JP7226419B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。

有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等の発光素子を有する表示装置等の電気光学装置が知られている。

特許文献１に記載の表示装置は、発光素子と、発光素子の上方に配置される保護膜とを有する。保護膜は、窒化ケイ素をＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により成膜することで形成される。また、当該発光素子の一部の領域には、他の領域に対して突出した凸部が存在する。保護膜の上面の形状は、当該凸部の凸形状に応じたほぼ球面上の凸形状である。このため、保護膜の上面が集光レンズとして機能する。

国際公開第２０１８／１３９１７１号公報

しかし、保護膜の下方に凸部が存在する場合、当該凸部が核になり、保護層に封止欠陥が発生するおそれがある。この結果、発光素子を保護するための保護層の機能が低下するおそれがある。また、凸部を設けずに従来の保護層にレンズをエッチングにより形成する場合、従来の保護層の構成ではエッチングによりレンズを形成することが難しい。それゆえ、従来の構成では、優れた封止性能と、レンズの機能を有することによる光の取り出し効率または視野角特性の向上との両立を実現することが難しい。

本発明の電気光学装置の一態様は、電気光学装置は、発光素子と、前記発光素子に対応する着色層と、前記発光素子と前記着色層との間に配置され、曲面状のレンズ面を有する第１無機絶縁膜と、前記発光素子と前記第１無機絶縁膜との間で、前記第１無機絶縁膜に接するように配置される第２無機絶縁膜と、前記発光素子と前記第２無機絶縁膜との間で、前記第２無機絶縁膜に接するように配置される第３無機絶縁膜と、前記発光素子と前記第３無機絶縁膜との間で、前記第３無機絶縁膜に接するように配置される第４無機絶縁膜と、前記発光素子と前記第４無機絶縁膜との間で、前記第４無機絶縁膜および前記発光素子に接するように配置される第５無機絶縁膜と、を備え、前記第２無機絶縁膜のエッチングレートは、前記第１無機絶縁膜のエッチングレートよりも低く、前記第２無機絶縁膜および前記第４無機絶縁膜の各膜密度のそれぞれは、前記第１無機絶縁膜、前記第３無機絶縁膜および前記第５無機絶粘膜の各膜密度よりも大きく、前記第１無機絶縁膜の厚さは、前記第３無機絶縁膜の厚さよりも厚く、前記第５無機絶縁膜の厚さは、前記第３無機絶縁膜の厚さよりも厚い。

本発明の電子機器の一態様は、前述の電気光学装置と、前記電気光学装置の動作を制御する制御部と、を有する。

第１実施形態の電気光学装置を模式的に示す平面図である。 図１に示すサブ画素の等価回路図である。 素子基板の一部を示す断面図である。 図３に示すレンズを透過する光を説明するための図である。 光の出射角と輝度との関係を示すグラフである。 第１実施形態における電気光学装置の製造方法のフローである。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 樹脂層形成工程を説明するための図である。 カラーフィルター形成工程を説明するための図である。 第２実施形態の電気光学装置を示す断面図である。 図１３に示すレンズを透過する光を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 第１無機絶縁膜形成工程を説明するための図である。 樹脂層形成工程を説明するための図である。 カラーフィルター形成工程を説明するための図である。 電子機器の一例である虚像表示装置の一部を模式的に示す平面図である。 電子機器の一例であるパーソナルコンピューターを示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法や縮尺は実際のものと適宜異なり、理解を容易にするために模式的に示す部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

１．電気光学装置１００
１Ａ．第１実施形態
１Ａ－１．電気光学装置１００の全体構成
図１は、第１実施形態の電気光学装置１００を模式的に示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向とし、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向とする。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向とし、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向とする。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向とし、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向とする。Ｚ１方向またはＺ２方向から電気光学装置１００をみることを「平面視」とする。

図１に示す電気光学装置１００は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）を利用してフルカラーの画像を表示する有機ＥＬ装置である。なお、画像には、文字情報のみを表示するものが含まれる。電気光学装置１００は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ等に好適に用いられるマイクロディスプレイである。

電気光学装置１００は、画像を表示する表示領域Ａ１０と、平面視で表示領域Ａ１０の周囲を囲む周辺領域Ａ２０と、を有する。図１に示す例では、表示領域Ａ１０の平面視での形状が四角形であるが、これに限定されず、他の形状でもよい。

表示領域Ａ１０は、複数の画素Ｐを有する。各画素Ｐは、画像の表示における最小単位である。本実施形態では、複数の画素Ｐは、Ｘ１方向およびＹ２方向に行列状に配置される。各画素Ｐは、赤色の波長域の光が得られるサブ画素ＰＲと、青色の波長域の光が得られるサブ画素ＰＢと、緑色の波長域の光が得られるサブ画素ＰＧと、を有する。サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲによって、カラー画像の１つの画素Ｐが構成される。以下では、サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲを区別しない場合、サブ画素Ｐ０と表記する。サブ画素Ｐ０は、画素Ｐを構成する要素であり、独立して制御される最小単位である。図示の例では、サブ画素Ｐ０の配列は、ストライプ配列である。

なお、赤色の波長域は、５８０ｎｍを超え、７００ｎｍ以下である。緑色の波長域は、５００ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下である。青色の波長域は、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ未満である。

電気光学装置１００は、素子基板１と、光透過性を有する光透過性基板７とを有する。電気光学装置１００は、いわゆるトップエミッション構造であり、光透過性基板７から光を発する。なお、素子基板１と光透過性基板７とが重なる方向は、Ｚ１方向またはＺ２方向と一致する。また、光透過性とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。

素子基板１は、データ線駆動回路１０１と、走査線駆動回路１０２と、制御回路１０３と、複数の外部端子１０４とを有する。データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、制御回路１０３および複数の外部端子１０４は、周辺領域Ａ２０に配置される。データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０２は、複数のサブ画素Ｐ０を構成する各部の駆動を制御する周辺回路である。制御回路１０３は、画像の表示を制御する。制御回路１０３には、図示しない上位回路から画像データが供給される。制御回路１０３は、当該画像データに基づく各種信号をデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０２に供給する。図示しないが、外部端子１０４には、上位回路との電気的な接続を図るためのＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板等が接続される。また、素子基板１には、図示しない電源回路が電気的に接続される。

光透過性基板７は、素子基板１が有する後述の発光部２およびカラーフィルター６を保護するカバーである。光透過性基板７は、例えば、ガラス基板または石英基板で構成される。

図２は、図１に示すサブ画素Ｐ０の等価回路図である。素子基板１には、複数の走査線１３、複数のデータ線１４、複数の給電線１５および複数の給電線１６が設けられる。図２では、１つのサブ画素Ｐ０とこれに対応する要素とが代表的に図示される。

走査線１３はＸ１方向に延び、データ線１４はＹ１方向に延びる。なお、図示はしないが、複数の走査線１３と複数のデータ線１４とは、格子状に配列される。また、走査線１３は図１に示す走査線駆動回路１０２に接続され、データ線１４は図１に示すデータ線駆動回路１０１に接続される。

図２に示すように、サブ画素Ｐ０は、発光素子２０と、発光素子２０の駆動を制御する画素回路３０とを含む。発光素子２０は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）で構成される。発光素子２０は、画素電極２３と、共通電極２５と、発光層２４０とを有する。

画素電極２３には、画素回路３０を介して給電線１５が電気的に接続される。一方、共通電極２５には、給電線１６が電気的に接続される。ここで、給電線１５には、図示しない電源回路から高位側の電源電位Ｖelが供給される。給電線１６には、図示しない電源回路から低位側の電源電位Ｖctが供給される。画素電極２３が陽極として機能し、共通電極２５が陰極として機能する。発光素子２０では、画素電極２３から供給される正孔と、共通電極２５から供給される電子とが発光層２４０で再結合することにより、発光層２４０が光を発光させる。なお、画素電極２３はサブ画素Ｐ０ごとに設けられており、画素電極２３は他の画素電極２３とは独立して制御される。

画素回路３０は、スイッチング用トランジスター３１と、駆動用トランジスター３２と、保持容量３３とを有する。スイッチング用トランジスター３１のゲートは、走査線１３に電気的に接続される。また、スイッチング用トランジスター３１のソースまたはドレインのうちの一方が、データ線１４に電気的に接続され、他方が、駆動用トランジスター３２のゲートに電気的に接続される。また、駆動用トランジスター３２のソースまたはドレインのうちの一方が、給電線１５に電気的に接続され、他方が、画素電極２３に電気的に接続される。また、保持容量３３の一方の電極は、駆動用トランジスター３２のゲートに接続され、他方の電極は、給電線１５に接続される。

以上の画素回路３０では、走査線駆動回路１０２が走査信号をアクティブにすることで走査線１３が選択されると、選択されるサブ画素Ｐ０に設けられるスイッチング用トランジスター３１がオンする。すると、データ線１４からデータ信号が、選択される走査線１３に対応する駆動用トランジスター３２に供給される。駆動用トランジスター３２は、供給されるデータ信号の電位、すなわちゲートおよびソース間の電位差に応じた電流を発光素子２０に対して供給する。そして、発光素子２０は、駆動用トランジスター３２から供給される電流の大きさに応じた輝度で発光する。また、走査線駆動回路１０２が走査線１３の選択を解除してスイッチング用トランジスター３１がオフした場合、駆動用トランジスター３２のゲートの電位は、保持容量３３により保持される。このため、発光素子２０は、スイッチング用トランジスター３１がオフした後も、発光素子２０の発光を維持することができる。

なお、前述の画素回路３０の構成は、図示の構成に限定されない。例えば、画素回路３０は、画素電極２３と駆動用トランジスター３２との間の導通を制御するトランジスターをさらに備えてもよい。

１Ａ－２．素子基板１
図３は、図１に示す素子基板１の一部を示す断面図である。図３では、１つの画素Ｐの要素が代表的に図示される。以下では、サブ画素ＰＲに関連する要素の符号の末尾に「Ｒ」を付し、サブ画素ＰＧに関連する要素の符号の末尾に「Ｇ」を付し、サブ画素ＰＢに関連する要素の符号の末尾に「Ｂ」を付す。なお、発光色ごとに区別しない場合には、符号の末尾の「Ｂ」、「Ｇ」および「Ｒ」を省略する。以下の説明では、Ｚ１方向を上方とし、Ｚ２方向を下方として説明する。

図３に示すように、素子基板１は、基板１０と、発光素子２０と、封止層４と、樹脂層５と、カラーフィルター６とを有する。発光部２は、前述の複数の発光素子２０を有する。また、本実施形態では、封止層４は、光の取り出し効率の向上を図るための複数のレンズ面４１１を含む。以下、素子基板１の各要素について説明する。

基板１０は、詳細な図示はしないが、例えばシリコン基板上に前述の画素回路３０が形成された配線基板である。なお、シリコン基板の代わりに、例えば、ガラス基板、樹脂基板またはセラミックス基板が用いられてもよい。また、詳細な図示はしないが、画素回路３０が有する前述の各トランジスターは、ＭＯＳ型トランジスター、薄膜トランジスターまたは電界効果トランジスターのいずれでもよい。画素回路３０が有するトランジスターがアクティブ層を有するＭＯＳ型トランジスターである場合、当該アクティブ層は、シリコン基板で構成されてもよい。また、画素回路３０が有する各要素および各種配線の材料としては、例えば、ポリシリコン、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等の導電材料が挙げられる。

基板１０上には、発光部２が配置される。発光部２は、反射層２６と、絶縁層２１と、光路調整層２２と、素子分離層２２０と、複数の画素電極２３と、有機層２４と、共通電極２５とを有する。発光部２は、これらの要素によって前述の複数の発光素子２０を形成する。なお、絶縁層２１、光路調整層２２、素子分離層２２０、有機層２４および共通電極２５は、複数の発光素子２０で共通である。また、有機層２４は、前述の発光層２４０を有する。

反射層２６は、基板１０と発光層２４０との間に配置される。反射層２６は、光反射性を有する複数の反射部２６１を含む。光反射性とは、可視光に対する反射性を意味し、好ましくは可視光の反射率が５０％以上であることをいう。各反射部２６１は、発光層２４０で発生する光を反射する。なお、複数の反射部２６１は、図示はしないが、平面視で、複数のサブ画素Ｐ０に対応して配置される。反射層２６の材料としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）およびＡｇ（銀）等の金属、あるいはこれらの金属の合金が挙げられる。なお、反射層２６は、画素回路３０と電気的に接続される配線としての機能を有してもよい。

絶縁層２１は、反射層２６上に配置されるとともに、複数の反射部２６１の間を埋める。絶縁層２１は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜で構成される。また、図示は省略するが、反射層２６と絶縁層２１との間には、反射層２６の光反射性を高めるための光透過性および絶縁性を有する増反射層が配置されてもよい。当該増反射層は、例えば酸化シリコン膜である。

絶縁層２１上には、光路調整層２２が配置される。光路調整層２２は、反射部２６１と後述の共通電極２５との間の光学的な距離である光学距離Ｌ０を調整する層である。光路調整層２２は、第１絶縁膜２２１および第２絶縁膜２２２を有する。第１絶縁膜２２１は、サブ画素ＰＲに配置され、サブ画素ＰＢおよびＰＧに配置されない。第１絶縁膜２２１上には、第２絶縁膜２２２が配置される。第２絶縁膜２２２は、サブ画素ＰＲおよびＰＧに配置され、サブ画素ＰＢに配置されない。光路調整層２２の材料としては、例えば、酸化ケイ素および窒化ケイ素等のケイ素系の無機材料が挙げられる。なお、前述の絶縁層２１が光学距離Ｌ０の調整の一部を担うと捉えてもよい。

光路調整層２２上には、複数の画素電極２３が配置される。画素電極２３は、発光素子２０ごとに設けられる。図示はしないが、各画素電極２３は、平面視で、対応する反射部２６１に重なる。各画素電極２３は、光透過性および導電性を有する。画素電極２３の材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電材料が挙げられる。

また、光路調整層２２上には、複数の開口を有する素子分離層２２０が配置される。素子分離層２２０は、複数の画素電極２３の各外縁を覆う。素子分離層２２０によって、複数の画素電極２３は互いに電気的に絶縁される。素子分離層２２０が有する複数の開口により、複数の発光領域Ａが規定される。また、有機層２４と画素電極２３とが接する領域として発光領域Ａを規定することもできる。具体的には、発光素子２０Ｒが有する発光領域ＡＲと、発光素子２０が有する発光領域ＡＧと、発光素子２０Ｂが有する発光領域ＡＢとが規定される。素子分離層２２０の材料としては、例えば、酸化ケイ素および窒化ケイ素等のケイ素系の無機材料が挙げられる。

複数の画素電極２３上には、有機層２４が配置される。有機層２４が有する発光層２４０は、有機発光材料を含む。有機発光材料は、発光性の有機化合物である。また、有機層２４は、発光層２４０以外に、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層等を含む。有機層２４は、青色、緑色および赤色の各発光色が得られる発光層２４０を含んで白色発光を実現する。なお、有機層２４の構成は、前述の構成に特に限定されるものではなく、公知の構成を適用することができる。

有機層２４上には、共通電極２５が配置される。共通電極２５は、発光層２４０と封止層４との間に配置される。共通電極２５は、光反射性および光透過性を有する半透過反射層である。また、共通電極２５は、導電性を有する。共通電極２５は、例えば、ＭｇＡｇ等のＡｇを含む合金で形成される。

以上の発光部２では、発光素子２０Ｒは、反射部２６１と絶縁層２１と第１絶縁膜２２１と第２絶縁膜２２２と素子分離層２２０と画素電極２３Ｒと有機層２４と共通電極２５とを有する。発光素子２０Ｇは、反射部２６１と絶縁層２１と第２絶縁膜２２２と素子分離層２２０と画素電極２３Ｇと有機層２４と共通電極２５とを有する。発光素子２０Ｂは、反射部２６１と絶縁層２１と素子分離層２２０と画素電極２３Ｂと有機層２４と共通電極２５とを有する。

ここで、反射層２６と共通電極２５との間の光学距離Ｌ０は、サブ画素Ｐ０ごとに異なる。具体的には、サブ画素ＰＲの光学距離Ｌ０は、赤色の波長域に対応して設定される。サブ画素ＰＧの光学距離Ｌ０は、緑色の波長域に対応して設定される。サブ画素ＰＢの光学距離Ｌ０は、青色の波長域に対応して設定される。

このため、各発光素子２０は、所定の波長域の光を反射層２６と共通電極２５との間で共振させる光共振構造２９を有する。発光素子２０Ｒ、２０Ｇおよび２０Ｂは互いに異なる光共振構造２９を有する。光共振構造２９は、有機層２４が有する発光層２４０で発光する光を反射層２６と共通電極２５との間で多重反射させ、所定の波長域の光を選択的に強める。発光素子２０Ｒは、反射層２６と共通電極２５との間で赤色の波長域の光を強める光共振構造２９Ｒを有する。発光素子２０Ｇは、反射層２６と共通電極２５との間で緑色の波長の光を強める光共振構造２９Ｇを有する。発光素子２０Ｂは、反射層２６と共通電極２５との間で青色の波長の光を強める光共振構造２９Ｂを有する。

光共振構造２９における共振波長は、光学距離Ｌ０によって決まる。当該共振波長をλ０とするとき、次のような関係式［１］が成り立つ。なお、関係式［１］中のΦ（ラジアン）は、反射層２６と共通電極２５との間での透過および反射の際に生じる位相シフトの総和を表す。
｛（２×Ｌ０）／λ０＋Φ｝／（２π）＝ｍ０（ｍ０は整数）・・・・・［１］
取り出したい波長域の光のピーク波長が波長λ０となるよう、光学距離Ｌ０が設定される。この設定により、取り出したい所定の波長域の光が増強され、当該光の高強度化およびスペクトルの狭幅化を図ることができる。

本実施形態では、前述のように、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに光路調整層２２の厚さを異ならせることにより、光学距離Ｌ０が調整される。なお、光学距離Ｌ０の調整方法は、光路調整層２２の厚さによる調整方法に限定されない。例えば、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに画素電極２３の厚さを異ならせることにより、光学距離Ｌ０が調整されてもよい。

封止層４は、複数の発光素子２０とカラーフィルター６との間に配置される。封止層４は、光透過性および絶縁性を有する。封止層４は、複数の発光素子２０を外部から保護するため、複数の発光素子２０を封止する。封止層４は、例えば、各発光素子２０を外部の水分または酸素等から保護するガスバリア性を有する。したがって、封止層４が設けられていることで、封止層４が設けられていない場合に比べ、発光素子２０の劣化を抑制することができる。このため、電気光学装置１００の品質信頼性を高めることができる。

封止層４は、第５無機絶縁膜４５と第４無機絶縁膜４４と第３無機絶縁膜４３と第２無機絶縁膜４２と第１無機絶縁膜４１とを有する。つまり、封止層４は、発光素子２０を保護する複数の無機絶縁膜の積層体である。第５無機絶縁膜４５、第４無機絶縁膜４４、第３無機絶縁膜４３、第２無機絶縁膜４２および第１無機絶縁膜４１は、この順に基板１０から遠ざかる方向に積層される。また、本実施形態では、第１無機絶縁膜４１は、発光素子２０から発せられた光を集光させる複数のレンズ面４１１を有する。

第５無機絶縁膜４５、第４無機絶縁膜４４、第３無機絶縁膜４３、第２無機絶縁膜４２および第１無機絶縁膜４１のそれぞれは、光透過性および絶縁性を有する無機材料で形成される。各絶縁膜の材料が無機材料であることで、有機材料で構成される場合に比べ、外部から発光部２に加えられる機械的衝撃等を緩和することができる。また、封止層４の材料が無機材料であることで、有機材料で構成される場合に比べ、封止層４の成分が有機層２４に侵入するおそれを回避できる。なお、各絶縁膜は、有機材料を含んでもよい。以下、各絶縁膜について説明する。

第５無機絶縁膜４５は、発光素子２０と第４無機絶縁膜４４との間で第４無機絶縁膜４４に接するように配置され、発光素子２０を覆う。第５無機絶縁膜４５は、発光部２の上面の凹凸を緩和する機能を有する。第５無機絶縁膜４５の主体とする材料は、好ましくは、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素である。本明細書において、主体とする材料とは、構成材料の７０％以上を占める材料である。第５無機絶縁膜４５の主体とする材料が窒化ケイ素（ＳｉＮ）または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）であることで、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ）である場合に比べ、第５無機絶縁膜４５におけるガスバリア性を高くすることができる。

第５無機絶縁膜４５は、例えば、低温プラズマを用いたＣＶＤ法によって形成される。ＣＶＤ法により形成されることで、所望の厚さの第５無機絶縁膜４５を容易に形成することができる。また、プラズマを用いることで、用いない場合に比べて例えば１００°以下の低温で成膜でき、ガス量を調節することで第５無機絶縁膜４５の応力を低減することができる。このため、封止層４にクラック等が発生するおそれを抑制することができる。

第５無機絶縁膜４５の厚さＤ５は、好ましくは４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以上９００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは６００ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。かかる範囲内であると、第５無機絶縁膜４５によるガスバリア性を特に高くでき、かつ、厚さＤ５が過度に厚くなることによりクラックが生じるおそれを低減することができる。さらに、封止層４の上面を平坦面に充分に近づけることができる。

第４無機絶縁膜４４は、発光素子２０と第３無機絶縁膜４３との間で第３無機絶縁膜４３に接するように配置され、発光素子２０を覆う。第４無機絶縁膜４４は、第５無機絶縁膜４５および第３無機絶縁膜４３に発生するおそれのある欠陥を補完し、かつ欠陥の進展を阻止する。第５無機絶縁膜４５および第３無機絶縁膜４３には、発光部２の表面の凹凸、または異物の存在に起因して、例えばピンホールまたはクラック等の欠陥が特に発生するおそれがある。このため、第４無機絶縁膜４４が存在することで、第５無機絶縁膜４５および第３無機絶縁膜４３に欠陥が発生しても、当該欠陥をパスとして大気中の水分等が有機層２４に伝達されることが抑制される。

第４無機絶縁膜４４の主体の材料は、好ましくは酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、または酸化アルミニウムである。第４無機絶縁膜４４の主体の材料がこれらのいずれであることで、これら以外の材料である場合に比べ、第４無機絶縁膜４４の欠陥を補完する機能を効果的に発揮することができる。

第４無機絶縁膜４４は、例えば、低温プラズマを用いたＡＬＤ（atomic layer deposition）法によって形成される。ＡＬＤ法によって形成されることで、高密度な膜が形成され易い。このため、ＡＬＤ法によって形成されることで、ＣＶＤ法によって形成される場合に比べ、第４無機絶縁膜４４の密度を高めることができる。よって、第４無機絶縁膜４４による欠陥の進展を阻止する機能を高めることができる。また、プラズマを用いることで、用いない場合に比べて例えば１００°以下の低温で成膜することができる。このため、第４無機絶縁膜４４の応力を低減することができる。この結果、封止層４にクラック等が発生するおそれを抑制することができる。なお、膜の密度とは、単位体積当たりの質量のことを指す。密度が高い膜は、膜中を移動する分子の拡散スピードが抑えられるため、高いバリア性を有する。

第４無機絶縁膜４４の厚さＤ４は、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、より好ましくは２５ｎｍ以上９０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。厚さＤ４がかかる範囲内であると、第５無機絶縁膜４５の欠陥を補完する機能を顕著に発揮できるとともに、第４無機絶縁膜４４の製造時間が過度に長くなることを抑制することができる。

第３無機絶縁膜４３は、発光素子２０と第２無機絶縁膜４２との間で第２無機絶縁膜４２に接するように配置され、発光素子２０を覆う。第３無機絶縁膜４３は、発光部２の上面の凹凸を緩和する機能を有する。第３無機絶縁膜４３の主体とする材料は、好ましくは、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素である。かかる材料であることで、第５無機絶縁膜４５と同様の効果が得られる。第３無機絶縁膜４３は、例えば、低温プラズマを用いたＣＶＤ法によって形成される。ＣＶＤ法により形成されることで、第５無機絶縁膜４５と同様の効果が得られる。

第３無機絶縁膜４３の厚さＤ３は、好ましくは２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、より好ましくは２２０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。厚さＤ３がかかる範囲内であると、第３無機絶縁膜４３によるガスバリア性を特に高くでき、かつ、第３無機絶縁膜４３の厚さＤ３が過度に厚くなることによりクラックが生じるおそれを低減できる。

第２無機絶縁膜４２は、複数の発光素子２０と第１無機絶縁膜４１との間で、第１無機絶縁膜４１に接するように配置され、複数の発光素子２０を覆う。第２無機絶縁膜４２のエッチングレートは、第１無機絶縁膜４１のエッチングレートよりも低い。具体的には、第２無機絶縁膜４２は、第１無機絶縁膜４１よりもフッ素系のエッチング剤に対するエッチングレートが低い。このため、第２無機絶縁膜４２は、第１無機絶縁膜４１の製造時においてエッチングストッパー層として機能する。また、第２無機絶縁膜４２は、第４無機絶縁膜４４と同様に、第３無機絶縁膜４３および第１無機絶縁膜４１に発生するおそれのある欠陥を補完し、かつ欠陥の進展を阻止する。

第２無機絶縁膜４２の主体の材料は、好ましくは酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、または酸化アルミニウムである。かかる材料であることで、エッチングストッパー層として好適に用いることができる。また、かかる材料であることで、第４無機絶縁膜４４と同様の効果が得られる。また、これらに材料のなかでも、酸化アルミニウムが特に好ましい。酸化アルミニウムであることで、エッチングストッパー層としての機能が最も好適に発揮される。

第２無機絶縁膜４２は、例えば、低温プラズマを用いたＡＬＤ法によって形成される。かかる方法であることで、ＣＶＤ法で形成される場合に比べ、第２無機絶縁膜４２の密度を高めることができる。よって、エッチングストッパー層としての機能を高めることができる。また、低温プラズマを用いたＡＬＤ法を用いることで、第４無機絶縁膜４４と同様の効果が得られる。

第２無機絶縁膜４２の厚さＤ２は、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、より好ましくは３０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。厚さＤ２がかかる範囲内であることで、範囲外である場合に比べ、様々なエッチング方法において、第２無機絶縁膜４２はエッチングストッパー層として好適に機能する。また、厚さＤ２が上記範囲内であることで、第４無機絶縁膜４４と同様の効果が得られる。

第１無機絶縁膜４１は、発光素子２０とカラーフィルター６との間に配置される。第１無機絶縁膜４１は、光を集光させる機能を有する複数のレンズ面４１１を含む。第１無機絶縁膜４１は、複数の凸部を有しており、当該凸部の樹脂層５との接触面がレンズ面４１１である。複数のレンズ面４１１は、複数の発光素子２０に対して１対１で配置される。各レンズ面４１１は、第４無機絶縁膜４４からカラーフィルター６に向かって突出する。別の言い方をすると、各レンズ面４１１は、カラーフィルター６側に張り出す曲面状である。また、図示の例では、各レンズ面４１１は、互いに離間する。

第１無機絶縁膜４１の主体とする材料は、好ましくは窒化ケイ素または酸窒化ケイ素である。第１無機絶縁膜４１の主体とする材料が窒化ケイ素または酸窒化ケイ素であることで、例えば酸化ケイ素である場合に比べ、後述の樹脂層５の屈折率との関係で、優れたレンズ性能を発揮することができる。ここで、第１無機絶縁膜４１の主体とする材料が窒化ケイ素または酸窒化ケイ素である場合、波長５５０ｎｍの可視光における第１無機絶縁膜４１の屈折率は、例えば１．８以上１．９以下である。また、第１無機絶縁膜４１の主体とする材料が窒化ケイ素または酸窒化ケイ素であることで、第５無機絶縁膜４５と同様の効果が得られる。

第１無機絶縁膜４１は、例えば、低温プラズマを用いたＣＶＤ法によって形成される。ＣＶＤ法により形成されることで、所望の曲率を有するレンズ面４１１を形成するために必要な厚さＤ５を有する第５無機絶縁膜４５を容易に形成することができる。また、プラズマを用いることで、用いない場合に比べて例えば１００°以下の低温で成膜でき、ガス量を調節することで第１無機絶縁膜４１の応力を低減することができる。このため、封止層４にクラック等が発生するおそれを抑制することができる。よって、封止層４にクラック等の欠陥が発生するおそれが抑制される。

第１無機絶縁膜４１の厚さＤ１は、好ましくは４００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であり、より好ましくは４５０ｎｍ以上１９００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下である。厚さＤ１がかかる範囲内であることで、範囲外である場合に比べ、所望の曲率のレンズ面４１１を形成し易い。また、厚さＤ１が上記範囲内であることで、第５無機絶縁膜４５と同様の効果が得られる。

樹脂層５は、第１無機絶縁膜４１とカラーフィルター６との間に配置され、これらに接触する。樹脂層５は、複数のレンズ面４１１を覆う。樹脂層５は複数の凹部を有する。当該複数の凹部は複数のレンズ面４１１に１対１で配置される。

樹脂層５の材料は、例えばアクリル系の感光性樹脂材料等の樹脂材料である。樹脂層５の屈折率は、第１無機絶縁膜４１の屈折率よりも小さい。このため、発光部２から発せられた光は、レンズ面４１１で集光される。波長５５０ｎｍの可視光における樹脂層５の屈折率は、例えば１．４以上１．５以下である。

樹脂層５の厚さは、第１無機絶縁膜４１を覆うことができればいかなる厚さでもよい。よって、本実施形態では、樹脂層５のうち最も厚い部分の厚さは、第１無機絶縁膜４１の厚さＤ１よりも厚い。

樹脂層５上には、カラーフィルター６が配置される。カラーフィルター６は、樹脂層５に接触する。素子基板１は、オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）である。

カラーフィルター６は、所定の波長域の光を選択的に透過させる。当該所定の波長域は、前述の光学距離Ｌ０によって決まるピーク波長λ０を含んでいる。カラーフィルター６を備えることで、カラーフィルター６を備えていない場合に比べ、各サブ画素Ｐ０から発せられる光の色純度を高めることができる。カラーフィルター６は、例えば、色材を含むアクリル系の感光性樹脂材料等の樹脂材料で形成される。カラーフィルター６の材料は、色材を含む以外、製造の容易性の観点から同じ材料であることが好ましい。なお、色材は、顔料または染料である。

カラーフィルター６は、サブ画素ＰＲに対応して設けられる着色層６１Ｒ、サブ画素ＰＧに対応して設けられる着色層６１Ｇと、サブ画素ＰＢに対応して設けられる着色層６１Ｂと、を有する。サブ画素Ｐ０ごとに着色層６１が設けられる。着色層６１Ｒは、発光素子２０Ｒからの光のうち赤色の波長域の光を選択的に透過させる。着色層６１Ｇは、発光素子２０Ｇからの光のうち緑色の波長域の光を選択的に透過させる。着色層６１Ｂは、発光素子２０Ｂからの光のうち青色の波長域の光を選択的に透過させる。

以上の素子基板１上には、接着層７０を介して光透過性基板７が接合される。接着層７０は、例えば、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂等の樹脂材料を用いた透明な接着剤である。

図４は、図３に示すレンズ面４１１を透過する光を説明するための図である。図４に示すように、光Ｌのうちレンズ面４１１の中心を通り、かつ基板１０の垂直方向と平行な光Ｌ１は、そのまま真っすぐレンズ面４１１を透過し、樹脂層５内に入射する。そして、光Ｌ１は、そのまま真っすぐ進んで当該レンズ面４１１に対応する着色層６１に入射する。また、光Ｌのうち基板１０の垂直方向に対して斜めに進行する光Ｌ２は、レンズ面４１１で屈折した後、基板１０の垂直方向に向かって集光された状態で樹脂層５に入射する。そして、光Ｌ２は、当該レンズ面４１１に対応する着色層６１に入射する。また、光Ｌのうち、基板１０の垂直方向に対して斜めに進行する光Ｌ３は、レンズ面４１１で屈折した後、基板１０の垂直方向に向かって集光された状態で樹脂層５に入射する。そして、光Ｌ３は、当該レンズ面４１１に対応する着色層６１に入射する。

図４に示すように、レンズ面４１１を有することで、光軸に対して傾斜する光Ｌ２およびＬ３を当該レンズ面４１１に対応する着色層６１に入射させることができる。このため、レンズ面４１１が設けられることで、レンズ面４１１が設けられていない場合に比べ、光Ｌの取り出し効率を向上させることができる。

図５は、光の出射角と輝度との関係を示すグラフである。図５に示す破線は、レンズ面４１１が設けられていない場合を示し、実線は、レンズ面４１１が設けられている場合を示す。図５に示すように、レンズ面４１１が設けられていることで、設けられていない場合に比べ、０°以上１８°以下の範囲において輝度が高くなっていることが分かる。特に、出射角０°の場合、レンズ面４１１が設けられていることで、レンズ面４１１が設けられていない場合に比べて輝度が１．２倍程度大きくなっている。このため、例えば電気光学装置１００が後述のヘッドマウントディスプレイに用いられる場合に、当該ヘッドマウントディスプレイの明るさおよび表示品位の向上を図ることができる。

以上説明したように、電気光学装置１００は、曲面状のレンズ面４１１を有する第１無機絶縁膜４１を備える。レンズ面４１１は、対応する着色層６１側に張り出す曲面状である。また、電気光学装置１００は、レンズ面４１１に接する樹脂層５を備える。そして、樹脂層５の屈折率は、第１無機絶縁膜４１の屈折率よりも小さい。このため、前述のように、第１無機絶縁膜４１を備えていない場合に比べ、光の取り出し効率の向上を図ることができる。

さらに、レンズ面４１１が着色層６１側に張り出す曲面状であるため、例えばドライエッチングにより簡単にレンズ面４１１を形成することができる。なお、レンズ面４１１の製造方法の一例については後で説明する。

また、発光素子２０、第１無機絶縁膜４１および着色層６１がこの順に配置されることで、発光素子２０、着色層６１および第１無機絶縁膜４１がこの順に配置される場合に比べ、各色の色純度を高めることができる。さらに、前述のように、各レンズ面４１１は、互いに離間する。このため、平面視で、隣接するレンズ面４１１同士の間には第２無機絶縁膜４２の一部が露出する。よって、第１無機絶縁膜４１と第２無機絶縁膜４２の一部とは樹脂層５に接触する。複数のレンズ面４１１が互いに離間することで、複数のレンズ面４１１が互いに接触する場合に比べ、着色層５１の平面積に対するレンズ面４１１の平面積を小さくすることができる。このため、レンズ面４１１を透過した光を、当該レンズ面４１１に対応する着色層５１に入射させ易い。よって、色純度および各色の光の強度を高めることができる。

また、前述のように、電気光学装置１００は、第２無機絶縁膜４２を備える。第２無機絶縁膜４２は、発光素子２０と第１無機絶縁膜４１との間で、第１無機絶縁膜４１に接するように配置される。そして、第２無機絶縁膜４２のエッチングレートは、第１無機絶縁膜４１のエッチングレートよりも低い。このため、第２無機絶縁膜４２がエッチングストッパー層として機能する。よって、レンズ面４１１を有する第１無機絶縁膜４１を第２無機絶縁膜４２上にエッチングにより形成することができる。それゆえ、従来のように、発光素子２０の一部に凸部を設けずにレンズ面４１１を形成することができる。このため、当該凸部が核となり、第１無機絶縁膜４１および他の絶縁膜に封止欠陥が発生するおそれが防止される。よって、電気光学装置１００によれば、優れた封止性能と、レンズ面４１１のレンズ機能による光の取り出し効率の向上との両立を図ることができる。

また、前述のように、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含み、第２無機絶縁膜４２が酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、または酸化アルミニウムを含むことが好ましい。これらの中でも、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素を含み、第２無機絶縁膜４２が酸化アルミニウムを含むことが特に好ましい。酸化アルミニウムは、窒化ケイ素よりも例えば、フッ素系のエッチャントに対するエッチングレートが低い。このため、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素を含み、第２無機絶縁膜４２が酸化アルミニウムを含むことにより、他の材料である場合に比べ、様々なエッチング法において第２無機絶縁膜４２をエッチングストッパー層として好適に用いることができる。

さらに、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素であることで、酸窒化ケイ素である場合に比べ、第１無機絶縁膜４１と樹脂層５との屈折率差を大きくすることができる。このため、光の取り出し効率をより向上させることができる。さらに、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素であることで、所望の曲率を有するレンズ面４１１を形成するのに必要な厚さＤ１の第１無機絶縁膜４１をＣＶＤ法によって簡単に得ることができる。

また、第１無機絶縁膜４１が窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含み、第２無機絶縁膜４２が酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、または酸化アルミニウムを含む場合、第２無機絶縁膜４２の膜密度は第１無機絶縁膜４１の膜密度よりも大きいことが好ましい。これにより、第２無機絶縁膜４２をエッチングストッパー層として好適に機能させることができる。また、第２無機絶縁膜４２はＡＬＤ法で形成され、第１無機絶縁膜４１はＣＶＤ法で形成されることが好ましい。これにより、第２無機絶縁膜４２と第１無機絶縁膜４１とが同一材料を含む場合であっても、第２無機絶縁膜４２の膜密度を第１無機絶縁膜４１の膜密度よりも大きくすることができる。このため、第２無機絶縁膜４２と第１無機絶縁膜４１とが同一材料を含む場合であっても、第２無機絶縁膜４２のエッチングレートを第１無機絶縁膜４１のエッチングレートよりも低くすることができる。

また、電気光学装置１００は、前述のように、第３無機絶縁膜４３を備える。このため、第３無機絶縁膜４３を有さない場合に比べ、封止性能を高めることができる。さらに、電気光学装置１００は、前述のように、第４無機絶縁膜４４および第５無機絶縁膜４５を備える。このため、第４無機絶縁膜４４および第５無機絶縁膜４５を有さない場合に比べ、封止性能を高めることができる。

第４無機絶縁膜４４および第２無機絶縁膜４２の各密度は、第５無機絶縁膜４５、第３無機絶縁膜４３および第１無機絶縁膜４１の各密度よりも高い。すなわち、第４無機絶縁膜４４および第２無機絶縁膜４２のそれぞれは、高密度膜であり、第５無機絶縁膜４５、第３無機絶縁膜４３および第１無機絶縁膜４１のそれぞれは、低密度膜である。封止層４が低密度膜を有することで、発光部２の上面の凹凸を効果的に緩和することができる。一方、封止層４が高密度膜を有することで、封止層４の欠陥の進展を抑制することができる。また、封止層４は、低密度膜と高密度膜との組を２つ有する。このため、当該組を１つ有する場合に比べ、封止層４の封止性能を高くすることができる。

第３無機絶縁膜４３および第５無機絶縁膜４５のそれぞれが窒化シリコンを含み、第４無機絶縁膜４４が酸化アルミニウムを含むことが好ましい。つまり、封止層４は、窒化シリコンの層と酸化アルミニウムの層とが交互に積層した積層体を含むことが好ましい。これにより、欠陥の進展を特に効果的に阻止し、かつ、発光部２の凹凸が特に緩和された封止層４を得ることができる。

また、厚さＤ５は、好ましくは厚さＤ３よりも厚い。第５無機絶縁膜４５は発光部２に接触する層であるため、第５無機絶縁膜４５は、発光部２の表面の凹凸の影響を他の膜に比べて最も受け易い。このため、厚さＤ５が厚さＤ３よりも厚いことで、発光部２の表面の凹凸を効果的に緩和することができる。また、厚さＤ３が厚さＤ５よりも薄いことで、封止層４全体の厚さが過度に厚くなることが抑制される。なお、厚さＤ３は、厚さＤ５以上でもよい。

厚さＤ１は、厚さＤ３よりも厚い。このため、厚さＤ１が厚さＤ３よりも薄い場合に比べ、所望の曲率を有するレンズ面４１１を形成し易い。また、厚さＤ３が厚さＤ１よりも薄いことで、封止層４の総膜厚が過度に厚くなることが抑制される。なお、厚さＤ１は、厚さＤ３より薄くてもよいし、厚さＤ３と等しくてもよい。また、本実施形態では、厚さＤ１は、厚さＤ５よりも厚い。よって、厚さＤ１と厚さＤ３と厚さＤ５とは、Ｄ５＜Ｄ３＜Ｄ１の関係を満たす。このため、封止層４の総膜厚が過度に厚くなることを抑制しつつ、発光部２の凹凸を緩和でき、かつ所望の曲率を有するレンズ面４１１を形成し易い。なお、厚さＤ５は、厚さＤ１よりも厚くてもよいし、厚さＤ１と等しくてもよい。

封止層４の総膜厚は、特に限定されないが、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましく、６００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下であることがより好ましく、７００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。かかる範囲内であると、封止性能に優れ、かつレンズ面４１１を有する封止層４を実現できる。特に、電気光学装置１００がトップエミッション型である場合、封止層４の総膜厚が１５００ｎｍ以下であることで、マイクロディスプレイとして好適に用いることができる。なお、総膜厚は、平均の厚さである。また、前述の厚さＤ１～Ｄ５のそれぞれも、平均の厚さである。

また、第１無機絶縁膜４１上には、樹脂層５の代わりに、無機材料で構成される層が配置されてもよい。ただし、第１無機絶縁膜４１上には樹脂材料で構成される樹脂層５が配置されることが好ましい。樹脂層５が配置されることで、無機材料で構成される層が配置される場合に比べ、第１無機絶縁膜４１との屈折率差を大きくすることができる。よって、レンズ面４１１による光の取り出し効率を高めることができる。さらに、樹脂層５であることで、樹脂層５上にカラーフィルター６を直接的に配置することができる。つまり、樹脂層５は、カラーフィルター６を封止層４に接触させるための接着層として機能する。第１無機絶縁膜４１上に無機材料で構成される層が配置される場合、当該層上に接着層を別途配置する必要がある。

また、樹脂層５の第１無機絶縁膜４１と接する面とは反対の面は、平坦な面である。そして、当該平坦な面は、カラーフィルター６と接する。樹脂層５の面が平坦面であることで、樹脂層５上にカラーフィルター６を直接的に配置し易い。このため、オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）を実現することができる。これにより、電気光学装置１００の薄型化を図ることができる。

また、第１無機絶縁膜４１、樹脂層５およびカラーフィルター６が積層されることで、他の層のこれらの間に介在する場合に比べ、レンズ面４１１と着色層６１との距離を近づけることができる。このため、例えば、緑色のサブ画素ＰＧに対応する発光素子２０Ｇから発せられた光が、当該発光素子２０Ｇに対応する着色層６１Ｇとは異なる青色の着色層６１Ｂに入射することが抑制される。よって、当該発光素子２０Ｇから発せられた光が着色層６１Ｂで遮られることが抑制される。

１Ａ－３．電気光学装置１００の製造方法
図６は、第１実施形態における電気光学装置１００の製造方法のフローである。以下では、電気光学装置１００が有する素子基板１の製造方法を説明する。図６に示すように、電気光学装置１００が有する素子基板１の製造方法は、発光素子形成工程Ｓ１１と、第５無機絶縁膜形成工程Ｓ１２と、第４無機絶縁膜形成工程Ｓ１３と、第３無機絶縁膜形成工程Ｓ１４と、第２無機絶縁膜形成工程Ｓ１５と、第１無機絶縁膜形成工程Ｓ１６と、樹脂層形成工程Ｓ１７と、カラーフィルター形成工程Ｓ１８とを有する。

詳細な図示はしないが、発光素子形成工程Ｓ１１では、発光素子２０が形成される。具体的には、前述の基板１０、反射層２６、絶縁層２１、光路調整層２２、素子分離層２２０、画素電極２３、複数の有機層２４および共通電極２５が形成される。発光素子２０は、公知の技術により製造される。例えば、反射層２６は、スパッタリング法または蒸着法により成膜された金属膜をフォトリソグラフィ技術によりパターニングすることで形成される。絶縁層２１および光路調整層２２は、例えば、ＣＶＤ法およびエッチング法により形成される。また、例えば、複数の画素電極２３は、前述の反射層２６の形成方法と同様の方法により形成される。有機層２４が有する各層は、例えば蒸着法により形成される。共通電極２５は、有機層２４と同様に、例えば蒸着法により形成される。

詳細な図示はしないが、第５無機絶縁膜形成工程Ｓ１２では、低温プラズマを用いたＣＶＤ法により発光部２上に第５無機絶縁膜４５が形成される。また、第４無機絶縁膜形成工程Ｓ１３では、低温プラズマを用いたＡＬＤ法により第５無機絶縁膜４５上に第４無機絶縁膜４４が形成される。また、第３無機絶縁膜形成工程Ｓ１４では、低温プラズマを用いたＣＶＤ法により第４無機絶縁膜４４上に第３無機絶縁膜４３が形成される。また、第２無機絶縁膜形成工程Ｓ１５では、低温プラズマを用いたＡＬＤ法により第３無機絶縁膜４３上に第２無機絶縁膜４２が形成される。

図７、図８、図９および図１０のそれぞれは、第１無機絶縁膜形成工程Ｓ１６を説明するための図である。第１無機絶縁膜形成工程Ｓ１６では、ＣＶＤ法およびエッチングにより複数のレンズ面４１１を有する第１無機絶縁膜４１が形成される。まず、図７に示すように、低温プラズマを用いたＣＶＤ法により第２無機絶縁膜４２上に絶縁膜４１ａが形成される。絶縁膜４１ａの厚さは、目的とする第１無機絶縁膜４１の厚さに応じて設定される。次いで、図７に示すように絶縁膜４１ａ上に、絶縁膜４１ａを覆うようにポジ型のフォトレジスト膜９０が形成される。

次いで、フォトレジスト膜９０をグレーストーンマスクまたはハーフストーンマスクを用いて露光し、リフローすることにより、図８に示すようにレジスト膜９０ａが形成される。露光により、目的とする複数のレンズ面４１１に対応する複数の部分を有するレジスト膜９０ａが形成される。リフローにより、レジスト膜９０ａが有する当該複数の部分のそれぞれの端部にテーパーが付けられる。

次いで、図９に示すように、四フッ化メタン（ＣＦ_４）等のフッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングにより、絶縁膜４１ａを加工する。この際、レジスト膜９０ａの一部が絶縁膜４１ａとともに削られていく。

そして、レジスト膜９０ａが無くなるまでドライエッチングにより、絶縁膜４１ａが半球状に加工される。これにより、図１０に示すように、複数のレンズ面４１１を有する第１無機絶縁膜４１が形成される。この際、絶縁膜４１ａの下層に存在する第２無機絶縁膜４２がエッチングストッパー層として機能する。このため、絶縁膜４１ａのドライエッチングにおいて、第２無機絶縁膜４２よりも下層の絶縁膜へのオーバーエッチングの発生を防ぐことができる。また、前述の方法によれば、複数のレンズ面４１１同士は離間し、平面視で隣接するレンズ面４１１同士の間には第２無機絶縁膜４２が露出する。

図１１は、樹脂層形成工程Ｓ１７を説明するための図である。樹脂層形成工程Ｓ１７では、図１１に示すように、第１無機絶縁膜４１と第２無機絶縁膜４２の一部とに接触し、かつ第１無機絶縁膜４１を覆うように、樹脂層５が形成される。樹脂層５は、例えば、アクリル系の感光性樹脂をスピンコート法等で塗布し、硬化させることにより形成される。第１無機絶縁膜４１が樹脂層５によって覆われることで、樹脂層５の上面は平坦化される。

図１２は、カラーフィルター形成工程Ｓ１８を説明するための図である。カラーフィルター形成工程Ｓ１８では、図１２に示すように、樹脂層５上にカラーフィルター６が形成される。詳細な図示はしないが、具体的には、まず、樹脂層５上に、緑色の色材を含む感光性樹脂をスピンコート法で塗布して乾燥させることにより、緑色の着色樹脂層が形成される。その後、当該着色樹脂層が露光されることで、アルカリ現像液等により当該着色樹脂層の未露光の部分が除去される。その後、着色樹脂層を硬化させることにより、着色層６１Ｇが形成される。次に、着色層６１Ｇの形成と同様にして、着色層６１Ｂが形成され、その後、着色層６１Ｒが形成される。この結果、図１２に示すように、カラーフィルター６が得られる。なお、着色層６１Ｇ、６１Ｂおよび６１Ｒの形成順は前述の順番に限定されない。

以上により、素子基板１が形成される。また、図示はしないが、カラーフィルター６上に透明な樹脂材料が塗布され、その後、塗布された樹脂材料上にガラス基板等で構成された光透過性基板７が配置され、かつ押圧される。この際、当該樹脂材料が感光性樹脂である場合、光透過性基板７を介して光が当該樹脂材料に照射される。これにより、当該感光性樹脂は硬化する。この硬化によって、樹脂材料の硬化物で構成される接着層７０が得られる。また、接着層７０によって光透過性基板７がカラーフィルター６に接着される。

以上により、電気光学装置１００が製造される。以上の方法によれば、電気光学装置１００を簡単にかつ迅速に形成することができる。そして、以上の方法によれば、第１無機絶縁膜４１を含む封止層４に封止欠陥が発生することを抑制しつつ、レンズ面４１１を有する封止層４を形成することができる。

１Ｂ．第２実施形態
第２実施形態を説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用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。

図１３は、第２実施形態の電気光学装置１００Ａを示す断面図である。第２実施形態の電気光学装置１００Ａは、第１実施形態の電気光学装置１００Ａが有する封止層４および樹脂層５の代わりに封止層４Ａおよび樹脂層５Ａを有する。封止層４Ａおよび樹脂層５Ａについて、以下では、第１実施形態の封止層４および樹脂層５との相違点を説明し、同様の事項は適宜省略する。

図１３に示す封止層４Ａは、第１無機絶縁膜４１Ａを有する。第１無機絶縁膜４１Ａは、光の視野角特性を高めるための複数のレンズ面４１１Ａを含む。第１無機絶縁膜４１Ａは、複数の凹部を有しており、当該凹部の樹脂層５Ａとの接触面がレンズ面４１１Ａである。各レンズ面４１１Ａは、発光素子２０から発せられた光を発散させる。複数のレンズ面４１１Ａは、複数の発光素子２０に対して１対１で配置される。各レンズ面４１１Ａは、カラーフィルター６から第４無機絶縁膜４４に向かって突出する。別の言い方をすると、各レンズ面４１１Ａは、発光素子２０側に張り出す曲面状である。また、図示の例では、各レンズ面４１１Ａは、互いに離間する。

樹脂層５Ａは、第１無機絶縁膜４１Ａとカラーフィルター６との間に配置され、これらに接触する。樹脂層５Ａは、複数のレンズ面４１１Ａを覆う。樹脂層５は複数の凸部を有する。当該複数の凸部は複数のレンズ面４１１Ａに１対１で配置される。

図１４は、図１３に示すレンズ面４１１Ａを透過する光を説明するための図である。図１４に示すように、光Ｌのうちレンズ面４１１の中心を通り、かつ基板１０の垂直方向と平行な光Ｌ１は、そのまま真っすぐレンズ面４１１Ａを透過し、樹脂層５Ａ内に入射する。そして、光Ｌ１は、そのまま真っすぐ進んで当該レンズ面４１１Ａに対応する着色層６１に入射する。また、光Ｌのうち、基板１０の垂直方向に対して斜めに進行する光Ｌ４は、レンズ面４１１で屈折した後、基板１０の垂直方向から遠ざかるように基板１０の垂直方向に対して傾斜した状態で樹脂層５Ａに入射する。そして、光Ｌ４は、当該レンズ面４１１Ａに対応する着色層６１に入射する。

前述のように、電気光学装置１００Ａは、曲面状のレンズ面４１１Ａを有する第１無機絶縁膜４１Ａを備える。レンズ面４１１Ａは、対応する発光素子２０側に張り出す曲面状である。また、電気光学装置１００は、レンズ面４１１Ａに接する樹脂層５Ａを備える。そして、樹脂層５Ａの屈折率は、第１無機絶縁膜４１の屈折率よりも小さい。このため、前述のように、第１無機絶縁膜４１Ａを備えていない場合に比べ、視野角特性を向上させることができる。よって、電気光学装置１００Ａによれば、優れた封止性能と、レンズ面４１１Ａのレンズ機能による視野角特性の向上との両立を図ることができる。特に、本実施形態の電気光学装置１００は、発散効果に優れるため、例えば後述のヘッドマウントディスプレイ等に好適に用いられる。

さらに、レンズ面４１１Ａが発光素子２０側に張り出す曲面状であるため、例えばウエットエッチングにより簡単にレンズ面４１１Ａを形成することができる。なお、レンズ面４１１Ａの製造方法の一例については後で説明する。

また、第１実施形態と同様に、電気光学装置１００Ａは、第２無機絶縁膜４２を備える。そして、第２無機絶縁膜４２のエッチングレートは、第１無機絶縁膜４１Ａのエッチングレートよりも低い。このため、第２無機絶縁膜４２がエッチングストッパー層として機能する。よって、レンズ面４１１Ａを有する第１無機絶縁膜４１Ａを第２無機絶縁膜４２上にエッチングにより形成することができる。それゆえ、従来のように、発光素子２０の一部に凸部を設けずにレンズ面４１１Ａを形成することができる。このため、当該凸部が核となり、第１無機絶縁膜４１Ａおよび他の絶縁膜に封止欠陥が発生するおそれが防止される。よって、電気光学装置１００によれば、優れた封止性能と、レンズ面４１１のレンズ機能による視野角特性の向上との両立を図ることができる。

図１５、図１６、図１７および図１８のそれぞれは、第１無機絶縁膜形成工程Ｓ１６を説明するための図である。まず、図１５に示すように、低温プラズマＣＶＤ法で形成された絶縁膜４１ａ上に、フォトリソグラフィにより複数の孔９１を有するレジスト膜９０ａＡが形成される。

次いで、図１６に示すように、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等のフッ素系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、絶縁膜４１ａを加工する。ウエットエッチングにより等方的なエッチングが行われることで、図１７に示すように、半球状の凹部が形成される。その後、図１８に示すように、レジスト膜９０ａＡが除去される。これにより、レンズ面４１１Ａを有する第１無機絶縁膜４１Ａが形成される。

ここで、エッチングの際、絶縁膜４１ａの下層に存在する第２無機絶縁膜４２がエッチングストッパー層として機能する。このため、第１実施形態と同様に、絶縁膜４１ａのウエットエッチングにおいて、第２無機絶縁膜４２よりも下層の絶縁膜へのオーバーエッチングの発生を防ぐことができる。また、前述の方法によれば、複数のレンズ面４１１Ａ同士は離間し、平面視で隣接するレンズ面４１１Ａ同士の間には第２無機絶縁膜４２が露出する。

図１９は、樹脂層形成工程Ｓ１７を説明するための図である。樹脂層形成工程Ｓ１７では、図１９に示すように、第１無機絶縁膜４１Ａと第２無機絶縁膜４２の一部とに接触し、かつ第１無機絶縁膜４１Ａを覆うように、樹脂層５Ａが形成される。樹脂層５Ａは、例えば、アクリル系の感光性樹脂をスピンコート法等で塗布し、硬化させることにより形成される。第１無機絶縁膜４１Ａが樹脂層５Ａにより覆われることで、樹脂層５Ａの上面は平坦化される。

図２０は、カラーフィルター形成工程Ｓ１８を説明するための図である。カラーフィルター形成工程Ｓ１８では、図２０に示すように、樹脂層５Ａ上にカラーフィルター６が形成される。

以上により、素子基板１が形成される。以上の方法によれば、第１無機絶縁膜４１Ａを含む封止層４Ａに封止欠陥が発生することを抑制しつつ、レンズ面４１１Ａを有する封止層４Ａを形成することができる。

１Ｃ．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用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で適宜に併合され得る。また、以下の第１実施形態に関する内容は、矛盾しない範囲で第２実施形態にも適用され得る。

各実施形態では、発光素子２０は、色ごとに異なる共振波長を有する光共振構造２９を備えるが、光共振構造２９を備えなくてもよい。また、電気光学装置１００はフルカラーの画像を表示するが、単色の画像を表示してもよい。この場合、例えば、電気光学装置１００は、青色、緑色および赤色の波長域のうちのいずれかを発する発光素子２０を有する。また、発光素子２０は、サブ画素Ｐ０ごとに異なる発光材料を含んでもよい。また、画素電極２３は、光反射性を有してもよい。その場合、反射層２６は省略してもよい。また、複数の発光素子２０で共通電極２５は共通であるが、発光素子２０ごとに個別の陰極が設けられてもよい。

各実施形態では、発光領域Ａの配列は、ストライプ配列であるが、これに限定されず、例えば、ベイヤー配列、デルタ配列、またはレクタングル配列であってもよい。

第１実施形態では、封止層４は、５つの絶縁膜を有するが、少なくとも第２無機絶縁膜４２および第１無機絶縁膜４１を有すればよい。したがって、第３無機絶縁膜４３、第４無機絶縁膜４４および第５無機絶縁膜４５は省略されてもよい。また、封止層４は、６つ以上の絶縁膜を有してもよい。

第１実施形態では、第１無機絶縁膜４１の屈折率は、樹脂層５の屈折率よりも小さいが、大きくてもよい。

「電気光学装置」は、有機ＥＬ装置に限定されず、無機材料を用いた無機ＥＬ装置、またはμＬＥＤ装置であってもよい。

２．電子機器
前述の実施形態の電気光学装置１００は、各種の電子機器に適用することができる。

２－１．ヘッドマウントディスプレイ
図２１は、電子機器の一例である虚像表示装置７００の一部を模式的に示す平面図である。図２１に示す虚像表示装置７００は、観察者の頭部に装着されて画像の表示を行うヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。虚像表示装置７００は、前述した電気光学装置１００と、コリメーター７１と、導光体７２と、第１反射型体積ホログラム７３と、第２反射型体積ホログラム７４と、制御部７９と、を備える。なお、電気光学装置１００から発せられる光は、映像光ＬＬとして発せられる。

制御部７９は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。コリメーター７１は、電気光学装置１００と導光体７２との間に配置される。コリメーター７１は、電気光学装置１００から出射された光を平行光にする。コリメーター７１は、コリメーターレンズ等で構成される。コリメーター７１で平行光に変換された光は、導光体７２に入射する。

導光体７２は、平板状をなし、コリメーター７１を介して入射する光の方向と交差する方向に延在して配置される。導光体７２は、その内部で光を反射して導光する。導光体７２のコリメーター７１と対向する面７２１には、光が入射する光入射口と、光を発する光出射口が設けられる。導光体７２の面７２１とは反対の面７２２には、回折光学素子としての第１反射型体積ホログラム７３および回折光学素子としての第２反射型体積ホログラム７４が配置される。第１反射型体積ホログラム７３は、第２反射型体積ホログラム７４よりも光出射口側に設けられる。第１反射型体積ホログラム７３および第２反射型体積ホログラム７４は、所定の波長域に対応する干渉縞を有し、所定の波長域の光を回折反射させる。

かかる構成の虚像表示装置７００では、光入射口から導光体７２内に入射した映像光ＬＬが、反射を繰り返して進み、光出射口から観察者の瞳ＥＹに導かれることで、映像光ＬＬにより形成された虚像で構成される画像を観察者が観察することができる。

虚像表示装置７００は、前述の電気光学装置１００を備える。前述の電気光学装置１００は光取り出し効率に優れており、品質が良好である。このため、電気光学装置１００を備えることで、表示品質の高い虚像表示装置７００を提供することができる。なお、電気光学装置１００の代わりに、電気光学装置１００Ａが用いられてもよい。

２－２．パーソナルコンピューター
図２２は、本発明の電子機器の一例であるパーソナルコンピューター４００を示す斜視図である。図２２に示すパーソナルコンピューター４００は、電気光学装置１００と、電源スイッチ４０１およびキーボード４０２が設けられた本体部４０３と、制御部４０９とを備える。制御部４０９は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。パーソナルコンピューター４００は、前述の電気光学装置１００は光取り出し効率に優れており、品質が良好である。このため、電気光学装置１００を備えることで、表示品質の高いパーソナルコンピューター４００を提供することができる。なお、電気光学装置１００の代わりに、電気光学装置１００Ａが用いられてもよい。

また、電気光学装置１００を備える「電子機器」としては、図２１に例示した虚像表示装置７００および図２２に例示したパーソナルコンピューター４００の他、デジタルスコープ、デジタル双眼鏡、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなど眼に近接して配置する機器が挙げられる。また、電気光学装置１００を備える「電子機器」は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、カーナビゲーション装置、および車載用の表示部として適用される。さらに、電気光学装置１００を備える「電子機器」は、光を照らす照明として適用される。

以上、本発明について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。

１…素子基板、２…発光部、４…封止層、４Ａ…封止層、５…樹脂層、５Ａ…樹脂層、６…カラーフィルター、７…光透過性基板、１０…基板、１３…走査線、１４…データ線、１５…給電線、１６…給電線、２０…発光素子、２１…絶縁層、２２…光路調整層、２３…画素電極、２４…有機層、２５…共通電極、２６…反射層、２９…光共振構造、３０…画素回路、３１…スイッチング用トランジスター、３２…駆動用トランジスター、３３…保持容量、４１…第１無機絶縁膜、４１ａ…絶縁膜、４２…第２無機絶縁膜、４３…第３無機絶縁膜、４４…第４無機絶縁膜、４５…第５無機絶縁膜、６１…着色層、７０…接着層、７１…コリメーター、７２…導光体、７３…第１反射型体積ホログラム、７４…第２反射型体積ホログラム、７９…制御部、９０…フォトレジスト膜、９０ａ…レジスト膜、１００…電気光学装置、１０１…データ線駆動回路、１０２…走査線駆動回路、１０３…制御回路、１０４…外部端子、２２０…素子分離層、２２１…第１絶縁膜、２２２…第２絶縁膜、２４０…発光層、２６１…反射部、４００…パーソナルコンピューター、４０１…電源スイッチ、４０２…キーボード、４０３…本体部、４０９…制御部、４１１…レンズ面、４１１Ａ…レンズ面、７００…虚像表示装置、７２１…面、７２２…面、Ａ…発光領域、Ａ１０…表示領域、Ａ２０…周辺領域、ＡＢ…発光領域、ＡＧ…発光領域、ＡＲ…発光領域、Ｄ１…厚さ、Ｄ２…厚さ、Ｄ３…厚さ、Ｄ４…厚さ、Ｄ５…厚さ、ＥＹ…瞳、Ｌ…光、Ｌ０…光学距離、ＬＬ…映像光、Ｐ…画素、Ｐ０…サブ画素。

Claims (9)

1. 発光素子と、
   前記発光素子に対応する着色層と、
   前記発光素子と前記着色層との間に配置され、曲面状のレンズ面を有する第１無機絶縁膜と、
   前記発光素子と前記第１無機絶縁膜との間で、前記第１無機絶縁膜に接するように配置される第２無機絶縁膜と、
   前記発光素子と前記第２無機絶縁膜との間で、前記第２無機絶縁膜に接するように配置される第３無機絶縁膜と、
   前記発光素子と前記第３無機絶縁膜との間で、前記第３無機絶縁膜に接するように配置される第４無機絶縁膜と、
   前記発光素子と前記第４無機絶縁膜との間で、前記第４無機絶縁膜および前記発光素子に接するように配置される第５無機絶縁膜と、を備え、
   前記第２無機絶縁膜のエッチングレートは、前記第１無機絶縁膜のエッチングレートよりも低く、
   前記第２無機絶縁膜および前記第４無機絶縁膜の各膜密度のそれぞれは、前記第１無機絶縁膜、前記第３無機絶縁膜および前記第５無機絶縁膜の各膜密度よりも大きく、
   前記第１無機絶縁膜の厚さは、前記第３無機絶縁膜の厚さよりも厚く、
   前記第５無機絶縁膜の厚さは、前記第３無機絶縁膜の厚さよりも厚い、
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記レンズ面は、前記着色層側に張り出す曲面状である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記レンズ面は、前記発光素子側に張り出す曲面状である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記第１無機絶縁膜は、窒化ケイ素を含み、
   前記第２無機絶縁膜は、酸化アルミニウム含む、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１無機絶縁膜と前記着色層との間に配置され、前記レンズ面と接する樹脂層を備
   え、
   前記樹脂層の屈折率は、前記第１無機絶縁膜の屈折率よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気光学装置。
6. 前記樹脂層の前記第１無機絶縁膜と接する面とは反対側の面は、平坦な面であり、
   前記平坦な面は、前記着色層と接する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 前記第３無機絶縁膜および前記第５無機絶縁膜は、窒化ケイ素を含み、
   前記第４無機絶縁膜は、酸化アルミニウムを含む、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気光学装置。
8. 前記第１無機絶縁膜の厚さは、前記第２無機絶縁膜の厚さよりも厚く、
   前記第１無機絶縁膜の厚さは、４００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であり、
   前記第２無機絶縁膜の厚さは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電気光学装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の電気光学装置と、
   前記電気光学装置の動作を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする電子機器。

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