JP4582102B2 - 発光装置およびその製造方法ならびに電子機器 - Google Patents
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Description
この発光装置によれば、残サブ画素が表す色を適宜に定めることにより、各サブ画素における発光の利用効率が十分に高くなり、低消費電力で十分に高い表示品質を得ることができる。また、この発光装置では、全てのサブ画素の発光層が同種の材料で形成されており、その製造のために発光層について塗り分けるべき材料は一種類で足りる。したがって、この発光装置によれば、製造工程が十分に簡素となる。よって、この発光装置は、十分に簡素な製造工程で製造可能であり、低消費電力で十分に高い表示品質を得ることができる。
この態様は、トップエミッション型である。この態様では、桃サブ画素の発光層と素子基板との間に反射層が存在する。加えて、この態様では、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および桃サブ画素において、光の干渉を考慮して、発光層と素子基板との間の透過層の厚みが定められている。よって、この態様によれば、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および桃サブ画素の輝度を上げることができる。桃サブ画素において、その発光層の発光スペクトルは広帯域に広がるから、その発光層の発光のうち一つの波長の光だけが干渉によって強められると、桃サブ画素が桃色以外の色を表してしまう虞があるが、この態様によれば、赤サブ画素、青サブ画素および桃サブ画素において、透過層の厚みが、赤ピークと青ピークの波長の光が同時に干渉によって強められる共通の厚みであるから、発光層からの発光のうち、赤ピークの波長の光および青ピークの波長の光が干渉によって強められる。これら二つの光は3ピーク白色光の三つの主要成分のうちの二つであり、桃サブ画素のカラーフィルタを透過して桃色光となる光であるから、この態様によれば、桃サブ画素の色純度の低下を抑制しつつ、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および桃サブ画素の輝度を上げることができる。
この態様は、トップエミッション型である。この態様では、白サブ画素の発光層と素子基板との間に反射層が存在する。加えて、この態様では、光の干渉を考慮して、発光層と素子基板との間の透過層の厚みが定められている。よって、この態様によれば、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および白サブ画素の輝度を上げることができる。白サブ画素において、その発光層の発光スペクトルは広帯域に広がるから、その発光層の発光のうち一つの波長の光だけが干渉によって強められると、白サブ画素が白色以外の色を表してしまう虞があるが、この態様によれば、白サブ画素において、透過層の三つの部分の厚みが互いに異なり、第1の部分は、赤ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第2の部分は、緑ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第3の部分は、青ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有するから、発光層からの発光のうち、赤ピークの波長の光、緑ピークの波長の光および青ピークの波長の光が干渉によって強められる。これら三つの光は3ピーク白色光の三つの主要成分そのものであり、白サブ画素のカラーフィルタを透過して白色光となる光であるから、この態様によれば、白サブ画素の色純度の低下を抑制しつつ、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および白サブ画素の輝度を上げることができる。
この製造方法によって製造される発光装置によれば、低消費電力で十分に高い表示品質を得ることができる。また、この製造方法では、各画素について、その全てのサブ画素の発光層が一括して形成される。よって、この製造方法によれば、十分に簡素な製造工程で、低消費電力で十分に高い表示品質を得ることができる発光装置を製造することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置10の平面図である。発光装置10は、長方形の画面Sを構成する複数の画素Pを有するフルカラー表示装置である。複数の画素Pは、画面Sに沿ってマトリクス状に配列されている。画素Pは、画面Sを構成する四つのサブ画素1を有する。これら四つのサブ画素1は、赤色光を射出して赤色を表す赤サブ画素1R、緑色光を射出して緑色を表す緑サブ画素1G、青色光を射出して青色を表す青サブ画素1Bおよび桃色光を射出して桃色を表す桃サブ画素1Pであり、画面Sに沿ってストライプ状に配列されている。各画素Pでは、桃サブ画素1Pおよび緑サブ画素1Gで白色が表される。
まず、図6に示すように、素子基板11上に、反射層12を、サブ画素1毎に形成し、素子基板11および反射層12上にパシベーション層(図示略)を形成し、その上に、透明電極13を、サブ画素1毎に、反射層12を覆うように形成し、パシベーション層(図示略)および透明電極13上に隔壁14を形成して全ての画素Pについて有機層領域を形成し、各有機層領域内に正孔注入層15Wを製膜により形成する。正孔注入層15等の有機機能層の製膜方法としては、蒸着法や、塗布法、スパッタ法、CVD法等を採用可能である。透明電極13を形成する工程では、形成する透明電極13の厚みを、サブ画素1の種類(赤サブ画素1R,青サブ画素1B,桃サブ画素1P/緑サブ画素1G)に応じた厚みとする必要がある。このような厚みの制御は、例えば製膜を繰り返すことにより実現可能である。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の画素P2の断面図である。画素P2は発光装置10における画素Pに相当する。この図に示す発光装置が発光装置10と異なる点は、桃サブ画素1Pに代えて桃サブ画素2Pを有する点と、素子基板11の下に光を吸収する光吸収層24が形成されている点と、素子基板11の形成材料が光透過性の材料(例えば、ガラス)に限られる点である。桃サブ画素2Pが桃サブ画素1Pと異なる点は、反射層12を備えていない点と、桃透明電極13Pに代えて桃透明電極23Pを備えている点である。桃透明電極23Pが桃透明電極13Pと異なる点は、反射層12の不在に起因する形状の相違のみである。なお、桃透明電極23Pは、遮光性の材料で形成されてもよい。
図10は、本発明の第3の実施の形態に係る発光装置の画素P3の断面図であり、図11は、画素P3の平面図である。画素P3は発光装置10における画素Pに相当する。この図に示す発光装置が発光装置10と異なる点は、赤サブ画素1R、桃サブ画素1P、青サブ画素1Bおよび緑サブ画素1Gに代えて、赤サブ画素3R、桃サブ画素3P、青サブ画素3Bおよび緑サブ画素3Gを有する点である。
まず、図12に示すように、素子基板11上に、反射層12を、サブ画素3毎に形成し、素子基板11および反射層12上にパシベーション層(図示略)を形成する。次に、図12〜図15に示すように、パシベーション層(図示略)上に、透明電極33を、サブ画素3毎に、反射層12を覆うように形成する。
まず、図13に示すように、透明電極33の形成材料(透明材料)で、パシベーション層(図示略)上に、サブ透過層A1およびサブ透過層A2を一括して形成する。具体的には、まず、全ての反射層12を覆うように厚みがAのサブ透過層を形成し(形成ステップ)、次に、このサブ透過層の不要な部分をエッチングによって除去する(除去ステップ)。残った部分が、サブ透過層A1およびサブ透過層A2となる。サブ透過層A1は赤サブ画素3Rの反射層12を、サブ透過層A2は桃サブ画素3Pの反射層12の一部(桃サブ画素3Pの素子基板11に平行な断面)を覆っている。
以上の説明から明らかなように、赤透明電極33Rの厚みはA+B+C、緑透明電極33Gの厚みはB+C、青透明電極33Bの厚みはCとなる。また、桃透明電極33Pにおいて、部分331Pの厚みはA+B+C、部分332Gの厚みはCとなる。したがって、サブ透過層の形成工程において、A、BおよびCは、赤透明電極33Rの理想的な厚みをX、緑透明電極33Gの理想的な厚みをY、青透明電極33Bの理想的な厚みをZとしたとき、A=X−Y、B=Y−Z、C=Z−0=Zとなるように定められる。つまり、n番目に形成されるサブ透過層の厚みは、n番目に厚い透明電極33の厚みとn+1番目に厚い透明電極33の厚みとの差分に一致する。ただし、存在しないサブ透過層の厚みは0として扱われる。
図16は、本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の画素P4の断面図である。画素P4は、図10の画素P3に相当する。画素P4が画素P3と異なる点は、赤サブ画素3R、桃サブ画素3P、青サブ画素3Bおよび緑サブ画素3Gに代えて、赤サブ画素4R、桃サブ画素4P、青サブ画素4Bおよび緑サブ画素4Gを有する点である。
図17は、本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の画素P5の断面図である。画素P5は、図10の画素P3に相当する。画素P5が画素P3と異なる点は、赤サブ画素3R、桃サブ画素3P、青サブ画素3Bおよび緑サブ画素3Gに代えて、赤サブ画素5R、白サブ画素5W、青サブ画素5Bおよび緑サブ画素5Gを有する点である。白サブ画素5Wは、白色を表すサブ画素であり、W光を射出する。したがって、本実施の形態に係る発光装置では、白色は、白サブ画素5Wのみで表される。
図18は、本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の画素P6の断面図である。この発光装置はボトムエミッション型の発光装置である。したがって、素子基板11の形成材料は、光透過性の材料(例えば、ガラス)に限られている。また、この発光装置は、ボトムエミション型であるから、反射層12およびカラーフィルタ基板19を持たない代わりに、素子基板11と透明電極13との間にカラーフィルタ192およびブラックマトリクス193を有する。
以下に列記するように、上述した各実施の形態を変形してもよい。これらの変形例もまた、本発明の範囲に含まれる。
例えば、反射層と半反射層との間に透明電極と窒化珪素や窒酸化珪素等の透明材料で形成されたパシベーション層が存在する場合には、反射層と半反射層との間の光学的距離を、透明電極の厚み及びパシベーション層の厚みで調節するようにしてもよい。
また例えば、発光素子として有機EL素子以外のEL素子(すなわち無機EL素子)を採用してもよい。
また例えば、白サブ画素を有し、特定の波長の光が干渉により強められる形態において、三つのピークのうちいずれか二つのピークの波長の光が強められるようにしてもよい。つまり、白サブ画素の発光層において厚みが互いに異なる複数の部分の数は2であってもよい。一方、桃サブ画素を有し、特定の波長の光が干渉により強められる形態において、三つのピークの波長の光がいずれも強められるようにしてもよい。つまり、桃サブ画素の発光層において厚みが互いに異なる複数の部分の数は3であってもよい。
上述した各種の発光装置は、様々な電子機器に応用可能である。発光装置10を表示装置として備える電子機器を、図21〜図23に例示する。
図21は、発光装置10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図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示装置2003(発光装置10)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。
Claims (6)
- 素子基板上に配置された複数の画素を有する発光装置において、
前記複数の画素の各々は、四つのサブ画素を有し、
前記複数の画素の各々の前記四つのサブ画素は、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および白サブ画素であり、
前記複数の画素の各々において、
前記赤サブ画素は、赤色光の波長領域に存在する赤ピークと緑色光の波長領域に存在する緑ピークとの間および前記緑ピークと青色光の波長領域に存在する青ピークとの間が谷になっている発光スペクトルの3ピーク白色光を発する白発光材料で形成されて前記素子基板上に配置された第1の発光層と、前記第1の発光層に重なって赤色光を透過させる第1のカラーフィルタとを有し、
前記緑サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記素子基板上に配置された第2の発光層と、前記第2の発光層に重なって緑色光を透過させる第2のカラーフィルタとを有し、
前記青サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記素子基板上に配置された第3の発光層と、前記第3の発光層に重なって青色光を透過させる第3のカラーフィルタとを有し、
前記白サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記前記素子基板上に配置された第4の発光層を有し、
前記第1の発光層、前記第2の発光層及び前記第3の発光層はそれぞれ前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ及び前記第3のカラーフィルタと前記素子基板との間に挟まれ、前記四つのサブ画素の各々はその発光層と前記素子基板との間に光透過性の透過層を有し、その透過層と前記素子基板との間に光反射性の反射層を有し、
前記赤サブ画素での前記透過層は、前記赤ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記緑サブ画素での前記透過層は、前記緑ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記青サブ画素での前記透過層は、前記青ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記白サブ画素の前記透過層は、厚みが互いに異なる三つの部分を有し、第1の部分は、前記赤ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第2の部分は、前記緑ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第3の部分は、前記青ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 平板状の前記素子基板を有し、
前記複数の画素の各々について、前記四つのサブ画素の各々の発光層は前記素子基板上に形成され、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素および前記青サブ画素の各々の前記第1の発光層、前記第2の発光層及び前記第3の発光層はそれぞれ前記第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタ及び第3のカラーフィルタと前記素子基板との間に挟まれ、
前記素子基板下に形成されて光を吸収する光吸収層を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 平板状の前記素子基板を有し、
前記複数の画素の各々について、前記四つのサブ画素の各々の発光層は前記素子基板上に形成され、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素および前記青サブ画素の各々の前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ及び前記第3のカラーフィルタはそれぞれ前記第1の発光層、前記第2の発光層及び前記第3の発光層と前記素子基板との間に挟まれ、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素および前記青サブ画素の各々は前記第1の発光層と前記第1のカラーフィルタ、前記第2の発光層と前記第2のカラーフィルタ及び前記第3の発光層と前記第3のカラーフィルタとの間にそれぞれ光透過性かつ光反射性の半反射層を有する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記複数の画素の各々において、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記白サブ画素は、共通の発光層を有する、
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。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置を有する電子機器。
- 画面を構成する複数の画素を有する発光装置において、
前記複数の画素の各々は、前記画面を構成する四つのサブ画素を有し、
前記複数の画素の各々の前記四つのサブ画素は、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および白サブ画素であり、
前記複数の画素の各々において、前記赤サブ画素は、赤色光の波長領域に存在する赤ピークと緑色光の波長領域に存在する緑ピークとの間および前記緑ピークと青色光の波長領域に存在する青ピークとの間が谷になっている発光スペクトルの3ピーク白色光を発する白発光材料で形成されて前記画面に沿って広がっている発光層と、この発光層に重なって赤色光を透過させるカラーフィルタとを有し、前記緑サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記画面に沿って広がっている発光層と、この発光層に重なって緑色光を透過させるカラーフィルタとを有し、前記青サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記画面に沿って広がっている発光層と、この発光層に重なって青色光を透過させるカラーフィルタとを有し、前記白サブ画素は、前記白発光材料で形成されて前記画面に沿って広がっている発光層を有する発光装置の製造方法であって、
前記四つのサブ画素の各々はその発光層と前記素子基板との間に光透過性の透過層を有し、その透過層と前記素子基板との間に光反射性の反射層を有し、
前記赤サブ画素での前記透過層は、前記赤ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記緑サブ画素での前記透過層は、前記緑ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記青サブ画素での前記透過層は、前記青ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記白サブ画素の前記透過層は、厚みが互いに異なる三つの部分を有し、第1の部分は、前記赤ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第2の部分は、前記緑ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、第3の部分は、前記青ピークの波長の光が干渉によって強められる厚みを有し、
前記画面に沿って延在する素子基板上に、前記複数の画素の各々について、前記赤サブ画素の発光層と前記青サブ画素の発光層と前記白サブ画素の発光層を前記白発光材料で一括して形成する、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
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