TW201407843A - 受光發光元件及受光發光裝置 - Google Patents

受光發光元件及受光發光裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種可容易製造且可實現高靈敏度檢測之受光發光元件及受光發光裝置。本發明係如下設定受光發光元件：採用於第1有機光電轉換部上設置有與該第1有機光電轉換部為光譜靈敏度不同之第2有機光電轉換部之構成，使該等第1有機光電轉換部及第2有機光電轉換部中之一者作為受光部發揮功能，且使另一者作為發光部發揮功能。而且，搭載該受光發光元件而製作受光發光裝置。

Description

受光發光元件及受光發光裝置
本技術係關於一種兼具受光功能與發光功能之受光發光元件及具備該受光發光元件之受光發光裝置。更詳細而言，係關於一種使用有機光電轉換材料之受光發光元件及受光發光裝置。
於影印機、傳真及掃描器等電子資訊機器等中，使用有具備受光功能與發光功能兩者之受光發光器件(例如參照專利文獻1)。又，先前，亦有人提出於各像素設置發光單元及受光單元，而可檢測出與顯示面接觸或接近之物體之位置等之圖像顯示裝置(參照專利文獻2)。於該專利文獻2所記載之裝置中，例如以有機發光元件構成發光部，以光電二極體構成受光部。
於該等專利文獻1、2所記載之裝置中，雖將受光元件與發光元件配置於同一表面上，但亦存在積層有受光部與發光部之構造之受光發光元件(參照專利文獻3)。於該專利文獻3所記載之資訊讀取元件中，以具有透光性之有機光電轉換元件構成受光部，以有機電致發光元件構成發光部。
又，亦有人提出一種受光發光元件，其藉由於施加正向偏壓時具有發光功能，並於施加反向偏壓時具有光電轉換功能之有機材料形成有機層，且藉由改變施加至該有機層之偏壓電壓，而可切換發光與受光(參照專利文獻4)。該專利文獻4所記載之受光發光元件於對有機層施加正向偏壓時作為發光元件發揮功能，於對有機層施加反向偏壓時 作為受光(攝像)元件發揮功能。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2007-81203號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-301864號公報
專利文獻3：日本專利特開2004-260798號公報
專利文獻4：日本專利特開2009-81296號公報
然而，於上述先前之受光發光元件及受光發光裝置中，存在以下所示之問題。如專利文獻1、2所記載之裝置般，於在同一表面上配置有受光元件與發光元件之先前之受光發光裝置中，存在每單位面積之像素數較少，而檢測靈敏度較低之問題。又，於專利文獻2所記載之裝置中，為了受光部之顏色分離，有時需要彩色濾光片，從而擔心發光特性降低或製造過程複雜化。進而，若如專利文獻1、2所記載之裝置般二維配置受光元件與發光元件，則亦擔心鄰接之像素間之串擾。
另一方面，如專利文獻3所記載之元件般，若將受光部與發光部設為積層構造，則雖可提高受光元件之檢測靈敏度，但於該構造中，存在以受光部與發光部阻礙彼此之特性之可能性。進而，專利文獻4所記載之受光發光元件係切換受光功能與發光功能而進行使用者，從而存在無法應用於同時進行受光(檢測)與發光之用途之問題。
因此，本揭示之主要目的在於提供一種可容易製造且可實現高靈敏度檢測之受光發光元件及受光發光裝置。
本揭示之受光發光元件包含：第1有機光電轉換部；及第2有機光電轉換部，其設置於上述第1有機光電轉換部上與上述第1有機光電 轉換部為光譜靈敏度不同；且上述第1有機光電轉換部及第2有機光電轉換部係一者作為受光部發揮功能，另一者作為發光部發揮功能。
由於本揭示之受光發光元件係積層有受光部與發光部之構造，故受光靈敏度較高。又，由於受光部與發光部為光譜靈敏度不同，故無需彩色濾光片或用以分光之透鏡等。
又，本揭示之受光發光元件亦可採用如下構成：上述第1有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有1個或複數個有機半導體材料之第1有機光電轉換層；且上述第2有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有與構成上述第1有機光電轉換層之有機半導體材料為光譜靈敏度不同之1個或複數個有機半導體材料之第2有機光電轉換層；對上述第1有機光電轉換層與上述第2有機光電轉換層，施加相反之偏壓電壓。
該情形時，設置於上述第1有機光電轉換部及上述第2有機光電轉換部之各電極可由透明導電性材料形成。
又，上述第1有機光電轉換層及上述第2有機光電轉換層只要含有至少p型有機半導體材料即可。
進而，亦可將設置於上述第1有機光電轉換部之1對電極中之一者，與設置於上述第2有機光電轉換部之1對電極中之一者設為共通電極。
另一方面，本揭示之受光發光元件亦可在與上述第1有機光電轉換部或上述第2有機光電轉換部為同一平面上，設置與上述第1及上述第2有機光電轉換部為光譜靈敏度不同之第3有機光電轉換部。
又，亦可採用如下構成：上述第2有機光電轉換部係於1對電極間設置有光譜靈敏度不同之3種有機光電轉換層，並作為受光部發揮功能。
該情形時，亦可使上述3種有機光電轉換層為積層構造。
本揭示之受光發光裝置包含上述受光發光元件。
於本揭示之受光發光裝置中，由於使用積層有光譜靈敏度不同，且作為受光部或發光部發揮功能之2種有機光電轉換部之構成之受光發光元件，故受光(檢測)靈敏度較高，且亦容易製造。
根據本揭示，由於積層光譜靈敏度不同之2種有機光電轉換部，並將其一者作為受光部，另一者作為發光部，故與先前之元件相比，可簡化製造過程，進而亦提高受光靈敏度。
1‧‧‧基板
2‧‧‧發光部
3‧‧‧受光部
4‧‧‧絕緣層
5‧‧‧共通電極
10‧‧‧受光發光元件
11‧‧‧受光發光元件
12‧‧‧發光部
13‧‧‧受光部
20‧‧‧受光發光元件
21‧‧‧電極
22‧‧‧有機光電轉換層
23‧‧‧電極
24‧‧‧絕緣層
25‧‧‧有機光電轉換層
26‧‧‧有機光電轉換層
27‧‧‧有機光電轉換層
30‧‧‧受光發光元件
31‧‧‧電極
32‧‧‧有機光電轉換層
33‧‧‧電極
34‧‧‧絕緣層
35‧‧‧電極
36‧‧‧有機光電轉換層
37‧‧‧電極
38‧‧‧有機光電轉換層
39‧‧‧有機光電轉換層
40‧‧‧受光發光元件
41B‧‧‧有機光電轉換層
41G‧‧‧有機光電轉換層
41R‧‧‧有機光電轉換層
42‧‧‧受光發光元件
43B‧‧‧有機光電轉換層
43G‧‧‧有機光電轉換層
43R‧‧‧有機光電轉換層
圖1係模式性顯示本揭示之第1實施形態之受光發光元件之構造之剖面圖。
圖2係顯示圖1所示之受光發光元件10動作時之概念圖，顯示於受光部3側設定受光發光面之情形。
圖3係顯示圖1所示之受光發光元件10動作時之概念圖，顯示於發光部2側設定受光發光面之情形。
圖4係顯示圖1所示之受光發光元件10之其他動作例之概念圖。
圖5係模式性顯示本揭示之第1實施形態之變化例之受光發光元件之構造之剖面圖。
圖6係模式性顯示本揭示之第2實施形態之受光發光元件之構造之剖面圖。
圖7係顯示圖6所示之受光發光元件20之有機光電轉換層22、32、36之配置之模式圖，A為剖面圖，B及C為俯視圖。
圖8係顯示本揭示之第3實施形態之受光發光元件之構成之模式圖。
圖9係顯示本揭示之第3實施形態之受光發光元件之其他構成之模式圖。
圖10係顯示本揭示之第3實施形態之第1變化例之受光發光元件之受光部之構成之模式圖。
圖11A係顯示本揭示之第3實施形態之第2變化例之受光發光元件之構成之模式圖，B係顯示其發光部之構成之俯視圖。
以下，關於用以實施本揭示之形態，參照附加圖式進行詳細說明。另，本揭示並非限定於以下所示之各實施形態。又，說明係按以下順序進行。
1.第1實施形態
(積層有光譜靈敏度不同之2種有機光電轉換部之構造之受光發光元件之例)
2.第1實施形態之變化例
(發光部與受光部之一部分電極共通之受光發光元件之例)
3.第2實施形態
(於受光部設置有複數個有機光電轉換層之受光發光元件之例)
4.第3實施形態
(受光部亦作為彩色濾光片發揮功能之受光發光元件之例)
5.第3實施形態之第1變化例
(設置於受光部之各有機光電轉換層之像素錯開之受光發光元件之例)
6.第3實施形態之第2變化例
(於受光部周圍設置有發光部之受光發光元件之例)
<1.第1實施形態>
首先，對本揭示之第1實施形態之受光發光元件進行說明。圖1係模式性顯示本實施形態之受光發光元件之構造之剖面圖。如圖1所示，本實施形態之受光發光元件10於基板1上設置有發光部2，且於該發光 部2上介隔絕緣層4而設置有受光部3。
[基板1]
基板1只要為可支撐發光部2及受光部3者即可，其材質或形狀並非特別限定。作為構成基板1之材料，可舉出例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚醚碸(PES)、聚醯亞胺、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等之合成樹脂。
於以合成樹脂形成基板1之情形時，其形態除了板狀以外，亦可為薄膜狀或薄片狀等。而且，藉由使用具有可撓性之基板1，可實現電子器件向具有例如曲面形狀之電子機器之配置或一體化。
又，基板1亦可以雲母、玻璃或石英等之無機材料形成。再者，作為基板1，亦可使用於各種玻璃基板、石英基板、矽基板、金屬基板及碳基板等之表面，形成有例如氧化矽、氮氧化矽、氧化鋁、包含金屬氧化物或金屬鹽等之絕緣膜者。
而且，例如，自基板1側進行發光及/或受光之情形時，基板1較佳為由透明材料形成。此處，所謂「透明材料」係指不過度吸收進入受光部之入射光、來自發光部之出射光之材料，於以下說明中亦相同。另，雖期望基板1之表面為平滑，但只要為不對發光部2及受光部3之特性造成影響之程度，亦可為凹凸。又，於基板1之表面，亦可實施用以提高與形成於其上之電極或絕緣層之黏著性之表面處理。
[發光部2]
發光部2係以1對電極21、23、及設置於其間之有機光電轉換層22構成。又，於電極21上之未設置有機光電轉換層22之區域中設置有絕緣層24，藉由該絕緣層24可防止電極21與電極23之間之短路。
有機光電轉換層22可由有機半導體材料形成。此處使用之有機半導體材料雖只要為具有發光特性者即可，但特別期望使用p型有機半導 體材料。作為構成有機光電轉換層22之有機半導體材料，可舉出例如三(8-羥基唑啉)鋁(Alq3)、顏料紫1、3、4、5、5：1、19、23、27、29、31、32、33、34、35、36、37、38、40、42、43、44、50、及顏料紅1、2、4、5、6、7、8、9、12、13、17、21、22、23、24、31、32、38、48、49、50、51、52、53、54、64、68、88、112、113、114、122、146、147、148、149、150、151、168、170、171、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、190、195、200、202、206、207、208、209、214、216、221、224、225、242、251、254、255、259、264、266、268、269等。
另，有機光電轉換層22雖可以1種有機半導體材料形成，但亦可組合2種以上有機半導體材料而形成。又，有機光電轉換層22雖可以僅p型有機半導體材料形成，但亦可混合或積層p型有機半導體材料與n型有機半導體材料。
另，由於各材料之施體性或受體性係根據組合而變化，故於混合使用p型有機半導體材料與n型有機半導體材料之情形時，較佳為根據材料之組合而設計器件構造。具體而言，期望配合分子之HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital；最高佔用分子軌道)/LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital；最低未佔用分子軌道)位準而進行層形成。
發光部2之有機光電轉換層22之厚度並非特別限定，可設為例如50~500nm。藉此，可一面防止電極間之短路，一面使電場強度為恰如其分之範圍內。
又，有機光電轉換層22之形成方法並非特別限定，可應用塗佈法、PVD法、包含MOCVD法之各種CVD法等。此處，作為塗佈法，可舉出例如旋轉塗佈法、浸漬法、澆鑄法、絲網印刷法或噴墨印刷法、平板印刷法及凹版印刷法等之各種印刷法，衝壓法、噴霧法、氣刀塗 佈法、刮刀塗佈法、棒塗佈法、刀塗佈法、擠壓塗佈法、反向輥塗法、轉移輥塗法、凹版塗佈法、吻式塗佈法、澆鑄塗佈法、噴塗法、狹縫噴嘴塗佈法、壓光塗佈法等之各種塗佈法等。此時，作為溶劑，可使用甲苯、氯仿、己烷、乙醇等之無極性或極性較低之有機溶劑。
又，作為PVD法，可舉出使用例如電子束加熱法、電阻加熱法、燈加熱法、高頻感應加熱法等各種加熱法之真空蒸鍍法、電漿蒸鍍法、2極濺射法、直流濺射法、直流磁控濺射法、高頻濺射法、磁控濺射法、離子束濺射法及偏壓濺射法等之各種濺射法、DC(direct current：直流)法、RF法、多陰極法、活化反應法、電場蒸鍍法、高頻離子電鍍法及反應性離子電鍍法等之各種離子電鍍法。再者，於使本實施形態之受光發光元件積體化之情形時，可採用基於PLD法(脈衝雷射沉積法)形成圖案之方法。
電極21、23可由例如銦-錫氧化物(包含ITO、摻雜Sn之In2O3、結晶性ITO及非晶系ITO)、IFO(摻雜F之In2O3)、氧化錫(SnO2)、ATO(摻雜Sb之SnO2)、FTO(摻雜F之SnO2)、氧化鋅(包含摻雜Al之ZnO或摻雜B之ZnO、摻雜Ga之ZnO)、氧化銦-氧化鋅(IZO)、氧化鈦(TiO2)、尖晶石形氧化物、具有YbFe2O4構造之氧化物等之具有導電性之透明材料形成。
另一方面，於光自受光部3側入射之情形時，電極21亦可為透明性較低。該情形時，電極21亦可由鉑(Pt)、金(Au)、鈀(Pd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、銦(In)、錫(Sn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鉬(Mo)等之金屬材料或包含該等金屬元素之合金材料形成。
又，電極21亦可以包含上述金屬或合金之導電性粒子、含有雜質之多晶矽、碳系材料、氧化物半導體、碳奈米管、石墨片等之導電性材料形成。該情形時，藉由使將該等導電性材料混合至黏合劑樹脂中 而成為糊膠或墨水者硬化，亦可形成電極21。再者，電極21、23亦可以聚(3,4-乙二氧基噻吩)或聚苯乙烯磺酸等之導電性高分子材料形成。
另，電極21、23亦可採用積層有包含不同材料之2以上之層之構造。又，於圖1所示之構成之情形時，較佳為由功函數較小之材料(例如，Φ=3.5ev~4.5ev)形成電極21，由功函數較大之材料(例如，Φ=4.5ev~5.5ev)形成電極23。
此處，作為功函數較小之電極材料，可舉出例如Li、Na及K等之鹼金屬以及其氟化物或氧化物、Mg及Ca等之鹼土金屬以及其氟化物或氧化物、鋁(Al)或其合金、鋅(Zn)或其合金、錫(Sn)或其合金、鉈(Tl)或其合金、鈉-鉀合金、鋁-鋰合金、鎂-銀合金、銦、鐿等之稀土金屬或其合金等。而且，對電極21而言，由於在該等材料中功函數特別低，故包含鋰、鈣及鎂等之第1族元素或第2族元素之材料為較佳。
相對於此，作為功函數較大之電極材料，可舉出例如金(Au)或其合金、銀(Ag)或其合金、鉻(Cr)或其合金、鎳(Ni)或其合金、鈀(Pd)或其合金、鉑(Pt)或其合金、鐵(Fe)或其合金、銥(Ir)或其合金、鍺(Ge)或其合金、鋨(Os)或其合金、錸(Re)或其合金、碲(Te)或其合金等。
該等電極21、23之形成方法並非特別限定，可根據電極材料進行適當選擇。具體而言，對電極21、23之形成而言，可應用真空蒸鍍法、反應性蒸鍍法、各種濺射法、電子束蒸鍍法、離子電鍍法等之物理氣相沉積法(PVD法)、包含高溫溶膠法、熱分解有機金屬化合物之方法、噴霧法、浸漬法、MOCVD法之各種化學氣相沉積法(CVD法)、無電解電鍍法或電解電鍍法等之各種電鍍法、剝離法、溶膠-凝膠法、電沉積法、蔽陰遮罩法等，亦可組合該等而進行。又，亦可組合該等技術與圖案化技術而進行。
又，對發光部2而言，較佳為於有機光電轉換層22與電極21之間，設置有用以較易注入電子之電子注入層及/或電子輸送層，且於有機光 電轉換層22與電極23之間，設置有用以較易注入電子之電洞注入層及/或電洞輸送層。藉此，由於發光效率提高，故可降低驅動電壓。
另一方面，絕緣層24雖可由例如SiO2及SiN等之矽系絕緣材料形成，但並非限定於該等，只要以可確保絕緣性之材料形成即可。
[受光部3]
受光部3係以1對電極31、33、及設置於其間之有機光電轉換層32構成。又，於電極31上之未設置有機光電轉換層32之區域中設置有絕緣層34，藉由該絕緣層34可防止電極31與電極33之間之短路。
有機光電轉換層32可由光譜靈敏度與發光部2之有機光電轉換層22不同之1個或2個以上之有機半導體材料形成。此處使用之有機半導體材料雖只要為可將光能轉換為電能之材料即可，但特別期望使用p型有機半導體材料。此處，在各種有機半導體材料中，作為對綠色(約490~580nm)存在反應性之材料，可舉出例如顏料紫1、3、4、5、5：1、19(喹吖啶酮)、23、27、29、31、32、33、34、35、36、37、38、40、42、43、44、50、及顏料紅1、2、4、5、6、7、8、9、12、13、17、21、22、23、24、31、32、38、48、49、50、51、52、53、54、64、68、88、112、113、114、122、146、147、148、149、150、151、168、170、171、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、190、195、200、202、206、207、208、209、214、216、221、224、225、242、251、254、255、259、264、266、268、269等。
又，作為對藍色(約400~490nm)存在反應性之材料，可舉出例如萘衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物、苯乙烯胺衍生物、或雙(吖嗪基)亞甲基硼錯合物等。再者，作為對紅色(約580~700nm)存在反應性之材料，可舉出例如尼羅紅、或DCM1{4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(4-二甲胺基苯乙烯基)4H-吡喃}及DCJT{4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-(巨洛啶基苯乙烯基)吡喃}等之吡喃衍生物、方酸菁衍生物、卟啉衍 生物、氯衍生物、銪二磷酸衍生物等。
另，有機光電轉換層32亦可組合2種以上有機半導體材料而形成，該情形時，亦可混合使用p型有機半導體材料與n型有機半導體材料。
另一方面，電極31、33可由例如鋁或其合金、銅或其合金、鈦或其合金、鎢或其合金、鉭或其合金、金或其合金、鉑(Pt)或其合金、銦或其合金、鈀或其合金、銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅、氧化錫及氧化鎂等形成。進而，自受光發光效率之觀點而言，電極31、33較佳為以透明材料形成。
又，對受光部3而言，較佳為於有機光電轉換層32與電極31之間形成電洞阻斷層。藉此可抑制暗電流。此時，電洞阻斷層較佳為相較於有機光電轉換層32之有機半導體材料，由游離電位或HOMO態位較深之材料形成。進而，絕緣層34可由與上述絕緣層24相同之材料形成。
[絕緣層4]
絕緣層4雖可由例如SiO2及SiN等之矽系絕緣材料形成，但並非限定於該等，只要以可確保絕緣性之材料形成即可。
[動作]
圖2及圖3係顯示本實施形態之受光發光元件10動作時之概念圖，圖2係顯示於受光部3側設定受光發光面之情形，圖3係顯示於發光部2側設定受光發光面之情形。本實施形態之受光發光元件10係對發光部2之有機光電轉換層22、受光部3之有機光電轉換層32施加相反之偏壓電壓。具體而言，於發光部2中，對電極21施加負電壓，對電極23施加正電壓，於受光部3中，對電極31施加正電壓，對電極33施加負電壓。藉此，於發光部2中產生發光，於受光部3中可進行光檢測。
本實施形態之受光發光元件10由於在發光部2與受光部3中光譜靈敏度不同，故如圖2及圖3所示，即便為積層有發光部2與受光部3之 構造，仍可使其等同時動作。另，於受光發光元件10中，不僅使發光部2及受光部3同時動作，且亦可使僅一者動作，從而可根據用途等使發光部2及受光部3分別個別地動作。又，於圖2及圖3中，雖設定受光面與發光面相同，但本實施形態之受光發光元件10亦可使受光面與發光面分別不同。
圖4係顯示本實施形態之受光發光元件10之其他動作例之概念圖。於圖2及圖3中，雖顯示發光部2相較於受光部3為光譜靈敏度之峰值位於更高波長側之情形，但本揭示並非限定於此，只要發光部2與受光部3之光譜靈敏度之峰值錯開即可。即，如圖4所示，亦可為受光部3相較於發光部2於高波長側具有光譜靈敏度之峰值。
另，發光部2與受光部3之光譜靈敏度之峰值位置雖距離越遠則對另一者之影響越少，但只要為不相互干涉之程度之差即可。具體而言，發光部2與受光部3之光譜靈敏度較佳為峰值位置之差為100nm以上，更佳為200nm以上。
於本實施形態之受光發光元件10中，由於為積層有發光部2與受光部3之構造，故與將發光部及受光部配置於同一表面上之構造相比，可增加每單位面積之檢測面積(像素數)。其結果，本實施形態之受光發光元件10與先前之受光發光元件相比，可提高檢測靈敏度。
又，該受光發光元件10由於發光部2與受光部3之光譜靈敏度不同，故不會阻礙雙方之特性，即便為積層構造，仍可使其等同時動作。另一方面，於專利文獻3所記載之元件中，由於未考慮受光部與發光部之光譜特性之關係，故若同時動作，則存在對彼此之特性造成影響之可能性。
進而，本實施形態之受光發光元件10由於將發光部2及受光部3均由使用有機半導體材料之有機光電轉換部構成，故準備例如專用之金屬罩，即可以相同之製程形成。其結果，與先前之受光發光元件相比 亦可簡化製造過程。
另，於本實施形態中，雖已以於基板1側設置有發光部2，且於其上設置有受光部3之構成之受光發光元件10為例進行說明，但本揭示並非限定於此，發光部2與受光部3之位置亦可為相反。該情形時，藉由將偏壓電壓之施加方式設定為相反，亦可使作為受光部發揮功能之有機光電轉換部作為發光部發揮功能，使作為發光部發揮功能之有機光電轉換部作為受光部發揮功能。
即，本實施形態之受光發光元件改變電壓之施加方式，即可變更受光部及發光部。而且，不論發光部及受光部之積層順序，均可獲得上述效果。
而且，藉由搭載本實施形態之受光發光元件10，例如不僅可實現具備物體檢測或攝像功能之圖像顯示裝置，亦可實現輸入部位指定之人機界面等。
<2.第1實施形態之變化例>
接著，對本揭示之第1實施形態之變化例之受光發光元件進行說明。圖5係模式性顯示本變化例之受光發光元件之構造之剖面圖。另，於圖5中，對與圖1所示之受光發光元件10之構成要件相同者標註相同符號，並省略其詳細之說明。
如圖5所示，於本變化例之受光發光元件11中，發光部12之上部電極、與受光部13之下部電極為共通電極5。藉此，可使元件構造簡化而薄型化。另，本變化例之受光發光元件11之上述以外之構成、動作及效果與上述第1實施形態相同。
<3.第2實施形態>
接著，對本揭示之第2實施形態之受光發光元件進行說明。圖6係模式性顯示本實施形態之受光發光元件之構造之剖面圖。又，圖7係顯示圖6所示之受光發光元件20之有機光電轉換層22、32、36之配置之模 式圖，A為剖面圖，B及C為俯視圖。另，於圖6、7中，對與圖1所示之受光發光元件10之構成要件相同者標註相同符號，並省略其詳細之說明。
如圖6及圖7所示，本實施形態之受光發光元件20係於受光部3中，將光譜靈敏度不同之2種有機光電轉換層32、36設置於同一平面上。具體而言，於受光部3中設置有以1對電極31、33及設置於其間之有機光電轉換層32構成之第1有機光電變化部、與以1對電極35、37及設置於其間之有機光電轉換層36構成之第2有機光電變化部。又，各電極31、33、35、37藉由絕緣層34防止短路。
而且，構成有機光電轉換層32、36之有機半導體材料並非特別限定，可根據所需之檢測區域(光譜靈敏度)進行適當選擇。例如，可使有機光電轉換層32檢測紅色光，以有機光電轉換層36檢測藍色光。
又，有機光電轉換層32、36之配置亦並非特別限定，只要為不對雙方之受光特性造成影響之範圍即可。例如，如圖7B所示，可互異地配置有機光電轉換層32與有機光電轉換層36。
而且，於本實施形態之受光發光元件20中，亦與上述第1實施形態之受光發光元件10相同，受光發光面可為受光部3側及基板1側之任一者，於任一情形時均可使發光部2及受光部3同時動作。
如以上詳細敘述般，本實施形態之受光發光元件20由於在受光部3中設置有光譜靈敏度不同之2種有機光電轉換層32、36，故可防止偽色，而提高色再現性。另，本實施形態之受光發光元件20之上述以外之構成、動作及效果與上述第1實施形態或其變化例之受光發光元件相同。
<4.第3實施形態>
接著，對本揭示之第3實施形態之受光發光元件進行說明。本實施形態之受光發光元件將受光部3兼用作彩色濾光片。圖8及圖9係顯示 本實施形態之受光發光元件之構成之模式圖。另，於圖8、9中，對與圖1所示之受光發光元件10之構成要件相同者標註相同符號，並省略其詳細之說明。又，於圖8、9中，省略顯示有機光電轉換層以外之構成要件。
具體而言，如圖8所示之受光發光元件30般，可採用如下構成：於發光部2設置有發出白色光之有機光電轉換層25，且於其上方積層有分別包含綠色像素、藍色像素及紅色像素之2個有機光電轉換層38、39。受光部3之各有機光電轉換層38、39係以例如分別使紅色像素39R位於綠色像素38G上方，綠色像素39G位於藍色像素38B上方，藍色像素39B位於紅色像素38R上方之方式進行配置。
又，如圖9所示之受光發光元件40般，亦可採用如下構成：於發光部2中設置有具有發出紅色、綠色或藍色光之3種像素之有機光電轉換層26，且於其上方配置有2個有機光電轉換層38、39。該情形時，以分別使有機光電轉換層26之綠色像素38G及紅色像素39R位於藍色像素26B上方，藍色像素38B及綠色像素39G位於紅色像素26R上方，紅色像素38R及藍色像素39B位於綠色像素26G上方之方式進行配置。
於本實施形態之受光發光元件中，由於受光部3亦作為彩色濾光片發揮功能，故即便發光部2之有機光電轉換層25為發出白色光者，仍無需另外設置彩色濾光片而可簡化構造及製造過程。另，本實施形態之受光發光元件之上述以外之構成、動作及效果與上述第1實施形態、其變化例及第2實施形態之受光發光元件相同。
<5.第3實施形態之第1變化例>
接著，對本揭示之第3實施形態之第1變化例之受光發光元件進行說明。圖10係顯示本變化例之受光發光元件之受光部之構成之模式圖。另，於圖10中，省略顯示有機光電轉換層以外之構成要件。如圖10所示，本變化例之受光發光元件亦將受光部3兼用作彩色濾光片。
而且，於受光部3中，介隔電極(未圖示)及絕緣層(未圖示)而積層配置有設置有複數個綠色像素之有機光電轉換層41G、設置有複數個藍色像素之有機光電轉換層41B、及設置有複數個紅色像素之有機光電轉換層41R。又，綠色有機光電轉換層41G之各像素、藍色有機光電轉換層41B之各像素、及紅色有機光電轉換層41R之各像素係於縱向及/或橫向偏離配置。
如此，藉由積層綠色有機光電轉換層41G、藍色有機光電轉換層41B、紅色有機光電轉換層41R，且偏離配置其各像素，可抑制上層之光吸收等之影響。另，本變化例之受光發光元件之上述以外之構成、動作及效果與上述第3實施形態之受光發光元件相同。
<6.第3實施形態之第2變化例>
接著，對本揭示之第3實施形態之第2變化例之受光發光元件進行說明。圖11A係顯示本變化例之受光發光元件之構成之模式圖，圖11B係顯示其發光部之構成之俯視圖。另，於圖11中，省略顯示有機光電轉換層以外之構成要件。如圖11A所示，本變化例之受光發光元件42將受光部3兼用作彩色濾光片，進而將受光部3之有機光電轉換層、發光部2之有機光電轉換層27形成於同一層內。
具體而言，如圖11B所示，於受光部3之有機光電轉換層之各像素43R、43G、43B之周圍形成有發光部2之有機光電轉換層27。藉由採用如此之構成，無需考慮與受光部3及發光部2之間之吸收差。另，本變化例之受光發光元件之上述以外之構成、動作及效果與上述第3實施形態之受光發光元件相同。
又，本揭示亦可採用如以下之構成。
(1)
一種受光發光元件，其包含：第1有機光電轉換部；及 第2有機光電轉換部，其設置於上述第1有機光電轉換部上，且與上述第1有機光電轉換部為光譜靈敏度不同；且上述第1有機光電轉換部及第2有機光電轉換部係一者作為受光部發揮功能，另一者作為發光部發揮功能。
(2)
如技術方案(1)之受光發光元件，其中上述第1有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有1個或複數個有機半導體材料之第1有機光電轉換層；上述第2有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有與構成上述第1有機光電轉換層之有機半導體材料為光譜靈敏度不同之1個或複數個有機半導體材料之第2有機光電轉換層；且對上述第1有機光電轉換層與上述第2有機光電轉換層施加相反之偏壓電壓。
(3)
如技術方案(2)之受光發光元件，其中設置於上述第1有機光電轉換部及上述第2有機光電轉換部之各電極係由透明導電性材料形成。
(4)
如技術方案(2)或(3)之受光發光元件，其中第1有機光電轉換層及上述第2有機光電轉換層含有至少p型有機半導體材料。
(5)
如技術方案(2)至(4)中任一項之受光發光元件，其中設置於上述第1有機光電轉換部之1對電極中之一者，與設置於上述第2有機光電轉換部之1對電極中之一者為共通電極。
(6)
如技術方案(1)至(5)中任一項之受光發光元件，其中在與上述第1有機光電轉換部或上述第2有機光電轉換部為同一平面上，設置有與上 述第1及上述第2有機光電轉換部為光譜靈敏度不同之第3有機光電轉換部。
(7)
如技術方案(1)至(6)中任一項之受光發光元件，其中上述第2有機光電轉換部於1對電極間設置有光譜靈敏度不同之3種有機光電轉換層，並作為發光部發揮功能。
(8)
如技術方案(7)之受光發光元件，其中上述3種有機光電轉換層為積層構造。
(9)
一種受光發光裝置，其包含如技術方案(1)至(8)中任一項之受光發光元件。
1‧‧‧基板
2‧‧‧發光部
3‧‧‧受光部
4‧‧‧絕緣層
10‧‧‧受光發光元件
21‧‧‧電極
22‧‧‧有機光電轉換層
23‧‧‧電極
24‧‧‧絕緣層
31‧‧‧電極
32‧‧‧有機光電轉換層
33‧‧‧電極
34‧‧‧絕緣層

Claims (9)

  1. 一種受光發光元件，其包含：第1有機光電轉換部；及第2有機光電轉換部，其設置於上述第1有機光電轉換部上，且與上述第1有機光電轉換部為光譜靈敏度不同；且上述第1有機光電轉換部及第2有機光電轉換部係一者作為受光部發揮功能，另一者作為發光部發揮功能。
  2. 如請求項1之受光發光元件，其中上述第1有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有1個或複數個有機半導體材料之第1有機光電轉換層；上述第2有機光電轉換部包含設置於1對電極間，且含有與構成上述第1有機光電轉換層之有機半導體材料為光譜靈敏度不同之1個或複數個有機半導體材料之第2有機光電轉換層；且對上述第1有機光電轉換層與上述第2有機光電轉換層施加相反之偏壓電壓。
  3. 如請求項2之受光發光元件，其中設置於上述第1有機光電轉換部及上述第2有機光電轉換部之各電極係由透明導電性材料形成。
  4. 如請求項2之受光發光元件，其中上述第1有機光電轉換層及上述第2有機光電轉換層含有至少p型有機半導體材料。
  5. 如請求項2之受光發光元件，其中設置於上述第1有機光電轉換部之1對電極中之一者，與設置於上述第2有機光電轉換部之1對電極中之一者為共通電極。
  6. 如請求項1之受光發光元件，其中在與上述第1有機光電轉換部或上述第2有機光電轉換部為同一平面上，設置有與上述第1及上述 第2有機光電轉換部為光譜靈敏度不同之第3有機光電轉換部。
  7. 如請求項1之受光發光元件，其中上述第2有機光電轉換部於1對電極間設置有光譜靈敏度不同之3種有機光電轉換層，並作為受光部發揮功能。
  8. 如請求項7之受光發光元件，其中上述3種有機光電轉換層為積層構造。
  9. 一種受光發光裝置，其包含如請求項1之受光發光元件。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107980175A (zh) * 2015-06-09 2018-05-01 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于探测电磁辐射的构件
US10074302B2 (en) 2015-03-31 2018-09-11 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Display apparatus

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104659072B (zh) * 2015-03-16 2017-07-28 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板和阵列基板制作方法
JP6790005B2 (ja) * 2018-02-23 2020-11-25 株式会社東芝 検出素子および検出器
JP6790008B2 (ja) * 2018-03-14 2020-11-25 株式会社東芝 検出素子および検出器
JP2020141084A (ja) * 2019-03-01 2020-09-03 コニカミノルタ株式会社 積層型発光受光素子、及びそれを具備した電子デバイス
CN114514613A (zh) * 2019-07-17 2022-05-17 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块及电子设备
JPWO2021074738A1 (zh) * 2019-10-17 2021-04-22
CN114868383A (zh) * 2019-12-24 2022-08-05 株式会社半导体能源研究所 显示装置
CN114982377A (zh) * 2020-01-31 2022-08-30 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块及电子设备
CN115485758A (zh) * 2020-05-01 2022-12-16 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块及电子设备
CN111540775B (zh) * 2020-05-11 2023-07-18 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法和亮度补偿方法、显示装置
US20240164175A1 (en) * 2021-04-22 2024-05-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display apparatus and method for manufacturing display apparatus

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016112B2 (ja) * 1978-04-19 1985-04-23 松下電器産業株式会社 発光・受光素子
JPS60111568A (ja) * 1983-11-21 1985-06-18 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線画像情報読取装置
JPS62279776A (ja) * 1986-05-29 1987-12-04 Oki Electric Ind Co Ltd 密着型イメ−ジセンサ
US6320325B1 (en) * 2000-11-06 2001-11-20 Eastman Kodak Company Emissive display with luminance feedback from a representative pixel
US20040031966A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-19 Forrest Stephen R. Organic photonic integrated circuit using a photodetector and a transparent organic light emitting device
JP4096877B2 (ja) 2003-02-07 2008-06-04 松下電器産業株式会社 情報読み取り素子及びそれを用いた情報読み取り装置
US7227305B2 (en) * 2004-06-18 2007-06-05 General Electric Company Stacked organic electroluminescent devices
JP4645822B2 (ja) 2005-04-19 2011-03-09 ソニー株式会社 画像表示装置および物体の検出方法
JP4911446B2 (ja) 2005-09-15 2012-04-04 富士フイルム株式会社 エリアセンサ、画像入力装置、およびそれを組み込んだ電子写真装置等
EP1784055A3 (en) * 2005-10-17 2009-08-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Lighting system
CA2665047A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for infrared detection and display
US7964328B2 (en) * 2007-07-30 2011-06-21 Eastman Kodak Company Condensation polymer photoconductive elements
JP2009081296A (ja) 2007-09-26 2009-04-16 Fujifilm Corp 受発光素子
JP5564847B2 (ja) * 2009-07-23 2014-08-06 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
KR101815072B1 (ko) * 2009-11-24 2018-01-30 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. 적외선 검출 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10074302B2 (en) 2015-03-31 2018-09-11 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Display apparatus
CN107980175A (zh) * 2015-06-09 2018-05-01 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于探测电磁辐射的构件

Also Published As

Publication number Publication date
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US10032834B2 (en) 2018-07-24

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