JP2011175974A - 発光装置、表示装置、車両 - Google Patents
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Abstract
の像を同時に見ることができる発光装置と、表面からも裏面からも同時に正立像を見るこ
とができる発光装置、及び表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】両側から発光を取り出す発光装置において、一方の発光を半透過反射膜を備
えた支持体で反射させることで、発光装置のもう一方の表示と同一の表示を反転すること
なく支持体上に映し出すことができ、同時に支持体を通じて外部の情報を得ることができ
る。
【選択図】図1
Description
す)を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ELディスプレイ、
又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い
応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携
帯情報端末(PDA)をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
と、陰極との間に挟まれた構造を有し、陽極と陰極とに電界を加えることにより、有機化
合物を含む層(EL層)中の発光層において、正孔と電子とが再結合して励起子を生成し
、基底状態に戻る際のエネルギー差が光として取り出される。なお、EL素子からの発光
は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態
に戻る際の発光(リン光)とがある。
光層、電子輸送層、電子注入層を適宜組み合わせた構造となっている。有機化合物を含む
層(EL層)を形成する材料は低分子系(モノマー系)材料と高分子系(ポリマー系)材
料に大別され、低分子系材料は、蒸着装置を用いて成膜されるのが一般的である。
して利用することができ、陽極に透明電極であるITOを用いて、陽極側から発光を取り
出す発光装置が一般的である(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、近年は陽極と
陰極の両者に透明電極を用いて両側から発光を取り出す発光装置が開発され(例えば、非
特許文献1参照)、注目を集めている。
右が反転している)という問題点があるため、同時に表面からと裏面から正立像を見るこ
とができないという問題がある。
面からも同時に正立像を見ることができる発光装置を提供することを目的とする。
から出射した発光により形成される表示画像が、反射性および透過性を備えた膜(半透過
反射膜)に入射する構成を有する表示装置である。
左右対称の反転像となっているが、一方の側の発光を反射させ、反転させることで、同一
の表示が得られるようになる。
換し正立像とした像とすることにより、両画像を視認できる。
図1に本発明の表示装置の一例を示す。表示装置は、発光装置21、光学装置22、半
透過反射膜23、支持体24とから構成される。
画像を得ることができる。ここで発光装置21の一面(図1の左側)からは正立像が得ら
れ、他面(図1の右側)からは前記正立像を左右が逆になった反転像が得られる。なお、
発光装置21の両面に偏光板を貼り合わせることで非透過型の両面発光にすることも可能
である。
お、光学装置22は、光路または光路長を調整することで、画像サイズを変えることや、
色補正することが可能となっている。当該光学装置22に取り込まれた発光装置21の表
示画像は、透明な支持体24に入る。なお、支持体24の表面には半透過反射膜23が設
けられており、発光装置21からの表示画像のうち、半透過反射膜23により反射した像
は、さらに左右が反転され、正立像として映し出される。なお、前記透明な支持体24と
しては、ガラスまたは石英、プラスチックなどを用いることができる。この構成を用いる
ことにより、支持体24を介して視認できる外界像と、元は反転像として映し出された像
を反転されることにより正立像となった像との両画像の合成像を視認することができる。
本実施の形態では半透過反射膜23を用いたが、光を通さない反射膜(鏡)を用いても
良い。この場合、支持体24は透明である必要はない。
よび反転像が表示された場合にも、両画像を正立像として表示させることが可能となる。
明する。
内部図を示しており、2000はハンドル、2001はフロントガラス、2007はイン
テリア、2008は操作ボタンである。インテリア2007に本発明の発光装置が設置さ
れており、表示部A2002、表示部B2003、表示部C2004、表示部D2005
及び表示部E2006に映像が表示される。なおフロントガラス2001は、実施の形態
で示した支持体24に相当する。
ロントガラス2001とで、実施の形態で示したような構成としている。本発明の発光装
置は両面発光が可能であり、運転手と反対側から出た発光がフロントガラス2001の表
示部A2002と表示部B2003の少なくとも一方に表示されるが、フロントガラス2
001中の表示が行われる部分には半透過反射膜が設けられており、フロントガラス20
01を通して外部を視認することができると同時に、インテリア2007と同じ表示画像
を見ることができる。本発明の表示装置はインテリア2007の表示部C2004、表示
部D2005、表示部E2006に画像を表示すると同時に、フロントガラス2001の
表示部A2002と表示部B2003の少なくとも一方にも表示がなされ同様の情報を乗
車者に与える。
する内容としては、運転者に道案内をするカーナビゲーションの画像や、スピードメータ
、時計などの情報を表示することができる。利用者は操作ボタン2008によってその表
示画面の操作を行う。
ある。図3(a)〜3(c)において、2102はフロントガラス、2103a〜210
3dはカメラ、2104a及び2104bはセンサ、2105a及び2105bはライト
、2106はバンパー、2107は車輪、2109はCPU、2110は運転者、211
1はリアウィンドガラスである。なお図示してないが、車両は、電気やガソリンなどのエ
ネルギー源と、エンジンなどの動力を供給する原動機や、動力伝達装置、ブレーキ装置、
ステアリング装置、懸架装置、補器類、装備品等を具備する。なお、カメラ、センサ及び
マイクロフォン等の個数や設置箇所は図示した場合に限定されず、任意に決定することが
できる。
ウガラス2111の少なくとも一方を用いて実施の形態に示したような本発明の発光装置
を実現している。表示がなされるフロントガラス2102とリアウィンドウガラス211
1は実施の形態で示した支持体24に相当し、表示がなされる部分には半透過反射膜23
が備えられている。本発明の発光装置は、表示がなされるフロントガラス2102とリア
ウィンドウガラス2111が透光性の機能と画像を表示する機能を有しているため、視界
を妨げず必要に応じて画像を表示することができる。つまり、さらなる高機能性、高付加
価値を備えた車両となっている。
ウガラス2111が透光性を有しているので、運転者2110の視界を妨げない。よって
表示A2101のように、フロントガラス2102上に時計表示画像やスピードメータの
表示画像などを表示させることができる。表示する内容や、表示、非表示の切り替えは、
ボタン操作で、運転者が必要に応じて操作することができるようにするとよい。
3dを設置しこれらから得られる情報を車両中のフロントガラス2102とリアウィンド
ウガラス2111に表示してもよい。これらの車両の外部情報を検出する検出手段によっ
て、検出された情報は、本発明の表示手段である車両中のフロントガラス2102とリア
ウィンドウガラス2111によって表示されるだけでもよいが、車両のスピーカを用いて
、音声によっても車両の危険などを運転者に警告できるようにしてもよい。上記のシステ
ムのため、車両の内部にCPU2109を配置することが好適であり、該CPU2109
に必要な全ての要素を接続すればよい。
にその情報が伝わり表示部Aと表示部B2108によりその警告がなされることでより安
全な運転が実現されうる。これ以外にも、カメラ2103a〜2103dが外部の障害物
や車両の状態を撮像し、表示部A2101や表示部B2108を用いて運転者、また車両
外の人に危険情報等を知らせてもよい。このように、本発明の発光装置を具備した車両は
、運転者にも車両外の人にとっても安全で快適な運転ができる高付加価値な車両である。
した乗用車の他、スポーツカー、トラック、バス、ステーションワゴン、特用車(救急車
等)、特殊車(トラクター等)及び特装車(タンクローリー車等)等の自動車、電車、自
動二輪車などが挙げられる。それらの一例を図4(a)〜4(c)に示す。
フロントガラス2006等を含むバスである。フロントガラス2006が図1の半透過反
射膜23および支持体24として機能するようになっており、表示部A2000、表示部
B2001に例えばカーナビゲーションシステムからの情報を表示することができる。
図4(b)は、カメラ2012、センサ2013、ライト2014及び車輪2015を
含むスポーツカーである。フロントガラス2017が図1の半透過反射膜23および支持
体24として機能するようになっており、表示部A2010に例えばカーナビゲーション
システムからの情報を表示することができる。
図4(c)は、カメラ2024、センサ2023、ライト2026及び車輪2025を
含む電車である。フロントガラス2028や乗客等を運ぶ車両の窓ガラス2029が図1
の半透過反射膜23および支持体24として機能するようになっており、表示部A202
1、表示部B2022に例えば電車の集中管理室からの情報や乗客を楽しませる映像を表
示することができる。
能を兼ね備えているので、実施例のようにフロントガラスや車両側面の窓ガラスに表示部
が設置されても、外部を視認することができる。つまり、乗車者等は、より多くの情報を
得ることができる。
ナビゲーションシステムとして用いるのは有益である。カーナビゲーションシステムとは
走行中の車両の現在位置・進行方向などの情報を人工衛星・地磁気計・走行距離計などを
利用して測定し、車内の画面上に表示して運転者に知らせる装置である。よって、運転者
は運転しながらカーナビゲーションシステムを利用することが多い。しかし、従来のナビ
ゲーションシステムでは表示する画面がフロントガラスより下側にあることが多く、運転
者は前方から視線を離してしまう危険がある。運転手は車外前方進行方向の人や道の様子
を見ながら、カーナビゲーションシステムからの画像による情報を得ることができる。よ
って、安全かつ便利で快適な運転をすることができる。
表示用として用い、日中は発光装置21で表示される反転像を光学系により正立像に変換
した像を視認するよう、切り替えることも可能である。このようにすることにより、夜間
など車外が暗い状況下においてフロントガラスに映った表示により外界が見えにくくなる
ことを防ぐことができ、車外の外界像の視認性を高めることができる。
窓ガラスやあるいはサンルーフと呼ばれる車両の上方(天井)に設置される窓ガラスどこ
にでも自由に設置することができる。
反射膜23に投影する例を示したが、発光装置と半透過反射膜の間にミラー等の複数の光
学装置を挟む構造にしてもよく、この構造について図7(a)と図7(b)を用いて説明
する。
挟んだ構造を示す。ミラーの枚数は奇数枚であれば3枚には限定されない。発光装置71
からの像は片面側(図7(a)中の左側)が正立像で他面側(図7(a)中の右側)は左
右対称の反転像となっていため、片面側(図7(a)中の左側)にいる人Aは発光装置7
1から直接正立像を見ることができる。他面側(図7(a)中の右側)からの像は反転像
であるが、これをミラー72で反射することで正立像とすることができ、その後ミラー7
3で再度反転像になるがミラー74により再度正立像となり、この正立像が半透過反射膜
75に映る。したがって、他面側(図7(a)中の右側)にいる人Bも正立像を見ること
ができる。
用いることで、必要な光学系を小さくすることができる。また、反射させるミラーとは別
の縮小・拡大させる物(レンズ等)を用いてもよい。
れには限定されず半透過反射膜75はミラーの位置を変えて像が正しく映るようにすれば
どこに置いてもよい。
構造を示す。ミラーの枚数は偶数枚であれば2枚には限定されない。発光装置76からの
像は片面側(図7(b)中の左側)が正立像で他面側(図7(b)中の右側)は左右対称
の反転像となっていため、片面側(図7(b)中の左側)にいる人Aは発光装置76から
直接正立像を見ることができる。他面側(図7(b)中の右側)からの像は反転像である
が、これをミラー77で反射することで正立像とすることができ、その後ミラー78で再
度反転像になり、これが半透過反射膜79に映る。この像は半透過反射膜79の片面側(
図7(b)中の左側)から見る人Bにとっては正立像として認識される。
に置いてもよい点は前述と同じである。また、半透過反射膜79は反射膜(鏡)とするこ
ともできる。
には薄膜となるが、均一な発光を得るためには、平滑性があるように成膜することが重要
である。平滑性のない膜上で有機化合物を含む層(EL層)の蒸着成膜を行うと、有機化
合物を含む層(EL層)の蒸着膜が凹凸をカバーしきれず、ピンホールが開きやすい。こ
の状態では、陽極と陰極間でショートを起こしやすく、表示装置中の点欠陥の原因となっ
てしまう。
なりやすく、結晶粒が成長した結果、突起ができてしまうため、平滑性のある膜を成膜す
ることは難しい。このような突起のあるITO膜では、突起をカバーするために有機化合
物を含む層(EL層)の蒸着膜を厚くする必要があり、駆動電圧の上昇の原因となってい
た。さらに、有機化合物を含む層(EL層)は透明性の低い材料が多いため、厚くなると
、透過率が低下する原因にもなっていた。
られるが、製造コストが高くなり、製造工程が増えるため生産性(スループット)が低下
する問題もあった。
くする方法について説明する。すなわち、EL素子の陽極が導電性高分子であることを特
徴とした発光素子について説明する。
ーを含んだものなどを用いることができる。なお、ドーパントと導電性フィラーの両方を
含んでいてもよい。本実施例に開示する構造は、平坦性の劣るITO膜を陽極として用い
ず、平坦性の高い導電性高分子を陽極とする。したがって、有機化合物を含む層(EL層
)の膜厚を薄くすることができるため、透過性の高い発光素子となる。前記導電性高分子
からなる陽極に電気的信号を伝達するために陽極と接して設けられる配線は、仕事関数の
高い材料で構成されていることが望ましい。この場合、導電性高分子への正孔注入がスム
ーズとなり、エネルギー障壁が減少することから発光開始電圧の上昇を抑制することがで
きる。
置1は基板10上に、配線11、陽極として機能する導電性高分子層12、正孔輸送層1
3、発光層14、電子輸送層15、電子注入層16、陰極17を順次有し、基板10側と
陰極17側から発光を取り出す構造となっている。この構造の中で、電子注入層と電子輸
送層は、分離せずに、電子注入輸送層のように一つの層としてもよい。また、正孔輸送層
あるいは電子輸送層が発光層を兼ねていても良い。また、これらの層を形成する材料は、
有機化合物、または無機化合物、または有機及び無機の混合物であっても良い。なお、本
明細書では陽極として機能する導電性高分子層12と陰極17間の層(正孔輸送層13、
発光層14、電子輸送層15、電子注入層16)は総称して有機化合物を含む層(EL層
)と呼んでいる。
であるが、以下では、両側から発光を取り出す場合について述べる。
材料を用いる。
好ましく、例えば、AlやAl合金等を用いることが望ましい。また、配線11が陽極と
して機能する導電性高分子層12と接していることから、約4eV以上、好ましくは約4
〜7eVの仕事関数を有する金属、合金、導電性化合物又はその混合物を配線11に用い
ることによって、当該配線11から前記陽極として機能する導電性高分子層12への正孔
注入性を高めてもよい。なお、配線11に用いる材料の具体例としては、金、銀、銅、白
金、パラジウム、タングステン、ニッケル等が挙げられる。
の高い導電性高分子が良く、さらに透明性のある材料が選定される。例えば、ポリエチレ
ンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリスチレンスルホン酸(PSS)、ポリチオフ
ェン(PT)、ポリアセチレン等を主成分とした材料、またはこれら物質を基本骨格にも
つ材料などを用いることができる。
ポリスチレンスルホン酸(PSS)、ポリチオフェン(PT)、ポリアセチレンを主成分
とする材料である場合、図5(b)に示すように電気伝導性を高めるためのドーパント1
8などが添加されていても良い。そのようなドーパントとしては、F4−TCNQ、Fe
Cl3、C60、ヨウ素(I)などが挙げられる。また、上記ドーパント以外にも、図5(
c)で示すように、導電性フィラー19などが含有されていてもよい。導電性フィラー1
9としては、例えば金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、カーボンブラック、カーボン
ナノチューブ等のナノ粒子が好ましい。これらの材料は導電性高分子を塗布した後、下方
に偏析し、あたかも導電性フィラー層と導電性高分子層のような二層分離状態となる。し
たがって、配線11からの正孔は導電性フィラーを通り、導電性高分子層に注入されるた
め、発光しやすくなる。
ドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾ−ル誘導体、イミダゾール誘導体、アミ
ノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等を用いることができる。
層のホスト材料にはキノリノナト金属錯体が好ましく、具体例としては、トリス−8−キ
ノリノナトアルミニウム錯体(Alq3)、トリス−8−キノリノナトガリウム錯体、ビ
ス−8−キノリノナトマグネシウム錯体、ビス−8−キノリノナト亜鉛錯体、トリス−(
5−メチル)−8−キノリノナトアルミニウム錯体、トリス−(7−プロピル)−8−キ
ノリノナトアルミニウム錯体、ビス[ベンゾ{f}−8−キノリノナト]アルミニウム錯
体等があるが、これらに限定されるものではない。
その誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体
、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニ
トロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。また、電子輸送層は発光層を兼ねた
ものであってもよく、例えば、発光層にAlq3を用いた場合は、同一材料であるAlq3
を使用することが好ましい。
料単体でも良いが、アルカリ金属がドーピングされていた方が電子注入の効果が高い。
るいはこれらの1種類以上を含む合金の薄膜、好ましくは、酸化インジウム錫(ITO)
、酸化錫、酸化亜鉛等の透明導電膜等から構成される。また、透明あるいは半透明材料に
、Li、Cs等を添加した膜でも良い。
物と無機物の多層膜構造等で構成されるが、透過率が大幅に低下しない程度の膜厚に成膜
される。これらの膜は有機化合物を含む層(EL層)へ水分が進入するのを防止すること
ができ、信頼性が向上する。
。なお、ドーパント18、またはフィラー19を分散させる構成としても良い。正孔輸送
層13、発光層14、電子輸送層15及び電子注入層16は、均質な薄膜が形成できるこ
とから真空蒸着法を用いることが好ましい。その際の成膜レートは0.01nm/sec
〜1nm/secとすることが好ましい。成膜レートが早すぎると、均質な膜厚が得られ
ず、素子の開始電圧の高電圧化や、電荷の注入効率が低下する等の不具合を生じる可能性
がある。
させる場合、有機化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好まし
いが、蒸気圧(蒸発速度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じボート内で混
合させておき、蒸着することもできる。また、真空蒸着法以外に溶液塗布法(スピンコー
ト、ディップ、キャスト等)、ラングミュア・ブロジェット(LB)法などを用いること
もできる。
成するため、平滑性が非常に良く、積層させる発光層を薄くすることができる。そのため
、透過性の高い両面発光装置となる。また、電極間でのピンホールによるショートが少な
くなり、点欠陥やダークスポットが減少するメリットも有する。
本発明の発光素子が直接作製されたパッシブ型の発光装置を形成することができる。また
それ以外に、図6に示すような、TFT(Thin Film Transistor)
アレイ基板上に発光素子が形成され、当該TFTアレイ基板に設けられたトランジスタ等
によって発光素子の駆動が制御されるアクティブマトリクス型の発光装置を構成してもよ
い。なお、図6で110は基板、111と112はTFT、113はEL発光素子(陽極
114、有機化合物を含む層(EL層)115、陰極116を含む)を示す。
Claims (7)
- 陽極としての機能を有する導電性高分子層と、
前記導電性高分子層上のEL層と、
前記EL層上の陰極と、を有することを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記導電性高分子層にはドーパントが含有されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記導電性高分子層下に接する導電層を有し、
前記導電性高分子層には複数の導電性粒子が含有されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記導電性高分子層下に接する導電層を有し、
前記導電性高分子層にはドーパント及び複数の導電性粒子の双方が含有されていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記導電性高分子層は正孔注入層としての機能も有することを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の発光装置と、
前記発光装置により形成される表示画像が入射される半透過反射膜と、を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の発光装置と、
前記発光装置により形成される表示画像が入射される半透過反射膜が設けられたフロントガラスと、を有することを特徴とする車両。
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