JP3234936B2 - 有機発光素子および画像表示装置 - Google Patents
有機発光素子および画像表示装置Info
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- JP3234936B2 JP3234936B2 JP20547893A JP20547893A JP3234936B2 JP 3234936 B2 JP3234936 B2 JP 3234936B2 JP 20547893 A JP20547893 A JP 20547893A JP 20547893 A JP20547893 A JP 20547893A JP 3234936 B2 JP3234936 B2 JP 3234936B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, covered by group H10K10/00
- H10K19/901—Assemblies of multiple devices comprising at least one organic element specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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- H10K59/32—Stacked devices having two or more layers, each emitting at different wavelengths
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ、ディスプレー
として用いられる有機発光素子および画像表示装置に関
する。
として用いられる有機発光素子および画像表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像表示装置の要求は次第に高度
なものとなり、その１つはカラー化であり、さらに薄型
化、低コスト化、高精細度化等の要望が高まっている。
従来はブラウン管に代表される画像表示装置が一般的で
あったが、薄型化等の要求から液晶を用いた表示素子等
の進展がいちじるしい。
なものとなり、その１つはカラー化であり、さらに薄型
化、低コスト化、高精細度化等の要望が高まっている。
従来はブラウン管に代表される画像表示装置が一般的で
あったが、薄型化等の要求から液晶を用いた表示素子等
の進展がいちじるしい。
【０００３】ブラウン管ではカラー化のために赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体がマトリックス上
に配列しており、各々の色に対応するように制御された
電子ビームで蛍光体を励起することによって、蛍光体か
ら蛍光が発生し、カラー画像の表示が可能となる。
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体がマトリックス上
に配列しており、各々の色に対応するように制御された
電子ビームで蛍光体を励起することによって、蛍光体か
ら蛍光が発生し、カラー画像の表示が可能となる。
【０００４】そのさい、赤，緑，青の３色は平面の３分
の１をそれぞれ微細な発光部として平面を占有する。肉
眼ではその細かな平面上の集合の平均値をカラー画像と
して認識している。
の１をそれぞれ微細な発光部として平面を占有する。肉
眼ではその細かな平面上の集合の平均値をカラー画像と
して認識している。
【０００５】一方、液晶表示においてカラー化の原理は
ブラウン管と同様で、特開昭６１−１５３６９３号公報
に示すようにやはり平面を３分の１ずつ占有している。
ブラウン管と同様で、特開昭６１−１５３６９３号公報
に示すようにやはり平面を３分の１ずつ占有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成では、２次元に配置された蛍光体のＲ，Ｇ，Ｂ３画
素が１つの単位カラー画素を構成するため、モノクロ表
示に比べ解像度が低下するという問題点を有していた。
構成では、２次元に配置された蛍光体のＲ，Ｇ，Ｂ３画
素が１つの単位カラー画素を構成するため、モノクロ表
示に比べ解像度が低下するという問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するもので、平
面を占有する３色のマトリックス状の蛍光体を用いな
い、高解像度の画像表示装置を提供することを目的とす
る。
面を占有する３色のマトリックス状の蛍光体を用いな
い、高解像度の画像表示装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の有機発光素子は、電極間に有機物からなる
電子輸送層と正孔輸送層を有し、前記電極間に電流を流
すことにより発光するセルを複数組積層して合成光を
得、この合成光を片側から取り出す有機発光素子であっ
て、前記合成光を取り出す側とは反対の端に位置する前
記セルを除くセルにおいて、前記電極の両方が透明であ
り、その内の一方の電極が透明性を持たせた金属膜、あ
るいは微細な穴を開けた金属膜であることを特徴とす
る。また、本発明の画像表示装置は、電極間に有機物か
らなる電子輸送層と正孔輸送層を有し、前記電極間に電
流を流すことにより発光するセルを複数組積層して合成
光を得る画素が、基板上にマトリクス状に形成された有
機発光素子を備え、前記有機発光素子は前記合成光を片
側から取り出す有機発光素子であって、前記合成光を取
り出す側とは反対の端に位置する前記セルを除くセルに
おいて、前記電極の両方が透明であり、その内の一方の
電極が透明性を持たせた金属膜、あるいは微細な穴を開
けた金属膜であることを特徴とする。
に、本発明の有機発光素子は、電極間に有機物からなる
電子輸送層と正孔輸送層を有し、前記電極間に電流を流
すことにより発光するセルを複数組積層して合成光を
得、この合成光を片側から取り出す有機発光素子であっ
て、前記合成光を取り出す側とは反対の端に位置する前
記セルを除くセルにおいて、前記電極の両方が透明であ
り、その内の一方の電極が透明性を持たせた金属膜、あ
るいは微細な穴を開けた金属膜であることを特徴とす
る。また、本発明の画像表示装置は、電極間に有機物か
らなる電子輸送層と正孔輸送層を有し、前記電極間に電
流を流すことにより発光するセルを複数組積層して合成
光を得る画素が、基板上にマトリクス状に形成された有
機発光素子を備え、前記有機発光素子は前記合成光を片
側から取り出す有機発光素子であって、前記合成光を取
り出す側とは反対の端に位置する前記セルを除くセルに
おいて、前記電極の両方が透明であり、その内の一方の
電極が透明性を持たせた金属膜、あるいは微細な穴を開
けた金属膜であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成において、各発光セルか
らの発光スペクトラムが画面の奥行き方向に重ね合わさ
れた結果、画像を構成する個々の画素の色が決定される
ものである。従って、例えば従来のカラー画像表示装置
においてＲ，Ｇ，Ｂ３画素を１つの基本単位として表示
されていたカラー画像が、１画素の大きさで表示できる
ようになり、解像度が向上する。
らの発光スペクトラムが画面の奥行き方向に重ね合わさ
れた結果、画像を構成する個々の画素の色が決定される
ものである。従って、例えば従来のカラー画像表示装置
においてＲ，Ｇ，Ｂ３画素を１つの基本単位として表示
されていたカラー画像が、１画素の大きさで表示できる
ようになり、解像度が向上する。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例の画像表示装置につい
て、図１〜３を参照しながら説明する。
て、図１〜３を参照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の実施例における有機発光素
子の断面構造を示す。図１において、１は透明基板、２
は第１の透明電極（＋）、３は有機ホール輸送材料から
なる第１の正孔輸送層、４は有機発光材料からなる第１
の電子輸送層、５は第２の透明電極（−）、６は透明絶
縁板を示す。第１の透明電極（＋）２から第２の透明電
極（−）５までの間で第１の発光セルを構成する。
子の断面構造を示す。図１において、１は透明基板、２
は第１の透明電極（＋）、３は有機ホール輸送材料から
なる第１の正孔輸送層、４は有機発光材料からなる第１
の電子輸送層、５は第２の透明電極（−）、６は透明絶
縁板を示す。第１の透明電極（＋）２から第２の透明電
極（−）５までの間で第１の発光セルを構成する。
【００１２】７は第３の透明電極（＋）、８は第２の正
孔輸送層、９は第２の電子輸送層、１０は第４の透明電
極（−）をそれぞれ示す。第３の透明電極（＋）７から
第４の透明電極（−）１０までで第２の発光セルとな
る。第１の発光セルと第２の発光セルとの違いは、それ
ぞれの有機発光層の材料が異なることと、光は片側から
取り出せばよいから、第４の透明電極（−）１０は不透
明でよい。さらに反射膜として使うために反射係数の大
きい金属材料が適している。図１では２色の構成を示し
たが、３色の場合にはさらにもう１層加わる。
孔輸送層、９は第２の電子輸送層、１０は第４の透明電
極（−）をそれぞれ示す。第３の透明電極（＋）７から
第４の透明電極（−）１０までで第２の発光セルとな
る。第１の発光セルと第２の発光セルとの違いは、それ
ぞれの有機発光層の材料が異なることと、光は片側から
取り出せばよいから、第４の透明電極（−）１０は不透
明でよい。さらに反射膜として使うために反射係数の大
きい金属材料が適している。図１では２色の構成を示し
たが、３色の場合にはさらにもう１層加わる。
【００１３】以上のように構成された発光セルについ
て、以下にその動作を説明する。まず最初に、本発明に
用いられる発光セルの構造とその発光メカニズムについ
て、既に公知ではあるが簡単に述べる。
て、以下にその動作を説明する。まず最初に、本発明に
用いられる発光セルの構造とその発光メカニズムについ
て、既に公知ではあるが簡単に述べる。
【００１４】図１において、第１の透明電極（＋）２と
第２の透明電極（−）５の両電極間に電流を流す。第１
の電子輸送層４は電子の移動のみが可能な層で、一方、
第１の正孔輸送層３は正孔のみ移動が可能な層であり、
両電極から注入された電子および正孔は、第１の電子輸
送層４と第１の正孔輸送層３の界面で再結合する。この
再結合の際のエネルギの放出が光となって現われるもの
で、これが発光のメカニズムである。
第２の透明電極（−）５の両電極間に電流を流す。第１
の電子輸送層４は電子の移動のみが可能な層で、一方、
第１の正孔輸送層３は正孔のみ移動が可能な層であり、
両電極から注入された電子および正孔は、第１の電子輸
送層４と第１の正孔輸送層３の界面で再結合する。この
再結合の際のエネルギの放出が光となって現われるもの
で、これが発光のメカニズムである。
【００１５】この構成は、１９８７年にＴａｎｇらによ
って報告されたものである（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ ａｎｄ
Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ ５１（１２），ｐ．９１３，
１９８７）。
って報告されたものである（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ ａｎｄ
Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ ５１（１２），ｐ．９１３，
１９８７）。
【００１６】この発光セルは注入電流を大きくするにつ
れて、発光輝度も上昇する。その後の研究の進展によ
り、電子輸送層、正孔輸送層の材料を選択することによ
って、赤，緑，青のカラー３原色を発する発光セルを構
成することができることも報告されている。また、電子
輸送層と正孔輸送層の界面近傍にドーピングを行う方法
や、両層の間に新たな有機層を形成する方法等により、
発光効率を向上させる可能性についても報告されてい
る。
れて、発光輝度も上昇する。その後の研究の進展によ
り、電子輸送層、正孔輸送層の材料を選択することによ
って、赤，緑，青のカラー３原色を発する発光セルを構
成することができることも報告されている。また、電子
輸送層と正孔輸送層の界面近傍にドーピングを行う方法
や、両層の間に新たな有機層を形成する方法等により、
発光効率を向上させる可能性についても報告されてい
る。
【００１７】図２に画像表示装置の斜視図を示す。画像
表示装置では各場所の色、強度がそれぞれ異なるため
に、平面をセグメントに分割しなければならない。
表示装置では各場所の色、強度がそれぞれ異なるため
に、平面をセグメントに分割しなければならない。
【００１８】図１では１枚のガラス基板の上に複数の発
光セルを構成した場合を示したが、それぞれ独立の基板
の場合の発光セルの構成図を図３に示す。
光セルを構成した場合を示したが、それぞれ独立の基板
の場合の発光セルの構成図を図３に示す。
【００１９】単独の発光セルの場合には片側の電極をイ
ンヂウムとスズの酸化物いわゆるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ
ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）透明電極として、他方をＭｇ等
の金属を用いてＩＴＯの電極側から光を取り出せばよか
ったが、本発明では両方の電極とも透明でなければなら
ない。透明電極を実現するために従来金属を用いていた
マイナス電極の選択には注意しなければならない。本発
明では金属電極の場合には透明性を持たせるために２つ
の手段を選択した。１つは金属に微細な穴を開けてその
穴を通して光の通過を可能とするものである。もう１つ
は金属をできる限り薄くして半透明膜とすることで光の
透過を可能とした。なお上記の金属には金、銀、アルミ
ニウム、ニッケル、マグネシウム、インヂウムなどの金
属を用いることができる。
ンヂウムとスズの酸化物いわゆるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ
ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）透明電極として、他方をＭｇ等
の金属を用いてＩＴＯの電極側から光を取り出せばよか
ったが、本発明では両方の電極とも透明でなければなら
ない。透明電極を実現するために従来金属を用いていた
マイナス電極の選択には注意しなければならない。本発
明では金属電極の場合には透明性を持たせるために２つ
の手段を選択した。１つは金属に微細な穴を開けてその
穴を通して光の通過を可能とするものである。もう１つ
は金属をできる限り薄くして半透明膜とすることで光の
透過を可能とした。なお上記の金属には金、銀、アルミ
ニウム、ニッケル、マグネシウム、インヂウムなどの金
属を用いることができる。
【００２０】さらに、マイナス電極はイオン化ポテンシ
ャルの小さいことが望まれるが、有機導電材料を用いた
電極が透明性も満たしているために有効であることを見
いだした。
ャルの小さいことが望まれるが、有機導電材料を用いた
電極が透明性も満たしているために有効であることを見
いだした。
【００２１】図１、図２、図３で示した画像表示装置
は、基板をガラス等の透明材料を意図して記したが、特
にガラス等の剛性の高い材料を用いる必要はなく、有機
膜を用いた基板でも本発明の素子あるいは装置は可能と
なる。その場合には、全体の厚みが１ミリ以下の可撓性
を有するカラーの画像表示装置が可能となる。
は、基板をガラス等の透明材料を意図して記したが、特
にガラス等の剛性の高い材料を用いる必要はなく、有機
膜を用いた基板でも本発明の素子あるいは装置は可能と
なる。その場合には、全体の厚みが１ミリ以下の可撓性
を有するカラーの画像表示装置が可能となる。
【００２２】次に本発明による実施例の画像表示装置の
構成について図２を参照しながら説明する。図２におい
て、第１の透明基板１１の上にはマトリックス状に青色
発光セル１２が規則正しく配列されていて、例えば４６
０ｎｍに発光中心を持つ青色光１３が各発光セルから独
立に放射される。第２の透明基板１４上にも同様に、マ
トリックス状の緑色発光セル１５が構成されており、例
えば５２０ｎｍに発光中心を有する緑色光１６を放射す
る。第３の透明基板１７上にも同様に、マトリックス状
の赤色発光セル１８が構成されており、例えば６２０ｎ
ｍに発光中心を有する赤色光１９を放射する。
構成について図２を参照しながら説明する。図２におい
て、第１の透明基板１１の上にはマトリックス状に青色
発光セル１２が規則正しく配列されていて、例えば４６
０ｎｍに発光中心を持つ青色光１３が各発光セルから独
立に放射される。第２の透明基板１４上にも同様に、マ
トリックス状の緑色発光セル１５が構成されており、例
えば５２０ｎｍに発光中心を有する緑色光１６を放射す
る。第３の透明基板１７上にも同様に、マトリックス状
の赤色発光セル１８が構成されており、例えば６２０ｎ
ｍに発光中心を有する赤色光１９を放射する。
【００２３】赤色光１９と緑色光１６は、透明な各基板
および各発光セルを透過し、青色発光セル１２の上部に
到達する。ここで上記した２色と、最上層から発せられ
た青色光１３が重なり合い、合成色が得られる。各発光
セルの発光強度は注入する電流の大小により自由に制御
されるので、カラー画像に必要な任意の色が合成できる
ことになる。各発光セルからの発光には指向性がなく、
全方位にわたって光は進行するが、各基板および各発光
セルの厚みを薄くすることができるため、マトリックス
の他の領域に到達して色の質を低下させることはない。
従って、本発明によれば、上記した３原色の合成が１つ
の画素内において完結し、１つの画素の大きさが単位カ
ラー画素を構成することになり、従来に比べて解像度の
高い画像表示装置が実現できる。
および各発光セルを透過し、青色発光セル１２の上部に
到達する。ここで上記した２色と、最上層から発せられ
た青色光１３が重なり合い、合成色が得られる。各発光
セルの発光強度は注入する電流の大小により自由に制御
されるので、カラー画像に必要な任意の色が合成できる
ことになる。各発光セルからの発光には指向性がなく、
全方位にわたって光は進行するが、各基板および各発光
セルの厚みを薄くすることができるため、マトリックス
の他の領域に到達して色の質を低下させることはない。
従って、本発明によれば、上記した３原色の合成が１つ
の画素内において完結し、１つの画素の大きさが単位カ
ラー画素を構成することになり、従来に比べて解像度の
高い画像表示装置が実現できる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えば複
数色の合成が１つの画素内において完結でき、解像度の
高い画像表示装置を容易に実現することができる。
数色の合成が１つの画素内において完結でき、解像度の
高い画像表示装置を容易に実現することができる。
【図１】本発明の一実施例における有機発光素子の断面
図
図
【図２】同、画像表示装置の斜視図
【図３】同、独立した基板を有する赤，緑，青色の有機
発光素子を重ね合わせた画像表示装置の概略側面図
発光素子を重ね合わせた画像表示装置の概略側面図
１ 透明基板 ２ 第１の透明電極（＋） ３ 第１の正孔輸送層 ４ 第１の電子輸送層 ５ 第２の透明電極（−） ６ 透明絶縁板 ７ 第３の透明電極（＋） ８ 第２の正孔輸送層 ９ 第２の電子輸送層 １０ 第４の透明電極（−）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−68977（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−56391（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161482（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−184892（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28 G09F 9/46
Claims (4)
- 【請求項１】 電極間に有機物からなる電子輸送層と正
孔輸送層を有し、前記電極間に電流を流すことにより発
光するセルを複数組積層して合成光を得、この合成光を
片側から取り出す有機発光素子であって、前記合成光を
取り出す側とは反対の端に位置する前記セルを除くセル
において、前記電極の両方が透明であり、その内の一方
の電極が透明性を持たせた金属膜、あるいは微細な穴を
開けた金属膜であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項２】 前記金属膜が、金、銀、アルミニウム、
ニッケル、マグネシウム、インジウムのうち少なくとも
１種類からなることを特徴とする請求項１記載の有機発
光素子。 - 【請求項３】 電極間に有機物からなる電子輸送層と正
孔輸送層を有し、前記電極間に電流を流すことにより発
光するセルを複数組積層して合成光を得る画素が、基板
上にマトリクス状に形成された有機発光素子を備え、前
記有機発光素子は前記合成光を片側から取り出す有機発
光素子であって、前記合成光を取り出す側とは反対の端
に位置する前記セルを除くセルにおいて、前記電極の両
方が透明であり、その内の一方の電極が透明性を持たせ
た金属膜、あるいは微細な穴を開けた金属膜であること
を特徴とする画像表示装置。 - 【請求項４】 前記金属膜が、金、銀、アルミニウム、
ニッケル、マグネシウム、インジウムのうち少なくとも
１種類からなることを特徴とする請求項３記載の画像表
示装置。
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| JP20547893A JP3234936B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 有機発光素子および画像表示装置 |
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| JP20547893A JP3234936B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 有機発光素子および画像表示装置 |
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1993
- 1993-08-20 JP JP20547893A patent/JP3234936B2/ja not_active Expired - Lifetime
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