本發(fā)明涉及具備光共振結構的自發(fā)光型的電光學裝置以及電子設備。
背景技術:
作為電光學裝置可舉出按照每個像素設置有作為發(fā)光元件的有機電致發(fā)光(el)元件的有機el裝置。在這樣的有機el裝置中提出了通過對像素導入光共振結構,并取出共振波長的光,實現彩色顯示。
例如,在專利文獻1中公開了像素包括反射層,具有光反射性及透光性的對置電極,以及設置在反射層與對置電極之間的絕緣層、像素電極和包括發(fā)光層的功能層的電光學裝置。在專利文獻1的電光學裝置中,提出了絕緣層包括從反射層側開始依次層疊的第一絕緣層、第二絕緣層、第三絕緣層,按照每個像素改變反射層與像素電極之間的絕緣層的層結構的光共振結構。即,通過按照每個像素改變絕緣層的層結構來調整光共振結構中的光路長度,并取出所希望的共振波長的光。
專利文獻1:日本特開2014-235959號公報
在上述專利文獻1所記載的電光學裝置中,示出了從對各像素設置的功能層得到白色發(fā)光的例子。另外,示出了對各像素配置有彩色濾光片的例子。即,通過光共振結構使從有機el元件的功能層發(fā)出的白色光中的共振波長的光增強,進而通過彩色濾光片取出。
例如,在得到藍(b)、綠(g)、紅(r)不同的發(fā)光色的各像素中,難以嚴格控制發(fā)光強度,有時為了從各像素分別取出相同的發(fā)光強度的光,而按照b、g、r的每個像素使流過有機el元件的電流的大小不同。這樣,b、g、r的像素間的電流比變得不同。因此,若長期驅動電光學裝置,則存在電流流動最大的像素中的有機el元件的發(fā)光亮度相比其它像素降低的可能性。因此,在使b、g、r的像素發(fā)光來顯示例如白色時,存在產生由任一像素的發(fā)光亮度的降低引起的色度偏差的課題。
另外,為了使這樣的像素間的電流比一樣,例如可以考慮按照每個像素來改變晶體管的特性,或改變電路結構的方法,但存在電路結構變得復雜的課題。
技術實現要素:
本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的,能夠作為以下的方式或者應用例來實現。
應用例
本應用例所涉及的電光學裝置的特征在于,具備反射層、半透過反射層、以及設置在上述反射層與上述半透過反射層之間且分別具有光路長度調整層及發(fā)光功能層的第一像素以及第二像素,上述第一像素的上述光路長度調整層包括亮度調整層,上述第二像素的上述光路長度調整層不包括上述亮度調整層。
根據本應用例,在想要在第一像素和第二像素中得到相同的發(fā)光亮度的情況下,由于第一像素具有亮度調整層,所以與第二像素相比需要使電流大量流過。換言之,在第一像素和第二像素中,例如,即使為使發(fā)光功能層以相同的發(fā)光亮度發(fā)光所流過的電流的大小不同,以第二像素為基準增加流過第一像素的電流,也能夠從第一像素以及第二像素取出實質相同的亮度的發(fā)光。即,能夠減小流過第一像素和第二像素的電流的大小的差或者使電流的大小相同。即,能夠提供一種能夠不使像素電路的電路結構變復雜,以簡單的結構使像素間的電流比一樣的電光學裝置。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,優(yōu)選上述光路長度調整層包括透光性的像素電極,上述亮度調整層設置在上述反射層與上述像素電極之間。
根據該結構,能夠不給設置在像素電極與半透過反射層之間的發(fā)光功能層的發(fā)光特性帶來影響地減小流過第一像素和第二像素的電流的大小的差或者使電流的大小相同。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,優(yōu)選上述亮度調整層具有折射率比相鄰的層的折射率小的層。
根據該結構,能夠根據與相鄰的層之間的折射率的差異,對透過亮度調整層的光的量進行調整。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,上述亮度調整層也可以包括折射率比相鄰的層的折射率小的層和金屬層。
根據該結構,能夠利用金屬層的界面處的光反射來調整亮度。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,其特征在于,上述金屬層由選自ti、mo、ta、al、cu、cr中的至少1種金屬或者包括該金屬的合金構成。
根據該結構,若使用上述金屬或合金來制作金屬薄膜,則能夠構成發(fā)揮亮度調整功能的具有透光性和光反射性的金屬層。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,其特征在于,上述相鄰的層由氮化硅膜構成,上述折射率較小的層由二氧化硅膜構成。
根據該結構,由于亮度調整層包括由二氧化硅膜構成的層,所以能夠防止由設置亮度調整層引起的亮度急劇降低,而進行精細的亮度調整。
在上述應用例所記載的電光學裝置中,優(yōu)選上述第一像素以及上述第二像素具有設置在上述反射層上的增反射層。
根據該結構,在第一像素以及第二像素中,能夠實現更加明亮的發(fā)光亮度。
應用例
本應用例所涉及的電子設備的特征在于,具備上述應用例所記載的電光學裝置。
根據本應用例,由于具備能夠不使像素電路中的電路結構變復雜、以簡單的結構使像素間的電流比一樣的電光學裝置,所以能夠提供一種實現美觀的發(fā)光狀態(tài),并且性價比優(yōu)異的電子設備。
附圖說明
圖1是表示第一實施方式的有機el裝置的結構的簡要俯視圖。
圖2是表示第一實施方式的有機el裝置的發(fā)光像素的電結構的等效電路圖。
圖3是表示第一實施方式的有機el裝置的發(fā)光像素的結構的簡要俯視圖。
圖4是表示沿著x方向切開發(fā)光像素時的構造的簡要剖視圖。
圖5是表示發(fā)光像素中的光共振結構的示意剖視圖。
圖6是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的流程圖。
圖7是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖8是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖9是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖10是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖11是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖12是表示第一實施方式的有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。
圖13是表示第二實施方式的有機el裝置中的光共振結構的示意剖視圖。
圖14是表示得到紅色光的發(fā)光像素中的從反射層到金屬層的光學距離與亮度的關系的圖表。
圖15是表示得到綠色光的發(fā)光像素中的從反射層到金屬層的光學距離與亮度的關系的圖表。
圖16是表示比較例1的有機el裝置的光共振結構的示意剖視圖。
圖17是表示比較例1及實施例1以及實施例2的評價結果的表。
圖18是表示比較例1及實施例1以及實施例2的發(fā)光像素中的電流比的圖表。
圖19是表示作為電子設備的頭戴式顯示器的示意圖。
具體實施方式
以下,結合附圖對將本發(fā)明的具體化的實施方式進行說明。此外,使用的附圖為了使說明的部分成為能夠識別的狀態(tài),而適當地放大或者縮小而進行顯示。
第一實施方式
電光學裝置
首先,作為本實施方式的電光學裝置以有機el裝置為例,參照圖1~圖5進行說明。圖1是表示有機el裝置的結構的簡要俯視圖,圖2是表示有機el裝置的發(fā)光像素的電結構的等效電路圖,圖3是表示有機el裝置的發(fā)光像素的結構的簡要俯視圖。
如圖1所示,作為電光學裝置的有機el裝置100具備:元件基板10、在元件基板10的顯示區(qū)域e配置成矩陣狀的多個發(fā)光像素20、作為驅動控制多個發(fā)光像素20的周邊電路的數據線驅動電路101及掃描線驅動電路102、以及用于實現與外部電路的電連接的多個外部連接用端子103。本實施方式的有機el裝置100是有源驅動型且頂部發(fā)光型的發(fā)光裝置。
在顯示區(qū)域e配置有得到藍色(b)的發(fā)光的發(fā)光像素20b、得到綠色(g)的發(fā)光的發(fā)光像素20g、以及得到紅色(r)的發(fā)光的發(fā)光像素20r。另外,將得到相同顏色的發(fā)光的發(fā)光像素20在附圖上沿縱向排列,將得到不同顏色的發(fā)光的發(fā)光像素20在附圖上沿橫向按照b、g、r的順序反復配置。這樣的發(fā)光像素20的配置被稱為條紋(strip)方式,但并不限定于此。例如,得到不同顏色的發(fā)光的發(fā)光像素20的橫向上的配置也可以不是b、g、r的順序,例如,也可以為r、g、b的順序。
以下,將排列有得到相同顏色的發(fā)光的發(fā)光像素20的縱向設為y方向,將與y方向正交的方向設為x方向來進行說明。另外,將從發(fā)光像素20的光的取出方向觀察元件基板10作為俯視來進行說明。
對于發(fā)光像素20的詳細結構在下文中進行描述,本實施方式中的發(fā)光像素20b、20g、20r分別作為發(fā)光元件具備有機電致發(fā)光元件(以下,稱為有機el元件)以及與b、g、r各種顏色對應的彩色濾光片,能夠將來自有機el元件的發(fā)光轉換為b、g、r各種顏色并進行全彩顯示。另外,按照每個發(fā)光像素20b、20g、20r構建有提高來自有機el元件的發(fā)光波長范圍中的特定的波長的亮度的光共振結構。
在有機el裝置100中,發(fā)光像素20b、20g、20r作為子像素發(fā)揮作用,由得到與b、g、r對應的發(fā)光的3個發(fā)光像素20b、20g、20r構成圖像顯示中的一個像素單位。此外,像素單位的結構并不局限于此,像素單位也可以包括得到b、g、r以外的發(fā)光色(包括白色)的發(fā)光像素20。
沿著元件基板10的第一邊部,將多個外部連接用端子103沿x方向排列設置。另外,在y方向上,在外部連接用端子103與顯示區(qū)域e之間,以沿x方向延伸的方式配置有數據線驅動電路101。另外,在x方向上,隔著顯示區(qū)域e設置有一對掃描線驅動電路102。
如上所述,在顯示區(qū)域e,多個發(fā)光像素20被設置成矩陣狀,如圖2所示,在元件基板10作為與發(fā)光像素20對應的信號線,設置有掃描線11、數據線12、點亮控制線13、電源線14。
在本實施方式中,掃描線11和點亮控制線13沿x方向并行延伸,數據線12和電源線14沿y方向并行延伸。
在顯示區(qū)域e,與被配置成矩陣狀的多個發(fā)光像素20中的m行對應地設置有多個掃描線11和多個點亮控制線13,分別與圖1所示的一對掃描線驅動電路102連接。另外,與被配置成矩陣狀的多個發(fā)光像素20中的n列對應地設置多個數據線12和多個電源線14,多個數據線12分別與圖1所示的數據線驅動電路101連接,多個電源線14與多個外部連接用端子103中的任意一個連接。
在掃描線11與數據線12的交叉部附近,設置有構成發(fā)光像素20的像素電路的第一晶體管21、第二晶體管22、第三晶體管23、儲存電容24、以及作為發(fā)光元件的有機el元件30。
有機el元件30具有作為陽極的像素電極31、作為陰極的對置電極36、以及夾在這兩個電極間的包括發(fā)光層的功能層35。對置電極36是以橫跨多個發(fā)光像素20的方式設置為通用的電極,例如,對于對電源線14施加的電源電壓vdd,施加低位的基準電位vss、gnd的電位。
第一晶體管21以及第三晶體管23例如是n溝道型的晶體管。第二晶體管22例如是p溝道型的晶體管。
第一晶體管21的柵電極與掃描線11連接,一個電流端與數據線12連接,另一個電流端與第二晶體管22的柵電極和儲存電容24的一個電極連接。
第二晶體管22的一個電流端與電源線14連接,并且與儲存電容24的另一個電極連接。第二晶體管22的另一個電流端與第三晶體管23的一個電流端連接。換言之,第二晶體管22和第三晶體管23共享一對電流端中的一個電流端。
第三晶體管23的柵電極與點亮控制線13連接,另一個電流端與有機el元件30的像素電極31連接。
第一晶體管21、第二晶體管22以及第三晶體管23的各自的一對電流端的一方是源極,另一方是漏極。
在這樣的像素電路中,若從掃描線驅動電路102對掃描線11供給的掃描信號yi的電壓等級為高電平,則n溝道型的第一晶體管21為導通狀態(tài)(on)。經由導通狀態(tài)(on)的第一晶體管21,數據線12與儲存電容24電連接。而且,若從數據線驅動電路101對數據線12供給數據信號,則數據信號的電壓等級vdata與對電源線14施加的電源電壓vdd的電位差被累積到儲存電容24。
若從掃描線驅動電路102對掃描線11供給的掃描信號yi的電壓等級成為低電平,則n溝道型的第一晶體管21成為斷開狀態(tài)(off),第二晶體管22的柵極-源極間電壓vgs保持在被施加電壓等級vdata時的電壓。另外,在掃描信號yi成為低電平后,對點亮控制線13供給的點亮控制信號vgi的電壓等級成為高電平,第三晶體管23成為導通狀態(tài)(on)。這樣,在第二晶體管22的源極-漏極間流過與第二晶體管22的柵極-源極電壓vgs相應的電流。具體而言,該電流按照從電源線14經由第二晶體管22以及第三晶體管23到達有機el元件30的路徑流動。
有機el元件30根據流過有機el元件30的電流的大小發(fā)光。流過有機el元件30的電流由根據第二晶體管22的柵極-源極間的電壓vgs設定的第二晶體管22與有機el元件30的動作點來決定。第二晶體管22的柵極-源極間的電壓vgs在掃描信號yi是高電平時,是通過數據線12的電壓等級vdata與電源電壓vdd的電位差而保持于儲存電容24的電壓。這樣,發(fā)光像素20根據數據信號中的電壓等級vdata以及第三晶體管23成為導通狀態(tài)期間的長度來規(guī)定發(fā)光亮度。即,能夠根據數據信號中的電壓等級vdata的值,在發(fā)光像素20中施加與圖像信息相應的亮度的灰度性,從而能夠進行全彩顯示。
此外,在本實施方式中,并不限定于發(fā)光像素20的像素電路具有3個晶體管21、22、23,也可以為具有開關用晶體管和驅動用晶體管的結構。另外,構成像素電路的晶體管可以是n溝道型的晶體管,也可以是p溝道型的晶體管,也可以是具備n溝道型的晶體管以及p溝道型的晶體管雙方的晶體管。另外,構成發(fā)光像素20的像素電路的晶體管可以是在半導體基板具有有源層的mos型晶體管,也可以是薄膜晶體管,也可以是場效應晶體管。
另外,作為掃描線11、數據線12以外的信號線的點亮控制線13、電源線14的配置取決于晶體管、儲存電容24的配置,并不限定于此。
在本實施方式中,作為構成發(fā)光像素20的像素電路的晶體管,以采用在半導體基板具有有源層的mos型晶體管為例,在下面進行說明。
發(fā)光像素的結構
參照圖3對發(fā)光像素20的具體的結構進行說明。如圖3所示,發(fā)光像素20b、20g、20r在俯視時分別呈矩形形狀,以長邊方向沿著y方向的方式配置。在發(fā)光像素20b、20g、20r中,分別設置有圖2所示的等效電路的有機el元件30。為了區(qū)分按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素設置的有機el元件30,有作為有機el元件30b、30g、30r來進行說明的情況。另外,為了按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素來區(qū)分有機el元件30的像素電極31,也有作為像素電極31b、31g、31r來進行說明的情況。
在發(fā)光像素20b設置有像素電極31b、和使像素電極31b與第三晶體管23電連接的接觸部31bc。同樣地,在發(fā)光像素20g設置有像素電極31g、和使像素電極31g與第三晶體管23電連接的接觸部31gc。在發(fā)光像素20r設置有像素電極31r、和使像素電極31r與第三晶體管23電連接的接觸部31rc。
各像素電極31b、31g、31r在俯視時也大致呈矩形形狀,在長邊方向的上方側分別配置有各接觸部31bc、31gc、31rc。
發(fā)光像素20b、20g、20r分別具有使相鄰的像素電極31彼此電絕緣,并且在像素電極31b、31g、31r上形成有規(guī)定與功能層35(參照圖4)接觸的區(qū)域的開口29b、29g、29r的絕緣構造。
另外,實質上作為對有機el元件30b、30g、30r的功能層35注入電荷的像素電極31b、31g、31r來發(fā)揮作用的是由上述絕緣構造中的開口29b、29g、29r規(guī)定并分別與功能層35接觸的部分。開口29b、29g、29r由后述的第五絕緣層29(參照圖4)來規(guī)定,在像素電極31b、31g、31r的各個像素電極中,上述各接觸部31bc、31gc、31rc被第五絕緣層29覆蓋,且相互絕緣。此外,在本實施方式中,開口29b、29g、29r的形狀、大小相同。
接下來,參照圖4對發(fā)光像素20的構造進行說明。圖4是表示沿著x方向切開發(fā)光像素時的構造的簡要剖視圖。此外,在圖4中,示出了像素電路中的第一晶體管21及第二晶體管22、以及與第一晶體管21及第二晶體管22相關的布線等,省略了第三晶體管23的圖示。
如圖4所示,有機el裝置100具備形成有發(fā)光像素20b、20g、20r、彩色濾光片50等的元件基板10、以及透光性的密封基板70。元件基板10與密封基板70通過兼具粘合性和透明性的樹脂層60貼合。彩色濾光片50具有與b、g、r各種顏色對應的濾光層50b、50g、50r。各濾光層50b、50g、50r在元件基板10中,與發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素對應地配置。從功能層35發(fā)出的光透過對應的濾光層50b、50g、50r的任意一個從密封基板70側射出。即,有機el裝置100成為從密封基板70側取出發(fā)光的頂部發(fā)光構造。
元件基板10的基體材料10s由于有機el裝置100是頂部發(fā)光構造,所以不僅可以使用透明的玻璃基板,也可以使用不透明的陶瓷基板、半導體基板。
在本實施方式中,作為基體材料10s使用半導體基板。半導體基板例如是硅基板。
在基體材料10s設置有通過向半導體基板注入離子而形成的阱部10w、以及通過將與阱部10w不同種類的離子注入阱部10w而形成的有源層亦即離子注入部10d。阱部10w作為發(fā)光像素20中的晶體管21、22、23的溝道發(fā)揮作用,離子注入部10d作為發(fā)光像素20中的晶體管21、22、23的源極-漏極、布線的一部分發(fā)揮作用。
接下來,形成覆蓋形成有離子注入部10d、阱部10w的基體材料10s的表面的絕緣膜10a。絕緣膜10a作為柵極絕緣膜發(fā)揮作用。在絕緣膜10a上例如形成多晶硅等導電膜,并對其進行圖案化來形成柵電極22g。柵電極22g以與作為第二晶體管22的溝道發(fā)揮作用的阱部10w對置的方式配置。在其它的第一晶體管21、第三晶體管23中也同樣配置有柵電極。
接下來,形成覆蓋柵電極22g的第一層間絕緣膜15。而且,形成貫通第一層間絕緣膜15,到達例如第一晶體管21的漏極、第二晶體管22的柵電極22g的接觸孔。通過形成至少覆蓋該接觸孔內,并覆蓋第一層間絕緣膜15的表面的導電膜,并對其進行圖案化,例如,形成與第一晶體管21的漏極電極21d和第二晶體管22的柵電極22g連接的布線。
接下來,形成覆蓋第一層間絕緣膜15上的各種布線的第二層間絕緣膜16。而且,形成貫通第二層間絕緣膜16,并到達形成在第一層間絕緣膜15上的布線的接觸孔。通過形成至少覆蓋該接觸孔內,并覆蓋第二層間絕緣膜16的表面的導電膜,并對其進行圖案化,例如,形成使儲存電容24的一個電極24a與第二晶體管22的柵電極22g電連接的接觸部。另外,在與一個電極24a相同的層形成數據線12。數據線12通過在圖4中省略圖示的布線,與第一晶體管21的源極連接。
接下來,形成覆蓋至少一個電極24a的電介質層(在圖4中省略圖示)。另外,在隔著電介質層與一個電極24a對置的位置形成儲存電容24的另一個電極24b。由此,形成在一對電極24a、24b間具有電介質層的儲存電容24。
接下來,形成覆蓋數據線12以及儲存電容24的第三層間絕緣膜17。形成貫通第三層間絕緣膜17,到達例如形成在儲存電容24的另一個電極24b、第二層間絕緣膜16上的布線的接觸孔。通過形成至少覆蓋該接觸孔內,并覆蓋第三層間絕緣膜17的表面的導電膜,并對其進行圖案化,形成電源線14并形成使電源線14與另一個電極24b連接的接觸部。在本實施方式中,電源線14使用兼具光反射性和導電性的、例如al(鋁)、ag(銀)等金屬或者這些金屬的合金而形成。另外,電源線14除了與發(fā)光像素20b、20g、20r的接觸部31bc、31gc、31rc(參照圖3)重疊的部分,以與像素電極31b、31g、31r對置,并構成遍及顯示區(qū)域e的平面的方式形成。電源線14的與像素電極31b、31g、31r對置的部分作為反射層發(fā)揮作用。
此外,也可以為由具有導電性的材料形成電源線14,并在電源線14與像素電極31b、31g、31r之間設置反射層的結構。
雖然在圖4中未圖示,但在基體材料10s設置有第二晶體管22和第三晶體管23共用的阱部10w。在該阱部10w設置有3個離子注入部10d。3個離子注入部10d中位于中央側的離子注入部10d作為第二晶體管22和第三晶體管23共用的漏極發(fā)揮作用。設置覆蓋該阱部10w的絕緣膜10a。而且,通過覆蓋絕緣膜10a形成例如多晶硅等導電膜,并對該導電膜進行圖案化,在絕緣膜10a上形成第二晶體管22的柵電極以及第三晶體管23的柵電極。各個柵電極以與作為上述的中央側的離子注入部10d與端側的離子注入部10d之間的阱部10w中的溝道發(fā)揮作用的部分對置的方式配置。
接下來,第二晶體管22的柵電極通過貫通第一層間絕緣膜15和第二層間絕緣膜16的接觸孔,與設置在第二層間絕緣膜16上的儲存電容24的一個電極24a連接。第二晶體管22的源極電極通過貫通第二層間絕緣膜16以及第三層間絕緣膜17的接觸孔,與設置在第三層間絕緣膜17上的電源線14連接。
第三晶體管23的柵電極通過貫通第一層間絕緣膜15的接觸孔,與設置在第一層間絕緣膜15上的點亮控制線13連接。在第一層間絕緣膜15上除點亮控制線13以外設置有掃描線11。掃描線11同樣經由貫通第一層間絕緣膜15的接觸孔與第一晶體管21的柵極連接。
第三晶體管23的源極電極通過貫通第二層間絕緣膜16及第三層間絕緣膜17、以及電源線14上的絕緣層28的接觸孔,與設置在絕緣層28上的布線連接。該布線例如是與發(fā)光像素20g的接觸部31gc對應地設置的布線,在該接觸部31gc中通過該布線與像素電極31g的接觸來實現電連接。
發(fā)光像素20b、20r的像素電極31b、31r分別與對應的第三晶體管23的源極電極的電連接與發(fā)光像素20g同樣經由接觸部31bc、接觸部31rc進行(參照圖3)。
有機el元件30設置在作為反射層發(fā)揮作用的電源線14上。另外,將能夠按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素取出不同的共振波長的光的光共振結構構建在電源線14上。電源線14以在俯視時遍及設置有發(fā)光像素20b、20g、20r的顯示區(qū)域e地覆蓋第三層間絕緣膜17的表面的方式形成。另外,除了設置有實現像素電極31b、31g、31r分別與對應的第三晶體管23的電連接的上述接觸部31bc、31gc、31rc的部分,對電源線14進行圖案化。因此,由設置在比電源線14靠下層的像素電路的結構引起的凹凸成為難以給設置在比電源線14靠上層的光共振結構帶來影響的構造。
以覆蓋按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素設置的有機el元件30且至少遍及顯示區(qū)域e的方式形成有密封層40。密封層40包括從對置電極36側開始依次層疊的第一密封膜41、緩沖層42以及第二密封膜43而構成。
第一密封膜41使用難以透過水分、氧等氣體(阻氣性),并且得到透明性的例如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鈦等金屬氧化物等無機化合物而形成。作為形成方法,優(yōu)選使用在低溫下能夠形成致密的膜的氣相工序,例如能夠舉出等離子體cvd法、ecr等離子體濺射法等高密度等離子體成膜法、真空蒸鍍法、離子鍍法。第一密封膜41的膜厚為約200nm~400nm。
第一密封膜41的表面受到設置于下層的有機el元件30等構造體的影響而產生凹凸。在本實施方式中,為了防止由該凹凸、異物的附著等引起的第二密封膜43的密封功能的降低,覆蓋第一密封膜41的表面中的至少顯示區(qū)域e,為了減緩至少顯示區(qū)域e中的該凹凸并使其平坦化而形成有緩沖層42。
緩沖層42例如是使用使具有透明性的有機樹脂溶解于溶劑而成的溶液,利用印刷法、旋涂法涂覆該溶液并使其干燥而形成的有機樹脂層。作為有機樹脂能夠舉出環(huán)氧樹脂等。由于緩沖層42減緩第一密封膜41的表面上的該凹凸,并覆蓋附著于第一密封膜41的異物使其平坦化,所以優(yōu)選其膜厚為1μm~5μm,在本實施方式中,使用環(huán)氧樹脂形成有膜厚為約3μm的緩沖層42。優(yōu)選緩沖層42以在俯視時至少覆蓋功能層35的方式形成,并且以覆蓋對置電極36的方式形成。通過以至少覆蓋功能層35的方式形成緩沖層42,能夠減緩功能層35的端部的凹凸。此外,緩沖層42也可以以除了顯示區(qū)域e以外,還覆蓋周邊電路(數據線驅動電路101以及一對掃描線驅動電路102)的顯示區(qū)域e側的至少一部分的方式形成(參照圖1)。
覆蓋緩沖層42的第二密封膜43與第一密封膜41相同,使用兼具透明性和阻氣性,且耐水性、耐熱性優(yōu)異的無機化合物而形成。作為無機化合物,可舉出二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。第二密封膜43可以使用與第一密封膜41相同的方法來形成。第二密封膜43的膜厚優(yōu)選在200nm~700nm的范圍內成膜以在成膜時不產生裂紋,更優(yōu)選在300nm~400nm的范圍內成膜。此外,若以覆蓋對置電極36的方式形成緩沖層42,則能夠通過第一密封膜41和直接層疊于第一密封膜41的第二密封膜43來覆蓋對置電極36的端部。
彩色濾光片50形成在表面平坦的密封層40上。彩色濾光片50的各濾光層50b、50g、50r通過將包括與各種顏色對應的顏料的感光性樹脂涂覆在密封層40上并進行曝光/顯影而形成。
光共振結構
接下來,參照圖5對本實施方式的有機el裝置100中的光共振結構以及有機el元件30的結構進行說明。圖5是表示發(fā)光像素中的光共振結構的示意剖視圖。
本實施方式中的有機el元件30具有作為透光性的陽極的像素電極31、作為半透過反射性的陰極的對置電極36、以及夾持在上述電極間的功能層35。功能層35包括從像素電極31側開始依次層疊的空穴注入層(hil)32、有機發(fā)光層(eml)33、電子傳輸層(etl)34。
通過對像素電極31與對置電極36之間施加驅動電位,從像素電極31向功能層35注入空穴,從對置電極36向功能層35注入電子。在功能層35所包括的有機發(fā)光層33中,被注入的空穴和電子形成激子(激發(fā)子),在激子(激發(fā)子)消失時(電子與空穴復合時),能量的一部分成為熒光、磷光而被釋放。
功能層35除了空穴注入層32、有機發(fā)光層33、電子傳輸層34以外,也可以包括改善或控制空穴、電子向有機發(fā)光層33的注入性、傳輸性的、例如空穴傳輸層、電子注入層或中間層。
在本實施方式中,成為從功能層35的有機發(fā)光層33得到白色光的結構。因此,功能層35以橫跨發(fā)光像素20b、20g、20r通用的方式形成。此外,白色光能夠通過對得到藍(b)、綠(g)、紅(r)的發(fā)光的有機發(fā)光層進行組合來實現。另外,對得到藍(b)和黃(y)的發(fā)光的有機發(fā)光層進行組合也能夠得到近似白色光。
在本實施方式中,成為從有機el元件30發(fā)出的白色光透過彩色濾光片50,從而按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素得到所希望的發(fā)光色的結構。此外,對發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素,在作為反射層發(fā)揮作用的電源線14與對置電極36之間構建光共振結構,在與b、g、r的各發(fā)光色對應的共振波長中得到亮度被加強后的發(fā)光。
發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素的共振波長由作為反射層的電源線14與對置電極36之間的光學距離d(也稱為光路長度)來決定,具體而言,被設定為滿足下述的公式(1)。
d={(2πm+φl+φu)/4π}λ…(1)
m是正整數(m=0、1、2…),φl是利用反射層的反射的相移,φu是利用對置電極36的反射的相移,λ是駐波的峰值波長。
發(fā)光像素20b、20g、20r的光共振結構中的光學距離d按照b、g、r的順序增大,通過使配置在電源線14(反射層)與像素電極31之間的多個絕緣層的結構不同來進行調整。具體而言,在電源線14與像素電極31b之間存在第一絕緣層25和第二絕緣層26,在電源線14與像素電極31g之間除了第一絕緣層25以及第二絕緣層26以外還存在第四絕緣層27b,在電源線14與像素電極31r之間存在第一絕緣層25、第二絕緣層26、第三絕緣層27a、第四絕緣層27b,由此該光學距離d按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素而不同。光共振結構中的各層的光學距離能夠通過光透過的各層的膜厚(t)與折射率(n)的乘積來表示。
例如,發(fā)光像素20b中的亮度的峰值波長(共振波長)被設定為470nm。同樣地,發(fā)光像素20g中的亮度的峰值波長(共振波長)被設定為540nm,發(fā)光像素20r中的亮度的峰值波長(共振波長)被設定為610nm。
為了實現上述峰值波長,例如,將由ito等透明導電膜構成的像素電極31b、31g、31r的膜厚設為約20nm,將折射率設為1.8,將功能層35的膜厚設為約110nm,將折射率設為1.8。而且,在上述公式(1)中,若設為m=1來計算電源線14(反射層)與對置電極36之間的各絕緣層的膜厚,則在發(fā)光像素20b中,由折射率為1.46的sio2構成的第一絕緣層25的膜厚為35nm,由折射率為1.8的sin構成的第二絕緣層26的膜厚為45nm,合計膜厚為80nm。在發(fā)光像素20g中,由折射率為1.46的sio2構成的第四絕緣層27b的膜厚為44nm,將第一絕緣層25和第二絕緣層26相加的合計膜厚為124nm。在發(fā)光像素20r中,由sio2構成的第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b的膜厚為100nm,將第一絕緣層25和第二絕緣層26相加的合計膜厚為180nm。
此外,在本實施方式中,遍及發(fā)光像素20b、20g、20r通用地設置且覆蓋作為反射層發(fā)揮作用的電源線14的第一絕緣層25如上所述使用sio2來形成,作為本發(fā)明中的提高光反射性的增反射層發(fā)揮作用。因此,包括為了使發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素的光共振結構的光學距離d實質不同而設置的第二絕緣層26、第三絕緣層27a、第四絕緣層27b的絕緣層28作為本發(fā)明中的光路長度調整層發(fā)揮作用。以下,利用絕緣層28的附圖標記,稱為光路長度調整層28。
另外,在發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素的光共振結構中,為了高精度地實現上述峰值波長,光共振結構的光學距離d考慮第一絕緣層25、第二絕緣層26、第三絕緣層27a、第四絕緣層27b的每個絕緣層的膜厚以及折射率、像素電極31以及功能層35的膜厚以及折射率、作為反射層的電源線14以及對置電極36的消光系數來設定。另外,光所透過的層的折射率嚴格來說依賴于所透過的光的波長。
進一步,在本實施方式的光共振結構中,由于光路長度調整層28具有折射率比相鄰的層(第二絕緣層26)的折射率小的層(第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b),所以成為不僅在反射層14與第一絕緣層25的界面產生光的反射,在第二絕緣層26與第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b的界面也產生光的反射的結構。由此,與在發(fā)光像素20g中在第二絕緣層26與第四絕緣層27b的界面不產生反射的情況、即第二絕緣層26和第四絕緣層27b由相同的材料構成的情況相比,從發(fā)光像素20g取出的光的強度(亮度)降低。同樣地,與在發(fā)光像素20r中在第二絕緣層26與第三絕緣層27a的界面不產生反射的情況、即第二絕緣層26和第三絕緣層27a由相同的材料構成的情況相比,從發(fā)光像素20r取出的光的強度(亮度)降低。即,在發(fā)光像素20g中,光路長度調整層28中的第四絕緣層27b作為本發(fā)明的亮度調整層發(fā)揮作用,在發(fā)光像素20r中,光路長度調整層28中的第三絕緣層27a作為本發(fā)明的亮度調整層發(fā)揮作用。此外,在發(fā)光像素20r中,由于使用sio2形成第三絕緣層27a和第四絕緣層27b,所以第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b也可以作為亮度調整層發(fā)揮作用。
電光學裝置的制造方法
接下來,參照圖6~圖12對作為電光學裝置的有機el裝置100的制造方法進行說明。圖6是表示有機el裝置的制造方法的流程圖,圖7~圖12是表示有機el裝置的制造方法的簡要剖視圖。本發(fā)明的特征部分主要在于元件基板10中的光路長度調整層28的形成工序。因此,以下對有機el裝置100的制造方法中的元件基板10的制造方法的特征部分進行說明。
如圖6所示,本實施方式的元件基板10的制造方法至少具備增反射層形成工序(步驟s1)、光路長度調整層形成工序(步驟s2)、像素電極形成工序(步驟s3)、功能層形成工序(步驟s4)、對置電極形成工序(步驟s5)。此外,在元件基板10的基體材料10s上形成上述的像素電路、與像素電路連結的布線等的方法、作為反射層的電源線14的形成方法如上所述能夠使用公知的方法。在以下的說明中,反射層使用電源線14的附圖標記,以反射層14來進行說明。
在步驟s1的增反射層形成工序以及步驟s2的光路長度調整層形成工序中,首先,如圖7所示,在反射層14上依次進行成膜并形成第一絕緣層25、第二絕緣層26、第三絕緣層27a。第一絕緣層25、第三絕緣層27a例如通過cvd法等使sio2成膜。第二絕緣層26例如同樣通過cvd法等使sin成膜。如上所述,對于各絕緣層的目標膜厚,作為增反射層發(fā)揮作用的第一絕緣層25例如為35nm,第二絕緣層26例如為45nm,作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a例如為56nm。
而且,如圖8所示,以覆蓋第三絕緣層27a的方式形成感光性抗蝕層,并對其進行曝光/顯影,形成具有開口部81a的抗蝕圖案81。開口部81a以遍及相鄰的發(fā)光像素20b和發(fā)光像素20g的方式形成。通過經由這樣的抗蝕圖案81而使用例如氟類的處理氣體對第三絕緣層27a進行干式蝕刻,如圖9所示,在第三絕緣層27a形成開口部27c。此外,在干式蝕刻后除去抗蝕圖案81。如圖3所示,開口部27c在發(fā)光像素20b、20g的除去接觸部31bc、31gc的區(qū)域,以遍及相鄰的發(fā)光像素20b和發(fā)光像素20g的方式形成。
接著,如圖10所示,以覆蓋第三絕緣層27a及其開口部27c的方式形成第四絕緣層27b。第四絕緣層27b也例如通過cvd法等使sio2成膜。而且,以覆蓋第四絕緣層27b的方式形成感光性抗蝕層,并對其進行曝光/顯影,形成具有開口部82a的抗蝕圖案82。開口部82a與發(fā)光像素20b對應地形成。通過經由這樣的抗蝕圖案82而使用例如氟類的處理氣體對在開口部82a露出的第四絕緣層27b進行干式蝕刻,如圖11所示,在第四絕緣層27b形成開口部27d。此外,由于由sin構成的第二絕緣層26與sio2相比,干式蝕刻的蝕刻速率較慢,所以第二絕緣層26能夠作為干式蝕刻中的蝕刻停止膜發(fā)揮作用。在干式蝕刻后除去抗蝕圖案82。如圖3所示,開口部27d在遍及相鄰的發(fā)光像素20b和發(fā)光像素20g形成的開口部27c內,在發(fā)光像素20b內對應地形成。由此,在發(fā)光像素20b、20g、20r內制成光學距離不同的光路長度調整層28。然后,進入步驟s3。
在步驟s3的像素電極形成工序中,通過以覆蓋光路長度調整層28的方式使例如ito等透明導電膜成膜,并對其進行圖案化,如圖12所示,在開口部27d內的第二絕緣層26上形成像素電極31b,在開口部27c內的第四絕緣層27b上形成像素電極31g,在第四絕緣層27b上形成像素電極31r。此外,透明導電膜的目標膜厚例如為約20nm。然后,進入步驟s4。
在步驟s4的功能層形成工序中,在各發(fā)光像素20b、20g、20r中的像素電極31b、31g、31r上形成功能層35。如上所述,在本實施方式中,功能層35由空穴注入層32、有機發(fā)光層33、電子傳輸層34構成。另外,這些層以遍及發(fā)光像素20b、20g、20r通用的方式形成。并不對功能層35的各層的結構、形成方法進行特別限定,例如能夠使用蒸鍍法等干式成膜法、旋涂等濕式成膜法等公知的方法。另外,也可以根據所使用的功能層形成材料對干式成膜法和濕式成膜法進行組合來使用。在本實施方式中,使用蒸鍍法形成了空穴注入層32、有機發(fā)光層33、電子傳輸層34。功能層35的空穴注入層32的目標膜厚例如是30nm,有機發(fā)光層33的目標膜厚例如是55nm,電子傳輸層34的目標膜厚例如是25nm。即、功能層35的目標膜厚是這些層的目標膜厚的合計值即110nm。然后,進入步驟s5。
在步驟s5的對置電極形成工序中,以覆蓋在步驟s4中形成的功能層35的方式遍及發(fā)光像素20b、20g、20r形成對置電極36。在本實施方式中,對mg和ag進行共蒸鍍,形成了膜厚為約20nm的由mgag合金的薄膜構成的對置電極36。
之后,如上所述經過形成覆蓋對置電極36的密封層40的工序和在密封層40上形成彩色濾光片50的工序,完成元件基板10。進一步,經過經由樹脂層60使元件基板10和密封基板70貼合的工序制成有機el裝置100(參照圖4或圖5)。
根據上述第一實施方式,可得到以下的效果。
(1)發(fā)光像素20g的光共振結構中的光路長度調整層28具有作為亮度調整層發(fā)揮作用的第四絕緣層27b。同樣地,發(fā)光像素20r的光共振結構中的光路長度調整層28具有作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a(或者第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b)。例如,在白色顯示時,需要使流過發(fā)光像素20b的有機el元件30b的電流的大小相比流過發(fā)光像素20g、20r的有機el元件30g、30r的電流的大小增加的情況下,在發(fā)光像素20b、20g、20r間消耗電流不同導致電流比不再一樣。由于因發(fā)光像素20g、20r的光路長度調整層28包括亮度調整層,所以在白色顯示時,增加流過發(fā)光像素20g、20r的有機el元件30g、30r的電流的大小,因此能夠減小流過發(fā)光像素20b、20g、20r的有機el元件30b、30g、30r的電流的大小的差或者使電流比一樣。
(2)作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a(第四絕緣層27b)設置在反射層14與像素電極31之間。因此,能夠不給設置在像素電極31上的功能層35的發(fā)光特性帶來影響地減小流過發(fā)光像素20b、20g、20r的有機el元件30b、30g、30r的電流的大小的差或者使電流比一樣。
(3)作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a(第四絕緣層27b)由sio2構成,并與由折射率比sio2的折射率大的sin構成的第二絕緣層26接觸地層疊。由此,在第二絕緣層26與第三絕緣層27a(第四絕緣層27b)的界面產生光的反射,從而調整發(fā)光像素20g、20r中的發(fā)光亮度。即,由于作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a(第四絕緣層27b)使用透光性的sio2膜來形成,所以能夠高精度地實施發(fā)光亮度的調整。
第二實施方式
其它電光學裝置
接下來,作為具有第二實施方式的光共振結構的其它電光學裝置,同樣以有機el裝置為例,參照圖13進行說明。圖13是表示第二實施方式的有機el裝置的光共振結構的示意剖視圖。第二實施方式的有機el裝置相對于上述第一實施方式的有機el裝置100使光共振結構中的亮度調整層的形態(tài)不同。因此,對于與上述有機el裝置100相同的結構標注相同的附圖標記并省略詳細的說明。
如圖13所示,作為本實施方式的電光學裝置的有機el裝置200具備:具有得到不同的發(fā)光色的發(fā)光像素20b、20g、20r的元件基板210、和經由樹脂層60與元件基板210對置配置的透光性的密封基板70。元件基板210在基體材料10s上具備:遍及發(fā)光像素20b、20g、20r通用地形成的反射層14以及第一絕緣層25、與發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素對應地設置的光路長度調整層28、有機el元件30b、30g、30r以及彩色濾光片50(濾光層50b、50g、50r)。濾光層50b、50g、50r配置在覆蓋各有機el元件30b、30g、30r的密封層40上。
有機el元件30b、30g、30r分別具有夾在作為陽極的像素電極31與作為陰極的對置電極36之間的功能層35。功能層35包括從像素電極31側開始依次層疊的空穴注入層32、有機發(fā)光層33、電子傳輸層34,并且從功能層35發(fā)出白色光。白色光通過透過濾光層50b、50g、50r而被轉換為所希望的色光并從密封基板70側被取出。
有機el裝置200中的光共振結構在發(fā)光像素20b中,在反射層14與像素電極31b之間,具有第一絕緣層25以及第二絕緣層26。在發(fā)光像素20g中,在反射層14與像素電極31g之間,除了第一絕緣層25以及第二絕緣層26以外還具有金屬層27m以及第四絕緣層27b。在發(fā)光像素20r中,除了第一絕緣層25以及第二絕緣層26以外,還具有金屬層27m及第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b。
即,本實施方式的光路長度調整層28除了第二絕緣層26、第三絕緣層27a以及第四絕緣層27b(折射率比第二絕緣層26小的層)以外還具有金屬層27m。金屬層27m例如由選自ti、mo、ta、al、cu、cr中的至少1種金屬或者包括該金屬的合金構成,例如使用濺射法等形成為金屬薄膜以具有透光性和光反射性。
在光共振結構中,通過使反射層14與像素電極31之間的層結構在發(fā)光像素20b、20g、20r中不同,從發(fā)光像素20b取出共振波長(峰值波長)例如為470nm的光,從發(fā)光像素20g取出共振波長(峰值波長)例如為570nm的光,從發(fā)光像素20r取出共振波長(峰值波長)例如為610nm的光。另外,在設置有金屬層27m的發(fā)光像素20g、20r中進行亮度的調整。在取出上述共振波長(峰值波長)的光的情況下,例如,使用sio2來形成的情況下的第一絕緣層25的目標膜厚為35nm,使用sin來形成的情況下的第二絕緣層26的目標膜厚為45nm,使用tin來形成的情況下的金屬層27m的目標膜厚為2nm,使用sio2來形成的情況下的第三絕緣層27a的目標膜厚為56nm,使用sio2來形成的情況下的第四絕緣層27b的目標膜厚為44nm,使用ito來形成的情況下的像素電極31b、31g、31r的目標膜厚為20nm。
接下來,參照圖14以及圖15對反射層14與像素電極31g、31r之間的金屬層27m的位置與發(fā)光亮度(以下簡稱為“亮度”)的關系進行說明。圖14是表示得到紅色光的發(fā)光像素中的從反射層到金屬層的光學距離與亮度的關系的圖表,圖15是表示得到綠色光的發(fā)光像素中的從反射層到金屬層的光學距離與亮度的關系的圖表。此外,圖14以及圖15是通過光學模擬而得到的圖表,對于亮度,將沒有金屬層27m的情況數值化為“1”。
對于詳細內容在下文中進行描述,在本實施方式的有機el裝置200中,在發(fā)光像素20g和發(fā)光像素20r中,在由sin構成的第二絕緣層26上設置有由tin構成的金屬層27m,以使共振波長(峰值波長)最長的發(fā)光像素20r中亮度的調整寬度增大,(參照圖13)。
如圖14所示,在發(fā)光像素20r中,在作為增反射層發(fā)揮作用的第一絕緣層25上設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約52nm。此時的亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.7(70%)左右。在如上所述第二絕緣層26上設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約141nm。此時的亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.5(50%)左右。同樣地,在像素電極31的正下方設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約287nm。此時的亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.97(97%)左右。
如圖15所示,在發(fā)光像素20g中,在作為增反射層發(fā)揮作用的第一絕緣層25上設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約52nm,亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.74(74%)左右。如上所述,在第二絕緣層26上設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約141nm,亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.67(67%)左右。同樣地,在像素電極31的正下方設置有金屬層27m的情況下,從反射層14到金屬層27m的光學距離為約206nm,亮度與未設置金屬層27m的情況相比為約0.94(94%)左右。因此,在本實施方式的有機el裝置200中,作為亮度調整層還設置金屬層27m,由此與未設置金屬層27m的情況相比,發(fā)光像素20r的亮度降低約50%,發(fā)光像素20g的亮度降低約33%。
在有機el裝置200的光共振結構中,在將從金屬層27m到對置電極36的光學距離設為d1,將從反射層14到金屬層27m的光學距離設為d2時,在d1以及d2滿足以下的公式(2)的條件時,被對置電極36反射的光與被反射層14反射的光的相位的偏差為λ/2,認為亮度降低幅度最大。
m是正整數(m=0,1,2…),λ是共振波長,d是光共振結構中的光學距離,d1的情況下的φ是對置電極36與功能層35的界面處的相移和金屬層27m同與金屬層27m相鄰的層的界面上的相移的合計值。另外,d2的情況下的φ是反射層14與第一絕緣層25的界面處的相移和金屬層27m同與金屬層27m相鄰的層的界面處的相移的合計值。
即,將發(fā)光像素20中的亮度與沒有金屬層27m的情況相比,根據使其降低什么程度來設定反射層14與像素電極31之間的金屬層27m的位置。
根據上述第二實施方式的有機el裝置200,可得到以下的效果。
(1)發(fā)光像素20g的光共振結構中的光路長度調整層28具有作為亮度調整層發(fā)揮作用的第四絕緣層27b和金屬層27m。另外,發(fā)光像素20r的光共振結構中的光路長度調整層28具有作為亮度調整層發(fā)揮作用的第三絕緣層27a和金屬層27m。因此,與沒有金屬層27m的情況相比,能夠更有效地降低亮度。即,在白色顯示時,能夠更有效地減小流過發(fā)光像素20b、20g、20r的有機el元件30b、30g、30r的電流的大小的差或者更有效地使電流比一樣。
(2)由于金屬層27m由選自ti、mo、ta、al、cu、cr中的至少1種金屬或者包括該金屬的合金構成,所以若使用上述金屬或合金來制作金屬薄膜,則能夠構成發(fā)揮亮度調整功能且具有透光性和光反射性的金屬層27m。尤其,通過像本實施方式這樣使用金屬氮化物(tin),能夠成為低反射性的金屬層27m,所以不會成為亮度急劇降低的狀態(tài),能夠緩慢地調整亮度。
另外,由于未使用特殊的金屬材料,所以能夠使用用于形成元件基板10的布線構造的各種材料以及裝置來形成金屬層27m。
此外,在上述第一實施方式以及上述第二實施方式中,發(fā)光像素20g、20r相當于本發(fā)明的第一像素,發(fā)光像素20b相當于本發(fā)明的第二像素。
接下來,對光共振結構包括亮度調整層的效果,通過列舉比較例而與實施例進行比較,更加具體地進行說明。圖16是表示比較例1的有機el裝置的光共振結構的示意剖視圖。
比較例1
如圖16所示,比較例1的有機el裝置300具備:具有得到不同的發(fā)光色的發(fā)光像素20b、20g、20r的元件基板310、和經由樹脂層60與元件基板310對置配置的透光性的密封基板70。元件基板310在基體材料10s上具備:遍及發(fā)光像素20b、20g、20r通用地形成的反射層14以及絕緣層326、與發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素對應地設置的有機el元件30b、30g、30r以及彩色濾光片50(濾光層50b、50g、50r)。濾光層50b、50g、50r配置在覆蓋各有機el元件30b、30g、30r的密封層40上。
有機el元件30b、30g、30r分別具有夾在作為陽極的像素電極31與作為陰極的對置電極36之間的功能層35。功能層35包括從像素電極31側開始依次層疊的空穴注入層32、有機發(fā)光層33、電子傳輸層34,并且從功能層35發(fā)出白色光。白色光通過透過濾光層50b、50g、50r而被轉換為所希望的色光并從密封基板70側被取出。
這樣的比較例1的有機el裝置300中的光共振結構通過按照發(fā)光像素20b、20g、20r的每個發(fā)光像素使像素電極31b、31g、31r的厚度不同,取出共振波長(峰值波長)的光。反射層14與像素電極31之間的絕緣層326可以使用sin或sio2來形成。在取出與上述實施方式的有機el裝置100相同的共振波長的光的情況下,例如在使用sin來形成絕緣層326的情況下的絕緣層326的目標膜厚為73nm,在使用ito來形成的情況下的像素電極31b的目標膜厚為20nm,在使用ito來形成的情況下的像素電極31g的目標膜厚為57nm,像素電極31r的目標膜厚為112nm。即,比較例1的光共振結構不包括亮度調整層。
實施例1
包括實施例1的亮度調整層的光共振結構是在上述第一實施方式的有機el裝置100中說明的結構,由sio2構成的第一絕緣層25的目標膜厚為35nm,由sin構成的第二絕緣層26的目標膜厚為45nm,由sio2構成的第三絕緣層27a的目標膜厚為56nm,由sio2構成的第四絕緣層27b的目標膜厚為44nm,由ito構成的像素電極31b、31g、31r的目標膜厚為20nm。
實施例2
包括實施例2的亮度調整層的光共振結構是在上述第二實施方式的有機el裝置200中說明的結構,由sio2構成的第一絕緣層25的目標膜厚為35nm,由sin構成的第二絕緣層26的目標膜厚為45nm,由tin構成的金屬層27m的目標膜厚為2nm,由sio2構成的第三絕緣層27a的目標膜厚為56nm,由sio2構成的第四絕緣層27b的目標膜厚為44nm,由ito構成的像素電極31b、31g、31r的目標膜厚為20nm。
此外,在比較例1、實施例1、實施例2中,像素電極31b、31g、31r與對置電極36之間的功能層35的結構相同。
圖17是表示比較例1及實施例1以及實施例2的評價結果的表,圖18是表示比較例1及實施例1以及實施例2的發(fā)光像素中的電流比的圖表。
如圖17所示,白色顯示時的發(fā)光像素20b、20g、20r的消耗電流[ma]如下所示。
在比較例1中,藍(b)是48.5ma,綠(g)是16.1ma,紅(r)是15.6ma。
在實施例1中,藍(b)是39.3ma,綠(g)是18.3ma,紅(r)是17.9ma。
在實施例2中,藍(b)是38.8ma,綠(g)是28.6ma,紅(r)是42.8ma。
即,在以所希望的色度白色顯示的情況下,在比較例1中,相對于其它發(fā)光像素20g、20r,發(fā)光像素20b需要流過兩倍以上的電流。對此,在實施例1以及實施例2中,流過發(fā)光像素20b的電流減少,流過發(fā)光像素20g、20r的電流增加。由此,如圖18所示,比較例1中的電流比為b:g:r=0.6:0.2:0.19≈3:1:1,但在實施例1中,b:g:r=0.52:0.24:0.24≈2:1:1,在實施例2中,b:g:r=0.35:0.26:0.39≈1:1:1。即,通過以包括亮度調整層的方式構成光路長度調整層28,能夠減小發(fā)光像素20b、20g、20r間的消耗電流的差或者使電流比一樣。
另外,如圖17所示,表示亮度成為發(fā)出白色光時的初始亮度的80%的通電時間的亮度壽命(lt80(h))在比較例1和實施例1中大致等同,實施例2由于消耗電流增加,所以亮度壽命比實施例1短。另一方面,作為亮度成為初始亮度的80%時的白色顯示的色差(色度的偏差),若基于cie1976ucs色度圖來求出δu′v′,則比較例1為0.041,實施例1為0.030,實施例2為0.010,其中實施例2是最優(yōu)選的狀態(tài)。即,通過使發(fā)光像素20b、20g、20r的電流比一樣,即使白色顯示的亮度降低,也能夠維持所希望的色度的白色顯示。
第三實施方式
電子設備
接下來,參照圖19對應用了本實施方式的有機el裝置100的電子設備的例子進行說明。圖19是表示作為電子設備的頭戴式顯示器的示意圖。
頭戴式顯示器(headmountdisplay;hmd)1000具有用于與左右眼對應地顯示信息的一對光學單元1001l、1001r、用于將一對光學單元1001l、1001r佩戴于使用者的頭部的佩戴部(省略圖示)、電源部以及控制部(省略圖示)等。在此,由于一對光學單元1001l、1001r是左右對稱的結構,所以以右眼用的光學單元1001r為例來進行說明。
光學單元1001r具備應用了上述實施方式的有機el裝置100的顯示部100r、聚光光學系統(tǒng)1002、以及折彎成l字形的導光體1003。在導光體1003設置有半反射鏡層1004。在光學單元1001r中,從顯示部100r射出的顯示光通過聚光光學系統(tǒng)1002入射至導光體1003,并被半反射鏡層1004反射而導入右眼。被投影至半反射鏡層1004的顯示光(影像)是虛像。因此,使用者能夠視覺確認顯示部100r的顯示(虛像)和處于半反射鏡層1004的前端的外界雙方。即,hmd1000是透射式(透視型)的投影型顯示裝置。
導光體1003是組合了棒透鏡而成的部件,形成有棒形積分器。導光體1003成為在導光體1003的光的入射側配置有聚光光學系統(tǒng)1002和顯示部100r,由上述棒透鏡接收由聚光光學系統(tǒng)1002匯聚的顯示光的結構。另外,導光體1003的半反射鏡層1004具有將利用聚光光學系統(tǒng)1002匯聚并在棒透鏡內發(fā)生全反射而傳遞的光朝向右眼反射的角度。
顯示部100r能夠將從控制部傳送出的顯示信號顯示為文字、影像等圖像信息。顯示出的圖像信息通過聚光光學系統(tǒng)1002從實像轉換為虛像。
此外,如上所述,對于左眼用的光學單元1001l,也具有應用了上述實施方式的有機el裝置100的顯示部100l,結構以及功能與上述右眼用的光學單元1001r相同。
根據本實施方式,由于作為顯示部100l、100r應用了上述實施方式的有機el裝置100,所以能夠提供即使在長時間使用時也不易產生白色顯示的色度偏差的、具有較高的可靠性品質的透視型的hmd1000。
此外,應用上述實施方式的有機el裝置100的hmd1000并不限定于具備與兩眼對應的一對光學單元1001l、1001r的結構,例如,也可以是具備單方的光學單元1001r的結構。另外,hmd1000并不限定于透視型,也可以是在遮蔽外部光的狀態(tài)下視覺確認顯示的沉浸式(沒入型)。另外,在顯示部100l、100r也可以應用上述第二實施方式的有機el裝置200。
本發(fā)明并不限于上述的實施方式,能夠在不違背從權利要求書以及說明書整體讀取的發(fā)明的主旨或者思想的范圍內適當地變更,伴隨著這樣的變更的電光學裝置以及應用該電光學裝置的電子設備也包含于本發(fā)明的技術范圍內。除了上述實施方式以外也能夠想到各種變形例。以下,舉出變形例進行說明。
變形例1
發(fā)光像素20g中的絕緣層28的結構并不限定于除了第二絕緣層26以外還具有第四絕緣層27b的結構。例如,也可以為代替第四絕緣層27b而具有第三絕緣層27a的結構。即,也可以為遍及發(fā)光像素20g、20r形成第三絕緣層27a,并與發(fā)光像素20r對應地形成第四絕緣層27b的結構。
變形例2
發(fā)光像素20b、20g、20r的有機el元件30b、30g、30r并不限定于從功能層35得到白色光的結構。即使是從有機el元件30b、30g、30r分別得到對應的色光的結構也能夠應用本發(fā)明。另外,對于不具備彩色濾光片50的有機el裝置也能夠應用本發(fā)明。
變形例3
在上述實施方式的有機el裝置100中,反射層并不限定于使用電源線14來構成。也可以使用與電源線14不同的具有光反射性的材料,將電獨立的反射層設置在像素電極31的下層。由此,能夠對發(fā)光像素20b、20g、20r自由地配置反射層。
變形例4
應用上述實施方式的有機el裝置100的電子設備并不限定于hmd1000。例如,能夠適當地用于抬頭顯示器(hud)、電子取景器(evf)、便攜式信息終端等的顯示部。
附圖標記說明
10…元件基板;14…作為反射層的電源線;20、20b、20g、20r…發(fā)光像素;25…作為增反射層的第一絕緣層;26…第二絕緣層;27a…作為亮度調整層的第三絕緣層;27m…金屬層;28…絕緣層(光路長度調整層);30、30b、30g、30r…有機el元件;31、31b、31g、31r…像素電極;35…功能層;36…作為半透過反射層的對置電極;100、200…有機el裝置;1000…作為電子設備的頭戴式顯示器(hmd)。