JP6696143B2 - 有機el装置、有機el装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

有機el装置、有機el装置の製造方法、電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(EL;Electro−Luminescence)素子を備えた有機EL装置、有機EL装置の製造方法、有機EL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素子は、LED(Light Emitting Diode)に比べて小型化、薄型化が可能であることから、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)や電子ビューワー(EVF)などのマイクロディスプレイへの応用が注目されている。
このようなマイクロディスプレイにおいてカラー表示を実現する手段として、白色発光が得られる有機EL素子とカラーフィルターとを組み合わせる構成が考えられる。有機EL素子からの発光をカラーフィルターにおける所定の着色層に入射させることで、優れた表示品質を実現できることから、有機EL素子に対して着色層をより近い位置に配置することが提案されている。
例えば、特許文献1〜特許文献3には、複数の有機EL素子を覆うガスバリア層や保護層、あるいは封止層上に、有機EL素子の配置に対応させて少なくとも3色(赤、緑、青)の着色層を配置する例が示されている。また、着色層の間にブラックマトリックス層を配置したり、透光性または遮光性の凸部を配置したりする例が示されている。
特開2008−66216号公報 特開2012−38677号公報 特開2014−89804号公報
しかしながら、上記特許文献1〜特許文献3の有機EL装置では、有機EL素子からの白色発光が着色層を透過して射出されることから、白色発光が着色層によって変換された色光において、所望の輝度を実現することが難しいという課題がある。例えば、色光の輝度を確保するために白色発光の輝度を上昇させるべく、有機EL素子における電流量を増やせば、有機EL装置の消費電力が増加したり、有機EL素子の発光寿命が短くなったりするという課題がある。
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]本適用例に係る有機EL装置は、第1基板と、前記第1基板に設けられた、第1有機EL素子及び第2有機EL素子と、前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子を覆う封止層と、前記封止層上に設けられたカラーフィルターと、を備え、前記カラーフィルターは、前記第1有機EL素子と平面視で重なる着色層と、前記第2有機EL素子と平面視で重なる透明層とを含むことを特徴とする。
本適用例によれば、第1有機EL素子からの発光が封止層及び着色層を透過して射出される光に比べて、第2有機EL素子からの発光が封止層及び透明層を透過して射出される光は輝度の低下が生じ難い。つまり、第2有機EL素子に対しても平面視で重なる着色層を有する場合に比べて、消費電力を増やしたり、有機EL素子の発光寿命を短くしたりすることなく、所望の輝度を実現可能な有機EL装置を提供できる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子は、前記第1基板上において一の方向に隣り合って配置され、前記透明層は、前記一の方向における前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子との間で前記着色層に接して設けられていることが好ましい。
この構成によれば、透明層を基準として、封止層上における着色層の位置を精度よく位置決めできる。したがって、第1有機EL素子からの発光を確実に着色層を透過させて取り出すことができる。ゆえに、優れた表示品質を有する有機EL装置を提供できる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記第1基板に設けられ、前記第1有機EL素子に第1コンタクト部を介して接続された第1駆動用トランジスターと、前記第2有機EL素子に第2コンタクト部を介して接続された第2駆動用トランジスターと、を備え、前記着色層は、平面視で前記第1コンタクト部と前記第2コンタクト部とに重なって設けられていることが好ましい。
第1コンタクト部及び第2コンタクト部は、第1及び第2有機EL素子の他の部分に比べて凹凸が生ずるおそれがある。該凹凸が生じた部分で発光が散乱すると、光学特性の低下を招くおそれがある。この構成によれば、着色層は、平面視で第1コンタクト部と第2コンタクト部とに重なって設けられているため、該凹凸の部分で散乱した不必要な発光の少なくとも一部が着色層により吸収されるため、光学特性の低下を抑制することができる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記着色層及び前記透明層の主成分は、光透過性の感光性樹脂であることを特徴とする。
この構成によれば、フォトリソグラフィー法を用いて着色層及び透明層を形成することが可能となることから、封止層上において位置精度よく着色層及び透明層を配置できる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記感光性樹脂は、感光性アクリル系樹脂であることが好ましい。
この構成によれば、光透過性に優れた透明層とすることができる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子のそれぞれは、光透過性を有する画素電極と、光透過性と反射性とを兼ね備える対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された発光機能層とを含み、前記第1基板の基板本体と前記画素電極との間に設けられた反射層を備え、前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子とにおいて、前記反射層から前記対向電極までの光学的な距離が異なることを特徴とする。
この構成によれば、第1有機EL素子及び第2有機EL素子から互いに異なる共振波長の発光が得られる。第1有機EL素子からの発光は着色層を透過することから色純度がさらに高まる。また、第2有機EL素子からの発光は透明層を透過するものの、共振波長に基づく色純度の光を取り出すことができる。つまり、見栄えのよいカラー表示が可能となる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記カラーフィルター上に充填剤を介して配置された光透過性の第2基板を有することが好ましい。
この構成によれば、封止層に加えて第2基板を有することから、外部から水分や酸素などが有機EL素子に侵入することを抑制して、安定した発光が得られると共に発光寿命が長い有機EL装置を提供できる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記第1有機EL素子の発光面積に対して、前記第2有機EL素子の発光面積が小さいことを特徴とする。
この構成によれば、第2有機EL素子からの発光は透明層を透過して取り出されることから、第1有機EL素子に比べて第2有機EL素子の発光面積を小さくしても所望の明るさを得ることが可能となる。
上記適用例に記載の有機EL装置において、前記第1有機EL素子の発光面積に対して、前記第2有機EL素子の発光面積が大きいとしてもよい。
この構成によれば、有機EL素子からの発光における明るさは発光面積に依存する。つまり、第2有機EL素子の発光面積を大きくすれば、第1有機EL素子を流れる電流量に比べて少ない電流量で第1有機EL素子と同程度の明るさの光を第2有機EL素子から取り出すことが可能となる。
このように、発光が着色層を透過する第1有機EL素子の発光面積に対して、発光が透明層を透過する第2有機EL素子の発光面積を調整することで、第1有機EL素子及び第2有機EL素子間の明るさの調整や消費電力の調整を可能とし、発光寿命を含めて優れた光学特性を有する有機EL装置を実現できる。
[適用例]本適用例に係る有機EL装置の製造方法は、第1基板上に第1有機EL素子と第2有機EL素子とを形成する工程と、前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子を覆う封止層を形成する工程と、前記封止層上において、平面視で前記第1有機EL素子と重なる位置に着色層を形成すると共に、平面視で前記第2有機EL素子と重なる位置に透明層を形成するカラーフィルター形成工程と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、第1有機EL素子からの発光が封止層及び着色層を透過して射出され、第2有機EL素子からの発光が封止層及び透明層を透過して射出される有機EL装置が製造される。したがって、第1有機EL素子に比べて第2有機EL素子からの発光は輝度の低下が生じ難い。つまり、第2有機EL素子に対しても平面視で重なる着色層を形成する場合に比べて、消費電力を増やしたり、有機EL素子の発光寿命を短くしたりすることなく、所望の輝度を実現可能な有機EL装置を製造することができる。
上記適用例に記載の有機EL装置の製造方法において、前記カラーフィルター形成工程では、色材を含む感光性樹脂層を形成して露光・現像することにより前記着色層を形成し、色材を含まない感光性樹脂層を形成して露光・現像することにより前記透明層を形成することを特徴とする。
この方法によれば、フォトリソグラフィー法を用いて着色層及び透明層を形成することから、封止層上において位置精度よく着色層及び透明層を形成できる。
上記適用例に記載の有機EL装置の製造方法において、前記カラーフィルター形成工程では、前記透明層を形成した後に前記着色層を形成することが好ましい。
この方法によれば、フォトリソグラフィー法を用いて着色層及び透明層を形成する場合、透明層の方が高い位置精度を実現し易い。したがって、透明層を先に形成することで、透明層を基準として着色層を位置精度よく形成できる。
上記適用例に記載の有機EL装置の製造方法において、前記第1基板に第1駆動用トランジスター及び第2駆動用トランジスターを形成する工程と、前記第1駆動用トランジスター及び第2駆動用トランジスターを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に、前記第1駆動用トランジスターと前記第1有機EL素子とを接続させる第1コンタクト部を形成すると共に、前記第2駆動用トランジスターと前記第2有機EL素子とを接続させる第2コンタクト部を形成する工程と、を備え、前記カラーフィルター形成工程では、平面視で前記第1コンタクト部と前記第2コンタクト部とに重なるように前記着色層を形成することが好ましい。
第1コンタクト部及び第2コンタクト部は、第1及び第2有機EL素子の他の部分に比べて凹凸が生ずるおそれがある。該凹凸が生じた部分で発光が散乱すると、光学特性の低下を招くおそれがある。この方法によれば、着色層は、平面視で第1コンタクト部と第2コンタクト部とに重なって形成されるため、該凹凸の部分で散乱した不必要な発光の少なくとも一部を着色層で吸収させ、光学特性の低下を抑制することができる。
上記適用例に記載の有機EL装置の製造方法において、前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子のそれぞれは、光透過性を有する画素電極と、光透過性と反射性とを兼ね備える対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された発光機能層とを含み、前記第1基板の基板本体と前記画素電極との間に反射層を形成する工程と、前記反射層と前記画素電極との間に透光層を形成する工程と、を備え、前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子とにおいて、前記反射層から前記対向電極までの光学的な距離が異なるように前記画素電極及び前記透光層のうち少なくとも一方の膜厚を調整して形成することを特徴とする。
この方法によれば、第1有機EL素子及び第2有機EL素子のそれぞれに対応して光共振構造が形成され、第1有機EL素子及び第2有機EL素子から互いに異なる共振波長の発光が得られる。第1有機EL素子からの発光は着色層を透過することから色純度がさらに高まる。また、第2有機EL素子からの発光は透明層を透過するものの、共振波長に基づく色純度の光を取り出すことができる。つまり、見栄えのよいカラー表示が可能な有機EL装置を製造することができる。
上記適用例に記載の有機EL装置の製造方法において、前記着色層及び前記透明層を覆うように充填剤を塗布する工程と、前記第1基板に前記充填剤を介して光透過性の第2基板を貼り合わせる工程と、を備えることが好ましい。
この方法によれば、封止層に加えて第2基板を第1基板に充填剤を介して貼り合わせることから、外部から水分や酸素などが有機EL素子に侵入することを抑制して、安定した発光が得られると共に発光寿命が長い有機EL装置を製造することができる。
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の有機EL装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、優れた光学特性を有する有機EL装置を備えていることから、高い表示品質を有する電子機器を提供することができる。
第1実施形態の有機EL装置の構成を示す概略平面図。 有機EL装置の電気的な構成を示す等価回路図。 有機EL装置のサブ画素における有機EL素子とカラーフィルターの配置を示す概略平面図。 図3のA−A’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図。 図3のB−B’線に沿ったサブ画素における画素電極のコンタクト部の構造を示す概略断面図。 図1のH−H’線に沿った有機EL装置の概略断面図。 隣り合うサブ画素の境界における素子基板の構造を示す断面図。 隣り合うサブ画素の境界における素子基板の構造を示す断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示すフローチャート。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図。 第2実施形態の有機EL装置における画素電極及びカラーフィルターの配置を示す概略平面図。 図17のC−C’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図。 図17のD−D’線に沿った画素電極のコンタクト部の構造を示す概略断面図。 第3実施形態の有機EL装置における画素電極及びカラーフィルターの配置を示す概略平面図。 図20のF−F’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図。 電子機器の一例としてのヘッドマウントディスプレイの概略図。 変形例の有機EL装置におけるサブ画素の配置を示す概略平面図。
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)
<有機EL装置>
まず、本実施形態の有機EL装置について、図1〜図5を参照して説明する。図1は第1実施形態の有機EL装置の構成を示す概略平面図、図2は有機EL装置の電気的な構成を示す等価回路図、図3は有機EL装置のサブ画素における有機EL素子とカラーフィルターの配置を示す概略平面図である。図4は図3のA−A’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図、図5は図3のB−B’線に沿ったサブ画素における画素電極のコンタクト部の構造を示す概略断面図である。
本実施形態に係る有機EL装置100は、後述するヘッドマウントディスプレイ(HMD)の表示部に好適な自発光型のマイクロディスプレイである。
図1に示すように、本実施形態の有機EL装置100は、素子基板10と、保護基板40とを有している。両基板は、充填剤42(図4参照)を介して対向配置され接着されている。
なお、素子基板10は本発明における「第1基板」の一例である。保護基板40は、本発明における「第2基板」の一例である。
素子基板10は、青色(B)光が発せられるサブ画素18Bと、緑色(G)光が発せられるサブ画素18Gと、赤色(R)光が発せられるサブ画素18Rとが配列された表示領域Eを有している。有機EL装置100では、サブ画素18B、サブ画素18G、サブ画素18Rを含む画素19が表示単位となって、フルカラーの表示が提供される。
以降の説明では、サブ画素18B、サブ画素18G、及びサブ画素18Rを総称して、サブ画素18と称する場合がある。
素子基板10は、保護基板40よりも大きく、保護基板40からはみ出した素子基板10の第1辺に沿って、複数の外部接続用端子103が配列されている。複数の外部接続用端子103と表示領域Eとの間には、データ線駆動回路15が設けられている。該第1辺と直交し互いに対向する他の第2辺、第3辺と表示領域Eとの間には、走査線駆動回路16が設けられている。
保護基板40は、素子基板10よりも小さく、外部接続用端子103が露出されるように配置されている。保護基板40は、光透過性の基板であり、例えば石英基板やガラス基板などを使用することができる。本実施形態において、保護基板40の可視光波長範囲における光の透過率は80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。保護基板40は、表示領域Eにおいて、サブ画素18に配置された後述する有機EL素子30(図2参照)が損傷しないように保護する役割を有し、少なくとも表示領域Eに対向するように配置される。本実施形態の有機EL装置100は、サブ画素18から発する光を保護基板40側から取り出す、トップエミッション方式が採用されている。
以降、外部接続用端子103が配列した上記第1辺に沿った方向をX方向とし、該第1辺と直交し互いに対向する他の2辺(第2辺、第3辺)に沿った方向をY方向とする。素子基板10から保護基板40に向かう方向をZ方向とする。また、Z方向に沿って保護基板40側から見ることを「平面視」と言う。なお、X方向が本発明における「一の方向」に相当するものである。
本実施形態では、表示領域Eにおいて、同色の発光が得られるサブ画素18が列方向(Y方向)に配列し、異なる色の発光が得られるサブ画素18が行方向(X方向)に配列する、所謂ストライプ方式のサブ画素18の配置が採用されている。サブ画素18には、有機EL素子30とカラーフィルター36(図3または図4参照)とが配置されている。有機EL素子30及びカラーフィルター36の詳しい構成については後述する。
なお、図1では、表示領域Eにおけるサブ画素18B,18G,18Rの配置を示しているが、行方向(X方向)におけるサブ画素18の配置は、B、G、Rの順であることに限定されない。例えば、G,B,Rの順であってもよい。また、サブ画素18の配置は、ストライプ方式であることに限定されず、デルタ方式や、ベイヤー方式、Sストライプ方式であってもよく、加えて、サブ画素18B,18G,18Rの形状や大きさは同じであることに限定されない。
[有機EL装置の電気的な構成]
図2に示すように、有機EL装置100は、互いに交差する走査線12及びデータ線13と、電源線14とを有している。走査線12は走査線駆動回路16に電気的に接続され、データ線13はデータ線駆動回路15に電気的に接続されている。また、走査線12とデータ線13とで区画された領域にサブ画素18が設けられている。
サブ画素18は、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。以降、サブ画素18Bに配置された有機EL素子30を有機EL素子30Bと呼び、サブ画素18Gに配置された有機EL素子30を有機EL素子30Gと呼び、サブ画素18Rに配置された有機EL素子30を有機EL素子30Rと呼ぶ。
有機EL素子30は、画素電極31と、発光機能層32と、対向電極33とで構成される。画素電極31は、発光機能層に32に正孔を注入する陽極として機能する。対向電極33は、発光機能層32に電子を注入する陰極として機能する。発光機能層32では、注入された正孔と電子とにより、励起子(エキシトン;正孔と電子とがクーロン力にて互いに束縛された状態)が形成され、励起子(エキシトン)が消滅する際(正孔と電子とが再結合する際)にエネルギーの一部が蛍光や燐光となって放出される。本実施形態では、発光機能層32から白色発光が得られるように、発光機能層32が構成されている。
なお、サブ画素18Bに配置された有機EL素子30Bが本発明の「第2有機EL素子」の一例であり、サブ画素18Gに配置された有機EL素子30G、あるいはサブ画素18Rに配置された有機EL素子30Rが本発明の「第1有機EL素子」の一例である。
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に電気的に接続されている。スイッチング用トランジスター21のソースは、データ線13に電気的に接続されている。スイッチング用トランジスター21のドレインは、駆動用トランジスター23のゲートに電気的に接続されている。
駆動用トランジスター23のドレインは、有機EL素子30の画素電極31に電気的に接続されている。駆動用トランジスター23のソースは、電源線14に電気的に接続されている。駆動用トランジスター23のゲートと電源線14との間には、蓄積容量22が電気的に接続されている。
走査線駆動回路16から供給される制御信号により走査線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(ON)状態になると、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。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(ON・OFF)状態が決まる。そして、駆動用トランジスター23がオン(ON)状態になると、駆動用トランジスター23を介して、電源線14から有機EL素子30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に流れる電流量に応じた輝度で発光する。
なお、画素回路20の構成は、2つのトランジスター21,23を有することに限定されず、例えば、有機EL素子30に流れる電流を制御するためのトランジスターをさらに備えていてもよい。
[画素電極及びカラーフィルターの配置]
次に、図3を参照して、サブ画素18における有機EL素子30の画素電極31及びカラーフィルター36の配置について説明する。
図3に示すように、X方向とY方向とにマトリックス状に配置された複数のサブ画素18には、それぞれ有機EL素子30の画素電極31が配置されている。具体的には、X方向に並ぶ、サブ画素18Bには有機EL素子30Bの画素電極31Bが配置され、サブ画素18Gには有機EL素子30Gの画素電極31Gが配置され、サブ画素18Rには有機EL素子30Rの画素電極31Rが配置されている。画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、平面視で長方形であり、長手方向がY方向に沿って配置されている。本実施形態では、画素電極31B,31G,31RのY方向の長さは同じである。また、画素電極31BのX方向の長さは、他の画素電極31G,31RのX方向の長さよりも短い。
各画素電極31のY方向における一方の端側(図3では上方の端側)に、画素電極31と、前述した駆動用トランジスター23との電気的な接続を図るコンタクト部が設けられている。具体的には、画素電極31Bにはコンタクト部31CBが設けられ、画素電極31Gにはコンタクト部31CGが設けられ、画素電極31Rにはコンタクト部31CRが設けられている。
画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、絶縁膜28によって覆われることで互いに絶縁された状態となっている。具体的には、絶縁膜28は、画素電極31B,31G,31Rにおけるコンタクト部31CB,31CG,31CRを含むそれぞれの周縁部を覆うように設けられている。これにより、画素電極31B,31G,31Rのそれぞれにおいて、コンタクト部31CB,31CG,31CRを除いた画素電極31B,31G,31R上に平面視で長方形の開口部28KB,28KG,28KRが形成されている。なお、開口部28KB,28KG,28KRの形状は長方形であることに限定されず、例えば短辺側が円弧状であるトラック状でもよい。
本実施形態では、開口部28KB,28KG,28KRのY方向の長さは同じであるが、開口部28KBのX方向の長さは、他の開口部28KG,28KRのX方向の長さよりも短い。各開口部28KB,28KG,28KRにおいて画素電極31B,31G,31Rと前述した発光機能層32とが接する部分が設計上における基本的な発光領域(発光面積)となる。つまり、サブ画素18Bにおける発光面積は、他のサブ画素18G,18Rの発光面積に比べて小さくなっている。
このようなサブ画素18B,18G,18Rに配置されるカラーフィルター36は、緑色(G)の着色層36G、赤色(R)の着色層36R、無着色で透明な透明層36K,36Tを含んで構成されている。具体的には、Y方向に配列する、複数のサブ画素18Bに対して透明層36Tが配置され、複数のサブ画素18Gに対して着色層36Gが配置され、複数のサブ画素18Rに対して着色層36Rが配置されている。つまり、透明層36Tは、Y方向に配列する画素電極31B(開口部28KB)と重なるようにY方向に延在してストライプ状に配置されている。着色層36Gは、Y方向に配列する画素電極31G(開口部28KG)と重なるようにY方向に延在してストライプ状に配置されている。同じく、着色層36Rは、Y方向に配列する画素電極31R(開口部28KR)と重なるようにY方向に延在してストライプ状に配置されている。
X方向に隣り合うサブ画素18Bとサブ画素18Gの境界では、透明層36Tと着色層36Gとが重なり合って配置されている。X方向に隣り合うサブ画素18Gとサブ画素18Rの境界には、Y方向に延在するように透明層36Kが配置されている。透明層36KのX方向における幅は、透明層36TのX方向における幅よりも狭く、開口部28KGと開口部28KRとの間において、サブ画素18Gとサブ画素18Rの境界(図3では破線で示す)に沿って透明層36Kが配置されている。X方向に隣り合う開口部28KGと開口部28KRの間では、透明層36Kに対して着色層36Gと着色層36Rとが重なって配置されている。なお、透明層36KをY方向に隣り合う同色のサブ画素18の境界(平面視でコンタクト部31CB,31CG,31CRの一部または全体を含んでもよい)に配置することで、平面視で透明層36Kと透明層36Tとを一体構造として格子状に配置してもよい。
[サブ画素の構造]
次に、図4及び図5を参照して、有機EL装置100におけるサブ画素18の構造について説明する。
図4に示すように、有機EL装置100は、充填剤42を介して対向配置された素子基板10と保護基板40とを有している。充填剤42は、素子基板10と保護基板40とを接着する役割を有し、光透過性を有する例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂などで構成されている。
素子基板10は、基板本体11と、基板本体11上において、Z方向に順に積層された反射層25と、透光層26と、有機EL素子30と、封止層34と、カラーフィルター36とを有している。
基板本体11は例えばシリコンなどの半導体基板であって、基板本体11には、前述した、走査線12、データ線13、電源線14、データ線駆動回路15、走査線駆動回路16、画素回路20(スイッチング用トランジスター21、蓄積容量22、駆動用トランジスター23)などが、公知技術を用いて形成されている(図2参照)。図4では、これらの配線や回路構成の図示を省略している。
なお、基板本体11は、シリコンなどの半導体基板に限定されず、例えば石英やガラスなどの基板であってもよい。換言すれば、画素回路20を構成するトランジスターは、半導体基板にアクティブ層を有するMOS型トランジスターであってもよいし、石英やガラスなどの基板に形成された薄膜トランジスターや電界効果トランジスターであってもよい。
反射層25は、サブ画素18B,18G,18Rに跨って配置され、各サブ画素18B,18G,18Rの有機EL素子30B,30G,30Rから発した光を反射させるものである。反射層25の形成材料としては、高い反射率を実現可能な例えばアルミニウムや銀などを用いることが好ましい。反射層25の可視光波長範囲における光の反射率は少なくとも40%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
反射層25上には、有機EL素子30が設けられている。有機EL素子30は、Z方向に順に積層された画素電極31と、発光機能層32と、対向電極33とを含んで構成される。画素電極31は、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電膜で構成され、サブ画素18ごとに島状に形成されている。本実施形態において、画素電極31の可視光波長範囲における光の透過率は50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
各画素電極31B,31G,31Rの周縁部を覆うように絶縁膜28が配置されている。上述したように、絶縁膜28は、画素電極31B上に開口部28KBを形成し、画素電極31G上に開口部28KGを形成し、画素電極31R上に開口部28KRを形成している。このような絶縁膜28は、例えば酸化シリコンなどからなる。
発光機能層32は、サブ画素18B,18G,18Rに跨って表示領域Eの全域を覆うように配置されている。発光機能層32は、Z方向に順に積層された、例えば正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、及び電子輸送層などを有している。有機発光層は、青色から赤色までの波長範囲の光を発する。有機発光層は、単層で構成してもよいし、例えば、青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を含んだり、青色発光層と、赤色(R)及び緑色(G)の波長範囲を含む発光が得られる黄色発光層とを含んだりする複数層で構成してもよい。
対向電極33は、発光機能層32を覆うように配置されている。対向電極33は、光透過性と光反射性とを有するように、例えばマグネシウムと銀との合金などで構成されている。可視光波長範囲における、対向電極33の光の透過率は20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。また、対向電極33の光の反射率は20%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。
対向電極33を覆う封止層34は、Z方向に順に積層された第1封止層34aと、平坦化層34bと、第2封止層34cとで構成されている。
第1封止層34a及び第2封止層34cは、例えばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて形成された例えば酸窒化シリコンで構成され、水分や酸素に対して高いバリア性を有している。
平坦化層34bは、例えばエポキシ系樹脂や塗布型の無機材料(シリコン酸化物など)などで構成されている。平坦化層34bは、第1封止層34aの成膜時における欠陥(ピンホール、クラック)や異物などを被覆し、平坦な面を形成する。
封止層34のガスバリア性としては、有機EL素子30を大気中の酸素および水分などから保護することが可能な程度であれば特に限定されないが、酸素透過度が0.01cc/m2/day以下であることが好ましい。また、水蒸気透過度が7×10-3g/m2/day以下であることが好ましく、5×10-6g/m2/day以下であることがより好ましい。封止層34の光の透過率は、対向電極33からの射出光に対し80%以上であることが好ましい。封止層34は、有機EL素子30を覆い、素子基板10の略全面に設けられている。なお、封止層34には、外部接続用端子103(図1参照)を露出させる開口(図示省略)が設けられている。
基板本体11上において反射層25と有機EL素子30の画素電極31との間には、透光層26が設けられている。透光層26は、第1絶縁膜26a、第2絶縁膜26b、及び第3絶縁膜26cで構成されている。第1絶縁膜26aは、反射層25上においてサブ画素18B,18G,18Rに跨って配置されている。第2絶縁膜26bは、第1絶縁膜26aに積層され、サブ画素18Gとサブ画素18Rとに跨って配置されている。第3絶縁膜26cは、第2絶縁膜26bに積層され、サブ画素18Rに配置されている。
すなわち、サブ画素18Bの透光層26は第1絶縁膜26aで構成され、サブ画素18Gの透光層26は第1絶縁膜26aと第2絶縁膜26bとで構成され、サブ画素18Rの透光層26は第1絶縁膜26aと第2絶縁膜26bと第3絶縁膜26cとで構成されている。その結果、反射層25と対向電極33との間の光学的な距離は、サブ画素18B、サブ画素18G、サブ画素18Rの順に大きくなっている。なお、光学的な距離は、反射層25と対向電極33との間に存在する各層の屈折率と膜厚との積の合計で表すことができる。
[光共振構造]
発光機能層32で発した光は、反射層25と対向電極33との間で繰り返し反射され、反射層25と対向電極33との間の光学的な距離に対応する特定波長(共振波長)の光の強度が増幅され、表示光として保護基板40からZ方向に射出される。
本実施形態において、透光層26は、反射層25と対向電極33との間の光学的な距離を調整する役割を有している。サブ画素18Bでは、共振波長(輝度が最大となるピーク波長)が例えば470nmとなるように、透光層26の膜厚が設定されている。サブ画素18Gでは、共振波長が例えば540nmとなるように、透光層26の膜厚が設定されている。サブ画素18Rでは、共振波長が例えば610nmとなるように、透光層26の膜厚が設定されている。
その結果、サブ画素18Bから470nmをピーク波長とする青色光(B)が発せられ、サブ画素18Gから540nmをピーク波長とする緑色光(G)が発せられ、サブ画素18Rから610nmをピーク波長とする赤色光(R)が発せられる。換言すれば、有機EL装置100は、特定波長の光の強度を増幅する光共振構造を有し、サブ画素18Bでは発光機能層32が発する白色光から青色の光成分を取り出し、サブ画素18Gでは発光機能層32が発する白色光から緑色の光成分を取り出し、サブ画素18Rでは発光機能層32が発する白色光から赤色の光成分を取り出している。
このようなサブ画素18B,18G,18Rにおいて、封止層34上にカラーフィルター36が配置されている。サブ画素18Bの有機EL素子30Bに封止層34を介して透明層36Tが配置されている。したがって、470nmをピーク波長とする青色光(B)は輝度がほぼ低下することなく保護基板40から射出される。
これに対して、サブ画素18Gの有機EL素子30Gに封止層34を介して着色層36Gが配置され、サブ画素18Rの有機EL素子30Rに封止層34を介して着色層36Rが配置されている。したがって、540nmをピーク波長とする緑色光(G)が着色層36Gを透過することによって色純度が高められ、610nmをピーク波長とする赤色光(R)が着色層36Rを透過することによって色純度が高められる。その一方で、緑色光(G)や赤色光(R)は着色層を透過することで輝度が低下する。
前述したように、サブ画素18Bにおける開口部28KBの大きさは、他のサブ画素18G,18Rの開口部28KG,28KRの大きさよりも小さい。つまり、サブ画素18Bにおける設計上の発光面積は、他のサブ画素18G,18Rの設計上の発光面積よりも小さい。サブ画素18から発せられる光の明るさは、発光面積に依存する。したがって、着色層を有するサブ画素18G,18Rの発光面積に対して、サブ画素18Bの発光面積を小さくしても、サブ画素18Bには着色層が配置されず透明層36Tが配置されているので、明るさの低下を抑えることができる。換言すれば、有機EL素子30Bにおける電流量を他の有機EL素子30G,30Rよりも少なくしても、同等な明るさを実現可能である。また、有機EL素子30Bにおける電流量を少なくすることで、有機EL装置100における消費電力を少なくすることも可能である。
[画素電極のコンタクト部]
本実施形態では、素子基板10の基板本体11としてシリコンなどの半導体基板が用いられている。画素回路20を構成するスイッチング用トランジスター21や駆動用トランジスター23は、MOS型トランジスターである。具体的には、図5に示すように、基板本体11には、半導体基板にイオンを注入することによって形成されたウェル部10Wと、ウェル部10Wとは異なる種類のイオンをウェル部10Wに注入することにより形成されたアクティブ層であるイオン注入部10Dとが設けられている。ウェル部10Wは、画素回路20におけるトランジスター21,23のチャネルとして機能する。イオン注入部10Dは、画素回路20におけるトランジスター21,23のソース・ドレインや配線の一部として機能する。なお、図5では、駆動用トランジスター23のドレインとして機能するイオン注入部10Dと、ウェル部10Wとを示すものである。
イオン注入部10D及びウェル部10Wが形成された基板本体11を覆って絶縁膜10aが形成される。絶縁膜10aは画素回路20におけるトランジスター21,23のゲート絶縁膜として機能するものである。
基板本体11上において、絶縁膜10aと反射層25との間には3つの層間絶縁膜10e,10f,10gが順に積層されている。層間絶縁膜10e,10f,10gが設けられた複数の配線層において、前述した走査線12、データ線13、電源線14、あるいは蓄積容量22が設けられている。
駆動用トランジスター23と有機EL素子30の画素電極31とを電気的に接続させるコンタクト部では、画素電極31の下層に中継層が設けられている。中継層は、反射層25を島状にパターニングして形成したものである。具体的には、サブ画素18Bの画素電極31Bの下層には中継層25Bが設けられ、サブ画素18Gの画素電極31Gの下層には中継層25Gが設けられ、サブ画素18Rの画素電極31Rの下層には中継層25Rが設けられている。
画素電極31Bは、第1絶縁膜26aを貫通して中継層25Bに至るコンタクトホールの内部を被覆するように形成され、中継層25Bに電気的に接続されている。中継層25Bは、層間絶縁膜10e,10f,10g及び絶縁膜10aを貫通して駆動用トランジスター23のドレイン(イオン注入部10D)に至るコンタクトホールを埋めた導電部材により、駆動用トランジスター23に電気的に接続されている。
画素電極31Gは、第1絶縁膜26a及び第2絶縁膜26bを貫通して中継層25Gに至るコンタクトホールの内部を被覆するように形成され、中継層25Gに電気的に接続されている。画素電極31Rは、第1絶縁膜26a及び第2絶縁膜26b並びに第3絶縁膜26cを貫通して中継層25Rに至るコンタクトホールの内部を被覆するように形成され、中継層25Rに電気的に接続されている。
中継層25G及び中継層25Rのそれぞれもまた、層間絶縁膜10e,10f,10g及び絶縁膜10aを貫通して駆動用トランジスター23のドレイン(イオン注入部10D)に至るコンタクトホールを埋めた導電部材により、駆動用トランジスター23に電気的に接続されている。
このようにして形成された画素電極31Bのコンタクト部31CB、画素電極31Gのコンタクト部31CG、画素電極31Rのコンタクト部31CRは、透光層26にコンタクトホールが形成された部分において凹凸が生じている。このようなコンタクト部31CB,31CG,31CRを覆うように絶縁膜28が形成されている。すなわち、コンタクト部31CB,31CG,31CRと対向電極33との間には絶縁膜28と発光機能層32とが存在することになる。絶縁膜28で覆われたコンタクト部31CB,31CG,31CRを含む画素電極31B,31G,31CRの部分からは、発光機能層32へ正孔が注入され難くなり、コンタクト部31CB,31CG,31CRが設けられた部分では基本的に発光が起こらない。
次に、有機EL装置100において、保護基板40側から効率的に表示光を取り出すためのサブ画素18の構造について、図6〜図8を参照して説明する。
図6は図1のH−H’線に沿った有機EL装置の概略断面図、図7及び図8は隣り合うサブ画素の境界における素子基板の構造を示す断面図である。詳しくは、図7はサブ画素18Rとサブ画素18Bとの境界における素子基板10の構造を示す断面図、図8はサブ画素18Bとサブ画素18Gとの境界における素子基板10の構造を示す断面図である。
なお、図6は、有機EL装置100の構造を簡略化して示す断面図であり、素子基板10の構成要素のうち有機EL素子30と封止層34とカラーフィルター36とが図示され、素子基板10の他の構成要素の図示が省略されている。図7及び図8では、素子基板10が拡大されて図示され、充填剤42及び保護基板40の図示が省略されている。
図6に示すように、保護基板40と大気71との屈折率の差によって、有機EL素子30で発せられた光L1の大部分は、光L2(屈折光)として保護基板40から大気71の側に射出される。同じく、保護基板40と大気71との屈折率の差によって、有機EL素子30で発せられた光L1の一部は保護基板40と大気71との界面で反射され、光L3(反射光)として素子基板10の側に向かう。
光L1とZ方向とがなす角度をθ1、光L2とZ方向とがなす角度をθ2、保護基板40の屈折率をn1、大気71の屈折率をn2とすると、スネルの法則によって以下に示す式(1)が成り立つ。
n1sinθ1=n2sinθ2…(1)
式(1)より、光L1とZ方向とがなす角度θ1は、以下に示す式(2)で表される。
θ1=sin-1((n2sinθ2)/n1)…(2)
光L2とZ方向とがなす角度θ2が90度よりも大きくなる条件は、光L1が大気71の側に射出されない条件、つまり光L1が保護基板40と大気71との界面で全反射される条件に該当する。すなわち、式(2)において角度θ2が90度である場合の角度θ1は、保護基板40と大気71との界面で光L1の全反射が生じる臨界角αとなる。
保護基板40の屈折率n1(n1≒1.4〜1.5)、大気71の屈折率n2(n2≒1.0)、及び全反射が生じる場合の角度θ2(90度)を式(2)に代入すると、保護基板40と大気71との界面で光L1の全反射が生じる臨界角αを求めることができる。本実施形態における臨界角αは、概略45度である。
光L1とZ方向とがなす角度θ1が臨界角α(概略45度)である場合、光L1は保護基板40と大気71との界面で全反射され、光L3(反射光)として素子基板10の側に向かう。
すなわち、角度θ1が臨界角αよりも小さい場合、有機EL素子30で発せられた光L1の大部分は、光L2として保護基板40から大気71に射出され、保護基板40と大気71との界面で反射され素子基板10の側に向かう光L3は少なくなる。つまり、有機EL素子30からの発光を効率的に取り出すことができるようになる。
一方で、角度θ1が臨界角αと等しいかそれよりも大きい場合、有機EL素子30で発せられた光L1は、保護基板40と大気71との界面で全反射され、素子基板10の側に向かう。つまり光L3の強度が強くなって光L1を効率よく取り出すことができなくなる。
なお、光L1とZ方向とがなす角度θ1と、光L3とZ方向とがなす角度は同じである。例えば、角度θ1が臨界角α(45度)である場合Z方向となす角度が臨界角α(45度)の光L3が素子基板10の側に向かい、角度θ1が70度である場合Z方向となす角度が70度の光L3が素子基板10の側に向かう。
保護基板40と大気71との界面で反射された光L3が、絶縁膜28の開口部の端部に入射すると、絶縁膜28の開口部の端部で反射され、Z方向の側に向かい、表示に悪影響を及ぼすおそれがある。
詳しくは、角度θ1が臨界角αと同じまたは臨界角αより大きい場合の光L3は、角度θ1が臨界角αより小さい場合の光L3よりも輝度が格段に大きくなるので、全反射による光L3が、絶縁膜28の開口部の端部に入射すると、表示に与える悪影響が大きくなる。
サブ画素18G及びサブ画素18Rでは、絶縁膜28の開口部28KG,28KRの端部が着色層36G,36Rと重なっている(図3参照)。保護基板40と大気71との界面で反射された光L3は、着色層36G,36Rの中を通過し、光の輝度が弱められて絶縁膜28の開口部28KG,28KRの端部に入射するので、表示に悪影響を及ぼすおそれは少ない。
着色層が設けられていないサブ画素18Bでは、絶縁膜28の開口部28KBの端部が透明層36Tと重なっているので(図3参照)、サブ画素18G及びサブ画素18Rと比べて、保護基板40と大気71との界面で反射された光L3が絶縁膜28の開口部28KBの端部に入射すると表示に悪影響を及ぼすおそれがある。前述したように、サブ画素18Bにおいて、角度θ1が臨界角αと同じまたは臨界角αより大きい場合の全反射による光L3が絶縁膜28の開口部28KBの端部に入射すると表示に与える悪影響が大きくなる。
本実施形態では、サブ画素18Bにおける光L3の表示への悪影響を小さくするように、緑色の着色層36G及び赤色の着色層36Rの膜厚が設定されている。以下に、図7及び図8を参照してその詳細を説明する。
図7では、Z方向となす角度θ1が臨界角α(概略45度)である場合に、保護基板40と大気71との界面で反射された光に符号L3Aを附している。Z方向となす角度θ1が臨界角α(概略45度)よりも大きい場合に、保護基板40と大気71との界面で反射された光に符号L3Bを附している。
つまり、図7において、光L3AとZ方向とがなす角度は概略45度であり、光L3BとZ方向とがなす角度は概略45度よりも大きい。
図7に示すように、サブ画素18Rとサブ画素18Bとの境界には透明層36Tが配置され、さらにサブ画素18Rの側において透明層36Tの一部を覆うように着色層36Rが配置されている。光L3A及び光L3Bが、着色層36Rの中を通過して、開口部28KBの端部28aに入射すれば、光L3A及び光L3Bの輝度が弱められ、絶縁膜28の開口部28KBの端部28aで反射された光が、表示に悪影響を及ぼすおそれが少なくなる。
光L3AとZ方向とがなす角度は臨界角α(概略45度)であるので、着色層36Rの膜厚(Z方向寸法)RD1を、着色層36Rの端部R1と開口部28KBの端部28aとの間隔(X方向寸法)RD2よりも大きくすると、光L3Aは、確実に着色層36Rを通過して、開口部28KBの端部28aに入射するようになる。さらに、着色層36Rの膜厚(Z方向寸法)RD1が、上記間隔RD2よりも大きい条件では、Z方向となす角度が臨界角α(概略45度)よりも大きい光L3Bも、確実に着色層36Rを通過して、開口部28KBの端部28aに入射するようになる。
よって、光L3A及び光L3Bは、着色層36Rで吸収され、絶縁膜28の開口部28KBの端部28aに入射する光L3A及び光L3Bの輝度が弱められるので、絶縁膜28の開口部28KBの端部28aで反射された光が、表示に悪影響を及ぼすおそれが少なくなる。
ゆえに、本実施形態では、着色層36Rの膜厚RD1は、着色層36Rの端部R1と開口部28KBの端部28aとの間隔RD2よりも大きくなっている。すなわち、着色層36Rの膜厚RD1は、上記間隔RD2よりも大きいほうが好ましい。
同様に、図8に示すように、緑色の着色層36Gの膜厚(Z方向寸法)GD1を、着色層36Gの端部G1と開口部28KBの端部28aとの間隔(X方向寸法)GD2よりも大きくすると、光L3Aは、着色層36Gを確実に通過して、開口部28KBの端部28aに入射するようになる。さらに、着色層36Gの膜厚(Z方向寸法)GD1が、上記間隔(X方向寸法)GD2よりも大きい条件では、Z方向となす角度が臨界角α(概略45度)よりも大きい光L3Bも、着色層36Gを確実に通過して、開口部28KBの端部28aに入射するようになる。
よって、光L3A及び光L3Bは、着色層36Gで吸収され、絶縁膜28の開口部28KBの端部28aに入射する光L3A及び光L3Bの輝度が弱められているので、絶縁膜28の開口部28KBの端部28aで反射された光が、表示に悪影響を及ぼすおそれが少なくなる。
ゆえに、本実施形態では、着色層36Gの膜厚GD1は、着色層36Gの端部G1と開口部28KBの端部28aの間隔GD2よりも大きくなっている。すなわち、着色層36Gの膜厚GD1は、上記間隔GD2よりも大きいほうが好ましい。
<有機EL装置の製造方法>
次に、本実施形態の有機EL装置100の製造方法について、図9〜図16を参照して説明する。図9は第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図10〜図16は第1実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。図10〜図16は有機EL装置の構造を示す図4に対応する概略断面図である。
なお、本実施形態の有機EL装置100の製造方法において、基板本体11上に有機EL素子30を形成する方法は、前述したように公知技術を用いていることから、封止層34の形成工程以降の工程について説明する。
図9に示すように、本実施形態の有機EL装置100の製造方法は、封止層形成工程(ステップS1)、透明層形成工程(ステップS2)、着色層形成工程(ステップS3)、充填剤塗布工程(ステップS4)、保護基板貼り付け工程(ステップS5)を含んでいる。透明層形成工程(ステップS2)と着色層形成工程(ステップS3)とを含む工程がカラーフィルター形成工程である。
ステップS1の封止層形成工程では、図10に示すように、発光機能層32及び対向電極33が、サブ画素18B,18G,18Rに跨って形成された有機EL素子30、つまり、有機EL素子30B,30G,30Rを覆う封止層34を形成する。具体的には、まず、例えばプラズマCVD法で酸窒化シリコンを堆積して、有機EL素子30を覆う第1封止層34aを形成する。続いて、例えばスピンコート法を用いて、エポキシ樹脂または無機材料(シリコン酸化物)などを含む溶液を塗布し、乾燥(固化)させて平坦化層34bを形成する。そして、例えばプラズマCVD法で酸窒化シリコンを堆積して、第2封止層34cを形成する。酸窒化シリコンからなる第1封止層34a及び第2封止層34cのそれぞれの膜厚は例えば200nm〜400nmである。平坦化層34bの膜厚は例えば1μm〜3μmである。
平坦化層34bは、第1封止層34aよりも柔軟な材料で構成され、クラックが生じ難く、厚く形成することができる。例えば、第1封止層34aに欠陥を発生させる異物が存在した場合に、当該異物は平坦化層34bで埋め込まれ(被覆され)、続いて形成する第2封止層34cに悪影響を及ばさないようになる。すなわち、第1封止層34aにピンホールやクラックなどの欠陥が発生したとしても、当該欠陥は平坦化層34bで被覆され、第2封止層34cにピンホールやクラックなどの欠陥が生じ難くなる。
なお、第1封止層34a、平坦化層34b、及び第2封止層34cは、発光機能層32が熱劣化しないように、発光機能層32を構成する各層のガラス転移点以下の温度で形成されている。そして、ステップS2へ進む。
ステップS2の透明層形成工程では、図11に示すように、まず、色材を含まない無着色で透明な感光性樹脂層36Pを形成する。感光性樹脂層36Pの形成方法としては、優れた透光性を有する感光性アクリル系樹脂を溶媒に溶かした溶液を、例えばスピンコート法で塗布し、乾燥させて感光性樹脂層36Pを形成する方法が挙げられる。なお、本実施形態における感光性アクリル系樹脂はネガ型である。そして、遮光部81を有するマスク80を用いて感光性樹脂層36Pを露光する。遮光部81には、サブ画素18Bに対応させた開口81aと、サブ画素18Gとサブ画素18Rとの境界に沿った位置で開口する開口81bとが設けられている。光源から発せられた光は、開口81aと開口81bとを通過して感光性樹脂層36Pが露光される。感光性樹脂層36Pの露光された部分は不溶化するので、例えば専用の現像液を用いて現像することにより、図12に示すように、サブ画素18Bにおいて封止層34上に透明層36Tが形成される。また、サブ画素18Gとサブ画素18Rの境界に沿った位置に透明層36Kが形成される。現像後の透明層36K,36Tの断面形状は台形状である。封止層34上における感光性樹脂層36Pの厚み、すなわち、透明層36K,36Tの厚み(高さ)は、この後に形成される着色層36G,36Rよりも薄く、例えば、0.8μm〜1.2μmである。なお、ポジ型の感光性アクリル系樹脂を用いて透明層36K,36Tを形成してもよい。そして、ステップS3へ進む。
ステップS3の着色層形成工程では、サブ画素18Gの着色層36Gを形成し、サブ画素18Rに着色層36Rを形成する。具体的には、図13に示すように、まず、封止層34上の透明層36K,36Tを覆って緑色の色材を含む感光性樹脂層36PGを形成する。感光性樹脂層36PGの形成方法としては、緑色の色材を有する感光性アクリル系樹脂を溶媒に溶かした溶液を、例えばスピンコート法で塗布し、乾燥させて感光性樹脂層36PGを形成する方法が挙げられる。前述したように、本実施形態における感光性アクリル系樹脂はネガ型である。そして、遮光部91を有するマスク90を用いて感光性樹脂層36PGを露光する。遮光部91には、サブ画素18Gに対応させた開口91aが設けられている。光源から発せられた光は、開口91aを通過して感光性樹脂層36PGが露光される。感光性樹脂層36PGの露光された部分は不溶化するので、例えば専用の現像液を用いて現像することにより、図14に示すように、サブ画素18Gにおいて封止層34上に着色層36Gが形成される。続いて、図15に示すように、着色層36Gと同様な形成方法を用いて着色層36Rを形成する。着色層36G,36Rの膜厚は例えば1.0μm〜2.0μmである。これにより、封止層34上に、着色層36G,36R及び透明層36K,36Tが配置されてなるカラーフィルター36が形成される。そして、ステップS4、ステップS5へ進む。なお、着色層の形成の順番は、これに限定されるものではなく、着色層36Rを形成した後に着色層36Gを形成してもよい。
ステップS4の充填剤塗布工程では、図16に示すように、カラーフィルター36を覆うように充填剤42を塗布する。充填剤42の塗布方法としては、未硬化の充填剤42をノズルから吐出するディスペンス法、スピンコート法、ロールコート法などが挙げられる。充填剤42は、例えば熱硬化型で硬化後に光透過性を有するエポキシ樹脂やアクリル樹脂を用いる。そして、ステップS5の保護基板貼り付け工程では、塗布された充填剤42に保護基板40を押し付けて熱硬化させ、素子基板10と保護基板40とを貼り合わせる。
これにより、図4に示した、有機EL装置100ができあがる。なお、カラーフィルター形成工程における現像後の透明層36K,36T及び着色層36G,36Rのポストベークや熱硬化型の充填剤42の硬化などの熱処理は、発光機能層32の各層におけるガラス転移点以下の温度で行われる。
上記第1実施形態の有機EL装置100とその製造方法によれば、以下の効果が得られる。
(1)封止層34上において、サブ画素18G(サブ画素18R)に着色層36G(着色層36R)を形成し、サブ画素18Bに着色層を形成せずに、透明層36Tを形成する。したがって、サブ画素18Bの発光面積が他のサブ画素18G,18Rよりも小さくても、サブ画素18Bにおける輝度の低下が抑えられ、所望の輝度を有する有機EL装置100を提供あるいは製造することができる。
また、サブ画素18Bの発光面積を他のサブ画素18G,18Rよりも小さくすることで、発光面積が同じである場合に比べて、単位面積あたりの表示単位である画素19の大きさを小さくすることができることから、所望の輝度を確保しつつ画素19の高精細化を図ることができる。
(2)透明層36K,36T及び着色層36G,36Rは、感光性アクリル系樹脂を主成分とする感光性樹脂層を露光・現像することで形成される。また、透明層36K,36Tを形成した後に、着色層36G,36Rが形成される。色材を含まない透明層36K,36Tは、色材を含む着色層36G,36Rよりも高い位置精度で且つ高精細な形成が可能である。したがって、先に透明層36K,36Tを形成することで、透明層36K,36Tを基準にして着色層36G,36Rが形成されることから、高い位置精度で着色層36G,36Rを形成できる。また、後から形成される着色層36G,36Rの膜厚を確保し易くなる。つまり、サブ画素18G,18Rにおいて有機EL素子30からの発光を確実に着色層36G,36Rを透過させて射出させることができる。ゆえに、見栄えのよいカラー表示が可能な有機EL装置100を提供あるいは製造することができる。
(3)素子基板10に充填剤42を介して保護基板40を貼り合わせるので、素子基板10におけるカラーフィルター36や有機EL素子30の損傷を防ぐことができる。加えて、有機EL素子30は封止層34だけでなく保護基板40によっても保護されるため、外部から酸素や水分が侵入して有機EL素子30の発光特性や発光寿命に影響を与えることが抑制される。つまり、安定した発光特性や長い発光寿命を有する有機EL装置100を提供あるいは製造することができる。
(第2実施形態)
<有機EL装置とその製造方法>
次に、第2実施形態の有機EL装置について、図17〜図19を参照して説明する。図17は第2実施形態の有機EL装置における画素電極及びカラーフィルターの配置を示す概略平面図、図18は図17のC−C’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図、図19は図17のD−D’線に沿った画素電極のコンタクト部の構造を示す概略断面図である。第2実施形態の有機EL装置200は、上記第1実施形態の有機EL装置100に対して、サブ画素18における特にカラーフィルター36の構成を異ならせたものであり、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。
図17に示すように、本実施形態の有機EL装置200は、X方向とY方向とにマトリックス状に配置された複数のサブ画素18を有する。サブ画素18には、それぞれ有機EL素子30の画素電極31が配置されている。具体的には、X方向に並ぶ、サブ画素18Bには有機EL素子30Bの画素電極31Bが配置され、サブ画素18Gには有機EL素子30Gの画素電極31Gが配置され、サブ画素18Rには有機EL素子30Rの画素電極31Rが配置されている。画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、平面視で長方形であり、長手方向がY方向に沿って配置されている。本実施形態では、画素電極31B,31G,31RのY方向の長さは同じである。また、画素電極31B,31GのX方向の長さは、画素電極31RのX方向の長さよりも短い。
各画素電極31のY方向における一方の端側(図17では上方の端側)に、画素電極31と、前述した駆動用トランジスター23との電気的な接続を図るコンタクト部が設けられている。具体的には、画素電極31Bにはコンタクト部31CBが設けられ、画素電極31Gにはコンタクト部31CGが設けられ、画素電極31Rにはコンタクト部31CRが設けられている。
画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、絶縁膜28によって覆われることで互いに絶縁された状態となっている。具体的には、絶縁膜28は、画素電極31B,31G,31Rにおけるコンタクト部31CB,31CG,31CRを含むそれぞれの周縁部を覆うように設けられている。これにより、画素電極31B,31G,31Rのそれぞれにおいて、コンタクト部31CB,31CG,31CRを除いた画素電極31B,31G,31R上に平面視で長方形の開口部28KB,28KG,28KRが形成されている。なお、開口部28KB,28KG,28KRの形状は長方形であることに限定されない。
本実施形態では、開口部28KB,28KG,28KRのY方向の長さは同じであるが、開口部28KB,28KGのX方向の長さは、開口部28KRのX方向の長さよりも短い。つまり、サブ画素18B,18Gにおける発光面積は、サブ画素18Rの発光面積に比べて小さくなっている。
このようなサブ画素18B,18G,18Rに配置されるカラーフィルター36は、赤色(R)の着色層36R、無着色で透明な透明層36Tを含んで構成されている。具体的には、X方向に隣り合うサブ画素18Bとサブ画素18Gとに跨って透明層36Tが配置され、Y方向に配列する複数のサブ画素18Rに対して着色層36Rが配置されている。つまり、透明層36Tは、X方向に隣り合う画素電極31B(開口部28KB)及び画素電極31G(開口部28KG)と重なるように島状に配置されている。また、透明層36Tは、コンタクト部31CBとコンタクト部31CGとを覆わないように島状に配置されている。着色層36Rは、Y方向に配列する画素電極31R(開口部28KR)と重なるようにY方向に延在してストライプ状に配置され、且つX方向に配列するコンタクト部31CB,31CG,31CRを覆うように配置されている。
サブ画素18Rに対してX方向に隣り合うサブ画素18B及びサブ画素18Gの境界では、透明層36Tと着色層36Rとが重なり合って配置されている。
図18に示すように、有機EL装置200は、充填剤42を介して対向配置されて貼り合わされた素子基板210と保護基板40とを有し、素子基板210のサブ画素18からの発光を保護基板40側から射出させる、トップエミッション方式が採用されている。
素子基板210の基板本体11上には、反射層25、透光層26、有機EL素子30、封止層34、カラーフィルター36がこの順に形成されている。有機EL装置200もまた、上記第1実施形態の有機EL装置100と同様に、サブ画素18に光共振構造が取り入れられている。つまり、反射層25と画素電極31との間の透光層26の膜厚をサブ画素18B,18G,18Rごとに異ならせることにより、サブ画素18Bから470nmをピーク波長とする青色光(B)が発せられ、サブ画素18Gから540nmをピーク波長とする緑色光(G)が発せられ、サブ画素18Rから610nmをピーク波長とする赤色光(R)が発せられる。
有機EL素子30を覆う封止層34上において、隣り合うサブ画素18Bとサブ画素18Gに跨って透明層36Tが配置されている。また、サブ画素18Rに対応して着色層36Rが配置されている。
また、図19に示すように、画素電極31B,31G,31Rのそれぞれと駆動用トランジスター23とを電気的に接続させるコンタクト部31CB,31CG,31CRを覆う封止層34上には、コンタクト部31CB,31CG,31CRに跨るように着色層36Rが配置されている。
このようなカラーフィルター36を備えたサブ画素18を有する有機EL装置200の製造方法は、上記第1実施形態の有機EL装置100の製造方法と基本的に同じ方法を用いている。ただし、ステップS2の透明層形成工程では、X方向に隣り合うサブ画素18Bとサブ画素18Gに跨って透明層36Tを形成する。ステップS3の着色層形成工程では、サブ画素18Rに対して着色層36Rを形成すると共に、コンタクト部31CB,31CG,31CRを覆うように着色層36Rを形成する。他の工程は同一である。
上記第2実施形態の有機EL装置200とその製造方法によれば、上記第1実施形態の効果(2)、(3)に加えて、以下の効果が得られる。
(4)封止層34上において、サブ画素18Rに着色層36Rを形成し、サブ画素18B,18Gに着色層を形成せずに、透明層36Tを形成する。したがって、サブ画素18B,18Gの発光面積がサブ画素18Rよりも小さくても、サブ画素18B,18Gにおける輝度の低下が抑えられ、所望の輝度を有する有機EL装置200を提供あるいは製造することができる。
(5)発光面積が小さいサブ画素18B,18Gに透明層36Tを配置することにより、サブ画素18B,18Gにおける輝度を確保しつつ、有機EL素子30B,30Gに流れる電流量を有機EL素子30Rよりも抑えることが可能となる。したがって、上記第1実施形態の有機EL装置100よりも消費電力を低減させた有機EL装置200を提供あるいは製造することができる。
(6)上記第1実施形態で説明したように、コンタクト部31CB,31CG,31CRは絶縁膜28で覆われるものの、その表面には凹凸が生じている。このようなコンタクト部31CB,31CG,31CRに発光領域から光が入射すると、散乱が生じ易い。このような散乱光が生じても、上記第2実施形態では、コンタクト部31CB,31CG,31CRの上層に着色層36Rが配置されているので、着色層36Rによって散乱光を吸収させることができる。つまり、コンタクト部31CB,31CG,31CRにおける散乱光の影響を低減して、見栄えのよいカラー表示を実現できる。とりわけ、視感度が高い緑色の光を吸収可能な赤色の着色層36R(または青色の着色層36B)をコンタクト部31CB,31CG,31CRの上層に配置することが好ましい。
(第3実施形態)
<有機EL装置とその製造方法>
次に、第3実施形態の有機EL装置について、図20及び図21を参照して説明する。図20は第3実施形態の有機EL装置における画素電極及びカラーフィルターの配置を示す概略平面図、図21は図20のF−F’線に沿ったサブ画素の構造を示す概略断面図である。第3実施形態の有機EL装置300は、上記第1実施形態の有機EL装置100に対して、サブ画素18の配置とカラーフィルター36の構成とを異ならせたものであり、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。
図20に示すように、本実施形態の有機EL装置300は、X方向とY方向とにマトリックス状に配置された複数のサブ画素18を有する。Y方向に複数のサブ画素18Gが配列し、サブ画素18Gに並行してサブ画素18Bとサブ画素18GとがY方向に交互に配列している。X方向において、サブ画素18Bの両側に隣り合ってサブ画素18Gが配置され、同じく、X方向において、サブ画素18Rの両側に隣り合ってサブ画素18Gが配置された状態になっている。有機EL装置300では、Y方向に配列する2つのサブ画素18Gと、これに並行するサブ画素18B及びサブ画素18Rとによって表示単位が構成され、カラー表示がなされる。このようなサブ画素18の配置は、ペンタイル方式と呼ばれている。視感度が高い緑色のサブ画素18Gの数を表示単位において他のサブ画素18B,18Rの数よりも増やすことで、疑似的に高精細な表示が可能とされている。
サブ画素18には、それぞれ有機EL素子30の画素電極31が配置されている。具体的には、X方向に並ぶ、サブ画素18Bには有機EL素子30Bの画素電極31Bが配置され、サブ画素18Gには有機EL素子30Gの画素電極31Gが配置され、サブ画素18Rには有機EL素子30Rの画素電極31Rが配置されている。画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、平面視で長方形であり、長手方向がY方向に沿って配置されている。本実施形態では、画素電極31B,31G,31RのY方向の長さは同じである。また、画素電極31GのX方向の長さは、画素電極31B,31RのX方向の長さよりも短い。
各画素電極31のY方向における一方の端側(図20では上方の端側)に、画素電極31と、前述した駆動用トランジスター23との電気的な接続を図るコンタクト部が設けられている。具体的には、画素電極31Bにはコンタクト部31CBが設けられ、画素電極31Gにはコンタクト部31CGが設けられ、画素電極31Rにはコンタクト部31CRが設けられている。
画素電極31B,31G,31Rのそれぞれは、絶縁膜28によって覆われることで互いに絶縁された状態となっている。具体的には、絶縁膜28は、画素電極31B,31G,31Rにおけるコンタクト部31CB,31CG,31CRを含むそれぞれの周縁部を覆うように設けられている。これにより、画素電極31B,31G,31Rのそれぞれにおいて、コンタクト部31CB,31CG,31CRを除いた画素電極31B,31G,31R上に平面視で長方形の開口部28KB,28KG,28KRが形成されている。なお、開口部28KB,28KG,28KRの形状は長方形であることに限定されない。
本実施形態では、開口部28KB,28KG,28KRのY方向の長さは同じであるが、開口部28KGのX方向の長さは、開口部28KB,28KRのX方向の長さよりも短い。開口部28KBと開口部28KRのX方向の長さは同じである。つまり、サブ画素18Gにおける発光面積は、サブ画素18B,18Rの発光面積に比べて小さくなっている。サブ画素18Bとサブ画素18Rの発光面積は同じである。
このようなサブ画素18B,18G,18Rに配置されるカラーフィルター36は、青色(B)の着色層36B、赤色(R)の着色層36R、無着色で透明な透明層36Tを含んで構成されている。具体的には、Y方向に配列するサブ画素18Gに透明層36Tが配置され、サブ画素18Bに対して着色層36Bが配置され、サブ画素18Rに対して着色層36Rが配置されている。透明層36Tは、画素電極31G(開口部28KG)と重なるように島状に配置されている。また、透明層36Tは、コンタクト部31CGを覆わないように島状に配置されている。着色層36Bは、画素電極31B(開口部28KB)と重なるように配置されている。また、着色層36Bは、コンタクト部31CBを覆わないように島状に配置されている。着色層36Rは、Y方向に配列する画素電極31R(開口部28KR)と重なるように配置され、且つX方向に配列するコンタクト部31CB,31CG,31CRを覆うように配置されている。
サブ画素18Gに対してX方向に隣り合うサブ画素18B及びサブ画素18Rの境界では、透明層36Tの一方の端部と着色層36Bとが重なり、透明層36Tの他方の端部と着色層36Rとが重なり合って配置されている。
図21に示すように、有機EL装置300は、充填剤42を介して対向配置されて貼り合わされた素子基板310と保護基板40とを有し、素子基板310のサブ画素18からの発光を保護基板40側から射出させる、トップエミッション方式が採用されている。
素子基板310の基板本体11上には、反射層25、透光層26、有機EL素子30、封止層34、カラーフィルター36がこの順に形成されている。有機EL装置300もまた、上記第1実施形態の有機EL装置100と同様に、サブ画素18に光共振構造が取り入れられている。つまり、反射層25と画素電極31との間の透光層26の膜厚をサブ画素18B,18G,18Rごとに異ならせることにより、サブ画素18Bから470nmをピーク波長とする青色光(B)が発せられ、サブ画素18Gから540nmをピーク波長とする緑色光(G)が発せられ、サブ画素18Rから610nmをピーク波長とする赤色光(R)が発せられる。
有機EL素子30を覆う封止層34上において、サブ画素18Gに対応して透明層36Tが配置されている。また、サブ画素18Bに対応して着色層36Bが配置され、サブ画素18Rに対応して着色層36Rが配置されている。
このようなカラーフィルター36を備えたサブ画素18を有する有機EL装置300の製造方法は、上記第1実施形態の有機EL装置100の製造方法と基本的に同じ方法を用いている。ただし、ステップS2の透明層形成工程では、サブ画素18Gに透明層36Tを形成する。ステップS3の着色層形成工程では、サブ画素18Rに対して着色層36Rを形成すると共に、コンタクト部31CB,31CG,31CRを覆うように着色層36Rを形成する。その後に、サブ画素18Bに対して着色層36Bを形成する。他の工程は同一である。
上記第3実施形態の有機EL装置300とその製造方法によれば、上記第1実施形態の効果(2)、(3)と、上記第2実施形態の効果(6)に加えて、以下の効果が得られる。
(7)封止層34上において、サブ画素18Bに着色層36Bを形成し、サブ画素18Rに着色層36Rを形成し、サブ画素18Gに着色層を形成せずに、透明層36Tを形成する。したがって、サブ画素18Gの発光面積がサブ画素18Bやサブ画素18Rよりも小さくても、サブ画素18Gにおける輝度の低下が抑えられ、所望の輝度を有するペンタイル方式の有機EL装置300を提供あるいは製造することができる。
(8)発光面積が小さいサブ画素18Gに透明層36Tを配置することにより、サブ画素18Gにおける輝度を確保しつつ、有機EL素子30Gに流れる電流量を有機EL素子30B,30Rよりも抑えることが可能となる。したがって、サブ画素18Gに着色層36Gを配置した場合に比べて、消費電力を低減させたペンタイル方式の有機EL装置300を提供あるいは製造することができる。
本発明において、透明層36Tを配置するサブ画素18は、以下に示す(a)乃至(d)のうち少なくとも一つ技術思想に基づいて選択される。
(a)着色層を配置しなくても取り出される光成分の色純度が他のサブ画素に比べて優れているサブ画素18。
(b)有機EL素子30(発光機能層32)の発光寿命が他のサブ画素に比べて短いサブ画素18。
(c)有機EL素子30(発光機能層32)の発光面積が他のサブ画素18に比べて小さいサブ画素18。
(d)有機EL素子30(発光機能層32)に流す電流密度を他のサブ画素に比べて少なくしたいサブ画素18。換言すれば、有機EL素子30(発光機能層32)の発光面積が他のサブ画素18に比べて大きいサブ画素18。
上記(a)〜(d)のサブ画素18に対して透明層36Tを配置しなくても、上述した実施形態における効果のうちの少なくとも1つを達成することは可能であるが、透明層36Tを配置しない場合、素子基板10と保護基板40とを充填剤42を介して貼り合わせる際に、透明層36Tが配置されていないサブ画素18において、充填剤42を充分に充填することができずに気泡を含んだ状態で素子基板10と保護基板40とが貼り合わされるおそれがある。サブ画素18において発光領域に気泡が含まれると、気泡により発光が散乱して光学特性の低下を招く。これに対して、上記実施形態では、透明層36Tが配置されることから、気泡を含んだ状態で素子基板10と保護基板40とが貼り合わされることを回避することができるという効果が得られる。
また、表示単位の画素において、着色層に替えて透明層36Tを配置するサブ画素18が増えるにしたがって、カラーフィルター形成工程における露光・現像の負荷が減少する。これにより、有機EL素子30を覆う封止層34が、現像液や洗浄液などに触れる機会が減少することから、有機EL素子30に酸素や水分などが侵入することが低減される。ゆえに、有機EL装置において優れた発光特性や発光寿命を実現できるという効果も得られる。
(第4実施形態)
<電子機器>
次に、本実施形態の有機EL装置を備えた電子機器としてヘッドマウントディスプレイ(HMD)を例に挙げ、図22を参照して説明する。
図22は、電子機器の一例としてのヘッドマウントディスプレイの概略図である。
図22に示すように、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はヘッドマウントディスプレイ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、上述した第1実施形態から第3実施形態に係る有機EL装置のいずれかが搭載されている。上記実施形態では、異なる発光色が得られるサブ画素18B,18G,18Rのうちいずれかの着色層が省略され透明層36Tが配置されている。したがって、表示部1001に上記実施形態に係る有機EL装置を搭載することによって、サブ画素18における所望の輝度が実現され、優れた表示品質を有すると共に、消費電力が低減されたヘッドマウントディスプレイ1000を提供することができる。
なお、上述した第1実施形態から第3実施形態に係る有機EL装置のいずれか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(HUD)や、デジタルカメラの電子ビューファインダー(EVF)、携帯型情報端末、ナビゲーターなどの表示部を有する電子機器に搭載してもよい。
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲およ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有機EL装置および該有機EL装置の製造方法ならびに該有機EL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)ペンタイル方式のサブ画素18の配置は、上記第3実施形態の有機EL装置300におけるサブ画素18の配置に限定されない。図23は変形例の有機EL装置におけるサブ画素の配置を示す概略平面図である。図23に示すように、変形例の有機EL装置400は、X方向とY方向とにマトリックス状に配置された複数のサブ画素18を有する。X方向にサブ画素18Rとサブ画素18Gとが交互に配置されたG,R行と、X方向にサブ画素18Bとサブ画素18Wとが交互に配置されたB,W行と、を含み、G,R行とB,W行とがY方向に交互に配列している。サブ画素18Bには着色層36Bが配置され、サブ画素18Gには着色層36Gが配置され、サブ画素18Rには着色層36Rが配置される。サブ画素18Wには透明層36Tが島状に配置される。サブ画素18Bから青色光(B)が射出され、サブ画素18Gから緑色光(G)が射出され、サブ画素18Rから赤色光(R)が射出される。サブ画素18Wからは白色光(W)が射出される。
変形例の有機EL装置400では、4つのサブ画素18B,18G,18R,18Wによって表示単位が構成され、カラー表示がなされる。なお、各サブ画素18B,18G,18R,18Wにおける画素電極31B,31G,31R,31Wの開口部28KB,28KG,28KR,28KWの大きさは適宜設定することができる。また、サブ画素18B,18G,18R,18Wに配置された有機EL素子30B,30G,30R,30Wの発光機能層32からは白色発光が得られる構成となっている。これによれば、白色発光が取り出されるサブ画素18Wを備えていることから、より明るい表示が可能となる。
(変形例2)上記第1実施形態から上記第3実施形態に係る有機EL装置において、光共振構造は、透光層26の膜厚をサブ画素18B,18G,18Rごとに異ならせることに限定されない。例えば、画素電極31B,31G,31Rの膜厚をサブ画素18B,18G,18Rごとに異ならせてもよし、画素電極31B,31G,31R及び透光層26のそれぞれの膜厚を調整してサブ画素18B,18G,18Rごとに異ならせてもよい。
(変形例3)上記第1実施形態から上記第3実施形態及び変形例に係る有機EL装置において、光共振構造は必須ではない。例えば、サブ画素18B,18G,18R,18Wごとに所望の波長範囲の発光が得られる有機EL素子を独立して配置してもよい。
(変形例4)画素電極31のコンタクト部の上層に配置される着色層は、赤色の着色層36Rに限定されず、他の色の着色層を配置してもよいし、異なる色の着色層を配置してもよい。また、異なる色の着色層同士が一部で重なり合った状態で、コンタクト部の上層に配置されていてもよい。
(変形例5)透明層36Tを配置するサブ画素18は、3色(B,G,R)のうち少なくとも1色でよい。また、サブ画素18が4色以上で構成される場合、1色のサブ画素18に着色層を配置し、他の色のサブ画素18に透明層36Tを配置してもよい。
10…第1基板としての素子基板、23…駆動用トランジスター、25…反射層、26…透光層、30,30B,30G,30R,30W…有機EL素子、31,31B,31G,31R,31W…画素電極、31CB,31CG,31CR,31CW…コンタクト部、32…発光機能層、33…対向電極、34…封止層、36…カラーフィルター、36B,36G,36R…着色層、36K,36T…透明層、36P,36PG…感光性樹脂層、40…第2基板としての保護基板、42…充填剤、100,200,300,400…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(HMD)。

Claims (13)

  1. 第1基板と、
    前記第1基板に設けられた、第1有機EL素子及び第2有機EL素子と、
    前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子を覆う封止層と、
    前記封止層上に設けられたカラーフィルターと、
    前記カラーフィルター上に設けられた充填剤と、
    前記カラーフィルター上に前記充填剤を介して配置された光透過性の第2基板と、を備え、
    前記カラーフィルターは、前記第1有機EL素子と平面視で重なる着色層と、前記第2有機EL素子と平面視で重なる透明層とを含み、
    前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子は、前記第1基板上において一の方向に隣り合って配置され、
    前記透明層は、前記一の方向における前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子との間で前記着色層に接して設けられ、
    前記着色層は、前記一の方向における前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子との間で、前記透明層の一部を覆うように設けられ、
    前記着色層及び前記透明層は、前記充填剤と接するように形成されることを特徴とする有機EL装置。
  2. 前記第1有機EL素子を有する第1画素と、前記第2有機EL素子を有する第2画素と、を備え、
    前記第2画素は、青色光を発することを特徴とする請求項1に記載の有機EL装置
  3. 前記第1基板に設けられ、前記第1有機EL素子に第1コンタクト部を介して接続された第1駆動用トランジスターと、前記第2有機EL素子に第2コンタクト部を介して接続された第2駆動用トランジスターと、を備え、
    前記着色層は、平面視で前記第1コンタクト部と前記第2コンタクト部とに重なって設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL装置。
  4. 前記着色層及び前記透明層の主成分は、光透過性の感光性樹脂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有機EL装置。
  5. 前記感光性樹脂は、感光性アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の有機EL装置。
  6. 前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子のそれぞれは、光透過性を有する画素電極と、光透過性と反射性とを兼ね備える対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された発光機能層とを含み、
    前記第1基板の基板本体と前記画素電極との間に設けられた反射層を備え、
    前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子とにおいて、前記反射層から前記対向電極までの光学的な距離が異な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有機EL装置。
  7. 前記第1有機EL素子の発光面積に対して、前記第2有機EL素子の発光面積が小さいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の有機EL装置。
  8. 前記第1有機EL素子の発光面積に対して、前記第2有機EL素子の発光面積が大きいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の有機EL装置。
  9. 第1基板上に第1有機EL素子と第2有機EL素子とを形成する工程と、
    前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子を覆う封止層を形成する工程と、
    前記封止層上において、平面視で前記第1有機EL素子と重なる位置に着色層を形成すると共に、平面視で前記第2有機EL素子と重なる位置に透明層を形成するカラーフィルター形成工程と、
    前記着色層及び前記透明層を覆うように充填剤を塗布する工程と、
    前記第1基板に前記充填剤を介して光透過性の第2基板を貼り合わせる工程と、を備え、
    前記カラーフィルター形成工程では、前記透明層を形成し、その後に前記透明層の一部を覆うように前記着色層を形成し、
    前記充填剤を形成する工程では、前記着色層及び前記透明層に接するように前記充填剤を形成することを特徴とする有機EL装置の製造方法。
  10. 前記カラーフィルター形成工程では、色材を含む感光性樹脂層を形成して露光・現像することにより前記着色層を形成し、色材を含まない感光性樹脂層を形成して露光・現像することにより前記透明層を形成することを特徴とする請求項に記載の有機EL装置の製造方法。
  11. 前記第1基板に第1駆動用トランジスター及び第2駆動用トランジスターを形成する工程と、
    前記第1駆動用トランジスター及び第2駆動用トランジスターを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
    前記層間絶縁膜に、前記第1駆動用トランジスターと前記第1有機EL素子とを接続させる第1コンタクト部を形成すると共に、前記第2駆動用トランジスターと前記第2有機EL素子とを接続させる第2コンタクト部を形成する工程と、を備え、
    前記カラーフィルター形成工程では、平面視で前記第1コンタクト部と前記第2コンタクト部とに重なるように前記着色層を形成することを特徴とする請求項または10に記載の有機EL装置の製造方法。
  12. 前記第1有機EL素子及び前記第2有機EL素子のそれぞれは、光透過性を有する画素電極と、光透過性と反射性とを兼ね備える対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に配置された発光機能層とを含み、
    前記第1基板の基板本体と前記画素電極との間に反射層を形成する工程と、
    前記反射層と前記画素電極との間に透光層を形成する工程と、を備え、
    前記第1有機EL素子と前記第2有機EL素子とにおいて、前記反射層から前記対向電極までの光学的な距離が異なるように前記画素電極及び前記透光層のうち少なくとも一方の膜厚を調整して形成することを特徴とする請求項乃至11のいずれか一項に記載の有機EL装置の製造方法。
  13. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の有機EL装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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