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CN114114775B - 电光装置和电子设备 - Google Patents

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CN114114775B CN202111004375.1A CN202111004375A CN114114775B CN 114114775 B CN114114775 B CN 114114775B CN 202111004375 A CN202111004375 A CN 202111004375A CN 114114775 B CN114114775 B CN 114114775B
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Abstract

本发明提供电光装置和电子设备，能够实现光取出效率的提高。本发明的电光装置的特征在于，具有：半透射反射层，其具有反射性和透光性；反射层，其配置在所述基板与所述半透射反射层之间；发光层，其配置在所述反射层与所述半透射反射层之间；以及透镜部，其与像素对应地配置，从所述发光层射出的光入射到该透镜部，在将所述发光层的发光光谱的峰值波长设为λ、将自然数设为m时，所述反射层与所述半透射反射层之间的光学距离L0满足下述的(式1)：L0>(m+1/2)λ/2(式1)。

Description

电光装置和电子设备
技术领域
本发明涉及电光装置和电子设备。
背景技术
已知有具备有机EL(电致发光)元件等发光元件的显示装置等电光装置。
专利文献1所记载的显示装置具有发光元件。该发光元件具有第1电极、具有发光层的有机层以及第2电极。第1电极、有机层和第2电极依次配置。另外，在该显示装置中，在第1电极与有机层的界面和第2电极与有机层的界面之间，具有使由发光层发出的光谐振的光谐振结构。
而且，该显示装置具有透镜部和透明上部基板。在发光元件与透明上部基板之间配置有透镜部。从发光层经由第2电极射出的光穿过透镜部。在该显示装置中，通过透镜部使在透明上部基板与空气的界面发生全反射而无法射出到空气中的光的光路弯曲，从而实现光的取出效率的提高。
专利文献1：日本特开2010-34074号公报
通常，在从法线方向观察显示装置的显示面的情况下，即在视角为0°的情况下，光谐振结构的谐振条件被设定为使得光的强度变得最大。具体而言，在从该法线方向观察的情况下，以从发光元件沿该法线方向射出的光的峰值波长发生谐振的方式，设定光谐振结构所具有的光学距离。但是，若采用这样的光谐振结构，则该法线方向的光的强度最大，因此即使设置透镜部，也无法充分得到透镜部对光的取出效率的提高效果。
发明内容
本发明的电光装置的一个方式的特征在于，具有：半透射反射层，其具有反射性和透光性；反射层，其配置在所述基板与所述半透射反射层之间；发光层，其配置在所述反射层与所述半透射反射层之间；以及透镜部，其与像素对应地配置，从所述发光层射出的光入射到该透镜部，在将所述发光层的发光光谱的峰值波长设为λ、将自然数设为m时，所述反射层与所述半透射反射层之间的光学距离L0满足下述的(式1)：
L0>(m+1/2)λ/2(式1)。
本发明的电光装置的一个方式的特征在于，具有：基板；半透射反射层，其具有反射性和透光性；反射层，其配置在所述基板与所述半透射反射层之间；发光层，其配置在所述反射层与所述半透射反射层之间；以及透镜部，其与像素对应地配置，从所述发光层射出的光入射到该透镜部，透过所述半透射反射层并朝向相对于所述基板的法线方向倾斜的方向的第1光的强度比透过所述半透射反射层并朝向所述基板的法线方向的第2光的强度大。
本发明的电子设备的一个方式具有：上述电光装置；以及控制部，其控制所述电光装置的动作。
附图说明
图1是示意性地表示第1实施方式的电光装置的俯视图。
图2是图1所示的子像素的等效电路图。
图3是表示元件基板的一部分的俯视图。
图4是图1所示的电光装置的剖视图。
图5是图1所示的电光装置的剖视图。
图6是表示图1所示的电光装置所包含的发光元件的取向特性的图。
图7是用于说明使用了具有基准光学距离的光谐振结构的情况下的光的强度的图。
图8是用于说明使用了具有第1实施方式的光学距离的光谐振结构的情况下的光的强度的图。
图9是表示从电光装置射出的光的角度与强度之间的关系的仿真结果。
图10是表示使光学距离变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
图11是表示使透光层的厚度变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
图12是表示透光层的光路长度对应于图11所示的厚度变化而变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
图13是表示省略了透镜部的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
图14是表示透光层的光路长度对应于图13所示的厚度变化而变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
图15是表示第2实施方式的电光装置的剖视图。
图16是表示第3实施方式的电光装置的剖视图。
图17是示意性地表示作为电子设备的一例的虚像显示装置的一部分的俯视图。
图18是表示作为电子设备的一例的个人计算机的立体图。
标号说明
1：元件基板；2：发光部；4：密封层；5：着色层；6：壁部；7：透光性基板；10：基板；13：扫描线；14：数据线；15：供电线；16：供电线；20：发光元件；21：绝缘层；22：透光层；23：像素电极；24：有机层；25：公共电极；26：反射层；27：绝缘部；28：接触电极；29：光谐振结构；29z：光谐振结构；30：像素电路；31：开关用晶体管；32：驱动用晶体管；33：保持电容；41：第1密封层；42：第2密封层；43：第3密封层；50：着色部；50B：着色部；50G：着色部；50R：着色部；70：粘接层；81：第1层；82：第2层；83：透镜层；100：电光装置；101：数据线驱动电路；102：扫描线驱动电路；103：控制电路；104：外部端子；109：主面；220：元件分离层；221：第1绝缘膜；222：第2绝缘膜；240：发光层；261：反射部；501：透镜部；811：凹部；821：透镜部；831：透镜部；A：发光区域；A10：显示区域；A20：外围区域；L：光；L0：光学距离；LL：影像光；LL1：第1光；LL2：第2光；Lpl：基准光学距离；P：像素；P0：子像素。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。另外，在附图中，各部分的尺寸和比例尺与实际的尺寸和比例尺适当不同，也有为了容易理解而示意性地示出的部分。此外，在以下的说明中，只要没有特别限定本发明的记载，则本发明的范围不限于这些方式。
1.电光装置100
1A.第1实施方式
1A-1.电光装置100的整体结构
图1是示意性地表示第1实施方式的电光装置100的俯视图。另外，以下为了便于说明，适当使用相互垂直的X轴、Y轴和Z轴进行说明。另外，将沿着X轴的一个方向设为X1方向，将与X1方向相反的方向设为X2方向。同样地，将沿着Y轴的一个方向设为Y1方向，将与Y1方向相反的方向设为Y2方向。将沿着Z轴的一个方向设为Z1方向，将与Z1方向相反的方向设为Z2方向。将从Z1方向或Z2方向观察电光装置100的情况设为“俯视”。
图1所示的电光装置100是利用有机EL(电致发光)显示全彩色图像的装置。另外，在图像中包含仅显示字符信息的图像。电光装置100例如是适合用于头戴式显示器等的微型显示器。
电光装置100具有显示图像的显示区域A10、和在俯视时包围显示区域A10周围的外围区域A20。在图1所示的例子中，显示区域A10在俯视时的形状为四边形，但不限于此，也可以是其他形状。
显示区域A10具有多个像素P。各像素P是图像显示中的最小单位。在本实施方式中，多个像素P在X1方向以及Y2方向上配置成矩阵状。各像素P具有：子像素PR，其获得红色波段的光；子像素PB，其获得蓝色波段的光；以及子像素PG，其获得绿色波段的光。由子像素PB、子像素PG以及子像素PR构成彩色图像的一个像素P。以下，在不区分子像素PB、子像素PG以及子像素PR的情况下，记述为子像素P0。
蓝色波段是比绿色波段短的波段，绿色波段是比红色波段短的波段。该红色波段超过580nm且为700nm以下。该绿色波段为500nm以上且580nm以下。该蓝色波段为400nm以上且小于500nm。
针对每个像素P，设置子像素PB、PR以及PG的3个子像素P0。子像素P0是构成像素P的要素。子像素P0是被独立控制的最小单位。在本实施方式中，子像素P0的排列是矩形排列。在本实施方式中，像素P所具有的3个子像素P0中的子像素PG的面积最大。另外，也可以使子像素PB或PR的面积最大。
电光装置100具有元件基板1和具有透光性的透光性基板7。电光装置100是所谓的顶部发光结构，透过透光性基板7射出光。此外，元件基板1与透光性基板7重叠的方向与Z1方向或Z2方向一致。另外，透光性是指对可见光的透射性，优选可见光的透射率为50％以上。
元件基板1具有数据线驱动电路10、扫描线驱动电路10、控制电路103和多个外部端子104。数据线驱动电路101、扫描线驱动电路102、控制电路103以及多个外部端子104配置于外围区域A20。数据线驱动电路101和扫描线驱动电路102是对构成多个子像素P0的各部分的驱动进行控制的外围电路。控制电路103控制图像的显示。从未图示的上位电路向控制电路103供给图像数据。控制电路103将基于该图像数据的各种信号供给到数据线驱动电路101和扫描线驱动电路102。虽然未图示，但在外部端子104上连接有用于实现与上位电路的电连接的FPC(Flexible printed circuits：挠性印刷电路)基板等。并且，在元件基板1上电连接有未图示的电源电路。
透光性基板7是保护元件基板1所具有的后述的发光部2及着色层5的对置基板。透光性基板7例如由玻璃基板或石英基板构成。
图2是图1所示的子像素P0的等效电路图。在元件基板1上设置有多条扫描线13、多条数据线14、多条供电线15以及多条供电线16。在图2中，代表性地图示了1个子像素P0和与其对应的要素。
扫描线13在X1方向上延伸，数据线14在Y1方向上延伸。另外，虽然未图示，但多条扫描线13和多条数据线14排列成格子状。另外，扫描线13与图1所示的扫描线驱动电路102连接，数据线14与图1所示的数据线驱动电路101连接。
如图2所示，子像素P0包含发光元件20和控制发光元件20的驱动的像素电路30。发光元件20由OLED(有机发光二极管)构成。发光元件20具有像素电极23、公共电极25和发光层240。
供电线15经由像素电路30与像素电极23电连接。另一方面，供电线16与公共电极25电连接。在此，从未图示的电源电路向供电线15供给高位侧的电源电位Vel。从未图示的电源电路向供电线16供给低位侧的电源电位Vct。像素电极23作为阳极发挥功能，公共电极25作为阴极发挥功能。在发光元件20中，从像素电极23供给的空穴和从公共电极25供给的电子在发光层240中复合，由此发光层240发出光。另外，像素电极23按照每个子像素P0设置，像素电极23与其他像素电极23相独立地被控制。
像素电路30具有开关用晶体管31、驱动用晶体管32以及保持电容33。开关用晶体管31的栅极与扫描线13电连接。另外，开关用晶体管31的源极或漏极中的一方与数据线14电连接，另一方与驱动用晶体管32的栅极电连接。另外，驱动用晶体管32的源极或漏极中的一方与供电线15电连接，另一方与像素电极23电连接。另外，保持电容33的一个电极与驱动用晶体管32的栅极连接，另一个电极与供电线15连接。
在以上的像素电路30中，当扫描线驱动电路102通过使扫描信号有效而选择扫描线13时，设置于所选择的子像素P0的开关用晶体管31导通。于是，从数据线14向与所选择的扫描线13对应的驱动用晶体管32供给数据信号。驱动用晶体管32对发光元件20供给与供给的数据信号的电位(即、栅极与源极间的电位差)对应的电流。并且，发光元件20以与从驱动用晶体管32供给的电流的大小对应的亮度发光。另外，在扫描线驱动电路102解除扫描线13的选择而使开关用晶体管31截止的情况下，驱动用晶体管32的栅极电位由保持电容33保持。因此，发光元件20在开关用晶体管31被截止后，也能够维持发光元件20的发光。
另外，上述像素电路30的结构不限于图示的结构。例如，像素电路30还可以具有控制像素电极23与驱动用晶体管32之间的导通的晶体管。
1A-2.元件基板1
图3是表示图1所示的元件基板1的一部分的俯视图。在图3中，代表性地图示了1个像素P的要素。以下，在与子像素PR关联的要素标号的末尾附加“R”，在与子像素PG关联的要素标号的末尾附加“G”，在与子像素PB关联的要素标号的末尾附加“B”。此外，在不按每个发光色进行区分的情况下，省略标号末尾的“B”、“G”以及“R”。
如图3所示，元件基板1按每个像素P具有发光元件20R、20B、20G1及20G2的组。发光元件20R是设置于子像素PR的发光元件20。发光元件20B是设置于子像素PB的发光元件20。发光元件20G1和20G2分别是设置于子像素PG的发光元件20。
发光元件20G1和20G2按每个子像素PG共用1个像素电路30。因此，也可以将发光元件20G1和20G视作1个发光元件20G。
发光元件20R具有发出包含红色波段在内的波段的光的发光区域AR。发光元件20B具有发出包含蓝色波段在内的波段的光的发光区域AB。发光元件20G1具有发出包含绿色波段在内的波段的光的发光区域AG1。发光元件20G2具有发出包含绿色波段在内的波段的光的发光区域AG2。
另外，在图3所示的例子中，发光区域AR、AG1、AG2以及AB各自的俯视时的形状为八边形。发光区域AR和AB各自的面积比发光区域AG1及AG2的面积的合计小。该面积是指俯视时的面积。另外，发光区域AR、AG1、AG2及AB的俯视时的形状可以彼此不同，也可以彼此相同。
图4以及图5分别是图1的电光装置100的剖视图。图4相当于子像素PR和PG的截面，图5相当于子像素PB和PG的截面。即，图4相当于沿图1中的A1-A1线的截面，图5相当于沿图1中的A2-A2线的截面。
如图4和图5所示，元件基板1具有基板10、发光部2、密封层4、第1层81、第2层82和着色层5。另外，发光部2具有上述多个发光元件20。另外，上述透光性基板7通过粘接层70与元件基板1接合。
基板10没有详细图示，例如是在硅基板上形成有上述像素电路30的布线基板。此外，也可以代替硅基板，例如使用玻璃基板、树脂基板或陶瓷基板。并且，虽然未详细地图示，但是像素电路30具有的上述各晶体管可以是MOS型晶体管、薄膜晶体管或场效应晶体管中的任意一种。在像素电路30所具有的晶体管是具备有源层的MOS型晶体管的情况下，该有源层也可以由硅基板构成。此外，作为像素电路30具有的各要素和各种布线的材料，例如可举出多晶硅、金属、金属硅化物和金属化合物等导电材料。另外，基板10具有第2密封层42侧的主面109。基板10的主面109的法线方向与Z1方向平行。另外，基板10的主面109与电光装置100的显示面即透光性基板7的上表面平行。
在基板10上配置有发光部2。发光部2具有反射层26、绝缘层21、透光层22、元件分离层220、多个像素电极23、有机层24以及公共电极25。多个像素电极23是透光层，公共电极25是半透射反射层。发光部2通过这些要素形成上述多个发光元件20。另外，有机层24和公共电极25在多个发光元件20中是公共的。另外，有机层24具有上述发光层240。
反射层26配置在基板10与公共电极25之间。反射层26包含具有光反射性的多个反射部261。光反射性是指对可见光的反射性，优选可见光的反射率为50％以上。各反射部261反射由发光层240发出的光。另外，虽然未图示，但多个反射部261在俯视时与多个子像素P0对应地配置。作为反射层26的材料，例如可举出Al(铝)、Cu(铜)及Ag(银)等金属、或这些金属的合金。另外，反射层26也可以具有作为与像素电路30电连接的布线的功能。另外，虽然省略了图示，但也可以在反射层26与绝缘层21之间配置用于提高反射层26的光反射性的具有透光性以及绝缘性的反射增强膜。该反射增强膜例如为氧化硅膜。
绝缘层21配置在反射层26上，并且填埋反射层26所具有的多个反射部261之间。绝缘层21例如由氮化硅(SiN)膜构成。另外，虽未详细图示，但绝缘层21例如是多层的层叠体。
在绝缘层21上配置有多个接触电极28。接触电极28针对每个发光元件20而设置。接触电极28将像素电路30与像素电极23电连接。此外，在接触电极28与绝缘层21之间设置有由氧化硅等绝缘材料形成的绝缘部27。另外，接触电极28的材料例如是钨(W)、钛(Ti)以及氮化钛(TiN)等导电材料。
在绝缘层21上配置透光层22。透光层22由具有绝缘性的多个膜构成。具体而言，透光层22具有第1绝缘膜221和第2绝缘膜222。第1绝缘膜221配置于子像素PR，不配置于子像素PB以及PG。在第1绝缘膜221上配置有第2绝缘膜222。第2绝缘膜222配置于子像素PR以及PG，不配置于子像素PB。作为透光层22的材料，例如可举出氧化硅及氮化硅等硅系的无机材料。
在透光层22上配置有多个像素电极23。像素电极23针对每个发光元件20而设置。虽未图示，但各像素电极23在俯视时与对应的反射部261重叠。各像素电极23是具有透光性和导电性的透明电极。作为像素电极23的材料，可举出ITO(IndiumTinOxide：氧化铟锡)和IZO(IndiumZincOxide：氧化铟锌)等透明导电材料。另外，像素电极23R是设置于子像素PR的像素电极23。像素电极23G1和23G2是设置于子像素PG的像素电极23。像素电极23G1和23G2可以是分离形成的，也可以是一体形成的。像素电极23B是设置于子像素PB的像素电极23。
另外，在透光层22上配置具有多个开口的元件分离层220。元件分离层220覆盖多个像素电极23的各外缘。通过元件分离层220，多个像素电极23相互电绝缘。通过元件分离层220所具有的多个开口，限定出多个发光区域A。另外，还能够将发光区域A限定为有机层24与像素电极23接触的区域。具体而言，限定出发光区域AR、发光区域AG1、发光区域AG2以及发光区域AB。作为元件分离层220的材料，例如可举出氧化硅及氮化硅等硅系的无机材料。
在多个像素电极23上配置有机层24。有机层24配置在反射层26与公共电极25之间。有机层24包括含有有机发光材料的发光层240。有机发光材料是发光性的有机化合物。此外，除了发光层240之外，有机层24还包含例如空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层等。有机层24包含可得到蓝色、绿色和红色的各发光色的发光层240而实现白色发光。另外，有机层24的结构并不特别限定于上述的结构，能够应用公知的结构。
在有机层24上配置有公共电极25。公共电极25配置在发光层240与着色层5之间。公共电极25具有光反射性及透光性。另外，公共电极25具有导电性。公共电极25例如由MgAg等含有Ag的合金形成。
在以上的发光部2中，发光元件20R具有反射部261、绝缘层21、第1绝缘膜221、第2绝缘膜222、元件分离层220、像素电极23R、有机层24以及公共电极25。发光元件20G1具有反射部261、绝缘层21、第2绝缘膜222、元件分离层220、像素电极23G1、有机层24以及公共电极25。发光元件20G2具有反射部261、绝缘层21、第2绝缘膜222、元件分离层220、像素电极23G2、有机层24以及公共电极25。发光元件20B具有反射部261、绝缘层21、元件分离层220、像素电极23B、有机层24以及公共电极25。
另外，各发光元件20具有使规定的波段的光在反射层26与公共电极25之间谐振的光谐振结构29。关于光谐振结构29，在后面进行说明。
在多个发光元件20上配置有密封层4。密封层4保护多个发光元件20。具体而言，密封层4是为了从外部保护多个发光元件20而密封多个发光元件20的密封层。保护层4具有阻气性，例如保护各发光元件20不受外部的水分或氧等的影响。通过设置密封层4，与未设置密封层4的情况相比，能够抑制发光元件20的劣化。因此，能够提高电光装置100的品质可靠性。另外，密封层4具有透光性。
密封层4具有第1密封层41、第2密封层42和第3密封层43。第1密封层41、第2密封层42和第3密封层43依次朝向远离基板10的方向层叠。第1密封层41、第2密封层42和第3密封层43具有透光性及绝缘性。第1密封层41和第3密封层43的各材料例如是氮氧化硅(SiON)等无机化合物。第2密封层42是用于向第3密封层43提供平坦的面的平坦化层。第2密封层42的材料例如为环氧树脂等树脂或无机化合物。另外，密封层4具有3个层，但也可以具有1个、2个或4个以上的层。
在密封层4上配置有第1层81。第1层81具有透光性及绝缘性。第1层81具有多个凹部811。凹部811与像素P对应地配置。具体而言，在本实施方式中，凹部811按照像素P所具有的每个发光元件20而配置。
在第1层81上配置有第2层82。第2层82具有透光性及绝缘性。第2层82是具有多个透镜部821的层。多个透镜部821以1对1的方式配置于多个凹部811。各透镜部821是从着色层5朝向Z2方向突出的凸部。各透镜部821具有与凹部811的面接触并向公共电极25侧突出的曲面。该曲面作为透镜面发挥功能。另外，该曲面朝向公共电极25突出。从发光层240射出的光入射到该透镜部821。
如图3所示，透镜部821与子像素P0对应地配置。在本实施方式中，针对子像素P0所具有的每个发光元件20而配置。具体而言，各透镜部821在俯视时与发光元件20重叠。各透镜部821使从对应的发光元件20发出的光透过。另外，在子像素PG设置有2个透镜部821，但也可以仅设置1个透镜部821。在该情况下，该1个透镜部821在俯视时与发光元件20G1以及20G2重叠。
第1层81的材料与第2层82的材料互不相同。各材料只要具有透光性即可，例如为氧化硅等无机材料或树脂材料。第1层81的折射率高于第2层82的折射率。因此，透过透镜部821的光以在透镜部821的透镜面会聚的方式折射。通过具有透镜部821，能够使从发光元件20扩散并朝向Z1方向发出的光会聚。因此，与不具有透镜部821的情况相比，能够提高光的取出效率。
另外，在本实施方式中，存在第1层81，但也可以省略第1层81。在该情况下，在密封层4形成用于形成透镜部821的凹部。但是，通过存在第1层81，在密封层4不形成凹陷即可。因此，能够抑制因形成凹陷而导致的密封层4的密封性能下降。
如图4和图5所示，在第2层82上配置着色层5。着色层5是使规定波段的光选择性地透过的滤色器。该规定波段包含每个颜色的峰值波长λ0。通过具有着色层5，与不具有着色层5的情况相比，能够提高从各子像素P0发出的光的色纯度。着色层5例如由含有着色材料的丙烯酸系的感光性树脂材料等树脂材料构成。该着色材料是颜料或染料。
着色层5具有与子像素PR对应地设置的着色部50R、与子像素PB对应地设置的着色部50B和与子像素PG对应地设置的着色部50G。按每个子像素P0设置着色部50。着色部50R是使来自发光元件20R的光中的红色波段的光选择性地透过的滤色器。着色部50B是使来自发光元件20B的光中的蓝色波段的光选择性地透过的滤色器。着色部50G是使来自发光元件20G1及20G2的光中的绿色波段的光选择性地透过的滤色器。
着色部50R、50G及50B在俯视时具有相互重叠的部分。即，俯视时3色的着色部50存在重叠的部分。另外，着色部50R和50B具有在俯视时相互重叠的部分。同样地，着色部50B和50G具有在俯视时相互重叠的部分。另外，着色部50G和50R具有在俯视时相互重叠的部分。另外，多个着色部50也可以不相互重叠。
在以上的元件基板1上，经由粘接层70接合有透光性基板7。粘接层70例如是使用了环氧树脂以及丙烯酸树脂等树脂材料的透明的粘接剂。
1A-3.光谐振结构
如上所述，各发光元件20具有使规定的波段的光在反射层26与公共电极25之间谐振的光谐振结构29。光谐振结构29使由有机层24所具有的发光层240发出的光在反射层26与公共电极25之间多重反射，从而选择性地增强规定的波段的光。
在本实施方式中，发光元件20R、20G以及20B具有互不相同的光谐振结构29。发光元件20R具有在反射层26与公共电极25之间增强红色波段的光的光谐振结构29R。发光元件20G具有在反射层26与公共电极25之间增强绿色波段的光的光谐振结构29G。发光元件20B具有在反射层26与公共电极25之间增强蓝色波段的光的光谐振结构29B。因此，能够通过光谐振效应而针对每个子像素P0增强期望波段的光并向外部射出。
光谐振结构29中的谐振波长由反射层26与公共电极25之间的光学距离L0决定。光学距离L0通过反射层26的与基板10相反侧的面与公共电极25的密封层4侧的面之间的距离和它们之间的折射率的乘积求出。
在本实施方式中，按照每个颜色调整光学距离L0。因此，光学距离L0按每个子像素P0而不同。具体而言，子像素PR的光学距离L0对应于红色波段来设定。子像素PG的光学距离L0对应于绿色波段来设定。子像素PB的光学距离L0对应于蓝色波段来设定。
例如，通过使透光层22的厚度不同，来调整光学距离L0。在该情况下，透光层22作为光路调整层发挥功能。另外，在该情况下，透光层22的厚度按照子像素PR、子像素PG以及子像素PB的顺序从大到小。另外，光学距离L0的调整方法并不限定于基于透光层22的厚度的调整方法。例如，也可以通过按每个子像素PB、PG以及PR使像素电极23的厚度不同，来调整光学距离L0。另外，例如，也可以通过针对每个子像素PB、PG以及PR使折射率不同，来调整光学距离L0。或者，也可以针对每个子像素PB、PG以及PR使有机层24的厚度不同，还可以使像素电极23的厚度不同。
光学距离L0被设定为比使朝向Z1方向的光的强度最大的情况下的光学距离长。另外，将使朝向Z1方向的光的强度最大的情况下的光学距离称为基准光学距离Lpl。另外，基准光学距离Lpl按照每个颜色而不同。
具体而言，在将发光层240的发光光谱的峰值波长设为λ、将自然数设为m时，光学距离L0满足下述的(式1)。
L0>(m+1/2)λ/2(式1)
另外，自然数包含0(零)。
通过使光学距离L0满足上述的(式1)，与朝向Z1方向的光的强度相比，朝向相对于Z1方向倾斜的方向的光的强度较大。另外，(式1)中的λ按照每个颜色而不同。
图6是表示图1所示的电光装置100所包含的发光元件20的取向特性的图。通过使光学距离L0满足(式1)，电光学装置100的取向特性如图6所示。图6所示的角度是相对于显示面的法线方向、即Z1方向的角度。在图6所示的例子中，角度20°左右的光的强度比角度0°时的光的强度大。即，与朝向Z1方向的光的强度相比，朝向相对于Z1方向倾斜的方向的光的强度较大。
图7是用于说明使用了具有基准光学距离Lpl的光谐振结构29z的情况下的光的强度的图。图8是用于说明使用了具有第1实施方式的光学距离L0的光谐振结构29的情况下的光的强度的图。
图7所示的光谐振结构29z具有基准光学距离Lpl。如图7所示，在使用了光谐振结构29z的情况下，从发光元件20射出的光L中的朝向Z1方向的第2光LL2的强度比朝向相对于Z1方向倾斜的方向的第1光LL1的强度大。并且，当相对于光谐振结构29z使用透镜部821时，第2光LL2通过透镜部821的中心，第1光LL1穿过透镜部821的端部侧。透过透镜部821的第2光LL2的强度比第1光LL1的强度大。另外，透镜部821的端部是从透镜部821的中心与边缘之间的距离的一半位置到边缘的区域。
图8所示的本实施方式的光谐振结构29具有光学距离L0。如图8所示，在使用本实施方式的光谐振结构29的情况下，从发光元件20射出的光L中的朝向相对于Z1方向倾斜的方向的第1光LL1的强度比朝向Z1方向的第2光LL2的强度大。并且，透过透镜部821的第1光LL1的强度比第2光LL2的强度大。
图9是表示从电光装置100射出的光的角度与强度之间的关系的仿真结果。图9中的虚线是使用了具有基准光学距离Lpl的光谐振结构29z的情况下的结果。图9中的实线是使用了具有本实施方式的光学距离L0的光谐振结构29的情况下的结果。如图9所示，在使用本实施方式的光谐振结构29和透镜部821的情况下，与使用光谐振结构29z和透镜部821的情况相比，能够在较宽的角度范围内增大光的强度。
如上所述，光学距离L0满足(式1)，因此与朝向Z1方向的光的强度相比，朝向相对于Z1方向倾斜的方向的光的强度较大。因此，如图9所示，通过使用具有本实施方式的光谐振结构29的发光元件20和透镜部821，能够提高电光装置100中的光的取出效率。
另外，某个颜色的波段所对应的光谐振结构29的光学距离L0小于比该某个颜色的波段更长的波段中的发光光谱的峰值波长所对应的光学距离。具体而言，光谐振结构29B的光学距离L0小于绿色波段中的发光光谱的峰值波长所对应的光学距离。更优选的是，光谐振结构29B的光学距离L0小于绿色波段中的发光光谱的峰值波长所对应的光学距离与蓝色波段中的发光光谱的峰值波长所对应的光学距离之差的一半的值。
具体而言，在将发光层240的发光光谱的峰值波长设为λ、将比λ长的波段中的发光光谱的峰值波长设为λ’、自然数设为m时，光学距离L0优选满足下述的(式2)。
[{(m+1/2)λ’}/2-{(m+1/2)λ}/2]/2＞L0(式2)
另外，自然数包含0(零)。
通过使光学距离L0满足(式2)，与不满足的情况相比，能够防止过度的颜色偏差，并且能够实现电光装置100中的光取出效率的提高。
另外，如上所述，第1光LL1穿过透镜部821的比中心靠端部侧处。因此，穿过透镜部821的比中心靠端部的位置的光的强度比穿过透镜部821的中心的光的强度大。而且，第1光LL1以通过透镜部821的作用而会聚的方式从电光装置100射出。因此，与第1光LL1穿过透镜部821的靠近中心的位置的情况相比，能够实现电光装置100中的光取出效率的提高。
特别是，以朝向相对于Z1方向倾斜的方向的光穿过透镜部821的端部的方式设定光学距离L0。其结果，能够特别提高光的取出效率。即，以在透镜部821的端部想要取出的光的峰值波长成为最大的方式设定光学距离L0。其结果，能够特别提高光的取出效率。
另外，上述的(式1)中的m为1。即，基于光谐振结构29的谐振是一次谐振。通过为一次谐振，例如与为零次谐振的情况相比，能够提高色纯度，并且提高光利用效率。另外，通过使色纯度和光利用效率较高，能够抑制滤色器的厚度，进而，混色的比例变小，因此能够提高开口率。
另外，如上所述，在透镜部821上配置着色层5。具体而言，着色层5配置于透镜部821的与公共电极25相反的一侧。因此，与在着色层5上配置透镜部821的情况相比，容易使发光元件20与透镜部821的距离接近。因此，能够减少第1光LL1中的不穿过透镜部821的光的比例。因此，例如与在着色层5上配置透镜部821的情况相比，能够提高光的取出效率。
图10是表示使光学距离L0变化的情况下的、从电光装置100射出的绿色光的强度的仿真结果。图10中的“ref”是不具有透镜部821而使用了具有基准光学距离Lpl的光谐振结构29z的情况下的结果。图10示出相对于基准光学距离Lpl增大了光学距离L0的情况下的相对亮度与角度之间的关系。具体而言，示出了与基准光学距离Lpl对应的透光层22的厚度为36nm、使与光学距离L0对应的透光层22的厚度在与基准光学距离Lpl对应的透光层22的厚度即36nm～66nm的范围内逐次增大1mm的情况下的各结果。
如图10所示，通过使光学距离L0与基准光学距离Lpl相比在规定的范围内增大，在0°以上且12°以下能够增大光的强度。另外，在图10中示出基于一次谐振的结果。另外，图10示出使用了透镜部821的情况下的结果。
图11是表示使透光层22的厚度变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。图12是表示使透光层22的光路长度对应于图11所示的厚度变化而变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。另外，图11和图12表示使用了透镜部821的情况下的结果。另外，透光层22的光路长度与透光层22的光学距离同义。
在图11中示出相对于透光层22的厚度的0°以上且12°以下的光的强度的平均值。另外，在图11中，将基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的厚度设为0nm。图11中的横轴表示透光层22的厚度相对于基准光学距离Lpl时的透光层22的厚度的增量。另外，除变更了发光元件20中的透光层22的厚度以外，没有变更。因此，如图12所示，透光层22的厚度越厚，透光层22的光路长度越大。另外，在图12中，将基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的光路长度设为0。图12中的横轴表示透光层22的光路长度相对于基准光学距离Lpl时的透光层22的光路长度的增量。
在图11和图12中，具有透镜部821，将基准光学距离Lpl的情况下的光的强度设为1。如图11所示，在透光层22的厚度相对于基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的厚度超过0nm且为18nm以下的情况下，光的强度增大。另外，如图12所示，在透光层22的光路长度相对于基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的光路长度超过0且为26.6以下的情况下，光的强度增大。由此可知，通过使光学距离L0相对于基准光学距离Lpl在规定的范围内增大，光的取出效率提高。特别是，能够增大相对于显示面的法线方向的角度为0°或与其接近的角度的情况下的光的强度。
图13是表示省略了透镜部821的情况下的绿色光的强度的仿真结果。另外，图13除了省略了透镜部821以外，与图11所示的条件相同。此外，图14是表示使透光层22的光路长度对应于图13所示的厚度变化而变化的情况下的绿色光的强度的仿真结果。
如图13所示，在省略了透镜部821的情况下，在透光层22的厚度相对于基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的厚度为3nm以上且15nm以下的情况下，光的强度增大。另外，如图14所示，在省略了透镜部821的情况下，在透光层22的光路长度相对于基准光学距离Lpl的情况下的透光层22的光路长度为4.4以上且22.16以下的情况下，光的强度增大。因此，可知通过使用透镜部821，光的取出效率提高。
另外，在图10～图14中，说明了绿色光的情况的例子，但在蓝色光和红色光的情况下也得到显示出同样趋势的结果。另外，在图11～图14中，说明了通过变更透光层22的厚度来变更光学距离L0的情况的例子。但是，在通过变更透光层22的厚度来变更光学距离L0的方法以外的其他方法变更光学距离L0的情况下，也与变更透光层22的厚度的情况同样地，光的强度增大。因此，例如即使在通过变更透光层22的折射率以及公共电极25的厚度等而变更了光学距离L0的情况下，光的强度也增大。
如以上说明那样，根据电光装置100，由于具有满足(式1)的光学距离L0的光谐振结构29以及透镜部821，因此与以往相比能够提高从电光装置100射出的光的取出效率。
并且，光学距离L0与基准光学距离Lpl之差优选在超过0且45以下的范围内。如果在该范围内，则在全部的子像素P0中，都能够提高光的取出效率。
1B.第2实施方式
对第2实施方式进行说明。另外，在以下的各例示中，对于功能与第1实施方式相同的要素，沿用在第1实施方式的说明中使用的标号，适当省略各要素的详细说明。
图15是表示第2实施方式的电光装置100的剖视图。在本实施方式中，不具有第1层81、第2层82以及着色层5，而具有壁部6和着色层5A。
图15所示的壁部6的壁部6配置在发光层240与着色层5之间。壁部6是为了提高着色层5相对于元件基板1的紧贴性而设置的。壁部6具有透光性。壁部6例如由透明的树脂材料形成。作为该树脂材料，例如可举出环氧树脂及丙烯酸树脂等。
壁部6主要配置在相邻的子像素P0之间。虽未图示，但壁部6以在俯视时包围子像素P0的方式配置。因此，壁部6作为划分子像素P0的壁状的部件发挥功能。另外，壁部6具有与各子像素P0对应的开口。虽然未图示，但该开口在俯视时与发光区域A重叠。
着色层5A以填埋壁部6的开口并覆盖壁部6的方式配置。因此，着色层5A与壁部6以及密封层4接触。另外，着色层5的最大厚度比壁部6的最大厚度厚。着色层5A覆盖壁部6，由此能够抑制穿过壁部6的光的泄漏。
另外，着色层5A具有多个透镜部501。即，透镜部501由着色层5A构成。透镜部501除了主要是着色层5A所具有的要素以外，与第1实施方式的透镜部821相同。在以下的透镜部501的说明中，说明与透镜部821的不同点，适当省略相同的事项。
多个透镜部501针对每个子像素P0而设置。因此，着色层5A所具有的各着色部50具有透镜部501。透镜部501具有与壁部6的接触面。该接触面是向壁部6侧突出的曲面。该接触面作为透镜面发挥功能。各透镜部501的折射率比壁部6的折射率高。因此，透镜部501使从发光元件20射出的光会聚。通过使着色层5A具有透镜部501，无需如第1实施方式那样将具有透镜部821的层与着色层5分开设置即可。另外，在本实施方式中，通过例如变更壁部6的厚度，能够简单地形成具有期望曲率的透镜面的透镜部501。
另外，虽未图示，但壁部6的一部分在俯视时与发光区域A重叠。因此，与不重叠的情况相比，能够增大透镜部501的透镜面的面积。因此，能够增加入射到透镜部501的光的光量。其结果，能够进一步提高光的取出效率。并且，虽未图示，但壁部6在俯视时包围发光区域A。因此，与未包围的情况相比，能够提高光的取出效率。另外，壁部6也可以在俯视时不包围发光区域A。
根据以上的本实施方式，着色层5A具有透镜部501。通过这样的本实施方式，也能够提高光的取出效率。
1C.第3实施方式
对第3实施方式进行说明。另外，在以下的各例示中，对于功能与第1实施方式相同的要素，沿用在第1实施方式的说明中使用的标号，适当省略各要素的详细说明。
图16是表示第3实施方式的电光装置100的剖视图。在本实施方式中，不具有第1层81和第2层82，而具有透镜层83。
透镜层83配置于着色层5的与发光元件20相反的一侧。透镜层83配置在透光性基板7与粘接层70之间，与它们接触。透镜层83具有多个透镜部831。透镜部831除了是透镜层83所具有的要素以外，与第1实施方式的透镜部821相同。在以下的透镜部831的说明中，说明与透镜部821的不同点，适当省略相同的事项。
透镜部831具有绝缘性和透光性。透镜部831的折射率比粘接层70的折射率高。因此，透镜部831使从发光元件20射出的光会聚。具有该透镜部831的透镜层83在形成于透光性基板7上之后，经由粘接层70与元件基板1连接。
穿过着色层5的光透过透镜部831。因此，与第1实施方式相比，能够使颜色纯度高的光会聚。因此，能够提高光取出强度和色纯度。
1D.变形例
以上例示的各方式能够进行多种变形。以下例示可应用于上述各方式的具体变形方式。从以下的例示中任意选择的两个以上的方式可以在不相互矛盾的范围内适当合并。另外，以下的第1实施方式的变形方式能够在不矛盾的范围内应用于第2实施方式以及第3实施方式。
在第1实施方式中，透镜部821是向Z2方向突出的凸部，但透镜部821也可以是向Z1方向突出的凸部。在这种情况下，第1层81的折射率低于第2层82的折射率。
在各实施方式中，发光部2具有按照每个子像素P0而不同的光谐振结构29。即，发光部2具有按照每个颜色而不同的光谐振结构29。但是，发光部2也可以具有对于每个颜色都相同的光谐振结构29。在该情况下，例如设定与红色、蓝色以及绿色波段中的1个峰值波长对应的光学距离L0。
在各实施方式中，光谐振结构29针对每个子像素P0具有满足(式1)的光学距离L0。但是，也可以是，设置于子像素PR、PB以及PG中的至少1个的光谐振结构29具有满足(式1)的光学距离L0。在该情况下，在想要提高特定颜色的光的强度的情况下是有效的。
在各实施方式中，像素电极23具有透光性，但像素电极23也可以具有光反射性。在该情况下，可以省略反射层26。另外，在该情况下，像素电极23相当于“反射层”。另外，在多个发光元件20中共用公共电极25，但也可以针对每个发光元件20设置独立的阴极。
在各实施方式中，发光区域A的排列是矩形排列，但并不限定于此，例如，也可以是拜耳排列、三角形排列或条纹排列。
在第1实施方式中，发光区域A的形状为八边形，但并不限定于此，也可以是四边形和圆形等其他形状。但是，通过为八边形或圆形，与为长方形的情况相比，能够使光高效地透过透镜部821的端部。因此，能够进一步提高光的取出效率。
“电光装置”不限于有机EL装置，也可以是使用了无机材料的无机EL装置或μLED装置。
2.电子设备
上述实施方式的电光装置100能够应用于各种电子设备。
2-1.头戴式显示器
图17是示意性地表示作为电子设备的一例的虚像显示装置700的一部分的俯视图。图17所示的虚像显示装置700是佩戴于观察者的头部并进行图像显示的头戴式显示器(HMD)。虚像显示装置700具有上述电光装置100、准直器71、导光体72、第1反射型体积全息元件73、第2反射型体积全息元件74以及控制部79。另外，从电光装置100发出的光作为影像光LL而发出。
控制部79例如包含处理器和存储器，对电光装置100的动作进行控制。准直器71配置在电光装置100与导光体72之间。准直器71使从电光装置100射出的光成为平行光。准直器71由准直透镜等构成。由准直器71转换为平行光的光入射到导光体72。
导光体72呈平板状，在与经由准直器71入射的光的方向交叉的方向上延伸配置。导光体72在其内部反射光以进行导光。在导光体72的与准直器71相对的面721，设有光入射的光入射口和发出光的光射出口。在导光体72的与面721相反的面722上，配置作为衍射光学元件的第1反射型体积全息元件73和作为衍射光学元件的第2反射型体积全息元件74。第2反射型体积全息元件74设置在比第1反射型体积全息元件73更靠近光射出口侧。第1反射型体积全息元件73以及第2反射型体积全息元件74具有与规定的波段对应的干涉条纹，使规定的波段的光衍射反射。
在该结构的虚像显示装置700中，从光入射口入射到导光体72内的影像光LL反复反射而前进，并从光射出口被引导至观察者的瞳孔EY，由此观察者能够观察由影像光LL形成的虚像所构成的图像。
虚像显示装置700具有上述电光装置100。上述电光装置100的光取出效率优异，品质良好。因此，通过具有电光装置100，能够提供明亮且显示品质高的虚像显示装置700。
2-2.个人计算机
图18是表示作为本发明的电子设备的一例的个人计算机400的立体图。图18所示的个人计算机400具有电光装置100、设置有电源开关401和键盘402的主体部403以及控制部409。控制部409例如包含处理器和存储器，对电光装置100的动作进行控制。个人计算机400中的上述电光装置100的光取出效率优异，品质良好。因此，通过具有电光装置100，能够提供明亮且显示品质高的个人计算机400。
另外，作为具有电光装置100的“电子设备”，除了图17所例示的虚像显示装置700和图18所例示的个人计算机400之外，还可举出数字观测器、数字双筒望远镜、数字照相机、摄像机等接近眼睛配置的设备。另外，具有电光装置100的“电子设备”作为便携电话机、智能手机、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)、汽车导航装置以及车载用的显示部来应用。进而，具有电光装置100的“电子设备”作为照射光的照明来应用。
以上，基于图示的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。此外，本发明的各部分的结构能够置换为发挥与上述实施方式相同功能的任意结构，此外，还能够附加任意结构。此外，本发明可以组合上述各实施方式的任意结构彼此。

Claims (12)

1.一种电光装置，其特征在于，该电光装置具有：
基板；
半透射反射层，其具有反射性和透光性；
反射层，其配置在所述基板与所述半透射反射层之间；
发光层，其配置在所述反射层与所述半透射反射层之间；以及
透镜部，其与像素对应地配置，从所述发光层射出的光入射到该透镜部，
在将所述发光层的发光光谱的峰值波长设为λ、将自然数设为m时，所述反射层与所述半透射反射层之间的光学距离L0满足下述的(式1)：
L0>(m+1/2)λ/2(式1)，
所述反射层与所述半透射反射层之间的朝向所述基板的主面的法线方向的光的强度最大的基准光学距离Lpl比所述光学距离L0大超过0且45以下。
2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，
(式1)中的m为1。
3.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，
在将比所述峰值波长更长的波段的发光光谱的峰值波长设为λ’时，所述光学距离L0满足下述的(式2)：
[{(m+1/2)λ’}/2-{(m+1/2)λ}/2]/2＞L0(式2)。
4.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，
该电光装置具有着色层，该着色层配置在所述透镜部的与所述半透射反射层相反的一侧。
5.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于，
所述透镜部由着色层构成。
6.一种电光装置，其特征在于，该电光装置具有：
基板；
半透射反射层，其具有反射性和透光性；
反射层，其配置在所述基板与所述半透射反射层之间；
发光层，其配置在所述反射层与所述半透射反射层之间；以及
透镜部，其与像素对应地配置，从所述发光层射出的光入射到该透镜部，
透过所述半透射反射层并朝向相对于所述基板的法线方向倾斜的方向的第1光的强度比透过所述半透射反射层并朝向所述基板的法线方向的第2光的强度大，
所述反射层与所述半透射反射层之间的朝向所述基板的主面的法线方向的光的强度最大的基准光学距离Lpl比所述反射层与所述半透射反射层之间的光学距离L0大超过0且45以下。
7.根据权利要求6所述的电光装置，其特征在于，
所述第1光入射到所述透镜部的比中心更靠近端部侧处。
8.根据权利要求7所述的电光装置，其特征在于，
所述第1光入射到所述透镜部的所述端部。
9.根据权利要求6所述的电光装置，其特征在于，
该电光装置具有光谐振结构，该光谐振结构使规定波段的光在所述反射层与所述半透射反射层之间进行谐振，
基于所述光谐振结构的谐振是一次谐振。
10.根据权利要求6所述的电光装置，其特征在于，
该电光装置具有着色层，该着色层配置在所述透镜部的与所述半透射反射层相反的一侧。
11.根据权利要求6所述的电光装置，其特征在于，
所述透镜部由着色层构成。
12.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有：
权利要求1至11中的任意一项所述的电光装置；以及
控制部，其控制所述电光装置的动作。
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