘｙは０．０７、絶縁層２７の膜厚が２０ｎｍのときΔｘｙは０．１３、絶縁層２７の膜厚が３０ｎｍのときΔｘｙは０．２３、絶縁層２７の膜厚が４０ｎｍのときΔｘｙは０．２８、絶縁層２７の膜厚が５０ｎｍのときΔｘｙは０．３７であった。絶縁層２７の膜厚が５０ｎｍを越えると、色度は青の領域から緑の領域に入ってしまう。
このような結果から考察すると、絶縁層２７の膜厚は、画素電極３１の膜厚と同等とすると共に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることがより好ましい。１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００のサブ画素１８の光共振器における高次の光共振を実現する光学的距離Ｄについて図１０を参照して説明する。図１０は光共振器における光学的距離と各色のピーク波長と干渉次数との関係を示すグラフである。
図１０に示すように、例えば、光共振における青（Ｂ）のピーク波長を４６０ｎｍ、緑（Ｇ）のピーク波長を５３０ｎｍ、赤（Ｒ）のピーク波長を６４０ｎｍとすると、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとにそれぞれ狙いのピーク波長が得られる共通の光学的距離Ｄの値は限られる。一方で、前述したように低輝度（低電圧、低電流）時の色ずれを改善するには、できるだけ高次の光共振を利用することが好ましい。これらの条件を考慮すると、光学的距離Ｄは干渉次数ｍが４以上の１４００ｎｍ以上であることが好ましい。

なお、光学的距離Ｄが大き過ぎると光共振が起らなくなる。一般的に可干渉距離Ｌは次の数式［２］で表されることが知られている。
Ｌ≒λ₀ ²／Δλ・・・・［２］（鶴田匡夫著 『応用光学II』倍風館 ｐ１８より）
λ₀は平均波長、Δλはスペクトルの幅である。
有機ＥＬ素子のような自然放出光の場合、スペクトル幅が比較的広いために可干渉距離Ｌは発光波長と同程度か、又はその数倍〜数十倍程度と言われている。したがって、可干渉距離Ｌ、すなわち光学的距離Ｄの上限は、数μｍ程度になると考えられる。

上記第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）有機ＥＬ装置１００は、画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁を覆う絶縁層２７の膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であって、反射層２５と対向電極３３との間に構成された光共振器における光学的距離Ｄが数式［１］を満たし、１４００ｎｍ以上の高次の光共振器が各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒごとに実現されている。したがって、絶縁層２７を設けることに起因するサブ画素１８の周辺の光学的距離Ｄの変動の影響を受け難く、低輝度（低電圧、低電流）時にサブ画素１８の周辺に生ずる色ずれが低減された有機ＥＬ装置１００を提供することができる。
（２）各サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒにおいて、光共振器を構成するところの透明層２６はサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに共通して反射層２５上に形成され、且つ透明層２６上に形成された各画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの材料と膜厚が同一である。したがって、比較例の有機ＥＬ装置３００に比べて画素電極３１の端部における発光機能層３２の膜厚変動が抑えられ、サブ画素１８の周辺における色ずれがより目立ち難い。
また、比較例の有機ＥＬ装置３００に比べて、発光機能層３２に接する対向電極３３の表面が平坦になり、異なる色のサブ画素間における不要な光漏れが生じ難いので、優れた表示品質を実現できる。
（３）高次の光共振を利用することにより、比較例の有機ＥＬ装置３００のように画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの膜厚を異ならせて光学的距離Ｄを調整する必要がないので、高い生産性を有する有機ＥＬ装置１００を提供できる。

（第２実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について図１１を参照して説明する。図１１は電子機器としてのヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
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１０００は、左右の目に対応して設けられた２つの表示部１００１を有している。観察者Ｍはヘッドマイントディスプレイ１０００を眼鏡のように頭部に装着することにより、表示部１００１に表示された文字や画像などを見ることができる。例えば、左右の表示部１００１に視差を考慮した画像を表示すれば、立体的な映像を見て楽しむこともできる。
表示部１００１には、上述した有機ＥＬ装置１００が搭載されている。したがって、色ずれが少なく、表示品位に優れたヘッドマウントディスプレイ１０００とすることができる。
ヘッドマウントディスプレイ１０００は、２つの表示部１００１を有することに限定されず、左右のいずれかに対応させた１つの表示部１００１を備える構成としてもよい。

なお、上記有機ＥＬ装置１００が搭載された電子機器は、ヘッドマウントディスプレイ１０００に限定されない。例えば、ヘッドアップディスプレイ、パーソナルコンピューターや携帯型情報端末、ナビゲーター、ビューワーなどの表示部を有する電子機器が挙げられる。

本発明は、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、そのような変更を伴う発光装置及び該発光装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００では、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒにおいて画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの外縁を覆うように絶縁層２７を形成したが、これに限定されない。本発明を適用することによって、最も効果的に色ずれを低減できたサブ画素１８Ｂの画素電極３１Ｂの外縁を絶縁層２７で覆い、他の画素電極３１Ｇ，３１Ｒの外縁を絶縁層２７で必ずしも覆わなくてもよい。つまり、絶縁層２７は、画素電極３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒのうち少なくとも１つの画素電極３１の外縁を覆うことで、本発明の作用・効果が得られる。

（変形例２）上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００において、実表示領域Ｅ１に設けられる発光画素は、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の発光に対応したサブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒに限定されない。例えば、上記３色以外の黄（Ｙ）を発光するサブ画素１８Ｙを備えてもよい。これにより、色再現性をさらに高めることが可能となる。

（変形例３）本発明を適用可能な発光装置は、上記有機ＥＬ装置１００のように、発光機能層３２における発光が白色であり、カラーフィルター層３５を備える構成に限定されない。例えば、サブ画素１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒにおいて、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の発光がそれぞれ独立して得られるように、発光機能層３２の構成を異ならせても、本発明を適用することによって、色ずれを低減することができる。また、カラーフィルター層３５を設けることで色純度をさらに改善できるが、変形例３ではカラーフィルター層３５を設けなくてもカラー表示は可能である。

（変形例４）上記第１実施形態の光共振器構造を適用可能な発光装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１００に限定されない。例えば、対向電極３３を反射層とし、画素電極３１と基材１１との間に半透過反射層を設け、発光機能層３２からの発光を基材１１側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用することができる。

１０…素子基板、１１…基材、１８，１８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒ…発光画素としてのサブ画素、２５…反射層、２６…透明層、２７…絶縁層、３１，３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ…画素電極、３２…発光機能層、３３…半透過反射層としての対向電極、３４…封止層、３５…カラーフィルター層、３５Ｂ，３５Ｇ，３５Ｒ…着色層、１００…発光装置としての有機ＥＬ装置、１０００…電子機器としてのヘッドマウントディスプレイ。

Claims (7)

1. 反射層と、
   半透過反射層と、
   前記反射層と前記半透過反射層との間に設けられた発光機能層と、
   前記発光機能層と前記反射層との間に設けられた画素電極と、
   前記反射層と前記画素電極との間に設けられた透明層と、
   前記画素電極の外縁の少なくとも一部を覆う絶縁層と、を備え、
   前記反射層と前記半透過反射層との間の光学的距離Ｄが下記式を満たして光共振器が構成され、
   前記絶縁層の膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置。
   Ｄ＝［（２πｍ＋φ_L＋φ_U）／４π］λ
   φ_L：反射層での反射における位相シフト
   φ_U：半透過反射層での反射における位相シフト
   λ：光共振のピーク波長
   ｍは４以上の整数
2. 光共振のピーク波長λが、赤の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＲ画素と、
   光共振のピーク波長λが、緑の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＧ画素と、
   光共振のピーク波長λが、青の波長範囲に含まれる前記光共振器を有するＢ画素とを備え、
   前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素において、前記透明層の膜厚が同一であり、且つ前記画素電極の膜厚が同一であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素は、それぞれの色に対応したカラーフィルターを備え、
   前記絶縁層は前記Ｒ画素、前記Ｇ画素、前記Ｂ画素のうち前記Ｂ画素の前記画素電極の外縁の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記絶縁層は、シリコンの酸化膜またはシリコンの窒化膜であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記画素電極が透明導電膜であって、膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記光学的距離Ｄが１４００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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