TWI719129B - 光電裝置及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種可利用簡單之構成使驅動獲得用於白色顯示之不同色之發光之發光像素時的電流比均勻之光電裝置及具備該光電裝置之電子機器。 作為光電裝置之有機EL裝置100具備作為第1像素之發光像素20G、20R及作為第2像素之發光像素20B，該等發光像素分別具有反射層14、作為半透過反射層之對向電極36、設置於反射層14與對向電極36之間之光路長調整層28及功能層35；且發光像素20G之光路長調整層28包含作為亮度調整層之第4絕緣層27b，發光像素20B之光路長調整層28不包含第3絕緣層27a。

Description

光電裝置及電子機器
本發明係關於一種具備光諧振構造之自發光型之光電裝置及電子機器。
作為光電裝置可舉出於每一像素設置有發光元件即有機電致發光(EL：Electro luminescence，電致發光)元件之有機EL裝置。於此種有機EL裝置中，提出藉由對像素導入光諧振構造來取出諧振波長之光而實現彩色顯示。
例如，於專利文獻1，揭示有一種光電裝置，其於像素包含反射層、光反射性及透光性之對向電極，且於反射層與對向電極之間包含絕緣層、像素電極、及包含發光層之功能層。於專利文獻1之光電裝置中，提出一種光諧振構造，即，絕緣層包含自反射層側依序積層之第1絕緣層、第2絕緣層、第3絕緣層，且針對每一像素改變反射層與像素電極之間之絕緣層之層構成。即，藉由針對每一像素改變絕緣層之層構成而調整光諧振構造之光路長，從而取出所需諧振波長之光。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-235959號公報
於上述專利文獻1記載之光電裝置中，揭示有可自設置於各像素之功能層獲得白色發光之例。又，表示有於各像素配置有彩色濾光片之例。即，將自有機EL元件之功能層發出之白色光中之諧振波長之光藉由光諧振構造增強，進而通過彩色濾光片取出。
例如，於可獲得藍(B)、綠(G)、紅(R)之不同之發光色之各像素中，難以嚴密地控制發光強度，為了自各像素分別取出相同發光強度之光，有時使於有機EL元件流動之電流之大小於B、G、R像素之每一者不同。如此一來，B、G、R像素間之電流比變為不同。因此，若長期驅動光電裝置，則有電流流動最多之像素之有機EL元件之發光強度與其他像素相比下降之虞。因此，有於使B、G、R像素發光而例如進行白色顯示時，產生由任一像素之發光亮度之下降所致之色度偏差之課題。
又，為使此種像素間之電流比均勻，而考慮例如針對每一像素改變電晶體之特性、或改變電路構成之方法，但有電路構成變得複雜之課題。
本發明係為解決上述課題之至少一部分而完成者，可作為以下之形態或應用例而實現。
[應用例]本應用例之光電裝置之特徵在於：其包含第1像素及第2像素，該等第1像素及第2像素分別包含反射層、半透過反射層、設置於上述反射層與上述半透過反射層之間之光路長調整層及發光功能層；且上述第1像素之上述光路長調整層包含亮度調整層，上述第2像素之上述光路長調整層不包含上述亮度調整層。
根據本應用例，於欲於第1像素與第2像素獲得相同發光亮度之情形時，由於第1像素具有亮度調整層，故與第2像素相比必須流動更多電流。換言之，於第1像素與第2像素中，例如、即使為使發光功能層以相同發光亮度發光而流動之電流之大小不同，亦能以第2像素為基準增加流動於第1像素之電流，從而自第1像素及第2像素取出實際上相同亮度之發光。即，可縮小流動於第1像素與第2像素之電流之大小之差，或使電流之大小相同。即，可提供一種不使像素電路之電路構成複雜而藉由簡單之構成使像素間之電流比均勻之光電裝置。
於上述應用例記載之光電裝置中，較佳為，上述光路長調整層包含透光性之像素電極；上述亮度調整層設置於上述反射層與上述像素電極之間。
藉由該構成，可不影響設置於像素電極與半透過反射層之間之發光功能層之發光特性，而縮小流動於第1像素與第2像素之電流之大小之差、或使電流之大小相同。
於上述應用例記載之光電裝置中，較佳為，上述亮度調整層具有折射率小於相鄰之層之折射率之層。
根據該構成，可藉由與相鄰之層之間之折射率之差而調整透過亮度調整層之光量。
於上述應用例記載之光電裝置中，亦可為，上述亮度調整層具有折射率小於相鄰之層之折射率之層、與金屬層。
根據該構成，可利用金屬層之界面之光反射而調整亮度。
於上述應用例記載之光電裝置中，其特徵在於，上述金屬層包含自Ti、Mo、Ta、Al、Cu、Cr中選擇之至少1種金屬或包含該金屬之合金。
根據該構成，若使用該等金屬或合金形成金屬薄膜，則可構成發揮亮度調整功能之具有透光性與光反射性之金屬層。
於上述應用例記載之光電裝置中，其特徵在於：上述相鄰之層包含氮化矽膜；上述折射率較小之層包含氧化矽膜。
根據該構成，由於亮度調整層包括包含氧化矽膜之層，故可防止設置亮度調整層所致之急劇之亮度之下降，從而實現微細之亮度調整。
於上述應用例記載之光電裝置中，較佳為，上述第1像素及上述第2像素具有設置於上述反射層上之增反射層。
根據該構成，於第1像素及第2像素，可實現更亮之發光亮度。
[應用例]本應用例之電子機器之特徵在於具備上述應用例記載之光電裝置。
根據本應用例，由於具備不使像素電路之電路構成複雜而藉由簡單之構成使像素間之電流比均勻之光電裝置，故可提供一種實現外觀良好之發光狀態且成本績效優異之電子機器。
10:元件基板
10a:絕緣膜
10d:離子注入部
10s:基材
10w:井部
11:掃描線
12:資料線
13:點亮控制線
14:作為反射層之電源線
15:第1層間絕緣膜
16:第2層間絕緣膜
17:第3層間絕緣膜
20:發光像素
20B:發光像素
20G:發光像素
20R:發光像素
21:第1電晶體
21d:汲極電極
22:第2電晶體
22g:閘極電極
23:第3電晶體
24:蓄積電容
24a:電極
24b:電極
25:作為增反射層之第1絕緣層
26:第2絕緣層
27a:作為亮度調整層之第3絕緣層
27b:第4絕緣層
27c:開口部
27d:開口部
27m:金屬層
28:絕緣層(光路長調整層)
29:第5絕緣層
29B:開口
29G:開口
29R:開口
30:有機EL元件
30B:有機EL元件
30G:有機EL元件
30R:有機EL元件
31:像素電極
31B:像素電極
31Bc:接觸部
31G:像素電極
31Gc:接觸部
31R:像素電極
31Rc:接觸部
32:電洞注入層(HIL)
33:有機發光層(EML)
34:電子輸送層(ETL)
35:功能層
36:作為半透過反射層之對向電極
40:密封層
41:第1密封膜
42:緩衝層
43:第2密封膜
50:彩色濾光片
50B:濾光片層
50G:濾光片層
50R:濾光片層
60:樹脂層
70:密封基板
81:抗蝕劑圖案
81a:開口部
82:抗蝕劑圖案
82a:開口部
100:有機EL裝置
100L:顯示部
100R:顯示部
101:資料線驅動電路
102:掃描線驅動電路
103:外部連接用端子
200:有機EL裝置
210:元件基板
310:元件基板
326:絕緣層
1000:作為電子機器之頭帶式顯示器(HMD)
1001L:光學單元
1001R:光學單元
1002:聚光光學系統
1003:導光體
1004:半反射鏡層
B:藍色
E:顯示區域
G:綠色
R:紅色
S1~S5:步驟
Vdd:電源電壓
Vdata:資料信號之電壓位準
Vgi:點亮控制信號
Y:方向
Yi:掃描信號
X:方向
圖1係表示第1實施形態之有機EL裝置之構成之概略俯視圖。
圖2係表示第1實施形態之有機EL裝置之發光像素之電性構成之等價電路圖。
圖3係表示第1實施形態之有機EL裝置之發光像素之構成之概略俯視圖。
圖4係表示將發光像素沿X方向切斷時之構造之概略剖視圖。
圖5係表示發光像素之光諧振構造之模式剖視圖。
圖6係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之流程圖。
圖7係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖8係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖9係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖10係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖11係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖12係表示第1實施形態之有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。
圖13係表示第2實施形態之有機EL裝置之光諧振構造之模式剖視圖。
圖14係表示可獲得紅色光之發光像素之自反射層至金屬層之光學距離與亮度之關係之曲線圖。
圖15係表示可獲得綠色光之發光像素之自反射層至金屬層之光學距離與亮度之關係之曲線圖。
圖16係表示比較例1之有機EL裝置之光諧振構造之模式剖視圖。
圖17係表示比較例1及實施例1以及實施例2之評估結果之表。
圖18係表示比較例1及實施例1以及實施例2之發光像素之電流比之曲線圖。
圖19係表示作為電子機器之頭帶式顯示器之模式圖。
以下，按照圖式對將本發明具體化之實施形態進行說明。再者，使用之圖式係以說明之部分成為可辨識之狀態之方式適當放大或縮小而顯示。
(第1實施形態)
<光電裝置>
首先，作為本實施形態之光電裝置列舉有機EL裝置為例，參照圖1~圖5進行說明。圖1係表示有機EL裝置之構成之概略俯視圖，圖2係表示有機EL裝置之發光像素之電性構成之等價電路圖，圖3係表示有機EL裝置之發光像素之構成之概略俯視圖。
如圖1所示，作為光電裝置之有機EL裝置100具備：元件基板10；複數個發光像素20，其等於元件基板10之顯示區域E配置成矩陣狀；資料線驅動電路101及掃描線驅動電路102，其等作為驅動控制複數個發光像素20之周邊電路；及複數個外部連接用端子103，其等用於實現與外部電路之電性連接。本實施形態之有機EL裝置100係主動驅動型、且頂部發光型之發光裝置。
於顯示區域E，配置有可獲得藍色(B)之發光之發光像素20B、可獲得綠色(G)之發光之發光像素20G、及可獲得紅色(R)之發光之發光像素20R。又，可獲得同色之發光之發光像素20於圖面上排列於縱方向上，可獲得不同色之發光之發光像素20於圖面上按B、G、R之順序於橫方向上重複配置。此種發光像素20之配置係被稱為條紋方式者，但並非限定於此。例如，可獲得不同色之發光之發光像素20之於橫方向之配置亦可不按B、G、R之順序，而亦可例如設為R、G、B之順序。
以下，將排列有可獲得同色之發光之發光像素20之縱方向設為Y方向，將與Y方向正交之方向設為X方向進行說明。又，將自發光像素20之光之取出方向觀察元件基板10設為俯視進行說明。
關於發光像素20之詳細構成雖見後述，但本實施形態之發光像素20B、20G、20R之各者具備作為發光元件之有機電致發光元件(以下，稱為有機EL元件)、及與B、G、R之各色對應之彩色濾光片，且能夠將來自 有機EL元件之發光轉換為B、G、R之各色而進行全彩顯示。又，於發光像素20B、20G、20R之每一者構建有使來自有機EL元件之發光波長範圍中之特定波長之亮度提昇的光諧振構造。
於有機EL裝置100中，發光像素20B、20G、20R係作為子像素發揮功能者，藉由可獲得與B、G、R對應之發光之3個發光像素20B、20G、20R，而構成像素顯示之1個像素單位。再者，像素單位之構成並不限定於此，亦可於像素單位包含可獲得除B、G、R以外之發光色(包含白色)之發光像素20。
沿元件基板10之第1邊部，於X方向排列設置有複數個外部連接用端子103。又，於Y方向上在外部連接用端子103與顯示區域E之間配置有資料線驅動電路101，該資料線驅動電路101於X方向延伸。又，於X方向上隔著顯示區域E而設置有一對掃描線驅動電路102。
如上所述，於顯示區域E以矩陣狀設置有複數個發光像素20，且如圖2所示，於元件基板10，設置有掃描線11、資料線12、點亮控制線13、及電源線14作為與發光像素20對應之信號線。
於本實施形態中，掃描線11與點亮控制線13於X方向並列延伸，資料線12與電源線14於Y方向並列延伸。
於顯示區域E，與配置成矩陣狀之複數個發光像素20中之m列對應而設置有複數條掃描線11與複數條點亮控制線13，且該等複數條掃描線11與複數條點亮控制線13分別連接於圖1所示之一對掃描線驅動電路102。又，與配置成矩陣狀之複數個發光像素20中之n行對應而設置有複數條資料線12與複數條電源線14，且複數條資料線12分別連接於圖1所示之資料線驅動電路101，複數條電源線14連接於複數個外部連接用端子103中之 任一個。
於掃描線11與資料線12之交叉部附近，設置有構成發光像素20之像素電路之第1電晶體21、第2電晶體22、第3電晶體23、蓄積電容24、以及發光元件即有機EL元件30。
有機EL元件30具有作為陽極之像素電極31、作為陰極之對向電極36、及隔於該等電極間之包含發光層之功能層35。對向電極36係跨及複數個發光像素20共通地設置之電極，且相對於例如對電源線14賦予之電源電壓Vdd，而被賦予低位之基準電位Vss或GND之電位。
第1電晶體21及第3電晶體23例如為n通道型之電晶體。第2電晶體22例如為p通道型之電晶體。
第1電晶體21之閘極電極連接於掃描線11，一電流端連接於資料線12，另一電流端連接於第2電晶體22之閘極電極、與蓄積電容24之一電極。
第2電晶體22之一電流端連接於電源線14並且連接於蓄積電容24之另一電極。第2電晶體22之另一電流端連接於第3電晶體23之一電流端。換言之，第2電晶體22與第3電晶體23共用一對電流端中之1個電流端。
第3電晶體23之閘極電極連接於點亮控制線13，另一電流端連接於有機EL元件30之像素電極31。
第1電晶體21、第2電晶體22及第3電晶體23之各者之一對電流端係一者為源極，另一者為汲極。
於此種像素電路中，若自掃描線驅動電路102對掃描線11供給之掃描信號Yi之電壓位準成為高位準，則n通道型之第1電晶體21成為接通狀態(ON：接通)。經由接通狀態(ON)之第1電晶體21而將資料線12與蓄積電 容24電性連接。而且，若自資料線驅動電路101對資料線12供給資料信號，則於蓄積電容24蓄積資料信號之電壓位準Vdata與對電源線14賦予之電源電壓Vdd之電位差。
若自掃描線驅動電路102對掃描線11供給之掃描信號Yi之電壓位準成為低位準，則n通道型之第1電晶體21成為關斷狀態(OFF：關斷)，而第2電晶體22之閘極-源極間之電壓Vgs保持於被賦予電壓位準Vdata時之電壓。又，於掃描信號Yi成為低位準後，對點亮控制線13供給之點亮控制信號Vgi之電壓位準成為高位準，而第3電晶體23成為導通狀態(ON)。如此一來，於第2電晶體22之源極-汲極間，流動與第2電晶體22之閘極-源極電壓Vgs對應之電流。該電流具體而言係於自電源線14經由第2電晶體22及第3電晶體23到達有機EL元件30之路徑流動。
有機EL元件30對應於流動於有機EL元件30之電流之大小而發光。流動於有機EL元件30之電流係由利用第2電晶體22之閘極-源極間之電壓Vgs設定之第2電晶體22與有機EL元件30之動作點決定。第2電晶體22之閘極-源極間之電壓Vgs係於掃描信號Yi為高位準時，藉由資料線12之電壓位準Vdata與電源電壓Vdd之電位差而保持於蓄積電容24之電壓。如此，發光像素20係由資料信號之電壓位準Vdata及第3電晶體23成為導通狀態之期間之長度規定發光亮度。即，可藉由資料信號之電壓位準Vdata之值，而於發光像素20賦予與圖像資訊之亮度對應之灰階性，從而能夠進行全彩顯示。
再者，於本實施形態中，發光像素20之像素電路並不限定於具有3個電晶體21、22、23，亦可設為具有開關用電晶體與驅動用電晶體之構成。又，構成像素電路之電晶體既可為n通道型之電晶體，亦可為p通道型 之電晶體，還可為具備n通道型之電晶體及p通道型之電晶體之雙方者。又，構成發光像素20之像素電路之電晶體既可為於半導體基板具有主動層之MOS型電晶體，亦可為薄膜電晶體，還可為場效電晶體。
又，除掃描線11、資料線12以外之信號線即點亮控制線13、電源線14之配置取決於電晶體或蓄積電容24之配置，並不限定於此。
於本實施形態中，對作為構成發光像素20之像素電路之電晶體，採用於半導體基板具有主動層之MOS型電晶體之例，於以下進行說明。
<發光像素之構成>
參照圖3對發光像素20之具體構成進行說明。如圖3所示，發光像素20B、20G、20R之各者於俯視下成為矩形狀，且長度方向沿Y方向而配置。於發光像素20B、20G、20R之各者，設置有圖2所示之等價電路之有機EL元件30。為區分於每一發光像素20B、20G、20R設置之有機EL元件30，而有時作為有機EL元件30B、30G、30R進行說明。又，為針對每一發光像素20B、20G、20R區分有機EL元件30之像素電極31，有時亦作為像素電極31B、31G、31R進行說明。
於發光像素20B設置有像素電極31B、及使像素電極31B與第3電晶體23電性連接之接觸部31Bc。同樣，於發光像素20G設置有像素電極31G、及使像素電極31G與第3電晶體23電性連接之接觸部31Gc。於發光像素20R設置有像素電極31R、及使像素電極31R與第3電晶體23電性連接之接觸部31Rc。
各像素電極31B、31G、31R亦於俯視下為大致矩形狀，且於長度方向之上方側分別配置有各接觸部31Bc、31Gc、31Rc。
發光像素20B、20G、20R之各者具有將相鄰之像素電極31彼此電性 絕緣，且於像素電極31B、31G、31R上形成有規定與功能層35(參照圖4)相接之區域之開口29B、29G、29R之絕緣構造。
又，作為對有機EL元件30B、30G、30R之功能層35注入電荷之像素電極31B、31G、31R實際上發揮功能者係由上述絕緣構造之開口29B、29G、29R規定，且分別與功能層35相接之部分。開口29B、29G、29R係由後述之第5絕緣層29(參照圖4)規定，於像素電極31B、31G、31R之各者中，上述各接觸部31Bc、31Gc、31Rc係由第5絕緣層29覆蓋，而相互絕緣。再者，於本實施形態中，開口29B、29G、29R之形狀或大小相同。
其次，參照圖4對發光像素20之構造進行說明。圖4係表示將發光像素沿X方向切斷時之構造之概略剖視圖。再者，於圖4中，表示有像素電路中之第1電晶體21及第2電晶體22、及與第1電晶體21及第2電晶體22相關之配線等，且省略第3電晶體23之圖示。
如圖4所示，有機EL裝置100具備形成有發光像素20B、20G、20R、彩色濾光片50等之元件基板10、與透光性之密封基板70。元件基板10與密封基板70係藉由兼備接著性與透明性之樹脂層60貼合。彩色濾光片50具有與B、G、R之各色對應之濾光片層50B、50G、50R。各濾光片層50B、50G、50R於元件基板10係與發光像素20B、20G、20R之各者對應而配置。自功能層35發出之光係透過對應之濾光片層50B、50R、50G之任一者而自密封基板70側射出。即，有機EL裝置100形成為自密封基板70側取出發光之頂部發光構造。
元件基板10之基材10s由於有機EL裝置100為頂部發光構造，故而不僅可使用透明之玻璃基板，亦可使用不透明之陶瓷基板或半導體基板。
於本實施形態中，使用半導體基板作為基材10s。半導體基板例如為矽基板。
於基材10s，設置有藉由對半導體基板注入離子而形成之井部10w、及藉由對井部10w注入與井部10w不同種類之離子而形成之主動層即離子注入部10d。井部10w係作為發光像素20之電晶體21、22、23之通道發揮功能，離子注入部10d係作為發光像素20之電晶體21、22、23之源極．汲極或配線之一部分發揮功能。
其次，形成覆蓋形成有離子注入部10d及井部10w之基材10s之表面之絕緣膜10a。絕緣膜10a係作為閘極絕緣膜發揮功能。於絕緣膜10a上例如成膜多晶矽等之導電膜，並將其圖案化而形成閘極電極22g。閘極電極22g係以與作為第2電晶體22之通道發揮功能之井部10w對向之方式配置。於其他第1電晶體21或第3電晶體23中亦同樣地配置有閘極電極。
其次，形成覆蓋閘極電極22g之第1層間絕緣膜15。然後，貫通第1層間絕緣膜15，形成例如到達第1電晶體21之汲極或第2電晶體22之閘極電極22g之接觸孔。藉由成膜至少被覆該接觸孔內，且覆蓋第1層間絕緣膜15之表面之導電膜，並將其圖案化，而例如形成連接於第1電晶體21之汲極電極21d與第2電晶體22之閘極電極22g之配線。
其次，形成覆蓋第1層間絕緣膜15上之各種配線之第2層間絕緣膜16。然後，貫通第2層間絕緣膜16，形成到達形成於第1層間絕緣膜15上之各種配線之接觸孔。藉由成膜至少被覆該接觸孔內，且覆蓋第2層間絕緣膜16之表面之導電膜，並將其圖案化，而例如形成使蓄積電容24之一電極24a與第2電晶體22之閘極電極22g電性連接之接觸部。又，於與一電極24a同層而形成有資料線12。資料線12藉由於圖4中省略圖示之配線而 連接於第1電晶體21之源極。
其次，形成至少覆蓋一電極24a之介電質層(於圖4中省略圖示)。又，於隔著介電質層而與一電極24a對向之位置形成有蓄積電容24之另一電極24b。藉此，形成於一對電極24a、24b間具有介電質層之蓄積電容24。
其次，形成覆蓋資料線12及蓄積電容24之第3層間絕緣膜17。貫通第3層間絕緣膜17而形成例如到達蓄積電容24之另一電極24b或形成於第2層間絕緣膜16上之各種配線之接觸孔。藉由成膜至少被覆該接觸孔內，且覆蓋第3層間絕緣膜17之表面之導電膜，並將其圖案化，而形成電源線14或形成使電源線14與另一電極24b連接之接觸部。於本實施形態中，電源線14係使用兼備光反射性與導電性之例如Al(鋁)或Ag(銀)等金屬、或該等金屬之合金形成。又，電源線14以除與發光像素20B、20G、20R之接觸部31Bc、31Gc、31Rc(參照圖3)重合之部分以外，與像素電極31B、31G、31R對向而構成遍及顯示區域E之平面的方式形成。電源線14之與像素電極31B、31G、31R對向之部分作為反射層發揮功能。
再者，亦可設為以具有導電性之材料形成電源線14，並於電源線14與像素電極31B、31G、31R之間設置反射層之構成。
於圖4中雖未圖示，但於基材10s，設置有第2電晶體22與第3電晶體23共用之井部10w。於該井部10w設置有3個離子注入部10d。3個離子注入部10d中之位於中央側之離子注入部10d係作為第2電晶體22與第3電晶體23共用之汲極發揮功能。設置覆蓋該井部10w之絕緣膜10a。然後，藉由覆蓋絕緣膜10a成膜例如多晶矽等之導電膜，並將該導電膜圖案化，而於絕緣膜10a上形成第2電晶體22之閘極電極及第3電晶體23之閘極電極。該等閘極電極係以和上述之中央側之離子注入部10d與端側之離子注入部 10d之間之井部10w之作為通道發揮功能之部分對向之方式配置。
其次，第2電晶體22之閘極電極係藉由貫通第1層間絕緣膜15與第2層間絕緣膜16之接觸孔，而連接於設置於第2層間絕緣膜16上之蓄積電容24之一電極24a。第2電晶體22之源極電極係藉由貫通第2層間絕緣膜16及第3層間絕緣膜17之接觸孔，而連接於設置於第3層間絕緣膜17上之電源線14。
第3電晶體23之閘極電極係藉由貫通第1層間絕緣膜15之接觸孔，而連接於設置於第1層間絕緣膜15上之點亮控制線13。於第1層間絕緣膜15上，除點亮控制線13以外設置有掃描線11。掃描線11經由同樣貫穿第1層間絕緣膜15之接觸孔而連接於第1電晶體21之閘極。
第3電晶體23之源極電極係藉由貫通第2層間絕緣膜16及第3層間絕緣膜17、進而電源線14上之絕緣層28之接觸孔，而連接於設置於絕緣層28上之配線。該配線係例如對應於發光像素20G之接觸部31Gc而設置，且於該接觸部31Gc藉由該配線與像素電極31G相接而實現電性連接。
發光像素20B、20R之像素電極31B、31R之各者與對應之第3電晶體23之源極電極之電性連接係與發光像素20G同樣地經由接觸部31Bc、接觸部31Rc而進行(參照圖3)。
有機EL元件30設置於作為反射層發揮功能之電源線14上。又，於電源線14上構建有可於發光像素20B、20G、20R之每一者取出不同之諧振波長之光之光諧振構造。電源線14於俯視下以遍及設置有發光像素20B、20G、20R之顯示區域E而覆蓋第3層間絕緣膜17之表面之方式形成。又，電源線14係除設置有實現像素電極31B、31G、31R之各者與對應之第3電晶體23之電性連接的上述接觸部31Bc、31Gc、31Rc之部分以外被圖案 化。因此，成為設置於較電源線14更下層之像素電路之構成所致之凹凸不易影響設置於較電源線14更上層之光諧振構造之構造。
覆蓋設置於發光像素20B、20G、20R之每一者之有機EL元件30而至少遍及顯示區域E形成有密封層40。密封層40係包含自對向電極36側依序積層之第1密封膜41、緩衝層42、及第2密封膜43而構成。
第1密封膜41係使用不易透過水分或氧氣等氣體(阻氣性)、且可獲得透明性之例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鈦等金屬氧化物等無機化合物形成。作為形成方法，較佳使用可以低溫形成緻密之膜之氣相製程，例如，可列舉電漿CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沈積)法、或ECR(Electron Cyclotron Resonance：電子回旋共振)電漿濺鍍法等高密度電漿成膜法、真空蒸鍍法、離子鍍覆法。第1密封膜41之膜厚約為200nm~400nm。
第1密封膜41之表面受設置於下層之有機EL元件30等構造體之影響而產生凹凸。於本實施形態中，為防止起因於該凹凸或異物之附著等之第2密封膜43之密封功能之下降，而形成有緩衝層42，以覆蓋第1密封膜41之表面中之至少顯示區域E來至少緩和顯示區域E的該凹凸而平坦化。
緩衝層42係例如使用使具有透明性之有機樹脂溶解於溶劑而成之溶液，藉由以印刷法或旋轉塗佈法塗佈該溶液並使其乾燥而形成之有機樹脂層。作為有機樹脂，可列舉環氧樹脂等。緩衝層42就緩和第1密封膜41之表面之該凹凸，覆蓋附著於第1密封膜41之異物而使其平坦化而言，其膜厚較佳為1μm~5μm，於本實施形態中，使用環氧樹脂形成膜厚約為3μm之緩衝層42。緩衝層42較佳以於俯視下至少覆蓋功能層35之方式形成，且以覆蓋對向電極36之方式形成。藉由將緩衝層42以至少覆蓋功能 層35之方式形成，可緩和於功能層35之端部之凹凸。再者，緩衝層42亦可以除覆蓋顯示區域E以外，亦覆蓋周邊電路(資料線驅動電路101及一對掃描線驅動電路102)之顯示區域E側之至少一部分之方式形成(參照圖1)。
覆蓋緩衝層42之第2密封膜43係與第1密封膜41同樣地使用兼備透明性與阻氣性且耐水性耐熱性優異之無機化合物形成。作為無機化合物，可舉出氧化矽、氮化矽、氮氧化矽。第2密封膜43可使用與第1密封膜41相同之方法形成。第2密封膜43之膜厚為於成膜時不產生裂痕，而較佳於200nm~700nm之範圍成膜，且更佳於300nm~400nm之範圍成膜。再者，若以覆蓋對向電極36之方式形成緩衝層42，則可藉由第1密封膜41與直接積層於其之第2密封膜43而覆蓋對向電極36之端部。
彩色濾光片50形成於表面平坦之密封層40上。彩色濾光片50之各濾光片層50B、50G、50R係藉由於密封層40上塗佈包含與各色對應之顏料之感光性樹脂並進行曝光、顯影而形成。
<光諧振構造>
其次，參照圖5對本實施形態之有機EL裝置100之光諧振構造及有機EL元件30之構成進行說明。圖5係表示發光像素之光諧振構造之模式剖視圖。
本實施形態之有機EL元件30具有透光性之作為陽極之像素電極31、半透過反射型之作為陰極之對向電極36、及隔於該等電極間之功能層35。功能層35包含自像素電極31側依序積層之電洞注入層(HIL：hole injection layer)32、有機發光層(EML：emitting layer)33、及電子輸送層(ETL：electron-transporting layer)34。
藉由對像素電極31與對向電極36之間施加驅動電位，而自像素電極 31對功能層35注入電洞，且自對向電極36對功能層35注入電子。於功能層35所包含之有機發光層33中，注入之電洞與電子形成激子(激發子)，且於激子(激發子)消失時(電子與電洞再耦合時)能量之一部分成為螢光或磷光而放出。
功能層35除電洞注入層32、有機發光層33、電子輸送層34以外，亦可包含改善或控制電洞或電子之向有機發光層33之注入性或輸送性之例如電洞輸送層、電子注入層或中間層。
於本實施形態中，形成為自功能層35之有機發光層33可獲得白色光之構成。因此，功能層35係跨及發光像素20B、20G、20R共通地形成。再者，白色光可藉由組合可獲得藍(B)、綠(G)、紅(R)之發光之有機發光層而實現。又，組合可獲得藍(B)與黃(Y)之發光之有機發光層亦可獲得類白色光。
於本實施形態中，形成為藉由自有機EL元件30發出之白色光透過彩色濾光片50，而於發光像素20B、20G、20R之每一者可獲得所需之發光色之構成。此外，於發光像素20B、20G、20R之每一者於作為反射層發揮功能之電源線14與對向電極36之間構建有光諧振構造，而可於與B、G、R之各發光色對應之諧振波長內獲得強調亮度之發光。
發光像素20B、20G、20R之每一者之諧振波長係由作為反射層之電源線14與對向電極36之間之光學距離D(亦稱為光路長)決定，具體而言，以滿足下述之公式(1)之方式設定。
Figure 106103902-A0305-02-0020-1
m係正整數(m=0、1、2…)，
Figure 106103902-A0305-02-0020-3
L係於反射層之反射之相位位移，
Figure 106103902-A0305-02-0020-4
U係於對向電極36之反射之相位位移，λ係駐波之峰值波長。
發光像素20B、20G、20R之光諧振構造之光學距離D係以B、G、R之順序變大，且藉由使配置於電源線14(反射層)與像素電極31之間之複數層絕緣層之構成不同而進行調整。具體而言，藉由於電源線14與像素電極31B之間存在第1絕緣層25與第2絕緣層26，於電源線14與像素電極31G之間除第1絕緣層25及第2絕緣層26以外還存在第4絕緣層27b，於電源線14與像素電極31R之間存在第1絕緣層25、第2絕緣層26、第3絕緣層27a、及第4絕緣層27b，而該光學距離D於發光像素20B、20G、20R之每一者不同。光諧振構造之各層之光學距離可以光透過之各層之膜厚(t)與折射率(n)之積表示。
例如，發光像素20B之亮度之峰值波長(諧振波長)係設定為470nm。同樣，發光像素20G之亮度之峰值波長(諧振波長)係設定為540nm，發光像素20R之亮度之峰值波長(諧振波長)係設定為610nm。
為實現上述峰值波長，例如，使包含ITO等之透明導電膜之像素電極31B、31G、31R之膜厚為約20nm，折射率設為1.8，使功能層35之膜厚為約110nm，使折射率為1.8。而且，於上述公式(1)中，若設為m=1而算出電源線14(反射層)與對向電極36之間之各絕緣層之膜厚，則於發光像素20B中，折射率為1.46之包含SiO2之第1絕緣層25之膜厚成為35nm，折射率為1.8之包含SiN之第2絕緣層26之膜厚成為45nm，合計膜厚成為80nm。於發光像素20G中，折射率為1.46之包含SiO2之第4絕緣層27b之膜厚成為44nm，加上第1絕緣層25與第2絕緣層26所得之合計膜厚成為124nm。於發光像素20R中，包含SiO2之第3絕緣層27a及第4絕緣層27b之膜厚成為100nm，加上第1絕緣層25與第2絕緣層26所得之合計膜厚成為180nm。
再者，於本實施形態中，跨及發光像素20B、20G、20R而共通地設置、且覆蓋作為反射層發揮功能之電源線14之第1絕緣層25係如上述般使用SiO2形成，且作為本發明之使光反射性提高之增反射層發揮功能者。因此，用以使發光像素20B、20G、20R之各者之光諧振構造之光學距離D實際上不同而設置之包含第2絕緣層26、第3絕緣層27a、第4絕緣層27b之絕緣層28係作為本發明的光路長調整層發揮功能者。以下，利用絕緣層28之符號稱為光路長調整層28。
又，於發光像素20B、20G、20R各者之光諧振構造中，為了精度佳地實現上述峰值波長，而對光諧振構造之光學距離D考慮第1絕緣層25、第2絕緣層26、第3絕緣層27a、第4絕緣層27b之各者之膜厚及折射率、像素電極31及功能層35之膜厚及折射率、作為反射層之電源線14及對向電極36之衰減係數而設定。又，光透過之層之折射率嚴格而言係取決於透過之光之波長。
進而，於本實施形態之光諧振構造中，由於光路長調整層28具有折射率較相鄰之層(第2絕緣層26)之折射率小之層(第3絕緣層27a及第4絕緣層27b)，故成為不僅於反射層14與第1絕緣層25之界面，而且於第2絕緣層26與第3絕緣層27a及第4絕緣層27b之界面亦產生光之反射之構成。藉此，於發光像素20G中，與不於第2絕緣層26與第4絕緣層27b之界面產生反射之情形、即以相同材料構成第2絕緣層26與第4絕緣層27b之情形相比，自發光像素20G取出之光之強度(亮度)下降。同樣，於發光像素20R中，與不於第2絕緣層26與第3絕緣層27a之界面產生反射之情形、即以相同材料構成第2絕緣層26與第3絕緣層27a之情形相比，自發光像素20R取出之光之強度(亮度)下降。即，於發光像素20G中光路長調整層28中之第 4絕緣層27b係作為本發明之亮度調整層發揮功能者，於發光像素20R中光路長調整層28中之第3絕緣層27a係作為本發明之亮度調整層發揮功能者。再者，於發光像素20R中，由於使用SiO2形成第3絕緣層27a與第4絕緣層27b，故第3絕緣層27a及第4絕緣層27b亦可作為亮度調整層發揮功能。
<光電裝置之製造方法>
其次，參照圖6~圖12對作為光電裝置之有機EL裝置100之製造方法進行說明。圖6係表示有機EL裝置之製造方法之流程圖，圖7~圖12係表示有機EL裝置之製造方法之概略剖視圖。本發明之特徵部分主要在於元件基板10之光路長調整層28之形成步驟。因此，以後針對有機EL裝置100之製造方法中之元件基板10之製造方法之特徵部分進行說明。
如圖6所示，本實施形態之元件基板10之製造方法至少具備增反射層形成步驟(步驟S1)、光路長調整層形成步驟(步驟S2)、像素電極形成步驟(步驟S3)、功能層形成步驟(步驟S4)、及對向電極形成步驟(步驟S5)。再者，於元件基板10之基材10s上形成上述之像素電路及連接於像素電路之配線等之方法或作為反射層之電源線14之形成方法可如上述般使用周知之方法。於以後之說明中，反射層使用電源線14之符號，作為反射層14進行說明。
於步驟S1之增反射層形成步驟及步驟S2之光路長調整層形成步驟中，首先，如圖7所示，於反射層14上依序成膜形成第1絕緣層25、第2絕緣層26、及第3絕緣層27a。第1絕緣層25、第3絕緣層27a係例如將SiO2藉由CVD法等成膜。第2絕緣層26係例如將SiN同樣藉由CVD法等成膜。各絕緣層之目標膜厚係如上述般，作為增反射層發揮功能之第1絕緣層25例 如為35nm，第2絕緣層26例如為45nm，作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a例如為56nm。
而且，如圖8所示，以覆蓋第3絕緣層27a之方式形成感光性抗蝕劑層，並將其曝光、顯影而形成具有開口部81a之抗蝕劑圖案81。開口部81a係跨及相鄰之發光像素20B與發光像素20G而形成。藉由介隔此種抗蝕劑圖案81，對第3絕緣層27a例如使用氟系之處理氣體進行乾蝕刻，而如圖9所示般，於第3絕緣層27a形成開口部27c。再者，於乾蝕刻後去除抗蝕劑圖案81。如圖3所示，開口部27c係於發光像素20B、20G之除接觸部31Bc、31Gc以外之區域中，跨及相鄰之發光像素20B與發光像素20G而形成。
繼而，如圖10所示，以覆蓋第3絕緣層27a及其開口部27c之方式形成第4絕緣層27b。第4絕緣層27b亦為例如將SiO2藉由CVD法等成膜。然後，以覆蓋第4絕緣層27b之方式形成感光性抗蝕劑層，並將其曝光、顯影，而形成具有開口部82a之抗蝕劑圖案82。開口部82a係對應於發光像素20B而形成。藉由介隔此種抗蝕劑圖案82，對於開口部82a露出之第4絕緣層27b例如使用氟系之處理氣體進行乾蝕刻，而如圖11所示般，於第4絕緣層27b形成開口部27d。再者，由於包含SiN之第2絕緣層26與SiO2相比乾蝕刻之蝕刻速率較慢，故第2絕緣層26可作為乾蝕刻之蝕刻阻止膜發揮功能。於乾蝕刻後去除抗蝕劑圖案82。如圖3所示，開口部27d係於跨及相鄰之發光像素20B與發光像素20G而形成之開口部27c內，對應於發光像素20B內而形成。藉此，於發光像素20B、20G、20R中製成光學距離不同之光路長調整層28。然後，進行至步驟S3。
於步驟S3之像素電極形成步驟中，藉由以覆蓋光路長調整層28之方 式成膜例如ITO等之透明導電膜，並將其圖案化，而如圖12所示般，於開口部27d內之第2絕緣層26上形成像素電極31B，於開口部27c內之第4絕緣層27b上形成像素電極31G，於第4絕緣層27b上形成像素電極31R。再者，透明導電膜之目標膜厚例如約為20nm。然後，進行至步驟S4。
於步驟S4之功能層形成步驟中，於各發光像素20B、20G、20R之像素電極31B、31G、31R上形成功能層35。功能層35係如上述般，於本實施形態中，藉由電洞注入層32、有機發光層33、電子輸送層34構成。又，該等層係跨及發光像素20B、20G、20R共通地形成。功能層35之各層之構成或形成方法並未特別限定，可使用例如蒸鍍法等乾式成膜法或旋轉塗佈等濕式成膜法等周知之方法。又，亦可根據所使用之功能層形成材料而組合使用乾式成膜法與濕式成膜法。於本實施形態中，使用蒸鍍法形成電洞注入層32、有機發光層33、電子輸送層34。功能層35之電洞注入層32之目標膜厚例如為30nm，有機發光層33之目標膜厚例如為55nm，電子輸送層34之目標膜厚例如為25nm。即，功能層35之目標膜厚為該等層之目標膜厚之合計值即110nm。然後，進行至步驟S5。
於步驟S5之對向電極形成步驟中，以覆蓋步驟S4中所形成之功能層35之方式，跨及發光像素20B、20G、20R而形成對向電極36。於本實施形態中，共蒸鍍Mg與Ag，而形成包含膜厚約為20nm之MgAg合金之薄膜之對向電極36。
其後，如上述般經由形成覆蓋對向電極36之密封層40之步驟、於密封層40上形成彩色濾光片50之步驟而完成元件基板10。進而，經由介隔樹脂層60貼合元件基板10與密封基板70之步驟而製成有機EL裝置100(參照圖4或圖5)。
根據上述第1實施形態，可獲得以下之效果。
(1)發光像素20G之光諧振構造之光路長調整層28具有作為亮度調整層發揮功能之第4絕緣層27b。同樣，發光像素20R之光諧振構造之光路長調整層28具有作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a(或第3絕緣層27a及第4絕緣層27b)。例如，於進行白色顯示時，於需要將流動於發光像素20B之有機EL元件30B之電流之大小較流動於發光像素20G、20R之有機EL元件30G、30R之電流之大小增大之情形時，於發光像素20B、20G、20R間消耗電流不同而電流比不均勻。藉由發光像素20G、20R之光路長調整層28包含亮度調整層，而於進行白色顯示時，容易增加流動於發光像素20G、20R之有機EL元件30G、30R之電流之大小，故可縮小流動於發光像素20B、20G、20R之有機EL元件30B、30G、30R之電流之大小之差、或使電流比均勻。
(2)作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a(第4絕緣層27b)係設置於反射層14與像素電極31之間。因此，可不影響設置於像素電極31上之功能層35之發光特性，即縮小流動於發光像素20B、20G、20R之有機EL元件30B、30G、30R之電流之大小之差、或使電流比均勻。
(3)作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a(第4絕緣層27b)係包含SiO2，且與包含折射率較SiO2大之SiN之第2絕緣層26相接而積層。藉此，於第2絕緣層26與第3絕緣層27a(第4絕緣層27b)之界面產生光之反射，而調整發光像素20G、20R之發光亮度。即，由於使用透光性之SiO2膜形成作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a(第4絕緣層27b)，故可高精度地實施發光亮度之調整。
(第2實施形態)
<另一光電裝置>
其次，作為第2實施形態之具有光諧振構造之另一光電裝置，列舉有機EL裝置為例，參照圖13進行說明。圖13係表示第2實施形態之有機EL裝置之光諧振構造之模式剖視圖。第2實施形態之有機EL裝置係相對於上述第1實施形態之有機EL裝置100使光諧振構造之亮度調整層之形態不同者。因此，對與上述有機EL裝置100相同之構成標註相同符號並省略詳細之說明。
如圖13所示，作為本實施形態之光電裝置之有機EL裝置200具備：元件基板210，其具備可獲得不同發光色之發光像素20B、20G、20R；及透光性之密封基板70，其介隔樹脂層60而與元件基板210對向配置。元件基板210於基材10s上具備跨及發光像素20B、20G、20R共通地形成之反射層14及第1絕緣層25、與對應於發光像素20B、20G、20R之各者而設置之光路長調整層28、有機EL元件30B、30G、30R及彩色濾光片50(濾光片層50B、50G、50R)。濾光片層50B、50G、50R配置於覆蓋各有機EL元件30B、30G、30R之密封層40上。
有機EL元件30B、30G、30R之各者具有隔於作為陽極之像素電極31、與作為陰極之對向電極36之間之功能層35。功能層35包含自像素電極31側依序積層之電洞注入層32、有機發光層33、及電子輸送層34，且自功能層35發出白色光。白色光藉由透過濾光片層50B、50G、50R，而轉換為所期望之色光自密封基板70側取出。
有機EL裝置200之光諧振構造於發光像素20B於反射層14與像素電極31B之間具有第1絕緣層25及第2絕緣層26。於發光像素20G於反射層14與像素電極31G之間，除第1絕緣層25及第2絕緣層26以外還具有金屬層27m 及第4絕緣層27b。於發光像素20R中，除第1絕緣層25及第2絕緣層26以外還具有金屬層27m及第3絕緣層27a以及第4絕緣層27b。
即，本實施形態之光路長調整層28係除第2絕緣層26、第3絕緣層27a及第4絕緣層27b(折射率小於第2絕緣層26之層)以外還具有金屬層27m者。金屬層27m係例如包含自Ti、Mo、Ta、Al、Cu、Cr中選擇之至少1種金屬或含有該金屬之合金，且以具有光透過性與光反射性之方式例如使用濺鍍法等形成為金屬薄膜。
於光諧振構造中，藉由使反射層14與像素電極31之間之層構成於發光像素20B、20G、20R不同，而自發光像素20B取出諧振波長(峰值波長)例如為470nm之光，自發光像素20G取出諧振波長(峰值波長)例如為570nm之光，自發光像素20R取出諧振波長(峰值波長)例如為610nm之光。又，於設置有金屬層27m之發光像素20G、20R進行亮度之調整。於取出上述諧振波長(峰值波長)之光之情形時，例如，使用SiO2形成之情形之第1絕緣層25之目標膜厚為35nm，使用SiN形成之情形之第2絕緣層26之目標膜厚為45nm，使用TiN形成之情形之金屬層27m之目標膜厚為2nm，使用SiO2形成之情形之第3絕緣層27a之目標膜厚為56nm、第4絕緣層27b之目標膜厚為44nm，使用ITO形成之情形之像素電極31B、31G、31R之目標膜厚為20nm。
其次，參照圖14及圖15對反射層14與像素電極31G、31R之間之金屬層27m之位置、發光亮度(以下，簡稱為「亮度」)之關係進行說明。圖14係表示可獲得紅色光之發光像素之自反射層至金屬層之光學距離與亮度之關係之曲線圖，圖15係表示可獲得綠色光之發光像素之自反射層至金屬層之光學距離與亮度之關係之曲線圖。再者，圖14及圖15係藉由光學模擬 獲得之曲線圖，亮度係將無金屬層27m之情形作為「1」而數值化者。
細節雖見後述，但於本實施形態之有機EL裝置200中，以於諧振波長(峰值波長)最長之發光像素20R使亮度之調整幅度變大之方式，於發光像素20G與發光像素20R，於包含SiN之第2絕緣層26上設置包含TiN之金屬層27m(參照圖13)。
如圖14所示，於發光像素20R中，於在作為增反射層發揮功能之第1絕緣層25上設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約52nm。此時之亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.7(70%)左右。於如上述般在第2絕緣層26上設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約141nm。此時之亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.5(50%)左右。同樣地，於在像素電極31之正下方設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約287nm。此時之亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.97(97%)左右。
如圖15所示，於發光像素20G中，於在作為增反射層發揮功能之第1絕緣層25上設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約52nm，亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.74(74%)左右。於如上述般在第2絕緣層26上設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約141nm，亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.67(67%)左右。同樣地，於在像素電極31之正下方設有金屬層27m之情形時，自反射層14至金屬層27m之光學距離成為約206nm，亮度與未設置金屬層27m之情形相比約為0.94(94%)左右。因此，於本實施形態之有機EL裝置200中，藉由進而設置金屬層27m作為亮度調整層，而與 未設置金屬層27m之情形相比，發光像素20R之亮度下降約50%，發光像素20G之亮度下降約33%。
於有機EL裝置200之光諧振構造中，於將自金屬層27m至對向電極36之光學距離設為D1，且將自反射層14至金屬層27m之光學距離設為D2時，於D1及D2滿足以下之公式(2)之條件時，認為於對向電極36反射之光與於反射層14反射之光之相位之偏移成為λ/2而亮度下降至最低。
Figure 106103902-A0305-02-0030-2
m係正整數(m=0、1、2…)，λ係諧振波長，D係光諧振構造之光學距離，D1之情形之
Figure 106103902-A0305-02-0030-5
係對向電極36與功能層35之界面之相位位移、和金屬層27m與該金屬層27m相鄰之層之界面之相位位移之合計值。又，D2之情形之
Figure 106103902-A0305-02-0030-6
係反射層14與第1絕緣層25之界面之相位位移、和金屬層27m與該金屬層27m相鄰之層之界面之相位位移之合計值。
即，根據使發光像素20之亮度與無金屬層27m之情形相比下降何種程度，而設定反射層14與像素電極31之間之金屬層27m之位置。
根據上述第2實施形態之有機EL裝置200，可獲得以下之效果。
(1)發光像素20G之光諧振構造中之光路長調整層28具有作為亮度調整層發揮功能之第4絕緣層27b與金屬層27m。又，發光像素20R之光諧振構造之光路長調整層28具有作為亮度調整層發揮功能之第3絕緣層27a與金屬層27m。因此，與無金屬層27m之情形相比，可更有效地降低亮度。即，於進行白色顯示時，可更有效地縮小流動於發光像素20B、20G、20R之有機EL元件30B、30G、30R之電流之大小之差、或更有效地使電流比均勻。
(2)由於金屬層27m係包含自Ti、Mo、Ta、Al、Cu、Cr中選擇之至 少1種金屬或含有該金屬之合金，故若使用該等金屬或合金形成金屬薄膜，則可構成發揮亮度調整功能之具有透光性與光反射性之金屬層27m。尤其是，藉由如本實施形態般使用金屬氮化物(TiN)而可形成低反射性之金屬層27m，故亮度之下降不會成為急劇之狀態，而可平緩地調整亮度。
又，因不使用特殊之金屬材料，故可使用用於形成元件基板10之配線構造之各種材料及裝置形成金屬層27m。
再者，於上述第1實施形態及上述第2實施形態中，發光像素20G、20R相當於本發明之第1像素，發光像素20B相當於本發明之第2像素。
其次，對在光諧振構造包含亮度調整層之效果，藉由列舉比較例與實施例比較，而更具體地進行說明。圖16係表示比較例1之有機EL裝置之光諧振構造之模式剖視圖。
(比較例1)
如圖16所示，比較例1之有機EL裝置300具備：元件基板310，其具備可獲得不同發光色之發光像素20B、20G、20R；及透光性之密封基板70，其介隔樹脂層60而與元件基板310對向配置。元件基板310於基材10s上具備跨及發光像素20B、20G、20R共通地形成之反射層14及絕緣層326、與對應於發光像素20B、20G、20R之各者而設置之有機EL元件30B、30G、30R及彩色濾光片50(濾光片層50B、50G、50R)。濾光片層50B、50G、50R配置於覆蓋各有機EL元件30B、30G、30R之密封層40上。
有機EL元件30B、30G、30R之各者具有隔於作為陽極之像素電極31、與作為陰極之對向電極36之間之功能層35。功能層35包含自像素電極31側依序積層之電洞注入層32、有機發光層33、及電子輸送層34，且 自功能層35發出白色光。白色光係藉由透過濾光片層50B、50G、50R而轉換為所期望之色光並自密封基板70側取出。
如此之比較例1之有機EL裝置300之光諧振構造係藉由於發光像素20B、20G、20R之每一者使像素電極31B、31G、31R之厚度不同，而取出諧振波長(峰值波長)之光。反射層14與像素電極31之間之絕緣層326可使用SiN或SiO2形成。於取出與上述實施形態之有機EL裝置100同樣之諧振波長之光之情形時，例如，使用SiN形成絕緣層326之情形之絕緣層326之目標膜厚為73nm，使用ITO形成之情形之像素電極31B之目標膜厚為20nm，像素電極31G之目標膜厚為57nm，像素電極31R之目標膜厚為112nm。即，比較例1之光諧振構造不包含亮度調整層。
(實施例1)
實施例1之包含亮度調整層之光諧振構造係於上述第1實施形態之有機EL裝置100所說明者，包含SiO2之第1絕緣層25之目標膜厚為35nm，包含SiN之第2絕緣層26之目標膜厚為45nm，包含SiO2之第3絕緣層27a之目標膜厚為56nm、第4絕緣層27b之目標膜厚為44nm，包含ITO之像素電極31B、31G、31R之目標膜厚為20nm。
(實施例2)
實施例2之包含亮度調整層之光諧振構造係於上述第2實施形態之有機EL裝置200所說明者，包含SiO2之第1絕緣層25之目標膜厚為35nm，包含SiN之第2絕緣層26之目標膜厚為45nm，包含TiN之金屬層27m之目標膜厚為2nm，包含SiO2之第3絕緣層27a之目標膜厚為56nm、第4絕緣層27b之目標膜厚為44nm，包含ITO之像素電極31B、31G、31R之目標膜厚為20nm。
再者，於比較例1、實施例1、實施例2中，像素電極31B、31G、31R與對向電極36之間之功能層35之構成相同。
圖17係表示比較例1及實施例1以及實施例2之評估結果之表，18係表示比較例1及實施例1以及實施例2之發光像素之電流比之曲線圖。
如圖17所示，進行白色顯示時之發光像素20B、20G、20R之消耗電流[mA]係如下。
於比較例1中，藍(B)色為48.5mA，綠(G)色為16.1mA，紅(R)色為15.6mA。
於實施例1中，藍(B)色為39.3mA，綠(G)色為18.3mA，紅(R)色為17.9mA。
於實施例2中，藍(B)色為38.8mA，綠(G)色為28.6mA，紅(R)色為42.8mA。
即，於以所需之色度進行白色顯示之情形時，於比較例1中必須對其他發光像素20G、20R流動發光像素20B之成倍以上之電流。相對於此，於實施例1及實施例2中，流動於發光像素20B之電流減少，而流動於發光像素20G、20R之電流增加。藉此，如圖18所示，比較例1之電流比為B：G：R=0.6：0.2：0.19≒3：1：1，但於實施例1中，為B：G：R=0.52：0.24：0.24≒2：1：1，於實施例2中，為B：G：R=0.35：0.26：0.39≒1：1：1。即，藉由以包含亮度調整層之方式構成光路長調整層28，可縮小發光像素20B、20G、20R間之消耗電流之差、或使電流比均勻。
又，如圖17所示，表示相對於進行白色發光時之初始之亮度而亮度成為80%之通電時間之亮度壽命(LT80(H))於比較例1與實施例1大致相等，於實施例2因消耗電流增加而亮度壽命短於實施例1。另一方面，作為 相對於初始而亮度成為80%時之白色顯示之色差(色度之偏差)，若基於CIE1976UCS色度圖求出△u'v'，則比較例1成為0.041，實施例1成為0.030，實施例2成為0.010，而實施例2為最佳之狀態。即，藉由使發光像素20B、20G、20R之電流比均勻，而即使白色顯示之亮度下降亦可維持所需之色度之白色顯示。
(第3實施形態)
<電子機器>
其次，參照圖19對本實施形態之應用有機EL裝置100之電子機器之例進行說明。圖19係表示作為電子機器之頭帶式顯示器之模式圖。
頭帶式顯示器(Head Mount Display；HMD)1000具有用於對應於左右之眼而顯示資訊之一對光學單元1001L、1001R、用以將一對光學1001L、1001R穿戴於使用者之頭部之穿戴部(省略圖示)、電源部及控制部(省略圖示)等。此處，由於一對光學單元1001L、1001R為左右對稱之構成，故以右眼用之光學單元1001R為例進行說明。
光學單元1001R具備應用有上述實施形態之有機EL裝置100之顯示部100R、聚光光學系統1002、及呈L字狀曲折之導光體1003。於導光體1003設置有半反射鏡層1004。於光學單元1001R中，自顯示部100R射出之顯示光係藉由聚光光學系統1002入射至導光體1003，且於半反射鏡層1004反射而被導引至右眼。投射至半反射鏡層1004之顯示光(影像)係虛像。因此，使用者可視認顯示部100R之顯示(虛像)與位於半反射鏡層1004之前方之外界之兩者。即，HMD1000係透過型(透視型)之投射型顯示裝置。
導光體1003係組合柱狀透鏡而成者，其形成柱狀積分器。於導光體 1003之光入射側配置有聚光光學系統1002與顯示部100R，而形成上述柱狀透鏡接收藉由聚光光學系統1002聚光之顯示光之構成。又，導光體1003之半反射鏡層1004具有將以聚光光學系統1002聚光，且於柱狀透鏡內全反射而傳輸之光束朝向右眼反射之角度。
顯示部100R可將自控制部傳輸之顯示信號以文字或影像等圖像資訊之形式顯示。所顯示之圖像資訊係藉由聚光光學系統1002而自實像轉換為虛像。
再者，如上所述，關於左眼用之光學單元1001L，亦具有應用有上述實施形態之有機EL裝置100之顯示部100L，且構成及功能與上述右眼用之光學單元1001R相同。
根據本實施形態，因應用上述實施形態之有機EL裝置100作為顯示部100L、100R，故可提供一種即使長期間使用中亦不易產生白色顯示之色度偏差之具有較高可靠性品質之透視型之HMD1000。
再者，應用上述實施形態之有機EL裝置100之HMD1000並不限定於具備與雙眼對應之一對光學單元1001L、1001R之構成，例如，亦可為具備單側之光學單元1001R之構成。又，不限定於透視型，亦可為於遮斷外部光之狀態下視認顯示之埋頭型。又，於顯示部100L、100R，亦可應用上述第2實施形態之有機EL裝置200。
本發明並不限定於上述之實施形態，可於不違背自申請專利之範圍及說明書整體讀取之發明之主旨或思想之範圍內適當變更，且伴隨此種變更之光電裝置及應用該光電裝置之電子機器亦包含於本發明之技術範圍內。除上述實施形態以外亦可考慮各種變化例。以下，舉出變化例進行說明。
(變化例1)發光像素20G之絕緣層28之構成並不限定於除第2絕緣層26以外還具有第4絕緣層27b之構成。例如，亦可設為取代第4絕緣層27b而具有第3絕緣層27a之構成。即，亦可設為遍及發光像素20G、20R形成第3絕緣層27a，且與發光像素20R對應而形成第4絕緣層27b之構成。
(變化例2)發光像素20B、20G、20R之有機EL元件30B、30G、30R並不限定於自功能層35可獲得白色光之構成。即使為自有機EL元件30B、30G、30R之各者獲得對應之色光之構成亦可應用本發明。又，於不具備彩色濾光片50之有機EL裝置亦可應用本發明。
(變化例3)於上述實施形態之有機EL裝置100中，反射層並不限定於使用電源線14而構成。亦可使用與電源線14不同之具有光反射性之材料，於像素電極31之下層設置電性獨立之反射層。藉此，可對發光像素20B、20G、20R自由地配置反射層。
(變化例4)於應用上述實施形態之有機EL裝置100之電子機器並不限定於HMD1000。例如，亦可較佳地使用於抬頭顯示器(HUD：Head Up Display)、電子取景器(EVF：electronic view finder)、攜帶式資訊終端等之顯示部。
10‧‧‧元件基板
10s‧‧‧基材
14‧‧‧作為反射層之電源線
20B‧‧‧發光像素
20G‧‧‧發光像素
20R‧‧‧發光像素
25‧‧‧作為增反射層之第1絕緣層
26‧‧‧第2絕緣層
27a‧‧‧作為亮度調整層之第3絕緣層
27b‧‧‧第4絕緣層
28‧‧‧絕緣層(光路長調整層)
30‧‧‧有機EL元件
30B‧‧‧有機EL元件
30G‧‧‧有機EL元件
30R‧‧‧有機EL元件
31‧‧‧像素電極
31B‧‧‧像素電極
31G‧‧‧像素電極
31R‧‧‧像素電極
32‧‧‧電洞注入層(HIL)
33‧‧‧有機發光層(EML)
34‧‧‧電子輸送層(ETL)
35‧‧‧功能層
36‧‧‧作為半透過反射層之對向電極
40‧‧‧密封層
50‧‧‧彩色濾光片
50B‧‧‧濾光片層
50G‧‧‧濾光片層
50R‧‧‧濾光片層
60‧‧‧樹脂層
70‧‧‧密封基板
100‧‧‧有機EL裝置
B‧‧‧藍色
G‧‧‧綠色
R‧‧‧紅色

Claims (6)

  1. 一種光電裝置，其特徵在於具備第1像素及第2像素，該等第1像素及第2像素分別具有：反射層；半透過反射層；及光路長調整層及發光功能層，其等設置於上述反射層與上述半透過反射層之間；且上述第1像素之上述光路長調整層包含第1絕緣層及亮度調整層，上述第2像素之上述光路長調整層包含上述第1絕緣層且不包含上述亮度調整層；上述亮度調整層包含折射率較上述第1絕緣層之折射率小之第2絕緣層、及配置於上述第1絕緣層與上述第2絕緣層之間之金屬層。
  2. 如請求項1之光電裝置，其中上述光路長調整層包含透光性之像素電極；上述亮度調整層設置於上述反射層與上述像素電極之間。
  3. 如請求項1之光電裝置，其中上述金屬層係包含自Ti、Mo、Ta、Al、Cu、Cr中選擇之至少1種金屬或含有該金屬之合金。
  4. 如請求項1之光電裝置，其中上述第1絕緣層包含氮化矽膜；上述第2絕緣層包含氧化矽膜。
  5. 如請求項1之光電裝置，其中上述第1像素及上述第2像素具有設置於上述反射層上之增反射層。
  6. 一種電子機器，其特徵在於具備如請求項1至5中任一項之光電裝置。
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