JP2006267390A

JP2006267390A - Display device and manufacturing method for light emitting element

Info

Publication number: JP2006267390A
Application number: JP2005083824A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yoshikawa; 健吉川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a stereoscopic information display device where the luminance of emitted light is unchanged regardless of a viewing angle. <P>SOLUTION: A three-dimensional information display device includes a light emitting unit, a light emission controller (driver), a display controller, a CPU, and a memory. The light emitting unit is constituted of many light emitting elements arranged three-dimensionally. The light emitting element is composed of an organic EL (OLED: Organic Light Emitting Diode) thin film, and emits red, green and blue incoherent light beams (having no coherence), and has structure where respective color OLEDs and transparent electrodes are superposed. The surface of the light emitting element has spherical shape or shape of a part of a sphere so as to secure uniform luminance regardless of a viewing point. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、３次元に配置された多数の発光素子の中から適当な発光素子を発光させることによって３次元形状を表現する３次元情報表示装置並びにその発光素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional information display apparatus that expresses a three-dimensional shape by causing a suitable light-emitting element to emit light from among a large number of light-emitting elements arranged in three dimensions, and a method for manufacturing the light-emitting element.

描画の手法として３次元描画がさまざまな場面で用いられるようになってきている。多くの場合、視差等を利用して、左右の視覚に入力する２次元平面画像に僅かな角度を違えて表示し、一種の錯視によって立体感を認知させる方法が採られている。固定した位置から眺める観察者に２次元平面画像に対して立体感を感じさせる立体映画や立体ＴＶ等の映像技術である。この方法では、眼鏡等の特別な用具を用いることを強い、観察者に生理的な疲労感を与えることがある。
３次元描画された像を観察者が像の周囲を移動し、異なった角度から観察しても常にその角度からの立体像を視覚できる電子描画の試みがなされている。空中に立体像を形成する立体ホログラムの手法がその１つであるが、この方法は大がかりの仕掛けを必要とする。
特許公報１には、固体表示装置による立体映像表示装置が開示されている。この立体映像表示装置は、三次元ディスプレイユニットとディスプレイユニット内に現れる映像を表示制御する映像表示制御装置とからなる。ディスプレイユニットは、前後に発光表示する平板状の表示パネルを所定の間隔で複数枚配置して全体の発光体が立方体を形成するように構成されている。映像表示制御装置は表示駆動部を有し、表示駆動部は、ＸＹドライバーと、Ｚドライバーとからなる。ＸＹドライバーは表示制御信号を基に表示パネル上の発光体をＸＹ軸方向で選択駆動し、Ｚドライバーは、表示パネルをＺ軸方向に選択駆動する。表示点の集合及び表示点の変化が３次元の動的な映像描画を行うものである。この立体映像表示装置は、街中や屋外におけるイルミネーション等への利用が想定されている。 As a drawing method, three-dimensional drawing has been used in various scenes. In many cases, using a parallax or the like, a method is adopted in which a two-dimensional planar image input to the left and right sights is displayed at a slight angle and a stereoscopic effect is recognized by a kind of optical illusion. This is a video technology such as a stereoscopic movie or a stereoscopic TV that allows a viewer looking from a fixed position to feel a stereoscopic effect on a two-dimensional planar image. In this method, it is strong to use special tools such as eyeglasses, and the observer may feel physiological fatigue.
Attempts have been made to electronically draw a three-dimensionally drawn image so that a viewer can always see a three-dimensional image even if the observer moves around the image and observes it from a different angle. One method is a three-dimensional hologram that forms a three-dimensional image in the air, but this method requires a large-scale device.
Patent Document 1 discloses a stereoscopic video display device using a solid display device. The stereoscopic video display device includes a three-dimensional display unit and a video display control device that controls display of video that appears in the display unit. The display unit is configured such that a plurality of flat display panels that emit light before and after are arranged at a predetermined interval so that the entire light emitter forms a cube. The video display control apparatus has a display drive unit, and the display drive unit includes an XY driver and a Z driver. The XY driver selectively drives the light emitters on the display panel in the XY axis direction based on the display control signal, and the Z driver selectively drives the display panel in the Z axis direction. A set of display points and a change in display points perform three-dimensional dynamic image drawing. This stereoscopic image display device is assumed to be used for illumination in the city or outdoors.

特開平８−０１６１１３号公報（第３−５頁、図１）JP-A-8-016113 (page 3-5, FIG. 1)

上記の公知文献に記載された立体映像表示装置では、各発光体が次のような構成をしている。それぞれが透明樹脂モールドでパッケージされた３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を各々３つづつ計９つのＬＥＤを有している。そして、９つのＬＥＤを平面に格子状に配列し、配列したＬＥＤのユニットを光散乱体のドームで覆って観察者からは１つの輝点として見えるように構成している。従って、１つの輝点の直径は数ｃｍの大きさとなる。この輝点をＸＹＺ３軸方向に立方格子状に多数配列して表示ユニット全体を構成している。
この立体映像表示の表示ユニットは、輝点のサイズが上記のように大きいために、輝点の数を増やせば全体の表示サイズが長大となる。また、輝点の構成から前面に位置する発光しない輝点は、その背後の輝点からの光を遮るため、表示効率を落とし、立体表示の効果を妨げる。このため、表示性能は、せいぜい仕掛け花火や電飾による立体形状の模擬的な表示程度の粗い表示品質であって、自然の映像を表現可能なほど精細度高く表示を行うことは困難である。
本発明は、このような従来の立体表示装置のもつ難点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、３次元に配置された多数の発光素子によって描画され、精細度が高く、かつ見る角度によって輝度の変化が少ない３次元情報表示装置ならびに、表示パネル技術を提供することにある。 In the stereoscopic image display device described in the above-mentioned publicly known document, each light emitter has the following configuration. Each has nine LEDs, each of three light emitting diode (LED) elements of three colors packaged in a transparent resin mold. Nine LEDs are arranged in a grid pattern on a plane, and the arranged LED units are covered with a dome of a light scatterer so as to be seen as one bright spot from the observer. Accordingly, the diameter of one bright spot is several centimeters. A large number of the bright spots are arranged in a cubic lattice pattern in the XYZ 3-axis directions to constitute the entire display unit.
Since the stereoscopic image display unit has a large bright spot size as described above, if the number of bright spots is increased, the overall display size becomes long. In addition, the bright spot located on the front surface that does not emit light due to the configuration of the bright spot blocks light from the bright spot behind it, thereby reducing display efficiency and hindering the effect of stereoscopic display. For this reason, the display performance has a display quality that is at most as low as a simulated display of a three-dimensional shape by in-house fireworks or electrical decoration, and it is difficult to display with high definition so that natural images can be expressed.
The present invention has been made in view of the drawbacks of such a conventional stereoscopic display device, and the object of the present invention is drawn by a large number of light emitting elements arranged in three dimensions, and has high definition. Another object of the present invention is to provide a three-dimensional information display device with little change in luminance depending on the viewing angle, and a display panel technology.

上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、２次元または３次元空間領域に多数配置した発光素子を電気的に選択駆動して領域内にそれぞれ２次元または３次元形状を描画する表示装置であって、発光素子は、全方位に亘って発光することを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、２次元に発光素子を配列した表示パネルを３次元に多層に配置し、発光素子を電気的に選択駆動して３次元形状を描画する表示装置であって、発光素子は、全方位に亘って発光することを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、曲面を成して２次元に発光素子を配列した表示パネルを３次元に多層に配置し、発光素子を電気的に選択駆動して３次元形状を描画する表示装置であって、発光素子は、全方位に亘って発光することを特徴とする。
発光の方位特性を表す指向性関数の大きさが緯度と経度に対してそれぞれほぼ１８０度に亘って一定であってよい。
発光の方位特性を表す指向性関数の大きさが緯度と経度に対してそれぞれほぼ３６０度に亘って一定であってよい。
発光素子は、平面より突出した突起部に配設されていてもよい。
発光素子は、平面より両面に突出した突起部に配設されていてもよい。
発光素子は、薄膜発光層を有し、薄膜発光層は基板に形成された突起部に設けられていてもよい。
薄膜発光層は、突起部の突出した表面に形成されていてもよい。
突起部は中空の突出部であり、薄膜発光層は、中空突出部の内面に形成されていてもよい。
基板は、可視光に対して透明であってもよい。
薄膜発光層は、有機ＥＬ薄膜であってもよい。
発光は、カラーＲＧＢ発光であり、有機ＥＬ薄膜は、各色を発光する異なる組成の薄膜であり、各層は透明電極によってそれぞれ挟まれて積層されていてもよい。
発光は、白色発光であり、薄膜発光層は、それぞれの色を発光する異なる組成の有機ＥＬ薄膜が積層された構成であり、発光層は電気的に独立に駆動できる透明電極によって挟まれて積層されており、それぞれの透明電極は、赤色または緑色または青色の何れかを透過する色フィルタを有していてもよい。
発光は、白色発光であり、薄膜発光層は、白色発光する組成の有機ＥＬ薄膜であり、発光層は電気的に独立に駆動できる透明電極によって挟まれて積層されており、それぞれの透明電極は、赤色または緑色または青色の何れかを透過する色フィルタを有していてもよい。 In order to solve the above problems, a display device of the present invention electrically displays and drives a plurality of light-emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region to draw a two-dimensional or three-dimensional shape in the region, respectively. The device is characterized in that the light emitting element emits light in all directions.
Further, the display device of the present invention is a display device that draws a three-dimensional shape by arranging a display panel in which light-emitting elements are arranged two-dimensionally in a three-dimensional multilayer, and electrically selecting and driving the light-emitting elements. The light emitting element emits light in all directions.
In the display device of the present invention, a display panel in which light-emitting elements are arranged in two dimensions in a curved surface is arranged in a three-dimensional multilayer, and the light-emitting elements are electrically selected and driven to draw a three-dimensional shape. The device is characterized in that the light emitting element emits light in all directions.
The magnitude of the directivity function representing the azimuth characteristic of light emission may be constant over approximately 180 degrees with respect to latitude and longitude.
The magnitude of the directivity function representing the azimuth characteristic of light emission may be constant over approximately 360 degrees with respect to latitude and longitude.
The light emitting element may be disposed on a protrusion protruding from the plane.
The light emitting element may be disposed on a protruding portion that protrudes on both sides from the plane.
The light emitting element may have a thin film light emitting layer, and the thin film light emitting layer may be provided on a protrusion formed on the substrate.
The thin film light emitting layer may be formed on the protruding surface of the protrusion.
The protrusion is a hollow protrusion, and the thin-film light emitting layer may be formed on the inner surface of the hollow protrusion.
The substrate may be transparent to visible light.
The thin film light emitting layer may be an organic EL thin film.
The light emission is color RGB light emission, the organic EL thin film is a thin film having a different composition that emits each color, and each layer may be sandwiched between transparent electrodes.
The light emission is white light emission, and the thin-film light-emitting layer has a configuration in which organic EL thin films having different compositions emitting each color are stacked, and the light-emitting layer is sandwiched between transparent electrodes that can be electrically driven independently. Each transparent electrode may have a color filter that transmits red, green, or blue.
The light emission is white light emission, the thin film light emitting layer is an organic EL thin film having a composition that emits white light, and the light emitting layer is sandwiched and laminated by transparent electrodes that can be electrically driven independently. In addition, a color filter that transmits either red, green, or blue may be included.

また、本発明の発光素子の製造方法は、２次元または３次元空間領域に多数配置した発光素子を電気的に選択駆動して領域内にそれぞれ２次元または３次元形状を描画する表示装置の発光素子の製造方法であって、可視光に対して透明で片方の主面に多数の突起部を有する基板を作製する工程と、突起部の突出した表面に、発光層と、発光層を駆動し、可視光に対して透明な透明電極とを形成する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明の発光素子の製造方法は、２次元または３次元空間領域に多数配置した発光素子を電気的に選択駆動して領域内にそれぞれ２次元または３次元形状を描画する表示装置の発光素子の製造方法であって、可視光に対して透明で両方の主面に多数の突起部を有する基板を作製する工程と、突起部の突出した表面に、発光層と、発光層を駆動し、可視光に対して透明な透明電極とを形成する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明の発光素子の製造方法は、２次元または３次元空間領域に多数配置した発光素子を電気的に選択駆動して領域内にそれぞれ２次元または３次元形状を描画する表示装置の発光素子の製造方法であって、可視光に対して透明な基板の主面に多数の中空の突起部を形成する工程と、突起部の突出した表面または中空の内面に、発光層と、発光層を駆動し、可視光に対して透明な電極とを形成する工程を含むことを特徴とする。
さらに、突起部が鏡映対称となるように基板を２枚貼り合わせる工程を含んでもよい。
発光層は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）薄膜であってもよい。
発光は、カラーＲＧＢ発光であり、有機ＥＬ薄膜は、各色を発光する異なる組成の薄膜であり、各層は透明電極によってそれぞれ挟まれて積層されていてもよい。
発光は、白色発光であり、薄膜発光層は、それぞれの色を発光する異なる組成の有機ＥＬ薄膜が積層された構成であり、発光層は電気的に独立に駆動できる透明電極によって挟まれて積層されており、それぞれの透明電極は、赤色または緑色または青色の何れかを透過する色フィルタを有していてもよい。
発光は、白色発光であり、薄膜発光層は、白色発光する組成の単一の有機ＥＬ薄膜であり、発光層は電気的に独立に駆動できる透明電極によって挟まれて積層されており、それぞれの透明電極は、赤色または緑色または青色の何れかを透過する色フィルタを有していてもよい。 In addition, according to the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, light emission of a display device that draws a two-dimensional or three-dimensional shape in each region by electrically selecting and driving a large number of light-emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region. A method for manufacturing an element, comprising: a step of manufacturing a substrate that is transparent to visible light and has a large number of protrusions on one main surface; and a light emitting layer and a light emitting layer are driven on the protruding surface of the protrusions. And a step of forming a transparent electrode transparent to visible light.
In addition, according to the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, light emission of a display device that draws a two-dimensional or three-dimensional shape in each region by electrically selecting and driving a large number of light-emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region. A method of manufacturing an element, comprising: a step of producing a substrate that is transparent to visible light and has a large number of protrusions on both principal surfaces; and a light emitting layer and a light emitting layer are driven on the protruding surfaces of the protrusions. And a step of forming a transparent electrode transparent to visible light.
In addition, according to the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, light emission of a display device that draws a two-dimensional or three-dimensional shape in each region by electrically selecting and driving a large number of light-emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region. A method of manufacturing an element, the step of forming a large number of hollow protrusions on the main surface of a substrate transparent to visible light, a light emitting layer on the surface of the protrusion protruding from the hollow inner surface, and a light emitting layer And a step of forming an electrode transparent to visible light.
Furthermore, a step of bonding two substrates so that the protrusions are mirror-symmetrical may be included.
The light emitting layer may be an organic EL (Electro Luminescence) thin film.
The light emission is color RGB light emission, the organic EL thin film is a thin film having a different composition that emits each color, and each layer may be sandwiched between transparent electrodes.
The light emission is white light emission, and the thin-film light-emitting layer has a configuration in which organic EL thin films having different compositions emitting each color are stacked, and the light-emitting layer is sandwiched between transparent electrodes that can be electrically driven independently. Each transparent electrode may have a color filter that transmits red, green, or blue.
The light emission is white light emission, the thin film light emitting layer is a single organic EL thin film having a composition that emits white light, and the light emitting layer is sandwiched and laminated by transparent electrodes that can be electrically driven independently. The transparent electrode may have a color filter that transmits either red, green, or blue.

本発明の表示装置並びに発光素子の製造方法は、２次元または３次元空間領域に多数配置した発光素子を電気的に選択駆動して領域内にそれぞれ２次元または３次元の形状を描画する。加えて、発光素子は発光の指向性が無指向性の表示装置であるため、見る角度によって輝度の変化が少ない３次元情報表示装置ならびにその発光素子の製造方法が得られる。 In the display device and the light emitting element manufacturing method of the present invention, a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region are electrically selected and driven to draw a two-dimensional or three-dimensional shape in the region, respectively. In addition, since the light emitting element is a non-directional display device for emitting light, a three-dimensional information display device with little change in luminance depending on the viewing angle and a method for manufacturing the light emitting element can be obtained.

本願の３次元情報表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の３次元情報表示装置は、発光ユニット１、発光制御装置（ドライバー）２、表示制御装置３、ＣＰＵ４、メモリ５を含む。
発光ユニット１は、３次元に配置された多数の発光素子によって構成される。表示制御装置３は、多数の発光素子の中から３次元形状を表示するのに適切な位置にある発光素子とその発光色を指定する。発光制御装置２は、発光すべき発光素子の発光色に対応する電極を駆動する。
発光ユニット１を構成する発光素子は、有機EL（OLED : Organic Light Emitting Diode）薄膜で構成され、赤色、緑色、青色のそれぞれインコヒーレントな（干渉性のない）光を発光することが可能である。その構造はSOLED（Stacked OLED）という方式を用いて各色のOLEDと透明電極が重ねられている。発光素子の表面は視点によらず均一な輝度を確保するため球形もしくは球の一部の形状を有している。 Embodiments of the three-dimensional information display device of the present application will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, the three-dimensional information display device of the present invention includes a light emitting unit 1, a light emission control device (driver) 2, a display control device 3, a CPU 4, and a memory 5.
The light emitting unit 1 is constituted by a large number of light emitting elements arranged three-dimensionally. The display control device 3 designates a light emitting element in an appropriate position for displaying a three-dimensional shape from among a large number of light emitting elements and the light emission color thereof. The light emission control device 2 drives the electrode corresponding to the light emission color of the light emitting element to emit light.
The light emitting element constituting the light emitting unit 1 is composed of an organic light emitting diode (OLED) thin film and can emit incoherent (non-coherent) light of red, green, and blue. . The structure uses a SOLED (Stacked OLED) system in which OLEDs of various colors and transparent electrodes are stacked. The surface of the light emitting element has a spherical shape or a part of a spherical shape in order to ensure uniform luminance regardless of the viewpoint.

本実施の形態の動作を説明する。
ＣＰＵ４の処理によりメモリ５からデータバス６を介して表示制御装置３へ３次元形状の情報である座標と色の情報群が入力される。（ステップ１）
表示制御装置３は入力された情報を解析し、発光ユニット１を構成する発光素子のうち駆動する発光素子を決定する。（ステップ２）
また、表示制御装置３は色情報に基づいて発光素子の赤色、緑色、青色のそれぞれのOLEDに対していずれを駆動するかを決定する。（ステップ３）
発光制御装置２は表示制御装置３から入力された情報に基づいて発光素子を駆動し、赤色、緑色、青色の光を制御する。（ステップ４）
３次元に多数配置された発光素子１００を擁する発光ユニット１と、これを制御する発光制御装置２、表示制御装置３、ＣＰＵ４、メモリ５からなる３次元情報表示装置は、上記の動作によって立体形状を表示する。観察者は見る角度に応じた立体の形を認識することができる。図２は、１０×１０×１０の発光素子を立方体で表し、視点Ａ（左側面）、Ｂ（正面）、Ｃ（右側面）から見た時の視点の位置による発光素子の見え方の違いを表した図である。発光ユニットの視点Ａから見て右から左へ２列目と５列目と９列目が異なる色で発光するように制御された場合を示す。視点Ｂからは、２列目の色のみが全面に見え、視点Ａからは右側から２、５、９列の順の表示された縦線の並びが見え、視点Ｃからは左側から２、５、９列の順の表示された縦線の並びが見える。表示ユニットに対して視点Ｂの反対側からは、９列目の色のみが全面に見える。
この３次元情報表示装置の構成により、１０×１０×１０の発光素子のうち任意の発光素子を発光させることによって、発光ユニットの３次元領域内に３次元像を浮き上がらせて描画することができる。観察者は発光ユニットを巡る任意の方向からの立体像を認識することができる。
［実施例１］
発光素子１００の構成の第１の実施例について、図３を参照して説明する。
図３（Ａ）は、１つの発光素子（画素）１００の断面構造を示し、図３（Ｂ）は、発光素子の突起部での層構造を、図３（Ｃ）は、突起部間での層構造を示す。
図３（Ａ）を参照すると、発光素子は、突起１１を有する透明な基板１０上に形成されている。突起部１１は、基板表面に稠密に設けられている。突起の基板上の配列は、正方格子配列や市松模様配列、俵積み配列など適宜選ぶことができる。
突起部の形状は、半球状、円錐状、角錐状など適宜選ぶことができる。また、その平面形状も円、楕円、正方形、長方形、楕円など適宜選ぶことができる。基板は、必ずしも平板である必要はなくこのような基板は、ポリカーボネート等の透明高分子樹脂基板を用いることができる。突起部の成形も、基板の加熱成形やインジェクション成形等の光ディスク基板の製造においてすでに確立している製法を用いることができる。基板は、必ずしも平板である必要はなく円筒面や球面を含む任意の形状の曲面を形成していてもよい。曲面へのパターン形成には、インクジェット技術を用いて行ってもよい。
突起部１１の表面には、下部の透明電極（ＩＴＯ）１２と上部の透明電極１５に挟まれて積層された有機ＥＬの発光層２０が設けられている。突起部間では、下部の透明電極１２と上部の透明電極１５に挟まれて透明電極と誘電体絶縁膜が積層された配線層１６が設けられている。
図３（Ｂ）の突起部での層構造を参照すると、発光素子は、基板突起部１１の表面に下部透明電極１２、赤色発光の有機ＥＬ層２１、第１の中間の透明電極１３、緑色発光の有機ＥＬ層２２、第２の中間の透明電極１４、青色発光の有機ＥＬ層２３、上部透明電極１５がこの順序で積層されて構成されている。３色の有機ＥＬ層を積層して任意のカラー色を発光させる技術は開発されていて、例えば特開２０００−１３３４４９号公報に開示されている。また、有機ＥＬ材料についても高発光効率と長寿命を達成した各色の材料は開発されており、現在もさらに高性能化を目指した開発が進められている。
図３（Ｃ）の突起部間での層構造を参照すると、発光素子間では、透明電極１２、１３、１４、１５の間を透明な誘電体絶縁膜１７が積層されて配線の層が形成されている。 The operation of this embodiment will be described.
By the processing of the CPU 4, a coordinate and color information group, which is information of a three-dimensional shape, is input from the memory 5 to the display control device 3 via the data bus 6. (Step 1)
The display control device 3 analyzes the input information and determines a light emitting element to be driven among the light emitting elements constituting the light emitting unit 1. (Step 2)
Further, the display control device 3 determines which one of the red, green, and blue OLEDs of the light emitting element is driven based on the color information. (Step 3)
The light emission control device 2 drives the light emitting element based on the information input from the display control device 3, and controls red, green, and blue light. (Step 4)
A three-dimensional information display device comprising a light-emitting unit 1 having a plurality of light-emitting elements 100 arranged three-dimensionally, a light-emission control device 2, a display control device 3, a CPU 4, and a memory 5 that controls the light-emitting unit 100 Is displayed. The observer can recognize a three-dimensional shape according to the viewing angle. FIG. 2 shows a 10 × 10 × 10 light-emitting element as a cube, and the difference in the appearance of the light-emitting element depending on the position of the viewpoint when viewed from the viewpoints A (left side), B (front side), and C (right side). FIG. A case where the second, fifth, and ninth columns are controlled to emit light in different colors from the right to the left as viewed from the viewpoint A of the light emitting unit is shown. From the viewpoint B, only the color in the second column is visible on the entire surface, from the viewpoint A, the arrangement of the vertical lines displayed in the order of 2, 5, and 9 columns from the right side is seen, and from the viewpoint C, the lines 5, 5 are seen from the left side. , 9 rows of displayed vertical lines can be seen. From the opposite side of the viewpoint B with respect to the display unit, only the color in the ninth column is visible on the entire surface.
With the configuration of this three-dimensional information display device, a three-dimensional image can be floated and drawn in a three-dimensional region of the light-emitting unit by causing an arbitrary light-emitting element among 10 × 10 × 10 light-emitting elements to emit light. . The observer can recognize a stereoscopic image from an arbitrary direction around the light emitting unit.
[Example 1]
A first example of the configuration of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG.
3A illustrates a cross-sectional structure of one light-emitting element (pixel) 100, FIG. 3B illustrates a layer structure at a protruding portion of the light-emitting element, and FIG. 3C illustrates a gap between the protruding portions. The layer structure of is shown.
Referring to FIG. 3A, the light emitting element is formed on a transparent substrate 10 having protrusions 11. The protrusions 11 are densely provided on the substrate surface. The arrangement of the protrusions on the substrate can be selected as appropriate, such as a square lattice arrangement, a checkered arrangement, and a stacked arrangement.
The shape of the protrusion can be appropriately selected from a hemispherical shape, a conical shape, a pyramid shape, and the like. Further, the planar shape can be appropriately selected from a circle, an ellipse, a square, a rectangle, an ellipse, and the like. The substrate is not necessarily a flat plate, and a transparent polymer resin substrate such as polycarbonate can be used as such a substrate. For the formation of the protrusions, a manufacturing method that has already been established in the manufacture of optical disk substrates such as substrate heating molding and injection molding can be used. The substrate is not necessarily a flat plate, and may have a curved surface having an arbitrary shape including a cylindrical surface and a spherical surface. You may perform the pattern formation to a curved surface using an inkjet technique.
On the surface of the protrusion 11, an organic EL light emitting layer 20 is provided that is sandwiched between a lower transparent electrode (ITO) 12 and an upper transparent electrode 15. Between the protrusions, a wiring layer 16 is provided which is sandwiched between the lower transparent electrode 12 and the upper transparent electrode 15 and in which the transparent electrode and the dielectric insulating film are laminated.
Referring to the layer structure of the protrusions in FIG. 3B, the light emitting element has a lower transparent electrode 12, a red light emitting organic EL layer 21, a first intermediate transparent electrode 13, a green color on the surface of the substrate protrusion 11. The light emitting organic EL layer 22, the second intermediate transparent electrode 14, the blue light emitting organic EL layer 23, and the upper transparent electrode 15 are laminated in this order. A technique for laminating three color organic EL layers to emit light of any color has been developed, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-133449. In addition, as for organic EL materials, materials of various colors that have achieved high luminous efficiency and long life have been developed, and development aiming at further enhancement of performance is still in progress.
Referring to the layer structure between the protrusions in FIG. 3C, between the light emitting elements, a transparent dielectric insulating film 17 is laminated between the transparent electrodes 12, 13, 14, and 15 to form a wiring layer. Has been.

本実施例の発光素子（画素）は、基板に突起部を設け、その上に３色の発光層を積層して形成されている。このため、発光素子の発光指向性は無指向性に近い。この発光素子を用いた発光ユニットは、斜めから発光ユニットを観察した場合でも、各画素の発光輝度の低下が起こり難く、視認性に優れる。また、画素の稠密度を高め、画素数の増大化を図ることができる。
また、図２の３次元の情報表示ユニットでの使用だけではなく、２次元表示に用いた場合でも視野角が広くまた曲面表示が可能なため、携帯端末やＴＶに限らず屋外を含めた各種のディスプレイに用いるのに好適である。 The light emitting element (pixel) of this example is formed by providing a protrusion on a substrate and laminating light emitting layers of three colors thereon. For this reason, the light emission directivity of the light emitting element is close to omnidirectionality. A light-emitting unit using this light-emitting element is excellent in visibility because the light emission luminance of each pixel is hardly lowered even when the light-emitting unit is observed obliquely. In addition, the density of pixels can be increased and the number of pixels can be increased.
In addition to the use in the three-dimensional information display unit shown in FIG. 2, a wide viewing angle and curved display are possible even when used for two-dimensional display. It is suitable for use in a display.

［実施例２］
発光素子１００の構成の第２の実施例について、図４を参照して説明する。
図４（Ａ）は、１つの発光素子（画素）１００の構造を示し、図４（Ｂ）は、発光素子の突起部での層構造を示す。
図４（Ａ）を参照すると、発光素子は、突起１１を有する透明な基板１０上に形成されている。突起部１１は、ここでは、かまぼこ形状を有し、基板表面に稠密に設けられている。突起の基板上の配列、突起部の錐形状、またその平面形状も、実施例１と同様適宜選ぶことができる。基板の材質、突起部の成形法も実施例１と同様である。また、基板は、実施例１と同様必ずしも平板である必要はなく曲面を形成していてもよい。曲面へのパターン形成には、インクジェット技術等を用いて行ってもよい。
突起部１１の突出した表面には、下部の透明電極（ＩＴＯ）１２と上部の透明電極１５に挟まれて積層された白色発光有機ＥＬ層６０が設けられている。１５は、かまぼこの軸方向に３分割されている。各上部の透明電極の上には赤色透過フィルタ３０、緑色透過フィルタ４０、青色透過フィルタ５０をそれぞれ設けてある。
図４（Ｂ）の突起部での層構造を参照すると、発光素子は、基板突起部１１の表面に下部透明電極１２と、白色発光有機ＥＬ層６０と、上部透明電極１５と、白色光を色分解するフィルタ層が積層されている。白色発光有機ＥＬ層６０は、ここでは赤色発光の有機ＥＬ層２１、緑色発光の有機ＥＬ層２２、青色発光の有機ＥＬ層２３が電極を挟まずに積層して構成されている。白色光を色分解するフィルタ層は、赤色透過フィルタ３０と、緑色透過フィルタ４０と、青色透過フィルタ５０が、かまぼこ状の突起部の分割された上部透明電極の上にそれぞれ配設されている。
各上部透明電極１５と下部透明電極１２との間で電気的に駆動すると電極間の白色発光有機ＥＬ層が発光し、対応するフィルタによって透過光色が選択される。フィルタは、図４では、上面だけに設けてしめしているが、上下両面に設けてもよい。
３色の有機ＥＬ層を電極層を挟まずに積層して白色を発光させる技術は開発されている。また、有機ＥＬ材料を選ぶことによって、単一のＥＬ材料による発光層で白色光を発光させることもできる。 [Example 2]
A second embodiment of the configuration of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG.
4A shows the structure of one light-emitting element (pixel) 100, and FIG. 4B shows the layer structure at a protrusion of the light-emitting element.
Referring to FIG. 4A, the light emitting element is formed on a transparent substrate 10 having protrusions 11. Here, the protrusion 11 has a kamaboko shape and is densely provided on the substrate surface. The arrangement of the protrusions on the substrate, the cone shape of the protrusions, and the planar shape thereof can also be selected as in the case of the first embodiment. The material of the substrate and the method of forming the protrusions are the same as in Example 1. Further, the substrate is not necessarily a flat plate as in the first embodiment, and may have a curved surface. The pattern formation on the curved surface may be performed using an inkjet technique or the like.
A white light-emitting organic EL layer 60 is sandwiched between the lower transparent electrode (ITO) 12 and the upper transparent electrode 15 and provided on the protruding surface of the protrusion 11. 15 is divided into three in the axial direction of the kamaboko. On each upper transparent electrode, a red transmission filter 30, a green transmission filter 40, and a blue transmission filter 50 are provided.
Referring to the layer structure of the protrusions in FIG. 4B, the light emitting element emits white light on the surface of the substrate protrusion 11 with the lower transparent electrode 12, the white light emitting organic EL layer 60, the upper transparent electrode 15, and the white light. A filter layer for color separation is laminated. Here, the white light emitting organic EL layer 60 is formed by stacking a red light emitting organic EL layer 21, a green light emitting organic EL layer 22, and a blue light emitting organic EL layer 23 without sandwiching electrodes. In the filter layer for color separation of white light, a red transmission filter 30, a green transmission filter 40, and a blue transmission filter 50 are respectively disposed on the upper transparent electrode into which the kamaboko-shaped protrusions are divided.
When electrically driven between each upper transparent electrode 15 and lower transparent electrode 12, the white light-emitting organic EL layer between the electrodes emits light, and the transmitted light color is selected by the corresponding filter. In FIG. 4, the filter is provided only on the upper surface, but may be provided on both the upper and lower surfaces.
A technique for emitting white light by laminating organic EL layers of three colors without interposing an electrode layer has been developed. Further, by selecting an organic EL material, white light can be emitted by a light emitting layer made of a single EL material.

本実施例の発光素子（画素）は、基板に突起部を設け、突出面上に白色の発光層を積層し、さらに白色光を色分解するフィルタが形成されている。このため、この発光素子を用いた発光ユニットは、斜めから発光ユニットを観察した場合でも、視認される各画素の発光輝度の低下が起こり難く、視認性に優れる。また、色フィルタによる色鮮明度の高い表示を得ることができる。
また、図２の３次元の情報表示ユニットでの使用だけではなく、２次元表示に用いた場合でも視野角が広くまた曲面表示が可能なため、携帯端末やＴＶに限らず屋外を含めた各種のディスプレイに用いるのに好適である。 In the light-emitting element (pixel) of this example, a protrusion is provided on a substrate, a white light-emitting layer is stacked on the protruding surface, and a filter that separates white light is formed. For this reason, the light emitting unit using this light emitting element is excellent in visibility because the light emission luminance of each visible pixel is hardly lowered even when the light emitting unit is observed obliquely. In addition, it is possible to obtain a display with high color clarity by the color filter.
In addition to the use in the three-dimensional information display unit shown in FIG. 2, a wide viewing angle and curved display are possible even when used for two-dimensional display. It is suitable for use in a display.

［実施例３］
発光素子１００の構成の第３の実施例について、図５を参照して説明する。
図５は、１つの発光素子（画素）１００の突起部での層断面構造を示す。図３（Ａ）の実施例１の基板突起部１１は中実突起であるのに対して、図５の実施例３では、基板の突起部が中空部１８を有した中空突起である。突起面上に図３の実施例１と同じ積層構造を持っている。実施例２の白色発光有機ＥＬ層を設けることもできる。
本実施例の発光素子（画素）は、突起部が中空であるため、基板の厚さの薄いフレキシブルな基板に対して好都合な構造である。 [Example 3]
A third embodiment of the configuration of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a layer cross-sectional structure at a protrusion of one light emitting element (pixel) 100. In FIG. 3A, the substrate protrusion 11 of Example 1 is a solid protrusion, whereas in Example 3 of FIG. 5, the substrate protrusion is a hollow protrusion having a hollow portion 18. It has the same laminated structure as Example 1 of FIG. 3 on the projection surface. The white light-emitting organic EL layer of Example 2 can also be provided.
Since the light emitting element (pixel) of this embodiment has a hollow protrusion, the light emitting element (pixel) has a structure convenient for a flexible substrate with a thin substrate.

［実施例４］
発光素子１００の構成の第４の実施例について、図６を参照して説明する。
図６は、１つの発光素子（画素）１００の断面構造を示し、発光素子の突起部での層構造を示す。中実突起を透明基板の両面に設けた場合の構造である。突起凸面上に図３の実施例１と同じ積層構造を持っている。
この形態は、図７に示すように、片面に突起をもった基板を透明に接着する工法を用いて背中合わせに貼り合わすことによっても実現できる。
また、この形態は、実施例３の図５に示した基板が中空突起を有し、突起部凸面上に発光層構造をもった発光素子の場合も、図８に示すように、可能である。
図６〜７のいずれの場合も、発光層には、実施例２の白色発光有機ＥＬ層を設けることもできる。
本実施例の発光素子（画素）は、擬似的に無指向性の発光輝点を実現できる。このため、この発光素子を用いた発光ユニットは、あらゆる角度から発光ユニットを観察した場合でも、視認される各画素の発光輝度の低下が起こり難く、視認性に優れる。 [Example 4]
A fourth example of the configuration of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of one light emitting element (pixel) 100 and shows a layer structure at a protrusion of the light emitting element. In this structure, solid protrusions are provided on both sides of the transparent substrate. It has the same laminated structure as Example 1 of FIG. 3 on the protrusion convex surface.
As shown in FIG. 7, this form can also be realized by bonding the substrates having protrusions on one side back to back using a method of bonding them transparently.
Moreover, this form is also possible as shown in FIG. 8 in the case where the substrate shown in FIG. 5 of Example 3 has a hollow protrusion and the light emitting element has a light emitting layer structure on the protrusion convex surface. .
In any case of FIGS. 6 to 7, the white light-emitting organic EL layer of Example 2 can be provided in the light-emitting layer.
The light emitting element (pixel) of this embodiment can realize a pseudo omnidirectional light emitting luminescent spot. For this reason, the light emitting unit using this light emitting element is excellent in visibility because the light emission luminance of each visible pixel hardly decreases even when the light emitting unit is observed from all angles.

［実施例５］
発光素子１００の構成の第５の実施例について、図９を参照して説明する。
図９は、１つの発光素子（画素）１００の断面構造を示し、発光素子の突起部での層構造を示す。中空突起を透明基板の片面に設け、突起凹面上に図３の実施例１と同じ積層構造を持った構成である。
また、片面に突起をもった２つの基板を透明に接着する工法を用いて鏡映対称となるように貼り合わすことによって図７に示したのと同様の球形発光素子が実現できる。構成を図１０に示す。
図９、１０のいずれの場合も、発光層には、実施例２の白色発光有機ＥＬ層を設けることもできる。
本実施例の発光素子（画素）は、基板に中空突起部を設け、その凹面上に発光層を積層して形成されている。このため、この発光素子を用いた発光ユニットは、実施例１と同様、斜めから発光ユニットを観察した場合でも、各画素の発光輝度の低下が起こり難く、視認性に優れる。また、画素の稠密度を高め、画素数の増大化を図ることができる。
また基板の貼り合わせによって、擬似的に無指向性の発光輝点を実現できる。このため、この発光素子を用いた発光ユニットは、あらゆる角度からも視認性に優れる。 [Example 5]
A fifth embodiment of the configuration of the light emitting element 100 will be described with reference to FIG.
FIG. 9 shows a cross-sectional structure of one light emitting element (pixel) 100 and shows a layer structure at a protrusion of the light emitting element. A hollow protrusion is provided on one side of the transparent substrate, and the same laminated structure as that of Example 1 in FIG.
Further, a spherical light emitting element similar to that shown in FIG. 7 can be realized by bonding two substrates having protrusions on one side so as to be mirror-symmetric using a method of transparently bonding. The configuration is shown in FIG.
9 and 10, the white light-emitting organic EL layer of Example 2 can be provided in the light-emitting layer.
The light emitting element (pixel) of this example is formed by providing a hollow protrusion on a substrate and laminating a light emitting layer on the concave surface. For this reason, the light emitting unit using this light emitting element is excellent in visibility because the light emission luminance of each pixel is hardly lowered even when the light emitting unit is observed obliquely, as in the first embodiment. In addition, the density of pixels can be increased and the number of pixels can be increased.
Further, a pseudo omnidirectional light emission luminescent spot can be realized by bonding the substrates. For this reason, the light emitting unit using this light emitting element is excellent in visibility from all angles.

本発明の３次元情報表示装置の構成ブロックダイアグラム示す図である。It is a figure which shows the structure block diagram of the three-dimensional information display apparatus of this invention. 本発明の３次元情報表示装置を構成する表示ユニットの見え方を説明する図である。It is a figure explaining the appearance of the display unit which comprises the three-dimensional information display apparatus of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第１の実施例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the 1st Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第２の実施例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the 2nd Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第３の実施例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the 3rd Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第４の実施例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the 4th Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第４の実施例の別なる構造を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the 4th Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第４の実施例のさらに別なる構造を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the 4th Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第５の実施例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the 5th Example of the display element which comprises the display unit of this invention. 本発明の表示ユニットを構成する表示素子の第５の実施例の別なる構造を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the 5th Example of the display element which comprises the display unit of this invention.

Explanation of symbols

１発光ユニット
２発光制御装置
３表示制御装置
４ＣＰＵ
５メモリ
６データバス
１０基板
１１突起
１２透明電極
１３透明電極
１４透明電極
１５透明電極
１６配線層
１８中空部
２０発光層
２１赤色発光の有機ＥＬ層
２２緑色発光の有機ＥＬ層
２３青色発光の有機ＥＬ層
３０赤色透過フィルタ
４０緑色透過フィルタ
５０青色透過フィルタ
６０白色発光有機ＥＬ層
１００発光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emission unit 2 Light emission control apparatus 3 Display control apparatus 4 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Memory 6 Data bus 10 Board | substrate 11 Protrusion 12 Transparent electrode 13 Transparent electrode 14 Transparent electrode 15 Transparent electrode 16 Wiring layer 18 Hollow part 20 Light emitting layer 21 Organic EL layer of red light emission 22 Organic EL layer of green light emission 23 Organic EL of blue light emission Layer 30 Red transmission filter 40 Green transmission filter 50 Blue transmission filter 60 White light emitting organic EL layer 100 Light emitting element

Claims

A display device that electrically selects and drives a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region and draws a two-dimensional or three-dimensional shape in the region,
The light-emitting element emits light in all directions.

A display device in which two-dimensionally arranged display panels are arranged in a three-dimensional multilayer, and the light-emitting elements are electrically selected and driven to draw a three-dimensional shape,
The light-emitting element emits light in all directions.

A display device having a curved surface and two-dimensionally arranged display panels arranged in a three-dimensional multilayer, and electrically selecting and driving the light-emitting elements to draw a three-dimensional shape,
The light-emitting element emits light in all directions.

The display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the directivity function representing the azimuth characteristic of light emission is constant over approximately 180 degrees with respect to latitude and longitude.

The display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the directivity function representing the azimuth characteristic of light emission is constant over approximately 360 degrees with respect to latitude and longitude.

The display device according to claim 1, wherein the light emitting element is disposed on a protrusion protruding from a plane.

The display device according to claim 1, wherein the light emitting element is disposed on a protruding portion that protrudes on both sides from a plane.

The display device according to claim 1, wherein the light emitting element has a thin film light emitting layer, and the thin film light emitting layer is provided on a protrusion formed on a substrate.

The display device according to claim 8, wherein the thin-film light emitting layer is formed on a protruding surface of the protrusion.

The display device according to claim 8, wherein the protrusion is a hollow protrusion, and the thin-film light emitting layer is formed on an inner surface of the hollow protrusion.

The display device according to claim 8, wherein the substrate is transparent to visible light.

The display device according to claim 8, wherein the thin film light emitting layer is an organic EL (Electro Luminescence) thin film.

The light emission is color RGB light emission, the organic EL thin film is a thin film having a different composition that emits light of each color, and the layers are sandwiched and laminated by transparent electrodes. Display device.

The light emission is white light emission, and the thin-film light-emitting layer has a configuration in which organic EL thin films having different compositions that emit respective colors are laminated, and the light-emitting layer is sandwiched between transparent electrodes that can be electrically driven independently. The display device according to claim 12, wherein each transparent electrode has a color filter that transmits red, green, or blue.

The light emission is white light emission, the thin-film light-emitting layer is an organic EL thin film having a composition that emits white light, and the light-emitting layer is sandwiched and laminated by transparent electrodes that can be electrically driven independently. The display device according to claim 12, wherein the transparent electrode includes a color filter that transmits one of red, green, and blue.

A method of manufacturing a light emitting element of a display device, wherein a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region are electrically selectively driven to draw a two-dimensional or three-dimensional shape in the region, respectively.
Producing a substrate transparent to visible light and having a large number of protrusions on one main surface;
A step of forming a light emitting layer and a transparent electrode transparent to the visible light by driving the light emitting layer on the protruding surface of the protrusion;
A method for manufacturing a light emitting element comprising:

A method of manufacturing a light emitting element of a display device, wherein a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region are electrically selectively driven to draw a two-dimensional or three-dimensional shape in the region, respectively.
Producing a substrate transparent to visible light and having a large number of protrusions on both main surfaces;
A step of forming a light emitting layer and a transparent electrode transparent to the visible light by driving the light emitting layer on the protruding surface of the protrusion;
A method for manufacturing a light emitting element comprising:

A method of manufacturing a light emitting element of a display device, wherein a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional or three-dimensional space region are electrically selectively driven to draw a two-dimensional or three-dimensional shape in the region, respectively.
Forming a large number of hollow protrusions on the main surface of the substrate transparent to visible light;
A step of forming a light emitting layer and an electrode that is transparent to the visible light by driving the light emitting layer on the protruding surface or the hollow inner surface of the protrusion,
A method for manufacturing a light emitting element comprising:

A step of bonding the two substrates so that the protrusions are mirror-symmetrical;
The method for manufacturing a light-emitting element according to claim 16, comprising:

The display method according to claim 16, wherein the light emitting layer is an organic EL (Electro Luminescence) thin film.

The light emission is a color RGB light emission, and the organic EL thin film is a thin film of a different composition that emits the respective colors, and each of the layers is sandwiched and laminated by the transparent electrode. 20. A method for producing a light emitting device according to 20.

The light emission is white light emission, and the thin-film light-emitting layer has a structure in which organic EL thin films having different compositions that emit respective colors are stacked, and the light-emitting layer is electrically driven independently by the transparent electrode. 21. The method for manufacturing a light-emitting element according to claim 20, wherein the transparent electrodes are sandwiched and stacked, and each of the transparent electrodes has a color filter that transmits red, green, or blue.

The light emission is white light emission, the thin-film light-emitting layer is a single organic EL thin film having a composition that emits white light, and the light-emitting layer is sandwiched and laminated by transparent electrodes that can be electrically driven independently. 21. The method of manufacturing a light emitting device according to claim 20, wherein each of the transparent electrodes has a color filter that transmits red, green, or blue.