(57)【要約】【課題】  有機ＥＬ装置の表示ムラを低減する。【解決手段】  有機ＥＬ装置１００は、光共振構造を有する有機ＥＬ素子３０と、有機ＥＬ素子３０上に積層される封止層３４と、封止層３４上に設けられるカラーフィルター３６と、カラーフィルター３６を区分する凸部３５とを有する。有機ＥＬ素子３０は、キャビティ調整層６０によってサブ画素１８毎に光学的距離が調整されている。封止層３４は、キャビティ調整層６０のサブ画素１８間の段差を相殺する平坦化層３４ｂを含む。凸部３５を形成するための露光光の平坦化層３４ｂにおける反射率は、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させた場合に周期的に変化する。有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差の約半分とした。【選択図】図９
2018088381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止層と、
前記複数の有機ＥＬ素子と１対１に対応して、前記封止層上に形成された複数の着色層と、
前記封止層上において露光によって形成され、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部と、を有し、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、
有機発光層を挟む画素電極および対向電極と、
前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層と、
前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層と、を有し、
前記封止層は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を含み、
前記凸部の形成のために用いられる露光光が前記凸部の素材である感光性樹脂層を通過し、前記感光性樹脂層の下層において反射されて前記感光性樹脂層に戻り光となって戻る際の当該戻り光の元の露光光に対する割合を反射率としたとき、
前記凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分とする、
ことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
複数色の前記着色層のうちの前記凸部の屈折率との屈折率差が最も大きな着色層に対応する前記キャビティ調整層の膜厚と、前記屈折率差が最も大きな着色層に接する少なくともいずれか１の着色層に対応するキャビティ調整層の膜厚との膜厚差を、前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分にした
ことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記屈折率差が最も大きな着色層は、赤の着色層であり、
前記屈折率差が最も大きな着色層に隣接する少なくとも１の着色層は、青の着色層である
ことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記平坦化層の膜厚差は、前記露光光の半波長を前記平坦化層の屈折率で除算した長さであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１の請求項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記複数の有機ＥＬ素子は、共振の次数の異なる光共振条件を満たす有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
いずれかの前記凸部の両側の前記着色層に各々対応する前記キャビティ調整層は、屈折率が共通の調整層を有し、
前記屈折率が共通の調整層の膜厚によって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成した
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
いずれかの前記凸部において区分される一方側の前記着色層に対応する前記キャビティ調整層は、第１の屈折率を有する第１調整層を有し、
他方側の前記着色層に対応する前記キャビティ調整層は、前記第１の屈折率とは屈折率が異なる第２の屈折率を有する第２調整層を有し、
前記第１調整層の膜厚と前記第２調整層の膜厚とによって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成した
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記第１調整層の膜厚と前記第２調整層の膜厚とによって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成したキャビティ調整層以外のキャビティ調整層は、前記第１調整層または前記第２調整層のいずれか一方と屈折率および膜厚が共通する層を有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止層と、
前記複数の有機ＥＬ素子に対応して、前記封止層上に形成された少なくとも赤、緑、青の着色層と、
前記封止層上において露光によって形成され、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部と、
を有し、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、
有機発光層を挟む画素電極および対向電極と、
前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層と、
前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層と、を有し、
前記封止層は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を含み、
前記青の着色層に対応したキャビティ調整層の膜厚を、前記赤、緑の各着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚よりも大きくした
ことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子工程と、
前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止工程と、
前記複数の有機ＥＬ素子に対応して、少なくとも赤、緑、青の着色層を前記封止層上に形成する着色工程と、
前記封止工程と前記着色工程との間の工程であって、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部を露光によって形成する凸部形成工程と、
を有し、
前記有機ＥＬ素子工程は、
有機発光層を挟む画素電極および対向電極を形成する画素電極形成工程および対向電極形成工程と、
前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層を形成する反射層形成工程と、
前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層を形成するキャビティ調整層形成工程と、を有し
前記封止工程は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を形成する平坦化層形成工程を含み、
前記キャビティ調整層形成工程では、
前記凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、前記凸部の形成のために用いられる露光光が前記凸部の素材である感光性樹脂層を通過し、前記感光性樹脂層の下層において反射されて前記感光性樹脂層に戻り光となって戻る際の当該戻り光の元の露光光に対する割合である反射率の前記平坦化層の膜厚の変化に対する周期的な依存性において前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分にする
ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【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（以下、有機ＥＬという）装置および有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）などと比較して、小型および高コントラストという優位性から、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューアー（ＥＶＦ）などのマイクロディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ装置の構成例としては、白色発光が得られる有機ＥＬ素子（白色ＥＬ素子）とカラーフィルターとを組み合わせることでカラー表示を実現する構成が挙げられる。この構成の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子の発する光がカラーフィルターを透過することで、そのカラーフィルターに従った色の光を発する。
【０００４】
特許文献１には、有機ＥＬ素子（白色ＥＬ素子）を光共振構造とした有機ＥＬ装置が開示されている。この有機ＥＬ素子は、有機発光層を挟む画素電極と対向電極とを有し、画素電極からみて対向電極とは反対側に反射層を有し、画素電極と反射層との間に絶縁層を有する。対向電極は、光反射性および光透過性を有する。この有機ＥＬ装置では、有機発光層から発せられた光が反射層と対向電極との間を往復し、反射層と対向電極との光学的距離に応じた共振波長の光が選択的に増幅されて取り出される。このため、光共振構造を有する有機ＥＬ素子は、反射層と対応電極との光学的距離に応じたピーク波長を有する光を出力する。
【０００５】
また、特許文献1の有機ＥＬ装置では、青のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子の絶縁層は、第１の絶縁層から構成され、緑のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子の絶縁層は、第１の絶縁層と第２の絶縁層とから構成され、赤のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子の絶縁層は、第１の絶縁層と第２の絶縁層と第３の絶縁層とから構成されている。これにより、この有機ＥＬ装置では、緑のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子における反射層と対向電極との光学的距離が、青のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子における反射層と対向電極との光学的距離よりも大きく、かつ、赤のカラーフィルターに対応する有機ＥＬ素子における反射層と対向電極との光学的距離よりも小さくなっている。このように、特許文献２の有機ＥＬ装置では、反射層と対向電極との光学的距離が絶縁層によって色成分毎に個別的に調整されている。このため、特許文献２の有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ素子の共振波長を、その有機ＥＬ素子に対応するカラーフィルターの色の波長に合わせることができる。
【０００６】
特許文献２には、有機ＥＬ素子を封止する封止層上にカラーフィルター（着色層）と凸部とを有する有機ＥＬ装置が開示されている。封止層の上面は、複数の有機ＥＬ素子にわたって平坦となっている。凸部は、封止層の上面に設けられるカラーフィルターを色毎に区分するように設けられており、カラーフィルターの境界においてカラーフィルターによって覆われている。凸部は、カラーフィルターの境界において有機ＥＬ素子から発せられる光が本来透過すべきカラーフィルター以外の他の色のカラーフィルターを透過する割合を減少させる隔壁として機能する。この有機ＥＬ装置によれば、凸部を有することにより、カラーフィルターを透過した光の色相のバランスの低下が抑制され、視角特性上の対称性の低下が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２３５９５９号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューアー（ＥＶＦ）などのマイクロディスプレイの分野では、有機ＥＬ装置をより高輝度化および広色域化することが望まれている。そこで、有機ＥＬ装置の構成を、上述した特許文献１及び２の技術的特徴を組み合わせた構成とすることが考えられる。具体的には、有機ＥＬ素子を光共振構造とし、色毎に異なる光学的距離の違いを絶縁層によって実現し、有機ＥＬ素子を封止する封止層の上面を平坦にし、封止層上にカラーフィルターと凸部とを設けるものとする。
【０００９】
しかし、このような構成の有機ＥＬ装置では、表示ムラが生じる場合があった。その原因を調べたところ、このような構成の有機ＥＬ装置では、上述した隔壁としての役割を果たす凸部の大きさや形状のばらつきが大きくなる場合があった。この凸部の大きさや形状がばらつくと、カラーフィルターの境界において有機ＥＬ素子から発せられる光が本来透過すべきカラーフィルター以外の他の色のカラーフィルターを透過する割合が凸部の大きさや形状に依存して変化し、その結果として表示ムラが生じるものと推測される。
【００１０】
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ装置の表示ムラを低減することを解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、本発明に係る有機ＥＬ装置の一態様は、基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止層と、前記複数の有機ＥＬ素子と１対１に対応して、前記封止層上に形成された複数の着色層と、前記封止層上において露光によって形成され、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部と、を有し、前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、  有機発光層を挟む画素電極および対向電極と、前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層と、前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層と、を有し、前記封止層は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を含み、前記凸部の形成のために用いられる露光光が前記凸部の素材である感光性樹脂層を通過し、前記感光性樹脂層の下層において反射されて前記感光性樹脂層に戻り光となって戻る際の当該戻り光の元の露光光に対する割合を反射率としたとき、前記凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分とすることを特徴とする。
【００１２】
この有機ＥＬ装置の一態様によれば、有機ＥＬ素子が光共振構造となっており、着色層の色毎に反射層と対向電極との光学的距離が異なっている。この光学的距離の違いは、画素電極と反射層との間のキャビティ調整層で調整されている。平坦化層は、この光学的距離の違いにより生じる有機ＥＬ素子間の段差を相殺して封止層上を平坦にする。有機ＥＬ装置では、この封止層上に、着色層と、着色層を区分する凸部とが設けられている。凸部は、露光によって形成される。凸部を形成するための露光光の一部は、凸部の素材である感光性樹脂層を通過して感光性樹脂層の下層において反射されて感光性樹脂層に戻ってくる。ここで、平坦化層の膜厚を変化させた場合、感光性樹脂層に戻ってくる戻り光の元の露光光に対する割合である反射率は、周期的に変化することとなる。本有機ＥＬ装置では、凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、上述の反射率を１周期変化させる平坦化層の膜厚差の約半分にした。平坦化層は有機ＥＬ素子間の段差を相殺するのであるから、凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差は、それら各キャビティ調整層の上方の平坦化層の膜厚差に対応する。このため、本有機ＥＬ装置では、凸部により区分される２種類の着色層間における平坦化層の膜厚差に上述の条件が適用されることとなる。すなわち、本有機ＥＬ装置では、凸部の一方側における反射率と凸部の他方側における反射率とが半周期ずれることとなる。これにより、本有機ＥＬ装置では、上述の条件を適用した凸部の位置における感光性樹脂層の露光エネルギーが、平坦化層の膜厚のばらつきに依らず概ね一定となる。従って、本有機ＥＬ装置によれば、凸部の大きさ等のばらつきを抑えることができ、表示ムラを抑えることができる。
【００１３】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、有機ＥＬ素子では、複数色の前記着色層のうちの前記凸部の屈折率との屈折率差が最も大きな着色層に対応する前記キャビティ調整層の膜厚と、前記屈折率差が最も大きな着色層に接する少なくともいずれか１の着色層に対応するキャビティ調整層の膜厚との膜厚差を、前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分にした。
【００１４】
この態様によれば、凸部の屈折率との屈折率差が最も大きな着色層とその着色層に隣接する着色層との間の凸部の大きさ等のばらつきを抑えることができる。凸部との屈折率差が大きな着色層を区分する凸部にばらつきが生じると、その着色層よりも凸部との屈折率差が小さな着色層を区分する凸部にばらつきが生じた場合に比べ、表示ムラとして視認される影響が大きい。この態様の有機ＥＬ装置によれば、凸部との屈折率差が大きな着色層を区分する凸部のばらつきを抑えることができるため、表示ムラとして視認される影響を小さくすることができ、より確実に表示ムラを低減することができる。
【００１５】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、前記屈折率差が最も大きな着色層は、赤の着色層であり、前記屈折率差が最も大きな着色層に隣接する少なくとも１の着色層は、青の着色層である。この態様によれば、凸部の屈折率との屈折率差が最も大きな赤の着色層と、それに隣接する青の着色層との間の凸部の大きさ等のばらつきを抑えることができ、より確実に表示ムラを低減することができる。
【００１６】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、前記平坦化層の膜厚差は、前記露光光の半波長を前記平坦化層の屈折率で除算した長さである。この条件は、露光光の波長と平坦化層の膜厚方向の往復分の光学的距離とが等しいことを意味し、凸部の一方側における反射率と凸部の他方側における反射率とが露光光のちょうど１波長分ずれることを意味する。このため、露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層の膜厚差の約半分にするという条件は、凸部の一方側における反射率と凸部の他方側における反射率とが露光光のちょうど半波長分ずれることに相当する。従って、この態様によれば、感光性樹脂層の露光エネルギーが平坦化層の膜厚に依らず概ね一定となること、凸部の大きさ等のばらつきを抑えることができること、表示ムラを低減することができること等を、より明確に理解することができる。
【００１７】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、前記複数の有機ＥＬ素子は、共振の次数の異なる光共振条件を満たす有機ＥＬ素子を含む。この態様によれば、対向電極と反射層との光学的距離を着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするという条件と、露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層の膜厚差の約半分にするという条件とを、より確実に両立させることができる。
【００１８】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、いずれかの前記凸部の両側の前記着色層に各々対応する前記キャビティ調整層は、屈折率が共通の調整層を有し、前記屈折率が共通の調整層の膜厚によって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成した。この態様によれば、キャビティ調整層の膜厚差を実現するのに要する製造工程の増加を抑えることができ、キャビティ調整層の膜厚差を容易に調整することができる。
【００１９】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、いずれかの前記凸部において区分される一方側の前記着色層に対応する前記キャビティ調整層は、第１の屈折率を有する第１調整層を有し、他方側の前記着色層に対応する前記キャビティ調整層は、前記第１の屈折率とは屈折率が異なる第２の屈折率を有する第２調整層を有し、前記第１調整層の膜厚と前記第２調整層の膜厚とによって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成した。この態様によれば、対向電極と反射層との光学的距離およびキャビティ調整層の膜厚差をより詳細に調整することができる。
【００２０】
上述した有機ＥＬ装置の一態様において、前記第１調整層の膜厚と前記第２調整層の膜厚とによって前記キャビティ調整層の膜厚差を構成したキャビティ調整層以外のキャビティ調整層は、前記第１調整層または前記第２調整層のいずれか一方と屈折率および膜厚が共通する層を有する。この態様によれば、対向電極と反射層との光学的距離およびキャビティ調整層の膜厚差をより詳細に調整しつつ、キャビティ調整層の製造プロセスを簡略化することができる。
【００２１】
本発明による有機ＥＬ装置の他の態様は、基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止層と、前記複数の有機ＥＬ素子に対応して、前記封止層上に形成された少なくとも赤、緑、青の着色層と、前記封止層上において露光によって形成され、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部と、を有する。前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、有機発光層を挟む画素電極および対向電極と、前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層と、前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層と、を有する。前記封止層は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を含む。本有機ＥＬ装置では、前記青の着色層に対応したキャビティ調整層の膜厚を、前記赤、緑の各着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚よりも大きくした。
【００２２】
この態様によれば、対向電極と反射層との光学的距離を着色層の色毎の光共振条件に従ったものにしつつ、各着色層間での平坦化層の膜厚差を所定の条件（具体的には、露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層の膜厚差の約半分）にすることができる。従って、本有機ＥＬ装置によれば、凸部の大きさ等のばらつきを抑えることができ、表示ムラを抑えることができる。
【００２３】
本発明による有機ＥＬ装置の製造方法の一態様は、基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子工程と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に対応して、少なくとも赤、緑、青の着色層を前記封止層上に形成する着色工程と、前記封止工程と前記着色工程との間の工程であって、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部を露光によって形成する凸部形成工程と、を有する。前記有機ＥＬ素子工程は、有機発光層を挟む画素電極および対向電極を形成する画素電極形成工程および対向電極形成工程と、前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層を形成する反射層形成工程と、前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層を形成するキャビティ調整層形成工程と、を有する。前記封止工程は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を形成する平坦化層形成工程を含む。前記キャビティ調整層形成工程では、前記凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、前記凸部の形成のために用いられる露光光が前記凸部の素材である感光性樹脂層を通過し、前記感光性樹脂層の下層において反射されて前記感光性樹脂層に戻り光となって戻る際の当該戻り光の元の露光光に対する割合である反射率の前記平坦化層の膜厚の変化に対する周期的な依存性において前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分にする。
【００２４】
この態様によれば、凸部の大きさ等のばらつきが抑えられて表示ムラが低減された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１実施形態の有機ＥＬ装置の比較例である有機ＥＬ装置２０００の構成を示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ装置２０００を構成する各層の膜厚を示す図である。
【図３】有機ＥＬ装置２０００の凸部３５の製造工程を示す図である。
【図４】有機ＥＬ装置２０００において、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させたときの露光光の反射率を示す図である。
【図５】有機ＥＬ装置２０００において、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させたときのサブ画素１８間における露光光の平均反射率を示す図である。
【図６】有機ＥＬ装置２０００において、カラーフィルター３６および凸部３５を拡大して示す断面図である。
【図７】有機ＥＬ装置２０００において、カラーフィルター３６の屈折率および凸部３５の屈折率の波長依存性を示す図である。
【図８】有機ＥＬ装置２０００において、カラーフィルター３６および凸部３５を拡大して示す断面図である。
【図９】この発明の第１実施形態である有機ＥＬ装置１００の構成を示す断面図である。
【図１０】有機ＥＬ装置１００を構成する各層の膜厚を示す図である。
【図１１】この発明の第２実施形態である有機ＥＬ装置１００Ａの構成を示す断面図である。
【図１２】有機ＥＬ装置１００Ａを構成する各層の膜厚を示す図である。
【図１３】この発明の第３実施形態の有機ＥＬ装置を構成する各層の膜厚を示す図である。
【図１４】有機ＥＬ装置１００の電気的な構成を示す等価回路図である。
【図１５】有機ＥＬ装置１００の構成を示す平面図である。
【図１６】サブ画素１８の配置を示す概略平面図である。
【図１７】第１実施形態の有機ＥＬ装置１００を用いた電子機器の一例であるヘッドマウントディスプレイを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載され、特別な記載がなければ、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含んでいるものとする。
【００２７】
１.原理
１−１：凸部の大きさ等のばらつきの発生原因
まず、課題で示した構成の有機ＥＬ装置を比較例の有機ＥＬ装置とし、この比較例の有機ＥＬ装置において凸部の大きさ等のばらつきが発生する原因について説明する。図１は、比較例である有機ＥＬ装置２０００の構成を示す断面図である。図２は、有機ＥＬ装置２０００を構成する各層の膜厚を示す図である。
【００２８】
有機ＥＬ装置２０００は、サブ画素１８毎に基板（図示略）上に配置された複数の有機ＥＬ素子３０を有する。ここで、サブ画素１８には、青（Ｂ）の発光が得られるサブ画素１８Ｂ、緑（Ｇ）の発光が得られるサブ画素１８Ｇ、赤（Ｒ）の発光が得られるサブ画素１８Ｒがある。以下、サブ画素１８Ｂ、１８Ｇおよび１８Ｒにそれぞれ対応する有機ＥＬ素子３０を、有機ＥＬ素子３０Ｂ、３０Ｇおよび３０Ｒと表記する。
【００２９】
有機ＥＬ素子３０は、基板上に順次に形成された反射層２５と、キャビティ調整層５０と、画素電極３１と、機能層３２と、対向電極３３とを有する。ここで、キャビティ調整層５０は絶縁層として機能する。画素電極３１は、光透過性を有しており、陽極として機能する。この画素電極３０には、有機ＥＬ素子３０Ｂの画素電極３１Ｂと、有機ＥＬ素子３０Ｇの画素電極３１Ｇと、有機ＥＬ素子３０Ｒの画素電極３１Ｒとがある。対向電極３３は、光反射性および光透過性を有しており、共通陰極として機能する。機能層３２は、有機発光層（ＯＬＥＤ層）である。有機ＥＬ素子３０は、機能層３２から発した光（白色光）が反射層２５と対向電極３３との間を往復し、反射層２５と対向電極３３との光学的距離（光路長）に応じた共振波長の光（すなわち、所定のピーク波長を有する光）が選択的に増幅されて取り出される光共振構造となっている。
【００３０】
ここで、反射層２５と対向電極３３との間の光学的距離（光路長）をｄ、反射層と対向電極とにおける位相シフトの合計をφ、ｍを共振の次数を決定する自然数とした場合、有機ＥＬ素子３０の光共振構造の共振波長λは、以下の（１）式に示す共振条件を満たす波長となり、この波長が有機ＥＬ素子３０の出力光のピーク波長となる。
ｄ＝｛（２πｍ＋φ）／４π｝λ      ・・・（１）
【００３１】
そこで、有機ＥＬ装置２０００では、有機ＥＬ素子３０における反射層２５と対向電極３３との間の光学的距離が、上記（１）式とサブ画素１８の色を表すピーク波長とに基づいて決められる。例えば、青のサブ画素１８Ｂの有機ＥＬ素子３０Ｂにおける反射層２５と対向電極３３との間の光学的距離は、青のピーク波長４７０ｎｍを上記（１）式のλに代入して得られた値に決められている。サブ画素１８の色毎にピーク波長が異なるため、有機ＥＬ素子３０における反射層２５と対向電極３３との間の光学的距離は、サブ画素１８の色毎に異なる。有機ＥＬ装置２０００では、この光学的距離の違いを反射層２５と対向電極３３との間に挟まれるキャビティ調整層５０の厚さおよび屈折率により調整する。
【００３２】
青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層５０は、反射層２５と画素電極３１Ｂとの間に挟まれた第１調整層５１と第２調整層５２とから構成されている。緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層５０は、反射層２５と画素電極３１Ｇとの間に挟まれた第１調整層５１と第２調整層５２と第３調整層５３Ｇとから構成されている。赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層５０は、反射層２５と画素電極３１Ｒとの間に挟まれた第１調整層５１と第２調整層５２と第３調整層５３Ｒとから構成されている。第１調整層５１は、具体的には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる層である。第２調整層５２は、具体的には、窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなる層である。第３調整層５３Ｇおよび５３Ｒは、具体的には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる層である。
【００３３】
図２において、第１調整層５１の膜厚は、３５ｎｍであり、第２調整層５２の膜厚は、４５ｎｍである。従って、青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層５０の膜厚は、３５ｎｍ＋４５ｎｍ＝８０ｎｍである。また、第３調整層５３Ｇの膜厚は、６０ｎｍである。従って、緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層５０の膜厚は、８０ｎｍ＋６０ｎｍ＝１４０ｎｍである。また、第３調整層５３Ｒの膜厚は、１１０ｎｍである。従って、赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層５０の膜厚は、８０ｎｍ＋１１０ｎｍ＝１９０ｎｍである。これらの各色のサブ画素１８のキャビティ調整層５０の膜厚は、各色の有機ＥＬ素子３０の光学的距離を考慮し、上記（１）式のｍを１として決定されたものである。このように、緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層５０の膜厚は、赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層５０の膜厚に対して、５０ｎｍだけ薄い（−５０ｎｍ）。また、青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層５０の膜厚は、赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層５０の膜厚に対して、１１０ｎｍだけ薄く（−１１０ｎｍ）、緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層５０の膜厚に対して、６０ｎｍだけ薄い（−６０ｎｍ）。有機ＥＬ素子２０００では、このように各色のサブ画素１８のキャビティ調整層５０に膜厚差があるため、各色間で対向電極３３上に段差が生じる。
【００３４】
有機ＥＬ装置２０００は、対向電極３３を覆う封止層３４を有する。この封止層３４は、対向電極３３上に順次に積層された第１封止層３４ａ、平坦化層３４ｂおよび第２封止層３４ｃからなる。第１封止層３４ａおよび第２封止層３４ｃは、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などから構成される。平坦化層３４ｂは、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などから構成される。第１封止層３４ａは、その下面が対向電極３３の上面の段差に応じて変形し、対向電極３３の上面と密着している。第１封止層３４ａは、各色間で膜厚が同じになっており、その上面も対向電極３３の上面の段差に応じて変形している。平坦化層３４ｂは、その下面が対向電極３３の上面の段差に応じて変形し、第１封止層３４ａの上面と密着している。平坦化層３４ｂは、その上面が平坦になっている。この平坦化層３４ｂは、各サブ画素１８における第２封止層３４ｃの配置される高さを共通にし、封止層３４の上面を平坦にする。
【００３５】
ここで、平坦化層３４ｂの膜厚は、各色のサブ画素間で異なる。具体的には、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂの膜厚３４ｂＲをＤとすれば、緑のサブ画素１８Ｇの平坦化層３４ｂの膜厚３４ｂＧは、Ｄ＋５０ｎｍとなり、青のサブ画素１８Ｂの平坦化層３４ｂの膜厚３４ｂＢは、Ｄ＋１１０となる（図１参照）。
【００３６】
有機ＥＬ装置２０００は、封止層３４上に、カラーフィルター（着色層）３６と凸部（隔壁）３５とを有する。カラーフィルター３６には、サブ画素１８の色に応じた青のカラーフィルター３６Ｂ、緑のカラーフィルター３６Ｇおよび赤のカラーフィルター３６Ｒがある。凸部３５は、カラーフィルター３６を色毎に区分するように設けられており、凸部３５ＧＢ、凸部３５ＲＧおよび凸部３５ＲＢからなる。凸部３５ＧＢは、緑のカラーフィルター３６Ｇと青のカラーフィルター３６Ｂとを区分する位置に設けられたものである。凸部３５ＲＧは、赤のカラーフィルター３６Ｒと緑のカラーフィルター３６Ｇとを区分する位置に設けられたものである。凸部３５ＲＢは、赤のカラーフィルター３６Ｒと青のカラーフィルター３６Ｂとを区分する位置に設けられたものである。凸部３５は、カラーフィルター３６の境界においてカラーフィルター３６によって覆われている。凸部３５は、例えばアクリル樹脂などの透明材料から構成される。
【００３７】
有機ＥＬ装置２０００は、カラーフィルター３６上に透明樹脂層（図示略）を介して対向基板（図示略）を有する。有機ＥＬ装置２０００では、有機ＥＬ素子３０から出力された光がカラーフィルター３６を透過して対向基板側から取り出されるトップエミッション方式が採用されている。なお、図１では、説明の際に関連の薄い要素（例えば各サブ画素１８を駆動するトランジスターなど）は図示を省略した。
【００３８】
図３は、凸部３５の製造工程を示す図である。有機ＥＬ装置２０００では、封止層３４が形成された後に、凸部３５がフォトリソグラフィー法によって形成され、凸部３５が形成された後にカラーフィルター３６が形成される。
【００３９】
凸部３５を形成する凸部形成工程では、まず、スピンコート法を用いて透明な感光性樹脂材料を封止層３４上に塗布してプレベークすることにより、膜厚がおよそ１μｍ程度の透明な感光性樹脂層４５を形成する。図３に示す例では、感光性樹脂材料として、露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光部が除去されるポジタイプのものが採用されている。次に、感光性樹脂層４５の上方にマスク４６を配置し、フォトリソグラフィー法を用いて、感光性樹脂層４５を露光および現像する。これにより、感光性樹脂層４５における露光光によって感光した部分が取り除かれて、凸部３５が形成される。露光には、ｉ線（波長が３６５ｎｍの水銀のスペクトル線）の光を発する光源を採用した。
【００４０】
感光性樹脂層４５を露光する際、ｉ線の露光光の一部は、感光性樹脂層４５から封止層３４へ透過する。封止層３４へ透過した光は、封止層３４以下の様々な層で反射および透過して感光性樹脂層４５に戻ってくる。感光性樹脂層４５は、この封止層３４以下の層から感光性樹脂層４５に戻ってくる露光光（以下、戻り光という）の影響を受ける。そして、戻り光の強度は平坦化層３４ｂの膜厚に依存する。
【００４１】
図４は、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させたときの露光光の反射率を示す図である。ここで、露光光の反射率とは、封止層３４以下に入射する露光光に対する戻り光の割合をいう。図４における実線ＲＦ−Ｒは赤のサブ画素１８Ｒにおける露光光の反射率を示し、１点鎖線ＲＦ−Ｇは緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率を示し、２点鎖線ＲＦ−Ｂは青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率を示す。
【００４２】
図４に示すように、露光光の反射率は、平坦化層３４ｂの膜厚の変化に応じて周期的に変化する。露光光の反射率の周期、具体的には膜厚を変化させたとき反射率が極大となる膜厚から次に極大となる膜厚までの膜厚差は、各色のサブ画素１８で概ね共通している。また、露光光の反射率が極大となる平坦化層３４ｂの膜厚および露光光の反射率が極小となる平坦化層３４ｂの膜厚は、各色のサブ画素１８で概ね共通している。
【００４３】
ここで、露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差（例えば露光光の反射率が極大となる膜厚から次に極大となる膜厚までの膜厚差）Ｔは、以下の（２）式で求められる。
Ｔ＝λ／２ｎ      ・・・（２）
（２）式において、λは、感光性樹脂層４５を露光する露光光の波長である。ｎは、平坦化層３４ｂの屈折率である。露光光の波長をｉ線の波長である３６５ｎｍとし、平坦化層３４ｂの屈折率を１．５８とした場合、上記の（２）式によれば、露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔは１１６ｎｍである。これは、図４からも読み取れる。
【００４４】
凸部３５はサブ画素１８間に形成されるため、感光性樹脂層４５における凸部３５が形成される部分は、特に当該凸部３５が形成される部分の両側のサブ画素１８における戻り光による光干渉の影響を受ける。例えば、感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の位置では、赤のサブ画素１８Ｒにおける戻り光と緑のサブ画素１８Ｇにおける戻り光による影響を受ける、という具合である。これら両側のサブ画素１８における戻り光が感光性樹脂層４５における凸部３５が形成される部分で干渉し、そこでの露光エネルギーが変化する。
【００４５】
図５は、凸部３５により区切られた２つのサブ画素１８の一方のサブ画素１８における露光光の反射率と、他方のサブ画素１８における露光光の反射率とを平均化した平均反射率の平坦化層３４ｂの膜厚に対する依存性を示す。さらに詳述すると、図５における実線ＲＦ−ＲＢは、赤のサブ画素１８Ｒにおける露光光の反射率と青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率とを平均化した平均反射率を示し、１点鎖線ＲＦ−ＲＧは、赤のサブ画素１８Ｒにおける露光光の反射率と緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率とを平均化した平均反射率を示し、破線ＲＦ−ＧＢは、緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率と青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率を平均化した平均反射率を示している。
【００４６】
図５に示すように、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間における露光光の平均反射率（１点鎖線ＲＦ−ＲＧ参照）および緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間における露光光の平均反射率（破線ＲＦ−ＧＢ参照）は、平坦化層３４ｂの膜厚が変化したとしても、概ね４０％となっている。この理由は、以下のように推測される。
【００４７】
赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差は、上述のように５０ｎｍであり（図１および図２参照）、この膜厚差５０ｎｍは、上述の式（２）から求めた露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔ（＝１１６ｎｍ）の約半分の大きさである。このことから、感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の位置において、赤のサブ画素１８Ｒにおける露光光の反射率と、緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率とが、半周期ずれることとなる。例えば、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂの膜厚が約２５４０ｎｍであった場合、赤のサブ画素１８Ｒでは露光光の反射率が極小となる（図４の実線ＲＦ−Ｒ参照）。一方、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂの膜厚が約２５４０ｎｍである場合には緑のサブ画素１８Ｇの平坦化層３４ｂの膜厚は約２５９０ｎｍとなり、この膜厚において緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率は極大となる（図４の１点鎖線ＲＦ−Ｇ参照）。このように感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間での干渉は、露光光の反射率が互いに半周期ずれた戻り光同士の干渉となる。このため、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間における露光光の平均反射率は、平坦化層３４ｂの膜厚がばらついたとしても、概ね一定の値となる。その結果、感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の位置に与えられる露光エネルギーは、平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに依らず概ね一定となる。
【００４８】
また、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差は、上述のように６０ｎｍであるため（図１および図２参照）、上述の式（２）から求めた平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔ（＝１１６ｎｍ）の約半分の大きさである。このため、感光性樹脂層４５における緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置においても、緑のサブ画素１８Ｇにおける露光光の反射率と、青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率とが、半周期ずれることとなる。従って、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間における露光光の平均反射率も、平坦化層３４ｂの膜厚がばらついたとしても、概ね一定の値となる。その結果、感光性樹脂層４５における緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置に与えられる露光エネルギーは、平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに依らず概ね一定となる。
【００４９】
一方、図５に示すように、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間における露光光の平均反射率（実線ＲＦ−ＲＢ参照）は、平坦化層３４ｂの膜厚の変化に応じて、３０％弱から６０％強の範囲で周期的に変化している。この理由は、以下のように推測される。
【００５０】
赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｒとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差は、上述のように１１０ｎｍであるため（図１および図２参照）、上述の式（２）から求めた平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔ（＝１１６ｎｍ）と同程度である。上述の式（２）の平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔは、周期的に変化する露光光の反射率の１周期に相当する。このことから、感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置において、赤のサブ画素１８Ｒにおける露光光の反射率と、青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率とが、１周期ずれることとなる。例えば、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂの膜厚が約２４８０ｎｍであった場合、赤のサブ画素では露光光の反射率が極大となる（図４の実線ＲＦ−Ｒ参照）。一方、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂの膜厚が約２４８０ｎｍである場合には青のサブ画素１８Ｇの平坦化層３４ｂの膜厚は約２６００ｎｍとなり、この膜厚において青のサブ画素１８Ｂにおける露光光の反射率は極大となる（図４の１点鎖線ＲＦ−Ｂ参照）。このように感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間での干渉は、露光光の反射率が互いに１周期ずれた戻り光同士の干渉となる。このため、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させたときの赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間における露光光の平均反射率は、平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに依存することとなる。従って、感光性樹脂層４５における赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置に与えられる露光エネルギーは、平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに依存することとなる。
【００５１】
このように、平坦化層３４ｂの膜厚差が上記（２）式により決定される平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔ（＝１１６ｎｍ）と同程度となっている赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間では、感光性樹脂層４５の露光エネルギーが平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに応じてばらつくため、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５の大きさ等がばらつくこととなる。
以上が、凸部の大きさ等のばらつきの発生原因である。
【００５２】
１−２：表示ムラの原因としての凸部の大きさ等のばらつきの検討
凸部３５の大きさ等のばらつきにより表示ムラが発生する理由として、以下の２種類が推測される。第１の理由は、凸部３５のレンズ効果であり、第２の理由は、凸部３５間の開口のばらつきである。
【００５３】
１−２−１：凸部のレンズ効果
図６は、カラーフィルター３６および凸部３５を拡大して示す断面図である。図６（Ａ）は、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢの大きさが、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧの大きさに対して小さい（凸部の幅が細い）場合を示す。一方、図６（Ｂ）は、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢの大きさが、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧの大きさと同程度である場合を示す。
【００５４】
有機ＥＬ素子３０から出力された光の一部は、凸部３５に入射し、凸部３５を透過した光は、カラーフィルター３６に入射する。例えば、赤のサブ画素１８Ｒの有機ＥＬ素子３０から出力された光の一部が、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢを透過して、赤のカラーフィルター３６Ｒに入射するとする。より具体的には、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す各凸部３５ＲＢにおいて、凸部３５ＲＢの中心と凸部３５ＲＧの中心との間の区間内における相対位置が同じである各位置に光Ｒａｙ１０が入射するとする。この光Ｒａｙ１０は、凸部３５ＲＢからカラーフィルター３６Ｒに移る際、凸部３５ＲＢからカラーフィルター３６Ｒへの入射角および凸部３５ＲＢとカラーフィルター３６Ｒとの屈折率差に応じて進行方向が曲げられる。
【００５５】
具体的には次の通りである。凸部３５ＲＢと赤のカラーフィルター３６Ｒとの境界（接線）の法線に対する凸部３５ＲＢから入射する光Ｒａｙ１０の角度（すなわち、入射角）は、図６（Ｂ）に示すように凸部３５ＲＢが大きい場合に比べ、図６（Ａ）に示すように凸部３５ＲＢが小さい場合の方が大きい。このため、図６（Ａ）に示すように小さい凸部３５ＲＢからカラーフィルター３６Ｒに入射した光Ｒａｙ１０は、図６（Ｂ）に示すように大きい凸部３５ＲＢからカラーフィルター３６Ｒに入射した光Ｒａｙ１０に比べ、進行方向がより曲げられる。その結果、図６（Ａ）に示すように小さい凸部３５ＲＢを通ってカラーフィルター３６Ｒに入射した光Ｒａｙ１０は、図６（Ｂ）に示すように大きさが大きい凸部３５ＲＢを通ってカラーフィルター３６Ｒに入射した光に比べ、サブ画素１８Ｒにおける左右方向の中央に集まりやすくなる。
【００５６】
図７は、カラーフィルター３６の屈折率および凸部３５の屈折率の波長依存性を示す図である。図７において、実線Ｎ−Ｒは赤のカラーフィルター３６Ｒの屈折率の波長依存性を示し、１点鎖線Ｎ−Ｇは緑のカラーフィルター３６Ｇの屈折率の波長依存性を示し、２点鎖線Ｎ−Ｂは青のカラーフィルター３６Ｂの屈折率の波長依存性を示しており、破線Ｎ−ＢＫは透明な凸部３５の屈折率の波長依存性を示す。
【００５７】
図７に示すように、青のカラーフィルター３６Ｂに青を示すピーク波長の光を透過させたときの当該青のカラーフィルター３６Ｂの屈折率と、透明の凸部３５に青を示すピーク波長の光を透過させたときの当該凸部３５の屈折率との屈折率差Ｎ−Ｂ−ＢＫは、約０．０２である。緑のカラーフィルター３６Ｇに緑を示すピーク波長の光を透過させたときの当該緑のカラーフィルター３６Ｇの屈折率と、透明の凸部３５に緑を示すピーク波長の光を透過させたときの当該凸部３５の屈折率との屈折率差Ｎ−Ｇ−ＢＫは、約０．０６である。赤のカラーフィルター３６Ｒに赤を示すピーク波長の光を透過させたときの当該赤のカラーフィルター３６Ｒの屈折率と、透明の凸部３５に赤を示すピーク波長の光を透過させたときの当該凸部３５の屈折率との屈折率差Ｎ−Ｒ−ＢＫは、約０．２である。すなわち、屈折率差Ｎ−Ｇ−ＢＫは、屈折率差Ｎ−Ｂ−ＢＫよりも大きく、屈折率差Ｎ−Ｒ−ＢＫは、屈折率差Ｎ−Ｇ−ＢＫよりも大きい。
【００５８】
このように、凸部３５とカラーフィルター３６との間の屈折率差がカラーフィルター３６の色毎に異なるため、凸部３５からカラーフィルター３６へ入射する光の進行方向の曲げられる度合いも、カラーフィルター３６の色毎に異なる。より詳細には、凸部３５から緑のカラーフィルター３６Ｇに入射する光は、凸部３５から青のカラーフィルター３６Ｂに入射する光よりも大きく曲げられ、凸部３５から赤のカラーフィルター３６Ｒに入射する光は、凸部３５から緑のカラーフィルター３５Ｇに入射する光よりも大きく曲げられる。
【００５９】
そして、同じ大きさの凸部３５から赤のカラーフィルター３６Ｒ、緑のカラーフィルター３６Ｇ、青のカラーフィルター３６へ各々入射する各光を比べた場合、緑のカラーフィルター３６に入射する光は、青のカラーフィルター３６Ｂに入射する光よりも、サブ画素１８の中央に集まりやすくなり、赤のカラーフィルター３６Ｒに入射する光は、緑のカラーフィルター３６Ｇに入射する光よりも、サブ画素１８の中央に集まりやすくなる。
【００６０】
また、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第２封止層３４ｃとカラーフィルター３６と凸部３５ＲＢとの境界近傍に、赤のサブ画素１８Ｒの有機ＥＬ素子３０から出力された光のうちの一部の光Ｒａｙ２０が入射するとする。図６（Ａ）に示すように凸部３５ＲＢが小さい場合、光Ｒａｙ２０は、第２封止層３４ｃからカラーフィルター３６に入射して、カラーフィルター３６Ｒにおける凸部３５ＲＢとの境界近傍を通り、サブ画素１８Ｒにおける中央から離れるように進む。一方、図６（Ｂ）に示すように凸部３５ＲＢが大きい場合、光Ｒａｙ２０は、第２封止層３４ｃとカラーフィルター３６と凸部３５との境界で反射してカラーフィルター３６Ｒを通り、サブ画素１８Ｒにおける中央に近づくように進む。
【００６１】
従って、凸部３５ＲＢが小さい場合、凸部３５ＲＢが大きい場合に比べ、カラーフィルター３６Ｒ上の凸部３５ＲＢのちょうど上方の位置に光Ｒａｙ１０およびＲａｙ２０が進まなくなると推測される。光Ｒａｙ１０およびＲａｙ２０が進まなくなる部分は暗くなる。このように、凸部３５の大きさが小さい場合には、暗くなる部分が現れ、この暗くなる部分が表示ムラを生じさせる。
【００６２】
上述のように、凸部３５から赤のカラーフィルター３６Ｒに入射する光は、凸部３５から緑のカラーフィルター３６Ｇに入射する光および凸部３５から青のカラーフィルター３６Ｂに入射する光に比べ、サブ画素１８の中央に集まりやすくなる。このため、赤のカラーフィルター３６Ｒを区分する境界の凸部３５ＲＢおよび３５ＲＧの大きさが小さくなっていると、緑のカラーフィルター３６Ｇと青のカラーフィルター３６Ｂとの間の凸部３５ＧＢの大きさが小さくなっている場合に比べ、表示ムラが生じやすくなる、と推測される。
【００６３】
上述のように、有機ＥＬ装置２０００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢに大きさ等のばらつきが生じ易いため、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢの大きさが目標値に対して小さくなることがある。有機ＥＬ装置２０００では、この赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢが標準よりも小さくなることで、赤のサブ画素１８Ｒの光が赤のサブ画素１８Ｒの中央に集中し易くなって、表示ムラが生じるものと推測される。
【００６４】
１−２−２：凸部間の開口のばらつき
図８は、カラーフィルター３６および凸部３５を拡大して示す断面図である。図８（Ａ）は、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧは目標の大きさとなっている一方、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢは目標の大きさよりも小さく、第２封止層３４ｃ上の高さが低い場合を示す。図８（Ｂ）は、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧと、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢとが、目標の大きさとなっており、第２封止層３４ｃ上の高さが目標の高さとなっている場合を示す。
【００６５】
有機ＥＬ装置２０００における赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間では、青のカラーフィルター３６Ｂが形成された後に赤のカラーフィルター３６Ｒが形成される。また、有機ＥＬ装置２０００における赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間では、緑のカラーフィルター３６Ｇが形成された後に赤のカラーフィルター３６Ｒが形成される。
【００６６】
図８（Ｂ）に示すように、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧが目標の高さとなっている場合、凸部３５ＲＧの表面において赤のカラーフィルター３６Ｒと接する領域と緑のカラーフィルター３６Ｇと接する領域の境界は、凸部３５ＲＧの頂上付近に位置する。同様に、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢが目標の高さとなっている場合、凸部３５ＲＢの表面において青のカラーフィルター３６Ｂと接する領域と赤のカラーフィルター３６Ｒと接する領域の境界は、凸部３５ＲＢの頂上付近に位置する。このため、図８（Ｂ）の場合、赤のサブ画素１８Ｒにおける開口は、凸部３５ＲＧの頂上付近から凸部３５ＲＢの頂上付近までの範囲となる。この赤のサブ画素１８Ｒにおける開口は、赤のカラーフィルター３６において赤の光を出力することが可能なエリアである。
【００６７】
一方、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢが目標の高さよりも低い場合、図８（Ａ）に示すように、その凸部３５ＲＢの略全体を青のカラーフィルター３６Ｂが覆い、この凸部３５ＲＢを覆っている青のカラーフィルター３６Ｂの一部を赤のカラーフィルター３６Ｒが覆うこととなる。従って、図８（Ａ）の場合、赤のサブ画素１８Ｒにおける開口は、凸部３５ＲＧの頂上付近から凸部３５ＲＢにおける右側端（青のカラーフィルター３６Ｂの右側端）までの範囲となる。
【００６８】
このように、有機ＥＬ装置２０００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢの大きさが目標よりも小さくなると、その凸部３５ＲＢの大きさが目標の大きさの場合に比べ、赤のサブ画素１８Ｒにおける開口が狭くなる、と推測される。そして、有機ＥＬ装置２０００では、赤のサブ画素１８Ｒにおける開口が狭くなることで、暗くなる部分が現れ、表示ムラが生じるものと推測される。
【００６９】
表示ムラとなる理由は、凸部３５のレンズ効果と凸部３５間の開口のばらつきの２つが推測されるが、凸部３５間の開口のばらつきよりも、凸部３５のレンズ効果の方が主であると推測される。
【００７０】
２．第１実施形態
図９は、この発明の第１実施形態である有機ＥＬ装置１００の構成を示す断面図である。図１０は、有機ＥＬ装置１００を構成する各層の膜厚を示す図である。本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、キャビティ調整層５０に代えてキャビティ調整層６０を有する点において、上述の比較例である有機ＥＬ装置２０００と異なる。
【００７１】
キャビティ調整層６０は、青のサブ画素１８Ｂにおける第２調整層５２と画素電極３１Ｂとの間に第３調整層６３Ｂを有する点においてキャビティ調整層５０と異なる。すなわち、有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒおよび緑のサブ画素１８Ｇの構成は有機ＥＬ装置２０００と同様であり、青のサブ画素１８Ｂの構成のみが有機ＥＬ装置２０００と異なる。第３調整層６３Ｂは、具体的には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる層である。第３調整層６３Ｂの膜厚は、１６０ｎｍである。
【００７２】
赤のサブ画素１８Ｒでは、上述の式（１）の共振の次数を決定するｍの値を１として光学的距離ｄが決定され、第１調整層５１、第２調整層５２および第３調整層５３Ｒの膜厚が決定されている。緑のサブ画素１８Ｇも赤のサブ画素１８Ｒと同様に、ｍの値を１として光学的距離ｄが決定され、第１調整層５１、第２調整層５２および第３調整層５３Ｇの膜厚が決定されている。これに対し、有機ＥＬ装置１００の青のサブ画素１８Ｂでは、上述の式（１）の共振の次数を決定するｍの値を２として光学的距離ｄが決定され、第１調整層５１、第２調整層５２および第３調整層６３Ｂの膜厚が決定されている。具体的には、青のサブ画素１８Ｂにおける第３調整層６３Ｂの膜厚は、青のピーク波長の値（４７０ｎｍ）を２で除算し、さらに第３調整層６３Ｂの屈折率（１．４６）で除算することにより１６０ｎｍとした。
【００７３】
赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層６０の膜厚と緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層６０の膜厚との膜厚差は、有機ＥＬ装置２０００のそれと同様に、５０ｎｍである。従って、赤のサブ画素１８Ｒにおけるキャビティ調整層６０の膜厚と緑のサブ画素１８Ｇにおけるキャビティ調整層６０の膜厚との膜厚差（すなわち、赤のサブ画素１８Ｒにおける平坦化層３４ｂの膜厚と緑のサブ画素１８Ｇにおける平坦化層３４ｂの膜厚との膜厚差）は、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさとなっている。
【００７４】
有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒの第３調整層５３Ｒの膜厚と青のサブ画素１８Ｂの第３調整層６３Ｂの膜厚との膜厚差が５０ｎｍであるため、赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層５０の膜厚と青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層５０の膜厚との膜厚差は５０ｎｍである。従って、赤のサブ画素１８Ｒにおけるキャビティ調整層６０の膜厚と青のサブ画素１８Ｂにおけるキャビティ調整層の膜厚との膜厚差（すなわち、赤のサブ画素１８Ｒにおける平坦化層３４ｂの膜厚と青のサブ画素１８Ｂにおける平坦化層３４ｂの膜厚との膜厚差）は、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさとなっている。
【００７５】
有機ＥＬ装置１００では、緑のサブ画素１８Ｇの第３調整層５３Ｇの膜厚と青のサブ画素１８Ｂの第３調整層６３Ｂの膜厚との膜厚差が１００ｎｍであるため、緑のサブ画素１８Ｇのキャビティ調整層５０の膜厚と青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層５０の膜厚との膜厚差は１００ｎｍである。従って、緑のサブ画素１８Ｇにおけるキャビティ調整層６０の膜厚と青のサブ画素１８Ｂにおけるキャビティ調整層６０の膜厚との膜厚差（緑のサブ画素１８Ｇにおける平坦化層３４ｂの膜厚と青のサブ画素１８Ｂにおける平坦化層３４ｂの膜厚との膜厚差）は、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差と概ね同じ大きさとなっている。
【００７６】
有機ＥＬ装置１００におけるキャビティ調整層６０は、例えば特許文献２の絶縁層の製造方法と同様の製造方法等によって製造することができる。
【００７７】
以上のように、凸部３５を形成するための露光光の平坦化層３４ｂにおける反射率は、平坦化層３４ｂの膜厚を変化させた場合に周期的に変化する。そして、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさとした。平坦化層３４ｂはサブ画素１８間の段差をなくすため、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差は、赤のサブ画素１８Ｒにおける平坦化層３４ｂの膜厚と青のサブ画素１８Ｂにおける平坦化層３４ｂの膜厚との膜厚差に対応する。このため、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間における平坦化層３４ｂの膜厚差に上述の条件が適用されることとなる。すなわち、赤のサブ画素１８Ｒの平坦化層３４ｂにおける露光光の反射率と、青のサブ画素１８Ｂの平坦化層３４ｂにおける露光光の反射率とが半周期ずれることとなる。これにより、有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置における感光性樹脂層４５の露光エネルギーが、平坦化層３４ｂの膜厚のばらつきに依らず概ね一定となる。
【００７８】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、平坦化層３４ｂの膜厚が有機ＥＬ装置１００毎にばらついたとしても、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置における感光性樹脂層４５の露光エネルギーのばらつきを抑えることができ、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＲＢの大きさ等のばらつきを抑えることができる。その結果、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、表示ムラを低減することができる。
【００７９】
すべてのサブ画素１８間において、キャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差の約半分とすることが最も好ましい。しかし、３色のサブ画素１８を有する場合には、すべてのサブ画素１８間においてその条件とするのは困難である。
【００８０】
そこで、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、特に凸部３５のレンズ効果を考慮し、凸部３５の屈折率とカラーフィルター３６の屈折率との屈折率差が最も大きなカラーフィルター３６を優先し、そのカラーフィルター３６が属するサブ画素１８と、そのカラーフィルター３６に隣接するカラーフィルター３６が属するサブ画素１８との間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差の約半分とする。具体的には、凸部３５との屈折率差が最も大きなカラーフィルター３６は赤のカラーフィルター３６Ｒであるため、有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差、および赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさとした。
【００８１】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、サブ画素１８間のキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差と同程度にせざるを得ない場合には、凸部３５との屈折率差が小さなカラーフィルター３６が属するサブ画素１８間において、その膜厚差を適用する。具体的には、緑のカラーフィルター３６Ｇおよび青のカラーフィルター３６Ｂは、赤のカラーフィルター３６Ｒに比べて凸部３５との屈折率差が小さいため、有機ＥＬ装置１００では、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔと同程度とした。これにより、有機ＥＬ装置１００では、平坦化層３４ｂの膜厚が有機ＥＬ装置１００毎にばらつくのに応じて、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置における感光性樹脂層４５の露光エネルギーがばらつき、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＧＢの大きさ等がばらつく虞がある。しかし、赤のカラーフィルター３６Ｒに比べて緑のカラーフィルター３６Ｇおよび青のカラーフィルター３６Ｂは凸部３５との屈折率差が小さいため、凸部３５と緑のカラーフィルター３６Ｇとの間および凸部３５と青のカラーフィルター３６Ｂとの間における凸部３５のレンズ効果は、凸部３５と赤のカラーフィルター３６Ｒとの間における凸部３５のレンズ効果に比べ、小さい。このため、有機ＥＬ装置１００では、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＧＢの大きさ等がばらついたとしても、表示ムラとして視認されるまでには至らない。
【００８２】
また、有機ＥＬ装置１００では、赤、緑および青のサブ画素１８にわたって屈折率が共通の層である第３調整層５３Ｒ、５３Ｇおよび６３Ｂにおける膜厚によって、サブ画素１８間のキャビティ調整層６０の膜厚差を実現している。このため、有機ＥＬ装置１００では、サブ画素１８間のキャビティ調整層６０の膜厚差を実現するのに要する製造工程の増加を抑えることができる。また、第３調整層５３Ｒ、５３Ｇおよび６３Ｂは、酸化ケイ素から構成されているため、エッチング加工が容易である。このため、有機ＥＬ装置１００では、サブ画素１８間のキャビティ調整層６０の膜厚差を容易に調整することができる。
【００８３】
凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差は、上述の式（２）に示すように、凸部３５を形成するための露光光の波長と平坦化層３４ｂの屈折率に依存する。このため、凸部形成工程においてｉ線以外の光を露光光として採用して有機ＥＬ装置１００を製造する場合や、平坦化層３４ｂの材質を変えて有機ＥＬ装置１００を製造する場合には、それら露光光の波長および平坦化層３４ｂの屈折率を上述の式（２）を用いて平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の値を決定するとともに、その結果と上述の式（１）の光共振条件も満たすように、第３調整層５３Ｒ、５３Ｇおよび６３Ｂの具体的な膜厚を決定すれば良い。
【００８４】
３．第２実施形態
図１１は、この発明の第２実施形態である有機ＥＬ装置１００Ａの構成を示す断面図である。図１２は、有機ＥＬ装置１００Ａを構成する各層の膜厚を示す図である。本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａは、キャビティ調整層６０に代えてキャビティ調整層７０を有する点において第１実施形態の有機ＥＬ装置１００と異なる。
【００８５】
キャビティ調整層７０は、赤のサブ画素１８Ｒの第１調整層５１と画素電極３１Ｒとの間において、第２調整層５２および第３調整層６３Ｒに代えて第２調整層７２Ｒを有し、青のサブ画素１８Ｂの第１調整層５１と画素電極３１Ｂとの間において、第２調整層５２および第３調整層６３Ｂに代えて第３調整層７３Ｂを有する点において第１実施形態のキャビティ調整層６０と異なる。すなわち、有機ＥＬ装置１００Ａでは、緑のサブ画素１８Ｇの構成は有機ＥＬ装置１００と同様であり、赤のサブ画素１８Ｒおよび青のサブ画素１８Ｂの構成のみが有機ＥＬ装置１００と異なる。
【００８６】
赤のサブ画素１８Ｒにおける第２調整層７２Ｒは、具体的には、窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなる層である。第２調整層７２Ｒの膜厚は、１２５ｎｍである。青のサブ画素１８Ｂにおける第３調整層７３Ｂは、具体的には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる層である。第３調整層７３Ｂの膜厚は、７５ｎｍである。
【００８７】
赤のサブ画素１８Ｒでは、緑のサブ画素１８Ｇに比べて、有機ＥＬ素子３０における反射層２５と対向電極３３との光学的距離（光路長）を長くする必要がある。ここで、酸化ケイ素の屈折率は１．４６であるのに対し、窒化ケイ素の屈折率は２である。そこで、有機ＥＬ装置１００Ａの赤のサブ画素１８Ｒでは、第３調整層を設けずに、酸化ケイ素よりも屈折率の大きな窒化ケイ素からなる第２調整層７２Ｒの膜厚を厚くすることで、有機ＥＬ素子３０における光路長を稼ぐとともに、キャビティ調整層７０全体の物理的な膜厚を薄くしている。これにより、有機ＥＬ装置１００Ａでは、赤のサブ画素１８Ｒの有機ＥＬ素子３０の光共振条件を満たしつつ、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差（すなわち平坦化層３４ｂの膜厚差）を小さくすることができる。具体的には、有機ＥＬ装置１００Ａでは、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差は２０ｎｍである。
【００８８】
青のサブ画素１８Ｂでは、緑のサブ画素１８Ｇに比べて、有機ＥＬ素子３０における反射層２５と対向電極３３との光学的距離（光路長）を短くする必要がある。そこで、有機ＥＬ装置１００Ａの青のサブ画素１８Ｂでは、第２調整層を設けずに、窒化ケイ素よりも屈折率が小さな酸化ケイ素からなる第３調整層７３Ｂの膜厚を厚くすることで、有機ＥＬ素子３０における光路長を稼ぐとともに、キャビティ調整層７０全体の物理的な膜厚を厚くしている。これにより、有機ＥＬ装置１００Ａでは、青のサブ画素１８Ｂの有機ＥＬ素子３０の光共振条件を満たしつつ、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差（すなわち平坦化層３４ｂの膜厚差）を小さくすることができる。具体的には、有機ＥＬ装置１００Ａでは、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差は３０ｎｍである。
【００８９】
有機ＥＬ装置１００Ａでは、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差が２０ｎｍであり、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差は３０ｎｍであるため、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間のキャビティ調整層７０（すなわち、平坦化層３４ｂの膜厚差）は５０ｎｍである。従って、赤のサブ画素１８Ｒのキャビティ調整層７０と青のサブ画素１８Ｂのキャビティ調整層７０との間の膜厚差（すなわち、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間の平坦化層３４ｂの膜厚差）は、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさである。
【００９０】
以上のように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａでは、キャビティ調整層７０において屈折率が異なる複数の材料の各々の膜厚を調整することで、サブ画素１８間の平坦化層３４ｂの膜厚差を実現している。
【００９１】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａは、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間におけるキャビティ調整層７０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分の大きさとした点において第１実施形態の有機ＥＬ装置１００と同様である。従って、本実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａにおいても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００９２】
また、有機ＥＬ装置１００Ａでは、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差は、２０ｎｍであるため、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約４分の１である。同様に、有機ＥＬ装置１００Ａでは、緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｒとの間のキャビティ調整層７０の膜厚差は、３０ｎｍであるため、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約４分の１である。このため、有機ＥＬ装置１００Ａでは、平坦化層３４ｂの膜厚が有機ＥＬ装置１００Ａ毎にばらつくのに応じて、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の位置および緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の位置における感光性樹脂層４５の露光エネルギーがばらつき、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧおよび緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＧＢの大きさ等が多少ばらつく虞がある。しかし、有機ＥＬ装置１００Ａは、赤のサブ画素１８Ｒと緑のサブ画素１８Ｇとの間の凸部３５ＲＧおよび緑のサブ画素１８Ｇと青のサブ画素１８Ｂとの間の凸部３５ＧＢの大きさ等がばらついたとしても、表示ムラとして視認されるまでには至らなかった。
【００９３】
４．第３実施形態
図１３は、この発明の第３実施形態の有機ＥＬ装置を構成する各層の膜厚を示す図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、緑のサブ画素１８Ｇにおける第３調整層５３Ｇの膜厚を、青のサブ画素１８Ｂにおける第３調整層７３Ｂの膜厚と同じにし、緑のサブ画素１８Ｇにおける第２調整層５２の膜厚を薄くした点において第２実施形態の有機ＥＬ装置１００Ａと異なる。具体的には、本実施形態の有機ＥＬ装置では、緑のサブ画素１８Ｇにおける第３調整層５３Ｇの膜厚を６５ｎｍから７５ｎｍに変え、緑のサブ画素１８Ｇにおける第２調整層５２の膜厚を４５ｎｍから３５ｎｍに変えた点において有機ＥＬ装置１００Ａと異なる。第３調整層５３Ｇの膜厚を厚くしたことによる光路長の増加分は、第２調整層５２の膜厚を薄くしたことで相殺されており、緑のサブ画素１８Ｇの有機ＥＬ素子３０は、光共振条件を満たす。
【００９４】
本実施形態においても第１および第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００９５】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置では、緑のサブ画素１８Ｇの第３調整層５３Ｇの材料および膜厚と、青のサブ画素１８Ｂの第３調整層７３Ｂの材料および膜厚とが、共通している。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置では、緑のサブ画素１８Ｇの第３調整層５３Ｇおよび青のサブ画素１８Ｂの第３調整層７３Ｂの製造プロセスを簡略化することができる。
【００９６】
本実施形態の有機ＥＬ装置では、各サブ画素１８の一部で第３調整層を共通にしていた。しかし、有機ＥＬ装置において、各サブ画素１８の一部で第２調整層を共通にしても良い。
【００９７】
５．第４実施形態
５−１：有機ＥＬ装置全体
次に、第１実施形態の有機ＥＬ装置１００の全体の構成について説明する。図１４は、有機ＥＬ装置１００の電気的な構成を示す等価回路図である。図１５は、有機ＥＬ装置１００の構成を示す平面図である。図１６は、サブ画素１８の配置を示す概略平面図である。
【００９８】
図１４に示すように、有機ＥＬ装置１００は、互いに交差する複数の走査線１２及び複数のデータ線１３と、複数のデータ線１３のそれぞれに対して並列する複数の電源線１４と、複数の走査線１２が接続される走査線駆動回路１６と、複数のデータ線１３が接続されるデータ線駆動回路１５とを有している。また、有機ＥＬ装置１００は、複数の走査線１２と複数のデータ線１３との各交差部に対応してマトリックス状に配置された発光画素である複数のサブ画素１８を有している。
【００９９】
サブ画素１８は、発光素子としての有機ＥＬ素子３０と、有機ＥＬ素子３０の駆動を制御する画素回路２０とを有している。
【０１００】
有機ＥＬ素子３０は、上述のように、画素電極３１と、対向電極３３と、画素電極３１と対向電極３３との間に設けられた機能層３２とを有している。このような有機ＥＬ素子３０は電気的にダイオードとして表記することができる。
【０１０１】
画素回路２０は、スイッチング用トランジスター２１と、蓄積容量２２と、駆動用トランジスター２３とを含んでいる。２つのトランジスター２１、２３は、例えばｎチャネル型もしくはｐチャネル型の薄膜トランジスター（ＴＦＴ；Thin  Film  Transistor）やＭＯＳトランジスターを用いて構成することができる。
【０１０２】
スイッチング用トランジスター２１のゲートは走査線１２に接続され、ソースまたはドレインのうち一方がデータ線１３に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が駆動用トランジスター２３のゲートに接続されている。駆動用トランジスター２３のソースまたはドレインのうち一方が有機ＥＬ素子３０の画素電極３１に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が電源線１４に接続されている。駆動用トランジスター２３のゲートと電源線１４との間に蓄積容量２２が接続されている。
【０１０３】
走査線１２が駆動されてスイッチング用トランジスター２１がオン状態になると、そのときにデータ線１３から供給される画像信号に基づく電位がスイッチング用トランジスター２１を介して蓄積容量２２に保持される。該蓄積容量２２の電位すなわち駆動用トランジスター２３のゲート電位に応じて、駆動用トランジスター２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用トランジスター２３がオン状態になると、電源線１４から駆動用トランジスター２３を介して画素電極３１と対向電極３３とに挟まれた機能層３２にゲート電位に応じた量の電流が流れる。有機ＥＬ素子３０は、機能層３２を流れる電流に応じて発光する。
【０１０４】
図１５に示すように、有機ＥＬ装置１００は、素子基板１０を有している。素子基板１０には、表示領域Ｅ０（図中、一点鎖線で表示）と、表示領域Ｅ０の外側に非表示領域Ｅ３とが設けられている。表示領域Ｅ０は、実表示領域Ｅ１（図中、二点鎖線で表示）と、実表示領域Ｅ１を囲むダミー領域Ｅ２とを有している。
【０１０５】
実表示領域Ｅ１には、発光画素としてのサブ画素１８がマトリックス上に配置されている。サブ画素１８には、前述したように発光素子としての有機ＥＬ素子３０を備えており、スイッチング用トランジスター２１及び駆動用トランジスター２３の動作に伴って、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）のうちいずれかの色の発光が得られる構成となっている。
【０１０６】
本実施形態では、同色の発光が得られるサブ画素１８が第１の方向に配列し、異なる色の発光が得られるサブ画素１８が第１の方向に対して交差（直交）する第２の方向に配列した、所謂ストライプ方式のサブ画素１８の配置となっている。以降、上記第１の方向をＹ方向とし、上記第２の方向をＸ方向として説明する。なお、素子基板１０におけるサブ画素１８の配置はストライプ方式に限定されず、モザイク方式、デルタ方式であっても良い。
【０１０７】
ダミー領域Ｅ２には、主として各サブ画素１８の有機ＥＬ素子３０を発光させるための周辺回路が設けられている。例えば、図１５に示すように、Ｘ方向において実表示領域Ｅ１を挟んだ位置にＹ方向に延在して一対の走査線駆動回路１６が設けられている。一対の走査線駆動回路１６の間で実表示領域Ｅ１に沿った位置に検査回路１７が設けられている。
【０１０８】
素子基板１０のＸ方向に平行な一辺部（図中の下方の辺部）に、外部駆動回路との電気的な接続を図るためのフレキシブル回路基板（以下、ＦＰＣという）４３が接続されている。ＦＰＣ４３には、ＦＰＣ４３の配線を介して素子基板１０側の周辺回路と接続される駆動用ＩＣ４４が実装されている。駆動用ＩＣ４４は前述したデータ線駆動回路１５を含むものであり、素子基板１０側のデータ線１３や電源線１４は、ＦＰＣ４３を介して駆動用ＩＣ４４に電気的に接続されている。
【０１０９】
表示領域Ｅ０と素子基板１０の外縁との間、つまり非表示領域Ｅ３には、例えば各サブ画素１８の有機ＥＬ素子３０の対向電極３３に電位を与えるための配線２９などが形成されている。配線２９は、ＦＰＣ４３が接続される素子基板１０の辺部を除いて、表示領域Ｅ０を囲むように素子基板１０に設けられている。
【０１１０】
次に、図１６を参照してサブ画素１８の平面的な配置、とりわけ画素電極３１の平面的な配置について説明する。図１６に示すように、青（Ｂ）の発光が得られるサブ画素１８Ｂ、緑（Ｇ）の発光が得られるサブ画素１８Ｇ、赤（Ｒ）の発光が得られるサブ画素１８ＲがＸ方向に順に配列している。同色の発光が得られるサブ画素１８はＹ方向に隣り合って配列している。Ｘ方向に配列した３つのサブ画素１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒの配列ピッチは５μｍ未満である。Ｘ方向に０．５μｍ〜１．０μｍの間隔を置いてサブ画素１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒが配列されている。Ｙ方向におけるサブ画素１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒの配列ピッチはおよそ１０μｍ未満である。
【０１１１】
サブ画素１８における画素電極３１は略矩形状であって、長手方向がＹ方向に沿って配置されている。画素電極３１を発光色に対応させて画素電極３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒと呼ぶこともある。各画素電極３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒの外縁を覆って絶縁膜２７が形成されている。これによって、各画素電極３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒ上に開口部２７ａが形成され、開口部２７ａ内において画素電極３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒのそれぞれが露出している。開口部２７ａの平面形状もまた略矩形状となっている。
【０１１２】
なお、図３では、異なる色のサブ画素１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒの配置は、Ｘ方向において左側から青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の順になっているが、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ方向において、左側から赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順であってもよい。
第１実施形態の図９は、有機ＥＬ装置１００を図１６のＡ−Ａ’線に沿って切断したときの断面図を示している。
【０１１３】
６．電子機器
次に、第１実施形態の有機ＥＬ装置１００を用いた電子機器の一例について説明する。図１７は、電子機器の一例であるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を示す概略図である。図１７に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１０００は、左右の目に対応して設けられた２つの表示部１００１を有している。観察者Ｍはヘッドマウントディスプレイ１０００を眼鏡のように頭部に装着することにより、表示部１００１に表示された文字や画像などを見ることができる。例えば、左右の表示部１００１に視差を考慮した画像を表示すれば、立体的な映像を見て楽しむこともできる。
【０１１４】
表示部１００１には、上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００が搭載されている。したがって、優れた表示品質を有すると共に、コストパフォーマンスに優れ小型で軽量なヘッドマウントディスプレイ１０００を提供することができる。
【０１１５】
ヘッドマウントディスプレイ１０００は、２つの表示部１００１を有することに限定されず、左右のいずれかに対応させた１つの表示部１００１を備える構成としてもよい。
【０１１６】
なお、上記有機ＥＬ装置１００が搭載される電子機器は、ヘッドマウントディスプレイ１０００に限定されない。例えば、パーソナルコンピューターや携帯型情報端末、ナビゲーター、ビューワー、ヘッドアップディスプレイなどの表示部を有する電子機器が挙げられる。
【０１１７】
７．変形例
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。また、上述した各実施形態及び変形例は適宜組み合わせても良い。
【０１１８】
（１）第１実施形態の有機ＥＬ装置１００では、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間のキャビティ調整層６０の膜厚差を、凸部３５を形成するための露光光の反射率を１周期変化させる平坦化層３４ｂの膜厚差Ｔの約半分とした。しかし、キャビティ調整層６０の膜厚差を上述の条件とするのは、赤のサブ画素１８Ｒと青のサブ画素１８Ｂとの間に限らない。少なくともいずれかのサブ画素１８間において、キャビティ調整層６０（平坦化層３４ｂ）の膜厚差を上述の条件とすれば良い。特許文献１〜３を組み合わせたとしても、キャビティ調整層６０の膜厚差を上述の条件にするという技術的思想には、想到し得ないからである。ただし、凸部３５の屈折率とカラーフィルター３６の屈折率との屈折率差が最も大きなカラーフィルター３６の属するサブ画素１８（具体的には赤のサブ画素１８Ｒ）と、そのサブ画素１８に隣接する少なくとも１のサブ画素１８との間において、キャビティ調整層６０の膜厚差を上述の条件とするのが、より好ましい。凸部３５の屈折率とカラーフィルター３６の屈折率との屈折率差が最も大きなカラーフィルター３６では、凸部３５の大きさ等のばらつきが生じた際に、表示ムラとして視認される影響が大きいからである。
【０１１９】
（２）この発明は、上記の各実施形態で示した有機ＥＬ装置を製造する製造方法としてT捉えることができる。すなわち、この発明による有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子工程と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆って封止する封止工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に対応して、少なくとも赤、緑、青の着色層を前記封止層上に形成する着色工程と、前記封止工程と前記着色工程との間の工程であって、異なる色の前記着色層をそれぞれ区分し、前記封止層上における高さが前記着色層よりも低い凸部を露光によって形成する凸部形成工程と、を有する。前記有機ＥＬ素子工程は、有機発光層を挟む画素電極および対向電極を形成する画素電極形成工程および対向電極形成工程と、前記画素電極から見て前記対向電極とは反対側に配置される反射層を形成する反射層形成工程と、前記画素電極と前記反射層との間に配置され、前記対向電極と前記反射層との光学的距離を、前記着色層の色毎の光共振条件に従ったものにするキャビティ調整層を形成するキャビティ調整層形成工程と、を有する。前記封止工程は、前記封止層上を平坦にする平坦化層を形成する平坦化層形成工程を含む。前記キャビティ調整層形成工程では、前記凸部により区分される２種類の着色層に対応した各キャビティ調整層の膜厚差を、前記凸部の形成のために用いられる露光光が前記凸部の素材である感光性樹脂層を通過し、前記感光性樹脂層の下層において反射されて前記感光性樹脂層に戻り光となって戻る際の当該戻り光の元の露光光に対する割合である反射率の前記平坦化層の膜厚の変化に対する周期的な依存性において前記反射率を１周期変化させる前記平坦化層の膜厚差の約半分にする。本製造方法によれば、上記の各実施形態で示した表示ムラが低減された有機ＥＬ装置を製造することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１００，１００Ａ，２０００…有機ＥＬ装置、１８，１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…サブ画素、３０…有機ＥＬ素子、２５…反射層、３１，３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ…画素電極、３２…機能層、３３…対向電極、３４…封止層、３４ａ…第１封止層、３４ｂ…平坦化層、３４ｃ…第２封止層、３５，３５ＲＢ，３５ＲＧ，３５ＧＢ…凸部、３６，３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ…カラーフィルター、５０、６０，７０…キャビティ調整層、５１…第１調整層、５２，７２Ｒ…第２調整層、５３Ｇ，５３Ｒ，６３Ｂ，７３Ｂ…第３調整層，１０００…ヘッドマウントディスプレイ。
【図１】
2018088381.tif 000003
【図２】
2018088381.tif 000004
【図３】
2018088381.tif 000005
【図４】
2018088381.tif 000006
【図５】
2018088381.tif 000007
【図６】
2018088381.tif 000008
【図７】
2018088381.tif 000009
【図８】
2018088381.tif 000010
【図９】
2018088381.tif 000011
【図１０】
2018088381.tif 000012
【図１１】
2018088381.tif 000013
【図１２】
2018088381.tif 000014
【図１３】
2018088381.tif 000015
【図１４】
2018088381.tif 000016
【図１５】
2018088381.tif 000017
【図１６】
2018088381.tif 000018
【図１７】
2018088381.tif 000019