DE69614370T2

DE69614370T2 - Anzeigervorrichtung für anzeigeoperation gemäss lichtsignal und steuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE69614370T2
Application number: DE69614370T
Authority: DE
Inventors: Masaharu Shioya; Tomoyuki Shirasaki; Hiroyasu Yamada
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: KR19980702635A; KR100267700B1; CN1176732A; WO1997024907A1; EP0812526B1; DE69614370D1; US6091382A; EP0812526A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Durchführung eines Anzeigevorgangs entsprechend Signallicht, und insbesondere eine Anzeigevorrichtung, die ausgelegt ist, einen leistungsfähigen Anzeigevorgang durch Zeitmultiplexansteuerung auszuführen

Stand der Technik

Anzeigevorrichtungen werden in Anzeigeelemente, die selbst kein Licht emittieren, wie Flüssigkristallanzeigeelemente, aber Anzeigevorgänge durchführen, indem externes Licht verwendet wird, wie Licht von rückwärts und Ähnliches, und selbstleuchtende oder spontane Anzeigeelement unterteilt, die Anzeigevorgänge durchführen, indem sie selbst Licht emittieren. Unter den selbstleuchtenden Anzeigeelementen sind ein organisches Elektrolumineszenzelement (nachfolgend als organisches EL Element bezeichnet), das einen Leuchtmechanismus aufweist, der eine Luminanzschicht umfasst, die aus einem organischen Material besteht und ausgelegt ist, Licht zu emittieren, indem Anregungsenergie, die durch Rekombination von Trägern, d. h., von Elektronen und Löchern aus Teilchen mit Ladungen unterschiedlicher Polarität in der Luminanzschicht erzeugt wird, gründlich untersucht worden.
In einem organischen EL Element in der Form einer einfachen Matrix mit einer Mehrzahl von Abtastelektroden und Signalelektroden, die auf der oberen und unteren Oberfläche der Luminanzschicht, die die Rekombination bewirkt, gebildet sind und sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, wird eine Spannung sequentiell angelegt, um Licht zu emittieren. Jedoch wird bei diesem Element, wenn die Anzahl der Abtastelektroden erhöht wird, um eine Anzeigevorgang hoher Auflösung herzustellen, die Abtastzeit, während der eine Abtastspannung an eine Abtastelektrode in einer Bildperiode angelegt wird, verkürzt, wodurch sich eine Abnahme der Emissionshelligkeit bei jedem Pixel ergibt. Des Weiteren emittiert die Luminanzschicht Licht bei der maximalen Leuchtstärke beim Anlegen einer Spannung, aber danach nimmt die Leuchtstärke sofort ab. Wegen dieser Eigenschaft hat die Luminanzschicht eine schlechte Speicherfunktion. Aus diesem Grund wird bei einigen Ansteuerverfahren die maximale Leuchtstärke erhöht, um scheinbare Lumineszenz in 1 Bildperiode beizubehalten. Jedoch muss, um ein ausreichendes Kontrastverhältnis bei einem Taktverhältnis von 11100 zu erhalten, die maximale Luminanz auf von ungefähr mehreren Tausend bis 10000 cd/m² eingestellt werden. In diesem Fall ist es, da Übersprechen auftritt, schwierig, einen richtigen Anzeigevorgang durchzuführen. Des Weiteren wird, da eine übermäßige Last der Luminanzschicht auferlegt wird, die Leuchtlebensdauer beträchtlich verkürzt.
Eine Technik zur Verbesserung der Speicherfunktion unter Verwendung von Schalterelementen, wie Dünnschichttransistoren (TFTs) und Ähnlichem, ist vorgeschlagen worden. Entsprechend dieser Technik führen die Schalterelemente jedoch zu einer Abnahme des Öffnungsverhältnisses (das Verhältnis des Emissionsbereiches), wodurch sich eine Abnahme bei der Emissionshelligkeit ergibt. Die Schalterelemente verkomplizieren auch den Herstellungsvorgang, wodurch sich eine Abnahme bei dem Ausstoß ergibt. Des Weiteren bewirken Schwankungen bei der Gatespannungs/Drainstrom-Kennlinie von TFTs Änderungen bei der Anzeigehelligkeit unter den entsprechenden Pixeln. Man betrachte nun ein Substrat mit TFTs. Da Materialien für Elemente, die einen TFT bilden, hohe Schichtbildungstemperaturen aufweisen, kann ein dünnes, geringgewichtiges, flexibles Substrat, wie ein Dünnschichtsubstrat, nicht verwendet werden. Solche Schwierigkeiten werden bei Elementen mit größeren Anzeigebereichen schwerwiegender.
US-A-3710181 offenbart einen Festkörper-Bildverstärker, der eine Elektrolumineszenzschicht umfasst, die Luminanzstoff enthält, der mit einem Bindematerial vermischt ist, sowie eine fotoleitende Schicht angrenzend an die Elektrolumineszenzschicht. Dieser Festkörper-Bildverstärker ist zur Verwendung als Verstärker für Strahlungsenergie oder als Wandler für unsichtbare Strahlung in sichtbare Strahlung geeignet und ist ausgelegt, durch Wechselstrom- und Gleichstromfelder angesteuert zu werden.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, deren Belastung gering ist und die einen richtigen, leistungsfähigen Zeitmultiplexanzeigevorgang mit geringer Änderung der Luminanz und geringem Übersprechen unter den Pixeln durchführt, und einen großen Schirm hoher Auflösung mit einem großen Öffnungsverhältnis und einer sehr niedrigen Baugröße herzustellen.
Um die obige Zielsetzung zu erreichen, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Anzeigevorrichtung zur Durchführung eines Anzeigevorgangs entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
Diese Anzeigevorrichtung umfasst eine fotoleitende Einrichtung, die darin Träger entsprechend dem darauf auffallenden Signal erzeugen, eine erste, leitende Einrichtung, die auf einer Seite der fotoleitenden Einrichtung gebildet ist, ein Luminanzeinrichtung, die auf der anderen Seite der fotoleitenden Einrichtung gebildet ist, um Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich entsprechend der Injektion von Trägern in sie zu emittieren, und eine zweite leitende Einrichtung, die auf einer Seite der Luminanzeinrichtung gebildet ist, die der Seite gegenüberliegt, auf der die fotoleitende Einrichtung gebildet ist.
Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine fotoleitende Einrichtung zur Erzeugung von Trägern darin entsprechend dem Einfall von Signallicht. Wenn bei dieser Ausbildung Licht, das Träger erzeugt, nicht auf einen Bereich der fotoleitenden Einrichtung strahlt, der einem nichtausgewählten Pixel entspricht, während eine vorbestimmte Spannung zwischen der ersten und zweiten, leitenden Einrichtung angelegt ist, wird kein Licht emittiert, da nahezu keine Träger in den Bereich der Luminanzeinrichtung injiziert werden, der dem nichtausgewählten Pixel entspricht. Wenn Licht, das Träger erzeugt, auf einen Bereich der fotoleitenden Einrichtung strahlt, der einem ausgewählten Pixel entspricht, werden Träger von und zwischen der ersten und zweiten, leitenden Einrichtung in die Luminanzeinrichtung durch die fotoleitende Einrichtung hindurch injiziert. Als Ergebnis wird Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich bei Rekombination entsprechend der Injektion der Träger emittiert. Sobald Signallicht auf das ausgewählte Pixel fällt, werden Träger, die in der fotoleitenden Einrichtung erzeugt sind, während einer vorbestimmten Zeitdauer gespeichert gehalten. Die Injektion von Trägern aus zwischen der ersten und zweiten, leitenden Einrichtung kann fortgesetzt werden, wodurch eine Lichtemission mit einer Speicherfunktion hergestellt wird. Wie oben beschrieben, wird, wenn Signallicht nur auf den Bereich in der fotoleitenden Einrichtung strahlt, der einem ausgewählten Pixel entspricht, eine Injektion von Trägern unterdrückt, da ein Bereich, der einem nichtausgewählten Pixel entspricht, in einem isolierten Zustand ist. Deshalb tritt im Wesentlichen kein Übersprechen auf.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung zur Durchführung eines Anzeigevorgangs entsprechend Signallicht geschaffen, die ein Adressierelement, das eine Mehrzahl von Bereich zur Emission von Signallicht aufweist, und ein Anzeigeelement umfasst, das ein Lichtempfangselement zum Erhalt des Signallichts und zur Erzeugung von Trägern aufweist, die dem Signallicht entsprechen, und dazu dient, einen Anzeigevorgang entsprechend den durch das Lichtempfangselement erzeugten Trägern durchzuführen.
Wenn deshalb Signallicht von einem beliebigen Bereich der Mehrzahl von Bereichen des Adressierelements auf einen entsprechenden Bereich des Lichtempfangselements strahlt, werden Träger in diesem entsprechenden Bereich erzeugt. Das Anzeigeelement kann einen Anzeigevorgang entsprechend den Trägern durchführen.
Es ist die zweite Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Ansteuerverfahren für eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei dem die Belastung gering ist, und das einen leistungsstarken Multiplex-Anzeigevorgang mit geringer Schwankung der Luminanz und geringem Übersprechen zwischen den Pixeln durchführen kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Ansteuerverfahren für eine Anzeigevorrichtung zur Emission von Anzeigelicht geschaffen, das die Schritte umfasst, eine Anzeigespannung an ein Paar Anzeigeelektroden anzulegen, zwischen die eine fotoleitende Schicht, die Signallicht erhält und Träger entsprechend dem Signallicht erzeugt, und eine Anzeigeschicht eingefügt ist, die das Signallicht emittiert, das Licht in einem Wellenlängenbereich enthält, das Träger in der fotoleitenden Schicht entsprechend der Injektion von Trägern in der Anzeigeschicht erzeugt, sequentiell das Signallicht von unterschiedlichen Bereichen auf ein Adressierelement zu strahlen, das eine Mehrzahl von Bereichen aufweist, um das Signallicht auf Bereich der fotoleitfähigen Schicht zu emittieren, die den Bereichen des Adressierelements entsprechen, und Träger in der fotoleitfähigen Schicht zu erzeugen, indem mit dem Anzeigelicht die fotoleitende Schicht entsprechend Trägern bestrahlt wird, die in der fotoleitenden Schicht bei Bestrahlung mit dem Signallicht von dem Adressierelement erzeugt werden, wobei die Anzeigeschicht das Anzeigelicht entsprechend den Trägern emittiert, die beim Anlegen der Anzeigespannung in die Anzeigeschicht injiziert werden.
Entsprechend dieser Ausführungsform erreicht Signallicht, das von einem vorbestimmten Bereich des Adressierelements emittiert wird, einen entsprechenden Bereich der fotoleitenden Schicht, und die Anzeigeschicht emittiert Anzeigelicht. Da mit dem Anzeigelicht der Bereich der fotoleitenden Schicht bestrahlt wird, und der Bereich der fotoleitenden Schicht erneut Träger erzeugt, bleiben Träger in dem Bereich der fotoleitenden Schicht, selbst nachdem das Anzeigelicht emittiert worden ist. Die Emission von Anzeigelicht von der Anzeigeschicht kann deshalb aufrechterhalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ansteuerverfahren für eine Anzeigevorrichtung geschaffen, um einen Anzeigevorgang entsprechend Signallicht durchzuführen, das die Schritte umfasst, sequentiell Schreibsignallicht aus unterschiedlichen Bereichen eines Adressierelements abzustrahlen, das eine Mehrzahl von Bereichen aufweist, um selektiv das Schreibsignallicht zu emittieren, oder Signallicht während einer Adressschreibperiode auf eine Mehrzahl von Bereichen einer fotoleitenden Schicht zur Erzeugung von Trägern darin entsprechend dem Einfall des Schreibsignallichts oder des Rücksetzsignallichts zu erzeugen, die der Mehrzahl der Bereiche der Adressiereinrichtung entsprechen, eine Anzeigespannung an ein Paar Anzeigeelektroden anzulegen, zwischen denen ein Bereich der fotoleitenden Schicht, auf die das Schreibsignallicht abgestrahlt wird, und eine Anzeigeschicht eingefügt ist, die das Anzeigelicht entsprechend der Injektion von Trägern darin während der Adressenschreibperiode emittiert, sequentiell das Rücksetzsignallicht aus unterschiedlichen Bereichen des Adressierelements während einer Adressenrücksetzperiode abzustrahlen, und eine Rücksetzspannung an das Paar von Anzeigeelektroden anzulegen, zwischen denen ein Bereich der fotoleitenden Schicht, auf die das Rücksetzsignallicht abgestrahlt wird, und die Anzeigeschicht eingefügt ist, wodurch im Wesentlichen in der fotoleitenden Schicht gespeicherte Träger aufgefrischt werden.
Wie oben beschrieben, können Anzeigedaten auf der Grundlage von Trägern, die während der Adressschreibperiode gespeichert sind, gelöscht werden, indem Rücksetzsignallicht und eine Rücksetzspannung auf den Bereich der Anzeigefläche angewendet wird, der für einen Anzeigevorgang in der Adressrücksetzperiode verwendet wird. Durch diese Maßnahme wird, wenn dieser Bereich verwendet wird, ein von dem vorhergehenden Bild unterschiedliches Bild in der nächsten Bildperiode anzuzeigen, der Anzeigevorgang durch die in der vorhergehenden Bildperiode erzeugten Träger nicht nachteilig beeinflusst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein organisches EL Element für Anzeigelicht entsprechend der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die das Energieschema des organischen EL Elements für Anzeigelicht entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine Ansicht, die Mechanismen zeigt, bei denen Träger entsprechend Signallicht in der fotoleitenden Schicht erzeugt werden.
Fig. 4 ist eine Ansicht, die Mechanismen zeigt, bei denen sich Träger entsprechend Signallicht in der fotoleitenden Schicht ansammeln.
Fig. 5 ist eine Ansicht, die Mechanismen zeigt, bei denen Elektronen einer Kathodenelektrode entsprechend Signallicht in die fotoleitende Schicht injiziert werden.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Bewegung der Träger in einer HTL darstellt.
Fig. 7 ist eine Kurve, die die Luminanzwirkungsgrade der organischen EL Schicht zeigt, die einen Doppel- und Einzelschichtaufbau aufweist.
Fig. 8 ist eine Kurve, die die Luminanzkennlinie einer Luminanzschicht zeigt, der ein lumineszierendes Material hinzugefügt ist.
Fig. 9 ist eine Kurve, die das Emissionsspektrum des jeweiligen Lumineszenzmaterials zeigt.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein organisches EL Element für Signallicht zeigt.
Fig. 11 ist eine Kurve, die die elektrische Lumineszenzeigenschaft von PVCz beim Anlegen einer Spannung zusammen mit der Fotolumineszenzeigenschaft von PVCz bei Lichteinfall zeigt.
Fig. 12 ist eine Ansicht, die das Energieschema eines organischen EL Elements für Signallicht zeigt.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dreidimensionale Anordnung des organischen EL Elements für Anzeigelicht und des organischen EL Elements für Signallicht entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 14 ist eine Kurve, die die Fotoleitungskennlinie einer fotoleitenden Schicht zeigt, die Zinkoxid enthält.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die das organische EL Element für Anzeigelicht und das organische EL Element für Signallicht entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die das organischen EL Element für Anzeigelicht und das organische EL Element für Signallicht zeigt, die auf einem Substrat montiert sind.
Fig. 17 ist ein Zeitdiagramm, das die Ansteuerwellenformen zeigt, die an das organische EL Element für Anzeigelicht und das organische EL Element für Signallicht entsprechend der Erfindung gelegt sind.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Speicherfunktion einer Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung:
Fig. 19 ist eine Kurve, die das Lichtabsorptionsspektrum von PVCz zeigt.
Fig. 20 ist eine Ansicht, die das Energieschema von einem HTL zeigt, das BND, TPD und PVCz enthält.
Fig. 21 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in der eine a-Si Schicht und eine dotierte Schicht für eine fotoleitende Schicht verwendet werden.
Fig. 22 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der ein Farbfilter angewendet ist.
Fig. 23 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der eine Lichtabschirmschicht zum Sperren von einfallendem Anregungslicht bei einer fotoleitenden Schicht verwendet wird.
Fig. 24 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der eine a-Si Schicht und eine n Siliciumcarbidschicht für eine fotoleitende Schicht verwendet werden.
Fig. 25 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der eine fotoleitende Schicht so gebildet ist, dass sie an eine Anodenelektrode angrenzend gebildet ist.
Fig. 26 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der ein organisches EL Element für Anzeigelicht und ein organisches EL Element für Signallicht auf einer Oberflächenseite eines Substrats gebildet sind.
Fig. 27 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die hinteren Ansteuerelektroden parallel zu den Spaltenelektroden des organischen EL Elements für das Signallicht angeordnet sind.
Fig. 28 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der ein organisches EL Element für Anzeigelicht vorgesehen ist, das erstes Anzeigelicht auf der Grundlage von Signallicht erhält und Licht in einem Wellenlängenbereich oberhalb des Wellenlängenbereiches des ersten Anzeigelichts emittiert.
Fig. 29 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der ein halbdurchlässiger Spiegel angewendet ist.
Fig. 30 ist eine perspektivische Sprengdarstellung, die die Anzeigevorrichtung zeigt, bei der der halbdurchlässige Spiegel angewendet ist.
Fig. 31 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der eine Einstellschicht zum Einstellen der Wellenlänge des Signallichts angewendet ist, das auf eine fotoleitende Schicht auffallen soll.
Fig. 32 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein Flüssigkristall-Anzeigeelement und ein organisches EL Element für Signallicht aufweist.
Fig. 33a ist eine Ansicht, die die Richtung der Polarisationsachse der oberen Polarisationsplatte des Flüssiganzeigeelements zeigt.
Fig. 33b ist eine Ansicht, die die Ausrichtungsrichtungen der Flüssiganzeige zeigt.
Fig. 33 ist eine Ansicht, die der Richtung der Polarisationsachse der unteren Polarisationsplatte des Flüssiganzeigeelements zeigt.
Fig. 34 ist ein Zeitdiagramm, das die Ansteuerwellenform zeigt, die an das Flüssigkristall-Anzeigeelement und an das organische EL Element für Signallicht entsprechend der vorliegenden Erfindung angelegt wird.

Beste Ausführungsart der Erfindung

Ein organisches EL Element entsprechend jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausführlich unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die schematische Anordnung eines organischen EL Elements entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein organisches EL Element, in dem eine Mehrzahl von Streifenkathodenelektroden 13, die eine hohe Lichtdurchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenbereich von 200 nm bis 830 nm unter Einschluss von ultraviolettem- und sichtbaren Licht aufweisen, auf einem transparenten Substrat 12 gebildet sind, das eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 830 nm aufweist und aus elektrisch isolierendem Glas oder synthetischem Kunstharzmaterial besteht, und eine fotoleitende Schicht 14 ist zur Überdeckung des Substrats 12 unter Kathodenelektroden 13 gebildet. Eine Elektronentransportschicht (ETL) 15, eine Luminanzschicht (LL) 16, die auch als Löchertransportschicht (HTL) dient, und eine Anodenelektrode 17, die eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 360 nm bis 830 nm aufweist, sind der Reihe nach auf der fotoleitenden Schicht 14 gestapelt. Bei der vorliegenden Erfindung wird ultraviolettes Licht als eine elektromagnetische Welle definiert, die eine Wellenlänge von 1 nm (einschließlich) bis 400 nm (ausschließlich) aufweist, und sichtbares Licht ist als eine elektromagnetische Welle definiert, die eine Wellenlänge von 400 nm (einschließlich) bis 800 nm (ausschließlich) aufweist.
Ein Material, das einen kleinen Arbeitsfunktionswert für einen hohen Elektroneninjektionswirkungsgrad aufweist und hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 830 nm zeigt, wird vorzugsweise für jede Kathodenelektrode 13 verwendet. Die Anodenelektrode 17 ist eine dünne Schicht mit einer Dicke von 50 nm bis 150 nm und besteht aus ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO&sub2;) oder IXO (In&sub2;O&sub3;-ZnO) mit einem spezifischen Flächenwiderstand von 50 Q oder weniger. Die fotoleitende Schicht (PCL) 14 zeigt Isoliereigenschaften, wenn Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich nicht auffällt, und erzeugt Elektron-Loch-Paare, d. h. Träger, darin entsprechend dem Einfall von Licht in dem vorbestimmten Wellenlängenbereich.
Die Luminanzschicht 16 ist aus einer Mischung aus Poly(N-vinylcarbazol) (wird als PVCz nachfolgend bezeichnet) als Binder/Löchertransportmaterial, 2,5-Bis(1-Naphthyl)- oxadiazol (wird als BND nachfolgend bezeichnet) und 3-(2'-Benzothiazolyl)-7-dithylamincoumarin) (wird als Coumann 6 nachfolgend bezeichnet) als ein lumineszentes Material hergestellt. PVCz selbst hat eine Löchertransporteigenschaft und dient als ein Dispersionsmaterial, um eine Konzentrationsdämpfung wegen der Wasserstoffbindungen von Coumann 6 zu unterdrücken. Es ist schwierig, eine Schicht zu bilden, indem nur BND und ein lumineszentes Material verwendet werden. PVCz wirkt als ein Binder, um diese Verbindungen zu binden.
Das Folgende sind die chemischen Formeln von PVCz, BND und Coumann 6:
Coumann 6 wird mit einem Molverhältnis von ungefähr 3/100 in Bezug auf die eine N-Vinylcarbazol (VCz) Einheit von PVCz gemischt. Coumann 6 bewirkt eine Lichtemission durch Exzitonen, die durch Rekombination von Elektronen und Löchern in der Luminanzschicht 16 erzeugt werden. BND wird mit einem Molverhältnis von ungefähr 17/ 100 in Bezug auf die eine VCz Einheit gemischt. BND hat einen relativen Bandabstand, der die Injektion von Elektronen in die Luminanzschicht 16 und die Injektion/Transport von Löchern in die Luminanzschicht 16 ermuntert. Da die Luminanzschicht 16 als eine einzelne Schicht in einer Dicke von 20 nm bis 100 nm, bevorzugter von 65 nm bis 80 nm, an die Anodenelektrode 17 angrenzend gebildet ist, werden Löcher unmittelbar von der Anodenelektrode 17 in die Luminanzschicht 16 injiziert.
Die Elektrodentransportschicht 15 ist eine einzelne Dünnschicht, die aus Tris(8-Chinolinolat)aluminium-Komplex (nachfolgend als AIq3 bezeichnet) besteht. Die Elektronentransportschicht 14 dient adzu, Elektronen in die Luminanzschicht 16 zu injizieren. Das Folgende ist die chemische Formel von AIq3:
Fig. 2 zeigt das Energieschema eines organischen EL Elements, das eine Trägertransportschichtstruktur aufweist, die von zwei Schichten gebildet ist, d. h. einer Luminanzschicht, die aus PVCz, BND und Coumann 6 besteht, und einer Elektronentransportschicht, die aus AIq3 besteht. Die Beweglichkeit der Elektronen in der organischen Trägertransportschicht hängt von der niedrigsten, unbesetzten Molekülbahn (LUMO) von jedem Material ab, wohingegen die Beweglichkeit von Löchern von der höchsten, unbesetzten Molekülbahn (HOMO) von jedem Material abhängt. Mit anderen Worten gibt die Bewegung dieser Teilchen, die Ladungen aufweisen, die obere und die untere Grenze des ureigenen Bandabstands von jedem Material an. Unter dem Gesichtspunkt des gesamten Aufbaus, der die Elektroden einschließt, gibt das Verhalten der Elektronen die Elektronenaffinität (Einheit: eV) von jedem Material wieder, wohingegen das Verhalten von Löchern die Ionisationsenergie (Einheit: eV) von jedem Material wiedergibt.
Bei dem organischen EL Element 11 wird eine vorbestimmte Gleich- oder Wechselspannung zwischen jeder Kathodenelektrode 13 und der Anodenelektrode 17 angelegt. Während vorbestimmtes Licht nicht auf die fotoleitende Schicht 14 fällt, wird die fotoleitende Schicht 14 in einem isolierenden Zustand in der Dickenrichtung gehalten. Bei dieser Einstellung werden ausreichende Träger für die Lichtemission nicht in die ETL 15 und die HTL 16 injiziert, und es tritt keine Lichtemission auf.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen einen Mechanismus an der Grenzschicht zwischen der PCL und der Kathodenelektrode in dem Fall, wenn Signallicht auf die PCL fällt, während eine Spannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode angelegt ist. Da eine Schottky-Barriere zwischen der PCL und der Kathodenelektrode gebildet wird, wird die angelegte Spannung hauptsächlich an die Verarmungsschicht angelegt. Wie es durch den Pfeil in Fig. 3 angegeben ist, beginnen Elektronenpaare, die in der PCL bei Einfall von Signallicht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich erzeugt wurden, sich entlang dem elektrischen Feld zu bewegen. Die erzeugten Elektronen bewegen sich in Richtung zu der ETL. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, werden die erzeugten Löcher auf dem Energieniveau, das nahe der Grenzschicht auf der Seite der Kathodenelektrode vorhanden ist, eingefangen und nach und nach entsprechend der Menge des einfallenden Lichts gespeichert. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird ein höheres elektrisches Feld an die Verarmungsschicht angelegt, so dass die Injektion von Elektronen in die PCL durch Tunneln hervorgerufen wird. Wenn die Lichtmenge, die in die PCL eintritt, groß ist, ist die Rekombinationsrate hoch, da die Elektronen-Löcher-Paare in großen Mengen bei der Einfallsebene erzeugt werden, und die Lebensdauer von Elektronen und Löchern ist sehr kurz. Aus diesem Grund kann eine große Menge an Elektronen nicht injiziert werden. Wenn die Menge an Einfallslicht klein ist, wird für die Löcher Zeit benötigt, damit sie an der Grenzschicht eingefangen werden. Ähnlich kann deshalb eine ausreichende Menge an Elektronen nicht injiziert werden. Die Menge an injizierten Trägern wird richtig entsprechend dem Wellenlängenbereich des Signallichts, det Einfallsdauer und der Lichtmenge, die auf die PCL auftrifft, der fotoleitenden Eigenschaften der PCL und der angelegten Spannung eingestellt.
Entsprechend dem Lumineszenzmechanismus des organischen EL Elements werden, wie in Fig. 2 gezeigt, zu allererst Elektronen, die in der fotoleitenden Schicht bei Lichteinfall erzeugt werden, und Elektronen, die von den Elektroden in die fotoleitende Schicht beim Anlegen einer Spannung und bei Lichteinfall injiziert werden, in die Elektronentransportschicht (ETL) injiziert. Man beachte die Injektion von Löchern von der Anodenelektrode in die Löcher-Transportschicht (HTL). Obgleich es eine Potentialsperre zwischen der Ionisierungsenergie der Anode und der HOMO des Materials der HTL gibt, führt eine Spannung, die zwischen der Kathode und der Anode angelegt ist, zu einer Injektion von Löchern.
Man betrachte als nächstes die Bewegung von Löchern in der HTL. Wie in Fig. 6 gezeigt, herrscht eine Sprungleitung vor; die Löcher springen um die Einfangorte herum, die in der Mischung aus PVCz und BND gebildet sind. Genauer gesagt überspringen die Löcher, die eine Energielücke A zwischen der Ionisationsenergie der Anode und der HOMO von BND beim Anlegen einer Spannung überspringen, der Reihe nach eine Energielücke B zwischen der HOMO der BND und der HOMO der PVCz und bewegen sich zu der ETL. Die in AIq3 injizierten Elektronen überspringen eine Energielücke E beim Anlegen einer Spannung. Da jedoch eine Energielücke D groß ist, bleiben die meisten Elektronen nahe der Grenzschicht zwischen der HTL und der ETL und rekombinieren mit den Löchern, die in die HTL transportiert wurden. Als Ergebnis werden Singletexcitonen erzeugt, die keine Ladung haben. Die Singletexcitonen bewegen sich unregelmäßig um ungefähr 10 nm und werden danach deaktiviert. Jedoch werden Singletexcitonen in einem Luminanzmaterial, wie Coumann 6, eingefangen, um Anzeigelicht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, der sichtbares Licht einschließt, zu emittieren.
Fig. 7 zeigt die elektrische Leistung pro Einheitsfläche/Luminanzkennlinie des organischen EL Elements der vorliegenden Erfindung, die einen zweischichtigen Aufbau aufweist, der von einer 50 nm dicken Löchertransportschicht, die aus PVCz, BND und Coumann 6 besteht, und einer 50 nm dicken Elektronentransportschicht gebildet ist, die aus AIq3 besteht, zusammen mit der elektrischen Energie pro Einheitsfläche/Luminanzkennlinie eines organischen EL Elements als Vergleichsbeispiel, das einen einschichtigen Aufbau hat, der eine 100 nm dicke Löchertransportschicht aufweist, die aus PVCz, BND und Coumann 6 besteht. Es wurde bestätigt, dass der Leuchtwirkungsgrad des organischen EL Elements, das einen zweischichtigen Aufbau aufweist, viel größer als der des Elements mit dem einschichtigen war, und die maximale Helligkeit der zweischichtigen Art ist ungefähr sechsmal diejenige der einschichtigen Art.
Fig. 8 zeigt die Molarität/Helligkeitskennlinie von Coumann 6 in Bezug auf eine VCz Einheit, das in die Löchertransportschicht gemischt wurde. Wenn die Molarität von Coumarin 6 erhöht wird, nimmt der Leuchtwirkungsgrad zu. Wenn die Molarität von Coumann 6 von 0% auf 3% geändert wird, zeigte das Element den höchsten Leuchtwirkungsgrad bei 3%.
Fig. 9 zeigt die Emissionsspektren von Luminanzmaterialien. Coumann 6 emittiert grünes Licht mit einem Emissionsmaximum nahe 525 nm. Im Gegensatz dazu emittiert 4- (Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(p-dimethylamino-styryl)-4H-pyran (nachfolgend als DCM1 bezeichnet) orangefarbenes oder rotes Licht mit einem Emissionsmaximum nahe bei 600 nm. Das Folgende ist die chemische Formel von DCMI:
Tetraphenylbenzidien (TPB) steht als blauer Luminanzstoff zur Verfügung. Andere blaue Luminanzstoffe sind 4,4'-Bis(2,2'-Diphenylvinylen)biphenyl, 4,4'-Bis((2-Carbazole)vinylen)biphenyl ein Tetraphenylbutadienderivat, ein Cyclopentadienderivat, ein Oxadiazolderivat und Ähnliche.
Das Folgende ist die chemische Formel von TPB:
Wie oben beschrieben erfährt das HTL 16 in dem zweischichtigen, organischen EL Element der vorliegenden Erfindung zuerst einen erregten Singletzustand und das Luminanzmaterial emittiert dann sichtbares Licht. Wenn Luminanzmaterialien (Fluoreszenzmaterialien), die stark absorbierende Eigenschaften im Ultraviolettbereich zeigen und Licht in vorbestimmten Wellenlängenbereichen emittieren, z. B. Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, wie rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht, zusammen in einem vorbestimmten Bereich der Luminanzschicht angeordnet werden, kann ein mehrfarbiger Leuchtanzeigevorgang durchgeführt werden.
Da das organische EL Element der vorliegenden Erfindung AIq3 für die Elektronentransportschicht und PVCz, BND und ein Luminanzmaterial für die Luminanzschicht verwendet, ist der Leuchtwirkungsgrad sehr hoch, und Licht einer beliebigen Farbe kann emittiert werden.
Wie oben beschrieben, werden, wenn Signallicht auf einen vorbestimmten Bereich der fotoleitenden Schicht 14 auftrifft, Elektronen von der Kathodenelektrode 13 in den Bereich injiziert, und Anzeigelicht wird nur von dem entsprechenden Bereich der HTL 16 emittiert. Jedoch wird kein Anzeigelicht von den verbleibenden Bereichen emittiert, auf die kein Signallicht auftrifft, selbst wenn eine Spannung zwischen der Anodenelektrode 17 und den Kathodenelektroden 13 angelegt ist. Aus diesem Grund tritt im Wesentlichen kein Übersprechen auf, und eine abgestufte Lichtemission kann entsprechend der Menge an Signallicht durchgeführt werden.
Fig. 10 zeigt ein organisches EL Element zur Emission von Signallicht zur Adressierlichtemission des organischen EL Elements 11. Bezugnehmend auf Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein organischen EL Element, in dem eine Mehrzahl von streifenförmigen Kathodenelektroden 103, eine Elektronentransportschicht 104, eine Luminanzschicht 105, die auch als Löchertransportschicht dient, und eine Mehrzahl von streifenförmigen Anodenelektroden 106, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Kathodenelektroden erstrecken, der Reihe nach auf einem transparenten Substrat 102 gestapelt sind, das aus Glas oder Kunstharzmaterial besteht. Jede Anodenelektrode 106 ist ein Dünnschicht, die eine Dicke von 50 nm bis 150 nm aufweist und aus ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO2) oder IXO (In&sub2;O&sub3;-ZnO) besteht, die eine Durchlässigkeit von 70% oder mehr in Bezug auf ultraviolettes Licht und sichtbares Licht aufweist und einen spezifischen Flächenwiderstand von 50 Q oder weniger hat. Jede Kathodenelektrode 103 ist eine Dünnschicht, die eine Dicke von 50 nm bis 500 nm aufweist und aus einem Material mit einem kleinen Arbeitsfunktionswert wegen eines größeren Elektroneninjektionswirkungsgrads besteht und starke Reflexionseigenschafen in Bezug auf Licht in dem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 830 nm zeigt, wie Magnesium (Mg) oder eine Legierung auf Magnesiumbasis (MgIn oder MgAg).
Eine vorbestimmte Spannung wird zwischen die Kathodenelektroden 103 und die Anodenelektroden 106 gelegt, um Elektronen und Löcher in die Schichten 104 und 105 zu injizieren. Als Ergebnis werden die Schnittbereiche zwischen den Anodenelektroden 106 und den Kathodenelektroden 103 Emissionsbereiche für Signallicht.
Die Luminanzschicht 105 ist aus einer Mischung aus PVCz hergestellt, wie einem Binder-Löchertransportmaterial und BND. PCVz selbst hat Löchertransporteigenschaften. Es ist schwierig, eine Dünnschicht nur unter Verwendung von BND und einem Luminanzmaterial zu bilden. PVCz wirkt als ein Binder zum Verbinden dieser Verbindungen. BND wird mit einem Molverhältnis von ungefähr 17/100 in Bezug auf die VCz Einheit gemischt. BND hat eine relative Bandenergielücke, die die Injektion von Elektronen in die Luminanzschicht 105 und die Injektion/Löchertransport in die Luminanzschicht 105 unterstützt. Da die Luminanzschicht 105 als eine einzelne Schicht mit einer Dicke von 20 nm bis 100 nm, bevorzugter von 65 nm bis 80 nm, an die Anodenelektrode 106 angrenzend gebildet ist, werden Löcher unmittelbar von der Anodenelektrode 106 in die Luminanzschicht 105 injiziert. Die Elektronentransportschicht 104 ist eine einzelne Schicht, die aus AIq3 besteht und dazu dient, Elektronen in die Luminanzschicht 105 zu injizieren.
Eine Auswählsignalspannung wird der Reihe nach an die Anodenelektrode 106 Leitungseinheiten angelegt und Emissionssignalspannungen, die Anzeigedaten entsprechen, werden gleichzeitig an die Kathodenelektroden 103 synchron zu der Auswählsignalspannung angelegt. Jede ausgewählte Leitung emittiert Signallicht auf der Grundlage von Elektrolumineszenz (EL), wie es durch die unterbrochene Linie in Fig. 11 angegeben ist, bei Rekombination von Elektronen und Löchern. In dem organischen EL Element, das den obigen Aufbau aufweist, kann eine Gradationssteuerung für die Emissionshelligkeit auf der Grundlage von Signallicht entsprechend der zwischen den Elektroden 103 und 106 angelegten Spannung durchgeführt werden. Des Weiteren kann, wenn eine Mehrzahl von Luminanzmaterialarten zur Lichtemission in beliebigen Wellenlängenbereichen den Trägertransportschichten und der Trägertransportschicht, die den entsprechenden Pixeln entspricht, hinzugefügt wird, Signallicht in beliebigen Wellenlängenbereichen emittiert werden.
Fig. 12 zeigt einen Leuchtvorgang zur Adressierung eines organischen EL Elements, das einen zweischichtigen Aufbau aufweist, der von einer Luminanzschicht, die aus PVCz und BND besteht, und einer Elektronentransportschicht gebildet ist, die aus AIq3 besteht.
In diesem Fall hängt die Elektronenbeweglichkeit in de organischen Trägertransportschicht von der LUMO von jedem Material ab, wohingegen die Löcherbeweglichkeit von der HOMO von jedem Material abhängt. Mit anderen Worten gibt die Bewegung dieser Teilchen, die Ladungen aufweisen, die obere und untere Grenze der Zwischenbandenergielücke von jedem Material an. Unter dem Gesichtspunkt des gesamten Aufbaus, einschließlich der Elektroden, gibt das Verhalten der Elektronen die Elektronenaffinität (eV) von jedem Material wieder, wohingegen das Verhalten der Löcher die Ionisationsenergie (eV) von jedem Material wiedergibt.
Es gibt eine Potentialsperre zwischen der Elektronenaffinität der Elektrode und der LU- MO von AIq3. Jedoch können, indem eine vorbestimmte Spannung zwischen der Kathode und der Anode angelegt wird, Elektronen die Potentialsperre überspringen, um von der Kathodenelektrode und der ETL injiziert zu werden. Es gibt eine Potentialsperre zwischen der Ionisationsenergie der Anode und der HOMO der HTL. Jedoch können, wenn eine Spannung zwischen der Kathode und der Anode angelegt wird, Löcher die Potentialsperre überspringen, um von der Anodenelektrode in die HTL injiziert zu werden.
Im Hinblick auf die Bewegung der Löcher herrscht in der HTL eine Sprungleitung vor; die Löcher springen um die Einfangorte herum, die in der Mischung aus PVz und BND gebildet sind. Genauer gesagt springen die Löcher, die eine Energielücke A zwischen der Ionisationsenergie der Anode und der HOMO von BND beim Anlegen einer Spannung überspringen, der Reihe nach über eine Energielücke B zwischen der HOMO von BND und der HOMO von PVCz und bewegen sich zu der ETL. Die in die AIq3 injizierten Elektronen überspringen eine Energielücke E beim Anlegen einer Spannung. Da jedoch die Energielücke D groß ist, bleiben die meisten Elektronen nahe der Grenzschicht zwischen der HTL und der ETL, um mit den Löchern zu rekombinieren, die in der HTL transportiert sind. Als Ergebnis wird Licht im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 600 nm emittiert. Die Lichtemission ist im Wesentlichen eine Lichtemission von dem PVCz.
Fig. 13 zeigt eine Anordnung des organischen EL Elements 11 zur Anzeige, zusammen mit der Anordnung des organischen EL Elements 101 zum Adressieren, das an das organische EL Element 11 angrenzt. Die Kathodenelektroden 13 des organischen EL Elements 11 zur Anzeige entsprechen den Kathodenelektroden 103 des organischen EL Elements 101 zum Adressieren. Diese Elektroden 13 und 103 haben nahezu die gleiche Form, sind in der gleichen Anzahl vorhanden und sind in der gleichen Richtung angeordnet, damit sie einander gegenüberliegen. Signallicht von dem organischen EL Element 101 fällt sequentiell auf entsprechende Bereiche der fotoleitenden Schicht 14 auf. Als Ergebnis emittiert die Luminanzschicht 16 Licht mit einer Helligkeit, die dem Signallicht entspricht.
Die fotoleitende Schicht 14 besteht aus Zinkoxid (ZnO), das Eosin als Sensibilisierungsmittel enthält. Wie in Fig. 14 gezeigt wird, wenn Licht mit einer Wellenlängen von 650 nm oder weniger auf die fotoleitende Schicht 14 gestrahlt wird, eine fotoelektromotorische Kraft erzeugt.
Das folgende ist die chemische Formel von Eosin:
Fig. 15 zeigt eine Anzeigevorrichtung, die ein organisches EL Element zur Anzeige zur Emission von Anzeigelicht und ein organisches EL Element zum Adressieren zur Emission von Signallicht enthält.
Ein organisches EL Element 11 zur Anzeige, das von einer Mehrzahl von streifenförmigen Kathodenelektroden 13, einer fotoleitenden Schicht 14, einer Elektrodentransportschicht 15, einer Luminanzschicht 16, die auch als eine Löchertransportschicht dient, und einer Anodenelektrode 17 besteht, ist auf der Oberfläche eines Substrats 12 gebildet. Die fotoleitende Schicht 14 besteht aus Zinkoxid, das Eosin als Sensibilisierungsmittel enthält.
Zeilenelektroden 152 haben die gleiche Form wie die der Kathodenelektroden 13 und sind in gleicher Anzahl auf der anderen Oberfläche des Substrats 12 gebildet. Eine Luminanzschicht 153 ist gebildet, um die obere Oberflächen der Zeilenelektroden 152 zu überdecken. Ein Mehrzahl von Spaltenelektroden 154 ist auf der oberen Oberfläche der Luminanzschicht 153 in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Zeilenelektrode 152 gebildet. Jede Zeilenelektrode 152 ist durch eine Dünnschicht mit einer Dicke bis 150 nm gebildet und besteht aus ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO2) oder IXO (In&sub2;O&sub3;-ZnO) mit einem Flächenwiderstand von 50Ω oder weniger und zeigt eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 200 bis 830 nm. Jede Spaltenelektrode 154 ist durch eine Dünnschicht mit einer Dicke von 50 nm bis 500 nm gebildet und besteht aus einem Material, das einen kleinen Arbeitsfunktionswert bei einem hohen Elektroneninjektionswirkungsgrad aufweist und große Reflexionseigenschaften in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 830 nm aufweist, wie Magnesium (Mg) oder einer Legierung auf Magnesiumbasis (MgIn oder MgAg). Die Luminanzschicht 153 ist von einer Löchertransportschicht 161 gebildet, die aus PVCz und BND besteht und zu den Zeilenelektroden 152 weist und aus einer Elektronentransportschicht 162, die aus AIq3 besteht und zu den Spaltenelektroden 154 weist. Emissionsbereiche P des organischen EL Elements 11 zur Anzeige entsprechen im Wesentlichen den Schnittbereichen zwischen den Zeilenelektroden 152 und den Spaltenelektroden 154.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht der Anzeigevorrichtung in Fig. 15. Jeder Emissionsbereich der Luminanzschicht 16 ist in Bereiche 16R, 16 G und 16B unterteilt, die jeweils rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht entsprechend den Injektionsträgern emittieren.
Fig. 17 ist ein Zeitdiagram der Anzeigevorrichtung. Bezugnehmend auf Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen Vd1, Vd2 und Vd3 die Signalformen der Ansteuerspannungen, die an die angrenzenden Kathodenelektroden angelegt werden, d. h., die erste, zweite und dritte Elektrode 13 und die Anodenelektrode 17 des organischen EL Element 11 zur Anzeige, und Impulszüge für eine 1 Periode zur Abtastzeilenauswahl, die durch die zeilensquentielle Ansteuerung der Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 bestimmt ist. Jede dieser Signalformen Vd1, Vd2 und Vd3 entspricht der ersten bis dritten Elektrode von N Kathodenelektroden 13 und wird durch ein HI Potential und LOW Potential gebildet, das während einer 1 Abtastperiode anzulegen ist, die in zumindest zwei Perioden unterteilt ist (muss nicht in gleiche Perioden unterteilt sein). In diesem Fall ist das LOW Potential ein Potential, das während der Löschperiode anzulegen ist, und das HI Potential ist ein Potential, das während der Schreibperiode entsprechend einer 1 Bildperiode anzulegen ist, wobei die Löschperiode ausgeschlossen ist. Genauer gesagt wird eine Löschspannung Vg oder das Massepotential während der Löschperiode angelegt, wohingegen eine Schreibspannung Vr, die einen vorbestimmten Spannungswert aufweist, während der Schreibperiode angelegt wird. Die Löschperiode wird vorzugsweise unmittelbar vor der ausgewählten Schreiperiode eingestellt.
Bezugnehmend auf Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen Vs1, Vs2, Vs3, ..., VsN Spannungsimpulse von denen jeder verwendet wird, Signallicht entsprechend einem beliebigen Punktbereich auf einer entsprechenden der ersten Auswählleitung, der zweiten Auswählleitung, der dritten Auswählleitung, ...., der Nten Auswählleitungen der N Leitungen der Zeilenelektroden 152 der X-Y Matrix zu emittieren, die aus den Zeilenelektroden 152 und den Spaltenelektroden 154 gebildet ist, die leitungssequentiell angesteuert werden. Eine vorbestimmte Abtastspannung wird an die Zeilenelektroden 152 als eine ausgewählte Leitung angelegt, und Signalspannungen, die Luminenzen entsprechen, an denen Emissionsbereiche P, die den entsprechenden Punktbereichen entsprechen, hervorgerufen werden, um Licht zu emittieren, werden an die Spaltenelektroden 154 angelegt. Als Ergebnis emittieren die entsprechenden Punkte der Auswählleitung Signalicht bei den Helligkeiten, die den Signalspannungen entsprechen.
Als erstes wird eine Löschspannung Ve, die einen konstanten Spannungswert aufweist, während der Adressenlöschperiode der ersten Auswählleitung angelegt, damit der gesamte Bereich der Luminanzschicht 153 auf der ersten Auswählleitung Löschsignallicht emittiert. Wie es in Fig. 18 gezeigt ist, erreicht das Löschsignallicht die fotoleitende Schicht 14 durch das Substrat 12 hindurch, um Elektronen-Löcher-Paare in der fotoleitenden Schicht 14 zu erzeugen, wodurch Elektronen in der Dickenrichtung der fotoleitenden Schicht 14 injiziert werden. Zu diesem Zeitpunkt werden, da das Potential zwischen der Kathodenelektrode 13 und der Anodenelektrode 17 an dem Ort, der der ersten Auswählleitung entspricht, auf die Massespannung Vg gesetzt ist, Träger, die in der Luminanzschicht 16, der Elektronentransportschicht 15 und der fotoleitenden Schicht 14 gespeichert sind, die während der vorhergehenden Auswählperiode gespeichert worden sind, aufgefrischt.
Schreibspannungen, die den entsprechenden Emissionsbereichen P entsprechen, die der ersten Auswählleitung entsprechen, werden während der Adressenschreibperiode angelegt, damit die Luminanzschicht 153 Schreibsignallicht emittiert. Träger werden dann in der fotoleitenden Schicht 14 in einer Menge erzeugt, die dem aufgestrahlten Schreibsignallicht entspricht. Diese Träger verhalten sich in der gleichen Weise, wie es in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist. Genauer gesagt werden die Elektronen, die in der fotoleitenden Schicht 14 durch das Signallicht erzeugt wurden, in die Elektronentransportschicht 15 beim Anlegen der Spannung Vr injiziert. Die erzeugten Löcher werden an der Grenzschicht zwischen der Elektronentransportschicht 15 und der Kathodenelektrode 13 gespeichert. Elektronen werden in die Elektronentransportschicht 15 in einer Menge injiziert, die dem Schreibsignallicht entspricht, und Löcher werden von der Anodenelektrode in die Lumineszenzschicht 16 injiziert, um eine Rekombination hervorzurufen. Als Ergebnis zeigen die Emissionsbereich P, die den vorbestimmten Punkten entsprechen, Anzeigelicht mit Helligkeiten, die dem Schreibsignallicht entsprechen.
Obgleich das Signallicht schnell in der Luminanzschicht 153 gelöscht wird, werden die Träger, die in der fotoleitenden Schicht 14 erzeugt wurden, während einer 1 Bildperiode gespeichert. Da Elektronen fortlaufend aufgrund der Schreibspannung Vr während dieser Periode injiziert werden, wird die Emission von Anzeigelicht fortgesetzt. Wie oben beschrieben, hält, selbst wenn das Signallicht ausreichend schwach ist, um ein Übersprechen zu verhindern, die fotoleitende Schicht 14 Träger, damit nur Bereiche, in denen die Träger während der Schreibperiode gespeichert werden, Anzeigelicht abstrahlen.
Des Weiteren wird bei der Emission von Licht von der Luminanzschicht 16 Anzeigelicht, das durch die entsprechenden Luminanzstoffmaterialien gefärbt ist, in Vorwärtsrichtung erzeugt. Zur gleichen Zeit wird, wie in Fig. 18 gezeigt, Rückwärtslicht in Rückwärtsrichtung erzeugt, wie es durch die unterbrochenen Pfeile angegeben ist. Wenn das Rückwärtslicht auf Licht im Wellenlängenbereich eingestellt ist, der Träger in der fotoleitenden Schicht 14 erzeugt, erregt das einfallende Rückkehrlicht die fotoleitende Schicht 14, um neue Elektron-Loch-Paare zu erzeugen. Die fotoleitende Schicht 14 wird deshalb in dem Zustand gehalten, der die Injektion von Elektronen in die Elektronentransportschicht 15 ermöglicht, wobei die bei der erneuten Erregung erzeugten Träger verwendet werden. Aus diesem Grund werden, während eine Ansteuerspannung an die Luminanzschicht 16 angelegt bleibt, Elektronen in die Elektronentransportschicht 15 injiziert gehalten. In diesem Zustand fährt die Luminanzschicht 16 fort, Anzeigelicht zu emittieren, selbst wenn die ausgewählte Periode der Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 abgelaufen ist. Deshalb kann durch leitungssequentielles Abtasten eine stabile Emission von Anzeigelicht bis zu der nächsten Abtastperiode aufrechterhalten werden.
Wenn das Substrat 12 aus einem Kunstharz hergestellt ist, kann, da das Substrat so dünn wie ungefähr 0,1 mm bis 0,2 mm sein kann, eine Abschwächung von Signallicht unterdrückt werden. Des Weiteren kann das strahlungsmäßig emittierte Signallicht an einer Streuung und einem Eintritt in Bereiche der fotoleitenden Schicht 14 gehindert werden, die den Punkten nahe den beabsichtigen Punkten entsprechen, so dass ein Betriebsfehler verhindert wird.
Da mit Coumann 6 dotiertes PVCz Licht entsprechend der in Fig. 19 gezeigten Kennlinie absorbiert, kann die Luminanzschicht 16, die Signallicht erhält, ausgelegt werden, Anzeigelicht zu emittieren, indem eine elektrische Lumineszenzeigenschaft, Anzeigelicht bei Injektion von Trägern von den Elektroden 13 und 17 zu emittieren, und eine fotolumineszente Eigenschaft ausgenutzt wird Anzeigelicht zu emittieren, indem Signallicht direkt absorbiert wird.
Bei dieser Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, da eine Anzeigelichtemission bis zu dem nächsten leitungssequentiellen Abtastvorgang aufrechterhalten wird, eine Anzeige hoher Qualität durchgeführt werden. Des Weiteren können, da das organische EL Element zur Emission von Anzeigelicht und das organische EL Element zur Emission von Signallicht jeweils auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 12 gebildet sind, Verringerungen bei der Größe und dem Gewicht der Anzeigevorrichtung zusammen mit ihrer Vereinfachung durchgeführt werden. Entsprechend dem herkömmlichen organischen EL Element muss bei einer Matrixansteuerung hoher Leistung, da jedes Pixel eine Lichtemission während einer 1 Bildperiode halten muss, eine sehr hohe Anfangsspannung eingestellt werden. Dies verkürzt die Lebensdauer des EL Anzeigelements selbst. Entsprechend dieser Ausführungsform jedoch kann eine gute Speicherfunktion oder Hysteresis auf der Grundlage des Rückkehrlichts für jedes Pixel mit einer einfachen Struktur verwirklicht werden, ohne Schalterelemente wie TFTs oder Elemente mit Speicherfunktionen wie ferroelektrische Flüssigkristallelemente zu verwenden, wodurch eine Anzeige hoher Qualität bei einer Ansteuerbedingung hoher Leistung verwirklicht wird. Aus dem gleichen Grund kann die maximale, momentane Spannung, die für das EL Anzeigeelement verlangt wird, um eine erwünschte Anzeigehelligkeit zu erreichen, verringert werden, und daher kann eine längere Lebensdauer des EL Anzeigeelementes durchgeführt werden. Des Weiteren kann, da ein Bereich geringer Helligkeit, in dem der Leuchtwirkungsgrad des organischen EL Elements maximiert ist, verwendet werden kann, der Gesamtenergieverbrauch des Elements verringert werden. Des Weiteren ist bei dieser Ausführungsform die Ausbeute hoch, da eine Mehrfachsegmentstruktur auf dem einzelnen Substrat 12 gebildet ist. Diese Struktur ist auch von Vorteil unter dem Gesichtspunkt der Herstellung eines Schirmelements großer Abmessung verglichen mit den TFT Anzeigen, den ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen und den Plasmaanzeigen. Diese Ausführungsform ist auch frei von einer Verringerung des Öffnungsverhältnisses, die bewirkt wird, wenn TFTs und Busleitungen Licht sperren ein Problem, das bei Anzeigevorrichtungen betrachtet werden muss, die TFTs verwenden. Aus diesem Grund ist dieses organische EL Element den TFT Ansteueranzeigeelementen in Bezug auf die Anzeigehelligkeit und den Leuchtwirkungsgrad überlegen. Ferner sind die Musterausbildungs- und Ausrichtungstechniken für diese Struktur viel einfacher als jene bei dem TFT Herstellungsverfahren, und der Dünnschichtbildungsschritt kann bei relativ niedriger Temperatur ausgeführt werden. Bei der ersten Ausführungsform wird eine Schicht, die aus einer Mischung aus PVCz, BND und einem Luminanzmaterial hergestellt ist, als eine Luminanzschicht verwendet. Betrachtet man die Beweglichkeit von Löchern, dann kann eine Luminanzschicht aus einer Mischung aus PVCz, BND einem Luminanzstoffmaterial und N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methyl)-1,1'- biphenyl-4,4'-diamin wie einem Triphenyldiaminderivat (nachfolgend als TPD bezeichnet) hergestellt werden, um die Einfangorte, die in der Mischung aus PVCz und BND gebildet sind, kleiner zu machen. Das Folgende ist die chemische Formel dieser Verbindung:
Fig. 20 zeigt das Energieschema des organischen EL Elements mit der obigen Struktur. TPD hat einen Bandabstand, der die Energielücke B verringert, die in Fig. 6 gezeigt ist. Das heißt, da der HOMO von TPD zwischen der HOMO von BND und der HOMO von PVCz liegt, verbessert sich die Beweglichkeit der Löcher, die sich in Richtung zu der ETL Seite in der HTL bewegen, und daher nimmt der Leuchtwirkungsgrad zu.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Mischung aus PVCz und BND als ein Löchertransportmaterial verwendet. Jedoch kann beispielsweise PVCz alleine verwendet werden, oder 4,4',4"-Tris(3-Methylphenylpenhylamino)triphenylamin(MTDATA) kann verwendet werden. Das Folgende ist die chemische Formel von MTDATA:
Des Weiteren kann eine Isolierschutzdünnschicht auf der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 17 und eine Lichtabschirmdünnschicht auf der Isolierschutzdünnschicht zur Abschirmung von Außenlicht gebildet werden, das von außerhalb der Anzeigevorrichtung strahlt und Licht in einem Wellenlängenbereich enthält, das Träger in der fotoleitenden Schicht 14 erzeugt. Wenn Ultraviolettlicht als Signallicht verwendet wird und eine Ultraviolettsperrdünnschicht gebildet ist, wird Anzeigelicht durch die Lichtabschirmdünnschicht über den sichtbaren Bereich nicht absorbiert, so dass eine richtige Anzeige durchgeführt wird.

(Zweite Ausführungsform)

Fig. 21 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf Fig. 21 bezeichnet das Bezugszeichen 211 eine Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung 211 ist hauptsächlich von einem organischen EL Element für Adressensignallicht und einem organischen EL Element für Anzeigelicht gebildet. Das organische EL Element für Adressensignallicht wird gebildet, indem eine Mehrzahl von Zeilenelektroden, die sich in der Zeilenrichtung als der ersten Richtung erstrecken, als erste Elektroden auf der unteren Oberfläche eines Substrats 212 angeordnet wird, das aus einem elektrischisolierenden Glasmaterial oder einer flexiblen Polymerfolie besteht, die hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 830 nm zeigt. Die Zeilenelektroden 213 dienen als Anodenelektroden. Jede Zeilenelektrode 213 kann aus einem Elektrodenmaterial bestehen, das eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im Wellenlängenbereich 200 nm bis 830 nm aufweist und eine vorbestimmte Arbeitsfunktion hat. Beispielsweise können ITO oder IXO verwendet werden. Eine erste organische Dünnschicht 214, die im Wesentlichen als eine Luminanzschicht dient und auch als eine Lochtransportschicht dient, ist auf der unteren Oberfläche der Zeilenelektronen 213 und des Substrats 212 gebildet. Die erste, organische Dünnschicht 214 ist aus einer Mischung aus PVCz, BND und einem Luminanzmaterial hergestellt, das R, G und B Luminanzstoff enthält, damit weißes Licht entsprechend den injizierten Trägern emittiert wird. Eine zweite, organische Dünnschicht 215, die als eine Elektronentransportschicht dient, und aus AIq2 besteht, ist auf der unteren Oberfläche der ersten, organischen Dünnschicht 214 gebildet. Die erste, organische Dünnschicht 214 und die zweite, organische Dünnschicht 215 bilden eine Signallicht-Luminanzschicht 216.
Eine Mehrzahl von Spaltenelektroden 217 ist auf der unteren Oberfläche der zweiten, organischen Dünnschicht 215 gebildet und erstreckt sich in der Spaltenrichtung senkrecht zu der Zeilenrichtung und kreuzt mit der Signallicht-Luminanzschicht 216 dazwischen die Zeilenelektroden 213. Die Spaltenelektroden 217 dienen als Kathodenelektroden. Jede Spaltenenelektrode 217 ist eine Metallelektrode, die aus MgIn, AlLi, MgInAl, MgAg oder Ähnlichem besteht, und eine kleinere Arbeitsfunktion als die von jeder Anodenelektrode aufweist und Licht im sichtbaren und im Ultraviolettbereich reflektiert.
Bei dem Adressenlichtelement, das die obige Anordnung aufweist, wird, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen der Zeilenelektrode 213 und der Spaltenelektrode 217 angelegt wird, weißes Licht als Signallicht von einem Bereich nahe der Grenzschicht zwischen der ersten, organischen Dünnschicht 214 und der zweiten, organischen Dünnschicht 215 emittiert. Des Weiteren erstrecken sich die Zeilen- und Spaltenelektroden 213 und 217 zu den Rändern des Substrats 212, damit sie an Ansteuer-ICs (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Auf diese Weise wird ein Lichtelement mit Matrixadressenansteuerung gebildet.
Das EL Anzeigeelement für Anzeigelicht hat einen Anzeigebereich der nahezu gleich dem gesamten Leuchtbereich des organischen EL Elements für Signallicht ist. Dieses organische EL Element für Anzeigelicht ist auf der oberen Oberflächenseite des Substrats 212 gebildet. Eine Mehrzahl von rückseitigen Ansteuerelektroden 218 als Kathodenelektroden, von denen jede aus einem transparenten ITO oder IXO Material besteht, ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 212 gebildet. Die rückwärtigen Ansteuerelektroden 218 sind gebildet/angeordnet, damit sie den Zeilenelektroden 213 gegenüberliegen und sie überlappen, wenn zweidimensional betrachtet wird.
Eine fotoleitende Schicht 221 ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 212 und den oberen Oberflächen der rückwärtigen Ansteuerelektroden 218 gebildet, um den gesamten Anzeigebereich zu überdecken. Diese fotoleitende Schicht 221 ist aus einer Schicht 219 aus amorphen Silicium (a-Si), die aus einem Material besteht, das Signallicht absorbiert und Leitungsträger erzeugt, und einer dotierten Schicht 220 gebildet, die durch Dotieren von a-Si mit einem n Dotiermittel (z. B. Phosphor) gebildet ist und auf der oberen Oberfläche der a-Si Schicht 219 gebildet ist. Eine dritte, organische Schicht 222, die als eine Elektronentransportschicht dient und aus AIq3 gebildet ist, ist auf der dotierten Schicht 220 gebildet. Man beachte, dass die dotierte Schicht 220 die Funktion hat, die Injektion von Elektronen in die dritte, organische Schicht 222 zu erleichtern. Eine vierte, organische Schicht 223, die als Löchertransportschicht dient, ist auf der oberen Oberfläche der dritten, organischen Schicht 222 gebildet. Die vierte, organische Schicht 223 ist aus PVCz und BND hergestellt. Die entsprechenden Punktbereiche (entsprechend Bereichen (Emissionsbereichen), wo die Zeilen- und Spaltenelektroden 213 und 217 des organischen EL Elements für Signallicht einander durch die Signallicht-Luminanzschicht 216 hindurch überlappen), der vierten, organischen Schicht 223 enthalten Luminanzstoffmaterialien zur Emission von R (rotem Licht), G (grünem Licht) und B (blauem Licht), damit eine vorbestimmte Farbmatrix gebildet wird. Bezugnehmend auf Fig. 21 bezeichnen die Bezugszeichen 223R, 223G und 223B die Punktbereiche der vierten, organischen Schicht 223, die der Emission von R Licht, G Licht und B Licht entsprechen. Als Beispiel zur Bildung der vierten, organischen Schicht 223 können beispielsweise die folgenden Verfahren verwendet werden: ein Verfahren zum Anwenden einer Mischung aus PVCz und BND auf der dritten, organischen Schicht 222 und Durchdringen der entsprechenden Punktbereich der vierten, organischen Schicht 223 mit entsprechenden Luminanzstoffmaterialien, und ein Verfahren zur Ausbildung einer organischen Dünnschicht als Muster, die Luminanzstoffmaterialien in Einheiten von Farben entsprechend der Farbmatrix enthält. Die dritte, organische Schicht 222 und die vierte, organische Schicht 223, die auf diese Weise gebildet sind, bilden eine Anzeigelichtemissionsschicht 224. Eine transparente, vorderer Ansteuerelektrode 225, die als eine Anodenelektrode dient und aus ITO besteht, ist auf der oberen Oberfläche der vierten, organischen Schicht 223 gebildet, um die gesamte Anzeigevorrichtung zu überdecken.
Die Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung 211 ist als nächstes beschrieben.
Als erstes wird in dem Signallichtelement, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen den Zeilen- und Spaltenelektroden 213 und 217 angelegt wird, die durch leitungssequentielles Abtasten ausgewählt werden, weißes Licht als Signallicht von der Signallichtluminanzschicht 216 auf die fotoleitende Schicht 221 durch das Substrat 212 hindurch bestrahlt. In diesem Fall erreicht, da die Signallichtluminanzschicht 216 ausreichend nahe der fotoleitenden Schicht 221 ist, das Signallicht die fotoleitende Schicht 221, während eine praktisch ausreichende Raumfrequenz beibehalten wird. Aus diesem Grund fällt kein Signallicht von einer vorbestimmten Adresse auf die a-Si Schicht 219 und die dotierte Schicht 220 in einem Punktbereich, der an einen entsprechenden Punkt angrenzt, um diesen anzuregen. Wie oben beschrieben, erzeugt jeder Bereich der fotoleitenden Schicht 221, auf den Signallicht auffällt, Elektron-Loch-Paare, die in einen Zustand gebracht werden, der die Injektion von Elektronen in die dritte, organische Schicht 222 erlaubt. Bei dieser Vorgehensweise wird die Spannung, die zwischen der vorderen Ansteuerelektrode 225 und der rückwärtigen Ansteuerelektrode 218 angelegt wird, an einen vorbestimmten Punktbereich der Anzeigelichtemissionsschicht 224 angelegt, die von der dritten, organischen Schicht 222 und der vierten, organischen Schicht 223 gebildet ist. Man beachte, dass eine Ansteuergleichspannung, eine gepulste Spannung, eine Wechselspannung oder Ähnliches zwischen den Ansteuerelektroden angelegt werden kann. Als Ergebnis wird, wie oben beschrieben, wenn das organische EL Element für Anzeigelicht Licht emittiert, Anzeigelicht, das durch die entsprechenden Luminanzstoffmaterialien gefärbt ist, in Vorwärtsrichtung erzeugt, und gleichzeitig wird Rückwärtslicht in Richtung zu dem organischen EL Element für Signallicht erzeugt. Da dieses Rückwärtslicht auf die fotoleitende Schicht 221 auftrifft, werden die a-Si Schicht 219 und die dotierte Schicht 220 angeregt, damit sie neue Elektron-Loch-Paare erzeugen. Die fotoleitende Schicht 221 bleibt deshalb in dem Zustand, der die Injektion von Elektronen in die dritte, organische Schicht 222 erlaubt. Aus diesem Grund werden, während eine Ansteuerspannung an die Anzeigelichtemissionsschicht 224 angelegt bleibt, Elektronen fortlaufend in die Anzeigelichtemissionsschicht 224 injiziert. Im diesem Zustand kann die Anzeigelichtemissionsschicht 224 fortlaufend während einer ausreichend langen Zeitperiode in Bezug auf die 1 Bildperiode angesteuert werden. Deshalb setzt die Anzeigelichtemissionsschicht 224 ihre Lichtemission fort, selbst wenn eine Auswählspannung nicht zwischen die Zeilen- und Spaltenelektrode 213 und 217 des Adressensignallichtelements angelegt wird. Aus diesem Grund wird die Lichtemission bis zu dem nächsten Abtastvorgang durch das leitungssequentielle Abtasten aufrechterhalten. Man beachte, dass die zwischen der vorderen Ansteuerelektrode 225 und der rückwärtigen Ansteuerelektrode 218 angelegte Spannung unmittelbar von dem nächsten Abtastvorgang an Masse gelegt wird, um die Träger aufzufrischen, die in der fotoleitenden Schicht 221 gespeichert sind, damit die Lichtemission unterbrochen wird, wodurch eine neue Lichtemission ermöglicht wird.
Bei dieser Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, da die Anzeigelichtemission bis zu dem nächsten leitungssequentiellen Abtastvorgang aufrechterhalten wird, eine Anzeige hoher Qualität durchgeführt werden. Des Weiteren können, da das organische EL Element für Signallicht und das organische EL Element für Anzeigelicht auf einem Substrat gebildet werden können, Verringerungen der Größe und des Gewichts der Anzeigevorrichtung erreicht werden. Entsprechend dieser Ausführungsform können eine gute Speicherfunktion und eine richtige Hysteresis auf der Grundlage des Rückwärtslichts für jedes Pixel mit einer einfachen Struktur durchgeführt werden, ohne Schalterelemente wie TFTs oder Elemente mit Speicherfunktionen wie ferroelektrische Flüssigkristallelemente zu verwenden, wodurch eine Anzeige hoher Qualität bei Ansteuerbedingungen hoher Leistung hergestellt wird.

(Dritte Ausführungsform)

Fig. 22 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
Eine Anzeigevorrichtung 226 dieser Ausführungsform umfasst ein RGB Farbfilter 228 und eine transparente, isolierende Dünnschicht 227, die auf der oberen Oberfläche einer vorderen Ansteuerelektrode 225 eines EL Anzeigeelements für Anzeigelicht gebildet ist. Wie in Fig. 22 gezeigt, sind die R, G und B Bereiche des Farbfilter 228 entsprechend einer vorbestimmten Matrix angeordnet, damit sie den entsprechenden Punktbereichen des EL Anzeigeelements für Anzeigen entsprechen. Eine vierte, organische Schicht 223 enthält gleichförmig Luminanzstoffmaterial, um weißes Licht in einem Wellenlängenbereich zu emittieren, in dem Wellenlängebereiche von rotem, grünem und blauem Licht gemischt werden. Man beachte, dass die restliche Anordnung dieser Ausführungsform die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform ist. Bei dieser Ausführungsform ist das von dem Licht, das nahe der Grenzschicht zwischen der vierten, organischen Schicht 223 und einer dritten, organischen Schicht 222 erzeugt wird, zurückkehrende Licht, das sich in Richtung einer fotoleitenden Schicht 221 fortpflanzt, weißes Licht. Aufgrund der Wirkung des einfallenden Rückkehrlichts werden Elektron-Loch-Paare erneut in der fotoleitenden Schicht 221 erzeugt, um den Zustand beizubehalten, der eine Injektion von Elektronen in die dritte, organische Schicht 222 erlaubt. Das Weise Licht, das in Richtung zu dem Farbfilter 228 fortschreitet, geht durch den Farbfilter 228 hindurch und wird in vorbestimmte Farblichtbündel unterteilt, wodurch Anzeigelicht erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform können die gleiche Funktion und Wirkung wie jene bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform erhalten werden.

(Vierte Ausführungsform)

Fig. 23 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der vierten Ausführungsform zeigt.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein organisches EL Element für Signallicht auf einem Substrat 231 gebildet ist, das aus einem Glasmaterial oder einer flexiblen Polymerfolie hergestellt ist, ein EL Anzeigeelement für Anzeigelicht auf einem Substrat 232 gebildet ist, das aus einem Glasmaterial oder einer flexiblen Polymerfolie hergestellt ist, und die Substrate 231 und 232 miteinander verbunden sind. Entsprechend dieser Ausführungsform kann die Gesamtausbeute erhöht werden, indem getrennt ein Signallichtelement und ein Anzeigeelement gebildet werden. Die übrige Anordnung dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass eine Isolierschicht 234 auf der vorderen Ansteuerelektrode 225 und eine Lichtabschirmschicht 232 auf der Isolierschicht gebildet ist, um zu verhindern, dass Außenlicht, das Träger in der fotoleitenden Schicht 221 erzeugt, auf die fotoleitende Schicht 221 auftrifft.

(Fünfte Ausführungsform)

Fig. 24 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform zeigt.
Bei dieser Ausführungsform ist ein organisches EL Element für Signallicht auf der unteren Oberflächenseite eines Substrats 241 gebildet, und ein EL Element für Anzeigelicht ist auf der oberen Oberflächenseite des Substrats 241 gebildet. Zuerst werden Zeilenelektroden 213 als Anoden auf der unteren Oberfläche des Substrats 251 gebildet. Eine erste, organische Schicht 214, die aus einer Mischung aus PVCz, BND und einem weißen Luminanzstoffmaterial hergestellt ist, und eine zweite, organische Dünnschicht 215, die aus AIq3 besteht, sind der Reihe nach auf den unteren Oberflächen der Zeilenelektroden 213 und dem Substrat 241 durch Dampfabscheidung gebildet.
Die erste und zweite, organische Dünnschicht 214 und 215 bilden eine Signallichtluminanzschicht 216. Streifenförmige Spaltenelektroden 217 als Kathoden sind auf der unteren Oberfläche der zweiten, organischen Dünnschicht 215 gebildet und erstrecken sich in einer Richtung, um (unter rechten Winkeln) die Zeilenelektroden 213 zu kreuzen. Bezugnehmend auf Fig. 24 bezeichnet das Bezugszeichen 242 eine Isolierschicht, die gebildet ist, damit die Spaltenelektroden 217 überdeckt sind.
Hintere Ansteuerelektroden 218 als Kathoden, die die gleiche Form wie die der Zeilenelektronen 213 und die gleiche Anzahl wie diese aufweisen, sind auf der oberen Oberfläche des Substrats 241 in Gegenüberlage zu den Zeilenelektroden 213 gebildet. Eine fotoleitende Schicht 244, die aus einer amorphen Siliciumschicht 219 gebildet ist, und eine Elektroneninjektionsschicht 243, die aus einem n Siliciumcarbid besteht, ist auf der oberen Oberfläche der rückwärtigen Ansteuerelektroden 218 gebildet, um den gesamten Anzeigebereich zu überdecken. Eine dritte, organische Schicht 222, die aus AIq3 besteht, und eine vierte, organische Schicht 223, die aus PCVz, BND und Luminanzstoffmaterialien besteht, sind der Reihe nach auf der oberen Oberfläche der Elektroneninjektionsschicht 243 aufgeschichtet. Als Luminanzstoffmaterialien zur Emission von sichtbarem Licht werden R, G und B Luminanzstoffe hergestellt. Diese Materialien sind entsprechend einer vorbestimmten Farbmatrix in den entsprechenden Punktbereichen nahe der Grenzschicht zwischen der vierten, organischen Schicht 223 und der dritten, organischen Schicht 222 angeordnet, damit sie in diesen Bereichen der vierten, organischen Schicht 223 positioniert sind, wo Elektronen mit Löchern rekombinieren. Eine transparente, vordere Ansteuerelektrode 225, die aus ITO oder Ähnlichem besteht und als eine Anodenelektrode dient, ist auf der oberen Oberfläche der vierten, organischen Schicht 223 gebildet, damit die gesamte Anzeigeoberfläche überdeckt ist.

(Sechste Ausführungsform)

Fig. 25 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der sechsten Ausführungsform zeigt.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine vordere Ansteuerelektrode 251 und rückwärtige Ansteuerelektroden 252 jeweils auf der Kathoden- und Anodenelektrode des EL Anzeigeelements für Anzeigelicht gebildet sind, eine Elektroneninjektionsschicht 253 mit der unteren Oberfläche der vorderen Ansteuerelektrode 251 verbunden ist, eine dritte, organische Schicht 222 aus AIq3 hergestellt ist und eine vierte, organische Schicht 223 aus PVCz, BND und Luminanzstoffmaterialien hergestellt ist. Eine p a-Si Schicht 254 ist zwischen die vierte, organische Schicht 223 und die rückwärtige Ansteuerelektroden 252 eingefügt. Bei dieser Ausführungsform tritt die Lichtemission im Wesentlichen nahe der Grenzschicht zwischen der vierten, organischen Schicht 223 und der dritten, organischen Schicht 222 auf. Punktbereiche 223R, 223G und 223B der vierten, organischen Schicht 223 zeigen Licht einschließlich roten Lichts, grünen Lichts und blauen Lichts an, und Rückwärtslicht wird entsprechend den Luminanzstoffmaterialien erzeugt, die in den entsprechenden Punktbereichen enthalten sind. Die restliche Anordnung dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der fünften Ausführungsform.

(Siebte Ausführungsform)

Fig. 26 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der siebten Ausführungsform zeigt.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein organisches EL Element für Signallicht und ein organisches EL Element für Anzeigelicht fortlaufend auf einem Substrat 261 gebildet sind. Die Spaltenelektroden 217 sind auf dem Substrat 261 gebildet. Danach sind eine zweite, organische Dünnschicht 215, eine erste, organische Dünnschicht 214 und Zeileelektroden 213 der Reihe nach gebildet. Eine isolierende Schutzdünnschicht 262 ist auf dem sich ergebenden Aufbau gebildet. Ähnlich der zweiten Ausführungsform sind rückwärtige Ansteuerelektroden 218, eine fotoleitende Schicht 221, eine dritte, organische Schicht 222, eine vierte, organische Schicht 223 und eine vordere Ansteuerelektrode 225 auf der isolierenden Schutzdünnschicht 262 gebildet. Bei dieser Ausführungsform sind einfache Musterbildungsschritte verlangt, um die Spaltenelektroden 217, die Zeilenelektronen 213 und die rückwärtigen Ansteuerelektroden 218 zu bilden, wobei aber die übrigen Schritte einfache Dünnschichtschritte sind. Aus diesem Grund kann diese Einrichtung sehr leicht im Vergleich zu einer TFT Anzeigeansteuereinrichtung hergestellt werden. Mit dieser Ausführungsform kann eine Farbanzeige durchgeführt werden, wenn eine der organischen Dünnschichten 223, 223, die eine Anzeigelichtemissionsschicht 224 bilden, Luminanzstoffmaterialien an Stellen enthält, die den entsprechenden Punktbereichen entsprechen, oder ein Farbfilter auf der oberen Oberfläche der vorderen Ansteuerelektrode 225 gebildet ist.

(Achte Ausführungsform)

Fig. 27 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der achten Ausführungsform zeigt.
Bei dieser Ausführungsform sind rückwärtige Ansteuerelektroden 271 gebildet, damit sie parallel zu den Spaltenelektroden 217 sind, und die rückwärtigen Ansteuerelektroden 271 haben die gleiche Form wie die der Spaltenelektrode 217, so dass die rückwärtigen Ansteuerelektroden 271 durch ein Substrat 212 hindurch den Spaltenelektroden 217, den Zeilenelektroden 213 und einer Signallichtluminanzschicht 216 überlagert sind. Die übrige Anordnung dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform, und die gleiche Funktion und Wirkung wie jene der zweiten Ausführungsform können erhalten werden.

(Neunte Ausführungsform)

Fig. 28 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigelichteinstellfilter 281R, 281G und 281B verwendet werden, von denen jeder so konstruiert ist, dass er Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich erhält und Licht mit einer längeren Wellenlänge als das empfangene Licht emittiert. Wie in Fig. 28 gezeigt, hat die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ein Signallichtelement und ein Anzeigeelement, die jeweils auf der unteren und oberen Oberflächenseite eines Substrats 212 gebildet sind. Der Farbfilter 228 der dritten Ausführungsform in Fig. 22 ist so ausgelegt, dass er vorbestimmtes Licht empfängt, Lichtkomponenten in einem gegebenen Wellenlängenbereich des empfangenen Lichts überträgt, und Lichtkomponenten in den übrigen Wellenlängenbereichen absorbiert (sperrt). Im Gegensatz dazu ist jeder der Anzeigelichteinstellfilter 281R, 281G und 281B so ausgelegt, dass er einfallende, optische Energie erhält und Licht in einem Wellenlängenbereich emittiert, der von dem des Einfallslichts verschieden ist. Das organische EL Element für Anzeigelicht hat eine vierte, organische Schicht 223, die aus einer Mischung aus PVCz, BND und einem Luminanzstoffmaterial besteht, um blaues Licht zu emittieren, das Ultraviolettlicht enthält. Eine fotoleitende Schicht 221 erhält das Signallicht von dem organischen EL Element für Signallicht und erzeugt Träger. Ein Bereich der vierten, organischen Schicht 223, der dem Bereich der fotoleitenden Schicht 221 entspricht, auf den das Signallicht aufstrahlt, emittiert erstes Anzeigelicht. Dieses erste Anzeigelicht wird auf die Anzeigelichteinstellfilter 281R, 281G und 281B gestrahlt. Die Anzeigelichteinstellfilter 281R, 281G bzw. 281B emittieren rotes Licht, grünes Licht, die längere Wellenlängen als das erste Anzeigelicht haben, und blaues Licht, das eine etwas längere Wellenlänge als das erste Signallicht hat.
Bei dieser Ausführungsform werden, wenn blaues Signallicht, das ultraviolettes Licht enthält und von dem organischen EL Element für Signallicht emittiert wird, in die fotoleitende Schicht 221 eintritt, Elektron-Loch-Paare in der Schicht 221 erzeugt, und die Schicht 221 wird in einem Zustand eingestellt, der die Injektion von Elektronen in eine Anzeigelichtemissionsschicht 224 aufgrund des Tunneleffekts oder von Ähnlichem ermöglicht. Aus diesem Grund werden auf der Grundlage der Spannung, die zwischen der rückwärtigen und der vorderen Ansteuerelektrode angelegt wird, Träger in einen Bereich der Anzeigelichtemissionsschicht 224 injiziert, die dem Bereich der fotoleitenden Schicht 221 entspricht, auf den das Signallicht auffällt, und der Bereich der Anzeigelichtemissionsschicht 224 emittiert blaues Licht. Man nehme an, dass das Signallicht schwach ist. Selbst in diesem Fall reicht es aus, wenn Träger in der fotoleitenden Schicht 221 in einem solchen Maß gespeichert sind, dass eine Injektion von Trägern von der rückwärtigen und vorderen Ansteuerelektrode in die Anzeigelichtemissionsschicht 224 während einer 1 Bildperiode aufrechterhalten werden kann.
Wenn blaues Licht auf diese Weise emittiert wird, fällt das blaue Licht als Rückwärtslicht auf einen Bereich der fotoleitenden Schicht 221, der dem Bereich entspricht, der Licht emittiert hat. Die fotoleitende Schicht 221 wird erneut durch das Rückwärtslicht erregt, um neue Elektron-Loch-Paare zu erzeugen. Die fotoleitende Schicht 221 hält deshalb den Zustand aufrecht, der die Injektion von Elektronen erlaubt. Aus diesem Grund werden Träger in diesem Bereich der Anzeigelichtemissionsschicht 224 während einer Auswahlperiode durch die Ansteuerspannung weiterhin injiziert. In diesem Zustand wird, da der Anzeigeansteuervorgang während einer ausreichend langen Zeitperiode in Bezug auf eine 1 Bildperiode fortgesetzt werden kann, selbst wenn die Zeilen- und Spaltenelektroden 213 und 217 des Signallichtelements in den nichtausgewählten Zustand gesetzt sind, eine Lichtemission von der Anzeigelichtemissionsschicht 224 aufrechterhalten. Da das erste Anzeigelicht von der Anzeigelichteemissionsschicht 224 während einer 1 Bildperiode gehalten wird, können die Anzeigelichteinstellfilter 281R, 281G und 281B weiterhin Anzeigelicht während einer 1 Bildperiode emittieren.
Aus diesem Grund kann die Belastung, da die Hochleistungsansteuerung ohne Zunahme der maximalen, momentanen Helligkeit durchgeführt werden kann, der Anzeigelichtemissionsschicht 224 verringert werden, und die Lebensdauer des Elements kann verlängert werden. Bei jeder Ausführungsform kann Signallicht wirksam übertragen werden, wenn das Substrat 212 ein Kunstharzsubstrat mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm ist.
Bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform wird als fotoleitende Schicht eine a-Si Schicht oder eine Mehrschichtstruktur verwendet, die aus einer a-Si Schicht und einer dotierten Schicht gebildet ist. Jedoch können Zinkoxid, Eosin enthaltendes Zinkoxid oder ein Naphthalenderivat, wie Naphthalen-1,4,5,8-tetracaboxyldianhydrid (NTCDA) oder Me-PTC für die fotoleitende Schicht verwendet werden.
Das Folgende sind die chemischen Formel von NTCDA und Me-PTC:
Eine fotoleitende Schicht, die aus einem solchen Naphthalenderivat besteht, kann selektiv eine fotoelektromotorische Kraft beim Einfall von Licht im ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich von 380 nm bis 460 nm erzeugen und zeigt eine sehr hohe Empfindlichkeit in Bezug auf EL Licht von PVCz, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform kann als Material für die fotoleitende Schicht beispielsweise das folgende Material ebenfalls verwendet werden: ein anorganischer Halbleiter, wie amorphes Selen (a-Se), ZnS oder SnOx, ein Ladungstransferkomplex, wie Polyvinylcarbazol oder ein organisches Verbundmaterial, das erhalten wird, indem eine organische, fototrägererzeugende Schicht (Perylene, Chinone, Phthalocyanine oder Ähnliches) und eine organische Trägertransportschicht (Arylamine, Hydrazine, Oxazole oder Ähnliches) übereinandergeschichtet werden. Es ist offensichtlich, dass, wenn ein solches Material Photonen in einem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert, es Leitungsträger erzeugt, und seine Impedanz plötzlich abnimmt. Als Ergebnis weist das Material elektrische Leitfähigkeit auf. Als Material für die fotoleitende Schicht 221 zur Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren bei Einfall von Ultraviolettlicht kann ein Halbleitermaterial mit einem verbotenen Band (Energielücke) von 3,1 eV oder mehr verwendet werden.

(Zehnte Ausführungsform)

Fig. 29 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Anzeigevorrichtung entsprechend der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 30 ist eine perspektivische Sprengansicht der Anzeigevorrichtung. Bezugnehmend auf Fig. 29 bezeichnet das Bezugszeichen 291 eine Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung 291 ist hauptsächlich durch ein organisches EL Element für Signallicht und ein organisches EL Element für Anzeigelicht gebildet.
Wie in Fig. 29 und 30 gezeigt, umfasst das organische EL Element für Signallicht eine dielektrische, halbdurchlässige Spiegelschicht 293, die auf der unteren Oberfläche eines Substrats 12 gebildet ist, das Durchlässigkeit in Bezug auf Signallicht aufweist und aus einem Glasmaterial oder einer flexiblen Polymerfolie gebildet ist. Die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 überdeckt den gesamten Emissionsbereich des organischen EL Elements für Anzeigelicht. Die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 ist so ausgelegt, dass sie einen vorbestimmten Anteil des Lichts von dem Licht überträgt, das sich in einer Richtung parallel zu der Richtung der Normalen der Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 239 fortpflanzt und eine Wellenlänge λ aufweist.
Eine Mehrzahl von Zeilenelektroden 152 als erste Signallichtelektroden ist auf der unteren Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 gebildet und erstreckt sich parallel zu der Zeilenrichtung als erster Richtung.
Die Zeilenelektroden 152 dienen als Anodenelektroden und können aus einem Elektrodenmaterial bestehen, das Durchlässigkeit in Bezug auf Signallicht aufweist und eine vorbestimmte Arbeitsfunktion hat. Beispielsweise können ITO oder IXO verwendet werden. Eine erste, organische Dünnschicht 161, die aus einer Mischung aus PVCz und BND besteht und als eine Löchertransportschicht und eine wesentliche Luminanzschicht dient, ist auf den Oberflächen (unteren Oberflächen) der Zeilenelektroden 152 und der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 gebildet. Eine zweite, organische Dünnschicht 162, die aus AIq3 besteht und eine ausreichend geringe Dicke aufweist, um Durchlässigkeit in Bezug auf Signallicht zu zeigen, und als eine Elektronentransportschicht dient, ist mit der unteren Oberfläche der ersten, organischen Dünnschicht 261 verbunden und aufgeschichtet. Die erste und zweite, organische Dünnschicht 161 und 162 bilden eine Signallichtemissionsschicht 153. Die Signallichtemissionsschicht 153 weist Durchlässigkeit in Bezug auf Signallicht auf.
Eine Mehrzahl von Spaltenelektroden 154 ist auf der unteren Oberfläche der zweiten, organischen Dünnschicht 162 gebildet und erstreckt sich parallel zu der Spaltenrichtung senkrecht zu der Zeilenrichtung, damit sich die Zeilenelektroden 152 durch die Signallichtemissionsschicht 153 hindurch kreuzen. Die Spaltenelektroded 154 dienen als Kathodenelektroden. Die Spaltenelektrode ist durch eine Metallelektrode gebildet, die aus MgIn, AILi, MgAg, InAl oder Ähnlichem gebildet ist, die eine kleinere Arbeitsfunktion als das Material der Anodenelektrode und die Eigenschaft einer Reflexion des Signallichts aufweist. Die Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 erstrecken sich zu den Rändern des transparenten Substrats 12, damit sie mit einer Ansteuer-IC verbunden werden (nicht gezeigt). Auf diese Weise wird eine Matrixansteuerung für ein organisches EL Element für Signallicht gebildet.
Bei dieser Ausführungsform wird, wie in Fig. 29 gezeigt, ein Abstand L zwischen der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und den Spaltenelektroden 154 in Bezug auf die Wellenlänge (λ) des Signallichts in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich eingestellt, um die folgende Gleichung zu erfüllen.
L = n·λ/2
worin n eine natürliche Zahl ist, vorzugsweise von 1 bis 3.
Von dem Signallicht, das sich in einer Richtung parallel zu der Richtung der Normalen zu der Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 fortpflanzt, wird ein vorbestimmter Anteil des Lichts durch die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 übertragen. Das verbleibende Signallicht; das von der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 reflektiert wird, wird wiederholt zwischen der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und den Spaltenelektroden 154 reflektiert. Von diesem Licht wird das Licht, das sich in Richtungen fortpflanzt, die von der Richtung parallel zu der Richtung der Normalen auf der Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 verschieden sind, abgeschwächt und kann nicht durch die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 hindurch wegen einer Phasenverschiebung übertragen werden. Des Weiteren erreicht Licht, das sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Richtung der Normalen auf die Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 fortpflanzt und eine Wellenwelle vom im Wesentlichen λ aufweist, die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 erneut ohne eine Phasenverschiebung. Von diesem Licht kann ein vorbestimmter Lichtanteil nicht durch die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 hindurch übertragen werden. Wenn Licht wiederholt zwischen der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und den Spaltenelektroden 194 auf diese Weise reflektiert wird, wird nur Signallicht, das sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Richtung der Normalen auf die Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 fortpflanzt und eine Wellenlänge von im Wesentlichen λ aufweist, durch die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 hindurch übertragen. Die durch die halbdurchlässige Spiegelschicht 293 hindurch übertragene Lichtmenge kann deshalb entsprechend der Gerichtetheit des Signallichts gesteuert werden.
Das organische EL Element für Anzeigelicht hat einen Anzeigebereich nahezu gleich dem Bereich der gesamten Emissionsfläche des organischen EL Elements für Signallicht. Das organische EL Element für Signallicht ist auf der oberen Oberflächenseite des Substrats 12 gebildet. Eine Mehrzahl von rückwärtigen Ansteuerelektroden 13, die z. B. aus einem transparenten ITO Material bestehen und als Kathodenelektroden dienen, sind auf der oberen Oberfläche des Substrats 12 gebildet. Die rückwärtigen Ansteuerelektroden 13 haben die gleiche Form wie die Zeilenelektroden 152, so dass sie einander gegenüberstehen und einander überlappen, wenn zweidimensional betrachtet wird. Eine fotoleitende Schicht 14 ist auf dem Substrat 12 und den rückwärtigen Ansteuerelektroden 13 gebildet, um die gesamte Anzeigefläche zu überdecken. Die fotoleitende Schicht 14 besteht aus einem Material, das Signallicht absorbiert, um Leitungsträger zu erzeugen. Beispielsweise werden bei dieser Ausführungsform Eosin enthaltendes Zinkoxid und amorphes Silicium verwendet. Eine Elektrodentransportschicht 15, die aus AIq3 besteht, und eine Löchertransportschicht/Luminanzstoffschicht 16 sind auf der gesamten, oberen Oberfläche der fotoleitenden Schicht 14 gebildet.
Die Luminanzschicht 16 besteht aus PVCz und BND. Luminanzstoffmaterialien zur Emission von R (rotem) Licht, G (grünem) Licht und B (blauem) Licht werden den entsprechenden Punktbereichen (die den Emissionsbereichen entsprechen, wo die Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 der Signallichteinrichtung einander, mit der Signallichtemissionsschicht 153 dazwischen, überlappen) der Luminanzschicht 16 hinzugefügt, um eine vorbestimmte Farbmatrix zu bilden. Bezugnehmend auf Fig. 29 bezeichnen die Bezugszeichen 16R, 16G und 16B die Punktbereiche der Luminanzschicht 16, die aus den R, G und B Emissionsbereichen bestehen. Als Verfahren zur Bildung der Luminanzschicht 16 können beispielsweise die folgenden Verfahren verwendet werden: ein Verfahren zum Abscheiden einer Mischung aus PVCz und BND auf der Elektronentransportschicht 15 und Imprägnieren der entsprechenden Punktbereiche mit entsprechenden Luminanzstoffmaterialien, oder ein Verfahren zur Ausbildung einer organischen Dünnschicht als Muster, die Luminanzstoffmaterialien in Einheiten der Farben entsprechend der Farbmatrix enthält. Eine transparente, vordere Ansteuerelektrode 17, die aus ITO besteht und als eine Anodenelektrode dient, ist auf der oberen Oberfläche der Luminanzschicht 16 gebildet, um die gesamte Anzeigefläche zu überdecken.
Bei dem organischen EL Element für Signallicht, das die obige Ausbildung aufweist, wird, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen den Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 angelegt wird, Signallicht, das Ultraviolettlicht enthält, von einem Bereich nahe der Grenzschicht zwischen der ersten, organischen Dünnschicht 161 und der zweiten, organischen Dünnschicht 162 emittiert. Dann wird das Signallicht, das die Wellenlänge λ aufweist, und auf die untere Oberfläche der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und die obere Oberfläche der Spaltenelektrode 154 aufhellt, wiederholt zwischen der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und der Spaltenelektrode 154 reflektiert und danach übertragen. Bezugnehmend auf Fig. 29 gibt ein dicker Pfeil B Resonanzlicht an, das wiederholt reflektiert wird. Bei diesem Vorgang fällt nur Licht, das sich in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Signallichtemissionsschicht 153 fortpflanzt, auf das EL Element für Anzeigelicht aufgrund der Resonanz auf. Aus diesem Grund wird von dem Signallicht, das von einer vorbestimmten Adresse des EL Elements für Signallicht emittiert wird, Signallicht, das sich in Richtung zu einem vorbestimmten Punkt der fotoleitenden Schicht 14 bewegt, der dieser Adresse entspricht, in Bezug auf die Lichtemenge maximiert. Im Gegensatz dazu wird Signallicht, das schräg auf die halbdurchlässige Spiegelschicht auftritt, im Wesentlichen nicht übertragen, und wird daher nicht auf irgendeine nichtausgewählten Bereich der fotoleitenden Schicht 14 gestrahlt. Aus diesem Grund werden Elektron-Loch-Paare, die ausreichen, Träger in die fotoleitende Schicht 14 zu injizieren, in Bereiche der Luminanzschicht 16 und der Elektronentransportschicht 15 nicht erzeugt, die den nichtausgewählten Bereichen entsprechen. Deshalb kann mit dieser Ausgestaltung zur Steuerung der Signallichtmenge entsprechend der Fortpflanzungsrichtung des Signallichts, wie bei dieser Ausführungsform, eine Anzeigevorrichtung hergestellt werden, die von Übersprechen frei ist.
Die Gesamtarbeitsweise einer Anzeigevorrichtung 11 ist unten beschrieben.
Zuerst wird in dem organischen EL Element für Signallicht, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen der Zeilen- und Spaltenelektrode 152 und 154 angelegt wird, die durch leitungssequentielles Abtasten ausgewählt sind, Signallicht (durch einen Pfeil A in Fig. 29 angegeben), das Ultraviolettlicht enthält und sich in einer Richtung senkrecht zu der Signallichtemissionsschicht 153 fortpflanzt, auf die fotoleitende Schicht 14 gestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt fällt kein Signallicht A, das von einer vorbestimmten Adresse der Signallichtemissionsschicht 153 emittiert wird, auf diesen Punktbereich der fotoleitenden Schicht 14, der dem entsprechenden Punktbereich benachbart ist, und erzeugt daher keine Elektron-Loch-Paare. In diesem Fall kann, da die Signallichtemissionsschicht 153 ausreichend nahe der fotoleitenden Schicht 14 ist, das Signallicht an der fotoleitenden Schicht 14 ankommen, während eine praktisch ausreichende Raumfrequenz aufrechterhalten wird. Wie oben beschrieben, werden Elektron-Loch-Paare in dem Bereich der fotoleitenden Schicht 14 erzeugt, auf den Signallicht auftrifft, und die fotoleitende Schicht 14 wird in einen Zustand gebracht, der eine Injektion von Elektronen in die dritte, organische Dünnschicht 15 erlaubt, wobei ein Tunneleffekt auf der Grundlage der Speicherung von Löchern an der Grenzschicht verwendet wird. Bei diesem Vorgang wird die Spannung, die zwischen der vorderen Ansteuerelektrode 17 und der rückwärtigen Ansteuerelektrode 13 angelegt wurde, auf vorbestimmte Punktbereiche der dritten und vierten, organischen Dünnschicht 15 und 16 angewendet. Man beachte, dass eine Ansteuergleichspannung, eine gepulste Spannung, eine Wechselspannung oder Ähnliches zwischen den Ansteuerelektroden 13 und 17 angelegt werden kann. Als Ergebnis emittiert, wie oben beschrieben, das organische EL Element für Anzeigelicht Licht, und Anzeigelichtbündel (ein Pfeil D in Fig. 29), die durch die entsprechenden Luminanzstoffmaterialien gefärbt sind, pflanzen sich in Vorwärtsrichtung fort. Gleichzeitig pflanzt sich Rückwärtslicht, das durch einen Pfeil C angegeben ist, nach hinten fort. Da dieses Rückwärtslicht C auf die fotoleitende Schicht 14 auftrifft, wird die fotoleitende Schicht 14 erneut angeregt, neue Elektron-Loch-Paare zu erzeugen. Des Weiteren werden von den Elektron-Loch-Paaren, die an der Schottky-Sperrschicht zwischen der rückwärtigen Ansteuerelektrode 13 und der fotoleitenden Schicht 14 beim Einfall von Signallicht A erzeugt werden, die Löcher an der Grenzschicht zwischen der fotoleitenden Schicht 14 und der rückwärtigen Ansteuerelektrode 13 gespeichert, um einen Elektronentunnel aufgrund des Potentialunterschieds zwischen der rückwärtigen Ansteuerelektrode 13 und der vorderen Ansteuerelektrode 17 zu erzeugen. Als Ergebnis werden die Elektronen in die fotoleitende Schicht 14 injiziert. Die fotoleitende Schicht 14 wird deshalb in dem Zustand gehalten, der eine Injektion von Elektronen in die dritte, organische Dünnschicht 15 erlaubt. Aus diesem Grund werden in der Auswahlperiode Träger weiterhin in die entsprechenden Bereiche der dritten und vierten, organischen Dünnschicht injiziert. In diesem Zustand setzt die Luminanzschicht 16 ihre Lichtemission fort, da die Luminanzschicht 16 fortfährt, Licht während einer ausreichend langen Zeitdauer in Bezug auf eine 1 Bildperiode zu emittieren, selbst wenn die Zeilen- und Spaltenelektroden 152 und 154 des organischen EL Elements für Signallicht in dem nichtausgewählten Zustand eingestellt sind. Infolgedessen wird eine Lichtemission bis zu dem nächsten Abtastvorgang aufgrund der leitungssequentiellen Abtastung aufrechterhalten. Man beachte, dass die gespeicherten Träger aufgefrischt werden können, indem eine Rücksetzspannung an die Ansteuerelektroden 13 und 17 unmittelbar vor dem nächsten Abtastvorgang angelegt wird.
Bei dieser Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, eine Anzeige ohne Übersprechen durchgeführt werden, da Signallicht, das von einer vorbestimmten Adresse des organischen EL Elements für Signallicht emittiert wird, zuverlässig auf einen vorbestimmten Punkt des organischen EL Elements für Anzeigelicht auftrifft, der der vorbestimmten Adresse entspricht. Des Weiteren kann, da die Anzeigelichtemission bis zu dem nächsten zeilensequentiellen Abtastvorgang fortfährt, eine Anzeige hoher Qualität durchgeführt werden. Da das organische EL Element für das Signallicht und das organische EL Element für das Anzeigelicht auf einem einzigen, transparenten Substrat 12 gebildet werden kann, können Verringerungen bei der Größe und dem Gewicht der Anzeigevorrichtung-hergestellt werden. Bei dem herkömmlichen, organischen, elektrischen Luminanzelement muss eine sehr hohe Anfangsspannung eingestellt werden, da jedes Pixel eine Lichtemission während einer 1 Bildperiode in einer Matrixansteuerung hoher Leistung aufrechterhalten muss. Als Ergebnis wird die Lebensdauer des EL Anzeigeelements selbst verkürzt. Entsprechend dieser Ausführungsform kann eine gute Speicherfunktion oder eine richtige Hysteresis auf der Grundlage von Rückwärtslicht für jedes Pixel mit einer einfachen Struktur hergestellt werden, ohne Schalterelemente wie TFTs oder Elemente mit Speicherfunktionen wie ferroelektrische Flüssigkristallelemente zu verwenden, wodurch eine Anzeige hoher Qualität bei einer Ansteuerungsbedingung hoher Leistung hergestellt wird. Aus dem gleichen Grund kann eine längere Lebensdauer des EL Anzeigelements erwartet werden, da die für das EL Element verlangte Helligkeit, um eine erwünschte Anzeigehelligkeit zu erhalten, verringert werden kann. Des Weiteren kann, da eine Fläche geringer Helligkeit verwendet werden kann, in der der Leuchtwirkungsgrad des organischen EL Elements maximiert ist, der Gesamtenergieverbrauch des Elements verringert werden. Des Weiteren können bei dieser Ausführungsform die organischen EL Elemente ohne Weiteres auf einem einzigen Substrat 12 gebildet werden. Dieser Aufbau erlaubt eine hohe Produktivität bei der Herstellung von großflächigen Schirmanzeigen verglichen mit den TFT Anzeigen, den ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen und Plasmaanzeigen. Diese Ausführungsform ist auch frei von einer Verringerung des Öffnungsverhältnisses, die hervorgerufen wird, wenn TFTs und Busleitungen einer TFT Anzeigevorrichtung Licht sperren, und ist daher TFT Ansteuerelementen in der Anzeigehelligkeit und dem Leuchtwirkungsgrad überlegen. Des Weiteren sind die Musterausbildungs- und Ausrichtungstechniken bei diesem Ausbau viel einfacher als jene bei dem TFT Herstellungsverfahren, und der Dünnschichtbildungsschritt kann bei relativ niederer Temperatur durchgeführt werden.

(Elfte Ausführungsform)

Fig. 31 ist eine Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung entsprechend der elften Ausführungsform zeigt.
Bei dieser Ausführungsform ist, um einen Abstand L zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der halbdurchlässigen Spielschicht 293 und der Spaltenelektrode 154 bei der zehnten Ausführungsform auf
L = n·λ/2
mit u einer natürlichen Zahl einzustellen, eine Resonanzabstands-Einstelldünnsicht 311, die eine dielektrische Dünnschicht ist und aus z. B. Silicumnitrid (SiN) besteht, zwischen der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 und den Zeilenelektroden 152 eingefügt. Bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ist eine halbdurchlässige Spiegelschicht 293 auf der unteren Oberfläche eines transparenten Substrats 12 im Voraus gebildet, und die Resonanzabstands-Einstelldünnschicht 311 ist auf der unteren Oberfläche der Halbspiegelschicht 293 gebildet, damit sie eine vorbestimmte Dicke nach Einstellung hat, wodurch zuverlässig ein Mikroresonator zwischen den Spaltenelektroden 154 und der halbdurchlässigen Spiegelschicht 293 gebildet wird. Des Weiteren kann, indem die Dicke der Resonanzabstands-Einstelldünnschicht 311 eingestellt wird, die Resonatorstruktur so ausgelegt werden, dass sie zu der Wellenlänge λ des Signallichts passt, das von dem betreffenden bestimmten organischen EL Element für Signallicht emittiert wird. Man beachte, dass die restliche Ausgestaltung, Funktion/Arbeitsweise und Wirkung dieser Ausführungsform im Wesentlichen die gleichen wie jene bei der zehnten Ausführungsform sind.

(Zwölfte Ausführungsform)

Fig. 32 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Anzeigevorrichtung entsprechend der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Anzeigevorrichtung ist hauptsächlich aus einem organischen EL Element für Signallicht und einem Flüssigkristallanzeigeelement gebildet, das eine fotoelektrische Umwandlungsschicht aufweist. Das organische EL Element für Signallicht ist zuerst beschrieben.
Eine Mehrzahl von Kathodenelektroden 103 als erste Signalelektroden ist auf der oberen Oberfläche eines transparenten Substrats 102 gebildet, das aus einem Glasmaterial oder einer Polymerfolie besteht, die sich in Zeilenrichtung (zweiter Richtung) und parallel zueinander erstrecken. Jede Zeilenelektrode 103 hat eine Dicke von ungefähr 250 Å bis 1000 A und dient als eine Kathodenelektrode. Eine Elektronentransportschicht 104, die aus AIq3 besteht und eine Dicke von ungefähr 500 Å hat, ist auf den oberen Oberflächen der Zeilenelektroden 103º und des transparenten Substrats 102 gebildet. Eine Luminanzstoffschicht 105, die aus PVCz und BND besteht, eine Dicke von ungefähr 1000 A aufweist und als eine Einzelloch-Transportschicht dient ist auf der Elektronentransportschicht 104 gebildet.
Eine Mehrzahl von Spaltenelektroden 106 ist auf der oberen Oberfläche der Luminanzstoffschicht 105 gebildet, und diese erstrecken sich in der Spaltenrichtung (zweiten Richtung), wobei sie (unter rechten Winkeln) die Zeilenelektroden 103 kreuzen. Jede Spaltenelektrode 106 dient als eine Anodenelektrode und ist in Bezug auf Lichtkomponenten des Signallichts transparent, die in einen Teil des Ultraviolettbereiches fallen (der Wellenlängenbereich von 350 nm bis 400 nm). Beispielsweise besteht jede Spaltenelektrode 106 aus mit Eosin sensibilisiertem Zinkoxid.
Eine Schutzdünnsicht 321, die Transparenz aufweist, ist gebildet, um die Luminanzstoffschicht 105 und die Spaltenelektroden 106 zu überdecken. Die Anschlussabschnitte 106A der Spaltenelektroden 106 und die Anschlussabschnitte der Zeilenelektroden 103 sind mit der Schutzdünnschicht 321 nicht bedeckt, sondern liegen frei. Als Schutzdünnschicht 321 kann eine Dünnschicht, die in Bezug auf Licht im ultravioletten und sichtbaren Bereich transparent ist, z. B. eine Siliciumnitriddünnschicht oder Siliciumoxiddünnschicht, verwendet werden. Die Schutzdünnschicht 321 dient, eine Oxidation der organischen Schicht 104 und 105 und der Zeilenelektroden 103 zu verhindern, und auch ihre Eigenschaften an einer Verschlechterung aufgrund von Feuchtigkeit zu hindern. Wenn ein Teil, das in Bezug auf eine Oxidation gefährdet ist, für die Zeilenelektrode 103 im Hinblick auf den Arbeitsfunktionswert verwendet wird, kann die freiliegende Oberfläche des Anschlussbereichs 106A mit einem oxidationsfesten Teil beschichtet werden. Eine rückwärtige Polarisationsplatte 322, die eine lineare Polarisationsachse aufweist, ist auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats 102 gebildet. Eine Reflexionsplatte 323 aus einer Aluminium-(Al)-Dünnschicht, die in Bezug auf den sichtbaren Bereich transparent ist, ist auf der unteren Oberfläche der rückwärtigen Polarisationsplatte 322 gebildet.
Bei dem organischen EL Element für Signallicht, das die obige Ausbildung aufweist, wird, wenn ein elektrisches Feld zwischen den Zeilen- und Spaltenelektroden 103 und 106 angelegt wird, Signallicht, das Ultraviolettlicht enthält, von einem Bereich nahe der Grenzschicht zwischen der Luminanzschicht 105 und der Elektronentransportschicht 104 emittiert.
Die Anordnung des Flüssigkristallanzeigeelements ist als nächstes beschrieben. Das Flüssigkristallanzeigelement, das mit dem organischen EL Element für Signallicht kombiniert werden soll, das die obige Ausgestaltung aufweist, hat eine Anzeigefläche die, grob gesagt, flächenmäßig gleich der Emissionsfläche des organischen EL Elements für das Anzeigelicht ist. Dieses Flüssigkristallanzeigeelement umfasst ein Paar aus einem vorderen transparenten Substrat 324 und einem rückwärtigen, transparenten Substrat 325, einen TN Flüssigkristall 327, der zwischen den transparenten Substraten mit einem Dichtungsteil 326 eingeschlossen ist, eine vordere Ansteuerelektrode 329 und eine Mehrzahl von rückwärtigen Ansteuerelektroden 330, die die gleiche Form wie die der Spaltenelektroden 106 aufweisen, so dass sie einander überlagert sind, wenn zweidimensional betrachtet wird. Diese Teile bilden eine TN Zelle, die eine optische Drehleistung zeigt. Die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 ist auf der oberen Oberfläche der rückwärtigen Ansteuerelektrode 330 gebildet. Eine rückwärtige Ausrichtungsdünnschicht 331 ist gebildet, damit sie die rückwärtige Ansteuerelektrode 330 und die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 überdeckt.
Die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 besteht aus einem Material, das Photonen in einem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert, um Leitungsträger zu erzeugen. Als solches Material für die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 können beispielsweise die folgenden Materialien verwendet werden: Zinkoxid, Eosin enthaltendes Zinkoxid, ein anorganischer Halbleiter wie a-Si, a-Se, ZnS, SrTiO&sub3;, GaN, CdS oder SnOX oder ein organisches Verbindungsmaterial, das durch Aufstapeln einer organischen Fototrägererzeugungsschicht (Perylene, Chinone, Phthalocyanine oder Ähnliches) und einer organischen Trägertransportschicht (Arylamine, Hydrazine, Oxazole oder Ähnliches) übereinander erhalten werden.
Ein solches Material absorbiert Photonen in einem bestimmten Wellenlängenbereich, um Elektron-Loch-Paare zu erzeugen, und kann die Elektronen und die Löcher während einer vorbestimmten Zeitdauer halten. Bei dieser Ausführungsform verwendet die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 ZnO, das die Eigenschaft hat, Signallicht zu absorbieren, und ein scharfes, spektrales Empfindlichkeitsmaximum indem ultravioletten Bereich zeigt. ZnO absorbiert Licht im sichtbaren Bereich nicht.
Eine einzelne, vordere Ansteuerelektrode 329, die aus ITO besteht, ist auf der unteren Oberfläche des vorderen, transparenten Substrats 324 gebildet, damit die gesamte Anzeigefläche überdeckt wird. Eine vordere Ausrichtungsdünnschicht 332 ist gebildet, um die vordere Ansteuerelektrode 329 zu überdecken. Eine vordere Polarisationsplatte 333, die eine lineare Polarisationsachse aufweist, ist auf der oberen Oberfläche des vorderen, transparenten Substrats 324 gebildet.
Die Oberfläche der rückwärtigen Ausrichtungsdünnschicht 331 ist einer Ausrichtungsbehandlung, wie Reiben in einer vorbestimmten Richtung 331A (die Richtung O') in Fig. 33b, unterzogen worden. Die Oberfläche der vorderen Ausrichtungsdünnschicht 332 ist einer Ausrichtungsbehandlung unterzogen worden, wie Reiben in einer Richtung 332A in Fig. 33b (der Richtung von ungefähr 90º in Bezug auf die Richtung 331A der Ausrichtungsbehandlung für die rückwärtige Ausrichtungsdünnschicht 331 in der Gegenuhrzeigerrichtung).
Als der TN Flüssigkristall 327 wurde ein nematischer Flüssigkristall verwendet, der mit einem chiralen Material dotiert ist. Der TN Flüssigkristall 327 ist um 90º von dem rückwärtigen, transparenten Substrat 325 zu dem vorderen, transparenten Substrat 324 entsprechend den Ausrichtungsbehandlungen verdreht, die an den Ausrichtungsdünnschichten 331 und 332 angewendet wurden.
Wie in Fig. 33a gezeigt, ist eine Polarisationsachse 333A der vorderen Polarisationsplatte 333 auf 130º in Bezug auf die Richtung 331A der Ausrichtungsbehandlung in der Gegenuhrzeigerrichtung eingestellt. Wie in Fig. 33c gezeigt, ist eine Polarisationsachse 322A der rückwärtigen Polarisationsplatte 322 auf 150º in Bezug auf die Richtung 331A der Ausrichtungsbehandlung in der Gegenuhrzeigerrichtung eingestellt. Es reicht, wenn die Polarisationsachse 333A der vorderen Polarisationsplatte 333 bei 20º bis 70º, vorzugsweise 35º bis 50º, in Bezug auf die Richtung 332A der Ausrichtungsbehandlung in der Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigerrichtung ist. Es reicht auch, wenn die Polarisationsachse 332A der rückwärtigen Polarisationsplatte 322 bei 20º bis 70º, vorzugsweise 25º bis 45º, in Bezug auf die Richtung 331A der Ausrichtungsbehandlung in der Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigerrichtung ist.
Fig. 34 ist ein Zeitdiagramm, das ein Ansteuerverfahren für die Anzeigevorrichtung und insbesondere ein Ansteuerspannungssignal Vd für den Flüssigkristall und Emissionsimpulse (einschließlich Löschlichtimpulse und Schreiblichtimpulse) bei den entsprechenden Pixeladressen zeigt.
Der Ansteuerspannungsimpuls Vd gibt einen Impulszug an, der sequentiell zwischen den N rückwärtigen Ansteuerelektroden 330 und der vorderen Ansteuerelektrode 329 angelegt wird und mit dem leitungssequentiellen Ansteuervorgang für die Zeilen- und Spaltenelektroden 103 und 106 des organischen EL Elements für das Signallicht synchronisiert ist. Das Ansteuerspannungssignal Vd wird bei jeder 1 Bildperiode umgekehrt. Eine 1 Abtastperiode für das Ansteuerspannungssignal Vd, das an eine rückwärtige Ansteuerelektrode 330 angelegt werden soll, ist in zumindest zwei Perioden unterteilt, um ein Auswählpotential und das Massepotential anzulegen. In diesem Fall ist das Auswählpotential ein Potential, das während der Schreibperiode anzulegen ist, und das Massepotential ist ein Potential, das während der Löschperiode anzulegen ist. Wie in Fig. 34 gezeigt, wird bevorzugt, dass die erste, halbe Periode der 1 Abtastperiode als eine Löschperiode eingestellt wird und die zweite, halbe Periode als eine Schreibperiode eingestellt wird. Die Bezugszeichen Vs1, Vs2 und Vs3 bezeichnen Emissionsimpulse für bestimmte Punktbereiche in der X-Y Matrix, die durch die Zeilen- und Spaltenelektroden 103 und 106 gebildet sind. Das Bezugszeichen Vs1 bezeichnet einen Emissionsimpuls für einen gegebenen Punktbereich auf der ersten Auswählleitung, Vs2 einen Emissionsimpuls für einen gewissen Punktbereich auf der zweiten Auswählleitung und Vs3 einen Emissionsimpuls für einen gegebenen Punktbereich auf der dritten Auswählleitung. Die Zeilen- oder Spaltenelektrode ist als eine Auswählleitung festgelegt, und die andere Elektrode ist als eine Datenleitung festgelegt.
Diese Auswähl- und Datenleitungen geben eine ausreichende Löschspannung Ve aus und emittieren Rücksetzsignallicht während der Löschperiode. Zu diesem Zeitpunkt werden, da der Wert von Vd dem Massepotential entspricht, Träger, die in der fotoelektrischen Umwandlungsschicht 328 während der Abtastperiode gespeichert sind, bevor der Flüssigkristall 327 ausgerichtet ist, aufgefrischt.
Nachfolgend wird in der Schreibperiode eine Schreibspannung auf der Grundlage der erwünschten Daten an die Zeilen- und Spaltenelektroden 103 und 106, um Schreibsignallicht zu emittieren, an einem vorbestimmten Punktbereich der fotoelektrischen Umwandlungsschicht 328 angelegt. Da das Schreibsignallicht erhalten wird, indem eine Spannung, die dem Anzeigegradationswert von jedem Anzeigepixel entspricht, an jede Datenleitung angelegt wird, wobei das Potential jeder Auswählleitung angelegt wird, festgelegt ist, müssen nur ein Auswählpotential und das Massepotential für eine vordere Ansteuerelektrode 33 und eine rückwärtige Ansteuerelektrode 28 eines Flüssigkristallanzeigeelements 13 unabhängig von dem Gradationswert gesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform wird eine Impulshöhenmodulation durchgeführt. Jedoch kann eine Impulsbreitenmodulation durchgeführt werden. Während der Schreibperiode wird, da die an den Flüssigkristall 327 angelegte Spannung ein Auswählpotential ist, ein erwünschtes, elektrisches Feld entsprechend dem Schreibsignallicht an den Flüssigkristall 327 angelegt, um eine Gradationsanzeige entsprechend dem Schreibsignallicht durchzuführen. Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann die Spannung, die an das Flüssigkristallanzeigeelement angelegt werden soll, durch die fotoleitende Schicht hindurch entsprechend der Menge an Signallicht steuern, indem Polarisationswirkungen des Flüssigkristalls und der Polarisationsplatte verwendet werden. Diese Einrichtung kann deshalb eine Farbanzeige auf der Grundlage von drei oder mehreren Farben durchführen.
Das Ansteuerverfahren für die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ist oben beschrieben worden. Indem dieses Verfahren verwendet wird, können eine Datenlöschung sowie ein Datenschreibvorgang und das Einstellen der Datenhaltezeit beliebig durchgeführt werden. Das Ansteuerverfahren dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Ansteuern mit einer Speicherfunktion ohne Übersprechen durchgeführt werden kann, wobei im Wesentlichen die gleichen Wirkungen wie jene erhalten werden, die mit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung erhalten werden, die TFTs verwendet. Des Weiteren kann, da statisches Flüssigkristallansteuern mit einer einfachen Matrixelektronenstruktur durchgeführt werden kann, eine Anzeige hoher Qualität ausgeführt werden.
Die Anzeigevorrichtungen, bei denen die vorliegende Erfindung angewendet wird, sind nicht auf die Anordnungen der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können zusätzlich zu dem Flüssigkristallanzeigeelement des verdrehten, nematischen (TN) Flüssigkristallmodus Flüssigkristallanzeigelemente auf der Grundlage der folgenden Modi verwendet werden: ein ferroelektrischer Flüssigkristallmodus (FLC), ein antiferroelektrischer Flüssigkristallmodus (AFLC), ein Flüssigkristallmodus mit dispergiertem Polymer (PDLC), ein Phasenänderungsmodus (PC), ein homogener Ausrichtungsmodus, eine homeotropischer Ausrichtungsmodus und ein hybrider Ausrichtungsmodus. In diesem Fall reicht es aus, wenn eine Polarisationsplatte, eine Verzögerungsplatte, eine Ausrichtungsdünnschicht und Ähnliches entsprechend jedem Flüssigkristallmodus eingerichtet werden. Beispielsweise wird bei dem PDLC Flüssigkristallmodus keine Polarisationsplatte verlangt, und daher wird keine Ausrichtungsdünnschicht verlangt. Diese Ausführungsform verwendet ein Flüssigkristallanzeigeelement vom Reflexionstyp, das ausgelegt ist, eine Mehrfarbanzeige durchzuführen, wobei die Polarisierungswirkungen des Flüssigkristalls und der Polarisationsplatte verwendet werden. Jedoch kann ein Flüssigkristallanzeigeelement mit einem Farbfilter verwendet werden. Des Weiteren ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auf ein Flüssigkristallanzeigeelement angewendet werden kann, wobei eine Polarisationsachse, die eine lineare Polarisationseigenschaft aufweist, und ein Mehrfarb-Flüssigkristallanzeigeelement verwendet werden, das eine Verzögerungsplatte umfasst, die eine elliptische Polarisationseigenschaft aufweist.
Bei der obigen Ausführungsform besteht die fotoelektrische Umwandlungsschicht 328 aus ZnO. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch kann, mit jeder der fotoelektrischen Umwandlungsschichten, die jeweils aus verschiedenen fotoelektrischen Umwandlungsmaterialien hergestellt sind, oder eine fotoelektrische Umwandlungsschicht, die aus einigen dieser Materialien hergestellt ist, ein Material zum Einstellen des spezifischen elektrischen Widerstands der fotoelektrischen Umwandlungsschicht enthalten, z. B. ein Perylenpigment oder Naphthalenderivat. Andere Materialien, die für fotoelektrische Umwandlungsschichten verwendet werden können, sind: anorganische Halbleiter, wie a-Si, a-Se, ZnS oder SnOx, und ein organische Verbundmaterialien, die erhalten werden, indem organische, fototrägererzeugende Schichten (Perylene, Chinoe, Phthalocyanine oder Ähnliches) und organische Trägertransportschichten (Arylamine, Hydrazine, Oxazole oder Ähnliches) gestapelt werden.
Bei der obigen Ausführungsform kann der halbdurchlässige Spiegel zwischen dem organischen EL Element für Signallicht und dem Flüssigkristallanzeigeelement angeordnet werden, und der Abstand L zwischen der Zeilenelektrode 103, die die Reflexionseigenschatfen aufweist, und dem halbdurchlässigen Spiegel kann in Bezug auf den Wellenlängenbereich λ eingestellt werden, wie folgt:
L = n·λ/2
mit n einer natürlichen Zahl, wobei durch diese Einstellung Adressenlicht wiederholt zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel und der reflektierenden Elektrode reflektiert wird, um fortlaufend phasengleiches Adressenlicht zu übertragen.
Bei der obigen Ausführungsform werden während einer 1 Abtastperiode Löschimpulse und Schreibdatenimpulse fortlaufend bei einer entsprechenden Auswählleitung oder einen Anzeigepixel ausgegeben. Jedoch kann, um Rauschen zu verringern, das durch den Löschimpuls während der Schreibperiode hervorgerufen wird, das Massepotential während der Periode zwischen dem Löschimpuls und dem Schreibdatenimpuls in einer 1 Abtastperiode angelegt werden. Des Weiteren ist das Massepotential mit dem Löschimpuls einer Auswählleitung während der Löschperiode synchronisiert, und eine Auswählspannung ist mit einem Schreibdatenimpuls für eine Auswählleitung während der Schreibperiode synchronisiert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, nachdem der Schreibdatenimpuls angelegt wurde, eine Auswählspannung in dem Zeitintervall zwischen dem Moment, in dem das organische EL Element für Signallicht Schreibsignallicht auf die fotoleitende Umwandlungsschicht strahlt, und dem Moment angelegt werden, in dem die Träger erzeugt werden, d. h., synchron zu dem Zeitpunkt, zu dem Träger durch Schreibsignallicht nach Anlegen des Schreibdatenimpulses erzeugt werden.
Bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform kann das organische EL Element für Anzeigelicht und das organische EL Element für Signallicht mit Ausnahme der Elektrodenanschlüsse mit Isolierdünnschichten zum Schutz überdeckt werden.

Claims

1. Anzeigeeinrichtung zur Ausführung eines Anzeigevorgangs, die umfasst:

ein Adressierelement, das eine organische, elektrische Leuchtstoffschicht (153), die eine Mehrzahl von Signallicht emittierenden Bereichen, eine Mehrzahl von ersten Streifenelektroden (154), die zu einer Oberfläche der organischen, elektrischen Leuchtstoffschicht weisen und sich in eine Richtung erstrecken, und eine Mehrzahl von zweiten Streifenelektroden (152) aufweist, die zu einer anderen Oberfläche der organischen, elektrischen Leuchtstoffschicht weisen und sich in einer zu den ersten Streifenelektroden senkrechten Richtung erstrecken, wobei die ersten Streifenelektroden des Adressierelements reflektierende Eigenschaften aufweisen und die zweiten Streifenelektroden in Bezug auf das Signallicht Durchlässigkeit aufweisen,

ein Anzeigeelement, das ein Lichtempfangselement (14) zum Empfang des Signallichts und zum Erzeugen von dem Signallicht entsprechenden Trägern, eine organische, elektrische Leuchtstoffschicht (15, 16), die an das Lichtempfangselement angrenzt und dazu dient, Anzeigelicht zu emittieren, eine Mehrzahl von ersten Anzeigeelektroden (13), die jeweils zu einer Oberfläche des Lichtempfangselement weisen, und eine zweite Anzeigeelektrode (17) aufweist, die zu einer Oberfläche der organischen, elektrischen Leuchtstoffschicht weist, und

ein Steuerelement (293) für die Richtung der Lichtausbreitung, das zwischen dem Adressierelement (153) und dem Lichtempfangselement eingefügt ist, um eine Ausbreitungsrichtung des von dem Adressierelement einfallenden Lichts zu steuern, damit das Licht auf das Lichtempfangselement auftritt.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die organische, elektrische Leuchtstoffschicht (15, 16) des Anzeigeelements das Anzeigelicht emittiert, das sichtbares Licht enthält.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die organische, elektrische Leuchtstoffschicht (15, 16) des Anzeigeelements das Anzeigelicht entsprechend dem Anlegen einer Spannung zwischen der Mehrzahl von ersten Anzeigeelektroden (13, 17) und der zweiten Anzeigeelektrode emittiert.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die organische, elektrische Leuchtstoffschicht (153) des Adressierelements das Signallicht entsprechend dem Anlegen einer Spannung zwischen der Mehrzahl von ersten Streifenelektroden und der Mehrzahl von zweiten Streifenelektroden (154, 152) emittiert.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der das Signallicht Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts enthält.

6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die organische, elektrische Leuchtstoffschicht (15, 16) des Anzeigeelements dazu dient, das Anzeigelicht mit einer Helligkeit zu emittieren, die der Menge des auf das Anzeigeelement auftreffenden Signallichts entspricht, wobei die Mehrzahl von ersten Anzeigeelektroden (13) jeweils eine Form aufweist, die der Form der ersten oder zweiten Streifenelektroden (154, 152) entspricht, und wobei die zweite Anzeigeelektrode (17) in Bezug auf das Anzeigelicht Durchlässigkeit aufweist.

7. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die Mehrzahl von ersten Anzeigeelektroden (13) Kathodenelektroden sind und die zweite Anzeigeelektrode (17) eine Anodenelektrode ist.

8. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der die organische, elektrische Leuchtstoffschicht (15, 16) des Anzeigeelements eine elektrische Leuchtstoffeigenschaft, Licht beim Injizieren von Trägern von der ersten und zweiten Anzeigeelektroden zu emittieren, und eine Fotoleuchtstoffeigenschaft aufweist, Licht beim Auftreffen des Signallichts zu emittieren.

9. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der das Anzeigeelement eine Isolierschicht (12) umfasst, die zwischen dem Adressierelement und dem Lichtempfangselement eingefügt ist.

10. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, in der das Steuerelement für die Richtung der Lichtausbreitung einen halbdurchlässigen Spiegel (293) aufweist, der zwischen dem Adressierelement und dem Lichtempfangselement eingefügt und so eingerichtet ist, dass der Abstand (L) zu den ersten Streifenelektroden und eine Wellenlänge (λ) des Signallichts in dem vorbestimmten Wellenlängenbereich im Wesentlichen die folgende Gleichung erfüllen:

L = n·λ/2

worin n eine natürliche Zahl ist.