(57)【要約】【課題】色の有機ＥＬ素子と共振構造を組み合わせたトップエミッション方式の発光装置において、製造工程の簡易化を図りつつ、光取り出し効率を高める。【解決手段】青色発光素子Ｕ３のコンタクトホールの段差部分に対応する透明電極層１５を補強するために、当該段差部分に補強用導電膜５００を形成する。また、この補強用導電膜５００の形成工程と同一工程において赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の反射膜兼画素電極１２を形成する。【選択図】図１４
2012252863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれか二つの画素について基板上に光反射膜を形成する工程と、
光反射膜上に透明膜を形成する工程と、
前記透明膜上に透明電極層または半透過電極を形成する工程と、
前記半透過電極上に補強用導電膜を形成する工程と、
残りの一つの画素について基板上に基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程と、
前記光反射膜および前記透明電極層または半透過電極上に発光層を形成する工程と、
前記発光層上に光取り出し側電極を形成する工程とを備え、
前記光反射層と光取り出し側電極の間の光路長を調整した共振構造を有するように、前記発光層の膜厚、または、透明膜、透明電極層、もしくは半透過電極の膜厚を調整する発光装置の製造方法であって、
前記透明電極層または半透過電極上に補強用導電膜を形成する工程と、残りの一つの画素について基板上に基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程とは、同一の工程で行われる、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記発光層を形成する工程は、前記基板側電極として機能する前記光反射膜と、前記光取り出し側電極との間で、共振構造をとるように所定の膜厚で前記発光層を形成する工程であることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記透明膜を形成する工程は、前記透明膜を形成する画素において共振構造をとるように所定の膜厚で前記透明膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記発光層を形成する工程は、各色の画素ごとに同一の膜厚で前記発光層を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記半透過電極を形成する工程は、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長に対して３．０以下の消衰係数の材料で前記半透過電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記半透過電極を形成する工程は、ＴｉＮで前記半透過電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記半透過電極を形成する工程は、半導体材料で前記半透過電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記半透過電極を形成する工程は、不純物ドープされた多結晶ＳｉもしくはアモルファスＳｉで前記半透過電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記半透過電極と発光層との間に、正孔注入膜を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記正孔注入膜を形成する工程は、酸化物、特に、ＭｏＯ３で前記正孔注入膜を形成する工程であることを特徴とする請求項９記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記補強用導電膜を形成する工程と、前記基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程は、Ａｌ、Ａｇ、もしくはこれらの合金材料で前記補強用導電膜および光反射膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記光取り出し側電極を形成する工程は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含んだ合金材料で前記光取り出し側電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記光取り出し側電極を形成する工程は、ＭｇＡｇで前記光取り出し側電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記光取り出し側電極の上層に、カラーフィルターを形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の発光素子を利用した発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を発光素子として形成し、発光素子の発光光を基板と反対側に取り出すトップエミッション方式の発光装置が電子機器の表示装置などとして多用されている。トップエミッション方式は、発光素子を挟み、基板側に形成された一方の第１電極（例えば陽極）と基板との間に反射層を形成し、発光素子を挟む他方の第２電極（例えば陰極）側から光を取り出す方式であって、光の利用効率が高い方式である。
【０００３】
トップエミッション方式の発光装置は、白色の有機ＥＬ素子を用い、前記第２電極と反射層との間で所定の波長の光を共振させる構造を有しているが、赤色、緑色、および青色の各色の共振長を調整する方法としては、基板側の透明膜の膜厚または第一電極としての透明導電膜の膜厚で調整する方法が開示されている（特許文献１）。この方法によれば、光取出し効率が向上するのみならず、色純度を改善でき、高い画像品質のディスプレイを実現することができる。
また、有機ＥＬ素子の膜厚を約１００ｎｍ程度にすることで、赤色、緑色、および青色の各色の波長を取り出し、カラーフィルターで色純度を高くする構造が間提案されている（例えば非特許文献１）。この技術では、画素毎に共振長を調整する必要がないため、構造が簡単になり、さらには、透明導電膜が必要ないために製造工程上のメリットが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９７８８３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】SID2010 P-146/S.Lee, Samsung Mobile Display Co.,Ltd
【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、特許文献１の方法では、透明導電膜の膜厚を、赤色、緑色、および青色の各色毎で変更する必要があるために、製造工程が増えてしまうという問題がある。
また、非特許文献１の方法では、赤色領域、緑色領域、および、青色領域の全ての領域の光を取り出すため、赤色画素、緑色画素、および、青色画素の色分離はカラーフィルターなどで行う必要がある。したがって、観測側での発光スペクトルの帯域幅が広くなり、色純度が悪いという問題があった。また、赤色、緑色、および、青色の各波長領域で比較した場合、光取り出し効率が低いという問題があった。その結果、発光装置の消費電力が高くなり、パネル特性として不利になるという問題があった。
【０００７】
このような事情を背景として、本発明は、白色の有機ＥＬ素子と共振構造を組み合わせたトップエミッション方式の発光装置において、製造工程の簡易化を図りつつ、光取り出し効率を高めるという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置の製造方法は、いずれか二つの画素について基板上に光反射膜を形成する工程と、光反射膜上に透明膜を形成する工程と、  前記透明膜上に透明電極層または半透過電極を形成する工程と、前記透明電極層または半透過電極上に補強用導電膜を形成する工程と、残りの一つの画素について基板上に基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程と、前記光反射膜および前記透明電極層または半透過電極上に発光層を形成する工程と、前記発光層上に光取り出し側電極を形成する工程とを備え、前記光反射層と光取り出し側電極の間の光路長を調整した共振構造を有するように、前記発光層の膜厚、または、透明膜、透明電極層、もしくは透明電極層または半透過電極の膜厚を調整する発光装置の製造方法であって、前記半透過電極上に補強用導電膜を形成する工程と、残りの一つの画素について基板上に基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程とは、同一の工程で行われることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、いずれか二つの画素について、透明電極層または半透過電極上に補強用導電膜を形成するので、透明電極層または半透過電極の膜厚を薄くした場合でも、導通不良を防止して良好な発光機能を発揮させることができる。しかも、透明電極層または半透過電極上に補強用導電膜を形成する工程と、残りの一つの画素について基板上に基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程とは、同一の工程で行われるので、前記基板側電極として機能する光反射膜がプロセスダメージによって反射率が低下するリスクを軽減できる。その結果、少なくとも一つの色の画素は、前記光反射層が基板側電極として良好に機能し、前記光反射層と光取り出し側電極の間の光路長を調整した共振構造を有しているので、製造工程の簡易化を図りつつ、光取り出し効率を高め、消費電力を低減させることができる。
【００１０】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記発光層を形成する工程を、前記基板側電極として機能する前記光反射膜と、前記光取り出し側電極との間で、共振構造をとるように所定の膜厚で前記発光層を形成する工程とすることもできる。
【００１１】
本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記発光層の膜厚で共振構造の光路長が調整されるので、製造工程を簡易化することができ、かつ、光取り出し効率を高め、消費電力を低減させることができる。
【００１２】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記透明膜を形成する工程を、前記透明膜を形成する画素において共振構造をとるように所定の膜厚で前記透明膜を形成する工程とすることもできる。
【００１３】
本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記透明導電膜もしくは透明膜の膜厚で共振構造の光路長が調整されるので、光取り出し効率を高めつつ、色純度が高く広色域な発光装置を提供できる。
【００１４】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記発光層を形成する工程を、各色の画素ごとに同一の膜厚で前記発光層を形成する工程とすることもできる。
【００１５】
本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記発光層の構成を各色の画素ごとに同一なので、製造工程の簡易化が図れ、かつ、前記発光層の膜厚で光路長の調整が可能なので、光取り出し効率を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記半透過電極を形成する工程を、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長に対して３．０以下の消衰係数の材料で前記半透過電極を形成する工程とすることもできる。
【００１７】
本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記半透過電極の消衰係数が４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長に対して３．０以下なので、正孔注入層との界面における反射率が低く、消衰係数の低い金属材料を用いることができ、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインにおいて発光装置を製造することができる。
【００１８】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記半透過電極を形成する工程を、ＴｉＮで前記半透過電極を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記半透過電極がＴｉＮなので、正孔注入層との界面における反射率が低く、消衰係数の低い金属材料を用いることができ、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインにおいて発光装置を製造することができる。
【００１９】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記半透過電極を形成する工程を、半導体材料で前記半透過電極を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記半透過電極が半導体材料なので、正孔注入層との界面における反射率が低く、消衰係数の低い金属材料を用いることができ、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインにおいて発光装置を製造することができる。
【００２０】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記半透過電極を形成する工程を、不純物ドープされた多結晶ＳｉもしくはアモルファスＳｉで前記半透過電極を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記半透過電極が不純物ドープされた多結晶ＳｉもしくはアモルファスＳｉなので、正孔注入層との界面における反射率が低く、消衰係数の低い金属材料を用いることができ、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインにおいて発光装置を製造することができる。
【００２１】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記半透過電極と発光層との間に、正孔注入膜を形成する工程をさらに備えることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、発光層へ適切に正孔注入を行うことができ、高い光取り出し効率と広色域における発光を実現できる。
【００２２】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記正孔注入膜を形成する工程を、酸化物、特に、ＭｏＯ３で前記正孔注入膜を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記正孔注入層を酸化物、特に、ＭｏＯ３なので、発光層へ適切に正孔注入を行うことができ、高い光取り出し効率と広色域における発光を実現できる。
【００２３】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記補強用導電膜を形成する工程と、前記基板側電極として機能する光反射膜を形成する工程とを、Ａｌ、Ａｇ、もしくはこれらの合金材料で前記補強用導電膜および光反射膜を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、基板側電極は、Ａｌ、Ａｇ、もしくはこれらの合金材料なので、基板側電極に反射層として機能を持たせることができ、光取り出し効率を高めることができる。
【００２４】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記光取り出し側電極を形成する工程を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含んだ合金材料で前記光取り出し側電極を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記光取り出し側電極がアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を含んだ合金材料なので、発光層を挟んで基板側電極との間で適切に共振構造を実現することができる。
【００２５】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記光取り出し側電極を形成する工程を、ＭｇＡｇで前記光取り出し側電極を形成する工程とすることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、前記光取り出し側電極がＭｇＡｇなので、発光層を挟んで基板側電極との間で適切に共振構造を実現することができる。
【００２６】
本発明に係る発光装置の製造方法として、前記光取り出し側電極の上層に、カラーフィルターを形成する工程をさらに備えることもできる。本発明に係る発光装置の製造方法においては、白色の有機ＥＬ層を用いた発光層から適切に各色の発光色を効率良く取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概要を示す模式的な断面図である。
【図２】図１におけるＯＬＥＤ層の正孔輸送層、発光層、および、電子輸送層に用いられた材料を示す図である。
【図３】反射層兼画素電極または透明電極層から対向電極までの光学的距離をＤ、反射層兼画素電極１２または透明電極層での反射における位相シフトをφＬ、対向電極２２での反射における位相シフトをφＵ、定在波のピーク波長をλ、整数をｍとした場合の式、  Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λにおいて、ピーク波長λを４９０ｎｍ、整数ｍを０〜３とした時の、波長に対する光取り出し効率の関係を示す図である。
【図４】各ピーク波長を得る場合の整数ｍの値と光路長との関係を示す図である。
【図５】Ａｌ、Ｃｕ、ＴｉＮ、Ｍｏ、および、Ｗの各波長に対する屈折率の変化を示す図である。
【図６】Ａｌ、Ｃｕ、ＴｉＮ、Ｍｏ、および、Ｗの各波長に対する消衰係数の変化を示す図である。
【図７】ＯＬＥＤ層の有機ＥＬ物質と金属材料感の反射率の計算結果と、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料の４００〜６００ｎｍの波長に対する反射率を示す図である。
【図８】実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１および比較例２に使用したカラーフィルターの特性を示す図である。
【図９】実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１および比較例２の消費電力を示す図である。
【図１０】実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１および比較例２のsＲＧＢカバー率を示す図である。
【図１１】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１２】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１３】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１５】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１６】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１７】本実施形態の発光装置の製造方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。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。
＜Ａ：発光装置の構造＞
＜Ａ−１：赤色発光素子および緑色発光素子＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置Ｄ１の概要を示す模式的な断面図である。発光装置Ｄ１は、複数の発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３（画素に対応）が図示しない下辺の第１基板の面上に配列された構成であるが、図１においては、説明の便宜上、一つの赤色発光素子Ｕ１、一つの緑色発光素子Ｕ２、および、一つの青色発光素子Ｕ３のみが例示されている。本実施形態の発光装置Ｄ１は、トップエミッション型であり、各発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３にて発生した光は図１の上方に向かって進行する。従って、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を図示しない下辺の第１基板として採用することができる。また、第１基板には、各発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に給電して発光させるための配線が配置されているが、配線の図示についても省略する。
【００２９】
赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２は、第１基板の上に形成された反射層兼画素電極１２（第１電極：陽極）と、画素電極１２の上に配置された光取り出し側半透過反射層兼対向電極２２（第２電極：陰極）と、反射層兼画素電極１２と対向電極２２との間に配置されたＯＬＥＤ層１６とを備える。以下、詳細に説明する。図１に示す反射層兼画素電極１２は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）などの単体金属、またはＡｕ、ＣｕまたはＡｇを主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、反射層兼画素電極１２をＡｌ（アルミニウム）で形成し、膜厚を１００ｎｍとした。
【００３０】
図１に示すように、反射層兼画素電極１２上には、正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）２０が形成されている。本実施形態では、正孔注入層２０は酸化物が好ましく、本実施形態では、ＭｏＯ３（三酸化モリブデン）で形成し、膜厚を２ｎｍとした。
【００３１】
発光機能層としてのＯＬＥＤ層１６は、本実施形態では、図２に示すように、正孔注入層２０上に形成される正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole transport layer）２４と、正孔輸送層２４上に形成される発光層２６（ＥＭＬ：Emitting Layer）と、発光層２６上に形成された電子輸送層２８（ＥＴＬ：Electron Transport Layer）とからなる。
【００３２】
正孔輸送層２４は、図２に示すようにα−ＮＰＤで形成し、膜厚は２５ｎｍとした。発光層２６は正孔と電子が結合して発光する有機ＥＬ物質から形成されている。有機ＥＬ物質は低分子材料であって、白色光を発する。図２に示すように、赤色のホスト材料、赤色のドーパント材料、ならびに、緑色および青色のホスト材料としては図２に示されるものが使用され、青色のドーパント材料としてはＤＰＡＶＢｉが使用される。緑色のドーパント材料としてはキナクリドンが使用される。本実施形態では、発光機能層２６の膜厚を５０ｎｍとした。
電子輸送層２８は図２に示すように、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）で形成し、膜厚を２５ｎｍとした。以上のように、正孔輸送層２４、発光層２６および電子輸送層２８で形成されるＯＬＥＤ層１６の膜厚は１００ｎｍとした。
【００３３】
対向電極２２は陰極であり、ＯＬＥＤ層１６を覆うように形成される。対向電極２２は複数の発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に渡って連続している。対向電極２２は、その表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過反射層として機能し、例えばマグネシウムや銀などの単体金属、またはマグネシウムや銀を主成分とする合金、もしくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含んだ合金材料から形成される。本実施形態では、対向電極２２は、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀合金）で形成し、膜厚は、１０ｎｍとした。
【００３４】
対向電極２２上には、発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に対する水や外気の浸入を防ぐための保護層であって、無機材料からなる封止膜３０が形成される。封止膜３０は、ＳｉＮ（窒化珪素）やＳｉＯＮ（酸窒化珪素）などのガス透過率が低い無機材料から形成される。本実施形態では、封止膜３０をＳｉＮで形成し、膜厚は４００ｎｍとした。
【００３５】
本実施形態では、下辺基板上に形成された複数の発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３と対向するように、上辺基板３１が配置される。上辺基板３１はガラスなどの光透過性を有する材料で形成される。上辺基板３１の厚さは０．５ｍｍとした。上辺基板３１のうち下辺基板との対向面には、カラーフィルターおよび遮光膜が形成される。遮光膜は、各発光素子Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に対向して開口が形成された遮光体の膜体である。開口内にはカラーフィルターが形成される。
【００３６】
本実施形態では、赤色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には赤色光を選択的に透過させる赤色用カラーフィルター４０が形成される。また、緑色発光素子Ｕ２に対応する開口内には緑色光を選択的に透過させる緑色用カラーフィルター４１が形成される。
本実施形態の赤色発光素子Ｕ１と緑色発光素子Ｕ２においては、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透明反射層としての対向電極２２との間でＯＬＥＤ層１６が発する光を共振させる共振器構造が形成される。これにより、赤色および緑色の波長の光を効率良く取り出すことができる。
カラーフィルターおよび遮光膜が形成された上辺基板３１は、封止膜３０を介して下辺基板と貼り合わされる。
【００３７】
＜Ａ−２：青色発光素子＞
青色発光素子Ｕ３は、下辺基板の上に形成された反射層１３と、反射層１３の上に配置された透明層１４と、透明層１４上に配置された透明電極層（第１電極：陽極）１５と、光取り出し側半透過反射層としての対向電極２２（第２電極）と、透明電極層１５と対向電極２２との間に配置されたＯＬＥＤ層１６とを備える。以下、詳細に説明する。
【００３８】
図１に示す反射層１３は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）などの単体金属、またはＡｕ、ＣｕまたはＡｇを主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、反射層１３を赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２と同様にＡｌ（アルミニウム）で形成し、膜厚を１００ｎｍとした。
【００３９】
透明層１４はＳｉＯ２で形成され、光路調整層として機能する。本実施例では、透明層１４の膜厚は７０ｎｍとした。透明電極層１５はＩＴＯ（indium tin oxide）で形成され、膜厚は５０ｎｍとした。
【００４０】
青色発光素子Ｕ３における、ＯＬＥＤ層１６、対向電極２２、封止膜３０および上辺基板３１は、赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２のものと同様の構成であり、膜厚も同一である。つまり、ＯＬＥＤ層１６が１００ｎｍ、対向電極２２が１０ｎｍ、封止膜３０が４００ｎｍの膜厚に設定されている。また、上辺基板３１の厚さは０．５ｍｍとなっている。
【００４１】
青色発光素子Ｕ３に対応する上述した遮光膜の開口内には青色光を選択的に透過させる青色用カラーフィルター４２が形成される。青色発光素子Ｕ３においては、透明電極層１５と光取り出し側半透過反射層としての対向電極２２との間でＯＬＥＤ層１６が発する光を共振させる共振器構造が形成される。これにより、青色の波長の光を効率良く取り出すことができる。
カラーフィルタおよび遮光膜が形成された上辺基板は、封止膜３０を介して下辺基板と貼り合わされる。以上が本実施形態の発光装置の構造である。
【００４２】
＜Ｂ：発光装置の共振構造＞
次に、本実施形態の発光装置Ｄ１の特性について説明する。上述したように、赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２においては、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透明反射層としての対向電極２２との間でＯＬＥＤ層１６が発する光を共振させる共振器構造が形成される。また、青色発光素子Ｕ３においては、透明電極層１５と光取り出し側半透過反射層としての対向電極２２との間でＯＬＥＤ層１６が発する光を共振させる共振器構造が形成される。
【００４３】
具体的には、反射層兼画素電極１２または透明電極層１５から対向電極２２までの光学的距離をＤ、下辺電極である反射層兼画素電極１２または透明電極層１５での反射における位相シフトをφＬ、上辺電極である対向電極２２での反射における位相シフトをφＵ、定在波のピーク波長をλ、整数をｍとすると、下記の式を満たす構造となっている。
Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λ・・・（１）
【００４４】
赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２においては、前記（１）式においてｍ＝０を満たした光学構造となっている。また、青色発光素子Ｕ３においては、前記（１）式においてｍ＝１を満たした光学構造となっている。
【００４５】
図３に、ｍ＝０、１、２、３とした場合の各光学構造において、ピーク波長を４９０ｎｍとした時の光取り出し効率を計算した結果を示す。なお、この計算前提条件は、反射層兼画素電極１２をＡｌとして膜厚１００ｎｍ、発光層２６を膜厚２０ｎｍ、電子輸送層２８を膜厚４０ｎｍ、対向電極２２をＭｇＡｇとして膜厚１０ｎｍ、および、封止膜３０をＳｉＮとして膜厚を４００ｎｍにそれぞれ設定し、正孔注入層２０と正孔輸送層２４を合わせた膜厚を、ピーク波長が４９０ｎｍになるように調整したものである。また、反射層兼画素電極１２と対向電極２２の間の各層の屈折率は１．８としている。図３に示すように、ｍ＝１、２、３とした場合の光学構造よりも、ｍ＝０とした場合の光学構造の方が、高い光取り出し効率を得られる波長の範囲が広くなることがわかる。
【００４６】
また、図４に、有機ＥＬからなるＯＬＥＤ層１６の屈折率ｎを１．８とした場合の、赤色、緑色、青色の各ピーク波長における、上記（１）式のｍの値と、反射層兼画素電極１２または透明電極層１５から対向電極２２までの膜厚Ｄとの関係を示す。
図４に示すように、ｍ＝０の場合の光学構造では、赤色のピーク波長が得られる膜厚の範囲と、緑色のピーク波長が得られる膜厚の範囲が、一部重なっていることがわかる。また、緑色のピーク波長が得られる膜厚の範囲と、青色のピーク波長が得られる膜厚の範囲についても、一部重なっていることがわかる。つまり、上記膜厚Ｄを所定値に設定することにより、広い帯域幅の光を取り出し可能であることがわかる。
一方、ｍ＝１の場合の光学構造では、各色のピーク波長が得られる膜厚の範囲に重なる部分は無く、各色ごとに上記膜厚Ｄを設定する必要があることがわかる。
【００４７】
しかしながら、赤色、緑色、青色の全ての発光素子をｍ＝０の光学構造を有するように形成した場合には、各色の波長の光取り出し効率が低く、発光装置の消費電力が高くなり、ｘｙ色度図におけるｓＲＧＢカバー率が低下してしまう。
また、赤色、緑色、青色の全ての発光素子をｍ＝１の光学構造を有するように形成した場合には、各色の発光素子ごとに透明電極の膜厚を調節する必要があり、製造工程が増えてしまう。
【００４８】
そこで、本実施例では、赤色と緑色の発光素子をｍ＝０の光学構造を有するように形成し、青色の発光素子についてはｍ＝１の光学構造を有するように形成した。
【００４９】
＜Ｃ：パネルシミュレーション＞
以下、このような本実施形態の発光装置Ｄ１の消費電力およびｓＲＧＢカバー率を確認するために行ったパネルシミュレーションについて説明する。
このシミュレーションにおいては、図１に示した発光装置Ｄ１と同じ構成の実施例１と、発光装置Ｄ１とは異なる実施例２、実施例３および実施例４と、比較のために比較例１および比較例２の発光装置を用意した。
【００５０】
＜Ｃ−１：実施例１の構造＞
実施例１は、図１に示した発光装置Ｄ１と同じ構造であり、赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の各膜の材料および膜厚は上述した通り、ＭｇＡｇの光取り出し側電極２２が１０ｎｍ、ＯＬＥＤ層１６が１００ｎｍ、ＭｏＯ３の正孔注入膜２０が２ｎｍ、Ａｌの反射層兼画素電極１２が１００ｎｍである。
また、青色発光素子Ｕ３の各膜の材料および膜厚についても、上述した通り、ＭｇＡｇの光取り出し側電極２２が１０ｎｍ、ＯＬＥＤ層１６が１００ｎｍ、Ａｌの反射膜１３が１００ｎｍである。実施例１は、透明電極層１５をＩＴＯで形成し、膜厚を５０ｎｍとした。また、透明膜１４にはＳｉＯ２を用いて青色のピーク波長が得られるように膜厚を７０ｎｍに設定した。
【００５１】
＜Ｃ−２：実施例２の構造＞
実施例２の発光装置は、赤色発光素子Ｕ１が上記（１）においてｍ＝０の場合の光学構造を有している点は実施例１と同様であるが、緑色発光素子Ｕ２がｍ＝０の場合の光学構造ではなく、ｍ＝１の場合の光学構造を有している点が実施例１と異なっている。つまり、実施例２においては、赤色発光素子Ｕ１がｍ＝０の場合の光学構造、緑色発光素子Ｕ２と青色発光素子Ｕ３がｍ＝１の場合の光学構造を有している。
【００５２】
赤色発光素子Ｕ１の層の構成および各層の材質は、実施例１の赤色発光素子Ｕ１のものと同じである。ただし、正孔輸送層２４と電子輸送層２８の膜厚は、実施例１ではそれぞれ２５ｎｍであったのに対し、実施例２ではそれぞれ４０ｎｍに設定されている。
【００５３】
緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３の層の構成および各層の材質は、実施例１の青色発光素子Ｕ３のものと同じである。ただし、正孔輸送層２４と電子輸送層２８の膜厚は、実施例１ではそれぞれ２５ｎｍであったのに対し、実施例２ではそれぞれ４０ｎｍに設定されている。
また、実施例２においては、透明電極層１５の膜厚が、緑色発光素子Ｕ２では５０ｎｍに設定され、青色発光素子Ｕ２では２０ｎｍに設定されている。このように、実施例２は、透明電極層１５の膜厚を変えることによって、緑色と青色の共振長を調節しているところが実施例１と異なる。
【００５４】
＜Ｃ−３：実施例３の構造＞
実施例３の発光装置は、赤色発光素子Ｕ１の層の構成および各層の材質は、実施例１および実施例２の赤色発光素子Ｕ１のものと同じである。正孔輸送層２４と電子輸送層２８の膜厚は、実施例２と同様にそれぞれ４０ｎｍに設定されている。
【００５５】
実施例３の緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３においては、第１電極（陽極）として透明電極層の代わりにＴｉＮ（窒化チタン）からなる半透過電極層を用い、この半透過電極層とＯＬＥＤ層１６との間にＭｏＯ３からなる正孔注入層２０を設けたところが実施例２と異なっている。
また、実施例２では、透明層１４の厚さは緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３において同じであったが、実施例３においては、緑色発光素子Ｕ２の透明層１４の厚さと、青色発光素子Ｕ３の透明層１４の厚さとは異なっており、光路調整層として機能している。実施例３では、緑色発光素子Ｕ２の透明層１４の厚さが１５０ｎｍ、青色発光素子Ｕ３の透明層１４の厚さが１１０ｎｍに設定されている。
緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３のその他の各層の構成および各層の材質は、実施例１の青色発光素子Ｕ３のものと同じである。ただし、正孔輸送層２４と電子輸送層２８の膜厚は、実施例２と同様にそれぞれ４０ｎｍに設定されている。
【００５６】
半透過電極層はＴｉＮ（窒化チタン）で形成され、膜厚は１０ｎｍとした。半透過電極層に適した材料としては、正孔注入層（ＨＩＬ）２０との界面での反射率が低いこと、および、消衰係数の低いことが好ましい。図５に半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料の屈折率と波長との関係を示し、図６に半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料の消衰係数と波長との関係を示す。Ｓｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料を用いるのは、発光装置の各層を同一の製造ラインで製造することができるためである。
【００５７】
図７には、ＯＬＥＤ層１６の有機ＥＬ物質と金属材料感の反射率の計算結果を示す。反射率の計算は、有機ＥＬ物質の屈折率Ｎ０を１．８、消衰係数ｋを０とし、屈折率ｎ１と消衰係数ｋ１を変数として、下記（２）式
反射率Ｒ＝{(Ｎ０−ｎ１)２＋ｋ１２}／{(Ｎ０＋ｎ１)２＋ｋ１２}・・・（２）
により計算した。
また、図７には、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料の４００〜６００ｎｍの波長に対する反射率を示す。
光吸収を小さくするには、消衰係数ｋが小さく、かつ、反射率が低い領域の材料が好ましい。消衰係数ｋは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の範囲で、３．０以下であることが好ましい。したがって、図７から、Ｓｉを用いた製造ラインで使用されている代表的な金属材料の中では、ＴｉＮが好ましいことがわかる。本実施例では、半透過電極層をＴｉＮで形成し、膜厚を１０ｎｍとした。ＴｉＮ以外にも、半導体材料を用いることができ、不純物ドープされた多結晶Ｓｉ、もしくはアモルファスＳｉを用いることができる。
【００５８】
実施例３における発光装置は、赤色発光素子Ｕ１が上記（１）においてｍ＝０の場合の光学構造を有し、緑色発光素子Ｕ２と青色発光素子Ｕ３がｍ＝１の場合の光学構造を有している点では上述した実施例２の発光装置と同様であるが、第１電極（陽極）としてＴｉＮからなる半透過電極層を用い、この半透過電極層とＯＬＥＤ層１６との間にＭｏＯ３からなる正孔注入層２０を設けたところが実施例２と異なっている。
また、実施例２では、透明層１４の厚さは緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３において同じであったが、実施例３においては、緑色発光素子Ｕ２の透明層１４の厚さと、青色発光素子Ｕ３の透明層１４の厚さとは異なっており、光路調整層として機能している。
【００５９】
＜Ｃ−４：実施例４の構造＞
実施例４における発光装置においては、赤色発光素子Ｕ１の層の構成および各層の材質は、実施例１〜実施例３の赤色発光素子Ｕ１のものと同じである。正孔輸送層２４と電子輸送層２８の膜厚は、実施例２および実施例３と同様にそれぞれ４０ｎｍに設定されている。
実施例４の緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３は、第１電極（陽極）としてＡｌ（アルミニウム）からなる半透過電極層を用いたところが実施例３と異なっている。Ａｌ（アルミニウム）からなる半透過電極層の膜厚は１０ｎｍとした。
【００６０】
実施例４における発光装置は、赤色発光素子Ｕ１が上記（１）においてｍ＝０の場合の光学構造を有し、緑色発光素子Ｕ２と青色発光素子Ｕ３がｍ＝１の場合の光学構造を有している点では上述した実施例３の発光装置と同様である。
また、実施例４においては、緑色発光素子Ｕ２の透明層１４の厚さと、青色発光素子Ｕ３の透明層１４の厚さとは異なっており、光路調整層として機能している。具体的には、緑色発光素子Ｕ２の透明層１４が１６０ｎｍ、青色発光素子Ｕ３の透明層１４が１３０ｎｍに設定されている。
【００６１】
＜Ｃ−５：比較例１の構造＞
比較例１は、赤色、緑色および青色の全ての発光素子を、実施例１の発光装置Ｄ１における青色発送素子Ｕ３と同様の構成にしたものである。つまり、赤色、緑色および青色の全ての発光素子において、ｍ＝１の光学構造を有するように構成し、各色ごとにＩＴＯの透明電極層１５の層厚を調節した。
具体的には、赤色発光素子の透明電極層１５の層厚が１００ｎｍ、緑色発光素子の透明電極層１５の層厚が５０ｎｍ、青色発光素子の透明電極層１５の層厚が２０ｎｍにそれぞれ設定されている。
また、実施例１の青色発送素子Ｕ３では、正孔輸送層２４と電子輸送層２８の層厚はそれぞれ２５ｎｍに設定されているが、比較例１においては、各色の発光素子の正孔輸送層と電子輸送層の層厚は、それぞれ４０ｎｍに設定されている。
【００６２】
＜Ｃ−６：比較例２の構造＞
比較例２は、赤色、緑色および青色の全ての発光素子を、図１の実施例１の発光装置Ｄ１における赤色発光素子Ｕ１と同じ構成とし、カラーフィルターの選択によって各色の発光色を得るようにしたものである。つまり、赤色、緑色および青色の全ての発光素子において、ｍ＝０の光学構造を有するように構成したものである。
【００６３】
＜Ｃ−７：カラーフィルター＞
このシミュレーションにおいては、図８に示すように、赤色のカラーフィルターとして、６００ｎｍ以上の光に対する透過率が８０〜９０％のカラーフィルターを用いた。図８に示すＣＦ１−Ｒは高透過率用で、ＣＦ２−Ｒは広色域用のカラーフィルターである。
また、緑色のカラーフィルターとしては、５２０〜５６０ｎｍの光に対する透過率が６５〜７０％のカラーフィルターを用いた。図８に示すＣＦ１−Ｇは高透過率用で、ＣＦ２−Ｇは広色域用のカラーフィルターである。
青色のカラーフィルターとしては、４３０〜４７０ｎｍの光に対する透過率が６０〜６５％のカラーフィルターを用いた。図８に示すＣＦ１−Ｂは高透過率用で、ＣＦ２−Ｂは広色域用のカラーフィルターである。
【００６４】
＜Ｃ−８：パネルシミュレーションの結果＞
図９および図１０は、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１および比較例２の消費電力を示す図である。消費電力は、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用い、全白（０．３１０、０．３１０）、２００ｃｄ／ｍ２で表示させた時の値を１００％として規格化したものである。また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合には、表色範囲が狭く、（０．３１０、０．３１０）の白表示が不可能なため、図９への記載を割愛した。
【００６５】
図９に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は１２２％であり、比較例１の１．２２倍であった。
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１６３％であり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１８７％であった。つまり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の１．１５倍であった。
【００６６】
さらに、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２６７％であり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１８７％であった。つまり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の０．７倍であった。
【００６７】
以上のように、実施例１の発光装置は、消費電力については、比較例１の発光装置とほぼ同程度の性能が得られ、また、比較例２の発光装置よりも優れた性能が得られた。なお、後述するように、実施例１の発光装置は、比較例１の発光装置よりも製造工程を著しく減らすことができ、この点では比較例１の発光装置よりも優れている。
【００６８】
次に、ｓＲＧＢカバー率については、図１０に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率が９４．４％であり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は５５．９％であった。このように、実施例１の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合よりも劣るものの、デジタルカメラ等に用いるには十分なｓＲＧＢカバー率が得られた。
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は３４．９％であり、実施例１の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合の方が高いｓＲＧＢカバー率が得られた。
【００６９】
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９９．１％であり、実施例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９４．９％であった。このように、実施例１の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合とほぼ同程度であった。
【００７０】
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は７４．５％であり、実施例１の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合の方が極めて高いｓＲＧＢカバー率が得られた。
【００７１】
以上のように、実施例１の発光装置は、ｓＲＧＢカバー率については、ＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合には比較例１の発光装置には劣るものの、十分なｓＲＧＢカバー率が得られ、また、ＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合には比較例１の発光装置とほぼ同程度のｓＲＧＢカバー率が得られた。なお、後述するように、実施例１の発光装置は、比較例１の発光装置よりも製造工程を著しく減らすことができ、この点では比較例１の発光装置よりも優れている。
さらに、比較例２の発光装置との比較においては、ｓＲＧＢカバー率についても、比較例２の発光装置よりも優れた性能が得られた。
【００７２】
図９に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は９７％であり、比較例１の０．９７倍であった。
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１６３％であり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１５８％であった。つまり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の０．９７倍であった。
【００７３】
さらに、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２６７％であり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１５８％であった。つまり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の０．５９倍であった。
以上のように、実施例２の発光装置は、消費電力については、実施例１、比較例１、および比較例２の発光装置よりも優れた性能が得られた。
【００７４】
次に、ｓＲＧＢカバー率については、図９に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率が９４．４％であり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は８８．０％であった。このように、実施例２の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合よりも劣るものの、十分なｓＲＧＢカバー率が得られた。
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は３４．９％であり、実施例２の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合の方が高いｓＲＧＢカバー率が得られた。
【００７５】
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９９．１％であり、実施例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９４．３％であった。このように、実施例２の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合とほぼ同程度であった。
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は７４．５％であり、実施例２の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合の方が極めて高いｓＲＧＢカバー率が得られた。
【００７６】
以上のように、実施例２の発光装置は、ｓＲＧＢカバー率については、ＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合には比較例１の発光装置には劣るものの、十分なｓＲＧＢカバー率が得られ、また、ＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合には比較例１の発光装置とほぼ同程度のｓＲＧＢカバー率が得られた。
さらに、比較例２の発光装置との比較においては、ｓＲＧＢカバー率についても、比較例２の発光装置よりも優れた性能が得られた。
【００７７】
図９に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は１４９％であり、比較例１の１．４９倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は、比較例１、実施例１、実施例２および実施例３の間で比較すると、実施例３の消費電力が最も高くなっていることがわかる。
【００７８】
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１６３％であり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２４７％であった。つまり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の２．４７倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１、実施例１、実施例２および実施例３の間で比較すると、実施例３の消費電力が最も高くなっていることがわかる。
【００７９】
さらに、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２６７％であり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２４７％であった。つまり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の０．９３倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２と実施例３の間で比較すると、実施例３の方が優れていることがわかる。
【００８０】
次に、ｓＲＧＢカバー率については、図１０に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率が９４．４％であり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９２．５％であった。このように、実施例３の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合よりも劣るものの、ほぼ同程度のｓＲＧＢカバー率が得られた。
【００８１】
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は３４．９％であり、実施例３の発光装置にＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９２．５％であるから、実施例３の方が高いｓＲＧＢカバー率が得られることがわかる。
【００８２】
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９９．１％であり、実施例３の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９６．８％であった。このように、実施例３の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は、比較例１の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合とほぼ同程度であった。
【００８３】
また、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合のｓＲＧＢカバー率は７４．５％であり、実施例３の発光装置にＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合のｓＲＧＢカバー率は９６．８％であるので、実施例３の方が極めて高いｓＲＧＢカバー率が得られることがわかる。
【００８４】
以上のように、実施例３の発光装置は、ｓＲＧＢカバー率については、ＣＦ１のカラーフィルターを用いた場合、ＣＦ２のカラーフィルターを用いた場合の双方において、比較例１の発光装置とほぼ同程度のｓＲＧＢカバー率が得られた。
さらに、比較例２の発光装置との比較においては、ｓＲＧＢカバー率は、比較例２の発光装置よりも実施例３の方が優れた性能が得られた。
図６に示すように、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、実施例４の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は２５７％であり、比較例１の２．５７倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力は、比較例１、実施例１、実施例２、実施例３および実施例４の間で比較すると、実施例４の消費電力が最も高くなっていることがわかる。
【００８５】
また、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は１６３％であり、実施例４の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は４３９％であった。つまり、実施例４の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の２．６９倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例１、実施例１、実施例２、実施例３および実施例４の間で比較すると、実施例４の消費電力が最も高くなっていることがわかる。
【００８６】
さらに、比較例１の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ１を用いた場合の消費電力を１００％とすると、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は２６７％であり、実施例４の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は４３９％であった。つまり、実施例４の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２の発光装置にカラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力の１．６４倍であった。
このように、カラーフィルターとしてＣＦ２を用いた場合の消費電力は、比較例２と比較した場合でも、実施例４の値が高くなっていることがわかる。
【００８７】
以上のように、赤色発光素子Ｕ１は０次共振構造とし、緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３を１次共振構造として、緑色発光素子Ｕ２および青色発光素子Ｕ３の半透過電極に、消衰係数が低い導電性材料であるＴｉＮを用いると、若干消費電力は増加するものの、広色なディスプレイを実現することができる。また、ＩＴＯ等の透明導電を必要としないので、半導体製造ライン、例えばＳｉを用いる製造ラインにおいて製造することができる。
【００８８】
＜Ｄ：発光装置の製造方法＞
次に、本実施形態の発光装置の製造方法を図１１〜図１７に基づいて説明する。まず、図１１（Ａ）に示すように第１基板１０の上に、回路素子薄膜１１および層間絶縁膜３０１が形成される。これらのいずれの成膜においても、既知であるところの、例えばＰＶＤ法、ＣＶＤ法やスパッタ法等の成膜方法や、あるいはフォトリソグラフィー法等が適宜利用される。その際、回路素子薄膜１１の成膜では、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の製造が含まれるから、その半導体層へのドーピング工程等も行われ、絶縁膜３０１の成膜では、そこにコンタクトホール３６０を形成するために、適当なエッチング工程等も行われる。
【００８９】
次に、１１（Ｂ）に示すように、各色の発光素子の回路素子薄膜１１と接触するように、Ａｌをスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィーとウェットエッチングまたはドライエッチングでパターニングし、レジスト剥離を行ってコンタクトホール３６０を形成する。また、青色発光素子Ｕ３においては、Ａｌの膜を発光領域まで延長し、反射膜１３を形成する。
【００９０】
続いて、図１２（Ａ）に示すように、コンタクトホール３６０の凹部をＳｉＯ２の絶縁膜３０２で埋める。図１２（Ｂ）に示すように、青色発光素子Ｕ３の反射膜１３上に透明膜１４を形成するため、レジスト剥離を行い、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２を成膜する。成膜したＳｉＯ２を、フォトリソグラフィーとウェットエッチングまたはドライエッチングでパターニングし、レジスト剥離を行う。このようにして、青色発光素子Ｕ３の反射膜１３上に透明膜１４が形成される。透明膜１４の成膜では、そこにコンタクトホールを形成するために、適当なエッチング工程等も行われる。
【００９１】
次に、図１３（Ａ）に示すように、青色発光素子Ｕ３において、コンタクトホール３６０と透明電極層１５との導通を良好にするために、ＴｉＮの導通層４９０を成膜する。
青色発光素子Ｕ３の透明膜１４上および前記導通層４９０上に透明電極層１５を形成するため、レジスト剥離を行い、蒸着法等によりＩＴＯを成膜する。成膜したＩＴＯを、フォトリソグラフィーとウェットエッチングまたはドライエッチングでパターニングし、レジスト剥離を行う。このようにして、図１３（Ｂ）に示すように、青色発光素子Ｕ３の透明膜１４上および前記導通層４９０上に透明電極層１５が形成される。透明電極層１５の膜厚は、導電性を確保できる範囲で薄い方が好ましい。
【００９２】
続いて、図１４（Ａ）に示すように、赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の層間絶縁膜３０１上に反射膜兼画素電極１２を形成するとともに、青色発光素子Ｕ３の透明膜１４のコンタクトホールの部分に形成された透明電極層１５を補強するために、補強用導電膜５００を形成する。反射膜兼画素電極１２と補強用導電膜５００は、Ａｌをスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィーとウェットエッチングまたはドライエッチングでパターニングし、レジスト剥離を行うことにより形成する。
【００９３】
透明電極層１５の膜厚は、導電性を確保できる範囲で薄い方が好ましいが、薄い導電膜だけでは前記コンタクトホールの段差部分において膜厚が薄くなってしまう。しかしながら、本実施形態のように当該箇所に補強用導電膜５００を形成することにより、導通不良を確実に防止することができる。
しかも、本実施形態においては、補強用導電膜５００の形成工程と同一工程において赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の反射膜兼画素電極１２を形成するので、青色発光素子Ｕ３の反射膜１３の形成工程と同一工程において反射膜兼画素電極１２を形成する場合に比べて、反射率が低下するリスクを軽減することができる。
つまり、青色発光素子Ｕ３の反射膜１３の形成工程と同一工程において反射膜兼画素電極１２を形成する場合には、青色発光素子Ｕ３の透明膜１４および透明電極層１５を形成する間は反射膜兼画素電極１２の表面がさらされた状態になってしまう。その結果、透明膜１４および透明電極層１５の形成工程におけるエッチクング時のプラズマ等によるプロセスダメージによって、反射膜兼画素電極１２の反射率が低下する場合がある。
しかしながら、本実施形態では、補強用導電膜５００の形成工程と同一工程において赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の反射膜兼画素電極１２を形成するので、青色発光素子Ｕ３の透明膜１４および透明電極層１５の形成工程中においても、反射膜兼画素電極１２の表面がさらされることはないので、プロセスダメージによる反射膜兼画素電極１２の反射率の低下リスクを軽減することができる。
【００９４】
次に、反射膜兼画素電極１２を覆うように、蒸着法によりＭｏＯ３を成膜して図１４（Ｂ）に示すように正孔注入膜２０を形成する。また、図１５（Ａ）に示すように、各色の発光素子のコンタクトホール上にＳｉＯ２からなる隔離膜３０３を形成し、図１５（Ｂ）に示すように、正孔注入膜２０および透明電極層１５を覆うように蒸着法によりＯＬＥＤ層１６を形成する。さらに、図１６に示すように、蒸着法によりＭｇＡｇを成膜し、光取り出し側電極２２を形成する。
【００９５】
続いて、図１７に示すように、ＳｉＮをＣＶＤ法により成膜して封止膜３０を形成する。さらにその上へフォトリソグラフィーで赤色、緑色、青色のカラーフィルター４０、４１、４２および遮光膜３２を形成する。そして、第２基板３１を貼りあわせる。以上が本実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法である。
【００９６】
以上のように、本実施形態の発光装置Ｄ１は、赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２を上記（１）式においてｍ＝０の場合の光学構造を有するように形成し、青色発光素子Ｕ３を上記（１）式においてｍ＝１の場合の光学構造を有するように形成して、青色発光素子Ｕ３の透明電極層１５に、ＩＴＯを用いる。したがって、消費電力を抑えつつ、ｓＲＧＢカバー率の高いディスプレイを実現することができる。
【００９７】
また、透明電極層１５で薄い膜厚で形成した場合でも、コンタクトホールの段差部分に補強用導電膜５００を形成するので、導通不良を確実に防止することができる。しかも、補強用導電膜５００の形成工程と同一工程において赤色発光素子Ｕ１および緑色発光素子Ｕ２の反射膜兼画素電極１２を形成するので、青色発光素子Ｕ３の反射膜１３の形成工程と同一工程において反射膜兼画素電極１２を形成する場合に比べて、エッチクング時のプラズマ等によるプロセスダメージによって反射率が低下するリスクを軽減することができる。
【００９８】
また、上述した実施例１においては、赤色発光素子および緑色発光素子を上記（１）においてｍ＝０の光学構造とし、青色発光素子を上記（１）においてｍ＝１の光学構造とした例について説明した。また、その他の実施例においては、いずれかの色の発光素子を上記（１）においてｍ＝０の光学構造とし、いずれかの色の発光素子を上記（１）においてｍ＝１の光学構造とした例について説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、上記（１）においてｍの値をそれ以外の値とする光学構造を採用してもよい。
【００９９】
さらに、上述した実施形態においては、青色発光素子の透明電極層を形成した後に、透明電極層の補強用導電膜と赤色発光素子および緑色発光素子の反射膜兼画素電極とを同一工程で形成する例について説明した。しかしながら、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、いずれか２色の発光素子の透明電極層を形成した後に、透明電極層の補強用導電膜と残りの色の発光素子の反射膜兼画素電極とを同一工程で形成するようにしてもよい。
【０１００】
また、上述した製造方法の実施形態においては、透明電極層を形成する例について説明したが、本発明のこの場合に限られるものでなく、透明電極層の代わりに、半透過電極層を形成する場合にも適用可能である。この場合には、透明電極層と反射層との導通を図る導通層４９０は設ける必要がない。
【０１０１】
また、上述した実施形態において、青色発光素子Ｕ３の透明電極層１５として、ＩＴＯを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＴＯの替わりにＴｉＮを用いて半透過電極層を形成してもよい。ＩＴＯは製造工程でパーティクルを発生させ易いが、ＴｉＮはそのような問題がない。このため、半導体の製造プロセス、例えば、Ｓｉプロセスで発光装置Ｄ１を製造することが可能となる。この場合には、透明電極層と反射層との導通を図る導通層４９０は設ける必要がない。
【符号の説明】
【０１０２】
１０……第１基板、１１……回路素子薄膜、１２……反射層兼画素電極、１３……反射膜、１４……透明膜、１５……透明電極層、１６……ＯＬＥＤ層、２０……正孔注入膜、２２…対向電極、２４……正孔輸送膜、２６……積層発光層、２８……電子輸送膜、３０……封止膜、３１……第２基板、４０……赤色用カラーフィルター、４１……緑色用カラーフィルター、４２……青色用カラーフィルター、３０１……層間絶縁膜、３６０……コンタクトホール、５００……補強助用導電膜、Ｄ１……発光装置、Ｕ１…赤色発光素子、Ｕ２…緑色発光素子、Ｕ３…青色発光素子
【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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【図１７】
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