JP2005293916A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 単純な素子構造で光取り出し効率を向上させることができる電気光学素子を備えた電気光学装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬディスプレイ１は、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇ、青色用有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれの発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと陰極１４との間に、キャリア（自由電子）を一時保持するフラクタル構造を成す第１フラクタル構造層Ｆ１を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。

近年、小型化、薄型化、及び低消費電力化の観点から、自発光素子を画素に対応させて備えた電気光学装置が注目されている。この種の電気光学装置には、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）を画素に対応させて備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬディスプレイという）がある。有機ＥＬディスプレイは、高輝度で自発光であること、応答性が高速であること等の理由で特に注目されており、その開発が盛んに行われている。

ところで、有機ＥＬディスプレイにおいては、各有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に有機発光層を有する構造を成しているが、有機発光層から出射される光の取り出し効率を向上させるために、素子の構造上、様々な工夫がなされている。例えば、陽極がインジウム錫酸化物といった透明導電材料で構成された場合では、陽極自体の電気抵抗が比較的高くなるので、陽極と有機発光層との間に、陽極から供給されるキャリア（正孔）を効率良く有機発光層へ注入させる機能を有した正孔注入層を形成することが知られている。

また、例えば、有機発光層にて発した光を陰極で反射させ、陽極側から出射させる構造を成した有機ＥＬ素子において、その陽極、陰極及び有機発光層に、陽極側から陰極側に向かって突出する斜面を設けるようにした有機ＥＬ素子が提案されている。このようにすることで、有機発光層から出射した光のうち、各陽極、陰極及び有機発光層に対して平行に進む成分の光を、前記した斜面にて反射させて陽極側方向に曲げて進ませることができるので、陽極から出射される光の取り出し効率を向上させることができる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１−３３２３８８号公報

ところで、上記した光取り出し効率の向上に関する技術は、その素子を製造するプロセスを複雑にする傾向にある。また、前記した正孔注入層といった層を素子に加えて形成すると、異種の層が接する界面が多くなるため、界面での物理的・化学的変化が発生し、その結果、素子の特性が経時的に変化してしまう問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より単純な素子構造で光取り出し効率を向上させることができる電気光学素子を備えた電気光学装置及び電子機器を提供することにある。

本発明の電気光学装置は、フラクタル構造を成す層を備えている。
これによれば、フラクタル構造を成す層によって、例えば、液晶素子や有機ＥＬ素子を有する電気光学装置の光取り出し効率を向上させることができる。

本発明の電気光学装置は、第１の電極層、第２の電極層、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に発光層を有する電気光学素子を備えた電気光学装置において、前記電気光学素子は、フラクタル構造を成す層を備えている。
これによれば、フラクタル構造を成す層によって、自発光素子を有する電気光学装置の
光取り出し効率を向上させることができる。

この電気光学装置において、前記フラクタル構造を成す層は、前記発光層に注入されるキャリアを保持する第１のフラクタル構造を成す層である。
これによれば、発光層に注入されるキャリアを第１のフラクタル構造を成す層によって制御することで発光層から出射される光が制御され、電気光学装置の光取り出し効率を向上させることができる。

この電気光学装置において、前記第１のフラクタル構造を成す層は、前記発光層と前記第１の電極層との間、または、前記発光層と前記第２の電極層との間の少なくともいずれか一方に備えられている。
これによれば、第１の電極層または第２の電極層から発光層に注入されるキャリアを第１のフラクタル構造を成す層によって制御することで発光層から出射される光が制御される。

この電気光学装置において、前記第１のフラクタル構造を成す層は、前記発光層に注入されるキャリアのキャリアバランスを調整可能であってもよい。
これによれば、第１のフラクタル構造を成す層によってキャリアバランスを調整することにより、発光層に注入されるキャリアである正孔と自由電子とが効率良く再結合する。ここで、「キャリアバランス」とは、たとえば、発光層に注入されるキャリアである正孔と自由電子とが再結合する位置である。

この電気光学装置において、前記フラクタル構造を成す層は、前記発光層から発せられた光を保持する第２のフラクタル構造を成す層である。
これによれば、発光層から出射された光は第２のフラクタル構造を成す層によって制御されることから、電気光学装置の光取り出し効率を向上させることができる。

この電気光学装置において、前記第２のフラクタル構造を成す層は、前記発光層と前記第１の電極層との間、または、前記発光層と前記第２の電極層との間の少なくともいずれか一方に備えられている。
これによれば、発光層から出射される光は第２のフラクタル構造を成す層によって制御される。

この電気光学装置において、前記フラクタル構造を成す層は、前記発光層に注入されるキャリアを保持する第１のフラクタル構造を成す層と、前記発光層から発せられた光を保持する第２のフラクタル構造を成す層とからなる。
これによれば、発光層に注入されるキャリアを第１のフラクタル構造を成す層によって制御することで発光層から出射される光が制御され、また、発光層から出射された光は第２のフラクタル構造を成す層によって制御される。その結果、電気光学装置の光取り出し効率を向上させることができる。

この電気光学装置において、前記電気光学素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であってもよい。
これによれば、電気光学素子として有機有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた勇気エレクトロルミネッセンスディスプレイの光取り出し効率を向上させることができる。

本発明の電子機器は、上記記載の電気光学装置を具備してなる。
これによれば、上記記載の電気光学装置を備えたので、光取り出し効率が向上された高品位な表示が可能な電子機器を実現することができる。

以下、本発明の電気光学装置を有機ＥＬディスプレイに適用した第１及び第２実施形態をそれぞれ図面に従って説明する。尚、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の有機ＥＬディスプレイの上面図であり、図２は、図１に示した有機ＥＬディスプレイのａ−ａ線での断面図である。

図１に示すように、有機ＥＬディスプレイ１は、ディスプレイ部ＤＳと、該ディスプレイ部ＤＳの下側（図１中反Ｙ矢印方向側）に接続されたフレキシブル回路基板ＦＣとから構成されている。ディスプレイ部ＤＳは、その略中央に表示領域Ｒを、また、表示領域Ｒを囲む表示領域Ｒ以外の領域に非表示領域Ｑをそれぞれ備えている。

表示領域Ｒには、図１中Ｘ，Ｙ矢印方向にそれぞれ延設された隔壁Ｂが設けられ、その隔壁Ｂによって画素形成領域２が升目状に区画形成されている。各画素形成領域２は、１個の赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇ、または青色用有機ＥＬ素子３Ｂが形成される領域である。赤色用有機ＥＬ素子３Ｒからは赤色の光が、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇからは緑色の光が、青色用有機ＥＬ素子３Ｂからは青色の光がそれぞれ出射される。尚、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとは、その各発光層は有機材料で構成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子のことをいう。

表示領域Ｒには、１行当りｍ個の赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂがそれぞれｎ行、また、１列当りｎ個の赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂがそれぞれｍ列形成されている。そして、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ図１中Ｘ矢印方向（行方向）に沿って赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ→緑色用有機ＥＬ素子３Ｇ→青色用有機ＥＬ素子３Ｂ→赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ→…の順に繰り返して配置されている。また、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ図１中Ｙ矢印方向（列方向）に沿って同色のＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが配置されている。そして、図１中Ｘ矢印方向に隣接して並んだ赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇ及び青色用有機ＥＬ素子３Ｂで１組の画素３を形成している。

非表示領域Ｑには、表示領域Ｒを挟むようにして一対の走査線駆動回路４が形成されている。各走査線駆動回路４は、図示しない走査線を介して一行の各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ毎に接続されている。そして、各走査線駆動回路４は、ｎ行ある各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを１行毎に順次選択する走査信号を出力する回路である。

また、非表示領域Ｑ上であって、表示領域Ｒの上側（図１中Ｙ矢印方向側）には検査回路５が形成されている。検査回路５は、各赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと図示しない信号線を介して接続されている。そして、検査回路５は、有機ＥＬディスプレイ１を出荷する前に駆動し、各赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが正常に駆動するか否かを検査するための回路である。

一方、フレキシブル回路基板ＦＣ上にはデータ線駆動回路６と制御回路７とが形成されている。データ線駆動回路６は、図示しないデータ線を介して１列の各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ毎に接続されている。そして、データ線駆動回路６は、前記走査線駆動回路４によって選択された各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対応するデータ信号を出力するための回路である。このデータ信号は、表示される所望の画像に対する輝度情報がプログラムされた信号であって、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの発光輝度を決定する。

制御回路７は、走査線駆動回路４、検査回路５及びデータ線駆動回路６と図示しない制御線を介して接続されている。そして、制御回路７は、各駆動回路４，６及び検査回路５の駆動を制御するための各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を各駆動回路４，６及び検査回路５にそれぞれ出力するための回路である。

そして、前記制御回路７から出力される各種制御信号によって走査線駆動回路４が前記走査信号を出力するとともに、前記走査信号のタイミングでデータ線駆動回路６からデータ信号が出力される。このような構成により、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、データ線駆動回路６より出力されたデータ信号に応じた輝度で各色の光を出射し、その結果、表示領域Ｒ上に所望の画像が表示される。

図２は、ディスプレイ部ＤＳの図１中ａ−ａ線での断面図である。ディスプレイ部ＤＳは、光透過性を有するガラスや高分子フィルムで構成された基板Ｓを備えている。基板Ｓ上には、回路形成層Ｓｂが形成されている。

回路形成層Ｓｂ上の略中央には前記表示領域Ｒが形成されている。表示領域Ｒ内の回路形成層Ｓｂには、薄膜トランジスタＴＦＴといった各種回路素子が形成されている。この薄膜トランジスタＴＦＴは、前記データ線駆動回路６（図１参照）からのデータ信号に応じた駆動電流を制御するトランジスタである。また、回路形成層Ｓｂには、前記走査線駆動回路４や検査回路５（図１参照）を構成する回路素子の一部または全部が形成されている。

また、前記表示領域Ｒ内の回路形成層Ｓｂ上には、図２中Ｚ矢印方向にその断面形状が略台形状である前記隔壁Ｂが配置されている。隔壁Ｂは、撥液性を有した有機物絶縁材料で構成されている。この隔壁Ｂは、例えば、アクリルやポリイミドといった有機物絶縁材料をパターニング形成した後、ＣＦ₄プラズマ処理を行うことで、その表面に撥液性を持
たせたものであってもよい。

そして、この隔壁Ｂによって、その断面が図２中凹状を成した画素形成領域２が複数個（本実施形態では、３ｍ×３ｎ個）区画形成される。複数個（本実施形態では、３ｍ×３ｎ個）の画素形成領域２のうち、図２中左端側に設けられた画素形成領域２には、画素電極１０、正孔輸送層１１、赤色用発光層１２Ｒ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される前記赤色用有機ＥＬ素子３Ｒが形成されている。また、その右隣側（Ｘ矢印方向側）に設けられた画素形成領域２には、画素電極１０、正孔輸送層１１、緑色用発光層１２Ｇ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される前記緑色用有機ＥＬ素子３Ｇが形成されている。さらに、その右隣側（Ｘ矢印方向側）に設けられた画素形成領域２には、画素電極１０、正孔輸送層１１、青色用発光層１２Ｂ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される前記青色用有機ＥＬ素子３Ｂが形成されている。尚、本実施形態では、陰極１４は全画素形成領域２に渡って共通して形成されている。そして、陰極１４は接地されている。

また、前記回路形成層Ｓｂの外周縁部には陰極１４全面を覆うように、乾燥した空間Ｆを介して、エポキシ樹脂よりなる封止部材ＦＢが接着されている。
そして、本実施形態の有機ＥＬディスプレイ１は、各赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂから出射された各色の光が、前記回路形成層Ｓｂを通過して基板Ｓから外部へと出射される、所謂ボトムエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイである。

次に、本発明の特徴である赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの素子構造について説明する。図３は、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒの素子構造を説明するため図であって、図２に示した赤色用有機ＥＬ素子３Ｒを含むディスプレイ部ＤＳの一部断面図である
。尚、図３においては、回路形成層Ｓｂの下側（図３中反Ｚ矢印方向）に形成される基板Ｓ、及び、陰極１４の上側（図３中Ｚ矢印方向）に形成される空間Ｆ及び封止部材ＦＢを省略している。

図３に示すように、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒは、回路形成層Ｓｂ上から図３中Ｚ矢印方向に沿って画素電極１０→正孔輸送層１１→赤色用発光層１２Ｒ→第１フラクタル層Ｆ１→陰極１４の順に互いに積層されてなる素子構造を成している。

画素電極１０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファスといった透明導電性材料で構成されている。画素電極１０は、コンタクトホールＨを介して対応する薄膜トランジスタＴＦＴ（図２参照）のドレインまたはソースに電気的に接続されている。そして、画素電極１０には、薄膜トランジスタＴＦＴから供給される前記駆動電流の電流密度に応じたキャリアが供給される。また、画素電極１０上には、正孔輸送層１１が形成されている。

正孔輸送層１１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といった有機材料で構成されている。正孔輸送層１１は、対応する画素電極１０から供給されるキャリア（本実施形態では、正孔）を該正孔輸送層１１の上層に形成された赤色用発光層１２Ｒへ効率良く注入させる層である。また、正孔輸送層１１上には、赤色用発光層１２Ｒが形成されている。

赤色用発光層１２Ｒは、赤色の蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の有機物発光材料で構成されている。具体的には、有機物発光材料として、例えば、アントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料等が挙げられる。赤色用発光層１２Ｒ上には、第１フラクタル構造層Ｆ１が形成されている。

第１フラクタル構造層Ｆ１は、フラクタル構造を成している。具体的には、本実施形態の第１フラクタル構造層Ｆ１は、図３中Ｚ矢印方向に段階的なフラクタル構造を成し、第１フラクタル構造層Ｆ１内に注入されたキャリア（自由電子）を一時的に保持するフラクタル構造を成す層である。

この第１フラクタル構造層Ｆ１は、たとえば、赤色用発光層１２Ｒを構成する、前記したアントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料に、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、ＤＣＭ、ＤＣＪ、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ジアザインダセン誘導体等を化学反応によってドープすることで、分子レベルのフラクタル構造が作成された層である。また、第１フラクタル構造層Ｆ１上には、画素電極１０の対向電極としての前記陰極１４が形成されている。

陰極１４は、１層からなる金属層であっても２層あるいは３層からなる金属層であってもよい。具体的には、陰極１４は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）などの単体材料や、マグネシウム（Ｍｇ）−アルミニウム（Ａｌ）（Ｍｇ：Ａｌ＝１０：１）合金で構成されている。また、酸化リチウムＬｉ２Ｏ／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化マグネシウム（Ｍｇ）／アルミニウム（Ａｌ）といった積層膜が好適である。

そして、前記のような素子構造を成した赤色用有機ＥＬ素子３Ｒは、その画素電極１０に前記駆動電流を荷うキャリア（正孔）が供給されると、その画素電極１０のキャリア（正孔）が正孔輸送層１１内へ注入される。そして、その正孔輸送層１１内に注入されたキャリア（正孔）が赤色用発光層１２Ｒへ注入される。一方、陰極１４からはキャリア（自由電子）が供給されて第１フラクタル構造層Ｆ１に注入される。第１フラクタル構造層Ｆ１は、注入されたキャリア（自由電子）を一時的に保持するフラクタル構造を成す層であるので、第１フラクタル構造層Ｆ１へ注入されたキャリア（自由電子）は、同第１フラクタル構造層Ｆ１内にて一時的に保持される。そして、その後、第１フラクタル構造層Ｆ１から赤色用発光層１２Ｒへ注入される。

そして、赤色用発光層１２Ｒ中にて、正孔輸送層１１から注入されたキャリア（正孔）と、第１フラクタル構造層Ｆ１から注入されたキャリア（自由電子）とが注入され、再結合し赤色の光が発する。このとき、赤色用発光層１２Ｒ中の陰極１４からのキャリア（自由電子）は、第１フラクタル構造層Ｆ１にて一時的に保持された後に注入されるので、赤色用発光層１２Ｒの光の取り出し効率が、第１フラクタル構造層Ｆ１を有していない従来の赤色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。そして、赤色用発光層１２Ｒにて発した赤色の光は、前記回路形成層Ｓｂ及び基板Ｓを介して外部へ出射される。

前記と同様にして、緑色用発光層１２Ｇ中にて、正孔輸送層１１から注入されたキャリア（正孔）と、第１フラクタル構造層Ｆ１から注入されたキャリア（自由電子）とが注入され、再結合し緑色の光が発する。このとき、緑色用発光層１２Ｇ中のキャリア（自由電子）は、第１フラクタル構造層Ｆ１にて一時的に保持された後に注入されるので、緑色用発光層１２Ｇの光の取り出し効率が、第１フラクタル構造層Ｆ１を有していない従来の緑色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。そして、緑色用発光層１２Ｇにて発した緑色の光は、前記回路形成層Ｓｂ及び基板Ｓを介して外部へ出射される。

また、前記と同様にして、青色用発光層１２Ｂ中にて、正孔輸送層１１から注入されたキャリア（正孔）と、第１フラクタル構造層Ｆ１から注入されたキャリア（自由電子）とが注入され、再結合し青色の光が発する。このとき、青色用発光層１２Ｂ中のキャリア（自由電子）は、第１フラクタル構造層Ｆ１にて一時的に保持された後に注入されるので、青色用発光層１２Ｂの光の取り出し効率が、第１フラクタル構造層Ｆ１を有していない従来の青色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。そして、青色用発光層１２Ｂにて発した青色の光は、前記回路形成層Ｓｂ及び基板Ｓを介して外部へ出射される。

さらに、第１フラクタル構造層Ｆ１によって正孔及び自由電子のバランス（キャリアバランス）が調整されるので、各赤、緑及び青色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに注入される正孔と電子（自由電子）とが効率良く再結合される。

尚、特許請求の範囲に記載のフラクタル構造を成す層または第１のフラクタル構造を成す層は、本実施形態においては、第１フラクタル構造層Ｆ１に対応している。特許請求の範囲に記載の電気光学装置は、本実施形態においては、有機ＥＬディスプレイ１に対応している。特許請求の範囲に記載の電気光学素子は、本実施形態においては、赤、緑または青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対応している。特許請求の範囲に記載の第１の電極層は、本実施形態においては、画素電極１０に対応している。特許請求の範囲に記載の発光層は、本実施形態においては、赤、緑または青色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対応している。特許請求の範囲に記載の第２の電極層は、本実施形態においては、陰極１４に対応している。

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、有機ＥＬディスプレイ１は、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇ、青色用有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれの発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと陰極１４との間に、キャリア（自由電子）を一時保持するフラクタル構造を成す第１フラクタル構造層を備えた。従って、各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにて発せられる各色の光の取り出し効率を向上させることができる。また、各色の光取り出しが均一化されることで効率性が増し、赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの寿命が延びる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。この第２実施形態の有機ＥＬディスプレイは、上記第１実施形態の赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの素子構造が異なっている以外は、全て同じ構造である。従って、同じ構成部材については符号を等しくし、その詳細な説明を省略する。

図４は、本実施形態のディスプレイ部ＤＳａの断面図である。図４に示すように、本実施形態の赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒａ，３Ｇａ，３Ｂａは、その各々に第２フラクタル構造層Ｆ２が加えられている以外は、上記第１実施形態と同じ素子構造である。即ち、図４中左端側に設けられた画素形成領域２内には、画素電極１０、第２フラクタル構造層Ｆ２、正孔輸送層１１、赤色用発光層１２Ｒ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａが形成されている。また、その右隣側（Ｘ矢印方向側）に設けられた画素形成領域２内には、画素電極１０、第２フラクタル構造層Ｆ２、正孔輸送層１１、緑色用発光層１２Ｇ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される緑色用有機ＥＬ素子３Ｇａが形成されている。さらに、その右隣側（Ｘ矢印方向側）に設けられた画素形成領域２内には、画素電極１０、第２フラクタル構造層Ｆ２、正孔輸送層１１、青色用発光層１２Ｂ、第１フラクタル構造層Ｆ１、陰極１４で構成される青色用有機ＥＬ素子３Ｂａが形成されている。そして、本実施形態の有機ＥＬディスプレイは、各赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｒａ，３Ｇａ，３Ｂａから出射された各色の光は、前記回路形成層Ｓｂを通過して基板Ｓから外部へと出射される、所謂ボトムエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイである。

図５は、本実施形態の赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａの素子構造を説明するため図であって、図４に示した赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａを含むディスプレイ部ＤＳａの一部断面図である。尚、図５においては、回路形成層Ｓｂの下側（図４中反Ｚ矢印方向）に形成される基板Ｓ、及び、陰極１４の上側（図４中Ｚ矢印方向）に形成される空間Ｆ及び封止部材ＦＢを省略している。

図５に示すように、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａは、回路形成層Ｓｂ上から図５中Ｚ矢印方向に沿って画素電極１０→第２フラクタル層Ｆ２→正孔輸送層１１→赤色用発光層１２Ｒ→第１フラクタル層Ｆ１→陰極１４の順に互いに積層されてなる素子構造を成している。

ここで、第２フラクタル構造層Ｆ２は、フラクタル構造を成している。具体的には、第２フラクタル構造層Ｆ２は、第２フラクタル構造層Ｆ２内を通過する光（光子）を一時的に保持するフラクタル構造を成す層である。尚、第２フラクタル構造層Ｆ２は、たとえば、高分子材料で構成され、分子レベルでの３次元的なフラクタル構造を成している。

そして、第２フラクタル構造層Ｆ２は、赤色用発光層１２Ｒにて発せられた光が外部へ出射される光路の途中である赤色用発光層１２Ｒと基板Ｓとの間に形成されている。従って、赤色用発光層１２Ｒにて発せられた光は、第２フラクタル構造層Ｆ２内で一時的に保持されてから、外部へ出射されることとなる。

従って、本実施形態の赤色用有機ＥＬ素子３Ｒの光の取り出し効率は、第２フラクタル構造層Ｆ２を有していない従来の赤色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。この結果、本実施形態の赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａは、上記第１実施形態に加えて、さらに赤色用有機ＥＬ素子３Ｒの光の取り出し効率が向上する。

また、同様にして、緑色用発光層１２Ｇから出射された光は第２フラクタル構造層Ｆ２によって一時的に保持されてから、外部へ出射されることとなる。従って、本実施形態の緑色用有機ＥＬ素子３Ｇの光の取り出し効率は、第２フラクタル構造層Ｆ２を有していない従来の緑色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。この結果、上記第１実施形態に加えて、さらに緑色用有機ＥＬ素子３Ｇの光の取り出し効率が向上する。

さらに、同様にして、青色用発光層１２Ｂから出射された光は第２フラクタル構造層Ｆ２によって一時的に保持されてから、外部へ出射されることとなる。従って、本実施形態の青色用有機ＥＬ素子３Ｂの光の取り出し効率は、第２フラクタル構造層Ｆ２を有していない従来の青色用有機ＥＬ素子に比べて向上する。この結果、上記第１実施形態に加えて、さらに青色用有機ＥＬ素子３Ｇの光の取り出し効率が向上する。

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、有機ＥＬディスプレイは、その赤色用有機ＥＬ素子３Ｒａ、緑色用有機ＥＬ素子３Ｇａ、青色用有機ＥＬ素子３Ｂａのそれぞれの正孔輸送層１１と回路形成層Ｓｂとの間に、光（光子）を一時保持するフラクタル構造を成す第２フラクタル構造層Ｆ２を備えた。従って、各色用有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにて発せられる各色の光の取り出し効率を向上させることができる。
（第３実施形態）
次に、第１及び第２実施形態で説明した電気光学装置としての各有機ＥＬディスプレイの電子機器の適用について図６に従って説明する。

図６は、電子機器の一例たる携帯電話の表示部に適用した例を示す携帯電話の斜視構成図である。図６において、この携帯電話２０は、上記有機ＥＬディスプレイ１を用いた表示ユニット２４と、複数の操作ボタン２１とを備えている。この場合でも、第１及び第２有機ＥＬディスプレイを具備してなる表示ユニット２４は、各赤、緑及び青色の光取り出し効率が向上された高品位な表示が可能となる。

尚、特許請求の範囲に記載のフラクタル構造を成す層または第２のフラクタル構造を成す層は、本実施形態においては、第２フラクタル構造層Ｆ２に対応している。
尚、発明の実施形態は、上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。

・上記第１実施形態では、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒは、画素電極１０、正孔輸送層１１、赤色用発光層１２Ｒ及び陰極１４を備え、その赤色用発光層１２Ｒと陰極１４との間にキャリア（自由電子）を一時保持するフラクタル構造を成した第１フラクタル構造層Ｆ１を形成した。これを、たとえば、正孔輸送層１１と赤色用発光層１２Ｒとの間に正孔注入層を、また、赤色用発光層１２Ｒと陰極１４との間に電子輸送層及び電子注入層を、それそれ備えた赤色用有機ＥＬ素子において、その赤色用発光層１２Ｒと電子輸送層または、電子輸送層と電子注入層との間に第１フラクタル構造層Ｆ１を形成してもよい。要は、赤色用発光層１２Ｒと陰極１４との間に第１フラクタル構造層Ｆ１が形成されていればよい。また、他の緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｇ，３Ｂにおいても、前記と同様に、各緑及び青色用発光層１２Ｇ，１２Ｂと陰極１４との間に第１フラクタル構造層Ｆ１が形成されていればどのような素子構造を成していてもよい。

・上記第２実施形態では、赤色用有機ＥＬ素子３Ｒは、画素電極１０、正孔輸送層１１、赤色用発光層１２Ｒ及び陰極１４を備え、その画素電極１０と正孔輸送層１１との間に光（光子）を一時保持するフラクタル構造を成した第２フラクタル構造層Ｆ２を形成した。これを、たとえば、基板Ｓ側の画素電極１０上（図４参照）に第２フラクタル構造層Ｆ２を形成してもよい。要は、赤色用発光層１２Ｒにて発せられた光が基板Ｓから出射される間の光路上に第２フラクタル構造層Ｆ２が形成されていればどのような位置に形成してもよい。また、他の緑及び青色用有機ＥＬ素子３Ｇ，３Ｂにおいても、前記と同様に、各緑及び青色用発光層１２Ｇ，１２Ｂにて発せられた光が基板Ｓから出射される間の光路上に第２フラクタル構造層Ｆ２が形成されていればどのような位置に形成してもよい。

・上記第１及び第２実施形態では、本発明を、各赤、緑及び青色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにて発せられた各色の光が回路形成層Ｓｂを通過して基板Ｓから出射される、所謂ボトムエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイに適応させた。これに限定されるものではなく、陰極１４及び封止部材ＦＢを光透過性を有する材料で構成し、各赤、緑及び青色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにて発せられた各色の光が陰極１４を通過して封止部材ＦＢから出射されるようにしたトップエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイに適応させてもよい。本発明をトップエミッションタイプの有機ＥＬディスプレイに適応させた場合では、第１フラクタル構造層Ｆ１を画素電極１０と各色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に形成し、第２フラクタル構造層Ｆ２を各色用発光層１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと封止部材ＦＢとの間に形成するようにする。このようにすることで上記第１及び第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

・上記第１及び第２実施形態では、電気光学装置として有機ＥＬ装置に適応したが、これに限定されることはなく、例えば、液晶ディスプレイといった自発光素子でなくても、バックライトが通過する光路上に第２フラクタル構造層Ｆ２を形成することで上記第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

本発明の有機ＥＬディスプレイの上面図である。 第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの断面図である。 第１実施形態の赤色用有機ＥＬ素子の素子構造を説明するため図である。 第２実施形態の有機ＥＬディスプレイの断面図である。 第２実施形態の赤色用有機ＥＬ素子の素子構造を説明するため図である。 電子機器の一例たる携帯電話の表示部に適用した例を示す携帯電話の斜視構成図である。

符号の説明

Ｆ１，Ｆ２…フラクタル構造を成す層としての第１及び第２フラクタル構造層、Ｆ１…第１のフラクタル構造を成す層としての第１フラクタル構造層、Ｆ２…第２のフラクタル構造を成す層としての第２フラクタル構造層、１…電気光学装置としての有機ＥＬディスプレイ、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…電気光学素子としての赤、緑及び青色用有機ＥＬ素子、１０…第１の電極層としての画素電極、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…発光層としての赤、緑及び青色用発光層、１４…第２の電極層としての陰極、２０…電子機器としての携帯電話。

Claims (10)

1. 電気光学装置において、
   フラクタル構造を成す層を備えたことを特徴とする電気光学装置。
2. 第１の電極層、第２の電極層、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に発光層を有する電気光学素子を備えた電気光学装置において、
   前記電気光学素子は、フラクタル構造を成す層を備えたことを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項２に記載の電気光学装置において、
   前記フラクタル構造を成す層は、前記発光層に注入されるキャリアを保持する第１のフラクタル構造を成す層であることを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項３に記載の電気光学装置において、
   前記第１のフラクタル構造を成す層は、前記発光層と前記第１の電極層との間、または、前記発光層と前記第２の電極層との間の少なくともいずれか一方に備えられていることを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項４に記載の電気光学装置において、
   前記第１のフラクタル構造を成す層は、前記発光層に注入されるキャリアのキャリアバランスを調整可能であることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項２に記載の電気光学装置において、
   前記フラクタル構造を成す層は、前記発光層から発せられた光を保持する第２のフラクタル構造を成す層であることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６に記載の電気光学装置において、
   前記第２のフラクタル構造を成す層は、前記発光層と前記第１の電極層との間、または、前記発光層と前記第２の電極層との間の少なくともいずれか一方に備えられていることを特徴とする電気光学装置。
8. 請求項２に記載の電気光学装置において、
   前記フラクタル構造を成す層は、
   前記発光層に注入されるキャリアを保持する第１のフラクタル構造を成す層と、
   前記発光層から発せられた光を保持する第２のフラクタル構造を成す層と
   からなることを特徴とする電気光学装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一つに記載の電気光学装置において、
   前記電気光学素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。

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