(57)【要約】【課題】小型化であり、発光特性を向上させることができる有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器を提供する。【解決手段】基板上に設けられた画素電極２４と、画素電極２４に対向配置される共通電極２５と、画素電極２４と共通電極２５との間に配置された白色発光が得られる機能層と、共通電極２５に積層された中間層４６と、中間層４６に積層された干渉フィルター５０と、を備え、干渉フィルター５０は、一対の誘電体ミラー層５１，５２と一対の誘電体ミラー層５１，５２に挟持された透光性のスペーサー層５３とを含む。【選択図】図３
2014022091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた第１電極と、
前記第１電極に対向配置される第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置された白色発光が得られる有機発光層と、
前記第２電極に積層された中間層と、
前記中間層に積層された干渉フィルターと、を備え、
前記干渉フィルターは、一対のミラー層と前記一対のミラー層に挟持された透光性のスペーサー層とを含むことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置であって、
前記第１電極と前記第２電極と前記有機発光層とを含む発光素子は、光共振構造を有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ装置であって、
前記一対のミラー層は、誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置であって、
前記干渉フィルターは、ソリッドエタロンであることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置であって、
赤色光を射出する第１サブ画素と、緑色光を射出する第２サブ画素と、青色光を射出する第３サブ画素と、を有し、
前記スペーサー層は、前記スペーサー層における前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素のうち少なくとも１つのサブ画素の厚みが異なることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項６】
基板上に、第１電極と、白色発光が得られる有機発光層と、第２電極と、を順に形成して発光素子を形成する発光素子形成工程と、
前記第２電極上に中間層を形成する中間層形成工程と、
前記中間層上に、一対のミラー層の一方である第１ミラー層を形成する第１ミラー層形成工程と、
前記第１ミラー層上に、スペーサー層を形成するスペーサー層形成工程と、
前記スペーサー層上に、前記一対のミラー層の他方である第２ミラー層を形成する第２ミラー層形成工程と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記スペーサー層形成工程は、赤色光を透過する第１スペーサー層と、緑色光を透過する第２スペーサー層と、青色光を透過する第３スペーサー層と、を形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記発光素子は、光共振器を備える光共振構造を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記第１ミラー層形成工程及び前記第２ミラー層形成工程は、誘電体多層膜を用いて前記第１ミラー層及び前記第２ミラー層を形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置は、画素電極と共通電極との間に発光材料からなる発光層が挟持された構造を有している。カラー表示を実現するために、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応する発光が得られる発光材料を選択的に蒸着して発光層を形成する真空蒸着法や、発光材料を含む溶液を選択的に塗布して発光層を形成するインクジェット法を用いることが知られている。しかし、画素の微細化に伴って、Ｒ，Ｇ，Ｂの各発光層を選択的に形成することは大変難しい。
【０００３】
また、例えば、素子基板側に白色発光素子を設け、対向基板側にカラーフィルターを設けることにより、カラー表示を実現する方法が知られている。しかし、素子基板と対向基板の貼り合わせにおいて高い位置精度が必要となり、やはり画素の微細化に対して対応することが困難である。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に記載のように、素子基板にカラーフィルターを形成するオンチップカラーフィルター構造が知られている。これによれば、一対の基板の貼り合わせ精度に影響されず、画素を微細化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４８０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カラーフィルターを形成するのに２００℃程度の高温度が必要になり、素子基板にカラーフィルターを形成する際に、プロセス温度の違いから、素子基板に予め形成された有機ＥＬ素子にダメージが加えられ、有機ＥＬ素子から適正な発光が得られない恐れがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る有機ＥＬ装置は、基板と、前記基板上に設けられた第１電極と、前記第１電極に対向配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された白色発光が得られる有機発光層と、前記第２電極に積層された中間層と、前記中間層に積層された干渉フィルターと、を備え、前記干渉フィルターは、一対のミラー層と前記一対のミラー層に挟持された透光性のスペーサー層とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、少なくとも、白色発光が得られる有機発光層、中間層、干渉フィルターによって白色以外の単色光を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して有機発光層にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る有機ＥＬ装置において、前記第１電極と前記第２電極と前記有機発光層とを含む発光素子は、光共振構造を有することが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、光共振構造を有する発光素子を備えているので、発光素子から共振波長の光を取り出すことができる。更に、この光は干渉フィルターを透過して射出されるので、発光の色再現性を向上させることができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る有機ＥＬ装置において、前記一対のミラー層は、誘電体多層膜で構成されていることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、誘電体多層膜で構成されているので、金属ミラーと比較して特定の波長成分を高い透過率で透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで透過波長域を変えることが可能となり、分光特性を制御することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る有機ＥＬ装置において、前記干渉フィルターは、ソリッドエタロンであることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、ソリッドエタロンを設けるので、正面方向に集光された光を出すことが可能となり、所望の色の発光を取り出すことができる。また、ソリッドエタロンは、例えば、室温程度の低温度で形成可能であることから、発光素子の発光寿命が低下することを抑えることができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る有機ＥＬ装置において、赤色光を射出する第１サブ画素と、緑色光を射出する第２サブ画素と、青色光を射出する第３サブ画素と、を有し、前記スペーサー層は、前記スペーサー層における前記第１サブ画素、前記第２サブ画素、前記第３サブ画素のうち少なくとも１つのサブ画素の厚みが異なることが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、スペーサー層において少なくとも１つの画素の膜厚が異なるので、干渉フィルターの厚みを少なくとも１つの領域において異ならせることができる。よって、各色光ごとに選択的に透過させることが可能となり、発光の色再現性を向上させることができる。
【００１８】
［適用例６］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、第１電極と、白色発光が得られる有機発光層と、第２電極と、を順に形成して発光素子を形成する発光素子形成工程と、前記第２電極上に中間層を形成する中間層形成工程と、前記中間層上に、一対のミラー層の一方である第１ミラー層を形成する第１ミラー層形成工程と、前記第１ミラー層上に、スペーサー層を形成するスペーサー層形成工程と、前記スペーサー層上に、前記一対のミラー層の他方である第２ミラー層を形成する第２ミラー層形成工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、少なくとも白色発光が得られる有機発光層、中間層、第１ミラー層、スペーサー層、第２ミラー層を形成することにより白色以外の単色光を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して有機発光層にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法において、前記スペーサー層形成工程は、赤色光を透過する第１スペーサー層と、緑色光を透過する第２スペーサー層と、青色光を透過する第３スペーサー層と、を形成することが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、各スペーサー層によって各色の波長成分を透過させることができるので、カラーフィルターを用いることなく、カラー表示させることができる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法において、前記発光素子は、光共振器を備える光共振構造を有することが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、光共振構造を有する発光素子を形成するので、発光素子から射出した光を略ＲＧＢに分光することができる。更に、この光を干渉フィルターに透過させるので、発光の色再現性を向上させることができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第１ミラー層形成工程及び前記第２ミラー層形成工程は、誘電体多層膜を用いて前記第１ミラー層及び前記第２ミラー層を形成することが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、誘電体多層膜を形成するので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで分光特性を制御することができる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、上記した有機ＥＬ装置を備えているので、表示品質を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】有機ＥＬ装置の構成を示す等価回路図。
【図２】有機ＥＬ装置の構成を示す模式平面図。
【図３】有機ＥＬ装置の構造を示す模式断面図。
【図４】干渉フィルターの構成を示す模式図。
【図５】干渉フィルターの反射特性を示すグラフ。
【図６】緑色画素における透過特性を示すグラフ。
【図７】誘電体ミラー層のペア数と透過スペクトル半値幅との関係を示すグラフ。
【図８】ＲＧＢの分光が可能となる係数を示す図表。
【図９】有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図１０】有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図１１】有機ＥＬ装置を備えたヘッドマウントディスプレイの構成を示す斜視図。
【図１２】変形例の有機ＥＬ装置の構造を示す模式断面図。
【図１３】変形例の有機ＥＬ装置の透過特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。また、本実施形態は、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置を例に説明する。
【００３０】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００３１】
＜有機ＥＬ装置の構成＞
図１は、有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図２は、有機ＥＬ装置の構成を示す模式平面図である。以下、有機ＥＬ装置の構成を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１１は、複数の走査線１２と、走査線１２に対して交差する方向に延びる複数のデータ線１３と、データ線１３に並行に延びる複数の電源線１４とを備えている。そして、走査線１２とデータ線１３とにより区画された領域が画素領域として構成されている。データ線１３は、データ線駆動回路１５に接続されている。また、走査線１２は、走査線駆動回路１６に接続されている。
【００３３】
各画素領域には、走査線１２を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）２１と、このスイッチング用ＴＦＴ２１を介してデータ線１３から供給される画素信号を保持する保持容量２２（キャパシタ）と、保持容量２２によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ２３（以下、「ＴＦＴ素子２３」と称する。）とが設けられている。
【００３４】
更に、各画素領域には、ＴＦＴ素子２３を介して電源線１４に電気的に接続したときに、電源線１４から駆動電流が流れ込む第１電極としての画素電極２４と、第２電極としての共通電極２５と、この画素電極２４と共通電極２５との間に挟持された機能層２６とが設けられている。
【００３５】
有機ＥＬ装置１１は、画素電極２４と共通電極２５と機能層２６とにより構成される発光素子２７を複数備えている。また、有機ＥＬ装置１１は、複数の発光素子２７で構成される表示領域を備えている。
【００３６】
この構成によれば、走査線１２が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ２１がオン状態になると、そのときのデータ線１３の電位が保持容量２２に保持され、保持容量２２の状態に応じて、ＴＦＴ素子２３のオン・オフ状態が決まる。そして、ＴＦＴ素子２３のチャネルを介して、電源線１４から画素電極２４に電流が流れ、更に、機能層２６を介して共通電極２５に電流が流れる。機能層２６は、ここを流れる電流量に応じた輝度で発光する。
【００３７】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１１は、ガラス等からなる第１基材３１に表示領域３２（図中一点鎖線の内側の領域）と非表示領域３３（一点鎖線の外側の領域）とを有する構成になっている。表示領域３２には、実表示領域３２ａ（二点鎖線の内側の領域）とダミー領域３２ｂ（図中二点鎖線の外側の領域）とが設けられている。
【００３８】
実表示領域３２ａ内には、光が射出されるサブ画素３４（発光領域）がマトリクス状に配列されている。この、サブ画素３４の各々は、スイッチング用ＴＦＴ２１及びＴＦＴ素子２３（共に図１参照）の動作に伴って、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色を発光する構成となっている。
【００３９】
ダミー領域３２ｂには、主として各サブ画素３４を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域３２ａの図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路１６が配置されており、実表示領域３２ａの図中上辺に沿うように検査回路３５が配置されている。
【００４０】
第１基材３１の下辺には、フレキシブル基板３６が設けられている。フレキシブル基板３６には、各配線と接続された駆動用ＩＣ３７が備えられている。また、図示しないが、駆動用ＩＣ３７は、データ線駆動回路１５（図１参照）とも接続されている。
【００４１】
図３は、有機ＥＬ装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機ＥＬ装置の構造を、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
【００４２】
図３に示すように、有機ＥＬ装置１１は、素子基板４１と、素子基板４１と保護層５４を介して貼りあわされた第２基板６１とを有している。
【００４３】
素子基板４１は、基板としての第１基材３１上に、反射層４３、絶縁層４４、画素電極２４、正孔輸送層（図示せず）と白色有機発光層４５と電子輸送層（図示せず）を含む機能層２６、共通電極２５、また中間層４６がこの順に積層されている。また、フィルター基板４２は、中間層４６上に、一対のミラー層を構成する第１誘電体ミラー層５１、スペーサー層５３、一対のミラー層を構成する第２誘電体ミラー層５２、保護層５４、第２基材６１がこの順に積層されている。
【００４４】
有機ＥＬ装置１１は、白色有機発光層４５において発光した光を第２基材６１側から取り出す構成のいわゆるトップエミッション型の発光装置である。観察者は、第２基材６１側から表示を観察する。上記のうち、サブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ毎に形成された、画素電極２４から共通電極２５までの構成要素からなる素子が、発光素子２７に相当する。
【００４５】
第１基材３１は、例えば、透光性を有するガラスやシリコン（Ｓｉ）などによって構成されている。第１基材３１上には、公知の技術を用いて、ＴＦＴ素子２３等が設けられている。
【００４６】
反射層４３は、Ａｌ、Ａｌ合金（Ａｌ／Ｎｄ、Ａｌ／Ｃｕなど）、Ａｇ合金（Ａｇ／Ｐｄ、Ａｇ／Ｍｇ、Ａｇ／Ｃ、Ａｇ／Ｐｄ、Ｃｕなど）から構成されている。反射層４３上には、反射層４３と画素電極２４との短絡を防止するためのＳｉＮ等からなる絶縁層４４が配置されている。なお、絶縁層４４は、ＳｉＮであることに限定されず、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2などを用いるようにしてもよい。画素電極２４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯなどからなる透明電極である。
【００４７】
画素電極２４は、赤色のサブ画素３４Ｒ（第１サブ画素）、緑色のサブ画素３４Ｇ（第２サブ画素）、青色のサブ画素３４Ｂ（第３サブ画素）に一つずつ配置されており、それぞれの画素電極２４は、ＴＦＴ素子２３を介して電源線（図示せず）に接続されている。共通電極２５は、Ａｇ合金や、Ａｇ／Ｍｇの合金を薄く形成してハーフミラー状としたものであり、光反射性及び光透過性を兼ね備えている。
【００４８】
画素電極２４と共通電極２５との間には、正孔輸送層（図示せず）、白色有機発光層４５、電子輸送層（図示せず）がこの順に積層されている。白色有機発光層４５は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極２４と共通電極２５との間に電圧を印加することによって、白色有機発光層４５には、正孔輸送層から正孔が、また、電子輸送層から電子が注入され、白色有機発光層４５においてこれらが再結合したときに発光が行われる。
【００４９】
白色有機発光層４５からの光は、一部は直接共通電極２５を透過し、一部は反射層４３によって反射されてから共通電極２５を透過する。いずれにせよ、白色有機発光層４５からの光は、共通電極２５を透過し、その後、干渉フィルター５０、保護層５４、第２基材６１の順に透過する。
【００５０】
ここで、反射層４３及び共通電極２５は、いわゆる光共振器を構成している。このため、白色有機発光層４５において発せられた光は、反射層４３と共通電極２５との間を往復し、共振波長の光だけが第２基材６１側から取り出される。よって、ピーク強度が高く幅が狭いスペクトルを有する光を取り出すことができ、有機ＥＬ装置１１による発光の色再現性を向上させることができる。
【００５１】
上記共振波長は、光共振器の長さを変えることによって調整可能である。本実施形態の有機ＥＬ装置１１においては、絶縁層４４の厚さを変えることによって光共振器の長さを調整している。
【００５２】
より詳細には、サブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂにおいてこの順に絶縁層４４を薄くしていく構成により、光共振器の長さ、及び共振波長がこの順に長くなるようになっている。これにより、共振波長は、サブ画素３４Ｒにおいては赤色、サブ画素３４Ｇにおいては緑色、サブ画素３４Ｂにおいては青色に相当する波長に設定される。この結果、共通電極２５からは、共振波長に応じて赤、緑、または青の光が選択的に射出される。
【００５３】
共通電極２５を覆って形成された中間層４６は、例えば、エポキシ系樹脂、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3の少なくとも一層によって構成されており、発光素子２７を保護すると共に、光共振器の形成によってできた共通電極の段差を埋めて平滑にする役割を果たす。
【００５４】
また、中間層４６は、中間層４６上に設けられた干渉フィルター５０とサブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ毎に設けられた光共振器との間で光を共振させないようにするために、所定の厚みを有して設けられている。
【００５５】
中間層４６上には、干渉フィルター５０が設けられている。干渉フィルター５０は、一対のミラー（５１，５２）にスペーサー層５３が挟持された構成になっている。具体的には、中間層４６上に、一対のミラーを構成する誘電体ミラーからなる第１誘電体ミラー層５１が設けられている。誘電体ミラーとしては、例えば、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2系、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5系などの積層構造（誘電体多層膜）が挙げられる。
【００５６】
第１誘電体ミラー層５１上には、スペーサー層５３が設けられている。スペーサー層５３としては、例えば、ＳｉＯ2、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００５７】
スペーサー層５３上には、一対のミラーを構成する第２誘電体ミラー層５２が設けられている。第２誘電体ミラー層５２は、第１誘電体ミラー層５１と同様に、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2系、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5系などの積層構造によって構成されている。
【００５８】
第２誘電体ミラー層５２上には、保護層５４が設けられている。保護層５４の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂が挙げられる。
【００５９】
保護層５４上には、第２基材６１が設けられている。第２基材６１としては、第１基材３１と同様に、透光性を有するガラスやシリコン（Ｓｉ）などによって構成されている。
【００６０】
干渉フィルター５０は、入射した光のうちの特定の波長成分を透過することによって、特定色の透過光を得るための部材である。干渉フィルター５０を配置することによって、発光素子２７から取り出される光の色純度が向上する。
【００６１】
図４は、干渉フィルターの構成を示す模式図である。図５は、干渉フィルターを構成する誘電体ミラー層の反射特性を示すグラフである。図６は、緑色のサブ画素における干渉フィルターの透過特性を示すグラフである。図７は、誘電体ミラー層のペア数と透過スペクトル半値幅との関係を示すグラフである。図８は、ＲＧＢの分光が可能となる係数を示す図表である。以下、干渉フィルターの構成について、図４〜図８を参照しながら説明する。
【００６２】
図４に示すように、干渉フィルター５０は、反射率を制御することによってフィルター特性（分光特性）を制御することができるバンドパスフィルターであり、第１誘電体ミラー層５１と、第２誘電体ミラー層５２と、これら誘電体ミラー層５１，５２に挟持されたスペーサー層５３と、を有する。なお、干渉フィルター５０は、所謂ソリッドエタロンフィルターである。
【００６３】
第１誘電体ミラー層５１は、干渉フィルター５０の下側（中間層４６側）に設けられている。第２誘電体ミラー層５２は、干渉フィルター５０の上側（保護層５４側）に設けられている。第１誘電体ミラー層５１及び第２誘電体ミラー層５２は、屈折率の高い高屈折率層Ｈと、屈折率の低い低屈折率層Ｌとの積層構造で構成されている。
【００６４】
それぞれの膜厚ｄＨ，ｄＬは、式（１）により求めることができる。ｎＨ、ｎＬはそれぞれ、高屈折率層と低屈折率層の屈折率である。λ0は、設計波長である。
【００６５】
【数１】
2014022091.tif 000003
【００６６】
例えば、誘電体ミラー層５１，５２を式（２）のように構成し、λ0が５３０ｎｍとなるよう各層の膜厚を調整すると、図５のような反射特性が得られる。このときの材料は、高屈折率層Ｈとしては、例えば、ＴｉＯ2である。低屈折率層Ｌとしては、例えば、ＳｉＯ2である。高屈折率層Ｈの膜厚ｄＨとしては、例えば、５８ｎｍである。低屈折率層Ｌの膜厚ｄＬとしては、例えば、８８ｎｍである。高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとのペア数は２．５ペア（ｐ＝２）である。
【００６７】
【数２】
2014022091.tif 000004
【００６８】
設計波長λ0を変化させることで、誘電体ミラー層５１，５２の反射特性を変化させることができる。誘電体ミラーの反射特性において、設計波長が最も反射率の高い波長となる。
【００６９】
またスペーサー層５３は、低屈折率層Ｌである。スペーサー層５３の膜厚ｄＳは、式（３）により求めることができる。また、ｘの値を変更することにより透過波長λpを変更することができる。
【００７０】
【数３】
2014022091.tif 000005
【００７１】
例えば、ｘ＝２となるような屈折率ｎＳと膜厚ｄＳを有するスペーサー層５３を挟持すると、図６に示すような、緑色のサブ画素３４Ｇ用の透過特性を得ることができる。
【００７２】
このとき、誘電体ミラー層５１，５２のペア数は、１．５ペア〜３．５ペアであることが望ましい。これは、図７に示すグラフのように、ペア数の増加に伴い半値幅が減少するため、３．５ペア以上の誘電体ミラー層では、パネル輝度の低下が顕著になるためである。
【００７３】
また、λ0は５００ｎｍ〜５５０ｎｍであることが望ましい。これは、ＲＧＢの波長帯を共通の誘電体ミラー層５１，５２で分光するための必要条件であり、ｘを図８に示す範囲に設定することで、ＲＧＢの波長帯での分光が可能になる。
【００７４】
例えば、ｘの値を２．８〜３．２に設定することで、赤色（Ｒ）の光を取り出すことができる。ｘの値を１．９〜２．１に設定することで、緑色（Ｇ）の光を取り出すことができる。ｘの値を０．９〜１．４に設定することで、青色（Ｂ）の光を取り出すことができる。
【００７５】
また、中間層４６は、膜厚が２μｍ以上であることが望ましい。これは、発光素子２７のマイクロキャビディー構造と干渉フィルター５０との間での干渉を抑制するためである。
【００７６】
＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
図９及び図１０は、有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機ＥＬ装置の製造方法を、図９及び図１０を参照しながら説明する。なお、各種配線や電駆動用ＴＦＴ等を形成する製造工程については、周知の工程と同様なので、ここではそれらの説明を省略又は簡略化し、それ以降の工程について詳しく説明する。
【００７７】
まず、図９（ａ）に示す工程（発光素子形成工程）では、発光素子２７を形成する。具体的には、公知の製造方法を用いて、第１基材３１上に、反射層４３、光共振構造を得るために各サブ画素の領域ごとに異なる膜厚を有する絶縁層４４、画素電極２４を、順に形成する。
【００７８】
次に、画素電極２４が形成された第１基材３１上の全体に、蒸着法を用いて白色有機発光層４５を成膜する。その後、白色有機発光層４５上に、同様の蒸着法を用いて共通電極２５を成膜する。
【００７９】
次に、図９（ｂ）に示す工程（中間層形成工程）では、中間層４６を形成する。具体的には、共通電極２５上に、例えば、エポキシ系樹脂、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3のうち少なくとも１層で構成される中間層４６を、湿式法（スピンコート法、印刷法など）、又は、乾式法（蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法など）を用いて形成する。
【００８０】
次に、図９（ｃ）に示す工程（第１ミラー層形成工程）では、第１誘電体ミラー層５１を形成する。具体的には、中間層４６上に、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2系、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5系などからなる第１誘電体ミラー層５１を、蒸着法やスパッタ法により形成する。
【００８１】
次に、図１０（ａ）に示す工程（スペーサー層形成工程）では、各サブ画素３４において膜厚の異なるスペーサー層５３を形成する。具体的には、第１誘電体ミラー層５１上に、ＳｉＯ2、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などからなるスペーサー層５３を形成する。各サブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに対応した膜厚段差は、例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法（ドライエッチング）を用いて形成する。また、ナノインプリント法を用いて形成するようにしてもよい。
【００８２】
なお、赤色のサブ画素３４Ｒの領域のスペーサー層５３を第１スペーサー層と称する。緑色のサブ画素３４Ｇの領域のスペーサー層５３を第２スペーサー層と称する。青色のサブ画素３４Ｂの領域のスペーサー層５３を第３スペーサー層と称する。
【００８３】
このように、従来、カラーフィルター層を形成するのに、２４０℃程度の温度が有機ＥＬ装置１１に加わっていたものを、１１０℃程度の温度を加えることによって、本実施形態の有機ＥＬ装置１１を製造することができるので、発光素子２７にダメージが加わることを防ぐことができる。これにより、適正な発光を行うことができる。
【００８４】
次に、図１０（ｂ）に示す工程（第２ミラー層形成工程）では、第２誘電体ミラー層５２を形成する。具体的には、スペーサー層５３上に、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2系、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5系などからなる第２誘電体ミラー層５２を、例えば、蒸着法やスパッタ法により形成する。
【００８５】
その後、第２誘電体ミラー層５２上に、保護層５４、第２基材６１を形成し、有機ＥＬ装置１１を完成させる。
【００８６】
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器としてのヘッドマウントディスプレイについて、図１１を参照して説明する。図１１は、上記した有機ＥＬ装置を備えたヘッドマウントディスプレイの構成を示す斜視図である。
【００８７】
図１１に示すように、本実施形態の電子機器としてのヘッドマウントディスプレイ２０００は、上述した有機ＥＬ装置１１を用いた表示部２００１を備える。
【００８８】
このようなヘッドマウントディスプレイ２０００によれば、表示部２００１として上記有機ＥＬ装置１１を用いているため、適正な発光を行うことができると共に、小型化に対応することができる。
【００８９】
なお、有機ＥＬ装置１１が搭載される電子機器としては、ヘッドマウントディスプレイ２０００の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。
【００９０】
以上詳述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置１１、有機ＥＬ装置１１の製造方法、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。
【００９１】
（１）本実施形態の有機ＥＬ装置１１によれば、少なくとも、白色発光が得られる機能層２６、中間層４６、干渉フィルター（ソリッドエタロン）５０によって白色以外の単色光（赤色光、緑色光、青色光）を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して機能層（有機発光層）にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。
【００９２】
（２）本実施形態の有機ＥＬ装置１１によれば、光共振構造を有する発光素子２７を備えているので、発光素子２７から共振波長の光を取り出すことができる。更に、この光は干渉フィルター５０を透過して射出されるので、発光の色再現性を向上させることができる。
【００９３】
（３）本実施形態の有機ＥＬ装置１１によれば、誘電体ミラー層５１，５２が誘電体多層膜で構成されているので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体ミラー層５１，５２において、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで透過波長を変えることが可能となり、分光特性を制御することができる。
【００９４】
（４）本実施形態の有機ＥＬ装置１１によれば、発光素子２７と干渉フィルター５０との間に中間層４６を設けることにより、マイクロキャビティー構造と、オンチップで作りこんだ干渉フィルター５０とをインコヒーレント化（非共振化）することができ、光学設計の簡素化や、材料選定、プロセスの自由度を向上させることができる。
【００９５】
（５）本実施形態の有機ＥＬ装置１１の製造方法によれば、少なくとも白色発光が得られる機能層２６、中間層４６、干渉フィルター（ソリッドエタロン）５０を形成することにより白色以外の単色光（赤色光、緑色光、青色光）を生成できるので、カラーフィルターを用いる場合のように、プロセス温度の違いに起因して機能層２６（有機発光層）にダメージが加わることを軽減することが可能となり、プロセス温度に起因して輝度などの表示品質が低下することを抑えることができる。また、光共振構造を有する発光素子２７を形成するので、発光素子２７から射出した光を略ＲＧＢに分光することができる。更に、この光を干渉フィルター５０に透過させるので、発光の色再現性を向上させることができる。また、誘電体ミラー層５１，５２として誘電体多層膜を形成するので、特定の波長成分を透過させることが可能となり、光の色純度を向上させることができる。また、誘電体多層膜のペア数を変えて反射率を上げることで分光特性を制御することができる。
【００９６】
（６）本実施形態の電子機器によれば、上記した有機ＥＬ装置１１を備えているので、正面方向に集光された光を出すことができ、表示品質（正面輝度など）を向上することが可能な電子機器（ヘッドマウントディスプレイ２０００）を提供することができる。
【００９７】
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及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、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
【００９８】
（変形例１）
上記したように、干渉フィルターは、各サブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂごと、スペーサー層５３の膜厚を異ならせることに限定されず、図１２に示すように構成してもよい。図１２は、変形例の有機ＥＬ装置の構造を示す模式断面図である。図１２に示す有機ＥＬ装置は、干渉フィルター１５０を構成するスペーサー層１５３において、赤色のサブ画素３４Ｒと青色のサブ画素３４Ｂとの膜厚を同じにしている。
【００９９】
具体的には、誘電体ミラー層１５１，１５２を次のような条件で構成する。λ0は５３０ｎｍである。高屈折率層Ｈは、ＴｉＯ2である。低屈折率層ＬはＳｉＯ2である。ペア数は、２．５ペア（ｉ＝２）である。またｘ＝２．９である。このような条件で干渉フィルター１５０を構成すると、図１３のように、赤色（Ｒ）だけでなく青色（Ｂ）の波長帯で透過ピークを得ることができる。図１３は、変形例の有機ＥＬ装置の透過特性を示すグラフである。
【０１００】
本変形例のようなマイクロキャビディー構造を備えた有機ＥＬ装置であれば、干渉フィルター１５０に入射する色光は、ＲＧＢの各サブ画素３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの色に概ね調光されている。よって、図１３の透過特性のように、赤（Ｒ）と青（Ｂ）とのサブ画素で共通に利用することができる。
【０１０１】
また、これ以外にも、各色の波長帯で透過ピークを得ることができれば、スペーサー層５３の膜厚を異ならせることなく、同じ膜厚になるように構成するようにしてもよい。
【０１０２】
（変形例２）
上記したように、サブ画素３４ごとに膜厚の異なるスペーサー層５３を形成するのに、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いることに限定されず、例えば、マスクを用いて３回成膜することにより形成するようにしてもよい。
【０１０３】
（変形例３）
上記したように、透過型の有機ＥＬ装置１１を例に説明してきたが、反射型の有機ＥＬ装置に適用するようにしてもよい。また、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１１であることに限定されず、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ装置に適用するようにしてもよい。
【０１０４】
（変形例４）
上記したように、サブ画素の配置は、ストライプ配置に限定されず、モザイク配置やデルタ配置を用いるようにしてもよい。
【０１０５】
（変形例５）
上記したように、発光素子２７の共振構造（マイクロキャビディー構造）は、絶縁層４４の膜厚をサブ画素ごとに変えて、反射層４３と共通電極２５との光路長を変えているが、この方法に限定されず、例えば、画素電極２４の厚みを変えることにより、反射層４３と共通電極２５との光路長を変えるようにしてもよい。
【０１０６】
（変形例６）
上記したように、干渉フィルター５０を構成する一対の誘電体ミラー層５１，５２は、誘電体多層膜で構成されていることに限定されず、例えば、Ａｇ系半反射ミラー（Ａｇ／ｐｄ、Ａｇ／Ｍｇ、Ａｇ／Ｃ、ＡＰＣなど）で構成したり、Ａｇ系と誘電体多層膜の複合ミラーで構成するようにしてもよい。
【０１０７】
（変形例７）
上記したように、ガラスなどからなる第１基材３１上にＴＦＴ２１などを設ける構造に限定されず、例えば、シリコン基板上に電界効果トランジスターを設ける構造に適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１１…有機ＥＬ装置、１２…走査線、１３…データ線、１４…電源線、１５…データ線駆動回路、１６…走査線駆動回路、２１…スイッチング用ＴＦＴ、２２…保持容量、２３…ＴＦＴ素子、２４…第１電極としての画素電極、２５…第２電極としての共通電極、２６…機能層、２７…発光素子、３１…基板としての第１基材、３２…表示領域、３２ａ…実表示領域、３２ｂ…ダミー領域、３３…非表示領域、３４，３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ…サブ画素、３５…検査回路、３６…フレキシブル基板、３７…駆動用ＩＣ、４１…素子基板、４２…フィルター基板、４３…反射層、４４…絶縁層、４５…白色有機発光層、４６…中間層、５０，１５０…干渉フィルター、５１，１５１…一対のミラー層を構成する第１誘電体ミラー層、５２，１５２…一対のミラー層を構成する第２誘電体ミラー層、５３，１５３…スペーサー層、５４…保護層、６１…第２基材、２０００…ヘッドマウントディスプレイ、２００１…表示部。
【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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