JP4361790B2 - オプトエレクトロニックディスプレイ - Google Patents
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Description
こうして例えば、それぞれのディスプレイ素子に対して、個別のカソードとともに単一の共通アノードを用いるか又はx−yマトリクス型の電極を用いることができる。このような構成によってピクセル化されたディスプレイが可能となり、さらに、異なる色でフォトルミネセンス発光する2つ以上の異なるフォトルミネセント材料を用いる場合には、多色ディスプレイを得ることができる。例えば、ピクセル化されたOLED型のディスプレイ装置構造は、フォトルミネセンス消光型カラーディスプレイが得られるように逆バイアスをかけることができるとともに、照明可能である。必要であれば、と言うかその方が好ましいことであるが、各ピクセルは、それぞれ1個以上の付属のトランジスタ及び/又は1個以上のコンデンサを有し、これにより、一つのピクセルが、別のピクセルがアドレス指定されている間にフォトルミネセンス消光状態に維持できるようになっている。
スペクトル214は、デバイスにバイアスがかけられていないもの、スペクトル216は、順方向バイアスがかけられてエレクトロルミネセンスにより放射が増えたもの、そしてスペクトル212は、逆バイアスがかけられて略フォトルミネセンスが消光されたものを表している。図2bから分かるように、放射されるフォトルミネセンス/エレクトロルミネセンスが装置の色に寄与するだけで、フォトルミネセント層の固有色が図2aのように装置の色に寄与することはないので、スペクトル212,214および216のピークの位置は、概ね一定のままである。
照明装置501は、縦長の照明光源502と、光源502からの光を集めて、光が基板内を導波されるように基板102に上記光を指向させる円柱レンズ504とを備えている。プリズムないし回折格子といったような、基板の導波モードに光を結合させる従来の他の手段も用いることができる。
2つの典型的な装置による結果を示すことにする。2層のカルシウム/アルミニウム・カソードを用い、F8BT:TFBが80:20のポリマー混合物から第1の装置を構成した。フッ化リチウム/カルシウム/アルミニウムの3層カソードを用い、F8BT:TFB:poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-co-(2,5-thienylene-3,6-benzothiadiazole-2,5-thienylene)が79:20:1のポリマー混合物から第2の装置を構成した。いずれの装置も、黄色でフォトルミネセンス発光し、もともと黄色の色を有していた。
102・・・ガラス基板
104・・・アノード層
106・・・フォトルミネセント材料層
108・・・カソード層
112・・・接続ワイヤ
116・・・接続ワイヤ
125,128・・・正孔輸送層
118・・・照明光(照明)
302・・・照明
304・・・エキシトン
310・・・反射型のカソード層
322・・・透明なカソード層
324・・・光吸収層
400・・・ディスプレイ装置
402・・・バックライト
420・・・光学的構造
422・・・レンズ
500・・・フォトルミネセンス消光装置
501・・・照明手段
600・・・ピクセル化されたディスプレイ構造
602・・・ディスプレイ素子
612・・・カラーディスプレイ
614・・・ディスプレイドライバ回路
616・・・電源
624・・・ディスプレイ信号入力
Claims (27)
- フォトルミネセンス消光を用いた情報表示方法であって、
一対の電極の間のフォトルミネセント材料を備えたオプトエレクトロニックディスプレイを設け、前記フォトルミネセント材料は複数の個々のディスプレイ素子に分けられ、電極の一つは各自が固有の接続部を持った複数の個々の要素に分けられ、
前記フォトルミネセント材料にフォトルミネセンスを生じさせるために前記フォトルミネセント材料に対する照明光を供給し、
個々のディスプレイ素子から前記フォトルミネセンスを少なくとも部分的に消光するために前記電極にバイアスを加え、前記電極層を横切るバイアスがゼロの条件下でディスプレイのフォトルミネセント材料が常時オンのフォトルミネセンス放射状態を有することからなる情報表示方法。 - 請求項1に記載の情報表示方法において、
前記フォトルミネセント材料を有機フォトルミネセント材料から構成することを特徴とする情報表示方法。 - 請求項2に記載の情報表示方法において、
前記有機フォトルミネセント材料を半導体性のコンジュゲートされた有機ポリマーとすることを特徴とする情報表示方法。 - 請求項3に記載の方法において、
前記一対の電極をカソードおよびアノードから構成し、該アノードがカソードより高い仕事関数を持つようにし、前記フォトルミネセント材料を前記一対の電極の間に挟み、前記アノードが前記カソードよりも負の側になるように逆方向バイアスを加えることで前記バイアスを加えることを特徴とする方法。 - 請求項4に記載の方法において、
前記フォトルミネセント材料と前記アノードの間に正孔輸送材料をさらに設けることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記電極間の電流の順方向バイアスが加えられたときの導電性が、逆方向バイアスが加えられたときのものよりも大きくなるように前記オプトエレクトロニックディスプレイを設け、前記電極に逆方向バイアスを加えることで前記バイアスを加えることを特徴とする方法。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法において、
電極のうち少なくとも一つを少なくとも部分的に透明とし、前記少なくとも部分的に透明な電極を通して、前記フォトルミネセンス材料を表示させることを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
前記少なくとも部分的に透明な電極を通して照明光を供給することを特徴とする方法。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の方法において、
前記照明光を供給するために、周囲光を用いることを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法において、
異なるフォトルミネセンスの色を有する材料の混合物から前記フォトルミネセント材料を構成することを特徴とする方法。 - フォトルミネセント装置を動作させる方法であって、複数の個々のディスプレイ素子に分けられた有機フォトルミネセント材料の薄膜の形態とされた半導体層と、前記半導体層の第1表面に隣接し、各自が固有の接続部を持った複数の個々の要素に分けられた第1電極層と、前記半導体層の第2表面に隣接する第2電極層とから該装置を構成し、前記装置を照明するとともに、前記第2電極層が前記第1電極層に対して負になるように前記第1電極層と第2電極層との間に前記半導体層を横切る電場を加え、これにより、光学的に励起されたエキシトンを該エキシトンの構成ホールならびに構成電子に分離し、前記フォトルミネセント薄膜の外に前記ホールと前記電子を導くことで前記薄膜の個々のディスプレイ素子からのフォトルミネセンスを抑制し、前記電極層を横切るバイアスがゼロの条件下でフォトルミネセント材料が常時オンのフォトルミネセンス放射状態を有する方法。
- 請求項11に記載の方法において、
有機フォトルミネセント材料の前記薄膜を、正孔輸送層を介して前記第2の電極層に接続することを特徴とする方法。 - 複数の個々のディスプレイ素子に分けられた有機フォトルミネセント材料からなる薄膜の形態とされた半導体層と、前記半導体層の第1の表面に隣接し、各自が固有の接続部を持ち、それによって逆バイアスを各ディスプレイ素子に個々に印加することができる、複数の個々の要素に分けられた第1電極層と、前記半導体層の第2の表面に隣接する第2電極層と、
前記材料からのフォトルミネセンスを誘発させるよう前記フォトルミネセント材料を照明するための光源とからなり、前記電極層を横切るバイアスがゼロの条件下でディスプレイの有機フォトルミネセント材料が常時オンのフォトルミネセンス放射状態を有するオプトエレクトロニックディスプレイ装置。 - フォトルミネセントディスプレイ装置を備え、該フォトルミネセントディスプレイ装置は、該装置に電圧が印加されていない状態での光学的な照明のもとで該ディスプレイがフォトルミネセンスを放射するディスプレイ・オン状態と、前記フォトルミネセンスが少なくとも部分的に消光されるディスプレイ・オフ状態とを有し、さらに、
装置ドライバ回路を備え、該装置ドライバ回路は、ディスプレイ信号を受け取るための入力部と、前記ディスプレイ装置を駆動するための出力部とを有し、前記ディスプレイ信号は、該ディスプレイがオンであるべきことを示すオン状態を有するとともに、該ディスプレイがオフであるべきことを示すオフ状態を有し、
前記フォトルミネセントディスプレイ装置は、
複数の個々のディスプレイ素子に分けられた有機フォトルミネセント材料からなる薄膜の形態とされた半導体層と、前記半導体層の第1の表面に隣接し、各自が固有の接続部を持った複数の個々の要素に分けられた第1電極層と、前記半導体層の第2の表面に隣接する第2電極層とからなり、このとき、
前記装置ドライバ回路は、前記ディスプレイ信号が前記オフ状態を有していることに反応して、前記第2電極層が前記第1電極層に対して負になるように前記第1電極層の適当な要素と第2電極層との間に前記半導体層を横切る電場を加えるためのバイアス電圧を印加し、これにより、光学的に励起されたエキシトンをその構成ホールならびに構成電子に分離し、前記フォトルミネセント薄膜の個々のディスプレイ素子の外に前記ホールと電子を導くことで前記薄膜の個々のディスプレイ素子からのフォトルミネセンスを抑制するように構成され、前記ディスプレイ装置と装置ドライバとの組み合わせが主としてフォトルミネセンス消光により情報を表示するように動作する、前記電極層を横切るバイアスがゼロの条件下でディスプレイの有機フォトルミネセント材料が常時オンのフォトルミネセンス放射状態を有する、
オプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項13又は請求項14に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記有機フォトルミネセント材料の薄膜は、正孔輸送層を介して前記第2の電極層に接続されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記有機フォトルミネセント材料は、少なくとも一つのコンジュゲート・ポリマーからなることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項16に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記有機材料の薄膜は、薄くて密なポリマー薄膜からなり、前記半導体層の前記ポリマー薄膜は、外来性の荷電キャリアの濃度が十分低く、前記第2の電極層が前記第1の電極層に対して正になるように前記第1の電極層と第2の電極層との間に前記半導体層を横切る電場を加えると、前記半導体層内に荷電キャリアが注入され、前記半導体層から放射が放出されるように構成されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項16に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記フォトルミネセンス材料は、前記フォトルミネセンスが略完全に抑制されるとき略無色であるように選択されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項13から請求項18のいずれか1項に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記第1および第2の電極層の少なくとも一方は、前記フォトルミネセント材料が見えるように、少なくとも部分的に透明とされていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項19に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記少なくとも部分的に透明な電極を通して照明されるように構成されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項13に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記第1の電極層と第2の電極層の両方が少なくとも部分的に透明とされ、該ディスプレイが正面から見られる場合に、前記光源が前記フォトルミネセント材料の薄膜の後に置かれていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 消光されるフォトルミネセンスの原理で動作するオプトエレクトロニックディスプレイであって、
複数の個々の電極要素を含む第1の電極と、
第2の電極と、
前記第1の電極と第2の電極との間に配置された目視可能なディスプレイ素子とを備え、該ディスプレイ素子が複数の個々のディスプレイ素子に分けられたフォトルミネセント材料を含み、
該フォトルミネセント材料の個々のディスプレイ素子からのフォトルミネセンスを、前記第2の電極と前記第1の電極の適当な要素との間に電圧を印加することで少なくとも部分的に消光し、これにより、フォトルミネセント放射状態から放射率低減状態へとはっきり変化させて画像ディスプレイを実現するように構成され、前記電極層を横切るバイアスがゼロの条件下でディスプレイの有機フォトルミネセント材料が常時オンのフォトルミネセンス放射状態を有しているオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項22に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記第2の電極は、該ディスプレイの負の電極とされ、前記第1の電極は、該ディスプレイの正の電極とされ、
前記第1の電極、第2の電極、及び上記フォトルミネセント材料は、前記第1の電極が前記第2の電極に対して負とされているときに、前記電極間の導電性がより大きくなるように選ばれていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項14に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記フォトルミネセントディスプレイ装置は、有機フォトルミネセントダイオードからなり、前記バイアス電圧により前記ダイオードに逆バイアスが加わって、これにより前記フォトルミネセント放射が抑制されるように構成されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項14に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記バイアス電圧は可変とされ、これにより前記フォトルミネセント放射が可変に抑制されるように構成されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項14に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記複数の個々のディスプレイ素子が各々ディスプレイのピクセルと関連付けられ、前記ディスプレイは複数の異なる色を有したフォトルミネセント装置を備え、これにより、該ディスプレイの異なるピクセルが異なる色を表示できるように設けられていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。 - 請求項26に記載のオプトエレクトロニックディスプレイにおいて、
前記印加されるバイアス電圧は、可変のデューティサイクル波形を有し、前記装置ドライバ回路には、前記ピクセルの相対的な明るさを制御するためのディスプレイデータ入力があり、前記装置ドライバ回路は、さらに少なくとも一つの可変なデューティサイクル波形発生器を備え、該発生器が前記ディスプレイデータ入力に反応し、これにより前記ピクセルに加えられる前記バイアス電圧波形のデューティサイクルが変更されるように構成されていることを特徴とするオプトエレクトロニックディスプレイ。
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