JPH11354275A

JPH11354275A - ３ｄ表示ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH11354275A
Application number: JP10156043A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Ota; 和秀太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＬ素子を用いることで裸眼式の動画立体画像
を表示可能とする。【解決手段】互いに交差するＲ平面11とＬ平面10とが交
互に連続した断面二等辺三角形状の凹凸表面をもつ基板
１と、凹凸表面上に形成された第１電極層２と、第１電
極層２上に形成されたＥＬ発光層３と、Ｒ平面11上の発
光層３表面に設けられたＲ電極層５と、Ｌ平面10上の発
光層３表面に設けられたＬ電極層４とから構成した。Ｒ
電極層５とＬ電極層４にそれぞれ電圧を印加することで
対応する発光層３をそれぞれ発光させることができ、Ｒ
平面11上の発光層３の発光が右目で観察され、Ｌ平面10
上の発光層３の発光が左目で観察されるので、両眼視差
作用により立体視が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体（３Ｄ）画像を
表示可能なエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】表示用ディスプレイデバイスとしては、
ブラウン管（Cathode Ray Tube）、液晶（Liquid Cryst
al）、プラズマ（Plasma）、発光ダイオード（Light Em
ittingDiode）及びＥＬ（Electro Luminescence）など
が従来より知られ、ＴＶ、パーソナルコンピュータなど
各種ディスプレイに広く利用されている。

【０００３】この中でもＥＬは自発光形であり、また薄
膜を用いることができるために薄い表示素子として期待
されている。そして薄膜型直流ＥＬとして、有機薄膜Ｅ
Ｌが近年注目を集めている。例えばフルカラー用ディス
プレイとするためには、赤、緑、青の３原色を効率よく
発光する素子が必要であるが、無機ＥＬでは青色につい
ては発光効率の低い材料しかない。しかし有機ＥＬによ
れば、青色も効率よく発光できる素子が開発されてい
る。

【０００４】また、従来よりある立体画像の表示方法と
しては、メガネ式と裸眼式の二つに大別される。メガネ
式としては、赤と青の２色メガネあるいは偏光メガネを
用いる方式が知られ、両眼視差のある画像を観察者の左
右の眼にそれぞれ入力することで立体視させるものであ
る。しかしメガネ式では、メガネの着用が必要となるた
め、煩わしいという不具合がある。

【０００５】一方、裸眼式の代表的なものとしては、パ
ララックスバリア方式やレンチキュラ方式が知られてい
る。パララックスバリア方式は、右目用の画素と左目用
の画素とが交互に縦列に配置された画像を複数のスリッ
トを通して裸眼で観察する方式であり、右目からは右目
用の画素しか見えず左目からは左目用の画像しか見えな
いように構成することによって、両眼視差作用により立
体視を可能としている。

【０００６】またレンチキュラ方式は、右目用の画素と
左目用の画素とが交互に縦列に配置された画像をレンチ
キュラレンズを介して裸眼で観察する方式であり、パラ
ラックスバリア方式と同様に右目からは右目用の画素し
か見えず左目からは左目用の画像しか見えないように構
成することによって立体視を可能としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の裸眼式
による立体画像表示装置では、スリット又はレンチキュ
ラレンズが必要となり、部品点数が多く高価となるとい
う不具合がある。また液晶やブラウン管などの表示装置
では、右目用及び左目用の画素を連続的に表示すること
が困難であり、裸眼式では動画の立体画像を表示するこ
とができなかった。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ＥＬ素子を用いることで裸眼式の動画立体
画像を表示可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の３Ｄ表示ＥＬ素子の特徴は、互いに交差するＲ平面
とＬ平面とが交互に連続した断面二等辺三角形状の凹凸
表面をもつ基板と、凹凸表面上に形成された第１電極層
と、第１電極層上に形成され電界により発光する発光層
と、Ｒ平面上の発光層表面に設けられたＲ電極層と、Ｌ
平面上の発光層表面に設けられたＬ電極層とからなるこ
とにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の３Ｄ表示ＥＬ素子では、
第１電極層とＲ電極層に電圧を印加することでＲ平面上
の発光層のみを発光させることができ、第１電極層とＬ
電極層に電圧を印加することでＬ平面上の発光層のみを
発光させることができる。またＲ平面とＬ平面とは互い
に交差している。

【００１１】したがって第１電極層及び基板を透明材料
から形成すれば、基板背面側からＲ平面上の発光層の発
光が例えば右目で観察されＬ平面上の発光層の発光が例
えば左目で観察されるので、両眼視差作用により立体視
が可能となる。またＲ電極層及びＬ電極層を透明材料か
ら形成すれば、Ｒ電極層及びＬ電極層側からの立体視が
可能となる。

【００１２】基板としては、ガラス基板、樹脂基板など
透明なものを用いることが好ましい。この基板表面に
は、互いに交差するＲ平面とＬ平面とが交互に連続した
断面二等辺三角形状の凹凸表面が形成されている。な
お、基板背面側から立体表示を観察する場合には、基板
の背面も同様の凹凸表面とすることが好ましい。このよ
うにすれば、基板の厚さをどの部分も一定とすることが
できるので、表示品質が一層向上する。

【００１３】第１電極層としては、従来と同様にＩＴＯ
（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂）、ＡＺＯ（Ａｌをドープした
ＺｎＯ）、ＦＴＯ（ＦをドープしたＳｎＯ₂)、ＡＴＯ
（ＳｂをドープしたＳｎＯ₂）、ＳｎＯ₂などの透明薄
膜を用いることができる。また基板背面側から観察せず
Ｒ電極層及びＬ電極層側から観察する場合には、Ａｌな
どを用いた不透明な第１電極層とすることもできる。こ
の第１電極層は基板に成膜すればよいので、高周波スパ
ッタリング法など高温が作用する成膜法を用いても差し
支えない。この第１電極層の厚さは一般に10〜 300ｎｍ
の範囲とするのが好ましいが、特に制限されない。

【００１４】発光層は、無機ＥＬ及び有機ＥＬのいずれ
も用いることができる。無機ＥＬとしてはＺｎＳ：Ｍｎ
²⁺、ＺｎＳ：Ｓｍ³⁺，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｔｂ³⁺，Ｆ、Ｃａ
Ｓ：Ｅｕ²⁺、ＣａＳ：Ｃｅ³⁺、ＳｒＳ：Ｃｅ³⁺、ＣａＧ
ａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺、ＺｎＳ：Ｔｍ³⁺，Ｆなどを用いるこ
とができる。また有機ＥＬとしては、従来と同様に正孔
輸送層と、正孔輸送層上に形成された発光体層と、発光
体層上に形成された電子輸送層とから構成することがで
きる。このうち正孔輸送層としては、従来と同様にトリ
フェニルジアミン誘導体などの第３級アミン誘導体、
（ジ）スチリルベンゼン（ピラジン）誘導体、ジオレフ
ィン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのジ（トリ）
アゾール誘導体、キノサリン誘導体、フラン系化合物、
ヒドラゾン系化合物、ナフタセン誘導体、クマリン系化
合物、キナクリドン誘導体、インドール系化合物、ピレ
ン系化合物、アントラセン系化合物などが例示される。

【００１５】発光体層としては、電圧の印加により発光
するものが用いられ、トリスキノリノアルミニウム錯
体、ジスチリルビフェニル誘導体、オキサジアゾール誘
導体などが例示される。また電子輸送層としては、ポリ
シラン、オキサジアゾール誘導体、トリスキノリノアル
ミニウム錯体などが例示される。

【００１６】正孔輸送層の厚さは、従来と同様に10〜 1
00ｎｍとするのが望ましい。この範囲より薄いとピンホ
ールが多くなるとともにダークスポットが多発し、この
範囲より厚くなると発光効率が低下する。また発光体層
の厚さは、従来と同様に10〜100ｎｍとするのが望まし
い。この範囲より薄いとピンホールが多くなるとともに
ダークスポットが多発し、この範囲より厚くなると発光
効率が低下する。そして電子輸送層の厚さは、従来と同
様に10〜 100ｎｍとするのが望ましい。この範囲より薄
いとピンホールが多くなるとともにダークスポットが多
発し、この範囲より厚くなると発光効率が低下する。

【００１７】なお発光層において、正孔輸送層と電子輸
送層の位置は、どちらが第１電極層側に位置してもよ
い。ただし、電子輸送層側は必ず仕事関数の小さい金属
電極と接触させなければならない。この発光層を構成す
る各層は、それぞれ真空蒸着法、ラングミュアブロジェ
ット蒸着法、ディップコーティング法、スピンコーティ
ング法、真空気体蒸着法、有機分子線エピタキシ法など
を用いて形成することができる。

【００１８】Ｒ電極層及びＬ電極層は、Ａｌなどから形
成して不透明としてもよいし、ＩＴＯ（インジウム−錫
酸化物）、ＡＺＯ（Ａｌ添加ＺｎＯ）、ＳｎＯ₂などの
透明薄膜を用いることもできる。前者の場合は基板と第
１電極層を透明とすることで基板背面側から立体画像を
観察することができる。また後者の場合には、Ｒ電極層
及びＬ電極層側から立体画像を観察することができる。

【００１９】しかし後者の場合、Ｒ電極層及びＬ電極層
をＩＴＯやＡＺＯなどから形成しようとすると、高周波
スパッタリングなどの薄膜形成法を用いざるを得ず、有
機ＥＬの発光層をもつ場合には高温又は蒸発原子の高エ
ネルギーの作用により発光層が損傷してしまう。そこで
Ｒ電極層及びＬ電極層は、透明な導電性金属層と導電性
金属層表面に形成された透明な陽極酸化膜とから構成す
ることが望ましい。つまり蒸着法などで比較的厚い導電
性金属層を形成し、それを陽極酸化処理することで透明
な陽極酸化膜を形成し、かつそれによって導電性金属層
自体の厚さを薄くして透明なＲ電極層及びＬ電極層を形
成することが望ましい。このようにすれば発光層の熱に
よる損傷が防止されるとともに、Ｒ電極層及びＬ電極層
を膜厚の制御が容易な2000Å以上とすることができ、ピ
ンホールの発生を防止できる。さらに陽極酸化膜は緻密
で透明であるため、Ｒ電極層及びＬ電極層自体を保護す
るとともに、機械的にも熱にも弱い発光層を保護するこ
とができ、水分に対するバリア層としても機能させるこ
とができる。

【００２０】上記した導電性金属層は、Ｉｎ−Ｓｎ，Ｚ
ｎ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｓｂなどの導電性金属から形成するこ
とができる。またＴｉ，Ａｌ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ，Ｍｇ
−Ａｇ，Ｓｉなどの金属も用いることができる。この導
電性金属層は、蒸着法など高温が作用しない方法により
形成することができる。なお、電子輸送層側は必ず仕事
関数の小さい金属電極と接触させなければならないの
で、電子輸送層上に先ずＡｌ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ａｇ
などを蒸着し、その上に陽極酸化により透明となりかつ
酸化膜が導電性を有するＩｎ−Ｓｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｓｎ
−Ｓｂなどを蒸着して構成することが望ましい。

【００２１】陽極酸化膜の厚さは、 100〜 300ｎｍの範
囲とするのが好ましい。この厚さが1000ｎｍを越えると
透明性が低下し、素子の発光効率が低下するようにな
る。なお陽極酸化膜は強度が高いので、その存在により
素子を機械的にあるいは水分などから保護することがで
きる。したがって陽極酸化膜の厚さは、上記範囲内でで
きるだけ厚く形成することが望ましい。

【００２２】陽極酸化膜を形成した後の導電性金属層の
厚さは、10〜 100ｎｍの範囲とするのが好ましい。この
厚さが 150ｎｍを越えると透明性が低下し、素子の発光
効率が低下するようになる。陽極酸化膜を形成するに
は、通常の陽極酸化処理で行うことができる。陽極酸化
処理によれば、陽極酸化膜が形成されていない部分に電
流が流れて酸化が進行することから、ピンホールなどの
欠陥のない均一な酸化膜を形成することができる。また
陽極酸化膜の厚さは印加電圧により制御することができ
るので、厚さの制御はきわめて精度高く容易に行うこと
ができる。

【００２３】Ｒ平面とＬ平面とが交差する角度は、６０
〜１２０度の範囲が好ましい。この角度がこの範囲を外
れると両眼視差作用による立体視が困難となる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。（実施例１）図１に本実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子の模式
的断面図を示す。このＥＬ素子は、ガラス基板１と、ガ
ラス基板１上に形成されＩＴＯからなる厚さ 300ｎｍの
第１電極層２と、第１電極層２上に形成された発光層３
と、発光層３上に形成されたＬ電極層４及びＲ電極層５
と、から構成されている。

【００２５】ガラス基板１の表面は、互いに直交するＬ
平面10とＲ平面11とが交互に連続した断面直角二等辺三
角形状の凹凸表面となっている。そして第１電極層２は
凹凸表面全面に形成されている。発光層３は、第１電極
層２の全面に形成された正孔輸送層と、正孔輸送層上に
形成された発光体層と、発光体層上に形成された電子輸
送層とからなる３層（図示せず）から構成されている。
正孔輸送層はトリフェニルジアミン誘導体（ＴＰＤ）か
ら 700ｎｍに形成され、発光体層はポリジメチルシラン
から 700ｎｍに形成され、電子輸送層はキナクリドンを
0.1体積％含むＡＬＱから 500ｎｍに形成されている。

【００２６】Ｌ電極層４及びＲ電極層５はそれぞれＡｌ
からなり、Ｌ平面10上及びＲ平面11上に互いに間隔を隔
てて形成されている。このＥＬ素子は以下のようにして
製造された。先ずＬ平面10及びＲ平面11が交互に連続し
た断面二等辺三角形状の凹凸表面をもつガラス基板１を
用意し、そのＬ平面10及びＲ平面11の全表面に高周波ス
パッタリングによりＩＴＯから第１電極層２を成膜し
た。

【００２７】次に真空蒸着法を用いて、第１電極層２上
に正孔輸送層を成膜し、次いで発光体層及び電子輸送層
をこの順にそれぞれ成膜して発光層３を形成した。そし
てマスクを用いて、Ｌ平面10上の電子輸送層の表面にＬ
電極層４を蒸着により形成し、マスクをずらしてＲ平面
11上の電子輸送層の表面にＲ電極層５を蒸着により形成
した。

【００２８】このＥＬ素子では、第１電極層２とＬ電極
層４及びＲ電極層５への直流電圧の印加により両者に挟
まれた部分の発光層３が発光する。この光は、第１電極
層２及びガラス基板１を透過してガラス基板１の背面側
から視認され、図２に示すようにＬ平面10を透過した光
が観察者の左目に入り、Ｒ平面11を透過した光が観察者
の右目に入る。したがってこのＥＬ素子によれば、両眼
視差作用により立体視が可能となり３Ｄ動画画像を表示
することができる。

【００２９】（実施例２）図３に示す本実施例のＥＬ素
子は、ガラス基板１の背面側表面にＬ平面10と平行な平
面とＲ平面11と平行な平面とが交互に連続した凹凸表面
12を形成したこと以外は実施例１と同様の構成である。
このＥＬ素子によれば、ガラス基板１の厚さがどの部分
も一定であるため、ガラス基板１を透過する光の特性が
均一となり３Ｄ画像の表示品質が一層向上する。

【００３０】（実施例３）図４に示す本実施例のＥＬ素
子は、第１電極層２’を不透明なＡｌから形成したこ
と、そしてＬ電極層４’及びＲ電極層５’を透明材料か
ら形成しＬ電極層４’及びＲ電極層５’側から画像を観
察するようにしたこと以外は実施例１と同様の構成であ
る。

【００３１】Ｌ電極層４’は、図５に示すように、Ｌ平
面10上の発光層３上に形成された厚さ 500ÅのＡｌ−Ｌ
ｉ合金層40と、Ａｌ−Ｌｉ合金層40上に形成されたＩｎ
−Ｓｎ合金層41と、Ｉｎ−Ｓｎ合金層41上に形成された
陽極酸化膜42とから構成されている。またＲ電極層５’
は、図５に示すように、Ｒ平面11上の発光層３上に形成
された厚さ 500ÅのＡｌ−Ｌｉ合金層50と、Ａｌ−Ｌｉ
合金層50上に形成されたＩｎ−Ｓｎ合金層51と、Ｉｎ−
Ｓｎ合金層51上に形成された陽極酸化膜52とから構成さ
れている。陽極酸化膜42，52は、それぞれＩＴＯから構
成されている。

【００３２】Ｌ電極層４’及びＲ電極層５’は以下のよ
うに形成された。つまりマスクを用いて、Ｒ平面11上の
発光層３の表面にＡｌ−Ｌｉ合金層50を形成し、次いで
Ｉｎ−Ｓｎ合金層51を形成した。次にマスクをずらし、
Ｌ平面10上の発光層３の表面にＡｌ−Ｌｉ合金層40を形
成し、次いでＩｎ−Ｓｎ合金層41を形成した。こうして
作製された素子を１重量％のリン酸水溶液からなる電解
液中に浸漬し、素子を陽極とするとともに素子とほぼ同
面積を有するＡｌ板を陰極として、 100Ｖの直流電圧を
印加して陽極酸化を行った。

【００３３】ここで形成される陽極酸化膜の膜厚は印加
電圧に応じて決まり、印加電圧が 100Ｖであれば形成さ
れる陽極酸化膜の膜厚は 150ｎｍとなる。したがって厚
さ 200ｎｍのＬ電極層４’及びＲ電極層５’は、表面か
ら 150ｎｍの厚さの範囲が陽極酸化されてＩＴＯよりな
る陽極酸化膜42，52が形成され、透明なＬ電極層４’及
びＲ電極層５’が形成された。

【００３４】得られたＥＬ素子では、第１電極層２とＬ
電極層４’及びＲ電極層５’への直流電圧の印加により
発光層３が発光する。この光は、Ｌ電極層４’及びＲ電
極層５’側から視認され、Ｌ電極層４’を透過した光が
観察者の左目に入り、Ｒ電極層５’を透過した光が観察
者の右目に入る。したがってこのＥＬ素子によれば、両
眼視差作用により立体視が可能となり３Ｄ動画画像を表
示することができる。

【００３５】また陽極酸化膜42，52は強度が高く、かつ
Ｉｎ−Ｓｎ合金層41，51との付着性に優れている。した
がって発光層３は陽極酸化膜42，52によって保護され耐
久性にも優れている。

【００３６】

【発明の効果】すなわち本発明の３Ｄ表示ＥＬ素子によ
れば、ＥＬ素子を用いて裸眼視で立体画像を表示できる
ため、構造が簡単で軽量で安価な３Ｄディスプレイとす
ることができる。また微細で高精細な表示も可能であ
る。そして有機ＥＬを用いれば、低電圧で駆動できるた
め携帯用の３Ｄディスプレイも可能となり、利用分野が
一段と拡充される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子の模式的
断面図である。

【図２】本発明の一実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子を使用し
ている状態を示す説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子の模
式的断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子の模
式的断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例の３Ｄ表示ＥＬ素子の要
部拡大断面図である。

【符号の説明】

１：ガラス基板２：第１電極層
３：発光層４：Ｌ電極層５：Ｒ電極層
10：Ｌ平面 11：Ｒ平面 42，52：陽極酸化膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに交差するＲ平面とＬ平面とが交互
に連続した断面二等辺三角形状の凹凸表面をもつ基板
と、該凹凸表面上に形成された第１電極層と、該第１電
極層上に形成され電界により発光する発光層と、該Ｒ平
面上の該発光層表面に設けられたＲ電極層と、該Ｌ平面
上の該発光層表面に設けられたＬ電極層とからなること
を特徴とする３Ｄ表示ＥＬ素子。