JP5786675B2 - 有機発光装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、マイクロディスプレイの場合には、各画素を形成するための画素電極のサイズが数μmのオーダーであり、このような画素電極上に100〜300nmの膜厚を有する発光層を形成することになる。このような場合、特に、低電圧を画素電極に印加した場合、その直上の発光層だけでなく、横方向へもキャリアが移動してしまい、絶縁層に隔てられて画素電極と接していない領域の発光層も発光してしまうことがある。
なお、本発明で言う「異なる層」とは、製造プロセスにおける異なる工程で形成される層のことであり、構成的には、下地となる層が異なる層を意味する。
なお、本発明で言う「同層」とは、製造プロセスにおいて同一の工程で形成される層のことであり、構成的には、2つの層が別体に形成されるか、一体に形成されるかに係わらず、下地となる層が同じであることを意味する。
図1は、本発明の第1実施形態である有機発光装置の全体構成を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態の有機発光装置100は、アクティブマトリクス基板10上の表示領域4には、R,G,Bに対応して設けられた複数のサブ画素3R,3G,3Bがマトリクス状に規則的に配置されている。このとき、各サブ画素3R,3G,3Bの配列は、一方向にR,G,Bが繰り返し並ぶように配列されている。
図2に示すように、本実施形態の有機発光装置100は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に平行して延在する複数の電源供給線103とがそれぞれ配列された回路構成を有するとともに、走査線101および信号線102の各交点付近に、R,G,Bに対応するサブ画素3R,3G,3Bが設けられている。これら3つのサブ画素3R,3G,3Bは、走査線101の延在方向に沿ってこの順番に設けられる。
図3、図4に示すように、R,G,Bに対応する3つのサブ画素3R,3G,3Bが一つの基本単位となって表示単位画素3を構成しており、これによって、表示単位画素3は、RGBの光を混色させてフルカラー表示を行うようになっている。表示単位画素3を構成するサブ画素3R,3G,3Bはそれぞれ、赤色の光を射出すべき領域、緑色の光を射出すべき領域、青色の光を射出すべき領域である。
本実施形態の有機発光装置100は、トップエミッション構造であって、基板10A上の表示領域4(図1)内におけるサブ画素3R,3G,3Bごとに、図4に示すように、有機EL素子7とこの有機EL素子7を発光駆動させる駆動回路8とが設けられたアクティブマトリクス基板10と、アクティブマトリクス基板10上に対向配置されたカラーフィルター基板20とを備えている。
図4に示すように、基板10A上に形成されたデバイス層12は、スイッチングトランジスタ(不図示)、駆動トランジスタ123、保持容量113等を含む層で、駆動回路8はこのデバイス層12の内部に形成されている。
本実施形態のデバイス層12は、第1反射層14A、第2反射層14B、第2絶縁層23および第3絶縁層24を有する。
図5に示すように、本実施形態では、第1反射層14Aの周囲に第3絶縁層24を形成し、第3絶縁層24の表面上に第2反射層14Bを形成することで、第1反射層14Aと第2反射層14Bとが互いに異なる層に存在するように構成した。このような光路長調整層13を備えた構成とすることにより、第1絶縁層22の開口22Aから露出する画素電極16(16B,16G,16B)の中央部162にあたる第1部分A1に対応する部分の光路長と、第1絶縁層22によって覆われた画素電極16の周縁部163にあたる第2部分A2に対応する部分の光路長、すなわち光学的距離L1,L2(第1反射層14Aもしくは第2反射層14Bと対向電極18との間の光学的な距離)が等しくなるような構成となっている。具体的には、対向電極18と各反射層14A,14Bとの間に存在する各層の形成材料の屈折率や膜厚等によって光路長が決定される。
第1光学的距離L1=第2光学的距離L2±5(nm)
の範囲内となるように、上下方向に積層された各層の厚さdや屈折率nが調整される。ここでいう厚さd、屈折率nを持ったある層の光学的距離Lとは、L=n×dで定義される。
第1光学的距離L1は、第2絶縁層23、画素電極16および有機機能層19における各層の厚さdと屈折率nとの積の和から得られ、第2光学的距離L2は、画素電極16、第1絶縁層22および有機機能層19における各層の厚さdと屈折率nとの積の和から得られる。第1反射層14Aまたは第2反射層14Bと、対向電極18との間にさらに何らかの層が設けられている場合は、この層の厚さdと屈折率nとの積が、さらに加算される。なお、特許請求の範囲における「第1反射層と第2電極との間の光学的距離は、第2反射層と第2電極との間の光学的距離と等しい」とは、これらの光学的距離が上記の関係式を満足することを言う。
次に、第2実施形態の有機発光装置について述べる。
図6は、有機発光装置の構成を具体的に説明するための断面図である。
先の実施形態では、第1反射層14A,第2反射層14Bと第2絶縁層23,第3絶縁層24とが上下各層に混在した光路長調整層13を有していたが、図6に示すように、本実施形態の有機発光装置200は、第1反射層14Aおよび第2反射層14B、第2絶縁層23および第3絶縁層24がそれぞれ同層に形成された光路長調整層33を備える。なお、本実施形態において、第1反射層14Aと第2反射層14Bとは別体に形成してもよいし、一体に形成してもよい。以下では、簡単にするために、第1反射層14Aと第2反射層14Bとを一体に形成した形態について説明する。
なお、平坦化層46は、反射層14Aと同じ厚さで成膜しても良い。
また、光路長調整層33を構成する第2絶縁層23は膜厚25nmのSiN膜からなり、第3絶縁層24は膜厚25nmのSiO2からなる。第1部分A1に対応する部分に存在する第2絶縁層23(SiN膜)の屈折率n2は2.0であり、第2部分A2に対応する部分に存在する第3絶縁層24(SiO2)の屈折率n3は1.45である。
また、第2光学的距離L2は、第2反射層14B、第3絶縁層24、画素電極16R,16G,16B、第1絶縁層22、有機機能層19および対向電極18が基板10Aから順に積層された構造のうち、第2反射層14Bの表面から対向電極18の裏面までの距離である。
第1光学的距離L1=第2光学的距離L2±5(nm)
の範囲内となるように、第2絶縁層23および第3絶縁層24の屈折率n2,n3を調整する。第1反射層14Aと、対向電極18との間にさらに何らかの層が設けられている場合は、この層の厚さdと屈折率nとの積が、さらに加算される。なお、特許請求の範囲における「第1反射層と第2電極との間の光学的距離は、第2反射層と第2電極との間の光学的距離と等しい」とは、これらの光学的距離が上記の関係式を満足することを言う。
上述した第1実施形態では第1反射層14Aと第2反射層14Bとを異なる層に、異なる工程で形成したが、この構成に代えて、第2反射層の下層側に第3絶縁層を形成せずに、第2反射層の厚みを第2反射層の厚みよりも大きくし、第1反射層と第2反射層とを一体に形成してもよい。この構成とした場合も、第1反射層の表面と第2反射層の表面との位置が異なる点は第1実施形態と同様であり、第1反射層の表面から対向電極の裏面までの積層構造、および第1反射層の表面から対向電極の裏面までの積層構造は第1実施形態と同様である。したがって、第1光学的距離L1と第2光学的距離L2とを等しくするための設計を第1実施形態と同様に行うことができる。
また、光路長調整層13を構成する第1反射層14A,第2反射層14B、第2絶縁層23および第3絶縁層24の膜厚もそれぞれ20nmである。
これに対し、第1部分A1(第1絶縁層22の開口22A)および第2部分A2(重畳部220)から得られるRGB発光による色再現範囲は、開口部分にその周辺部分からの発光が加わるものの、NTSC比は108.5%と僅かに低下しただけである。
よって、表2に示すように、RGBの各サブ画素では、第1部分A1に対応する部分において得られる発光スペクトルと、第1部分A1および第2部分A2に対応する部分において得られる発光スペクトルとが同等の発光スペクトルとなり、本来得るべき、開口22Aに対応する部分から得られる発光の色度からのずれは少ないものとなる。
また、第2絶縁層23、第3絶縁層24の膜厚は25nmである。
SiO2膜(第3絶縁層24、第1絶縁層22)に対応する部分における光路長nd:1.45×(25+10)(nm)=50.75
したがって、第1部分A1および第2部分A2に対応する部分から得られる発光スペクトルは、第1部分A1のみから得られる発光スペクトルと同等の発光スペクトルとなり、本来得るべき第1部分A1に対応する部分において得られる発光スペクトルおよび色度からのずれは少ないものとなる。
これに対し、第1部分A1(第1絶縁層22の開口22A)および第2部分A2(重畳部220)から得られるRGB発光による色再現範囲は、開口部分にその周辺部分からの発光が加わるものの、NTSC比は101.6%と僅かに低下しただけである。
よって、表4に示すように、RGBの各サブ画素では、第1部分A1に対応する部分において得られる発光スペクトルと、第1部分A1および第2部分A2に対応する部分において得られる発光スペクトルとが同等の発光スペクトルとなり、本来得るべき、開口22Aに対応する部分から得られる発光の色度からのずれは少ないものとなる。
次に、前記実施形態の有機発光装置を備えた電子機器の例について説明する。
Claims (8)
- 基板と、
前記基板上に配置され、光透過性を有する第1電極と、
前記第1電極と対向して配置され、半透過半反射性を有する第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有機発光層と、
前記第1電極の端部を覆う第1絶縁層と、
前記基板と前記第1電極との間に配置された第1反射層と、
前記基板と前記第1電極との間に配置された第2反射層と、を備え、
前記第1電極は、前記基板に垂直な方向から見て前記第1絶縁層と重ならない第1部分と、前記基板に垂直な方向から見て前記第1絶縁層と重なる第2部分とを有し、
前記基板に垂直な方向から見て前記第1部分と重なる領域では、前記第1反射層と前記第2電極とで第1共振構造が形成され、
前記基板に垂直な方向から見て前記第2部分と重なる領域では、前記第2反射層と前記第2電極とで第2共振構造が形成され、
前記第1反射層と前記第2電極との間の光学的距離は、前記第2反射層と前記第2電極との間の光学的距離と等しいことを特徴とする、有機発光装置。 - 前記第1反射層と前記第2反射層とは、異なる層に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2反射層は、前記第1反射層と前記第1電極との間に位置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。
- 前記第1反射層と前記第1電極の間に配置され、前記基板に垂直な方向から見て前記第1部分と重なる第2絶縁層と、
前記第2反射層と前記第1電極の間に配置され、前記基板に垂直な方向から見て前記第2部分と重なる第3絶縁層と、をさらに有し、
前記第1反射層と前記第2反射層とは同層に設けられ、
前記第2絶縁層と前記第3絶縁層とは同層に形成されたことを特徴とする、請求項1に記載の発光装置。 - 前記第2絶縁層と前記第3絶縁層とは、屈折率が異なることを特徴とする、請求項4に記載の発光装置。
- 前記第1絶縁層が無機材料からなることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記有機発光層は、前記第1電極と前記第1絶縁層とを覆っていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 請求項1ないし7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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