(57)【要約】【課題】各画素内での品質のバラツキの視認を防止し、外部に放出される光束の指向性を高める発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、基板１２と、基板１２に配置された複数の発光素子３０と、基板１２に対向し、基板１２との間に発光素子３０が配置された遮光層５２と、絶縁材料から形成され、基板１２に配置されており、発光素子３０を区画する隔壁４０とを備える。隔壁４０には、発光素子３０の発光領域を画定する開口部４０ａが形成され、遮光層５２には、発光素子３０から発せられた光を透過させる光透過部５２ａが形成されている。光透過部５２ａは、開口部４０ａに重なるとともに、開口部４０ａよりも狭い。【選択図】図１
2007188653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に配置された複数の発光素子と、
前記基板に対向し、前記基板との間に前記発光素子が配置された遮光層と、
絶縁材料から形成され、前記基板に配置されており、前記発光素子を区画する隔壁とを
備え、
前記隔壁には、前記発光素子の発光領域を画定する開口部が形成され、
前記遮光層には、前記発光素子から発せられた光を透過させる光透過部が形成され、
前記光透過部は、前記開口部に重なるとともに、前記開口部よりも狭いことを特徴とす
る発光装置。
【請求項２】
前記発光素子と前記基板の間には、前記発光素子から発せられた光を反射する反射層が
形成され、
前記反射層は、前記開口部に重なっているとともに、前記隔壁に部分的に覆われており
、
前記遮光層は、前記反射層のうち前記隔壁に覆われた部分に重なっていることを特徴と
する請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、これらの間に配置されて電界により発
光する発光層を有し、
前記第１の電極は、前記第２の電極よりも前記反射層に近い層にあり、ＩＴＯ（indium
tin  oxide）、ＩＺＯ（indium  zinc  oxide）またはＺｎＯ２から形成され、前記第
１の電極は、前記反射層に重なるとともに、前記反射層よりも広いことを特徴とする請求
項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光透過部には、前記発光素子から発せられた光の色を別の実現色に変換し、変換後
の実現色が互いに異なる色変換層が配置されており、
前記色変換層の面積は、実現色により異なることを特徴とする請求項１から請求項３の
うちいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の発光装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオード素子のように電流量に応じた大きさの光を発光する発光
素子を用いた発光装置およびこれを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子の一種として、電界により励起して自己発光するエレクトロルミネッセント（
ＥＬ）素子が知られている。ＥＬ素子を用いた発光装置では、基板上に多数の画素回路が
マトリックス状に配置され、各画素回路にＥＬ素子が設けられている。ＥＬ素子は陽極と
陰極の間に挟まれた発光層を有する。正孔注入層またはその他の層が陽極と陰極の間に配
置されることもある。
【０００３】
このような発光装置には、例えば特許文献１に記載されているように、ＥＬ素子から発
した光を基板とは反対側に放出するトップエミッションタイプがある。また、特許文献１
には、基板に対向するブラックマトリクスとしての遮光層が開示されている。遮光層には
光透過部が形成されており、ＥＬ素子から発した光はこの光透過部を通じて放出される。
この光透過部にはカラーフィルタが配置されている。また、特許文献１には、絶縁材料か
ら形成され、発光素子を区画するために基板に配置された隔壁が開示されており、隔壁に
形成された開口部は発光素子の発光領域を画定する。つまり隔壁の開口部において、画素
電極が発光層または正孔注入層と接触し、この画素電極と対向電極の間に電流が流れると
、その開口部に配置された発光層が発光する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８８９８３号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された遮光層の光透過部は、隔壁の開口部よりも広い。これは隔壁の
開口部に相当する発光素子の発光領域で得られる光束をできるだけ多く外部に放出するた
めであると考えられる。このような構成では、外部から視認できる光束は隔壁の開口部に
より規定される。
【０００６】
発光装置の発光層および正孔注入層は、画素電極に対しては付着力が強いが、隔壁に対
しては付着力が弱い。従って、発光層または正孔注入層の膜厚が隔壁の開口部内において
不均一になったり、隔壁付近で発光層または正孔注入層が画素電極に付着しないことがあ
る。このような場合には、一つの画素内で輝度および色度がばらついてしまう。具体的に
は、画素のうち隔壁に近い周辺部と、隔壁から遠い画素の中央部では、輝度および色度が
異なることがある。そして、特許文献１に記載の技術では、遮光層の光透過部が隔壁の開
口部よりも広いために、一つの画素内での輝度および色度のバラツキが視認されてしまう
ことがある。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載の技術では、遮光層の光透過部が隔壁の開口部よりも広いた
め、遮光層の光透過部を透過して外部に放出される光束が大きな立体角で発散する。発光
装置を画像表示装置として使用する場合、光束の発散が見やすさに影響することがあるし
、高い精度が要求される露光装置として発光装置を使用する場合、光束の余分な発散は精
度に悪影響を与える。
【０００８】
そこで、本発明は、各画素内での品質のバラツキの視認を防止し、外部に放出される光
束の指向性を高める発光装置およびこれを有する電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板に配置された複数の発光素子と、前記基板
に対向し、前記基板との間に前記発光素子が配置された遮光層と、絶縁材料から形成され
、前記基板に配置されており、前記発光素子を区画する隔壁とを備え、前記隔壁には、前
記発光素子の発光領域を画定する開口部が形成され、前記遮光層には、前記発光素子から
発せられた光を透過させる光透過部が形成され、前記光透過部は、前記開口部に重なると
ともに、前記開口部よりも狭い。
【００１０】
本発明によれば、遮光層の光透過部は、発光素子を画定する隔壁の開口部に重なるとと
もにこの開口部よりも狭い。従って、外部から視認できる光束は遮光層の光透過部により
規定され、遮光層により画素内の周辺部が隠される。画素のうち隔壁に近い周辺部と、隔
壁から遠い画素の中央部で輝度および色度が異なったとしても、遮光層により画素内の周
辺部が隠されるので、一つの画素内での輝度および色度のバラツキが視認されることが防
止される。また、遮光層の光透過部は、発光素子を画定する隔壁の開口部に重なるととも
にこの開口部よりも狭いために、外部に放出される光束の指向性を高めることが可能であ
る。
【００１１】
本発明のように、基板に対向する遮光層に光透過部が形成された発光装置では、光透過
部に向けて発光素子からの光を反射する反射層が形成される。この反射層は、発光素子の
電極でもよいし、電極とは別であってもよい。反射層は、発光素子からの光を反射するた
め、隔壁の開口部に重なっているが、隔壁に反射層が部分的に覆われている場合には、遮
光層は、反射層のうち隔壁に覆われた部分に重なっていると好ましい。隔壁は透明材料で
形成されていることが多いので、反射層のうち隔壁に覆われた部分で反射した光は隔壁を
透過して、遮光層の光透過部に向けて進行するおそれがある。特に、明るい場所では、遮
光層の光透過部を通って外光が発光装置に進入するが、反射層での反射光が光透過部を通
って外部に放出されると、画像のコントラストが低下する。しかし、反射層のうち隔壁に
覆われた部分に遮光層が重なっていることにより、そのような反射光が光透過部を透過し
て放出されることを抑制できる。
【００１２】
さらに、前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、これらの間に配置されて電界
により発光する発光層を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極よりも前記反射層に近
い層にあり、ＩＴＯ（indium  tin  oxide）、ＩＺＯ（indium  zinc  oxide）またはＺ
ｎＯ２から形成され、前記第１の電極は、前記反射層に重なるとともに、前記反射層より
も広いと好ましい。ＩＴＯ、ＩＺＯまたはＺｎＯ２のような光透過性および導電性を持つ
酸化導電材料は、発光素子の電極として利用することができ、発光素子からの光を反射層
に通し、さらに逆に反射層からの光を反対方向に通すことができる。これらの酸化導電材
料から形成された第１の電極は、例えば、臭化水素、ヨウ化水素のような強酸でエッチン
グされて、パターニングされる。他方、反射層は、例えばアルミニウムなどの金属、また
はその他の反射性が高い材料から形成される。第１の電極が反射層に重なるとともに、反
射層よりも広いことにより、強酸により反射層が破損することを防止することができる。
【００１３】
前記光透過部には、前記発光素子から発せられた光の色を別の実現色に変換し、変換後
の実現色が互いに異なる色変換層が配置されており、前記色変換層の面積は、実現色によ
り異なると好ましい。色変換層は、特定波長領域の光を他の波長領域の光よりも多く透過
するカラーフィルタでもよいし、光を受けて別の色の光を発するフォトルミネセンス材で
あってもよい。発光素子の発光エネルギは、すべての色の波長に対して一様ではないし、
色変換層の変換効率（色変換層に入射される光の輝度に対する色変換層から出射する光の
輝度の比）は実現色により異なる。従って、同じ駆動電流を同じ大きさかつ同じ構造の発
光素子に与えたとしても、色変換層で変換後の光の輝度は色変換層の種類すなわち実現色
によって異なる。色変換層に入射する光のスペクトラム特性および色変換層の変換効率を
考慮して、色変換層の面積を、実現色により変えることにより、輝度と面積の積である光
度（単位：カンデラ）を各発光素子について適切に設定することができる。このようにし
て実現色のバランスをとることで表示品質を向上させることが可能である。
【００１４】
本発明に係る電子機器は、上述した発光装置を備える。このような電子機器として、発
光装置を表示装置に適用したパーソナルコンピュータ、携帯電話機、および携帯情報端末
などが該当し、また、電子写真方式を利用した画像印刷装置における像担持体に光を照射
して潜像を形成するプリンタヘッドとして、発光装置を用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。これらの
図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１６】
＜発光装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置１０の部分断面図である。図１に示すよう
に、発光装置１０は、例えばガラスまたはプラスチックから形成された基板１２を有する
。基板１２の上には酸化珪素を主体とする下地保護層１４が形成され、その上には複数の
ｐチャネル型の画素トランジスタ２０が形成されている。画素トランジスタ２０は、薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）であって、マトリクス状に配置されている。画素トランジスタ２
０には、基板１２に形成された後述する発光素子３０をそれぞれ駆動するために、発光素
子３０にそれぞれ接続されるように設けられている。すなわち、この発光装置１０では、
アクティブマトリクス型の駆動方式が使用されている。発光装置１０には多数の発光素子
３０および多数の画素トランジスタ２０が設けられているが、図１では３つの発光素子３
０および３つの画素トランジスタ２０だけを示す。
【００１７】
画素トランジスタ２０の詳細を説明する。下地保護層１４の上層にはシリコン層２０１
が形成される。シリコン層２０１は、ドレイン領域２０ａ、チャネル領域２０ｂ、および
ソース領域２０ｃを有する。シリコン層２０１を覆うように、ゲート絶縁層１６が下地保
護層１４の上層に設けられる。ゲート絶縁層１６は、例えば酸化珪素から形成される。ゲ
ート絶縁層１６の上面のうちシリコン層２０１に重なる部分には、ゲート電極２２が配置
されている。
【００１８】
第１層間絶縁層１８が、ゲート電極２２を覆うようにゲート絶縁層１６の上層に形成さ
れる。第１層間絶縁層１８の材料には酸化珪素等が用いられる。さらに、ドレイン電極２
１およびソース電極２３が、ゲート絶縁層１６および第１層間絶縁層１８を貫通するコン
タクトホールを介してシリコン層２０１と接続される。一つのシリコン層２０１並びにそ
の付近のゲート電極２２、ソース電極２３およびドレイン電極２１は、一つの画素トラン
ジスタ２０を構成する。
【００１９】
回路保護膜２４が、ソース電極２３およびドレイン電極２１を覆うように第１層間絶縁
層１８の上層に設けられる。回路保護膜２４は、例えば、窒化珪素や酸窒化珪素などのガ
ス透過率が低い材料から形成されている。また、これらの窒化珪素や酸窒化珪素は、非晶
質材料であってもよいし、水素を含んでいても良い。回路保護膜２４により、トランジス
タ４０、５０、および２０からの水素の離脱を防止できる。回路保護膜２４をソース電極
やドレイン電極の下に形成してもよい。
【００２０】
回路段差平坦化膜２６が回路保護膜２４の上層に設けられる。回路段差平坦化膜２６は
、回路保護膜２４に対向する下面の凹凸よりも回路保護膜２４とは反対の上面の凹凸が小
さい。つまり、トランジスタ２０などにより生ずる凹凸を平坦化するために、回路段差平
坦化膜２６は用いられる。回路段差平坦化膜２６の材料には、例えば、アクリル系、ポリ
イミド系の有機高分子材料が用いられる。あるいは、酸化珪素、酸窒化珪素等の無機材料
から蒸着により回路段差平坦化膜２６を形成し、エッチング等によりその上面を平坦化し
てもよい。
【００２１】
回路段差平坦化膜２６の上には、反射層２８が形成されている。反射層２８は、例えば
アルミニウムなどの金属、またはその他の反射性が高い材料から形成され、発光素子３０
から発した光を図中の上方に反射するため、発光素子３０の下層に局部的に配置されてい
る。また、反射層２８は、画素トランジスタ２０の一部、具体的にはソース電極２３、ゲ
ート電極２２およびチャネル領域２０ｂを覆う位置に配置されている。回路段差平坦化膜
２６上に反射層２８が形成された状態を示す平面図を図２に示す。回路段差平坦化膜２６
には後述するコンタクトホール３４が形成される。
【００２２】
図１に示すように、反射層２８を覆うように、例えば酸化珪素または窒化珪素から形成
された誘電体層２９が回路段差平坦化膜２６の上層に形成されている。誘電体層２９は、
発光素子３０と反射層２８とを絶縁するとともに、後述するように発光素子３０と反射層
２８の間隔を適切にするために配置されている。
【００２３】
反射層２８に重なる位置にて誘電体層２９の上には発光素子３０（３０Ｒ，３０Ｇ，３
０Ｂ）が形成されている。具体的には、誘電体層２９の上層には、発光素子３０の画素電
極（第１の電極）３２が形成されている。画素電極３２は、発光素子３０の陽極であり、
回路段差平坦化膜２６および回路保護膜２４を貫通するコンタクトホール３４を介してト
ランジスタ２０のドレイン電極２１と接続される。陽極である画素電極３２の材料として
は、仕事関数が大きい材料、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯまたはＺｎＯ２が望ましい。画素電
極３２は、反射層２８に重なるとともに、反射層２８よりも広く形成されている。ＩＴＯ
、ＩＺＯまたはＺｎＯ２のような光透過性および導電性を持つ酸化導電材料は、発光素子
３０からの光を反射層２８に通し、さらに逆に反射層２８からの光を反対方向に通すこと
ができる。これらの酸化導電材料から形成された画素電極３２は、例えば、臭化水素、ヨ
ウ化水素のような強酸でエッチングされて、パターニングされる。他方、反射層２８は、
例えばアルミニウムなどの金属、またはその他の反射性が高い材料から形成される。画素
電極３２が反射層２８に重なるとともに、反射層２８よりも広いことにより、強酸により
反射層２８が破損することを防止することができる。誘電体層２９上に画素電極３２が形
成された状態を示す平面図を図３に示す。
【００２４】
図１に示すように、発光素子３０の各々は、ＯＬＥＤ（organic  light  emitting  di
ode）素子つまり有機ＥＬ素子であって、画素電極３２、共通電極（第２の電極）３８、
およびこれらの間に配置された発光機能層３６を有する。この実施の形態では、発光素子
３０の各々が独立した画素電極として陽極を有しており、陰極３８はすべての発光素子３
０にわたって形成されて、すべての発光素子３０に共通する共通電極である。
【００２５】
発光機能層３６は、少なくとも発光層を有する。発光層の材料は低分子の有機ＥＬ物質
であって、電界により発光する。発光機能層３６は、発光層のほか、正孔注入層、正孔輸
送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、および電子ブロック層の一部又は全部
を備えていてもよい。この発光機能層３６の発光層は、画素トランジスタ２０により画素
電極３２から共通電極３８に向けて電流が流されると、白色の光（つまりＲ波長、Ｇ波長
、Ｂ波長の光を含む光）を発する。
【００２６】
共通電極３８は透明であり、発光素子３０からの光は、共通電極３８を透過して図中上
側の方向に射出される。つまり、この実施形態の発光装置１０は、基板１２とは反対側に
光を放出するトップエミッションタイプである。共通電極３８をすべての発光素子３０の
陰極として機能させるため、共通電極３８は電子を注入しやすいように、仕事関数が低い
材料によって形成される。例えば、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、またはリ
チウム等やそれらの合金である。また、この合金は仕事関数が低い材料とその材料を安定
化される材料を用いることが望ましい。例えば、マグネシウムと銀の合金が好適である。
これらの金属または合金を共通電極３８に使用する場合には、光透過性を得るために厚さ
を小さくすればよい。
【００２７】
また、共通電極３８は、上記の仕事関数が低い材料、もしくは、仕事関数が低い材料と
その材料を安定化される材料からある第１層と、ＩＴＯ、ＩＺＯ、またはＺｎＯ２のよう
な酸化導電材料からなる光透過性、導電性を備えた第２層とを含み、発光機能層側に第１
層が設けられてもよい。
【００２８】
上記のように、すべての発光素子３０（３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）の発光層は、白色の
光を発するが、各発光素子３０には特定の波長の光を他の波長の光よりも強めるための工
夫が施されている。発光素子３０のうち、発光素子３０Ｒは赤の出力光を得るための発光
素子であり、発光素子３０Ｇは緑の出力光を得るための発光素子であり、発光素子３０Ｂ
は青の出力光を得るための発光素子である。発光素子３０Ｂの画素電極３２は一層の画素
電極層Ｐａを有し、発光素子３０Ｇの画素電極３２は二層の画素電極層Ｐａ，Ｐｂを有し
、発光素子３０Ｒの画素電極３２は三層の画素電極層Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを有する。画素電
極層Ｐａは、発光素子３０のいずれにも設けられ、一様な厚さを有し、画素電極層Ｐｂは
、発光素子３０Ｇ，３０Ｒに設けられ、一様な厚さを有する。画素電極層Ｐｃは、発光素
子３０Ｒのみに設けられ、一様な厚さを有する。画素電極層Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのいずれも
同じ材料、つまりＩＴＯ、ＩＺＯまたはＺｎＯ２から形成されている。
【００２９】
画素電極３２、誘電体層２９および反射層２８は、発光素子３０の発光層で発せられた
光のうち特定の波長の光を他の波長の光よりも強める光共振体として作用する。光共振体
は、特定波長の光の強度を発光層で発した時の強度よりも大きくする作用と、特定波長以
外の波長の光の強度を発光層で発した時の強度よりも小さくする作用の少なくとも一方を
有する。例えば、発光素子３０Ｒの画素電極３２、誘電体層２９および反射層２８は、赤
の波長の光の強度を発光層で発した時の強度よりも大きくする作用と、赤以外の波長の光
の強度を発光層で発した時の強度よりも小さくする作用の少なくとも一方を有する。
【００３０】
この目的のため、画素電極層Ｐａの厚さ（発光素子３０Ｂの画素電極３２の厚さ）は、
発光素子３０が発した光のうち青の波長の光を他の波長の光よりも強めるのに適するよう
に決定されている。画素電極層Ｐａ，Ｐｂの厚さの合計（発光素子３０Ｇの画素電極３２
の厚さ）は、発光素子３０が発した光のうち緑の波長の光を他の波長の光よりも強めるの
に適するように決定されている。画素電極層Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの厚さの合計（発光素子３
０Ｒの画素電極３２の厚さ）は、発光素子３０が発した光のうち赤の波長の光を他の波長
の光よりも強めるのに適するように決定されている。また、誘電体層２９の厚さ、つまり
画素電極３２と反射層２８の間隔は、青、緑、赤のいずれの波長についても、光共振体の
作用が良好に働くように、決定されている。
【００３１】
発光素子３０は、絶縁材料から形成された隔壁４０により区画されている。隔壁４０は
、画素電極３２とその後に形成される共通電極３８との間を絶縁するとともに、複数の画
素電極３２同士の間を絶縁する。隔壁４０を設けることにより画素電極３２の各々を独立
して制御することができ、複数の発光素子の各々に独立して電流を流すことができる。例
えば、アクリルもしくはポリイミド等の透明樹脂が隔壁３７の材料である。
【００３２】
隔壁４０は、誘電体層２９の上層に形成されている。隔壁４０には、発光素子３０の発
光領域を画定する開口部４０ａが形成されている。隔壁４０の開口部４０ａの各々の全体
は、画素電極３２に重なっている。つまり、発光機能層３６が形成される前の段階では、
開口部４０ａを通して画素電極３２が露出している。開口部４０ａは画素電極３２よりも
狭く、画素電極３２の端部は隔壁４０により部分的に覆われている。誘電体層２９上に隔
壁４０が形成された状態を示す平面図を図４に示す。
【００３３】
反射層２８は、発光素子３０の発光部からの光を反射するため、隔壁４０の開口部４０
ａに重なっているが、隔壁４０に反射層２８が部分的に覆われている。このように、反射
層２８の領域および画素電極３２の領域は、隔壁４０の開口部４０ａよりも広い。従って
、光共振体で特定の波長の光が強められた光束が開口部４０ａを通じて図の上方に進行す
る。
【００３４】
発光機能層３６は、少なくとも開口部４０ａの内部に配置されている。図示の発光機能
層３６は、隔壁４０の上を覆っており、すべての発光素子３０にわたって形成されて、す
べての発光素子３０に共通する。上記の通り、発光機能層３６は白色光を発し、発光素子
３０の出力光にかかわらず、一様な厚さを有する。但し、図示しないが、発光素子３０の
各々が独立した発光機能層３６を有するように、開口部４０ａの各々の内部だけに発光機
能層３６が配置されるように、発光機能層３６をパターニングしてもよい。また、図示し
ないが、同じ出力光の発光素子には、共通の発光機能層を設けるように、発光機能層をパ
ターニングしてもよい。
【００３５】
共通電極３８は、隔壁４０の上を覆っており、開口部４０ａの各々の内部にも配置され
ている。発光素子３０の出力光にかかわらず、共通電極３８は一様な厚さを有する。
【００３６】
隔壁４０の上方にて、共通電極３８の上層には、補助配線４２が形成されており、共通
電極３８に面接触している。共通電極３８上に補助配線４２が形成された状態を示す平面
図を図５に示す。図５のＩ−Ｉ断面図が図１に相当する。本明細書でいう補助配線とは、
共通電極３８に重なって電気的に接続され、共通電極３８の抵抗を下げる導電体のことで
ある。例えば、共通電極３８と同じ材料、またはその他の導電材料から補助配線４２を製
造することができる。図示の形態では、共通電極３８の上層に補助配線４２が形成されて
いるが、共通電極３８の下層に補助配線４２が形成されてもよい。
【００３７】
このように発光素子３０が形成された基板１２には、接着剤５８により対向基板５０が
接合される。対向基板５０は例えばガラスまたは透明なプラスチックから形成されている
。対向基板５０には、ブラックマトリクスとしての遮光層５２が形成されている。遮光層
５２には複数の光透過部５２ａが形成されており、発光素子３０から発した光は光透過部
５２ａを通じて図の上方に放出される。光透過部５２ａの各々には、カラーフィルタ５４
Ｒ，５４Ｇまたは５４Ｂが配置されている。
【００３８】
カラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、それぞれ発光素子３０に重ねられており、
発光素子３０から発せられた光の色を別の実現色に変換することが可能である。より正確
には、カラーフィルタは、特定波長領域の光を他の波長領域の光よりも多く透過する。具
体的には、カラーフィルタ５４Ｒは赤色光を他の光よりも多く透過し、カラーフィルタ５
４Ｇは緑色光を他の光よりも多く透過し、カラーフィルタ５４Ｂは青色光を他の光よりも
多く透過する。これらのカラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、カラーフィルタ相互
の間の光の色の混合を防止するために光を遮断する遮光層５２で包囲されて互いに遮蔽さ
れている。遮光層５２は黒色顔料を含有した有機膜である。あるいは遮光層５２は、金属
（例えばチタンまたはクロム等）またはその酸化物で形成されていてもよい。
【００３９】
遮光層５２およびカラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂには、バリア層５６が接合さ
れており、バリア層５６は透明樹脂である接着剤（充填剤）５８により共通電極３８に接
合されている。バリア層５６は、例えば酸化珪素、窒化珪素、または酸窒化珪素などの液
体透過率が低い無機材料から形成され、接着剤５８中にカラーフィルタ内の色素が拡散す
ることを防止する。
【００４０】
遮光層５２の光透過部５２ａすなわちカラーフィルタの各々は、発光素子３０を画定す
る隔壁４０の開口部４０ａに重なるとともに、開口部４０ａよりも狭い。図５の状態に光
透過部５２ａを仮想線で示した状態を図６に示す。
【００４１】
発光機能層３６の発光層および正孔注入層は、画素電極３２に対しては付着力が強いが
、隔壁４０に対しては付着力が弱い。従って、発光層または正孔注入層の膜厚が隔壁４０
の開口部４０ａ内において不均一になったり、隔壁４０付近で発光層または正孔注入層が
画素電極３２に付着しないことがある。このような場合には、一つの画素内で輝度および
色度がばらついてしまう。具体的には、画素のうち隔壁に近い周辺部と、隔壁から遠い画
素の中央部では、輝度および色度が異なることがある。
【００４２】
しかし、この実施の形態では、遮光層５２の光透過部５２ａすなわちカラーフィルタの
各々が隔壁４０の開口部４０ａに重なるとともにこの開口部４０ａよりも狭いために、外
部から視認できる光束は遮光層５２の光透過部５２ａにより規定され、遮光層５２により
画素内の周辺部が隠される。画素のうち隔壁４０に近い周辺部と、隔壁４０から遠い画素
の中央部で輝度および色度が異なったとしても、遮光層５２により画素内の周辺部が隠さ
れるので、一つの画素内での輝度および色度のバラツキが視認されることが防止される。
【００４３】
遮光層５２の光透過部５２ａは、発光素子３０を画定する隔壁４０の開口部４０ａに重
なるとともにこの開口部４０ａよりも狭いために、外部に放出される光束の指向性を高め
ることが可能である。このため、発光装置１０を画像表示装置として使用する場合、画像
を見やすくし、高い精度が要求される露光装置として発光装置１０を使用する場合、余分
な光束が精度に悪影響を与えることを防止できる。
【００４４】
隔壁４０の開口部４０ａを高い精度で形成することは困難である。例えば、基板１２に
は、画素回路、電極などの多数の構成要素が積層されるので、製造時に基板１２が撓み、
設計通りに隔壁４０をパターニングしても、製造後に基板１２が撓みから回復すると、隔
壁４０の開口部４０ａの位置または面積が所望のものと異なることがある。つまり、画素
の位置または面積が設計通りにはゆかないことがある。他方、遮光層５２およびカラーフ
ィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、対向基板５０に直接形成することができるので、遮光
層５２の光透過部５２ａすなわちカラーフィルタは、隔壁４０の開口部４０ａよりも高い
精度で形成することができる。さらに、遮光層５２の光透過部５２ａは、発光素子３０を
画定する隔壁４０の開口部４０ａに重なるとともにこの開口部４０ａよりも狭い。従って
、発光素子３０の位置または面積が所望のものといくぶん異なっていても、外部から視認
できる光束は精度が高い遮光層５２の光透過部５２ａにより規定されるので、所望の面積
の光束を得ることが容易である。
【００４５】
図示の形態のように、発光機能層３６が、隔壁４０の上を覆っており、複数の発光素子
３０にわたって形成されている場合には、発光機能層３６の面積が大きいため、発光機能
層３６内の発光層が外部からの光にさらされる可能性が高くなる。発光層が外光にさらさ
れると、光励起により発光層が発光することが知られている。例えば、どの発光素子にも
電流を流さない状態でも、発光層に光を照射すると発光層が赤色に見えることが知られて
いる。しかし、この実施の形態では、発光機能層３６のうち所望の発光に寄与しない部分
、例えば隔壁４０に重なる部分は、光透過部５２ａつまりカラーフィルタではなく、遮光
層５２に重なっている。このため、外光に起因する発光層の発光を低減することが可能で
ある。
【００４６】
遮光層５２の光透過部５２ａすなわちカラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの各々は
、発光素子３０の画素電極３２に重なるとともに、画素電極３２、特に画素電極３２のい
ずれにも設けられる画素電極層Ｐａよりも狭い。また、カラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇ，
５４Ｂの各々は、反射層２８の領域よりも狭い。発光素子３０Ｂおよびカラーフィルタ５
４Ｂに着目すると、発光素子３０Ｂで発光し、反射層２８で反射した光束のすべては、画
素電極層Ｐａのみからなる画素電極３２、誘電体層２９および反射層２８を有する光共振
体で共振され、図中の上方に向かって進行してその一部がカラーフィルタ５４Ｂを通過す
る。つまり、カラーフィルタ５４Ｂを透過して外部に放出される光束のうちかなりの部分
が、カラーフィルタ５４Ｂに到達する前に光共振体により共振され、青の波長成分が他の
波長成分よりも強められている。このような青の波長成分が強い光束がカラーフィルタ５
４Ｂを透過して外部に放出されるので、その光束の色度が向上する。
【００４７】
発光素子３０Ｇ，３０Ｒの各々について、画素電極層Ｐｂは、画素電極層Ｐａに重なり
画素電極層Ｐａ以上の面積を有する。従って、カラーフィルタ５４Ｒ，５４Ｇの各々は、
画素電極層Ｐｂに重なるとともに、画素電極層Ｐｂよりも狭い。発光素子３０Ｇおよびカ
ラーフィルタ５４Ｇに着目すると、発光素子３０Ｇで発光し、反射層２８で反射した光束
のすべては、画素電極層Ｐａ，Ｐｂからなる画素電極３２、誘電体層２９および反射層２
８を有する光共振体で共振され、図中の上方に向かって進行してその一部がカラーフィル
タ５４Ｇを通過する。つまり、カラーフィルタ５４Ｇを透過して外部に放出される光束の
うちかなりの部分が、カラーフィルタ５４Ｇに到達する前に光共振体により共振され、緑
の波長成分が他の波長成分よりも強められている。このような緑の波長成分が強い光束が
カラーフィルタ５４Ｇを透過して外部に放出されるので、その光束の色度が向上する。
【００４８】
また、発光素子３０Ｒの各々について、画素電極層Ｐｃは、画素電極層Ｐｂに重なり画
素電極層Ｐｂ以上の面積を有する。従って、カラーフィルタ５４Ｒの各々は、画素電極層
Ｐｃに重なるとともに、画素電極層Ｐｃよりも狭い。発光素子３０Ｒおよびカラーフィル
タ５４Ｒに着目すると、発光素子３０Ｒで発光し、反射層２８で反射した光束のすべては
、画素電極層Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃからなる画素電極３２、誘電体層２９および反射層２８を
有する光共振体で共振され、図中の上方に向かって進行してその一部がカラーフィルタ５
４Ｒを通過する。つまり、カラーフィルタ５４Ｒを透過して外部に放出される光束のうち
かなりの部分が、カラーフィルタ５４Ｒに到達する前に光共振体により共振され、赤の波
長成分が他の波長成分よりも強められている。このような赤の波長成分が強い光束がカラ
ーフィルタ５４Ｒを透過して外部に放出されるので、その光束の色度が向上する。
【００４９】
反射層２８は、発光素子３０からの光を反射するため、隔壁４０の開口部４０ａに重な
っているが、隔壁４０に反射層２８が部分的に覆われている。遮光層５２は、反射層２８
のうち隔壁４０に覆われた部分に重なっている。隔壁４０が透明材料で形成されている場
合、反射層２８のうち隔壁４０に覆われた部分で反射した光は隔壁４０を透過して、遮光
層５２の光透過部５２ａに向けて進行するおそれがある。特に、明るい場所では、遮光層
５２の光透過部５２ａを通って外光が発光装置に進入するが、反射層２８での反射光が光
透過部５２ａを通って外部に放出されると、画像のコントラストが低下する。しかし、反
射層２８のうち隔壁４０に覆われた部分に遮光層５２が重なっていることにより、そのよ
うな反射光が光透過部５２ａを透過して放出されることを抑制できる。
【００５０】
反射層２８は、画素トランジスタ２０のチャネル領域２０ｂを覆う位置に配置されてい
る。このため、したがって、外光が画素トランジスタ２０のチャネル領域２０ｂに到達す
ることが抑制され、画素トランジスタ２０に光電流が発生し画素トランジスタ２０が誤動
作することを抑制できる。
【００５１】
上述した補助配線４２は遮光層５２により覆われている。補助配線４２は例えばアルミ
ニウムのような反射率が高い材料から形成されることもあるが、補助配線４２が遮光層５
２により覆われているために、外光が補助配線４２で反射することが抑制される。従って
、明るい場所での画像のコントラストの低下を抑制できる。
【００５２】
図１に示すように、遮光層５２の光透過部５２ａに配置されたカラーフィルタ５４Ｒ，
５４Ｇ，５４Ｂの面積は、実現色により異なる。上述の通り、カラーフィルタを透過する
光束は、カラーフィルタに達する前に、特定の波長の光が他の波長の光よりも強くなるよ
うに工夫されている。しかし、カラーフィルタ５４Ｒに入るべき光束の赤色波長成分、カ
ラーフィルタ５４Ｇに入るべき光束の緑色波長成分、およびカラーフィルタ５４Ｂに入る
べき光束の青色波長成分は、同じ放射輝度（単位：W/sr/m2）ではない。また、カラーフ
ィルタの効率（カラーフィルタに入射される光の輝度に対するカラーフィルタから出射す
る光の輝度の比）は実現色により異なる。従って、同じ駆動電流を同じ大きさかつ同じ構
造の複数の発光素子３０に与えたとしても、カラーフィルタで変換後の光の放射輝度はカ
ラーフィルタの種類すなわち実現色によって異なる。また、赤、緑、青では、視感度（目
で感じる強さの度合い）が異なっており、一般的には緑の視感度が強いといわれている。
例えば、赤、緑、青の画素から同じ強度の光を出射させて白色を表現させると、視感度が
異なるために、やや緑がかった色となってしまうことがある。これらの複合的な要因によ
り、同じ駆動電流を同じ大きさかつ同じ構造の複数の発光素子３０に与えたとしても、カ
ラーフィルタで変換後の光の輝度（放射輝度に視感度をかけたもの。単位はcd/m2）はカ
ラーフィルタの種類すなわち実現色によって異なる。
【００５３】
一例として、この実施の形態では、図１に示すように、カラーフィルタ５４Ｒの面積は
最大であり、カラーフィルタ５４Gの面積は最小である。これは、カラーフィルタに入射
する光のスペクトラム特性、カラーフィルタの変換効率および／または視感度を考慮した
結果である。このようにカラーフィルタに入射する光のスペクトラム特性、カラーフィル
タの変換効率および／または視感度を考慮して、カラーフィルタの面積を実現色により変
えることにより、輝度と面積の積である光度（単位：カンデラ）を各発光素子３０につい
て適切に設定することができる。このようにして実現色のバランスをとることで表示品質
を向上させることが可能である。
【００５４】
実現色のバランスをとるためには、カラーフィルタを透過した光の輝度が低い発光素子
３０に流れる電流を大きくすることにより、その発光素子３０の輝度ひいては光度を高め
ることが考えられる。しかし、発光素子３０に流れる電流密度が高まると、その発光素子
３０の寿命は指数関数的に短くなる。従って、重なったカラーフィルタによって、発光素
子３０の寿命が顕著にばらついてしまい好ましくない。ある実現色に関する発光素子３０
の寿命が尽きれば、他の実現色に関する発光素子３０がまだ使用可能であっても装置全体
としては使用に耐えない。
【００５５】
この実施の形態では、カラーフィルタの面積を実現色により変えることにより、カラー
フィルタを透過した光の光度のバラツキを補償することが可能である。一方、発光素子３
０を流れる電流密度は、実現色に応じて変化させる必要はないので、発光素子３０の寿命
の相互の相違を抑制することができる。この結果、著しく寿命の劣る発光素子３０がなく
なり、装置全体の寿命を向上させることができる。
好ましい形態では、隔壁４０の開口部４０ａの面積は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０
Ｂにかかわらず一定であり、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光領域の面積が一定で
ある。そして、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを流れる電流を一定にすることで、これ
らの発光素子を流れる電流密度を同じにすることができる。
これに加えて、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを駆動する画素トランジスタ２０のサ
イズを同じにすることにより、画素トランジスタ２０の信頼性も同じにすることができる
。さらに、画素トランジスタ２０に供給されるデータ信号の電位もほぼ同じにすることが
できるため、図示しないデータ線駆動回路の信頼性を高め、データ線駆動回路の電源の数
を少なくすることが可能である。
【００５６】
＜応用例＞
次に、本発明に係る発光装置を適用した電子機器について説明する。図７は、上記実施
形態に係る発光装置１０を表示装置に適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構
成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての発光装置
１０と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキ
ーボード２００２が設けられている。この発光装置１０はＯＬＥＤ素子である発光素子３
０を用いるので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
【００５７】
図８に、上記実施形態に係る発光装置１を適用した携帯電話機を示す。携帯電話機３０
００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置
としての発光装置１０を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、発
光装置１０に表示される画面がスクロールされる。
【００５８】
図９に、上記実施形態に係る発光装置１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal  
Digital  Assistant）を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１およ
び電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての発光装置１０を備える。電源スイッ
チ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が発光装置１０に
表示される。
【００５９】
＜変形例＞
例示した発光装置は、発光素子３０としてＯＬＥＤ素子を用いるが、本発明の範囲をＯ
ＬＥＤ素子に限定する意図ではなく、無機発光ダイオードまたはその他の適切な発光素子
を使用してもよい。また例示した電気光学装置の構造の細部は本発明の理解を容易にする
ために具体的に説明したものであり、本発明をこれらに限定する意図でなく、他の構造で
あってもよい。
【００６０】
上述した実施形態においては、共通電極３８は発光素子３０の陰極であり、画素電極３
２は陽極であったが、共通電極３８が陽極で画素電極３２が陰極であってもよい。また、
上述した実施形態においては、すべての発光素子３０の陰極として単一の共通電極３８が
設けられているが、複数の共通電極を設けて、それぞれの共通電極が異なる発光素子３０
の陰極となるように配置してもよい。
【００６１】
遮光層５２の光透過部５２ａに配置される変換層は、カラーフィルタに限定されず、光
を受けて別の色の光を発するフォトルミネセンス材であってもよい。また、ＯＬＥＤ素子
の発光色は好ましくは白色であるが、他の色でもよい。さらに、色変換層の種類すなわち
実現色もＲ、Ｇ、Ｂに限定されず他の色でもよいし、色変換層の種類すなわち実現色の数
も３に限定されず、２以上であればよい。
【００６２】
本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図７から図９に示したもののほ
か、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ
、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話
、ＰＯＳ端末、電子写真方式を利用した画像印刷装置における像担持体に光を照射して潜
像を形成するプリンタヘッド（潜像書き込み装置）のような発光源、プリンタ、スキャナ
、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。
【００６３】
プリンタヘッドのような電子機器では、発光装置は多色の光を外部に放出する必要はな
い。従って、このような場合には、遮光層５２の光透過部５２ａにカラーフィルタのよう
な色変換層を設ける必要はない。また、光共振のために、画素電極３２の厚さを実現色に
より異ならせる必要はないし、画素電極３２を反射層として用いてもよい。つまり、画素
電極３２と別の反射層２８を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光装置の部分断面図である。
【図２】図１の発光装置の製造途中の状態を示す平面図である。
【図３】図２の後の発光装置の製造途中の状態を示す平面図である。
【図４】図３の後の発光装置の製造途中の状態を示す平面図である。
【図５】図４の後の発光装置の製造途中の状態を示す平面図である。
【図６】図５の状態に遮光層の光透過部を仮想線で示した状態を示す平面図である。
【図７】本発明に係る発光装置を有するパーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る発光装置を有する携帯電話機の外観を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る発光装置を有する携帯情報端末の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…発光装置、１２…基板、２０…画素トランジスタ、２８…反射層、３０（３０Ｒ
，３０Ｇ，３０Ｂ）…発光素子、３２…画素電極（第１の電極）、３６…発光機能層、３
８…共通電極（第２の電極）、４０…隔壁、４０ａ…開口部、５０…対向基板、５２…遮
光層、５２ａ…光透過部、５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ…カラーフィルタ（色変換層）。
【図１】
2007188653.tif 000003
【図２】
2007188653.tif 000004
【図３】
2007188653.tif 000005
【図４】
2007188653.tif 000006
【図５】
2007188653.tif 000007
【図６】
2007188653.tif 000008
【図７】
2007188653.tif 000009
【図８】
2007188653.tif 000010
【図９】
2007188653.tif 000011