JP2015026560A

JP2015026560A - 発光装置および電子機器

Info

Publication number: JP2015026560A
Application number: JP2013156414A
Authority: JP
Inventors: 幸也白鳥; Yukiya Shiratori; 健腰原; Takeshi Koshihara
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-02-05
Also published as: US20150029724A1; US9343512B2; CN104347815A

Abstract

【課題】白色の有機ＥＬ素子と共振構造を組み合わせ、カラーフィルターで色分離する発光装置を小型化する場合でも、色純度を向上させ、製造を容易化する。【解決手段】第１基板１０と、第１基板１０上に配置された反射層１２と、反射層１２上に配置された発光機能層１６と、発光機能層１６上に配置された半透過反射層１７とを備え、画素電極１２と半透過反射層１７の間の光路長がいずれの発光領域においても同一となるように調整された共振構造を有する発光装置とする。発光機能層からの発光光から、赤色、緑色、および青色の波長の光を取り出すカラーフィルター１９を画素電極１２とは異なる層に配置し、赤色の波長と緑色の波長との間の波長の光と、緑色の波長と青色の波長との間の波長の光とに対して、透過率の極小値を有するノッチフィルター２０をカラーフィルター１９とは異なる層に配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、各種の発光素子を利用した発光装置およびこの発光装置を備えた電子機器に
関する。

近年、基板上に有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を発光素子として形成し、
発光素子の発光光を基板と反対側に取り出すトップエミッション方式の発光装置が電子機
器の表示装置などとして多用されている。トップエミッション方式は、発光素子を挟み、
基板側に形成された一方の第１電極（例えば陽極）と基板との間に反射層を形成し、発光
素子を挟む他方の第２電極（例えば陰極）側から光を取り出す方式であって、光の利用効
率が高い方式である。

トップエミッション方式の発光装置において、白色の有機ＥＬ素子を用い、前記第２電
極と反射層との間で所定の波長の光を共振させて、光の取り出し効率を高める技術が開示
されている（例えば非特許文献１）。この技術では、共振構造におけるピーク波長をλ、
反射層から前記第２電極の光学的距離をＤ、前記第１電極での反射における位相シフトを
φ_Ｌ、前記第２電極での反射における位相シフトをφ_Ｕ、整数をｍとしたとき、下記の式
を満たす光学構造が提案されている。
Ｄ＝{(２πｍ＋φ_Ｌ＋φ_Ｕ)／４π}λ・・・（１）

特に、前記（１）式において、ｍ＝０とした場合には、有機ＥＬ素子におけるアレイ構
造を単純にしつつ、広い波長の光をある程度の効率で取り出すことができるため、発光装
置の低コスト化を実現でき、かつ、高精細画素を作り込みやすいなどの利点がある。

しかしながら、前記（１）式においてｍ＝０とした光学構造の発光装置では、赤色領域
、緑色領域、および、青色領域の全ての領域の光を取り出すため、赤色画素、緑色画素、
および、青色画素の色分離はカラーフィルターなどで行う必要がある。したがって、観測
側での発光スペクトルの帯域幅が広くなり、色純度が悪くなる傾向がある。また、赤色、
緑色、および、青色の各波長領域で比較した場合、光取り出し効率が低くなる傾向がある
。その結果、発光装置の消費電力が高くなり、パネル特性として不利になる。

そこで、色純度と光取り出し効率の向上を実現するために、赤色画素、緑色画素、およ
び、青色画素別に光学的距離Ｄを調整する技術が開示されている（例えば特許文献１）。
しかし、特許文献１に記載されたような技術の場合、各色の画素別に光学的距離Ｄを調整
するために、画素構造が複雑になり、製造工程数が増加する。また、特許文献１に記載さ
れたような技術において高精細画素を形成する際には、プロセスルールの制約を受けやす
く、開口率が狭くなる。さらには、特許文献１に記載されたような技術によって製造した
発光装置は、反射層から半透過反射層までの膜厚のばらつきによる色度変化が大きくなっ
ていまう。

SID2010 P-146/S.Lee, Samsung Mobile Display Co.,Ltd

特許第２７９７８８３号

したがって、単純な画素構造による低コスト化、および、小型の高精細画素の製造の容
易化、並びに、膜厚のばらつきによる色度変化の安定化を実現するためには、前記（１）
式において、ｍ＝０とした有機ＥＬ素子を製造することが好ましい。

このような有機ＥＬ素子を製造する場合に、上述した色純度の悪化を防ぐためには、カ
ラーフィルターのカットオフ特性を鋭くすることが考えられる。しかしながら、カットオ
フ特性を鋭くするためには、カラーフィルターの膜厚を厚く必要があり、微細パターニン
グが困難な小型の高精細パネルにおいては、このようなカットオフ特性の鋭いカラーフィ
ルターを形成することが難しい。特に、封止膜上にこのようなカットオフ特性の鋭いカラ
ーフィルターを形成することは困難となる。また、カラーフィルターの膜厚を厚くするた
めには、カラーフィルターの材料の選択肢が狭くなってしまう。

このような事情を背景として、本発明は、白色の有機ＥＬ素子と共振構造を組み合わせ
、カラーフィルターで色分離する発光装置を、小型の高精細パネルとして製造する場合で
も、色純度を向上させ、製造を容易化するという課題の解決を目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置さ
れた反射層と、前記反射層上に配置された発光層と、前記発光層上に配置された半透過反
射層とを備え、前記反射層と前記半透過反射層の間の光路長がいずれの発光領域において
も同じとなるように調整された共振構造を有する発光装置であって、前記反射層とは異な
る層に配置され、前記発光層からの発光光から、赤色、緑色、および青色の波長の光を取
り出すカラーフィルターと、前記カラーフィルターとは異なる層に配置され、前記赤色の
波長と前記緑色の波長との間の波長の光と、前記緑色の波長と前記青色の波長との間の波
長の光とに対して、透過率の極小値を有するノッチフィルターと、を備えることを特徴と
する。

本発明においては、発光層からの発光光から、赤色、緑色、および青色の波長の光がカ
ラーフィルターによって取り出され、ノッチフィルターによって、赤色の波長と緑色の波
長との間の波長の光と、緑色の波長と青色の波長との間の波長の光との透過が抑えられる
。したがって、カラーフィルターの膜厚を厚くすることなく、色純度を向上させることが
できる。また、カラーフィルターの膜厚を厚くする必要がないので、発光装置の小型化が
容易となる。

上述した発光装置において、前記反射層から前記半透過反射層間の光路長をＤ、前記反
射層での反射における位相シフトをφ_Ｌ、前記半透過反射層での反射における位相シフト
をφ_Ｕ、前記反射層と前記半透過反射層兼対向電極の間に発生する定在波のピーク波長を
λ、２以下の整数をｍとしたとき、
Ｄ＝{(２πｍ＋φ_Ｌ＋φ_Ｕ)／４π}λ・・・（２）
を満たし、前記整数ｍの値が０であるようにしてもよい。本発明によれば、前記整数ｍの
値を０としたので、反射層から半透過反射層までの構造を簡単にしつつ、反射層から半透
過反射層までの膜厚にばらつきがある場合でも、色度のばらつきの少ない発光装置を提供
することができる。

上述した発光装置において、前記光の取り出し側に配置された光取り出し側基板を備え
、前記ノッチフィルターは、前記光取り出し側基板の光取り出し側に配置された第１のノ
ッチフィルターと、前記光取り出し側基板の前記発光層側に配置された第２のノッチフィ
ルターとを含むようにしてもよい。本発明によれば、第１のノッチフィルターを光取り出
し側基板の光取り出し側に配置し、第２のノッチフィルターを光取り出し側基板の発光層
側に配置するようにしたので、所定波長域の光を透過させないノッチフィルターを容易に
設計し、製造することができる。

上述した発光装置において、前記第１のノッチフィルターの光学特性は、前記第２のノ
ッチフィルターの光学特性と異なるようにしてもよい。本発明によれば、それぞれのノッ
チフィルターで異なる波長域の光の透過を抑えるようにしたので、ノッチフィルターを容
易に設計し、製造することができる。

本発明に係る電子機器は、前記発光装置を備えていることを特徴とする。本発明に係る
電子機器においては、前記発光装置を備えているので、色純度が高く、色度のばらつきの
少ない表示部を有する電子機器を提供することができる。

上記電子機器において、前記発光装置の発光面と、前記電子機器の表示面との間に、光
学部材を備えるようにしてもよい。本発明の電子機器によれば、発光装置の発光面におい
て、所定波長域の光の反射率が高くなる場合でも、この発光面と電子機器の表示面との間
に光学部材を備えるので、発光面における反射光が直視されることがなく、電子機器にお
いて良好な表示が行われる。

本発明の一実施形態に係る発光装置の概要を示す模式的な断面図である。発光機能層における発光層に用いられた材料を示す図である。ノッチフィルターの波長に対する透過率の関係を示す図である。比較例１の発光装置の概要を示す模式的な断面図である。比較例２の発光装置の概要を示す模式的な断面図である。実施形態、比較例１、および比較例２の発光装置のカラーフィルター膜厚とＮＴＳＣカバー率との関係を示す図である。比較例１の発光装置の反射層から対向電極までの膜厚が−５．０％から＋５．０％まで変化した場合の色度のばらつきを示す図である。実施形態の発光装置の反射層兼画素電極から対向電極までの膜厚が−５．０％から＋５．０％まで変化した場合の色度のばらつきを示す図である。変形例に係る発光装置の概要を示す模式的な断面図である。応用例１に係るマイクロ・ディスプレイを示す斜視図である。応用例１に係るヘッドマウント・ディスプレイを示す斜視図である。応用例１に係るヘッドマウント・ディスプレイの光学構成を示す斜視図である。図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯情報端末の構成を示す斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面にお
いては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
＜Ａ：発光装置の構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置Ｅ１の概要を示す模式的な断面図である。
発光装置Ｅ１は、複数の発光素子Ｕ１が第１基板１０の面上に配列された構成であるが、
図１においては、説明の便宜上、赤色（Ｒ）の発光素子Ｕ１、緑色（Ｇ）の発光素子Ｕ１
、および青色（Ｂ）の発光素子Ｕ１がそれぞれひとつずつ例示されている。本実施形態の
発光装置Ｅ１は、トップエミッション型であり、発光素子Ｕ１にて発生した光は第１基板
１０とは反対側に向かって進行する。従って、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか
、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を第１基板１０として採用することがで
きる。本実施形態では、第１基板１０の厚さを０．５ｍｍとした。
第１基板１０には、発光素子Ｕ１に給電して発光させるための配線が配置されているが
、配線の図示は省略する。また、第１基板１０には、発光素子Ｕ１に給電するための回路
が配置されているが、回路の図示は省略する。

発光素子Ｕ１は、第１基板１０の上に形成された反射層兼画素電極１２（第１電極）と
、画素電極１２の上に配置された光取り出し側半透過反射層としての対向電極１７（第２
電極）と、反射層兼画素電極１２と対向電極１７との間に配置された発光機能層１６とを
備える。また、発光素子Ｕ１は、対向電極１７上に配置された封止層１８と、封止層１８
上に配置されたカラーフィルター１９と、カラーフィルター１９と第２基板２２との間に
配置されたノッチフィルター２０とを備える。以下、詳細に説明する。

図１に示すように、第１基板１０上には反射層兼画素電極１２が形成される。反射層兼
画素電極１２は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例
えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）などの単体金属、また
はＡｕ、ＣｕまたはＡｇを主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、
反射層兼画素電極１２はＡｌで形成される。本実施形態では、反射層兼画素電極１２の膜
厚を８０ｎｍとした。

反射層兼画素電極１２は、絶縁層１３および隔離膜１４によって、赤色（Ｒ）の発光素
子用の反射層兼画素電極、緑色（Ｇ）の発光素子用の反射層兼画素電極、および青色（Ｂ
）の発光素子用の反射層兼画素電極に隔離されている。

発光機能層１６は、図示を省略するが、反射層兼画素電極１２上に形成された正孔注入
層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）と、正孔注入層上に形成された正孔輸送層（ＨＴＬ
：Hole transport layer）と、正孔輸送層上に形成された発光層（ＥＭＬ：Emitting Lay
er）と、発光層上に形成された電子輸送層（ＥＴＬ：Electron Transport Layer）とから
なる。

本実施形態では、正孔注入層はＭｏＯｘ（酸化モリブデン）で形成され、正孔輸送層は
α−ＮＰＤで形成される。本実施形態では、正孔注入層の膜厚を２ｎｍとし、正孔輸送層
の膜厚を２５ｎｍとした。なお、正孔注入層および正孔輸送層を、正孔注入層と正孔輸送
層の機能を兼ねる単一の層で形成することもできる。

発光層は、正孔と電子が結合して発光する有機ＥＬ物質から形成されている。本実施形
態では、有機ＥＬ物質は低分子材料であって、白色光を発する。赤色のホスト材料および
赤色のドーパント材料、ならびに緑色および青色のホスト材料としては図２に示すものが
使用される。さらに、青色のドーパント材料としてはＤＰＡＶＢｉが使用される。緑色の
ドーパント材料としてはキナクリドンが使用される。本実施形態では、発光層の膜厚を５
０ｎｍとした。
電子輸送層は、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）で形成される。
本実施形態では、電子輸送層２８の膜厚を２５ｎｍとした。

対向電極１７は陰極であり、発光機能層１６を覆うように形成される。対向電極１７は
複数の発光素子Ｕ１に渡って連続している。対向電極１７は、その表面に到達した光の一
部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過半反射性）を持った半透
過反射層として機能し、例えばマグネシウムや銀などの単体金属、またはマグネシウムや
銀を主成分とする合金から形成される。本実施形態では、対向電極１７は、ＭｇＡｇ（マ
グネシウム銀合金）で形成される。対向電極１７の膜厚は、１０ｎｍとした。

対向電極１７上には、発光素子Ｕ１に対する水や外気の浸入を防ぐための保護層であっ
て、無機材料からなる封止層１８が形成される。封止層１８は、ＳｉＮ（窒化珪素）やＳ
ｉＯＮ（酸窒化珪素）などのガス透過率が低い無機材料から形成される。本実施形態では
、封止層１８はＳｉＮ（窒化珪素）で形成される。封止層１８の膜厚は４００ｎｍとした
。

本実施形態では、第１基板１０上に形成された複数の発光素子Ｕ１と対向するように、
第２基板２２が配置される。第２基板２２はガラスなどの光透過性を有する材料で形成さ
れる。第２基板２２の厚さは０．５ｍｍとした。第２基板２２のうち第１基板１０との対
向面には、カラーフィルター１９および図示しない遮光膜が形成される。遮光膜は、各発
光素子Ｕ１に対向して開口が形成された遮光体の膜体である。開口内にはカラーフィルタ
ー１９が形成される。

本実施形態では、赤色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には赤色光を選択的に透過させ
る赤色用カラーフィルター１９Ｒが形成され、緑色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には
緑色光を選択的に透過させる緑色用カラーフィルター１９Ｇが形成され、青色の発光素子
Ｕ１に対応する開口内には青色光を選択的に透過させる青色用カラーフィルター１９Ｂが
形成される。本実施形態のノッチフィルター２０の膜厚は、２．０μｍ〜２．５μｍとし
た。

カラーフィルター１９と第２基板２２との間には、ノッチフィルター２０が形成される
。本実施形態では、ノッチフィルター２０は、誘電体多層膜で形成される。ノッチフィル
ター２０の膜厚は、１μｍ〜１０μｍの範囲である。本実施形態のノッチフィルター２０
は、図３に示すように、４８０〜５２０ｎｍおよび５５０〜６００ｎｍの波長の光、つま
り、赤色と緑色の間の波長の光と、緑色と青色の間の波長の光とをカットするように設計
されている。

本実施形態の発光素子Ｕ１においては、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透過反
射層としての対向電極１７との間で発光機能層１６が発する光を共振させる共振器構造が
形成される。これにより、特定の波長の光を効率良く取り出すことができる。

カラーフィルター１９および遮光膜が形成された第２基板２２は、図示しない接着層を
介して第１基板１０と貼り合わされる。封止層は、透明の樹脂材料、例えばエポキシ樹脂
などの硬化性樹脂から形成される。以上が本実施形態の発光装置Ｅ１の構造である。

本実施形態における発光装置Ｅ１は、反射層兼画素電極１２から光取り出し側半透過反
射層としての対向電極１７までの光学的距離を所定値に設定することにより、反射層兼画
素電極１２から対向電極１７に定在波を発生させる共振構造を採用している。

具体的には、反射層兼画素電極１２の発光機能層１６側の面から対向電極１７の発光機
能層１６側の面の間の光学的距離をＤ、下辺電極である反射層兼画素電極１２での反射に
おける位相シフトをφ_Ｌ、上辺電極である対向電極３０での反射における位相シフトをφ
_Ｕ、定在波のピーク波長をλ、整数をｍとすると、下記の式を満たす構造となっている。
Ｄ＝{(２πｍ＋φ_Ｌ＋φ_Ｕ)／４π}λ・・・（３）

本実施形態における発光装置Ｅ１は、特に、上記式（３）においてｍ＝０として、赤色
、緑色、青色の全ての波長の色を取り出し、カラーフィルター１９で色分離を行う構造に
なっている。

＜Ｂ：ＮＴＳＣカバー率＞
以上のような本実施形態の発光装置Ｅ１と比較例の発光装置Ｅ１０およびＥ１１とにお
いて、カラーフィルターとして同一の材料を用い、膜厚を変化させた場合のＮＴＳＣカバ
ー率を調べた結果について説明する。

＜Ｂ−１：比較例１の構造＞
比較例１の発光装置Ｅ１０は、図４に示すように、反射層１２の上に配置された透明層
３０と、透明層３０上に配置された透明電極層（第１電極：陽極）３１とを備えていると
ころが、第１実施形態の発光装置Ｅ１と異なる。第１実施形態の発光装置Ｅ１との共通箇
所には同一の符号を付して説明を省略する。

透明層３０はＳｉＯ_２で形成され、光路調整層として機能する。本実施例では、透明層
３０の膜厚は７０ｎｍとした。透明電極層３１はＩＴＯ（indium tin oxide）で形成され
、赤色の発光素子の透明電極３１の膜厚は１３０ｎｍ、緑色の発光素子の透明電極の膜厚
は９０ｎｍ、青色の発光素子の透明電極の膜厚は５０ｎｍとした。発光機能層１６、対向
電極１７の層厚については、発光装置Ｅ１０と同様である。つまり、発光機能層１６が１
０２ｎｍ、対向電極１７が１０ｎｍとなっている。

比較例１の発光装置Ｅ１０は、上記式（３）において、ｍ＝１として、赤色、緑色、青
色の画素別に光学的距離Ｄを調整する構造になっている。

＜Ｂ−２：比較例２の構造＞
比較例２の発光装置Ｅ１１は、図５に示すように、第２基板２２とカラーフィルター１
９の間にノッチフィルター２０を備えていないところだけが第１実施形態の発光装置Ｅ１
と異なっている。第１実施形態の発光装置Ｅ１との共通箇所には同一の符号を付して説明
を省略する。つまり、比較例２の発光装置Ｅ１１は、上記式（３）においてｍ＝０として
、赤色、緑色、青色の全ての波長の色を取り出し、カラーフィルター１９で色分離を行う
構造になっている。

＜Ｂ−３：ＮＴＳＣカバー率の比較＞
図６に本実施形態の発光装置Ｅ１と、比較例１の発光装置Ｅ１０と、比較例２の発光装
置Ｅ１１とのＮＴＳＣカバー率を示す。図６に示すように、比較例１の発光装置Ｅ１０に
おいては、カラーフィルター１９の膜厚が１μｍでも、ＮＴＳＣカバー率は９７．８％、
つまり、ほぼ１００％になる。

一方、比較例２の発光装置Ｅ１１の場合には、比較例１の発光装置Ｅ１０と同程度のＮ
ＴＳＣカバー率を得るには、カラーフィルター１９の膜厚を５μｍ程度まで厚くしなけれ
ばならないことが判る。

しかしながら、本実施形態の発光装置Ｅ１の場合には、カラーフィルター１９の膜厚が
２．０〜２．５μｍであっても、比較例１の発光装置Ｅ１０と同程度のＮＴＳＣカバー率
が得られることが判る。

したがって、本実施形態の発光装置Ｅ１によれば、カラーフィルター１９の膜厚が上述
のような薄い膜厚で済むので、微細パターニングが困難な小型の高精細パネルを製造する
場合、例えば、画素短辺の寸法が１〜２０μｍ程度の小型の高精細パネルを製造する場合
であっても、カラーフィルター１９を容易に形成することが可能となる。また、カラーフ
ィルター１９の膜厚が上述のような薄い膜厚で済むので、カラーフィルター１９の材料の
選択肢が広がることになる。

＜Ｃ：色度のばらつきの比較＞
次に、比較例１の発光装置Ｅ１０と、本実施形態の発光装置Ｅ１との色度のばらつきを
比較した結果について説明する。図７は、比較例１の発光装置Ｅ１０の色度のばらつきを
示す図である。図８は、本実施形態の発光装置Ｅ１の色度のばらつきを示す図である。図
７及び図８においては、反射層１２から対向電極１７までの膜厚が、−５．０％から＋５
．０％までの範囲で変化した場合における色度変化の算出結果を示している。なお、色度
変化の算出においては、カラーフィルター１９とノッチフィルター２０の透過率は変化し
ないと仮定した。ノッチフィルター２０は、光学フィルターを製造する装置で成膜可能で
あるため、膜厚のばらつきは、反射層１２から対向電極１７までを成膜する装置と比較し
て小さくすることが容易である。したがって、透過率は変化しないと仮定した。

図７に矢印で示すように、比較例１の発光装置Ｅ１０では、反射層１２から対向電極１
７までの膜厚が厚くなるほど三角形で示される色域が時計回りに移動することが判る。こ
れに対して、本実施形態の発光装置Ｅ１は、図８に示すように膜厚が−５．０％から＋５
．０％までの範囲で変化した場合でも、三角形で示される色域はほぼ変化せず、色度のば
らつきが小さいことが判る。したがって、本実施形態の発光装置Ｅ１は、品質保証および
製品の歩留まり向上に効果があると考えられる。

＜Ｄ：変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可
能である。また、各変形例及び実施形態は、適宜、組み合わせてもよいことは勿論である
。

（１）変形例１
上述した実施形態では、第２基板２２とカラーフィルター１９との間にノッチフィルタ
ー２０を配置する例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されるもの
ではない。図９に変形例１の発光装置Ｅ２を示す。発光装置Ｅ２は、複数の発光素子Ｕ２
が第１基板１０の面上に配列された構成であるが、図９においては、説明の便宜上、赤色
（Ｒ）の発光素子Ｕ１、緑色（Ｇ）の発光素子Ｕ１、および青色（Ｂ）の発光素子Ｕ１が
それぞれひとつずつ例示されている。図９に示すように、発光装置Ｅ２は、第２基板２２
の両方の面にノッチフィルター２０、２１が配置されている。ノッチフィルター２０、２
１はそれぞれ異なる光学特性を備える。例えば、ノッチフィルター２０が赤色と緑色の間
の光をカットし、ノッチフィルター２１が緑色と青色の間の光をカットするように設計さ
れている。ノッチフィルター２０、２１をこのように配置することにより、ノッチフィル
ター設計や製造が容易となる。

（２）変形例２
上述した実施形態では、各色の発光素子の反射層兼画素電極１２をＡｌで形成する例に
ついて説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではない。例えば、赤色の発
光素子の反射層兼画素電極１２はＡｇ、ＡｕまたはＣｕで形成し、緑色および青色の発光
素子の反射層兼画素電極１２はＡｌで形成してもよい。

上述した（３）式を変形すると、
λ＝４Ｄπ／(２πｍ＋φ_Ｌ＋φ_Ｕ) ・・・（４）
となる。つまり、同一膜厚であっても、反射界面での位相シフトが小さい場合、定在波の
ピーク波長は長波長側へシフトする。特に、ｍ＝０の場合、
λ＝４Ｄπ／(φ_Ｌ＋φ_Ｕ) ・・・（５）
であり、反射界面での位相シフトの影響が大きくなる。

位相シフトは、位相シフト量をφ[rad]、発光機能層１６の屈折率をｎ_１、対向電極１
７の屈折率をｎ_２、対向電極１７の消衰係数をｋ_２とすると、下記の式で表すことができ
る。
φ＝ｔａｎ^−１{２ｎ_１ｋ_２／（ｎ_１ ^２−ｎ_２ ^２−ｋ_２ ^２）} ・・・（６）
発光機能層１６の屈折率をｎ_１を１．８として、代表的な金属材料であるＡｌ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ａｇで位相シフト量を計算した結果、金属材料としてＡｌを使用した場合に比べて、
Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇを使用した方が、位相シフト量が小さいことが判った。

また、シミュレーションの結果、位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、Ａｇを反射層兼画素
電極１２に用いた場合には、Ａｌを用いた場合に比べて、６００ｎｍ以上の長波長側で光
取り出し効率が改善されることが判った。

したがって、赤色を発光する発光素子に用いる反射層兼画素電極１２には、位相シフト
が小さいＣｕ、Ａｕ、または、Ａｇを採用することにより、６００ｎｍ以上の長波長側で
ある赤色の光の取出し効率を改善することができる。５２０〜５６０ｎｍの波長である緑
色を発光する発光素子、および、４５０〜４７０ｎｍの波長である青色を発光する発光素
子に用いる反射層については、いずれもＡｌを採用することができる。このように構成す
ることにより、前記（３）式においてｍ＝０とした場合の光学構造を採用した本実施形態
の発光装置Ｅ１においても、赤色の光の取出し効率を改善することができ、消費電力を著
しく低減させることができる。

（３）変形例３
上述した実施形態においては、第２基板２２側から光を取り出すトップエミッション型
の発光装置に本発明を適用する例について説明した。しかしながら、本発明はこのような
例に限定されるものではない。例えば、第１基板１０側から光を取り出すボトムエミッシ
ョン型の発光装置に本発明は適用可能である。

（４）変形例４
上述した実施形態においては、画素電極１２が反射層を兼ねる例について説明した。し
かしながら、本発明はこのような例に限定されるものではない。例えば、前記式（１）に
おいて、ｍ＝０を満たすことができるのであれば、画素電極を透明な導電膜で形成し、画
素電極と第１基板との間に別途反射層を設けるような構成としてもよい。

＜Ｅ：応用例＞
本発明に係る発光装置は様々な電子機器に適用可能である。以下、代表的な応用例につ
いて説明する。

（１）応用例１
図１０は、上述した実施形態の発光装置Ｅ１を、ヘッドマウント・ディスプレイにおい
て画像を表示するマイクロ・ディスプレイに応用した例を示す斜視図である。発光装置Ｅ
１は、表示部で開口する枠状のケース７２に収納されるとともに、ＦＰＣ（Flexible Pri
nted Circuits）基板７４の一端が接続されている。ＦＰＣ基板７４には、半導体チップ
の制御回路５が、ＣＯＦ（Chip On Film）技術によって実装されるとともに、複数の端子
７６が設けられて、図示省略された上位回路に接続される。当該上位回路から複数の端子
７６を介して画像データが同期信号に同期して供給される。同期信号には、垂直同期信号
や、水平同期信号、ドットクロック信号が含まれる。また、画像データは、表示すべき画
像の画素の階調レベルを例えば８ビットで規定する。

制御回路５は、発光装置Ｅ１の電源回路とデータ信号出力回路との機能を兼用するもの
である。すなわち、制御回路５は、同期信号にしたがって生成した各種の制御信号や各種
電位を発光装置Ｅ１に供給するほか、デジタルの画像データをアナログのデータ信号に変
換して、発光装置Ｅ１に供給する。

図１１は、ヘッドマウント・ディスプレイ３００の外観を示す図であり、図９は、その
光学的な構成を示す図である。図１１に示されるように、ヘッドマウント・ディスプレイ
３００は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル３１０や、ブリッジ３２０、レン
ズ３０１Ｌ、３０１Ｒを有する。また、ヘッドマウント・ディスプレイ３００は、図１２
に示されるように、ブリッジ３２０近傍であってレンズ３０１Ｌ、３０１Ｒの奥側（図に
おいて下側）には、左眼用の発光装置Ｅ１Ｌと右眼用の発光装置Ｅ１Ｒとが設けられる。

発光装置Ｅ１Ｌの画像表示面は、図１２において左側となるように配置している。これ
によって発光装置Ｅ１Ｌによる表示画像は、光学レンズ３０２Ｌを介して図において９時
の方向に出射する。ハーフミラー３０３Ｌは、発光装置Ｅ１Ｌによる表示画像を６時の方
向に反射させる一方で、１２時の方向から入射した光を透過させる。

発光装置Ｅ１Ｒの画像表示面は、発光装置Ｅ１Ｌとは反対の右側となるように配置して
いる。これによって発光装置Ｅ１Ｒによる表示画像は、光学レンズ３０２Ｒを介して図に
おいて３時の方向に出射する。ハーフミラー３０３Ｒは、発光装置Ｅ１Ｒによる表示画像
を６時方向に反射させる一方で、１２時の方向から入射した光を透過させる。

この構成において、ヘッドマウント・ディスプレイ３００の装着者は、発光装置Ｅ１Ｌ
、Ｅ１Ｒによる表示画像を、外の様子と重ね合わせたシースルー状態で観察することがで
きる。また、このヘッドマウント・ディスプレイ３００において、視差を伴う両眼画像の
うち、左眼用画像を発光装置Ｅ１Ｌに表示させ、右眼用画像を発光装置Ｅ１Ｒに表示させ
ると、装着者に対し、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚さ
せることができる（３Ｄ表示）。

特に、発光装置Ｅ１には、上述したようにノッチフィルター２０が用いられているが、
ノッチフィルター２０は、図３に示す透過率特性と反転させた反射率特性を示す。つまり
、４８０〜５２０ｎｍおよび５５０〜６００ｎｍの波長の光、つまり、赤色と緑色の間の
波長の光と、緑色と青色の間の波長の光に対する反射率が高くなる。その結果、発光装置
Ｅ１を直視した場合には、色味が認識されることがある。しかしながら、発光装置Ｅ１を
ヘッドマウントディスプレイ３００に用いる場合には、発光装置Ｅ１が直視されないので
、好適に用いることができる。また、発光装置Ｅ１は小型で高精細化が可能なので、ヘッ
ドマウントディスプレイ３００のような小型の装置に好適に用いることができる。

なお、発光装置Ｅ１については、ヘッドマウント・ディスプレイ３００のほかにも、ビ
デオカメラやレンズ交換式のデジタルカメラなどにおける電子式ビューファインダーにも
適用可能である。

（２）応用例２
図１３は、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を表示装置として採用したモバイル型の
パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は
、表示装置としての発光装置Ｅ１と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電
源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。この発光装置Ｅ１は有
機ＥＬ素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。

図１４に、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を適用した携帯電話機の構成を示す。携
帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、なら
びに表示装置としての発光装置Ｅ１を備える。スクロールボタン３００２を操作すること
によって、発光装置Ｅ１に表示される画面がスクロールされる。

図１５に、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Pers
onal Digital Assistant、あるいは、スマートフォン）の構成を示す。情報携帯端末４０
００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置とし
ての発光装置Ｅ１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール
帳といった各種の情報が発光装置Ｅ１に表示される。

なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図１８から図２０に示し
たもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置
、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション
、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤ、タッチ
パネルを備えた機器等などが挙げられる。

１０……第１基板、１２……反射層兼画素電極、１６……発光機能層、１７……対向電極
、１９……カラーフィルター、２０，２１……ノッチフィルター、２２……第２基板、Ｅ
１，Ｅ２……発光装置、Ｕ１，Ｕ２…発光素子。

Claims

基板と、
前記基板上に配置された反射層と、
前記反射層上に配置された発光層と、
前記発光層上に配置された半透過反射層とを備え、前記反射層と前記半透過反射層の間
の光路長がいずれの発光領域においても同じとなるように調整された共振構造を有する発
光装置であって、
前記反射層とは異なる層に配置され、前記発光層からの発光光から、赤色、緑色、およ
び青色の波長の光を取り出すカラーフィルターと、
前記カラーフィルターとは異なる層に配置され、前記赤色の波長と前記緑色の波長との
間の波長の光と、前記緑色の波長と前記青色の波長との間の波長の光とに対して、透過率
の極小値を有するノッチフィルターと、を備える、
ことを特徴とする発光装置。
前記反射層から前記半透過反射層間の光路長をＤ、前記反射層での反射における位相シ
フトをφ_Ｌ、前記半透過反射層での反射における位相シフトをφ_Ｕ、前記反射層と前記半
透過反射層兼対向電極の間に発生する定在波のピーク波長をλ、２以下の整数をｍとした
とき、
Ｄ＝{(２πｍ＋φ_Ｌ＋φ_Ｕ)／４π}λ
を満たし、
前記整数ｍの値が０である、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記光の取り出し側に配置された光取り出し側基板を備え、
前記ノッチフィルターは、前記光取り出し側基板の光取り出し側に配置された第１のノ
ッチフィルターと、前記光取り出し側基板の前記発光層側に配置された第２のノッチフィ
ルターとを含む、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
前記第１のノッチフィルターの光学特性は、前記第２のノッチフィルターの光学特性と
異なる、
ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか一記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機
器。
前記発光装置の発光面と、前記電子機器の表示面との間に、光学部材を備えることを特
徴とする請求項５に記載の電子機器。