JP2017142975A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、画素電極と半透過反射層との間に設けられた発光機能層における発光特性に影響を及ぼすことなく、第1画素と第2画素とに流す電流の大きさの差を小さくする、あるいは電流の大きさを同じにすることができる。
この構成によれば、隣接する層との間の屈折率の違いによって、輝度調整層を透過する光の量を調整することができる。
この構成によれば、金属層の界面における光反射を利用して輝度を調整することができる。
この構成によれば、これらの金属あるいは合金を用いて金属薄膜とすれば、輝度調整機能を発揮する光透過性と光反射性とを有する金属層を構成することができる。
この構成によれば、輝度調整層がシリコン酸化膜からなる層を含むことから、輝度調整層を設けることによる急激な輝度の低下を防いで、細かな輝度調整が可能となる。
この構成によれば、第1画素及び第2画素において、より明るい発光輝度を実現できる。
本適用例によれば、画素回路における回路構成を複雑にせず、簡素な構成で画素間の電流比を一様とすることが可能な電気光学装置を備えているので、見栄えのよい発光状態が実現されると共にコストパフォーマンスに優れた電子機器を提供することができる。
<電気光学装置>
まず、本実施形態の電気光学装置として有機EL装置を例に挙げて、図1〜図5を参照して説明する。図1は有機EL装置の構成を示す概略平面図、図2は有機EL装置の発光画素の電気的な構成を示す等価回路図、図3は有機EL装置の発光画素の構成を示す概略平面図である。
以降、同色の発光が得られる発光画素20が配列した縦方向をY方向とし、Y方向に直交する方向をX方向として説明する。また、発光画素20の光の取り出し方向から素子基板10を見ることを平面視として説明する。
本実施形態では、走査線11と点灯制御線13とがX方向に並行して延びており、データ線12と電源線14とがY方向に並行して延びている。
表示領域Eには、マトリックス状に配置された複数の発光画素20におけるm行に対応して複数の走査線11と複数の点灯制御線13とが設けられ、それぞれ図1に示した一対の走査線駆動回路102に接続されている。また、マトリックス状に配置された複数の発光画素20におけるn列に対応して複数のデータ線12と複数の電源線14とが設けられ、複数のデータ線12は、それぞれ図1に示したデータ線駆動回路101に接続され、複数の電源線14は複数の外部接続用端子103のうちいずれかと接続されている。
有機EL素子30は、陽極である画素電極31と、陰極である対向電極36と、これらの電極間に挟まれた、発光層を含む機能層35とを有している。対向電極36は、複数の発光画素20に跨って共通に設けられた電極であり、例えば、電源線14に与えられる電源電圧Vddに対して、低位の基準電位VssやGNDの電位が与えられる。
第2トランジスター22の一方の電流端は、電源線14に接続されると共に蓄積容量24の他方の電極に接続されている。第2トランジスター22の他方の電流端は、第3トランジスター23の一方の電流端に接続されている。言い換えれば、第2トランジスター22と第3トランジスター23とは一対の電流端のうち1つの電流端を共有している。
第3トランジスター23のゲート電極は点灯制御線13に接続され、他方の電流端は有機EL素子30の画素電極31に接続されている。
第1トランジスター21、第2トランジスター22及び第3トランジスター23のそれぞれにおける一対の電流端は、一方がソースであり、他方がドレインである。
また、走査線11、データ線12以外の信号線である点灯制御線13、電源線14の配置は、トランジスターや蓄積容量24の配置により左右され、これに限定されるものではない。
本実施形態では、発光画素20の画素回路を構成するトランジスターとして、半導体基板にアクティブ層を有するMOS型トランジスターを採用した例について、以降説明する。
発光画素20の具体的な構成について図3を参照して説明する。図3に示すように、発光画素20B,20G,20Rのそれぞれは、平面視で矩形状となっており、長手方向がY方向に沿って配置されている。発光画素20B,20G,20Rのそれぞれには、図2に示した等価回路の有機EL素子30が設けられている。発光画素20B,20G,20Rごとに設けられた有機EL素子30を区別するため、有機EL素子30B,30G,30Rとして説明することもある。また、有機EL素子30の画素電極31を発光画素20B,20G,20Rごとに区別するため、画素電極31B,31G,31Rとして説明することもある。
各画素電極31B,31G,31Rも平面視で略矩形状であり、長手方向の上方側に各コンタクト部31Bc,31Gc,31Rcがそれぞれ配置されている。
本実施形態では、基材10sとして半導体基板を用いている。半導体基板は例えばシリコン基板である。
なお、導電性を有する材料で電源線14を形成し、電源線14と画素電極31B,31G,31Rとの間に反射層を設ける構成としてもよい。
次に、本実施形態の有機EL装置100における光共振構造及び有機EL素子30の構成について、図5を参照して説明する。図5は発光画素における光共振構造を示す模式断面図である。
mは正の整数(m=0,1,2・・)、φLは反射層での反射における位相シフト、φUは対向電極36での反射における位相シフト、λは定在波のピーク波長である。
次に、電気光学装置としての有機EL装置100の製造方法について、図6〜図12を参照して説明する。図6は有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図7〜図12は有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。本発明の特徴部分は、主に素子基板10における光路長調整層28の形成工程にある。したがって、以降は、有機EL装置100の製造方法における素子基板10の製造方法の特徴部分について説明する。
(1)発光画素20Gの光共振構造における光路長調整層28は、輝度調整層として機能する第4絶縁層27bを有している。同じく、発光画素20Rの光共振構造における光路長調整層28は、輝度調整層として機能する第3絶縁層27a(あるいは第3絶縁層27a及び第4絶縁層27b)を有している。例えば、白色表示させるときに、発光画素20Bの有機EL素子30Bに流す電流の大きさを、発光画素20G,20Rの有機EL素子30G,30Rに流す電流の大きさよりも増やす必要がある場合には、発光画素20B,20G,20R間において消費電流が異なって電流比が一様でなくなる。発光画素20G,20Rの光路長調整層28が輝度調整層を含むことによって、白色表示をさせるときに、発光画素20G,20Rの有機EL素子30G,30Rに流す電流の大きさを増やすことになるので、発光画素20B,20G,20Rの有機EL素子30B,30G,30Rに流す電流の大きさの差を小さくする、あるいは電流比を一様とすることができる。
<他の電気光学装置>
次に、第2実施形態の光共振構造を有する他の電気光学装置として、同じく有機EL装置を例に挙げ、図13を参照して説明する。図13は、第2実施形態の有機EL装置における光共振構造を示す模式断面図である。第2実施形態の有機EL装置は、上記第1実施形態の有機EL装置100に対して光共振構造における輝度調整層の形態を異ならせたものである。したがって、上記有機EL装置100と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
mは正の整数(m=0,1,2・・)、λは共振波長、Dは光共振構造における光学的な距離、D1の場合のφは、対向電極36と機能層35との界面における位相シフトと、金属層27mと金属層27mに隣接する層との界面における位相シフトとの合計値である。また、D2の場合のφは、反射層14と第1絶縁層25との界面における位相シフトと、金属層27mと金属層27mに隣接する層との界面における位相シフトとの合計値である。
(1)発光画素20Gの光共振構造における光路長調整層28は、輝度調整層として機能する第4絶縁層27bと金属層27mとを有している。また、発光画素20Rの光共振構造における光路長調整層28は、輝度調整層として機能する第3絶縁層27aと金属層27mとを有している。したがって、金属層27mが無い場合に比べて、より効果的に輝度を低下させることができる。すなわち、白色表示をさせるときに、発光画素20B,20G,20Rの有機EL素子30B,30G,30Rに流す電流の大きさの差をより効果的に小さくする、あるいはより効果的に電流比を一様とすることができる。
また、特殊な金属材料を用いていないので、素子基板10の配線構造を形成するための各種の材料及び装置を用いて金属層27mを形成可能となる。
図16に示すように、比較例1の有機EL装置300は、異なる発光色が得られる発光画素20B,20G,20Rを備えた素子基板310と、樹脂層60を介して素子基板310に対向配置された透光性の封止基板70とを備える。素子基板310は、基材10s上において、発光画素20B,20G,20Rに亘って共通に形成された反射層14及び絶縁層326と、発光画素20B,20G,20Rのそれぞれに対応して設けられた、有機EL素子30B,30G,30R及びカラーフィルター50(フィルター層50B,50G,50R)とを備えている。フィルター層50B,50G,50Rは、各有機EL素子30B,30G,30Rを覆う封止層40上に配置されている。
実施例1の輝度調整層を含む光共振構造は、上記第1実施形態の有機EL装置100において説明したものであり、SiO2からなる第1絶縁層25のねらいの膜厚は35nm、SiNからなる第2絶縁層26のねらいの膜厚は45nm、SiO2からなる、第3絶縁層27aのねらいの膜厚は56nm、第4絶縁層27bのねらいの膜厚は44nm、ITOからなる画素電極31B,31G,31Rのねらいの膜厚は20nmである。
実施例2の輝度調整層を含む光共振構造は、上記第2実施形態の有機EL装置200において説明したものであり、SiO2からなる第1絶縁層25のねらいの膜厚は35nm、SiNからなる第2絶縁層26のねらいの膜厚は45nm、TiNからなる金属層27mのねらいの膜厚は2nm、SiO2からなる、第3絶縁層27aのねらいの膜厚は56nm、第4絶縁層27bのねらいの膜厚は44nm、ITOからなる画素電極31B,31G,31Rのねらいの膜厚は20nmである。
図17に示すように、白色表示させたときの発光画素20B,20G,20Rにおける消費電流[mA]は、次の通りである。
比較例1において、青(B)は48.5mA、緑(G)は16.1mA、赤(R)は15.6mAであった。
実施例1において、青(B)は39.3mA、緑(G)は18.3mA、赤(R)は17.9mAであった。
実施例2において、青(B)は38.8mA、緑(G)は28.6mA、赤(R)は42.8mAであった。
つまり、所望の色度で白色表示させる場合、比較例1では他の発光画素20G,20Rに対して発光画素20Bに倍以上の電流を流す必要があった。これに対して、実施例1及び実施例2では、発光画素20Bに流す電流が減少して、発光画素20G,20Rに流す電流が増えた。これにより、図18に示すように、比較例1における電流比は、B:G:R=0.6:0.2:0.19≒3:1:1であったが、実施例1では、B:G:R=0.52:0.24:0.24≒2:1:1、実施例2では、B:G:R=0.35:0.26:0.39≒1:1:1であった。すなわち、輝度調整層を含むように光路長調整層28を構成することにより、発光画素20B,20G,20R間の消費電流の差を小さくする、あるいは電流比を一様とすることができる。
<電子機器>
次に、本実施形態の有機EL装置100を適用した電子機器の例について、図19を参照して説明する。図19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模式図である。
Claims (8)
- 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、光路長調整層及び発光機能層をそれぞれに有する第1画素及び第2画素を備え、
前記第1画素の前記光路長調整層は輝度調整層を含み、前記第2画素の前記光路長調整層は前記輝度調整層を含まないことを特徴とする電気光学装置。 - 前記光路長調整層は、透光性の画素電極を含み、
前記輝度調整層は、前記反射層と前記画素電極との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記輝度調整層は、隣接する層の屈折率よりも屈折率が小さい層を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記輝度調整層は、隣接する層の屈折率よりも屈折率が小さい層と、金属層とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記金属層は、Ti、Mo、Ta、Al、Cu、Crの中から選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金からなることを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。
- 前記隣接する層は、シリコン窒化膜からなり、
前記屈折率が小さい層は、シリコン酸化膜からなることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記第1画素及び前記第2画素は、前記反射層上に設けられた増反射層を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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