(57)【要約】【課題】光利用効率を維持しながらコントラストを向上する。【解決手段】基板１０の面上には複数の電気光学素子Ｅが配列される。ホログラムレンズ６１は、各電気光学素子Ｅからの出射光を回折させることで当該出射光の光線束を集束させる。ホログラムレンズ６１を挟んで基板１０とは反対側には遮光層７０が配置される。遮光層７０には、各ホログラムレンズ６１による回折光が通過する複数の開口部７１が形成される。開口部７１の内側には着色層７３が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の面上に配列された複数の電気光学素子と、
前記各電気光学素子からの出射光を回折させることで当該出射光の光線束を集束させる
複数の回折正レンズと、
前記各回折正レンズによる回折光が通過する複数の開口部が形成された遮光層と
を具備する電気光学装置。
【請求項２】
前記各開口部を通過する光のうち複数色の何れかに対応する成分を選択的に透過させる
着色層
を具備する請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記着色層を透過した光を散乱させる拡散層
を具備する請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記複数の回折正レンズの各々は、前記第１基板のうち前記複数の電気光学素子の配列
面とは反対側の面上に配置されて前記第１基板の透過光を集束させる透過型のホログラム
レンズであり、
前記遮光層は、前記複数の回折正レンズを挟んで前記第１基板とは反対側に配置される
請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記複数の回折正レンズを挟んで前記第１基板に対向する光透過性の第２基板を具備し
、
前記遮光層は、前記第２基板のうち前記第１基板とは反対側の面上に形成される
請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記第２基板のうち前記第１基板とは反対側の面上に設置され、前記各開口部を通過す
る光のうち複数色の何れかに対応する成分を選択的に透過させる着色層
を具備する請求項５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記第１基板と前記第２基板とは、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方
と屈折率が同等である光透過性の接着剤によって接合される
請求項５または請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記第１基板の厚さＤ1および前記第２基板の厚さＤ2は、
０．５×Ｄ1＜Ｄ2＜０．８×Ｄ1
という関係を満たす請求項５から請求項７の何れかに記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記複数の回折正レンズの各々は、前記第１基板のうち前記複数の電気光学素子の配列
面とは反対側の面上に配置されて前記第１基板の透過光を反射および集束させる反射型の
ホログラムレンズであり、
前記遮光層は、前記第１基板を挟んで前記複数の回折正レンズとは反対側に配置される
請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
前記各電気光学素子は、電気エネルギの付与によって発光する発光層と、前記発光層と
前記各回折正レンズとの間に介在する光透過性の第１電極と、前記発光層を挟んで前記第
１電極に対向する第２電極とを含む発光素子であり、
前記各電気光学素子の第２電極は、複数の電気光学素子にわたって連続する光反射性の
導電膜であり、前記各回折正レンズによる回折光を通過させる開口部を有する
請求項９に記載の電気光学装置。
【請求項１１】
前記第１基板のうち前記複数の電気光学素子の配列面を被覆する封止基板を具備し、
前記遮光層は、前記封止基板の面上に形成される
請求項９または請求項１０に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記各開口部を通過する光のうち複数色の何れかに対応する成分を選択的に透過させる
着色層を具備し、
前記遮光層および前記着色層は、前記封止基板のうち前記第１基板に対向する面上に配
置される
請求項１１に記載の電気光学装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れかに記載の電気光学装置を具備する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギに応じて光学的な性状が変化する素子（以下「電気光学素子」
という）を利用した電気光学装置とこれを備えた電子機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電気光学素子を例えば画像の表示に利用した電気光学装置が従来から提案されて
いる。有機発光ダイオード素子などの電気光学素子は、相互に対向する第１電極と第２電
極との間隙に発光層が介在する要素である。第１電極は光透過性を有し、第２電極は光反
射性を有する。発光層から第１電極側への放射光と第２電極の表面における反射光とは第
１電極を透過して外部に出力される。
【０００３】
この構成においては、電気光学装置に入射した太陽光や照明光などの外光が第２電極の
表面で反射して発光層からの放射光とともに観察側に出射するから、画像のコントラスト
が低下するという問題がある。以上の問題を解決するために、特許文献１や特許文献２に
は、各電気光学素子の観察側（光取出側）に円偏光板を設置した構成が開示されている。
【特許文献１】特開平８−３２１３８１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の構成においては、画像の表示に寄与する発光
層からの放射光の一部も外光とともに円偏光板で遮光（吸収）されるから、各電気光学素
子からの放射光の利用効率（以下では単に「光利用効率」という）を高い水準に維持する
ことが困難であるという問題がある。このような事情に鑑みて、本発明は、光利用効率を
維持しながらコントラストを向上す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】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置は、第１基板（例えば図１や
図４の基板１０）の面上に配列された複数の電気光学素子と、各電気光学素子からの出射
光を回折させることで当該出射光の光線束を集束させる複数の回折正レンズ（例えば図１
や図４のホログラムレンズ６１）と、各回折正レンズによる回折光が通過する複数の開口
部が形成された遮光層とを具備する。回折正レンズは、正レンズとして機能する回折光学
素子（Diffractive Optical Element）である。
【０００６】
本発明によれば、回折正レンズを挟んで電気光学素子とは反対側に遮光層が形成される
から、電気光学装置に対する外光（太陽光や照明光）の入射が抑制される。したがって、
外光が多い環境下であっても黒色を充分な低階調として画像のコントラストを向上するこ
とができる。また、各電気光学素子からの出射光は回折正レンズによって集束されたうえ
で開口部を通過して観察側に出射するから、例えば特許文献１や特許文献２のように円偏
光板を設置した構成と比較して光利用効率を高い水準に維持することが可能である。
【０００７】
本発明の好適な態様においては、各開口部を通過する光のうち複数色の何れかに対応す
る成分を選択的に透過させる着色層が設置される。各電気光学素子からの出射光の到達先
は回折正レンズによって着色層に集中させられるから、ひとつの電気光学素子からの出射
光がこれに隣接する電気光学素子の着色層に到達する光量が低減される。したがって、色
再現性やコントラストを向上させることが可能である。
【０００８】
画像の表示に利用される電気光学装置の好適な態様においては、着色層を透過した光を
散乱させる拡散層が設置される。各電気光学素子からの出射光は回折正レンズによって指
向性が高められる。拡散層が配置された態様によれば、回折正レンズからの出射光は適度
に散乱したうえで観察側に出射するから、拡散層が設置されない構成と比較して視野角を
拡大することが可能である。
【０００９】
本発明の第１の態様（例えば後述する第１実施形態）において、複数の回折正レンズの
各々は、第１基板のうち複数の電気光学素子の配列面とは反対側の面上に配置されて第１
基板の透過光を集束させる透過型のホログラムレンズであり、遮光層は、複数の回折正レ
ンズを挟んで第１基板とは反対側に配置される。さらに、複数の回折正レンズを挟んで第
１基板に対向する光透過性の第２基板（例えば図２の基板５０）が配置され、遮光層は、
第２基板のうち第１基板とは反対側の面上に形成される。この態様によれば、各電気光学
素子が形成された第１基板と遮光層が形成された第２基板との接合によって電気光学装置
が構成されるから、第１基板上の要素から独立した工程で遮光層を形成することが可能で
ある。なお、複数の回折正レンズは第１基板および第２基板の何れに形成されてもよい。
【００１０】
第１の態様に係る電気光学装置において、第２基板のうち第１基板とは反対側の面上に
は着色層が配置される。この態様によれば、第１基板上の要素から独立した工程で着色層
を形成することが可能である。例えば樹脂材料によって形成される着色層は水分を比較的
に多量に含有する。本態様によれば第１基板上の要素とは独立して着色層が第２基板に形
成されるから、着色層の水分が第１基板上の要素に付着して当該要素を劣化させる可能性
が低減されるという利点がある。有機発光ダイオード素子などの電気光学素子は水分の付
着による劣化が顕著であるから、以上の態様は、電気光学素子として有機発光ダイオード
素子が採用された電気光学装置に特に好適である。
【００１１】
第１の態様に係る電気光学装置において、第１基板と第２基板とは、第１基板および第
２基板の少なくとも一方と屈折率が同等である光透過性の接着剤によって接合される。こ
の態様によれば、第１基板または第２基板と接着剤との界面における反射や屈折が抑制さ
れるから、第１基板や第２基板とは屈折率が相違する接着剤が利用された構成と比較して
、各電気光学素子からの出射光のうち回折正レンズや開口部に到達する光量を充分に確保
できる。
【００１２】
第１の態様に係る電気光学装置において、第１基板の厚さＤ1および第２基板の厚さＤ2
が「０．５×Ｄ1＜Ｄ2＜０．８×Ｄ1」という関係を満たす構成とすれば、回折正レンズ
による回折光が最小値に近い光束幅に絞られる地点に遮光層（開口部）を設置することが
可能である。したがって、開口部を通過する光量を維持しながら開口部を小面積化するこ
とで画像のコントラストを向上することが可能である。
【００１３】
本発明の第２の態様（例えば後述する第２実施形態）に係る電気光学装置において、複
数の回折正レンズの各々は、第１基板のうち複数の電気光学素子の配列面とは反対側の面
上に配置されて第１基板の透過光を反射および集束させる反射型のホログラムレンズであ
り、遮光層は、第１基板を挟んで複数の回折正レンズとは反対側に配置される。以上の構
成によれば、電気光学素子をボトムエミッション型としながら、電気光学素子を挟んで第
１基板とは反対側に各電気光学素子による出射光を放射する（トップエミッション型）こ
とができる。
【００１４】
第２の態様に係る電気光学装置において、各電気光学素子は、電気エネルギの付与によ
って発光する発光層と、発光層と各回折正レンズとの間に介在する光透過性の第１電極と
、発光層を挟んで第１電極に対向する第２電極とを含む発光素子であり、各電気光学素子
の第２電極は、複数の電気光学素子にわたって連続する光反射性の導電膜であり、各回折
正レンズによる回折光を通過させる開口部を有する。以上の態様によれば、第２電極に開
口部が形成されるから、回折正レンズによる回折光を確実に出射させることが可能である
。
【００１５】
第２の態様に係る電気光学装置は、例えば、第１基板のうち複数の電気光学素子の配列
面を被覆する封止基板を具備し、遮光層は、封止基板の面上に形成される。以上の態様に
よれば、封止基板が各電気光学素子の封止（外気からの遮断）と遮光層の支持とに兼用さ
れるから、遮光層が封止基板とは別個の部材に形成される構成と比較して電気光学装置の
構成が簡素化される。
【００１６】
各開口部を通過する光のうち複数色の何れかに対応する成分を選択的に透過させる着色
層を具備し、遮光層および着色層は、封止基板のうち第１基板に対向する面上に配置され
る。以上の構成によれば、封止基板のうち第１基板とは反対側の面上に着色層が形成され
た構成と比較して着色層は回折正レンズに接近する。したがって、回折正レンズによる回
折光のうち着色層に入射する光量を充分に確保することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る電気光学装置は各種の電子機器に利用される。この電子機器の典型例は、
電気光学装置を表示装置として利用した機器である。この種の電子機器としては、パーソ
ナルコンピュータや携帯電話機などがある。もっとも、本発明に係る電気光学装置の用途
は画像の表示に限定されない。例えば、光線の照射によって感光体ドラムなどの像担持体
に潜像を形成するための露光装置（露光ヘッド）、液晶装置の背面側に配置されてこれを
照明する装置（バックライト）、あるいは、スキャナなどの画像読取装置に搭載されて原
稿を照明する装置など各種の照明装置など、多様な用途に本発明の電気光学装置を適用す
ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１を参照して、画像の表示に利用される電気光学装置の具体的な形態を説明する。同
図に示すように、電気光学装置Ｄは、基板１０のひとつの表面（以下「第１面」という）
１１上に配列された多数の電気光学素子Ｅ（Ｅr・Ｅg・Ｅb）を具備する。電気光学素子
Ｅは有機発光ダイオード素子（発光素子）である。電気光学素子Ｅrは赤色の表示に利用
され、電気光学素子Ｅgは緑色の表示に利用され、電気光学素子Ｅbは青色の表示に利用さ
れる。
【００１９】
基板１０は、ガラスやプラスチックなどで成形された光透過性の平板である。基板１０
の第１面１１は全域にわたって絶縁層Ｌ1に覆われる。絶縁層Ｌ1の面上には各電気光学素
子Ｅに対応する複数のトランジスタＴが形成される。トランジスタＴは、電気光学素子Ｅ
に供給される電気エネルギ（電流）をゲート電極２２の電位に応じて制御する手段であり
、ポリシリコンなどの半導体材料によって絶縁層Ｌ1の表面に形成された半導体層２１と
、絶縁層（ゲート絶縁層）Ｌ2を挟んで半導体層２１に対向するゲート電極２２とを含む
。ゲート電極２２は絶縁層Ｌ3に覆われる。トランジスタＴのソース電極２４およびドレ
イン電極２５は、絶縁層Ｌ3の面上に形成されるとともに絶縁層Ｌ2・Ｌ3のコンタクトホ
ールを介して半導体層２１（ソース領域・ドレイン領域）に導通する。駆動トランジスタ
Ｔが形成された基板１０の表面は絶縁層Ｌ4に覆われる。絶縁層Ｌ1〜Ｌ4の各々は、Ｓｉ
Ｏ2やＳｉＮxといった光透過性の絶縁材料からなる膜体である。
【００２０】
図１に示すように、絶縁層Ｌ4の面上には第１電極（陽極）３１が電気光学素子Ｅごと
に相互に離間して形成される。第１電極３１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）など光透過
性の導電材料によって形成されるとともに絶縁層Ｌ4のコンタクトホールを介してトラン
ジスタＴのドレイン電極２５に電気的に接続される。第１電極３１が形成された絶縁層Ｌ
4の表面には隔壁層３３が形成される。隔壁層３３は、感光体の樹脂材料（例えばアクリ
ル）などの絶縁材料で形成された膜体である。基板１０に垂直な方向（図１における上下
の方向）からみて隔壁層３３のうち第１電極３１と重なり合う各領域には開口部３３１が
形成される。
【００２１】
隔壁層３３の開口部３３１の内周面に包囲されて第１電極３１を底面とする空間には正
孔注入層３５１と発光層３５２とがこの順番に形成される。正孔注入層３５１は、例えば
酸（PSS）により化学的にドーピングされたポリチオフェン（PEDOT）で形成される。発光
層３５２は、有機ＥＬ（Electroluminescence）材料からなる膜体である。表示色が相違
する各電気光学素子Ｅの発光層３５２は別個の材料によって形成される。すなわち、電気
光学素子Ｅrの発光層３５２は赤色に対応した波長の光（赤色光）を出射する発光材料で
形成される。同様に、電気光学素子Ｅgの発光層３５２は緑色光を出射する発光材料で形
成され、電気光学素子Ｅbの発光層３５２は青色光を出射する発光材料で形成される。な
お、発光層３５２による発光を促進または効率化するための各種の機能層（正孔輸送層、
電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層）が発光層３５２に積層され
た構成としてもよい。
【００２２】
隔壁層３３および発光層３５２の面上には第２電極３７が形成される。第２電極３７は
、複数の電気光学素子Ｅにわたって連続する光反射性の導電膜であり、第１電極３１より
も仕事関数が低い導電材料で形成されて電気光学素子Ｅの陰極として機能する。第１電極
３１と第２電極３７とが発光層３５２を挟んで対向する部分（開口部３３１の内側の部分
）が電気光学素子Ｅに相当する。発光層３５２から基板１０側への出射光と第２電極３７
の表面での反射光とは拡散しながら第１電極３１と絶縁層Ｌ1〜Ｌ4と基板１０とを透過す
る。
【００２３】
以上の要素が形成された基板１０の第１面１１には接着剤４１によって封止基板４２が
接着される。封止基板４２は、基板１０との間に各電気光学素子Ｅを封止して外気や水分
の付着を防止するための平板である。接着剤４１は、基板１０と封止基板４２との間隙に
充填されたエポキシなどの樹脂材料である。各電気光学素子Ｅからの出射光は基板１０側
に出射するから（ボトムエミッション型）、封止基板４２に光透過性は要求されない。な
お、ここでは基板１０と封止基板４２との間に接着剤４１が充填される構成を例示したが
、周縁の部分が基板１０側に突出する形状の封止材を基板１０に接合した缶封止（各電気
光学素子Ｅが封止材と基板１０との間の閉空間に封止される構成）を採用してもよい。封
止材と基板１０とで包囲された空間には不活性ガスや乾燥剤が封入される。この構成によ
れば、第２電極３７の損傷の可能性が低減されて長寿命化されるという利点がある。
【００２４】
基板１０のうち第１面１１とは反対側の表面（以下「第２面」という）１２には基板５
０が接合される。基板５０は、ガラスやプラスチックなどで成形された光透過性の平板で
ある。基板５０における基板１０との対向面（以下「第１面」という）５１にはホログラ
ムレンズアレイ６０が配置される。ホログラムレンズアレイ６０は、第１面５１にアレイ
状に配列された多数のホログラムレンズ６１を含む。
【００２５】
基板１０に垂直な方向（ホログラムレンズ６１の光軸の方向）からみると各ホログラム
レンズ６１は各電気光学素子Ｅと重なり合う。さらに詳述すると、ひとつのホログラムレ
ンズ６１の光軸はこれに対応するひとつの電気光学素子Ｅの重心を通過する。各ホログラ
ムレンズ６１は、図１に示すように、当該ホログラムレンズ６１と重なる電気光学素子Ｅ
から出射して基板１０を透過した光線束を回折によって集束させる透過型の回折正レンズ
である。本実施形態においては、光軸からの距離ｒを変数とした位相分布φ(r)が式(1)に
よって表現されるホログラムレンズ６１を採用する。このようなホログラムレンズ６１は
、例えばＣＧＨ（Computer Generated Hologram）で作成されたパターンを写真法によっ
て焼き付けることで形成される。
【数１】
2007287462.tif 000003
式(1)におけるＣ1〜Ｃ10はホログラムレンズ６１に要求される光学的な特性に応じて選
定される定数である。本実施形態においては、各ホログラムレンズ６１に対する入射光の
波長が電気光学素子Ｅの表示色に応じて相違する。したがって、表示色が相違する各電気
光学素子Ｅに対応したホログラムレンズ６１の光学的な特性が相違するように、各ホログ
ラムレンズ６１の定数Ｃ1〜Ｃ10は表示色ごとに個別に選定される。
【００２６】
図２に示すように、ホログラムレンズアレイ６０が形成された基板５０の第１面５１は
光透過性の接着剤５５を介して基板１０の第２面１２に接合される。接着剤５５の屈折率
は、基板１０および基板５０の少なくとも一方の屈折率と同等である。この構成によれば
、基板１０の第２面１２と基板５０の第１面５１との間における光反射が低減される。し
たがって、基板１０や基板５０とは屈折率が相違する接着剤によって両者が接合される構
成と比較して、各電気光学素子Ｅからの出射光のうちホログラムレンズ６１に入射する光
量の割合を充分に確保することが可能である。
【００２７】
図１に示すように、基板５０のうち基板１０とは反対側の表面（以下「第２面」という
）５２には遮光層７０が形成される。遮光層７０には、各々が別個の電気光学素子Ｅに対
応する複数（電気光学素子Ｅと同数）の開口部７１が形成される。各開口部７１は、遮光
層７０を厚さ方向に貫通する小孔（アパーチャ）であり、基板１０に垂直な方向からみた
形状は電気光学素子Ｅと相似する。ひとつの開口部７１は、基板１０に垂直な方向からみ
て電気光学素子Ｅやホログラムレンズ６１と重なり合う。さらに詳述すると、ひとつのホ
ログラムレンズ６１の光軸はこれに対応したひとつの開口部７１の重心を通過する。
【００２８】
遮光層７０は、例えば、基板５０の第２面５２の全域に成膜された遮光性の膜体のうち
各開口部７１に対応した領域をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって選択的
に除去することで形成される。遮光層７０の材料としては、例えば、カーボンブラックが
分散された樹脂材料や低反射率な金属酸化物材料（例えば酸化クロム）が好適に採用され
る。
【００２９】
各開口部７１の内側には各表示色に対応した着色層（カラーフィルタ）７３が形成され
る。したがって、基板１０に垂直な方向からみてひとつの着色層７３とひとつの電気光学
素子Ｅとは重なり合う。着色層７３は、開口部７１を通過するホログラムレンズ６１から
の出射光のうち特定の表示色に対応した波長の成分を選択的に透過させる膜体である。赤
色の電気光学素子Ｅrに重なり合う着色層７３は赤色光を透過させ、緑色の電気光学素子
Ｅgに重なり合う着色層７３は緑色光を透過させ、青色の電気光学素子Ｅbに重なり合う着
色層７３は青色光を透過させる。なお、各電気光学素子Ｅの発光層３５２が表示色ごとに
別個の材料で形成された構成（各電気光学素子Ｅから表示色に応じた色光が出射される構
成）に加えて着色層７３を設置しているのは、発光層３５２の材料の選定だけでは必ずし
も所期の特性の発光を得られないからである。換言すると、発光層３５２から所期の特性
の色光が出射されるのであれば着色層７３は適宜に省略される。
【００３０】
ホログラムレンズ６１によって集光された各電気光学素子Ｅからの出射光は着色層７３
に入射し、表示色に対応した範囲に属する波長の成分のみが選択的に出射する。一方、基
板１０側から開口部７１（着色層７３）以外の領域に到達した成分は遮光層７０によって
遮光されて観察側には出射しない。また、太陽光や照明光などの外光の大部分は遮光層７
０によって遮光されるから電気光学装置Ｄの内部には到達しない。
【００３１】
遮光層７０および着色層７３の表面には拡散層７８が設置される。拡散層７８は、着色
層７３を透過した光を散乱させる光透過性の部材である。例えば、光透過性の多数の微粒
子を屈折率が相違する光透過性の樹脂材料に分散させた膜体や、表面に多数の微細な凹凸
が形成された光透過性の膜体が拡散層７８として採用される。拡散層７８の透過光は観察
側に出射して観察者に知覚される。ホログラムレンズ６１による回折光は指向性が高いか
ら、着色層７３からの出射光を直接的に（拡散層７８を経由させずに）観察側に出射させ
るとすれば充分な視野角の確保が困難となる場合がある。本実施形態においては着色層７
３からの出射光が拡散層７８によって適度に散乱されるから、視野角を充分に確保できる
という利点がある。
【００３２】
以上に説明したように、本実施形態においては、各電気光学素子Ｅからの出射光がホロ
グラムレンズ６１によって集束されたうえで開口部７１を通過して観察側に出射する。し
たがって、例えば特許文献１や特許文献２のように円偏光板を設置した構成と比較して光
利用効率を高い水準に維持することが可能である。また、開口部７１以外の領域は遮光層
７０に覆われるから、電気光学装置Ｄに対する外光（太陽光や照明光）の入射は抑制され
る。したがって、外光が多い環境下であっても黒色を充分な低階調に設定して画像のコン
トラストを向上することが可能となる。
【００３３】
また、各電気光学素子Ｅからの出射光がホログラムレンズ６１による回折を経て着色層
７３に導かれるから、ひとつの表示色に対応した電気光学素子Ｅからこれに隣接する他の
表示色の着色層７３に到達する光量が低減される。すなわち、ひとつの電気光学素子Ｅか
らの出射光は当該電気光学素子Ｅに対応したひとつの着色層７３に高い精度で入射する。
したがって、各電気光学素子Ｅからの出射光がホログラムレンズ６１を経由せずに観察側
に出射する構成と比較して、色再現性やコントラストを向上することが可能である。
【００３４】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る電気光学装置Ｄにおける各部の寸法の条件に
ついて説明する。各開口部７１から充分な光量が出射されることを前提とすれば、各開口
部７１が小面積である（遮光層７０で覆われた領域が広い）ほど画像の黒色は低階調とな
って画像のコントラストは向上する。したがって、各電気光学素子Ｅからの出射光のうち
着色層７３に入射する光量の割合を充分に確保しながら画像のコントラストを向上するた
めには、ホログラムレンズ６１による回折光の光束幅が最小となる地点（結像点）に遮光
層７０や着色層７３が配置される。すなわち、ホログラムレンズ６１の出光面（第１面５
１）と着色層７３の基板５０側の表面（第２面５２）との距離（基板５０の厚さ）Ｄ2は
、形式的にはホログラムレンズ６１の焦点距離Ｄ0と合致するように選定されることが望
ましい。
【００３５】
しかしながら、実際のホログラムレンズ６１による回折光の光束幅は、論理的な結像位
置（第１面５１から距離Ｄ0の地点）よりも手前の地点で最小となる。より具体的には、
ホログラムレンズ６１の出光面から以下の式(2)の範囲内にある距離Ｄ2だけ離間した地点
で回折光の光束幅は最小となる。
０．５×Ｄ0＜Ｄ2＜０．８×Ｄ0    ……(2)
したがって、ホログラムレンズ６１による回折光の光束幅が充分に縮小する地点に遮光
層７０や着色層７３が位置するように、基板５０の厚さＤ2は式(2)の範囲内の寸法に設定
される。さらに詳述すると、ホログラムレンズ６１の出光面から「0.6×Ｄ0」だけ離間し
た地点で回折光の光束幅は最小となるから、基板５０の厚さＤ2が「0.6×Ｄ0」に設定さ
れた構成は特に好適である。
【００３６】
なお、図３に示すように、像側の焦点距離Ｄ0は各電気光学素子Ｅの発光層３５２から
ホログラムレンズ６１の入光面までの距離（物体側の焦点距離）Ｄ0に等しい。ただし、
当該区間のうち基板１０の第１面１１から発光層３５２までの距離（絶縁層Ｌ1〜Ｌ4と第
１電極３１との膜厚の総和）は基板１０の厚さＤ1（例えば0.5ｍｍ）と比較して充分に小
さいから、焦点距離Ｄ0は基板１０の厚さＤ1と略等しいと把握することができる。したが
って、基板５０の厚さＤ2は以下の式(3)の範囲から選定され、より好適には「0.6×Ｄ1」
に設定される。以上の条件を満たすように厚さＤ2が選定された構成によれば、光利用効
率とコントラストとを向上するという所期の効果はいっそう顕著となる。
０．５×Ｄ1＜Ｄ2＜０．８×Ｄ1    ……(3)
【００３７】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、図４においてはひとつ
の表示色に対応した要素のみが図示されているが、他の２色の表示色に対応する要素の構
成も第１実施形態のように同様である。また、図４においてはトランジスタＴなどの要素
が適宜に省略されている。また、本実施形態のうち作用や機能が第１実施形態と共通する
要素については図１と同じ符号を付してその詳細な説明を適宜に省略する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態においては基板１０の第２面１２にホログラムレンズア
レイ６０が設置される。ホログラムレンズアレイ６０は、基板１０に垂直な方向からみて
各電気光学素子Ｅと重なり合うようにアレイ状に配列された多数のホログラムレンズ６１
を含む。各ホログラムレンズ６１は、各電気光学素子Ｅからの入射光を所定の角度に反射
（回折反射）および集束させる反射型の回折正レンズである。各表示色の電気光学素子Ｅ
に対応したホログラムレンズ６１が当該表示色に応じて異なる特性とされる点は第１実施
形態と同様である。
【００３９】
図４に示すように、隔壁層３３のうちホログラムレンズ６１による回折光（反射光）の
光路上の部分は除去される。同様に、第２電極３７のうちホログラムレンズ６１による回
折光の光路上の領域には、当該第２電極３７を厚さ方向に貫通する開口部３７１が形成さ
れる。
【００４０】
図４に示すように、封止基板４２における基板１０との対向面には、遮光層７０と拡散
層７８とが基板１０側からみてこの順番に形成される。遮光層７０のうちホログラムレン
ズ６１による回折光が到達する領域には開口部７１が形成される。各開口部７１の内側に
は電気光学素子Ｅの表示色に対応した着色層７３が形成される。なお、遮光層７０と着色
層７３と拡散層７８とは、封止基板４２のうち基板１０とは反対側の表面に形成されても
よい。以上のように、電気光学素子Ｅを封止する封止基板４２が遮光層７０や着色層７３
や拡散層７８を支持する部材として兼用される構成によれば、これらの要素が配置される
板材が封止基板４２とは別個に配置される構成と比較して電気光学装置Ｄの構成が簡素化
されるという利点がある。
【００４１】
以上の構成において、各電気光学素子Ｅからの出射光は基板１０を透過してホログラム
レンズ６１に入射する。ホログラムレンズ６１への入射光はその入射の方向に対して所定
の角度をなす方向に回折反射されて集束しながら進行する。ホログラムレンズ６１による
回折光は、接着剤４１の内部を進行しながら第２電極３７の開口部３７１を通過し、着色
層７３による波長選択と拡散層７８による散乱とを経たうえで封止基板４２を透過して観
察側（図４における上方）に出射する。以上のように、各電気光学素子Ｅからの出射光は
ホログラムレンズ６１によって集束されて開口部７１を通過するから、本実施形態におい
ても第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００４２】
ところで、電気光学素子Ｅの陽極を光反射性として陰極を光透過性とした構成によって
基板とは反対側に光を出射させるトップエミッション型の電気光学装置が従来から提案さ
れている。この構成においては、陽極よりも仕事関数が低く光透過性を有するという条件
を満たす導電材料によって陰極を形成する必要がある。しかしながら、以上の条件を満た
す好適な材料の選定は必ずしも容易ではない。本実施形態においては、電気光学素子Ｅを
従来のボトムエミッション型と同等の構造（陽極が光透過性で陰極が光反射性である構造
）としながら、基板１０と反対側に光を出射させるというトップエミッション型と同様の
作用が実現されるという利点がある。
【００４３】
＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば
以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００４４】
（１）変形例１  
以上の各形態においては、各電気光学素子Ｅの発光層３５２が表示色ごとに別個の材料
で形成される構成を例示したが、各表示色の着色層７３が設置された構成においては、白
色光を発光する発光材料によって総ての電気光学素子Ｅの発光層３５２を形成してもよい
。また、発光層３５２が隔壁層３３によって電気光学素子Ｅごとに仕切られた構成は本発
明にとって必須ではなく、白色光を出射する発光層３５２が複数の電気光学素子Ｅにわた
って連続する構成も採用される。この構成においては、電気光学素子Ｅからの出射光のう
ち当該電気光学素子Ｅの表示色に対応した色光の成分が着色層７３から選択的に出射する
。複数の電気光学素子Ｅにわたって連続する発光層３５２の形成には、スピンコート法な
どの低廉な塗布技術を採用することができる。
【００４５】
（２）変形例２  
第２実施形態においては隔壁層３３のうちホログラムレンズ６１による回折光の光路上
の部分が除去された構成を例示したが、隔壁層３３が光透過性の材料で形成される場合に
は当該部分が除去される必要は必ずしもない。また、図４においては絶縁層Ｌ1〜Ｌ4が基
板１０の全面にわたって形成された構成を例示したが、絶縁層Ｌ1〜Ｌ4の各々のうちホロ
グラムレンズ６１による回折光の光路上の部分が除去された構成としてもよい。この構成
によれば各絶縁層の界面における光反射や屈折が防止されるから、ホログラムレンズ６１
による回折光のうち着色層７３に到達する光量の割合を充分に確保できるという利点があ
る。
【００４６】
（３）変形例３  
有機発光ダイオード素子は電気光学素子Ｅの例示に過ぎない。本発明に適用される電気
光学素子について、自身が発光する素子と外光の透過率を変化させる素子（例えば液晶素
子）の区別や、電流の供給によって駆動される電流駆動型の素子と電圧の印加によって駆
動される電圧駆動型の素子との区別は不問である。例えば、無機ＥＬ素子やフィールド・
エミッション（ＦＥ）素子、表面導電型エミッション（ＳＥ：Surface-conduction  Elec
tron-emitter）素子、弾道電子放出（ＢＳ：Ballistic  electron  Surface  emitting）
素子、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）素子、液晶素子など様々な電気光学素子が本発
明に利用される。
【００４７】
＜Ｄ：応用例＞
次に、本発明に係る電気光学装置を利用した電子機器について説明する。図５ないし図
７には、以上の何れかの形態に係る電気光学装置Ｄを表示装置として採用した電子機器の
形態が図示されている。
【００４８】
図５は、電気光学装置Ｄを採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す
斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、各種の画像を表示する電気光学装置
Ｄと、電源スイッチ２００１やキーボード２００２が設置された本体部２０１０とを具備
する。電気光学装置Ｄは有機発光ダイオード素子を電気光学素子Ｅとして使用しているの
で、視野角が広く見易い画面を表示できる。
【００４９】
図６は、電気光学装置Ｄを適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機
３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２と、各種の画像
を表示する電気光学装置Ｄとを備える。スクロールボタン３００２を操作することによっ
て、電気光学装置Ｄに表示される画面がスクロールされる。
【００５０】
図７は、電気光学装置Ｄを適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal  Digital  Assis
tants）の構成を示す斜視図である。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００
１および電源スイッチ４００２と、各種の画像を表示する電気光学装置Ｄとを備える。電
源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった様々な情報が電気光
学装置Ｄに表示される。
【００５１】
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図５から図７に示し
た機器のほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置
、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、
テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネル
を備えた機器等などが挙げられる。また、本発明に係る電気光学装置の用途は画像の表示
に限定されない。例えば、光書込型のプリンタや電子複写機といった画像形成装置におい
ては、用紙などの記録材に形成されるべき画像に応じて感光体を露光する光ヘッド（書込
ヘッド）が使用されるが、この種の光ヘッドとしても本発明の電気光学装置は利用される
。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図２】基板が接合される様子を示す断面図である。
【図３】各部の寸法の条件を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る電子機器の形態（パーソナルコンピュータ）の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る電子機器の形態（携帯電話機）の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る電子機器の形態（携帯情報端末）の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｄ……電気光学装置、Ｅ……電気光学素子、１０……基板、１１……第１面、１２……第
２面、Ｌ1〜Ｌ4……絶縁層、３１……第１電極、３３……隔壁層、３５１……正孔注入層
、３５２……発光層、３７……第２電極、４１，５５……接着剤、４２……封止基板、５
０……基板、５１……第１面、５２……第２面、６０……ホログラムレンズアレイ、６１
……ホログラムレンズ、７０……遮光層、７１……開口部、７３……着色層、７８……拡
散層。
【図１】
2007287462.tif 000004
【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】
2007287462.tif 000009
【図７】
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