JP6930092B2 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器 - Google Patents
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Description
以下、本実施形態に係る電気光学装置1を説明する。
図1は、本実施形態に係る電気光学装置1の構成の一例を示すブロック図である。
図1に例示するように、電気光学装置1は、複数の画素Pxを有する表示パネル10と、表示パネル10の動作を制御する制御回路20とを備える。
制御回路20は、同期信号に基づいて、表示パネル10の動作を制御するための制御信号Ctrを生成し、生成した制御信号Ctrを表示パネル10に対して供給する。また、制御回路20は、画像データVideoに基づいて、アナログの画像信号Vidを生成し、生成した画像信号Vidを表示パネル10に対して供給する。ここで、画像信号Vidとは、各画素Pxが画像データVideoの指定する階調を表示するように、当該画素Pxが備える発光素子の輝度を規定する信号である。
なお、以下では、複数の画素Px、複数の走査線13、及び、複数のデータ線14を互いに区別するために、+Y方向から−Y方向(以下、+Y方向及び−Y方向を「Y軸方向」と総称する)に向けて順番に、第1行、第2行、…、第M行と称し、−X方向から+X方向(以下、+X方向及び−X方向を「X軸方向」と総称する)に向けて順番に、第1列、第2列、…、第N列と称する。
なお、本実施形態では、制御回路20が出力する画像信号Vidはアナログの信号であるが、制御回路20が出力する画像信号Vidはデジタルの信号であってもよい。この場合、データ線駆動回路112は、画像信号VidをD/A変換し、アナログのデータ信号Vd[1]〜Vd[N]を生成する。
なお、詳細は後述するが、画素PxRが有する発光素子3(以下、発光素子3Rと称する)には、赤色のカラーフィルター8Rが重ねて配置され、画素PxGが有する発光素子3(以下、発光素子3Gと称する)には、緑色のカラーフィルター8Gが重ねて配置され、画素PxBが有する発光素子3(以下、発光素子3Bと称する)には、青色のカラーフィルター8Bが重ねて配置される。このため、画素PxR、画素PxG、及び、画素PxBにより、フルカラーの表示が可能となる。
本実施形態において、発光素子3Gは、「第1の発光素子」の一例であり、発光素子3Gに対応して設けられるカラーフィルター8Gは、「第1のカラーフィルター」の一例である。また、第1の発光素子である発光素子3Gと+X方向に隣り合う発光素子3Bまたは−X方向に隣り合う発光素子3Rの一方は、「第2の発光素子」の一例であり、第2の発光素子に対応して設けられるカラーフィルター、すなわち、カラーフィルター8Bまたはカラーフィルター8Rの一方は、「第2のカラーフィルター」の一例である。
トランジスター42は、ゲートが、トランジスター41のソースまたはドレインの他方と、保持容量43の一方の電極と、に電気的に接続され、ソースまたはドレインの一方が、画素回路100の高電位側の電源電位である電位Velに設定された給電線15に電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が、画素電極31に電気的に接続されている。
保持容量43は、保持容量43が有する2つの電極のうち一方の電極が、トランジスター41のソースまたはドレインの他方と、トランジスター42のゲートと、に電気的に接続され、保持容量43が有する2つの電極のうち他方の電極が、給電線15に電気的に接続されている。保持容量43は、トランジスター42のゲートの電位を保持する保持容量として機能する。
その後、走査線駆動回路111が、第m行の走査線13の選択を解除して、トランジスター41がオフした場合、トランジスター42のゲートの電位は、保持容量43により保持される。このため、発光素子3は、トランジスター41がオフした後も、データ信号Vd[n]に応じた輝度で発光することができる。
以下、図3及び図4を参照しつつ、本実施形態に係る表示部12の構成を説明する。
具体的には、図3は、電気光学装置1が光を出射する方向である+Z方向(以下、+Z方向及び−Z方向を「Z軸方向」と総称する)から、表示部12の一部を平面視した場合を例示している。なお、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向に交差する方向である。
なお、第1のカラーフィルターの一例であるカラーフィルター8Gを透過する緑色光は、「第1の波長領域の光」の一例である。また、第2のカラーフィルターの一例であるカラーフィルター8Bまたはカラーフィルター8Rを透過する光、すなわち、青色光または赤色光の一方は、「第2の波長領域の光」の一例である。すなわち、本実施形態では、第1の波長領域の光は、第2の波長領域の光よりも、視感度が高い。
保護基板9は、接着層90の+Z側に配置される透明な基板である。保護基板9としては、例えば、石英基板やガラス基板等を採用することができる。
反射層51は、発光層30の発光素子3から出射された光を+Z方向側に反射するための構成要素である。反射層51は、反射率の高い材料、例えば、アルミニウムや銀等を用いて形成される。反射層51の+Z側には、距離調整層52が積層されている。
距離調整層52は、発光層30の発光素子3と反射層51との間の光学的距離を調整するための、絶縁性の透明層である。距離調整層52は、絶縁性の透明材料、例えば、酸化シリコン(SiOx)等を用いて形成される。距離調整層52の+Z側には、発光層30が積層されている。
画素電極31は、画素Px毎に個別に島状に形成された、導電性を有する透明層である。画素電極31は、導電性の透明材料、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)等を用いて形成される。
絶縁膜34は、各画素電極31の周縁部を覆うように配置された、絶縁性の構成要素である。絶縁膜34は、絶縁性の材料、例えば、酸化シリコン等を用いて形成される。
対向電極33は、複数の画素Pxに跨るように配置された、光透過性と光反射性とを有する導電性の構成要素である。対向電極33は、例えば、MgとAgとの合金等を用いて形成される。
発光機能層32は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、及び、電子輸送層を備え、複数の画素Pxに跨るように配置されている。上述のとおり、発光機能層32は、画素電極31のうち絶縁膜34により覆われていない部分から正孔が供給され、白色に発光する。すなわち、平面視した場合に、発光層30のうち、画素電極31が絶縁膜34により覆われていない部分が、発光素子3に該当する。換言すれば、絶縁膜34は、互いに隣り合う2個の発光素子3を区画する「区画部」として機能する。
また、本実施形態では、平面視した場合に、発光素子3が設けられる部分を、画素Pxと看做すこととする。換言すれば、平面視した場合に、絶縁膜34は、表示部12の有する複数の画素Pxを互いに区画するように配置される。なお、発光素子3から出射される白色の光とは、赤色の光、緑色の光、及び、青色の光を含む光である。
本実施形態では、一例として、画素PxRにおいては、610nmの波長の光の強度が強められ、画素PxGにおいては、540nmの波長の光の強度が強められ、画素PxBにおいては、470nmの波長の光の強度が強められるように、画素Px毎に距離調整層52の膜厚が設定される。このため、本実施形態において、画素PxRからは、610nmの波長の光の輝度が最大となる赤色光が出射され、画素PxGからは、540nmの波長の光の輝度が最大となる緑色光が出射され、画素PxBからは、470nmの波長の光の輝度が最大となる青色光が出射されることになる。
なお、画素PxGに設けられた光共振構造、すなわち、発光素子3Gと反射層51と距離調整層52とを含む光共振構造を、共振構造35Gと称する。共振構造35Gは、第1の発光素子を含み、第1の波長領域の光の強度を強める「第1の共振器」の一例である。また、画素PxBに設けられた光共振構造、すなわち、発光素子3Bと反射層51と距離調整層52とを含む光共振構造を、共振構造35Bと称する。また、画素PxRに設けられた光共振構造、すなわち、発光素子3Rと反射層51と距離調整層52とを含む光共振構造を、共振構造35Rと称する。共振構造35Bまたは共振構造35Rの一方は、第2の発光素子を含み、第2の波長領域の光の強度を強める「第2の共振器」の一例である。
下側封止層61及び上側封止層63は、複数の画素Pxに跨るように配置された、絶縁性を有する透明層である。下側封止層61及び上側封止層63は、水分や酸素等の発光層30への侵入を抑止するための構成要素であり、例えば、酸化シリコン(SiOx)、窒化シリコン(SiNx)、または、酸化アルミニウム(AlxOy)等の無機材料を用いて形成される。
平坦化層62は、複数の画素Pxに跨るように配置された透明層であり、平坦な上面(+Z側の面)を提供するための構成要素である。平坦化層62は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、若しくは、シリコン樹脂等の樹脂材料、または、シリコン酸化物等の無機材料を用いて形成される。
図4に示すように、カラーフィルター8Gは、発光素子3Gの+Z側において、平面視して発光素子3Gを覆うように、上側封止層63上に形成される。また、カラーフィルター8Bは、発光素子3Bの+Z側において、平面視して発光素子3Bを覆うように、上側封止層63とカラーフィルター8Gとの上に形成される。また、カラーフィルター8Rは、発光素子3Rの+Z側において、平面視して発光素子3Rを覆うように、上側封止層63とカラーフィルター8Gとカラーフィルター8Rとの上に形成される。
なお、カラーフィルター8Rは、赤色の色材を含む感光性樹脂材料から形成され、カラーフィルター8Gは、緑色の色材を含む感光性樹脂材料から形成され、カラーフィルター8Bは、青色の色材を含む感光性樹脂材料から形成される。
図5は、図4に示す部分断面図のうち、画素PxRの断面と画素PxGの断面とを含む部分を抜粋した図である。
また、以下では、各画素Pxが備えるカラーフィルターのZ軸方向の厚さの最大値を厚さZcと称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、画素PxRに対応する厚さZcを厚さZcRと称し、画素PxGに対応する厚さZcを厚さZcGと称し、画素PxBに対応する厚さZcを厚さZcBと称する。
また、以下では、各画素Pxに対応する厚さZa及び厚さZcの和を厚さZtと称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、画素PxRに対応する厚さZtを厚さZtRと称し、画素PxGに対応する厚さZtを厚さZtGと称し、画素PxBに対応する厚さZtを厚さZtBと称する。
また、以下では、互いに隣り合う2個の発光素子3の間の間隔を間隔Xw(「素子間距離」の一例)と称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、互いに隣り合う発光素子3R及び発光素子3Gの間隔Xwを間隔XwRGと称し、互いに隣り合う発光素子3G及び発光素子3Bの間隔Xwを間隔XwGBと称し、互いに隣り合う発光素子3B及び発光素子3Rの間隔Xwを間隔XwBRと称する。
また、以下では、各画素Pxが備える発光素子3の+X側の端部から出射された光であって、当該画素Pxが備えるカラーフィルター及び保護基板9を透過する光のうち最も+X方向に広がる光、または、当該画素Pxが備える発光素子3の−X側の端部から出射された光であって、当該画素Pxが備えるカラーフィルター及び保護基板9を透過する光のうち最も−X方向に広がる光を、光Lxと称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、画素PxRに対応する光Lxを光LxRと称し、画素PxGに対応する光Lxを光LxGと称し、画素PxBに対応する光Lxを光LxBと称する。
また、以下では、各画素Pxから出射される光Lxが、当該画素Pxの備える発光素子3からZ軸方向に厚さZaだけ離れた位置に到達した場合の、当該位置と発光素子3と間のX軸方向の幅を幅Xaと称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、画素PxRに対応する幅Xaを幅XaRと称し、画素PxGに対応する幅Xaを幅XaGと称し、画素PxBに対応する幅Xaを幅XaBと称する。
また、以下では、発光素子3から出射された光LxとZ軸方向とのなす角を角度θaと称し、保護基板9を透過した後の光LxとZ軸方向とのなす各を角度θoと称する。そして、RGBによる区別が必要な場合には、画素PxRに対応する角度θa及び角度θoを、それぞれ、角度θaR及び角度θoRと称し、画素PxGに対応する角度θa及び角度θoを、それぞれ、角度θaG及び角度θoGと称し、画素PxBに対応する角度θa及び角度θoを、それぞれ、角度θaB及び角度θoBと称する。
条件1: 隣り合う2個の発光素子3間の間隔Xwが1.5μm以下であること
条件2: 各画素Pxの視野角が10度以上であること
ここで、画素Pxの視野角とは、当該画素Pxが備える発光素子3から出射された光であって、当該画素Pxが備えるカラーフィルター及び保護基板9を透過する光の進行方向とZ軸方向とのなす角度の最大値である。
本実施形態では、説明の便宜上、画素Pxの角度θoを画素Pxの視野角と看做すことで、上述した条件2を以下の条件2Aとして具体化する。すなわち、本実施形態では、電気光学装置1が、条件1及び以下の条件2Aを充足することとする。
条件2A: 各画素Pxの角度θoが10度以上であること
条件2B: 各画素Pxの角度θoが8度以上であること
以下、図6乃至図9を参照しつつ、本実施形態に係る電気光学装置1の製造方法の一例を説明する。
以下では、上記ステップS1〜S8のうち、カラーフィルター層8の製造工程であるステップS5〜S7の一例について説明する。
以上において説明したように、本実施形態では、発光素子3の間隔Xwを1.5μm以下とし、発光素子3及びカラーフィルター層8の間の封止層60の厚さZaを、間隔Xwの5倍以下または6倍以下とする。このため、本実施形態に係る電気光学装置1においては、各画素Pxにおいて10度以上の視野角を確保することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、画素Pxを狭ピッチで設ける場合であっても、十分な視野角を確保することが可能となる。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
上述した実施形態では、表示部12において、カラーフィルター層8が封止層60の全部を覆うように形成されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、表示部12において、封止層60及びカラーフィルター層8の間に、凸状パターン7(「凸部」の一例)を形成してもよい。
図10に示すように、本変形例に係る表示部12には、X軸方向に隣り合う2個の発光素子3の間に、Y軸方向に延在する複数の凸状パターン7が設けられる。より具体的には、本変形例に係る表示部12には、第1列から第N列のN列の画素Pxを互いに区分するように、(N−1)列の凸状パターン7が設けられる。但し、第1列よりも−X側、及び、第N列よりも+X側のうち、一方または双方に凸状パターン7を設けてもよい。
凸状パターン7は、封止層60上に形成される、透明な構成要素であり、封止層60に接する平坦な底面71と、カラーフィルター層8に接する曲面状の上面72と、を有する。なお、図11に示す凸状パターン7の形状は一例であり、凸状パターン7の上面72は、多面体であってもよく、角を有する形状であってもよい。
凸状パターン7は、色材を含まない透明な感光性樹脂材料、例えば、アクリル系樹脂を用いて形成される。つまり、凸状パターン7の材料として採用される感光性樹脂材料は、カラーフィルター層8の主材料と同一の材料である。
上述した実施形態及び変形例では、カラーフィルター8Gを形成した後に、カラーフィルター8Bを形成し、カラーフィルター8Bを形成した後に、カラーフィルター8Rを形成するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、カラーフィルター8R、8G、8Bの形成順は任意である。
上述した実施形態及び変形例では、緑色光を第1の波長領域の光の一例とし、青色光または赤色光を第2の波長領域の光の一例としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第1の波長領域の光及び第2の波長領域の光は、互いに異なる色を有する可視光であればよい。そして、第1の発光素子を含む第1の共振器は、第1の波長領域の光を出射する光共振構造であればよく、第2の発光素子を含む第2の共振器は、第2の波長領域の光を出射する光共振構造であればよい。また、第1のカラーフィルターは、第1の波長領域の光を透過するカラーフィルターであればよく、第2のカラーフィルターは、第2の波長領域の光を透過するカラーフィルターであればよい。
上述した実施形態及び変形例では、「条件1」として、隣り合う発光素子3間の間隔Xwが1.5μm以下であることとしたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、間隔Xwが1.0μm以下であることを「条件1」としてもよいし、間隔Xwが0.7μm以下であることを「条件1」としてもよい。例えば、間隔Xwが1.0μm以下である場合、厚さZaは、少なくとも6.0μm以下であることが必要であり、5.0μm以下であることが好ましい。間隔Xwが0.7μm以下である場合、厚さZaは、少なくとも4.2μm以下であることが必要であり、3.5μm以下であることが好ましい。
なお、間隔XwRG、間隔XwGB、及び、間隔XwBRが互いに異なる長さであってもよい。
上述した実施形態及び変形例に係る電気光学装置1は、各種の電子機器に適用することができる。以下、本発明に係る電子機器について説明する。
図13は、電気光学装置1を採用した可搬型のパーソナルコンピューター400の斜視図である。パーソナルコンピューター400は、各種の画像を表示する電気光学装置1と、電源スイッチ401及びキーボード402が設けられた本体部403と、を備える。
なお、本発明に係る電気光学装置1が適用される電子機器としては、図12及び図13に例示した機器のほか、携帯電話機、スマートフォン、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)、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、車載用の表示器(インパネ)、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端末等が挙げられる。更に、本発明に係る電気光学装置1は、プリンター、スキャナー、複写機、及び、ビデオプレーヤー等の電子機器に設けられる表示部として適用することができる。
Claims (8)
- 互いに隣り合う第1の発光素子及び第2の発光素子を含む発光層と、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子から出射された光を反射する反射層と、
前記第1の発光素子と前記反射層との間に設けられ、前記第1の発光素子の陰極と前記反射層との間の距離を調整する第1の距離調整層と、
前記第2の発光素子と前記反射層との間に設けられ、前記第2の発光素子の陰極と前記反射層との間の距離を調整する前記第1の距離調整層よりも厚い第2の距離調整層と、
前記第1の発光素子に対応して設けられた第1のカラーフィルター、及び、前記第2の発光素子に対応して設けられた第2のカラーフィルターを含むカラーフィルター層と、
を備え、
前記第1の発光素子に対応する第1の画素の面積は、前記第2の発光素子に対応する第2の画素の面積と異なり、
平面視で前記第1の画素と前記第2の画素との間において、前記第1のカラーフィルターの端部は、前記第2のカラーフィルターの端部と重なっており、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の間の素子間距離は、1.5μm以下であり、
前記発光層及び前記カラーフィルター層の間の距離は、前記素子間距離の6倍以下である、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1の発光素子を含み、第1の波長領域の光の強度を強める第1の共振器と、
前記第2の発光素子を含み、第2の波長領域の光の強度を強める第2の共振器と、
を備え、
前記第1のカラーフィルターは、前記第1の波長領域の光を透過し、
前記第2のカラーフィルターは、前記第2の波長領域の光を透過する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記カラーフィルター層を覆う充填層と、
前記充填層を覆う保護基板と、
を備え、
前記第1の発光素子から出射された光であって、前記第1のカラーフィルター及び前記充填層を透過した後に前記保護基板を透過した光の進行方向と、前記保護基板に垂直な方向と、のなす角の最大値は、10度以上である、
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。 - 前記カラーフィルター層を覆う充填層を備え、
前記発光層及び前記充填層の間の距離は、前記素子間距離の9倍以下である、
ことを特徴とする、請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の電気光学装置。 - 前記第2のカラーフィルターは、前記第1のカラーフィルターの少なくとも一部の上に形成され、
前記第1のカラーフィルターを透過する光は、前記第2のカラーフィルターを透過する光よりも視感度が高い、
ことを特徴とする、請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の電気光学装置。 - 前記発光層及び前記カラーフィルター層の間に形成された封止層と、
前記封止層及び前記カラーフィルター層の間であって、前記第1のカラーフィルター及び前記第2のカラーフィルターの間に形成された凸部と、
を備える、
ことを特徴とする、請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の電気光学装置。 - 互いに隣り合う第1の発光素子及び第2の発光素子を含む発光層を形成するステップと、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子から出射された光を反射する反射層を形成するステップと、
前記第1の発光素子と前記反射層との間に設けられ、前記第1の発光素子の陰極と前記反射層との間の距離を調整する第1の距離調整層を形成するステップと、
前記第2の発光素子と前記反射層との間に設けられ、前記第2の発光素子の陰極と前記反射層との間の距離を調整する前記第1の距離調整層よりも厚い第2の距離調整層を形成するステップと、
前記第1の発光素子に対応する第1のカラーフィルター、及び、前記第2の発光素子に対応する第2のカラーフィルターを含むカラーフィルター層を形成するステップと、
を備え、
前記第1の発光素子に対応する第1の画素の面積は、前記第2の発光素子に対応する第2の画素の面積と異なり、
平面視で前記第1の画素と前記第2の画素との間において、前記第1のカラーフィルターの端部は、前記第2のカラーフィルターの端部と重なっており、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の間の素子間距離は、1.5μm以下であり、
前記発光層及び前記カラーフィルター層の間の距離は、前記素子間距離の6倍以下である、
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の電気光学装置を備える、
ことを特徴とする電子機器。
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