説明

発光装置の製造方法及び電子機器

【課題】視角によって色度ずれを抑制することが可能な発光装置の製造方法及びその製造方法によって製造された発光装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】各青用画素DB、緑用画素DG及び赤用画素DRに光共振器構造を有した有機EL装置10において、青用画素DBの画素電極15Bを第1画素電極部と、該第1画素電極部とは膜厚の異なる第2画素電極部とから構成した。そして、4回のフォトリソグラフィー工程で、青、緑及び赤用画素電極形成領域SB,SG,SR毎に膜厚が異なる画素電極15B,15G,15Rを形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置の製造方法及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、発光性有機材料を発光層に用いた有機エレクトロルミネッセンス(以下、「有機EL」という)素子を備えた画素を有した有機エレクトロルミネッセンス発光装置の開発が進められている。一般に、有機EL素子は、2つの電極間に少なくとも発光層を含んだ機能層を挟持した構成をしており、発光層から発せられた光をそのまま表示光として利用するようになっている。
【0003】
しかし、有機EL素子からそのまま取り出された光は、スペクトルがブロードであり、発光輝度も低いため、発光装置に適用した場合、十分な色再現性が得られないという問題があった。そこで、各画素に誘電体ミラー層(半透明反射層)を設け、発光層から発せられた光を、一方の電極と誘電体ミラー層との間で往復するように反射させて、その光学的距離に対応した共振波長の光のみを増幅させて外部に取り出すようにした共振器構造を備えた発光装置が提案されている。このような共振器構造を備えた発光装置は、光学的距離を適宜変更することで、赤(R)、緑(G)、青(B)に対応した波長の光を取り出すことも可能となる(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特許第2797883号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記発光装置では、各電極及び誘電体ミラーは基板に対して垂直方向に順次積層された構成であるので、各画素の光学的距離は、基板に対して垂直方向と斜め方向とでは、見かけ上の光学的距離が異なる。
【0005】
図10(a),(b)に、それぞれ示すように、基板に対して斜め方向へ出射した青(B)及び赤(R)に対応した各波長の光は、ともに、出射角Qが0°,20°,…60°と広角になるに従って徐々にピーク波長が短波長側にシフトしていくことが分かる。例えば、青(B)や赤(R)に対応した波長の光では、それぞれ、出射角Qが0°、即ち、基板に対して正面(0°)へ出射する光と、基板に対して30°ずれて出射する光とでは約10nmずれた波長の光が、また、基板に対して60°ずれて出射する光とでは約50nmずれた波長の光が出射する。
【0006】
従って、基板に対して垂直方向に出射される光と斜め方向に出射される光とでは、波長が異なることにより、見る角度(視角)によって異なった色に見える、所謂色度ずれが生じてしまうという問題が生じてしまう。
【0007】
本発明では、このような事情に鑑みてなされたものであって、視角によって色度ずれを抑制することが可能な発光装置の製造方法及びその製造方法によって製造された発光装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の発光装置の製造方法は、基板上に、光反射層、画素電極、少なくとも発光層を含む機能層、半透過反射層が積層されるとともに、前記光反射層と前記半透過反射層との間に前記機能層が挟持され、前記光反射層と前記半透過反射層との間で前記発光層から発光された光を共振させる光共振器構造を具備する画素を備え、前記画素は、前記光反射層
と前記半透過反射層との間の光学的距離が互いに異なる3種類の第1画素、第2画素、第3画素から構成されてなり、前記第1画素の前記画素電極は、膜厚が異なる第1領域及び第2領域を備え、当該各領域から異なった共振波長の光を出射する発光装置の製造方法であって、前記第2画素及び前記第3画素のうち少なくとも一方の画素の前記画素電極を形成する際に、前記第1画素の第1領域及び第2領域のうち少なくとも一方の領域の前記画素電極を同時に形成する。
【0009】
これによれば、第1画素の第1または第2領域内の画素電極は、第2または第3画素の画素電極を形成する際に同時に形成される。従って、各画素電極を画素毎に形成ようにした場合に比べて工程数を少なくすることができる。
【0010】
この発光装置の製造方法において、前記第1画素の前記画素電極のうち、第1領域にある画素電極の膜厚をd1a、第2領域にある画素電極の膜厚をd1b(d1a<d1b)とし、さらに、前記第2画素の前記画素電極の膜厚をd2、前記第3画素の前記画素電極の膜厚をd3で表わした場合、前記第3画素の画素電極が形成される第3画素電極形成領域に、d3−d2の膜厚を有する第1電極層を形成する第1工程と、前記第3画素電極形成領域に形成された前記第1電極層上にd2−d1bの膜厚を有する第2電極層を形成するとともに、前記第2画素の画素電極が形成される第2画素電極形成領域に、前記第2電極層を形成する第2工程と、前記第3画素電極形成領域及び前記第2画素電極形成領域にそれぞれ形成された前記第2電極層上に、それぞれ、d1b−d1aの膜厚を有する第3電極層を形成するとともに、前記第1画素の前記第1領域に、前記第3電極層を形成する第3工程と、前記第3画素電極形成領域及び前記第2画素電極形成領域にそれぞれ形成された前記第3電極層上に、それぞれ、d1aの膜厚を有する第4電極層を形成するとともに、前記第1画素電極形成領域であって前記第1領域及び前記第2領域に、前記第4電極層を形成する第4工程とを備えていてもよい。
【0011】
これによれば、4回の工程で、各領域で膜厚が異なる画素電極が形成される。従って、各第1、第2及び第3画素で光共振に最適な光学距離を形成することができる。また、第3画素の画素電極が第1及び第2画素の各画素電極に比べて膜厚が厚くなるが、この第3画素の画素電極は4つの工程で形成されるように分割しているので、各電極膜を形成する際のエッチング時間をそれぞれ概ね同じ時間にすることができる。従って、膜厚が厚くなるとエッチング時間が長くなるためサイドエッチが生じやすいが、これを抑制することができる。
【0012】
この発光装置の製造方法において、前記第1画素は、青色の光を出射する青用画素であり、前記第2画素は、緑色の光を出射する緑用画素であり、前記第3画素は、赤色の光を出射する赤用画素であってもよい。
【0013】
これによれば、青用画素の画素電極を膜厚の異なる領域を備えた画素電極に形成することができる。従って、青用画素からは、2以上の異なった共振条件が設けられそれぞれの共振条件に合った共振波長の光が出射される。この結果、基板に対して垂直方向に出射される光と、斜め方向に出射される光とは、波長が同じになることにより、見る角度(視角)によって、色度ずれが抑制される発光装置を製造することができる。
【0014】
この発光装置の製造方法において、前記赤用画素に相対向する位置に赤色変換層、前記緑用画素に相対向する位置に緑色変換層及び前記青用画素に相対向する位置に青色変換層を備えたカラーフィルタをさらに有していてもよい。
【0015】
これによれば、カラーフィルタが設けられているので、緑用画素及び赤用画素の視角特性はカラーフィルタで補正され、青用画素は、2つの共振条件によって視角による色度ず
れを抑制される。この結果、より色再現性の良好な発光装置を製造することができる。
【0016】
この発光装置の製造方法において、前記光反射層と前記画素電極との間には、前記反射層全体を覆う保護層が形成されていてもよい。
これによれば、光反射層は、一般的に、アルミニウム(Al)や銀(Ag)で形成されている。従って、画素電極を形成する際に使用される公知の現像液や剥離液の溶剤によって光反射層が劣化してしまうが、本発明のように、光反射層上には保護層が形成されているため、劣化しない。この結果、画素電極は、その光反射率が高い状態となるので、光取り出し効率の高い、即ち、高輝度の発光装置を製造することができる。
【0017】
この発光装置の製造方法において、前記保護層は、前記画素電極より屈折率が低くてもよい。
これによれば、各画素の光共振波長は、光反射層と半透過反射層との間の光学的距離、つまり、光反射層と半透過反射層との間に配置される画素電極、機能層、保護層の光学的距離の総和に対応し、また、各層の光学的距離は、その膜厚と屈折率との積によって求められることが知られている。本発明では、保護層の屈折率は画素電極より低いので、光共振波長は保護層の影響を受けない。保護層の屈折率が大きい場合、光共振器の観点から画素電極の膜厚を非常に薄く形成する必要が生じるが、これを抑制することができるので、画素電極の膜厚を製造しやすい厚みで形成することができる。
【0018】
本発明の電子機器は、上記記載の発光装置の製造方法によって製造された発光装置を備えている。
これによれば、広視野角であっても、色度ずれが抑制された画像を表示することが可能な電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面に従って説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の発光装置としての有機EL装置の概略構成を示す断面図である。
【0020】
本実施形態の有機EL装置10は、発光層から発光(内部発光)した光(表示光)を基板とは反対側から取り出す、所謂トップエミッション型の有機EL装置である。
図1に示すように、有機EL装置10は、光透過性を有する基板(透明基板)11を備えるとともに、該基板11上には、青用画素形成領域ZB、緑用画素形成領域ZG及び赤用画素形成領域ZRがマトリクス状に配置されている。各青、緑及び赤用画素形成領域ZB,ZG,ZRは、図1においてX矢印方向に沿って、青用画素形成領域ZB→緑用画素形成領域ZG→赤用画素形成領域ZR→…の順に繰り返して配置されるとともに、Z矢印方向(紙面奥側方向)に沿っては同色の画素形成領域ZB,ZG,ZRが配置されている。青用画素形成領域ZB内には、青用画素電極形成領域SBが形成されている。緑用画素形成領域ZG内には、第2画素電極形成領域としての緑用画素電極形成領域SGが形成されている。赤用画素形成領域ZR内には、第3画素電極形成領域としての赤用画素電極形成領域SRが形成されている。
【0021】
また、基板11上には、各同色の画素形成領域ZB,ZG,ZRに沿ってストライプ状に、光反射性の高い材料等で構成された複数の光反射層12が延設されている。本実施形態の光反射層12は、アルミニウム(Al)で構成されている。
【0022】
各光反射層12上には、該光反射層12を被覆するように保護層13が形成されている。この保護層13は、光透過性に優れ、かつ電気絶縁性を有した材料で構成されている。また、本実施形態では、保護層13は、後記する青、緑及び赤用画素電極15B,15G
,15Rより屈折率が低い材料で構成されている。本実施形態の保護層13は、窒化珪素(SiN)(屈折率1.8)で構成されている。
【0023】
各青、緑及び赤用画素電極形成領域SB,SG,SR内の保護層13上には、光透過性を有した導電性材料で構成された画素電極としての青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rが区画形成されている。つまり、複数の青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rは、保護層13を介して各光反射層12と相対向するようにマトリクス状に配置されている。本実施形態の画素電極15B,15G,15Rは、インジウムー錫酸化物(ITO)で構成されている。
【0024】
図2に示すように、青用画素電極形成領域SBは、図2中左側(反X矢印方向側)に形成された第1領域としての第1青用画素電極形成領域SB1と図2中右側(X矢印方向側)に形成された第2領域としての第2青用画素電極形成領域SB2とを備えている。以下、説明の便宜上、第1青用画素電極形成領域SB1上に配置された青用画素電極15Bを第1青用画素電極部18Bといい、第2青用画素電極形成領域SB2上に配置された青用画素電極15Bを第2青用画素電極部19Bという。そして、第1青用画素電極部18Bはその膜厚d1aが、第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bに比べて薄くなっている。つまり、青用画素電極15Bは、階段状の形状をしている。本実施形態では、第1青用画素電極部18Bの膜厚d1aは、20nmであって、第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bは、45nmである。
【0025】
また、図3に示すように、本実施形態では、緑用画素電極15Gは、その膜厚d2が65nmである。さらに、図4に示すように、本実施形態では、赤用画素電極15Rは、その膜厚d3が95nmである。
【0026】
また、図1に示すように、基板11上には、各青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rを覆うように機能層20が形成されている。本実施形態の機能層20は、正孔輸送層21、発光層22及び電子輸送層23が基板11側から順次積層されている。また、機能層20上(電子輸送層23上)の全面には、共通電極25が形成されている。
【0027】
正孔輸送層21は、青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rから発光層22への電荷の注入効率を高めるとともに、発光層22内を移動する電子をブロッキングする機能を有し、発光層22内での電子と正孔との再結合確率を高める作用を奏する。この正孔輸送層21には、青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rからの注入障壁が低く、正孔移動度の高い材料が好適に用いられる。このような材料としては、例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などが用いられる。具体的には、3,4−ポリエチレンジオキシオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)[商品名;バイトロン−p(Bytron-p):バイエル社製]の分散液、即ち、分散媒としてポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液などを用いられる。本実施形態では、正孔輸送層21は、各青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rに対して均一な膜厚である。
【0028】
発光層22は、蛍光或いは燐光を発光することが可能な公知の有機高分子発光材料で構成されている。このような材料としては、ポリフルオレン誘導体(PF)、ポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン(PDAF)、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール(PFBT)、ポリアルキルチオレン(PAT)や、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)等のポリシラン系などを好適に用いることができる。また、これらの各発光材料に、ペリレン系色素
、クマリン系色素、ローダミン色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。尚、本実施形態の発光層22では、白色の光を発光する公知の高分子発光材料で構成されている。また、本実施形態では、発光層22は、正孔輸送層21上の全面に渡って均一な膜厚である。
【0029】
電子輸送層23は、共通電極25から発光層22への電子注入効率を高めるとともに、正孔ブロッキング機能を有する。この電子輸送層23は、オキサジアゾール誘導体やAlq3などの有機材料で構成されている。本実施形態では、電子輸送層23は、発光層22上の全面に渡って均一な膜厚である。
【0030】
共通電極25は、発光層22から発せられた光の一部を透過して、残りの光の一部または全部を光反射層12側に反射する半透過反射層として機能する電極である。従って、機能層20は、共通電極25と各青、緑及び赤用画素電極15B,15G,15Rとの間に挟持されている。そして、発光層22から発せられた光を各画素電極15B,15G,15Rの直下に配置された光反射層12と共通電極25との間で往復するように反射させて共振させる光共振器構造が形成される。
【0031】
そして、青用画素形成領域ZBには第1画素としての青用画素DBが、緑用画素形成領域ZGには第2画素としての緑用画素DGが、また、赤用画素形成領域ZRには第3画素としての赤用画素DRが割り当てられている。各画素DB,DG,DRのうち、同色の画素DB,DG,DRが同一の光反射層12上に整列配置されている。つまり、各画素DB,DG,DRのうち、青用画素DBには、各青用画素電極15B(18B,19B)、共通電極25、及び各青用画素電極15B(18B,19B)と共通電極25とに挟持された機能層20とで構成された青用有機EL素子28Bが設けられている。また、緑用画素DGには、各緑用画素電極15G、共通電極25、及び各緑用画素電極15Gと共通電極25とに挟持された機能層20とで構成された緑用有機EL素子28Gが設けられている。同様に、赤用画素DRには、各赤用画素電極15R、共通電極25、及び各赤用画素電極15Rと共通電極25とに挟持された機能層20とで構成された赤用有機EL素子28Rが設けられている。
【0032】
尚、本実施形態における画素DB,DG,DRとは、基板11上に形成された光反射層12、画素電極15、機能層20、共通電極25から構成されたものであり、且つ、これが形成された領域を示す。また、基板11には、図示しない複数のデータ線や複数の走査線が形成され、これら各データ線と走査線との交差に対応した位置に各画素DB,DG,DRが形成される。また、各画素DB,DG,DRに対応した基板11上には各有機EL素子28B,28G,28Rの発光を制御する図示しないスイッチングトランジスタやドライビングトランジスタ等の駆動用TFTが形成されている。
【0033】
次に、前記のように構成された各青用画素DB、緑用画素DG及び赤用画素DRの詳細について説明する。
以下、説明の便宜上、図2に示すように、青用画素DBにおける第1青用画素電極形成領域SB1内の光反射層12と共通電極25との間の距離(これを「第1距離」という)をLB1で示し、第2青用画素電極形成領域SB2内の光反射層12と共通電極25との間の距離(これを「第2距離」という)をLB2で示す。同様に、図3に示すように、緑用画素DGにおける緑用画素電極形成領域SG内の光反射層12と共通電極25との間の距離をLGとする。また同様に、図4に示すように、赤用画素DRにおける赤用画素電極形成領域SR内の光反射層12と共通電極25との間の距離をLRとする。
【0034】
まず、青用画素DBについては、図2に示すように、各正孔輸送層21、発光層22及
び電子輸送層23は画素電極15Bに対して均一な膜厚であるので、第1距離LB1は、第2距離LB2に比べて第1青用画素電極部18Bの膜厚d1aと第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bとの差分(=d1b−d1a)だけ長くなっている。
【0035】
ところで、各画素DB,DG,DRから出射される光は、該画素DB,DG,DRに形成された光共振器構造の共振条件に従った共振波長の光となる。この共振波長は、光反射層12と共通電極25との間の光学的距離、つまり、光反射層12と共通電極25との間に配置される各層の光学的距離の総和に対応する。各層の光学的距離は、その膜厚と屈折率との積によって求められる。本実施形態では、各有機EL素子28B,28G,28Rは全て共通の材料で構成されているので、各層の屈折率は等しい。従って、各画素DB,DG,DRの光学的距離は、各層の膜厚の総和である各距離LB1,LB2,LG,LRによって決定される。尚、共振波長は、光学的距離が長くなるのに伴って(本実施形態では、各距離LB1,LB2,LG,LRが長くなるのに伴って)長くなる。
【0036】
従って、青用画素DBは、第1距離LB1に対応した第1の光学的距離と、第2距離LB2に対応した第2の光学的距離とを備えている。換言すると、青用画素DBは、異なる2つの共振条件を備えている。緑及び赤用画素DG,DRは、それぞれ距離LG,LRに対応した光学的距離を備えている。つまり、緑及び赤用画素DG,DRについては、それぞれ、1つの共振条件を備えている。
【0037】
そして、青用画素DBの第1及び第2距離LB1,LB2は、ともに、青色系の光に対応した波長の光が共振して得られるように、第1及び第2青用画素電極部18B,19Bの各膜厚d1a,d2aが設定されている。第1距離LB1は、基板11に対して垂直方向(図2においてY矢印方向)に沿って出射する青色の光HB1の共振波長PB1が予め設定された所望の青色の光になるように、第1青用画素電極部18Bの膜厚d1aを予め設定(本実施形態では20nm)することで調整されている。また、第2距離LB2は、第1距離LB1に比べて長いので、それに伴って光学的距離が長くなることから、共振波長PB1に比べて長波長の青色の光HB2が出射される。本実施形態では、第2距離LB2は、その光HB2の共振波長PB2が、以下の式(1)を満足するように第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bを予め設定(本実施形態では45nm)することで調整されている。
【0038】
(PB1+10nm)≦PB2≦(PB1+50nm) ・・・(1)
この上式(1)を満足する光HB2の共振波長PB2は、基板11に対して出射角が60°に斜め方向に出射された場合、基板11に対して垂直方向に出射された光の共振波長PB1とほぼ等しい波長である。つまり、青用画素DBから垂直方向に出射した青色の光の波長と斜め方向に出射した青色の光の波長はほぼ等しくなる。ここで、出射角とは、基板11に対して垂直方向(図2において、Y矢印方向)に対する平行方向(図2において、X矢印方向)のなす角をいう。例えば、基板11に対して垂直方向は出射角が0°であり、その垂直方向から基板11に対して平行方向は出射角が90°である。
【0039】
緑用画素DGの距離LBは、緑色系の光に対応した波長の光が共振して得られるように、膜厚d2(65nm)が設定されている。また、赤用画素DRの距離LRは、赤系の光に対応した波長の光が共振して得られるように、膜厚d3(95nm)が設定されている。
【0040】
また、図1に示すように、共通電極25上には、カラーフィルタ51が取り付けられている。カラーフィルタ51は、光透過性を有したカラーフィルタ基板52を備え、そのカラーフィルタ基板52には、各画素DB,DG,DRの共振波長に対応した波長の光を透過する青色、緑色及び赤色変換層53B,53G,53Rが設けられている。各色変換層
53B,53G,53Rは、ブラックマトリクスBMによってマトリクス状に区画配置されている。
【0041】
そして、カラーフィルタ51は、青色変換層53Bが青用画素DBに相対向する位置に、緑色変換層53Gが緑用画素DGに相対向する位置に、赤色変換層53Rが赤用画素DRに相対向する位置に配置されるように、共通電極25上に取り付けられている。
【0042】
図5は、各青色、緑色及び赤色変換層53B,53G,53Rの波長に対する光透過率を示すグラフである。図5中、曲線55Bは青色変換層53Bの光透過率を示す曲線、曲線55Gは緑色変換層53Gの光透過率を示す曲線、曲線55Rは赤色変換層53Rの光透過率を示す曲線である。また、図5中、曲線Lb1,Lb2は、それぞれ、共振波長PB1の光HB1及び共振波長PB2の光HB2の各発光スペクトルである。同様に、曲線Lgは、共振波長PGの光HGの発光スペクトルであり、曲線Lrは、共振波長PRの光HRの発光スペクトルである。
【0043】
図5に示すように、本実施形態では、各青用画素DB、緑用画素DG及び赤用画素DRから出射される光HB2,HG,HRの各共振波長PB2,PG,PRが、青色、緑色及び赤色変換層53B,53G,53Rの各光透過率特性における最大透過率を示す波長と一致するように、各距離LB2,LR,LBが適宜調整されている。
【0044】
次に、有機EL装置10の製造方法であって、特に各光学的距離を決定する前記画素電極15B,15G,15Rの形成方法について、図6〜図8に従って説明する。
尚、前記したように、第1青用画素電極部18Bの膜厚d1aが20nm、第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bが45nm、緑用画素電極15Gの膜厚d2が65nm、赤用画素電極15Rの膜厚d3が95nmとなるように形成する。
【0045】
まず、ガラス等で構成された光透過性を有する基板(透明基板)11を用意し、公知の方法によって、基板11上に図示しないデータ線、走査線、スイッチングトランジスタ及びドライビングトランジスタ等の駆動用TFTを形成する。そして、図6(a)に示すように、列状に配置形成された青、緑及び赤用画素形成領域ZB,ZG,ZR上にストライプ状の光反射層12を形成する。本実施形態では、基板11上の全面にアルミニウム(Al)をスパッタし、これをパターニングすることによって光反射層12を形成する。
【0046】
続いて、基板11上の全面に対して光反射層12上に渡って窒化珪素(SiN)をスパッタし、これをパターニングすることによって光反射層12上を被覆するように保護層13を形成する。本実施形態では、膜厚50nmの保護層13を形成する。
【0047】
次に、赤用画素電極形成領域SR上に、赤用画素電極15Rの膜厚d3と緑用画素電極15Gの膜厚d2との差分(=d3−d2=30nm)の膜厚を有する光透過性を有した導電性膜をフォトリソグラフィーによって形成する。具体的には、図6(b)に示すように、各保護層13上にて膜厚30nmとなるようにインジウム−錫酸化物(ITO)からなる導電性膜61をスパッタ法にて形成する。その後、導電性膜61上の全面に公知のレジスト膜を塗布し、レジストプリキュア、マスク露光、レジスト現像を順次施すことで赤用画素電極形成領域SR上の導電性膜61上にのみレジスト膜62を形成する。
【0048】
続いて、そのレジスト膜62を介して導電性膜61をエッチングし、さらに、レジスト膜62を剥離除去する。この結果、図6(c)に示すように、赤用画素電極形成領域SR上の保護層13上にのみ膜厚30nmの導電性膜61がパターニング形成される。以下、説明の便宜上、このとき、赤用画素電極形成領域SR上の保護層13上に形成された導電性膜61を第1電極層Q1といい、その膜厚T1は30nmとなる。
【0049】
次に、赤用画素電極形成領域SR上及び緑用画素電極形成領域SG上に、緑用画素電極15Gの膜厚d2と第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bとの差分(=d2−d1b=20nm)の膜厚を有する光透過性を有した導電性膜をフォトリソグラフィーにて形成する。具体的には、図6(d)に示すように、各保護層13上にて膜厚20nmとなるようにインジウム−錫酸化物(ITO)からなる導電性膜63をスパッタ法にて形成する。その後、導電性膜63上の全面に公知のレジスト膜を塗布し、レジストプリキュア、マスク露光、レジスト現像を順次施すことで、図7(a)に示すように、赤用画素電極形成領域SR及び緑用画素電極形成領域SG上の導電性膜63上にレジスト膜64を形成する。
【0050】
続いて、そのレジスト膜64を介して導電性膜63をエッチングし、さらに、レジスト膜64を剥離除去する。この結果、図7(b)に示すように、赤用画素電極形成領域SR上の各保護層13上には、先に形成された第1電極層Q1上に膜厚20nmの導電性膜63がパターニング形成される。また、緑用画素電極形成領域SG上の各保護層13上には、膜厚20nmの導電性膜63がパターニング形成される。以下、説明の便宜上、このとき、赤及び緑用画素電極形成領域SR,SG上の各保護層13上に形成される導電性膜63を第2電極層Q2といい、その膜厚T2は20nmとなる。
【0051】
次に、赤及び緑用画素電極形成領域SR,SG上及び第2青用画素電極形成領域SB2上に、それぞれ、第1青用画素電極部18Bの膜厚d1aと第2青用画素電極部19Bの膜厚d1bとの差分(=d1b−d1a=25nm)の膜厚を有する光透過性を有した導電性膜をフォトリソグラフィーにて形成する。具体的には、図7(c)に示すように、各保護層13上にて膜厚25nmとなるようにインジウム−錫酸化物(ITO)からなる導電性膜65をスパッタ法にて形成する。その後、導電性膜65上の全面に公知のレジスト膜を塗布し、レジストプリキュア、マスク露光、レジスト現像を順次施すことで、赤、緑用画素電極形成領域SR,SG及び第2青用画素電極形成領域SB2上の導電性膜65上にレジスト膜66を形成する。
【0052】
続いて、そのレジスト膜66を介して導電性膜65をエッチングし、さらに、レジスト膜66を剥離除去する。この結果、図7(d)に示すように、赤及び緑用画素電極形成領域SR,SG上の各保護層13上には、先に形成された第2電極層Q2上に膜厚25nmの導電性膜65がパターニング形成される。また、第2青用画素電極形成領域SB2上の各保護層13上には、膜厚25nmの導電性膜65がパターニング形成される。以下、説明の便宜上、このとき、赤、緑及び第2青用画素電極形成領域SR,SG,SB2上の各保護層13上に形成される導電性膜65を第3電極層Q3といい、その膜厚T3は膜厚25nmとなる。
【0053】
次に、赤及び緑用画素電極形成領域SR,SG上及び青用画素電極形成領域SB上に、それぞれ、第1青用画素電極部18Bの膜厚d1a(=20nm)の膜厚を有する光透過性を有した導電性膜をフォトリソグラフィーにて形成する。具体的には、図8(a)に示すように、各保護層13上にて膜厚20nmとなるようにインジウム−錫酸化物(ITO)からなる導電性膜67をスパッタ法にて形成する。その後、導電性膜67上の全面に公知のレジスト膜を塗布し、レジストプリキュア、マスク露光、レジスト現像を順次施すことで、図8(b)に示すように、赤、緑及び青用画素電極形成領域SR,SG,SB上の各導電性膜67上にレジスト膜68を形成する。
【0054】
続いて、その各レジスト膜68を介して導電性膜67をエッチングし、さらに、レジスト膜68を剥離除去する。この結果、図8(c)に示すように、赤及び緑用画素電極形成領域SR,SG及び第2青用画素電極形成領域SB2上の各保護層13上には、先に形成された第3電極層Q3上に膜厚20nmの導電性膜67がパターニング形成されるととも
に、第1青用画素電極形成領域SB1上の各保護層13上に膜厚20nmの導電性膜67がパターニング形成される。以下、説明の便宜上、このとき、赤、緑及び第2青用画素電極形成領域SR,SG,SB2上の各保護層13上に形成される導電性膜67を第4電極層Q4という。
【0055】
以上により、赤用画素電極形成領域SRの保護層13上には第1〜第4電極層Q1,Q2,Q3,Q4が積層されて膜厚d3(=T1+T2+T3+T4=95nm)の赤用画素電極15Rが形成される。また、緑用画素電極形成領域SGの保護層13上には第2〜第4電極層Q2,Q3,Q4が積層されて膜厚d2(=T2+T3+T4=65nm)の緑用画素電極15Gが形成される。さらに、第1青用画素電極形成領域SB1の保護層13上には第4電極層Q4が積層されて膜厚d1a(=T4=20nm)の第1青用画素電極部18Bが形成されるとともに、第2青用画素電極形成領域SB2の保護層13上には第3及び第4電極層Q3,Q4が積層されて膜厚d1b(=T3+T4=45nm)の第2青用画素電極部19Bが形成される。
【0056】
続いて、基板11上の全面に、各画素電極15B,15G,15R上に渡って、正孔輸送層21、発光層22及び電子輸送層23を順に形成する。これらの層21,22,23は、それぞれ、蒸着法によって形成する。正孔輸送層21、発光層22及び電子輸送層23により機能層20が形成される。本実施形態では、発光層22は発光性有機材料によって形成されている。
【0057】
その後、機能層20上に共通電極25を形成する。本実施形態では、共通電極25は、スパッタによって形成する。共通電極25としては、インジウムー錫酸化物(ITO)等の光透過性を有する導電材料が用いられる。このような導電性材料は、半透過反射膜として機能し、画素電極15B,15G,15Rとの間で発光層22から発せられた光を共振させる光共振器構造が形成される。その後、基板11に駆動用ドライバ等(図示略)を実装するとともに、別途公知の方法で作製されたカラーフィルタ50を共通電極25上に接着することにより、有機EL装置10が完成する。
【0058】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、青用画素DBに2つの共振条件を備えた。従って、各青用画素DBからは共振波長PB1を有した青色の光HB1と、該共振波長PB1に比べて長波長の共振波長PB2を有した青色の光HB2とが出射される。この結果、基板11に対して斜め方向に出射される光は、基板11に対して垂直方向に出射された光に比べて波長が短くなるが、各共振波長PB2は、予め長波長であるので、基板11に対して斜め方向に出射されることによって基板11に対して垂直方向に出射された光に比べて波長とほぼ等しくなる。従って、基板11に対して見る角度(視角)によって異なった色に見える、所謂色度ずれは起こらない画像を表示することができる。
【0059】
(2)本実施形態によれば、4回のフォトリソグラフィー工程で、青、緑及び赤用画素電極形成領域SB,SG,SR毎に膜厚が異なる画素電極15B,15R,15Rを形成することができる。従って、各第1、第2及び第3画素で光共振に最適な光学距離を形成することができる。
【0060】
(3)本実施形態によれば、また、赤用画素電極15Rは、他の緑用画素電極15G及び青用画素電極15Bに比べて膜厚が厚いが、この赤用画素電極15Rは4つのフォトリソグラフィー工程で形成されるように分割しているので、画素電極15B,15G,15Rを形成する際のエッチング時間をそれぞれ概ね同じ時間にすることができる。この結果、膜厚が厚くなるとエッチング時間が長くなるためサイドエッチが生じやすいが、これを抑制することができる。
【0061】
(4)本実施形態によれば、光共振構造を有した各画素DB,DG,DRから出射された光のうち、カラーフィルタ51を透過した光のみ外部に取り出されるので、より色再現性の良好な有機EL装置を実現することができる。
【0062】
(5)本実施形態によれば、カラーフィルタ51の青色、緑色及び赤色変換層53B,53G,53Rは、光HB1,HG,HRの各共振波長PB1,PG,PRが、それぞれ青色、緑色及び赤色変換層53B,53G,53Rの各光透過率特性における最大透過率を示す波長と一致している。従って、輝度を低下させることなく、赤、緑及び青色の光の色ずれが抑制された有機EL装置を実現することができる。
【0063】
(6)本実施形態によれば、光反射層12と各画素電極15B,15G,15Rとの間に、光反射層12全体を覆うように保護層13を形成した。従って、画素電極15B,15G,15Rを形成する際に使用される公知の現像液や剥離液の溶剤が光反射層12に直接接触することはないので、光反射層12が現像液や剥離液の溶剤によって劣化することはない。この結果、各画素電極15B,15G,15Rは、その光反射率が高い状態となるので、光取り出し効率の高い、即ち、高輝度の有機EL装置を実現することができる。
【0064】
(7)本実施形態によれば、保護層13は、各画素電極15B,15G,15Rより屈折率が低い材料で構成した。従って、光HB1,HG,HRの各共振波長PB1,PG,PRは保護層13の影響を受けない。従って、保護層13の屈折率が大きい場合、光共振器の観点から画素電極15B,15G,15Rの膜厚を非常に薄く形成する必要が生じるが、これを抑制することができる。この結果、画素電極15B,15G,15Rの各膜厚を製造しやすい厚みで形成することができる。
【0065】
(8)本実施形態によれば、保護層13及び機能層20の各層を、各画素DB,DG,DRに対して均一な膜厚とした。従って、発光層22の膜厚を変化させることはないので、各画素DB,DG,DRの発光特性を変化させることなく、各青用画素DBに2以上の異なる共振条件を設けることができる。
【0066】
(9)本実施形態によれば、各青用画素DBから出射される光HB2の共振波長PB2を、上式(1)を満足するように決定した。従って、各青用画素DBから基板11に対して出射角が60°に出射された光の波長を、基板11に対して垂直方向に出射された光の共振波長PB1とほぼ等しくすることができる。この結果、視角が60°程度であっても青色の光の色ずれが抑制される。従って、広視野角であっても、色度ずれの起きない青色の光を出射することのできる有機EL装置10を実現することができる。
(第2実施形態)
次に、上記第1実施形態に係る有機EL装置10を備えた電子機器を一例について説明する。
【0067】
図9は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図9に示す携帯電話80は、複数の操作ボタン81、受話口82、送話口83及び表示部84を備えている。このような構成をした携帯電話80は、その表示部84が上記第1〜第4実施形態に係る有機EL装置10,50,60,70の何れかを備えている。従って、携帯電話80の表示部84には、広視野角であっても、色度ずれが抑制された画像が表示される。
【0068】
尚、この発明は、以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、青用画素DBに2つの共振条件を備え、その共振条件に応じた2種類の共振波長の光が出射されるようにしたが、本発明はこれに限定されない。要は、各青用画素DB、緑用画素DG及び赤用画素DRの何れか一つの画素からは、2種類の共
振波長の光が出射されればよい。
【0069】
・上記第1実施形態では、発光層22に発光性有機材料を用いた有機EL装置10に適用したが、これを発光性有機材料以外の材料を備えた発光素子(例えば、発光ダイオード(LED)素子)を用いた発光装置であっても本発明は適用可能である。
【0070】
・上記第2実施形態では、電子機器として携帯電話80について説明したが、これに限定されるものではなく、モバイル型のパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のディスプレイを備えた電子機器に広く適用可能である。
【0071】
・上記各実施形態では、正孔輸送層21、発光層22及び電子輸送層23で機能層20を構成したが、本発明はこれに限定されない。上記各層21〜23のうち、発光層22以外の他の層(正孔注入層や電子注入層)のいずれかまたは全てが含まれていてもよい。要は、機能層20は、発光層22を含んでいればよい。このようにすることで、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0072】
・上記第1実施形態では、基板11を、ガラス等の光透過性を有した基板(透明基板)としたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、光透過性を有しない基板(不透明基板)も用いることもできる。基板11を、光透過性を有しない基板(不透明基板)とした場合では、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらには、そのフィルム(プラスチックフィルム)などが挙げられる。要は、画素が形成可能であるものであれば、どんなものであってもよい。
【0073】
・上記第1実施形態では、光反射層12をアルミニウム(Al)で構成したが、これに限定されるものではなく、光反射性に優れたものであればどんな材料で構成されていてもよい。例えば、銀(Ag)で構成されていてもよい。
【0074】
・上記第1実施形態では、単位画素として青、緑及び赤用画素DB,DG,DRに具体化したが、これを、青、緑及び赤用画素DB,DG,DR以外の画素に具体化してもよい。たとえば、青、緑及び赤系以外の色の光を出射する色の画素に具体化してもよい。
【0075】
・上記第1実施形態では、発光層22から発光した光を基板11とは反対側から取り出す、所謂トップエミッション型の有機EL装置10に具体化したが、本発明はこれに限定されない。発光層22から発光した光を基板11側から取り出す、所謂ボトムエミッション型の有機EL装置10においても、その画素電極15B,15G,15Rの製造方法に適用可能である。
【0076】
・上記第1実施形態では、保護層13は窒化珪素(SiN)で構成したが、本発明はこれに限定されない。酸窒化珪素(SiON)、酸化珪素(SiOn)またはアクリル系樹脂で構成されていてもよい。要は、光透過性を有し、且つ、屈折率が画素電極15B,15G,15Bに比べて高い材料であればよい。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】第1実施形態に係る有機EL装置の断視図。
【図2】青用画素の拡大断面図。
【図3】緑用画素の拡大断面図。
【図4】赤用画素の拡大断面図。
【図5】カラーフィルタの光透過率を示すグラフ。
【図6】(a),(b),(c),(d)は、それぞれ、有機EL装置の製造方法を説明するための図。
【図7】同じく、(a),(b),(c),(d)は、それぞれ、有機EL装置の製造方法を説明するための図。
【図8】同じく、(a),(b),(c)は、それぞれ、有機EL装置の製造方法を説明するための図。
【図9】電子機器としての携帯電話の斜視図。
【図10】(a)は、様々な出射角度で出射された青色の光の発光強度であり、(b)は、様々な出射角度で出射された赤色の光の発光強度である。
【符号の説明】
【0078】
DB…第1画素としての青用画素、DG…第2画素としての緑用画素、DR…第3画素としての赤用画素、Q1…第1電極層、Q2…第2電極層、Q3…第3電極層、Q4…第4電極層、SG…第2画素電極形成領域としての緑用画素電極形成領域、SR…第3画素電極形成領域としての赤用画素電極形成領域、10…発光装置としての有機EL装置、11…基板、12…光反射層、15B…画素電極としての青用画素電極、15G…画素電極としての緑用画素電極、15R…画素電極としての赤用画素電極、20…機能層、21…正孔輸送層、22…発光層、23…電子輸送層、25…第2の電極としての共通電極、51…カラーフィルタ、53B…青色変換層、53G…緑色変換層、53R…赤色変換層、80…電子機器としての携帯電話。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に、光反射層、画素電極、少なくとも発光層を含む機能層、半透過反射層が積層されるとともに、前記光反射層と前記半透過反射層との間に前記機能層が挟持され、前記光反射層と前記半透過反射層との間で前記発光層から発光された光を共振させる光共振器構造を具備する画素を備え、
前記画素は、前記光反射層と前記半透過反射層との間の光学的距離が互いに異なる3種類の第1画素、第2画素、第3画素から構成されてなり、
前記第1画素の前記画素電極は、膜厚が異なる第1領域及び第2領域を備え、当該各領域から異なった共振波長の光を出射する発光装置の製造方法であって、
前記第2画素及び前記第3画素のうち少なくとも一方の画素の前記画素電極を形成する際に、前記第1画素の第1領域及び第2領域のうち少なくとも一方の領域の前記画素電極を同時に形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の発光装置の製造方法において、
前記第1画素の前記画素電極のうち、第1領域にある画素電極の膜厚をd1a、第2領域にある画素電極の膜厚をd1b(d1a<d1b)とし、さらに、前記第2画素の前記画素電極の膜厚をd2、前記第3画素の前記画素電極の膜厚をd3で表わした場合、
前記第3画素の画素電極が形成される第3画素電極形成領域に、d3−d2の膜厚を有する第1電極層を形成する第1工程と、
前記第3画素電極形成領域に形成された前記第1電極層上にd2−d1bの膜厚を有する第2電極層を形成するとともに、前記第2画素の画素電極が形成される第2画素電極形成領域に、前記第2電極層を形成する第2工程と、
前記第3画素電極形成領域及び前記第2画素電極形成領域にそれぞれ形成された前記第2電極層上に、それぞれ、d1b−d1aの膜厚を有する第3電極層を形成するとともに、前記第1画素の前記第1領域に、前記第3電極層を形成する第3工程と、
前記第3画素電極形成領域及び前記第2画素電極形成領域にそれぞれ形成された前記第3電極層上に、それぞれ、d1aの膜厚を有する第4電極層を形成するとともに、前記第1画素電極形成領域であって前記第1領域及び前記第2領域に、前記第4電極層を形成する第4工程と
を備えていることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法において、
前記第1画素は、青色の光を出射する青用画素であり、
前記第2画素は、緑色の光を出射する緑用画素であり、
前記第3画素は、赤色の光を出射する赤用画素であることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項4】
請求項3に記載の発光装置の製造方法において、
前記赤用画素に相対向する位置に赤色変換層、前記緑用画素に相対向する位置に緑色変換層及び前記青用画素に相対向する位置に青色変換層を備えたカラーフィルタをさらに有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一つに記載の発光装置の製造方法において、
前記光反射層と前記画素電極との間には、前記反射層全体を覆う保護層が形成されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項6】
請求項5に記載の発光装置の製造方法において、
前記保護層は、前記画素電極より屈折率が低いことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項7】
請求項1〜6のうちのいずれか一つに記載の発光装置の製造方法によって製造された発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。

【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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【公開番号】特開2007−123065(P2007−123065A)
【公開日】平成19年5月17日(2007.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−313942(P2005−313942)
【出願日】平成17年10月28日(2005.10.28)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】