(57)【要約】【課題】光取り出し効率を高めることができる有機エレクトロルミネッセンス装置を提供すること。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、発光材料を含む発光層と、前記発光層で発生する光を反射する第１反射層と、前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層と、前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光材料を含む発光層と、
前記発光層で発生する光を反射する第１反射層と、
前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層と、
前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜と、を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記第１反射層と前記第２反射層との間の共振波長域と前記誘電体多層膜による共振波長域とは、重なる請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記第２反射層と前記誘電体多層膜との間に配置され、前記発光層を保護する保護膜をさらに備える請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記保護膜は、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含む請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記誘電体多層膜からみて前記第２反射層とは反対側に配置され、前記発光層を保護する第２保護膜をさらに備える請求項３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記誘電体多層膜を構成する複数の誘電体膜は、それぞれ、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素を含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
発光材料を含む発光層、前記発光層で発生する光を反射する第１反射層、および、前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層を形成する工程と、
前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜を形成する工程と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項８】
前記誘電体多層膜を形成する工程では、プラズマを用いた原子層堆積法により前記誘電体多層膜を構成する複数の誘電体膜を形成する請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えるヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
前記有機エレクトロルミネッセンス装置から出射される光を回折させる回折光学素子をさらに備え、
前記誘電体多層膜による共振波長域と前記回折光学素子が回折させる光の波長域とは、重なる請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
光を合成し、合成光を出射する光合成素子をさらに備え、
前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、複数であり、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス装置は、それぞれ、前記発光層、前記第１反射層、前記第２反射層および前記誘電体多層膜を有し、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス装置のそれぞれにおいて、前記第１反射層と前記第２反射層との間の共振波長域と前記誘電体多層膜による共振波長域とが重なり、
前記第１反射層と前記第２反射層との間の共振波長域、または前記誘電体多層膜による共振波長域は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス装置で互いに異なり、
前記光合成素子は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス装置のそれぞれから出射される光を合成する請求項９または１０に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１２】
第１有機エレクトロルミネッセンス装置と、
第２有機エレクトロルミネッセンス装置と、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス装置からの第１光と前記第２有機エレクトロルミネッセンス装置からの第２光とを合成する光合成素子と、を備え、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス装置及び第２有機エレクトロルミネッセンス装置は、
発光材料を含む発光層と、
前記発光層で発生する光を反射する第１反射層と、
前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層と、
前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜と、を備え、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記第１反射層と前記第２反射層との間の共振波長域と前記誘電体多層膜による共振波長域とが重なり、
前記第２有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記第１反射層と前記第２反射層との間の共振波長域と前記誘電体多層膜による共振波長域とが重なり、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス装置における前記誘電体多層膜による共振波長域は、前記第２有機エレクトロルミネッセンス装置における前記誘電体多層膜による共振波長域とは異なることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１３】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、ヘッドマウントディスプレイおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置を備えるＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等の電子機器が知られている。特許文献１には、反射型体積ホログラムを備えるＨＭＤに共振構造を有する有機ＥＬ装置を用いることでスペクトルの狭幅化を図ることにより、反射型体積ホログラムを透過し利用されない光を少なくして、ＨＭＤにおける光の利用効率を改善することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２００４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の共振構造における光取り出し効率は、反射層と陰極との間に設けられる陽極等の膜厚に依存する。しかし、所定の共振波長域に合わせて陽極の膜厚を調整することは難しく、よって、特許文献１に記載の有機ＥＬ装置では、スペクトルの狭幅化が不十分であり、光取り出し効率を高めることが難しいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の一態様は、発光材料を含む発光層と、前記発光層で発生する光を反射する第１反射層と、前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層と、前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜と、を備える。
【０００６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の一態様は、発光材料を含む発光層、前記発光層で発生する光を反射する第１反射層、および、前記発光層からみて前記第１反射層とは反対側に配置され、前記発光層で発生する光を前記第１反射層との間で共振させる光反射性および光透過性を有する第２反射層を形成する工程と、前記第２反射層からみて前記発光層とは反対側に配置され、前記第２反射層から出射された光を共振させる誘電体多層膜を形成する工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態における有機ＥＬ装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態における表示パネルの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における画素の等価回路図である。
【図４】第１実施形態における表示パネルのサブ画素における部分断面を模式的に示す図である。
【図５】緑色の波長域の光のスペクトルを示すグラフである。
【図６】第１実施形態における表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における発光部形成工程を説明するための図である。
【図８】第１実施形態における誘電体多層膜形成工程を説明するための図である。
【図９】第１実施形態における誘電体多層膜形成工程を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態における表示パネルの部分断面を模式的に示す図である。
【図１１】第３実施形態における表示パネルを示す概略平面図である。
【図１２】第３実施形態における表示パネルのサブ画素における部分断面を模式的に示す図である。
【図１３】第４実施形態における虚像表示装置の一部を模式的に示す平面図である。
【図１４】ホログラムで回折反射された緑色の波長域の光のスペクトルを示すグラフである。
【図１５】第５実施形態における虚像表示装置の一部を模式的に示す平面図である。
【図１６】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を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。なお、添付図面では、各層の構成の配置の理解を容易にするために、適宜、各種ハッチングを付す部分もある。
【０００９】
１．有機エレクトロルミネッセンス装置
１−１．第１実施形態
図１は、第１実施形態における有機ＥＬ装置を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１に示す互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を適宜用いて説明する。以下では、ｚ軸のうち矢印の方向が＋ｚ方向でありこれを「上側」とし、ｚ軸のうち矢印とは反対方向が−ｚ方向でありこれを「下側」とする。後述の基板１１の表面がｘ−ｙ平面に平行であり、後述の表示パネル１０が有する複数層の積層方向がｚ方向である。
【００１０】
１−１Ａ．全体構成
図１に示す有機ＥＬ装置１は、単色で表現される画像を表示する有機ＥＬ表示装置である。なお、当該画像には、文字情報のみを表示するものを含む。本実施形態における有機ＥＬ装置１は、具体的には例えば、緑色で表現される画像を表示する装置、または橙色で表現される画像を表示する装置である。なお、有機ＥＬ装置１は、緑色および橙色以外の他の色に対応した装置であってもよい。また、有機ＥＬ装置１は、例えば、ヘッドマウントディスプレイにおいて例えば文字情報など単色表示を行うマイクロディスプレイとして用いられる。なお、ヘッドマウントディスプレイについては後で詳述する。
【００１１】
有機ＥＬ装置１は、開口９１を有するケース９０と、ケース９０内に設けられる表示パネル１０と、表示パネル１０に電気的に接続されるＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板９５とを有する。なお、図示はしないが、ＦＰＣ基板９５は、外部に設けられる上位回路に接続される。また、有機ＥＬ装置１は、画像を表示する発光領域Ａ１０と、発光領域Ａ１０を囲む非発光領域Ａ２０とを有する。なお、図示では、発光領域Ａ１０は平面視で矩形状をなすが、発光領域Ａ１０の平面形状はこれに限定されず例えば円形等であってもよい。平面視とは、−ｚ方向から見ることをいう。
【００１２】
１−１Ｂ．電気的な構成
図２は、第１実施形態における表示パネルの電気的な構成を示すブロック図である。以下では、説明の便宜上、図２に示す互いに直交するＸ軸およびＹ軸を適宜用いて説明する。
【００１３】
図２に示すように、表示パネル１０は、Ｘ軸に沿って延在するＭ本の走査線１３と、走査線１３と交差し、Ｙ軸に沿って延在するＮ本のデータ線１４とを有する。なお、Ｍ、Ｎは、自然数である。また、Ｍ本の走査線１３とＮ本のデータ線１４との各交差に対応して複数の画素Ｐ０が構成される。画素Ｐ０は、発光領域Ａ１０にマトリクス状に配列される。
【００１４】
また、表示パネル１０は、制御回路３５と走査線駆動回路３６１とデータ線駆動回路３６２とを備える。制御回路３５、走査線駆動回路３６１およびデータ線駆動回路３６２は、非発光領域Ａ２０に配置される。また、表示パネル１０は、図示しない電源回路に接続される。
【００１５】
図２に示す制御回路３５は、画像の表示を制御する。制御回路３５には、図示しない上位回路からデジタルの画像データＶideoが同期信号Ｓに同期して供給される。制御回路３５は、同期信号Ｓに基づいて制御信号Ｃtrを生成し、これを走査線駆動回路３６１およびデータ線駆動回路３６２に対して供給する。また、制御回路３５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、これをデータ線駆動回路３６２に対して供給する。なお、前述の画像データＶideoとは、画素Ｐ０の階調レベルを例えば８ビットで規定するデータである。同期信号Ｓとは、垂直同期信号、水平同期信号、およびドットクロック信号を含む信号である。
【００１６】
走査線駆動回路３６１は、Ｍ本の走査線１３に接続される。走査線駆動回路３６１は、制御信号Ｃtrに基づいて１フレーム期間内にＭ本の走査線１３を１本毎に順次選択するための走査信号を生成し、Ｍ本の走査線１３に対して出力する。また、データ線駆動回路３６２は、Ｎ本のデータ線１４に接続される。データ線駆動回路３６２は、表示すべき階調に応じたデータ信号を画像信号Ｖidおよび制御信号Ｃtrに基づいて生成し、Ｎ本のデータ線１４に対して出力する。
【００１７】
なお、走査線駆動回路３６１とデータ線駆動回路３６２とは、１つの駆動回路として一体化されてもよい。また、図示では、制御回路３５は表示パネル１０に設けられているが、制御回路３５は、例えば図１に示すＦＰＣ基板９５に設けられてもよい。また、制御回路３５、走査線駆動回路３６１およびデータ線駆動回路３６２は、それぞれ、複数に分割されてもよい。
【００１８】
図３は、第１実施形態における画素の等価回路図である。図３に示すように、画素Ｐ０には、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）で構成される発光素子２０と、発光素子２０の駆動を制御する画素回路３０とが設けられる。
【００１９】
発光素子２０は、陽極２３と、有機層２４と、陰極２５とを備える。陽極２３は、有機層２４に正孔を供給する。陰極２５は、有機層２４に電子を供給する。かかる発光素子２０では、陽極２３から供給される正孔と、陰極２５から供給される電子とが有機層２４で再結合し、有機層２４が白色光を発生させる。なお、陰極２５には、給電線１６が電気的に接続される。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。
【００２０】
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一方が、給電線１５に電気的に接続され、他方が、陽極２３に電気的に接続されている。なお、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。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。
【００２１】
かかる電気的な構成の表示パネル１０において、走査線駆動回路３６１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。
【００２２】
走査線駆動回路３６１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。そのため、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が可能である。
【００２３】
以上が表示パネル１０の電気的な構成である。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、陽極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。
【００２４】
１−１Ｃ．表示パネルの構成
次に、表示パネル１０の構成を簡単に説明する。図４は、第１実施形態における表示パネルのサブ画素における部分断面を模式的に示す図である。ここで、以下の説明において、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。また、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。
【００２５】
図４に示す表示パネル１０は、基板１１と、有機層２４を有する発光部２と、保護膜５１と、誘電体多層膜４と、カラーフィルター６１と、カバー６３とを有する。発光部２、保護膜５１、誘電体多層膜４、およびカラーフィルター６１は、基板１１からカバー６３に向かって＋ｚ方向にこの順で積層される。表示パネル１０はトップエミッション型であって、有機層２４で発生する光はカバー６３を透過して出射される。また、本実施形態では、表示パネル１０は、単色の光を出射させる。表示パネル１０は、有機層２４で発生する白色光のうち所定の波長域の光を発光部２および誘電体多層膜４のそれぞれによって増強させる。以下、表示パネル１０の各層を順次説明する。
【００２６】
〈基板〉
基板１１は、例えばシリコンで構成される基板本体と、複数の電子部品および配線等を含む配線層と、例えばシリコン窒化膜またはシリコン酸化膜で構成され、配線層を覆う複数の層間絶縁膜とを含む。なお、基板本体の構成材料は、シリコンに限定されず、例えば、ガラス、樹脂およびセラミック等であってもよい。また、表示パネル１０はトップエミッション型であるため、基板１１は光透過性を有していてもいなくてもよい。また、配線層は、前述の走査線１３およびデータ線１４を含む。
【００２７】
〈発光部〉
基板１１の＋ｚ側の表面には、所定の波長域の光を共振させる発光部２が基板１１の上に配置される。発光部２は、反射層２１と、共振調整層２２と、発光素子２０とを有する。発光素子２０は、前述のように、陽極２３と、有機層２４と、陰極２５とを有する。
【００２８】
反射層２１は、基板１１の上に配置される。反射層２１は、基板１１の複数の層間絶縁膜や配線層に接して設けられてもよい。反射層２１は、光反射性を有する「第１反射層」である。反射層２１は、有機層２４から発生する光を有機層２４側に反射させる。反射層２１は、例えば、チタン（Ｔｉ）を含む層とＡｌ−Ｃｕ系合金を含む層とがこの順で基板１１上に積層された積層体である。なお、反射層２１は、光反射性を有すれば当該構成に限定されない。
【００２９】
反射層２１の＋ｚ側の表面には、共振調整層２２が配置される。共振調整層２２は、反射層２１と陰極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。共振調整層２２の膜厚は、画素Ｐ０に共通に設定される。また、共振調整層２２は、例えば、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含んで構成される。
【００３０】
共振調整層２２の＋ｚ側の表面には、陽極２３が配置される。陽極２３の膜厚は、光学距離Ｌ０を調整するよう設定される。陽極２３および前述の共振調整層２２の各膜厚を調整することにより、所定の共振波長域の光が取り出される。なお、陽極２３および共振調整層２２のいずれか一方のみで光学距離Ｌ０を調整してもよい。また、陽極２３の構成材料は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＩＺＯ（Indium Xinc Oxide）等の透明な導電材料である。なお、詳細な図示はしないが、陽極２３は、画素Ｐごとに設けられており、陽極２３同士は相互に離間して形成される。
【００３１】
陽極２３の＋ｚ側の表面には、有機層２４が配置される。有機層２４は、少なくとも、電流の供給により発光する発光材料を含む発光層２４０を有する。本実施形態では、発光層２４０は、青色発光材料を含む層と、緑色発光材料を含む層と、赤色発光材料を含む層とを含む。青色発光材料を含む層からは青色の光が発生し、緑色発光材料を含む層からは緑色の光が発生し、赤色発光材料を含む層からは赤色の光が発生する。したがって、発光層２４０からは白色光が発生すると言ってもよい。また、本実施形態では、発光層２４０以外に、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）および電子輸送層と（ＥＴＬ）を有する。有機層２４では、正孔注入層から注入される正孔と電子輸送層から輸送される電子とが発光層２４０で再結合する。また、有機層２４が有する各層は、例えば気相プロセスにより成膜される。なお、有機層２４の構成は任意であり、有機層２４は前述のいずれかの層を省略してもよいし、さらに任意の層を追加してもよい。
【００３２】
有機層２４の＋ｚ側の表面には、陰極２５が配置される。陰極２５は、光透過性と光反射性とを有する「第２反射層」である。陰極２５は、複数の画素Ｐに亘って連続して形成される共通電極である。陰極２５は、例えば、マグネシウムおよび銀、またはこれらの材料を主成分とする合金等で構成される。
【００３３】
かかる発光部２では、有機層２４で発生する光のうち所定の波長域の光を反射層２１と陰極２５との間で共振させる。なお、発光部２における共振については、後で詳述する。
【００３４】
〈保護膜〉
陰極２５と誘電体多層膜４との間には、発光層２４０を保護する保護膜５１が陰極２５と誘電体多層膜４とに接して配置される。本実施形態では、保護膜５１は、陰極２５上に配置され、発光部２を封止する。保護膜５１を備えることで発光層２４０を大気中の水分や酸素等から保護できる。そのため、保護膜５１を備えていない場合に比べ、表示パネル１０の品質を高めることができる。
【００３５】
保護膜５１は、例えば、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含む無機材料を含んで構成される。そのため、有機材料で構成される場合に比べ、保護膜５１の封止性能を高めることができる。また、保護膜５１が有機材料であると、保護膜５１の成分が有機層２４に侵入するおそれがあるが、保護膜５１を無機材料で形成した構成によれば、そのようなおそれを防止できる。また、無機材料を含む保護膜５１は、気相成膜法を用いて形成できる。特に、プラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法またはイオンプレーティング法を用いて形成されることが好ましい。かかる方法を用いることで、緻密性の高い保護膜５１を形成できる。よって、ガスバリア性の高い保護膜５１を実現できる。
【００３６】
なお、保護膜５１は、窒化ケイ素および酸窒化ケイ素の一方または両方のみで構成されていることが好ましいが、保護膜５１の封止性能を低下させない程度に他の材料を含んでもよい。
【００３７】
保護膜５１の厚さは、１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であることがより好ましく、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ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、有機層２４を大気中の水分や酸素等から十分に保護できるとともに、表示パネル１０の厚さが過度に厚くなることを防ぐことができる。
【００３８】
〈誘電体多層膜〉
保護膜５１上には、誘電体多層膜４が配置される。誘電体多層膜４は、屈折率ｎ１である複数の低屈折率膜４１と、屈折率ｎ１よりも高い屈折率ｎ２である複数の高屈折率膜４２とを有する。低屈折率膜４１と高屈折率膜４２とは、交互に繰り返し積層される。保護膜５１上には低屈折率膜４１が配置されている。つまり、誘電体多層膜４のうちの最下層は、低屈折率膜４１であるが、高屈折率膜４２であってもよい。誘電体多層膜４のうちの最上層は、高屈折率膜４２であるが、低屈折率膜４１であってもよい。
【００３９】
低屈折率膜４１は二酸化ケイ素等の酸化ケイ素で構成され、かつ、高屈折率膜４２は酸化アルミニウムで構成される。なお、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２は、それぞれ「誘電体膜」である。低屈折率膜４１および高屈折率膜４２が前述の材料を含んで構成されることで、誘電体多層膜４の膜厚の調整を高精度に行うことができる。
【００４０】
また、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２は、ＡＬＤ（原子層堆積）法で形成することが好ましい。かかる方法を用いることで、目的とする膜厚の層を高精度にかつ容易に成膜することができる。よって、他の方法を用いる場合に比べ、共振性能の高い誘電体多層膜４を得ることができる。
【００４１】
かかる誘電体多層膜４では、発光部２から出射される光のうち所定の波長域の光を共振させる。なお、誘電体多層膜４における共振については、後で詳述する。
【００４２】
〈カラーフィルター〉
誘電体多層膜４上には、カラーフィルター６１が配置される。カラーフィルター６１は、所定の波長域の光に対応しており、所定の波長域の光を選択的に透過させる。
【００４３】
〈カバー〉
カラーフィルター６１上には、接着層６２を介してカバー６３が配置される。カバー６３は、光透過性を有しており、例えばガラス基板または石英基板で構成される。接着層６２は、カラーフィルター６１にカバー６３を接着でき、かつ光透過性を有していれば如何なる材料で構成されてもよく、例えばエポキシ樹脂およびアクリル樹脂等の透明な樹脂材料で構成される。
【００４４】
以上の構成の表示パネル１０は、発光部２および誘電体多層膜４を組み合わせることによって、所定の波長域の光の取り出し効率を高めることができる。以下、発光部２および誘電体多層膜４の各共振構造について説明する。
【００４５】
前述のように、有機ＥＬ装置１は、発光部２と、誘電体多層膜４とを備える。発光部２は、発光材料を含む発光層２４０と、発光層２４０発生する光を反射する反射層２１と、発光層２４０からみて反射層２１とは反対側に配置され陰極２５とを有する。発光部２では、発光層２４０で発生する光のうち所定の波長域の光を反射層２１と陰極２５との間で共振させる。発光部２では、発光層２４０で発生する光を反射層２１と陰極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。陰極２５は光反射性および光透過性を有しており、反射層２１と陰極２５との間で共振する光の一部は陰極２５を透過して＋ｚ側に出射される。誘電体多層膜４は陰極２５からみて発光層２４０とは反対側に配置されおり、陰極２５から出射された光は誘電体多層膜４に入射する。誘電体多層膜４では、発光部２から出射される光のうち所定の波長域の光を共振させる。すなわち、誘電体多層膜４では、発光部２から出射される光のうち所定の波長域の光を選択的に強める。また、本実施形態では、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域と、誘電体多層膜４による共振波長域とは重なる。
【００４６】
発光部２に加えて、誘電体多層膜４を備えることで、誘電体多層膜４を備えていない場合よりも、表示パネル１０は、より狭幅でより高強度なスペクトルの光を出射することができる。そのため、表示パネル１０の光取り出し効率を高めることができ、よって、表示の輝度を高めるとともに、光のスペクトルを狭幅化することができる。
【００４７】
発光部２では、有機層２４で発生する光の少なくとも一部は、反射層２１と陰極２５との間で共振して光学距離Ｌ０に対応する共振波長域の光が増強される。反射層２１と陰極２５との間で共振した光は、陰極２５を透過して＋ｚ方向に出射される。反射層２１と陰極２５との間で共振させることで、高強度で、かつ半値幅が狭いスペクトルを有する光を陰極２５から取り出すことができる。
【００４８】
発光部２における共振波長域は、光学距離Ｌ０を変えることによって調整が可能である。すなわち、光学距離Ｌ０は、取り出したい波長域の光に対応して設定される。発光層２４０で発生する光のうち取り出したい所定の波長域の光のスペクトルのピーク波長をλ０とすると、次のような関係式［１］が成り立つ。Φ（ラジアン）は、発光部２内で透過・反射する際に生じる位相シフトの総和を表す。
｛（２Ｌ０）／λ０＋Φ｝／（２π）＝ｍ０（ｍ０は整数）・・・・・［１］
【００４９】
共振波長域のピーク波長が所定の波長λ０となるように、共振調整層２２および陽極２３の各膜厚を適宜設定することにより、光学距離Ｌ０を設計上の目標値となるように調整する。かかる調整により、取り出したい所定の波長域の光の高強度化およびその光のスペクトルの狭幅化を図ることができる。
【００５０】
誘電体多層膜４では、発光部２から出射される光の少なくとも一部は、誘電体多層膜４内で共振して光学距離Ｌｎに対応する共振波長域の光が増強される。本実施形態では、陰極２５上に保護膜５１を有するため、光学距離Ｌｎは、陰極２５と保護膜５１との界面と、誘電体多層膜４の各界面との間の光学的な距離である。誘電体多層膜４では、低屈折率膜４１と高屈折率膜４２との屈折率の違いから、各界面で反射が生じる。誘電体多層膜４では、所定の波長域の光以外の光を反射させて互いに弱め合うように干渉させることで当該光を減衰させるとともに、各界面を透過する所定の波長域の光を強め合うように干渉させることで共振させる。誘電体多層膜４で共振した光は、最上層から＋ｚ方向に出射される。誘電体多層膜４で共振させることで、高強度で、かつ半値幅が狭いスペクトルを有する光を陰極２５から取り出すことができる。
【００５１】
誘電体多層膜４による共振波長域は、光学距離Ｌｎを変えることによって調整が可能である。すなわち、光学距離Ｌｎは、取り出したい波長の光に対応して設定される。光学距離Ｌｎの「ｎ」は、１以上の整数である。例えば、光学距離Ｌ１は、陰極２５と保護膜５１との界面と、最下層の低屈折率膜４１と最下層から数えて２層目である高屈折率膜４２との界面との間の距離である。例えば、光学距離Ｌ２は、陰極２５と保護膜５１との界面と、最下層から数えて２層目である高屈折率膜４２と最下層から数えて３層目である高屈折率膜４２との界面との間の距離である。
【００５２】
誘電体多層膜４に入射する光のうち取り出したい所定の波長の光のスペクトルのピーク波長をλｎとすると、次のような関係式［２］が成り立つ。Φ（ラジアン）は、誘電体多層膜４に入射する光が、誘電体多層膜４の各界面で反射する際に生じる位相シフトを表す。
｛（２Ｌｎ）／λｎ＋Φ｝／（２π）＝ｍ（ｍは整数）・・・・・［２］
【００５３】
共振波長域のピーク波長が波長λｎとなるように、各層の厚さを設定することにより光学距離Ｌｎを設計上の目標値となるように調整する。かかる調整により、取り出したい所定の波長域の光の高強度化およびその光のスペクトルの狭幅化を図ることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、前述のように、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域と、誘電体多層膜４による共振波長域とは重なる。これらは共振波長域が重なるとは、これらのピーク波長の差が４ｎｍ範囲内で重なることをいう。これらの共振波長域が重なることで、発光部２と誘電体多層膜４とで同一の波長域の光を共振させることができる。そのため、発光部２において増強された所定の波長域の光を誘電体多層膜４においてさらに増強させることができる。その結果、所定の波長域の光の高強度化およびその光のスペクトルの狭幅化を特に効果的に図ることができる。
【００５５】
図５は、緑色の波長域の光のスペクトルを示すグラフである。図５中の実線は、本実施形態の発光部２および誘電体多層膜４を有する表示パネル１０を透過した光のスペクトルであり、図５中の破線は、誘電体多層膜４を備えていない表示パネル１０を透過した光のスペクトルである。グラフの横軸は波長λ［ｎｍ］であり、縦軸は相対強度ＲＳ［a.u.］である。
【００５６】
図５に示すように、発光部２および誘電体多層膜４を有する表示パネル１０から出射される光の半値幅は、誘電体多層膜４を備えていない表示パネル１０から出射される光の半値幅よりも狭い。また、発光部２および誘電体多層膜４を有する表示パネル１０から出射される光の強度は、誘電体多層膜４を備えていない表示パネル１０から出射される光の強度よりも高い。図５から分かるように、誘電体多層膜４を備えることで、所定の波長域の光の高強度化および狭幅化を図ることができる。
【００５７】
なお、前述の説明では、誘電体多層膜４を構成する各層の膜厚を調整することにより、共振波長域を調整したが、例えば、誘電体多層膜４を構成する材料等を変更して各誘電体膜の屈折率等を調整することにより共振波長域を調整してもよい。
【００５８】
また、誘電体多層膜４は、所定の波長域の光を共振させる機能に加えて、保護膜５１とともに発光層２４０を大気中の水分等から保護する機能を有する。そのため、誘電体多層膜４を備えていない場合に比べ、発光層２４０の保護性能を高めることができる。また、誘電体多層膜４を備えることで、これを備えていない場合に比べて、微小な段差があったとしてもクラック等が発生することを低減できる。したがって、表示パネル１０は誘電体多層膜４を備えることで、光の高強度化および狭幅化を図ることができるとともに、発光層２４０の保護を強化できる。
【００５９】
また、前述のように、表示パネル１０は、所定の波長域の光を選択的に透過させるカラーフィルター６１を有する。本実施形態では、カラーフィルター６１は、発光部２および誘電体多層膜４での共振波長域と同波長域の光を選択的に透過させる。そのため、カラーフィルター６１を備えていない場合に比べ、表示パネル１０から出射される光の色純度を高めることができる。
【００６０】
なお、図示では、表示パネル１０はカラーフィルター６１を備えるが、表示パネル１０はカラーフィルター６１を備えていなくてもよい。また、図示では、表示パネル１０は保護膜５１を備えているが、保護膜５１を備えていなくてもよい。また、図示では、誘電体多層膜４は低屈折率膜４１および高屈折率膜４２をそれぞれ２層有するが、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２をそれぞれ少なくとも１層有すればよく、各層数は図示の例に限定されない。
【００６１】
また、前述の説明では、発光層２４０は白色光を発生させるが、発光層２４０は所定の波長域の光のみを発光させてもよい。その場合、発光層２４０は、例えば青色発光材料、緑色発光材料または赤色発光材料のいずれかのみを含んで構成されてもよい。また、その場合、発光層２４０は、発光部２および誘電体多層膜４での共振波長域と同波長域の成分を含む光を出射する発光材料を含む構成とする。この構成により、発光層２４０で発生する所定の波長域の光の高強度化および狭幅化を図ることができる。
【００６２】
また、前述の説明では、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域と誘電体多層膜４による共振波長域とは、これらのピーク波長の差が４ｎｍ範囲内で重なるが、これらのピーク波長の差は当該範囲外であってもよい。つまり、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域と誘電体多層膜４による共振波長域とは重なっていなくてもよい。
【００６３】
１−１Ｄ．有機ＥＬ装置１の製造方法
次に、有機ＥＬ装置１が有する表示パネル１０の製造方法について説明する。図６は、第１実施形態における表示パネル１０の製造方法を示すフローチャートである。図６に示すように、表示パネル１０の製造方法は、基板形成工程Ｓ１１、発光部形成工程Ｓ１２、保護膜形成工程Ｓ１３、誘電体多層膜形成工程Ｓ１４、カラーフィルター形成工程Ｓ１５、およびカバー接着工程Ｓ１６を有する。これら各工程を順に行うことにより表示パネル１０が製造される。表示パネル１０は、図４に示す有機ＥＬ装置１を基板１１からカバー６３に向かって順に積層することにより形成される。
【００６４】
〈基板形成工程Ｓ１１〉
基板形成工程Ｓ１１では、シリコン板等で構成される基板本体を用意し、基板本体上に配線層および層間絶縁膜を形成する。配線層は、例えば、スパッタリング法または蒸着法により金属膜を形成し、フォトリソグラフィー法により当該金属膜をパターニングすることにより形成される。また、層間絶縁膜は、蒸着法等により絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に対してＣＭＰ（chemical mechanical polishing）法等の研磨法等による平坦化処理を施すことにより形成される。
【００６５】
〈発光部形成工程Ｓ１２〉
図７は、第１実施形態における発光部形成工程Ｓ１２を説明するための図である。発光部形成工程Ｓ１２では、図７に示すように、基板１１上に発光部２を形成する。
【００６６】
まず、基板１１上に反射層２１を形成する。反射層２１は、例えば、スパッタリング法または蒸着法により金属膜を形成し、フォトリソグラフィー法により当該金属膜をパターニングすることにより形成される。次いで、反射層２１上に、共振調整層２２を形成する。共振調整層２２は、例えば、酸化ケイ素等の無機材料を含む絶縁膜をＣＶＤ法等の気相プロセス等により形成し、その後、平坦化処理を施すことにより形成される。次いで、共振調整層２２上に、複数の発光素子２０を形成する。具体的にはまず、共振調整層２２上に陽極２３を形成する。陽極２３の形成方法は、反射層２１の形成方法と同様である。次いで、陽極２３上に発光層２４０を含む有機層２４を形成する。有機層２４が有する各層は、例えば気相プロセスにより成膜される。次いで、有機層２４上に陰極２５を形成する。陰極２５の形成方法は、反射層２１の形成方法と同様である。
【００６７】
〈保護膜形成工程Ｓ１３〉
保護膜形成工程Ｓ１３では、詳細な図示はしないが、例えばプラズマを用いたＣＶＤ法により陰極２５上にシリコン窒化膜を形成する。この処理により、保護膜５１が形成される。また、ＣＶＤ法を用いることで、ＡＬＤ法を用いる場合に比べ、成膜速度を早くすることができるので、保護膜５１の成膜時間を短くすることができる。また、ＣＶＤ法においてプラズマを用いることで、用いない場合に比べ、より低温で低応力の保護膜５１を形成できる。よって、保護膜５１にクラック等が生じるおそれを低減できる。
【００６８】
〈誘電体多層膜形成工程Ｓ１４〉
図８および図９は、第１実施形態における誘電体多層膜形成工程Ｓ１４を説明するための図である。誘電体多層膜形成工程Ｓ１４では、まず、図８に示すように、例えばプラズマを用いたＡＬＤ法により保護膜５１上に低屈折率膜４１を形成する。低屈折率膜４１が酸化ケイ素で構成されるである場合、低屈折率膜４１を構成するための原料は、アミノシラン系材料であることが好ましい。具体的には、例えば、原料としては、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）、およびＳＡＭ２４：Ｈ２Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２等が挙げられる。なお、ＳＡＭ２４は、登録商標である。
【００６９】
次いで、図９に示すように、低屈折率膜４１上に、例えばプラズマを用いたＣＶＤ法により高屈折率膜４２を形成する。高屈折率膜４２が酸化アルミニウムで構成されるである場合、高屈折率膜４２を構成するための原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）が挙げられる。また、ＡＬＤ法では、プラズマを用いることが好ましく、特に、Ｏ２プラズマを用いることが好ましい。Ｏ２プラズマを用いることで、より低温で成膜できる。そのため、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２の各応力を低減できる。
【００７０】
前述の方法と同様にして、高屈折率膜４２上に低屈折率膜４１および高屈折率膜４２を積層する。ここれらを積層することで、誘電体多層膜４が形成される。
【００７１】
〈カラーフィルター形成工程Ｓ１５〉
カラーフィルター形成工程Ｓ１５では、詳細な図示はしないが、誘電体多層膜４上にカラーフィルター６１を成膜する。具体的には、まず、例えば、誘電体多層膜４上に、所望の単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、単色の樹脂層を形成する。その後、当該樹脂層のうちを露光して当該樹脂層に対してアルカリ現像液等を吐出することにより未露光の部分を除去する。その後、当該樹脂層を硬化させることにより、カラーフィルター６１形成される。
【００７２】
〈カバー接着工程Ｓ１６〉
カバー接着工程Ｓ１６では、詳細な図示はしないが、カラーフィルター６１上に透明な樹脂材料を塗布して、塗布された樹脂材料上にガラス基板等で構成されたカバー６３を配置し、押圧する。この際、例えば、樹脂材料が感光性樹脂である場合、カバー６３を介して光を照射して当該感光性樹脂を硬化させる。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６２が得られる。また、接着層６２によってカバー６３がカラーフィルター６１に接着される。
【００７３】
以上により、有機ＥＬ装置１の表示パネル１０が製造される。なお、表示パネル１０をケース９０内に収容してＦＰＣ基板９５と接続することで、有機ＥＬ装置１が得られる。
【００７４】
以上説明のように、表示パネル１０の製造方法では、発光部形成工程Ｓ１２と、誘電体多層膜形成工程Ｓ１４とを含む。発光部形成工程Ｓ１２では、発光材料を含む発光層２４０、「第１反射層」としての反射層２１、および、「第２反射層」としての陰極２５を形成する。また、誘電体多層膜形成工程Ｓ１４では、陰極２５からみて発光層２４０とは反対側に配置され、「第２反射層」としての陰極２５から出射された光を共振させる誘電体多層膜４を形成する。
【００７５】
発光層２４０、反射層２１および陰極２５を有する発光部２に加えて、誘電体多層膜４を形成することで、誘電体多層膜４を形成しない場合よりも、より狭幅でより高強度なスペクトルの光を出射することができる表示パネル１０を得ることができる。
【００７６】
また、前述のように、誘電体多層膜４を構成する複数の誘電体膜、すなわち低屈折率膜４１および高屈折率膜４２は、プラズマを用いたＡＬＤ法により形成される。低屈折率膜４１および高屈折率膜４２をＡＬＤ（原子層堆積）法で形成することで、目的とする膜厚の層を高精度にかつ容易に成膜することができる。
【００７７】
１−２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態における表示パネルの部分断面を模式的に示す図である。本実施形態は、第２保護膜５２を備えることが第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において第１実施形態と同様の事項については、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省略する。
【００７８】
図１０に示す表示パネル１０ａは、誘電体多層膜４上に積層された第２保護膜５２を備える。言い換えると、表示パネル１０ａは、誘電体多層膜４からみて陰極２５とは反対側に配置された第２保護膜５２を備える。第２保護膜５２は、誘電体多層膜４とカラーフィルター６１との間にこれらに接して配置される。第２保護膜５２は、発光部２および誘電体多層膜４を封止しており、保護膜５１とともに発光層２４０を大気中の水分等から保護する。第２保護膜５２を備えることで、表示パネル１０ａは、第１実施形態における高い光取り出し効率を維持しつつ、第１実施形態の表示パネル１０よりも封止性能を向上させることができる。
【００７９】
第２保護膜５２は、例えば、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含む無機材料で構成される。なお、第２保護膜５２は、保護膜５１と同一の材料で構成されてもよいし、異なる材料で構成されてもよい。また、第２保護膜５２は、窒化ケイ素および酸窒化ケイ素の一方または両方のみで構成されていることが好ましいが、第２保護膜５２の封止性能を低下させない程度に他の材料を含んでもよい。
【００８０】
第２保護膜５２は、気相成膜法を用いて形成でき、中でもプラズマＣＶＤ法またはイオンプレーティング法を用いて形成することが好ましい。プラズマＣＶＤ法またはイオンプレーティング法を用いて形成することで、それ以外の方法を用いる場合に比べて、緻密性の高い第２保護膜５２を容易に形成できる。
【００８１】
第２保護膜５２の厚さは、特に限定されないが、誘電体多層膜４を構成する低屈折率膜４１および高屈折率膜４２の各厚さよりも厚く、かつ保護膜５１の厚さよりも薄いことが好ましい。かかる厚さであることで、表示パネル１０の厚さが過度に厚くなることを防ぎつつ、第２保護膜５２の封止性能を十分に高くできる。第２保護膜５２の厚さは、具体的には、１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であることがより好ましく、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００８２】
また、本実施形態では、保護膜５１、誘電体多層膜４および第２保護膜５２が、全て無機材料で構成される。これらが全て無機材料で構成されていることで、これらのうちのいずれかが有機材料で構成されている場合に比べ、封止性能を向上させることができる。
【００８３】
１−３．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１１は、第３実施形態における表示パネルを示す概略平面図である。図１２は、第３実施形態における表示パネルのサブ画素における部分断面を模式的に示す図である。本実施形態は、フルカラー表示が可能であることが第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態において第１実施形態と同様の事項については、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省略する。
【００８４】
図１１に示す表示パネル１０ｂは、青色の波長域に対応する複数のサブ画素ＰＢと、緑色の波長域に対応する複数のサブ画素ＰＧと、赤色の波長域に対応する複数のサブ画素ＰＲとを有する。サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲは、ｙ方向に沿って同色が並び、かつｘ軸方向に沿って青色、緑色および赤色の順に繰り返して並ぶ。なお、サブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲの配置は、これに限定されず任意である。また、青色、緑色および赤色の発光が得られるサブ画素ＰＢ、サブ画素ＰＧおよびサブ画素ＰＲにより、１つの画素Ｐが構成される。
【００８５】
図１２に示すように、表示パネル１０ｂは、各色の波長域の強度を向上させる発光部２ｂと、各色の波長域の強度を向上させる誘電体多層膜４ｂと、各色に対応するカラーフィルター６１ｂとを有する。
【００８６】
発光部２ｂが有する共振調整層２２ｂの光学距離Ｌ０は、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに異なる。サブ画素ＰＢにおける光学距離Ｌ０は、青色の波長域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＧにおける光学距離Ｌ０は、緑色の波長域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＲにおける光学距離Ｌ０は、赤色の波長域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＢにおける共振調整層２２ｂの厚さが最も薄く、サブ画素ＰＲにおける共振調整層２２ｂの厚さが最も厚い。
【００８７】
誘電体多層膜４ｂによる光学距離Ｌｎは、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに異なる。サブ画素ＰＢにおける光学距離Ｌｎは、青色の波長域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＧにおける光学距離Ｌｎは、緑色の波長域の光に対応して設定される。サブ画素ＰＲにおける光学距離Ｌｎは、赤色の波長域の光に対応して設定される。なお、図示ではサブ画素ＰＢにおける誘電体多層膜４ｂの厚さが最も薄く、サブ画素ＰＲにおける誘電体多層膜４ｂの厚さが最も厚いが、サブ画素ＰＢ，ＰＧおよびＰＲのそれぞれにおける誘電体多層膜４ｂの厚さの関係はこれに限定されない。
【００８８】
具体的には例えば、低屈折率膜４１と高屈折率膜４２とは、サブ画素ＰＢではそれぞれ１層設けられ、サブ画素ＰＧではそれぞれ２層設けられ、サブ画素ＰＲではそれぞれ３層設けられる。例えば、低屈折率膜４１は二酸化ケイ素で構成され、低屈折率膜４１は酸化アルミニウムで構成される。また、サブ画素ＰＢでは、例えば、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２の各厚さは４０ｎｍである。また、サブ画素ＰＧでは、例えば、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２の各厚さは６０ｎｍである。サブ画素ＰＲでは、例えば、低屈折率膜４１および高屈折率膜４２の各厚さは７０ｎｍである。各層の厚さは、前述の関係式［２］を用いて求めることができる。
【００８９】
サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに、共振調整層２２ｂの光学距離Ｌ０と、光学距離Ｌｎとを調整することで、各波長域の光の高強度化およびその光のスペクトルの狭幅化を図ることができる。
【００９０】
なお、図示では、誘電体多層膜４ｂのサブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごとに最上層の位置が異なるため、誘電体多層膜４ｂの＋ｚ側の面には段差が形成される。当該段差を埋めるために、誘電体多層膜４ｂの＋ｚ側の面には、光透過性を有する平滑化層５３が配置される。平滑化層５３が配置されることにより、カラーフィルター６１ｂの表面が平坦性される。平滑化層５３は、例えばアクリル樹脂など有機材料を含んで構成される。なお、当該平滑化層５３は、省略してもよい。
【００９１】
また、光学距離Ｌｎは、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲの各共振波長域ごとに設定されることが好ましいが、これらのいずれか１つの共振波長域に合わせて設定してもよい。誘電体多層膜４ｂの構成は、サブ画素ＰＢ、ＰＧおよびＰＲごと異なっていなくてもよく、同一の構成であってもよい。
【００９２】
２．ヘッドマウントディスプレイ
２−１．第４実施形態
図１３は、第４実施形態における虚像表示装置の一部を模式的に示す平面図である。図１３に示す虚像表示装置１００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１００は、前述した有機ＥＬ装置１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とを備える。なお、有機ＥＬ装置１は、例えば、第１実施形態における表示パネル１０を備える。なお、有機ＥＬ装置１から出射される光は、映像光ＬＬとして出射される。
【００９３】
コリメーター７１は、有機ＥＬ装置１と導光体７２との間に配置される。コリメーター７１は、有機ＥＬ装置１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。
【００９４】
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、光を出射する光出射口が設けられる。導光体７２の面７２１とは反対側の面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。
【００９５】
かかる構成の虚像表示装置１００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。
【００９６】
また、虚像表示装置１００は、前述の有機ＥＬ装置１を備えるＨＭＤである。前述の有機ＥＬ装置１によれば光の高強度化および狭幅化を図ることができるため、観察者に対して光の輝度が高い画像を提供できる。
【００９７】
また、前述のように、虚像表示装置１００は、有機ＥＬ装置１から出射される光を回折させる第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を備える。そして、本実施形態では、有機ＥＬ装置１が有する誘電体多層膜４による共振波長域と、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がそれぞれ回折させる光の波長とは重なる。そのため、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を透過し利用されない光を低減できる。特に、前述の有機ＥＬ装置１によれば光の高強度化および狭幅化を図ることができるため、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で透過し利用されない光を低減する効果を高めることができる。それゆえ、虚像表示装置１００における光の利用効率の向上を図ることができ、よって、画像の光の輝度の向上を図ることができる。
【００９８】
図１４は、ホログラムで回折反射された光のスペクトルを示すグラフである。この図の例では、緑色の波長域の光を、緑色の波長域に対応する分光透過率を有するホログラムで回折反射された場合のスペクトルを示している。また、図１４中の実線は、発光部２および誘電体多層膜４を有する場合のスペクトルであり、図１４中の破線は、誘電体多層膜４を備えていない場合のスペクトルである。グラフの横軸は波長λ［ｎｍ］であり、縦軸は相対強度ＲＳ［a.u.］である。図１０から分かるように、誘電体多層膜４を備えることで、所定の波長域の光の強度を高めることができる。よって、誘電体多層膜４を備えていない場合に比べ、観察者に対してより明るい画像を提供できる。
【００９９】
なお、虚像表示装置１００が有する有機ＥＬ装置１は、第２実施形態における表示パネル１０ａまたは第３実施形態における表示パネル１０ｂを備えてもよい。有機ＥＬ装置１が第３実施形態における表示パネル１０ｂを備える場合、誘電体多層膜４ｂによる共振波長域と第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がそれぞれ回折させる光の波長域とは、各色ごとに、重なることが好ましい。これらが重なることで、重ならない場合に比べて第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を透過し利用されない光を低減できる。
【０１００】
２−２．第５実施形態
図１５は、第５実施形態における虚像表示装置の一部を模式的に示す平面図である。本実施形態は、光合成素子７５を備えることが第４実施形態と異なる。なお、第５実施形態において第４実施形態と同様の事項については、第４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省略する。
【０１０１】
図１５に示す虚像表示装置１００ａは、複数の有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒと、光合成素子７５と、を備える。有機ＥＬ装置１Ｂは青色の波長域の光ＬＢを出射し、有機ＥＬ装置１Ｇは緑色の波長域の光ＬＧを出射し、有機ＥＬ装置１Ｒは赤色の波長域の光ＬＲを出射する。有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒは、それぞれ第１実施形態における表示パネル１０ａを有する。また、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒのそれぞれにおいて、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域と誘電体多層膜４による共振波長域とが重なる。また、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域、または誘電体多層膜４による共振波長域は、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒで互いに異なる。また、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒのうちのいずれか１つが「第１有機エレクトロルミネッセンス装置」に相当し、その１つから発せられる光が「第１光」に相当する。また、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒのうちのいずれか他の１つが「第２有機エレクトロルミネッセンス装置」に相当し、その他の１つから発せられる光が「第２光」に相当する。
【０１０２】
光合成素子７５は、有機ＥＬ装置１Ｂから出射された光ＬＢと有機ＥＬ装置１Ｇから出射された光ＬＧと有機ＥＬ装置１Ｒから出射された光ＬＲとを合成し、合成光を映像光ＬＬとして出射する。光合成素子７５は、例えばダイクロイックプリズム等で構成される。ダイクロイックプリズムには分光特性があるため、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と合わせて画像を表示させるには、第４実施形態よりもさらに光の取り出し効率を向上させる必要がある。本実施形態では、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒにおいて、反射層２１と陰極２５との間の共振波長域を各色に対応して最適化している。また、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒにおいて、誘電体多層膜４による共振波長域を各色に対応して最適化している。これらの共振波長域を最適化することで、各色の取り出し効率を高めることができるので、虚像表示装置１００ａの輝度を高めるとともに色域を拡大することができる。
【０１０３】
例えば、各色で誘電体多層膜４の構成を最適化することで、誘電体多層膜４を備えていない場合に比べ、画像の輝度および色域をそれぞれ０．１％以上１０％以下の範囲で向上させることができる。例えば、有機ＥＬ装置１Ｂ、１Ｇおよび１Ｒが有する各誘電体多層膜４を以下のように設定することができる。具体的には、有機ＥＬ装置１Ｂが有する誘電体多層膜４は、二酸化ケイ素で構成された厚さ４０ｎｍの低屈折率膜４１と、酸化アルミニウムで構成された厚さ４０ｎｍの高屈折率膜４２とをそれぞれ１層有する。有機ＥＬ装置１Ｇが有する誘電体多層膜４は、二酸化ケイ素で構成された厚さ６０ｎｍの低屈折率膜４１と、酸化アルミニウムで構成された厚さ６０ｎｍの高屈折率膜４２とをそれぞれ２層有する。有機ＥＬ装置１Ｒが有する誘電体多層膜４は、二酸化ケイ素で構成された厚さ７０ｎｍの低屈折率膜４１と、酸化アルミニウムで構成された厚さ７０ｎｍの高屈折率膜４２とをそれぞれ１層有する。このように各色で誘電体多層膜４の構成を最適化することで、各色の取り出し効率を最適化でき、画像の輝度および色域を向上させることができる。
【０１０４】
３．電子機器
前述の実施形態の有機ＥＬ装置１は、各種の電子機器に適用することができる。
【０１０５】
図１６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を示す斜視図である。パーソナルコンピューター４００は、有機ＥＬ装置１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、を備える。
【０１０６】
パーソナルコンピューター４００は、前述の有機ＥＬ装置１を備えるため、画像の輝度および色域に優れる。そのため、有機ＥＬ装置１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を提供できる。
【０１０７】
なお、有機ＥＬ装置１を備える「電子機器」としては、図１６に例示したパーソナルコンピューター４００のほか、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、有機ＥＬ装置１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、有機ＥＬ装置１を備える「電子機器」は、光を照らす照明として適用だれる。
【０１０８】
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。
【符号の説明】
【０１０９】
１…有機ＥＬ装置、２…構造体、４…誘電体多層膜、１０…表示パネル、１１…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…反射層、２２…共振調整層、２３…陽極、２４…有機層、２５…陰極、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、３５…制御回路、４１…低屈折率膜、４２…高屈折率膜、５１…保護膜、５２…第２保護膜、５３…平滑化層、６１…カラーフィルター、６２…接着層、６３…カバー、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、７５…光合成素子、９０…ケース、９１…開口、９５…ＦＰＣ基板、１００…虚像表示装置、２４０…発光層、３６１…走査線駆動回路、３６２…データ線駆動回路、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、Ａ１０…発光領域、Ａ２０…非発光領域、Ｌ０…光学距離、Ｌｎ…光学距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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