JP4373159B2

JP4373159B2 - 発光装置

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Publication number: JP4373159B2
Application number: JP2003297232A
Authority: JP
Inventors: 秀明桑原
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: JP2005071693A

Description

本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「電界発光層」と記す）と、を有する有機発光素子、およびそれを用いた発光装置に関する。また特に、白色発光を呈する有機発光素子、およびそれを用いたフルカラー表示可能な発光装置に関する。

なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC（Flexible printed circuit）もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

電界発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に電界発光層を挟んでなり、その発光機構は、両電極間に電界を印加した際に陽極から注入される正孔（ホール）と、陰極から注入される電子が、電界発光層において再結合することにより電界発光層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。

この電界発光素子における電界発光層には、低分子系材料や高分子系材料を用いることができ、その成膜方法には、蒸着法（真空蒸着法を含む）、スピンコート法、インクジェット法、ディップ法、電界重合法等が挙げられる。

赤、緑、青の発光色を用いてフルカラーのフラットパネルディスプレイを作製することを考えた場合、成膜精度がそれほど高くないため、異なる画素間の間隔を広く設計したり、画素間に土手（バンク、または障壁）と呼ばれる絶縁物を設けたりしている。画素間に障壁を設けた例として特許文献１が挙げられる。

また、特許文献２には発光色が互いに異なる複数の電界発光装置を同じ積層順でストライプ状並列の位置がずれるように重ねたことによって多色画像を表示する多色電界発光表示装置の記載がある。

また、カラーフィルタや色変換フィルタを用いてフルカラーのフラットパネルディスプレイが試作されている。このようなフィルタを用いる場合、発光がフィルタによりカットされるため、輝度が低下する恐れがある。また、白色発光材料や青色発光材料に依存しやすく、高品質の材料が要求される。カラーフィルタを用いてフルカラーとした例として特許文献３が挙げられる。

また、特許文献４には、有機ＥＬ素子から形成された青色または緑色の発光部と、有機ＥＬ素子から離間して設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる赤色の発光部とが、光の進行方向に重なりあわないように配設された多色表示装置の記載がある。
特開平５−２５８８５９号公報特開平６−６８９７７号公報特開平１０−１７７８９５号公報特開平７−１９９８２４号公報

赤、緑、青の発光色を用いるフルカラーのフラットパネルディスプレイとして、高精細化や高開口率化や高信頼性の要求が高まっている。こうした要求は、発光装置の高精細化(画素数の増大)及び小型化に伴う各表示画素ピッチの微細化を進める上で大きな課題となっている。また、同時に生産性の向上や低コスト化の要求も高まっている。

また、表示に奥行きのあるディスプレイ、さらには立体画像を表示可能なディスプレイを提供する。

本発明は、両面から発光させることのできる発光パネルを少なくとも２枚、好ましくは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚の単色発光パネルを重ねて１つのフルカラー表示画像が得られる発光装置を特徴とする。

具体的には、観察者側から見て最表面の１番目のパネルとして青色の発光素子が設けられ、透光性を有する基板またはフィルムで封止されているパネルを用いる。また、２番目のパネルとして赤色の発光素子が設けられ、透光性を有する基板またはフィルムで封止されているパネルを用いる。また、３番目のパネルとして緑色の発光素子が設けられ、透光性を有する基板またはフィルムで封止されているパネルを用いる。即ち、発光色の異なる発光素子をそれぞれ封止する。これら３枚のパネルは、観察者側からみて赤色画素（赤色発光領域）、青色画素（青色発光領域）、緑色画素（緑色発光領域）が規則正しく並ぶ１画素を構成するように接着材で接着する。なお、これら３枚のパネルは、発光素子の陽極および陰極が透明または半透明の導電材料からなっており、各パネル両面から発光し、且つ、背景が透過して見えるものである。

１枚のパネルでフルカラー表示させるために塗りわけを行う場合、発光素子において各発光色毎に最適な膜厚（発光層、電子輸送層、電子注入層、ホール輸送層、ホール注入層など）が異なるため、バランスよく３種類の発光が得られる膜厚調整は困難であるが、本発明は１つの発光色における最適な膜厚をパネル毎に設定するだけで発光効率や輝度などの特性が優れたパネルが提供できる。また、外表側の基板をガラス基板（２枚）とし、それ以外の基板（４枚）をフィルム基板とすることで、パネルに挟まれた真ん中のパネルで貼りあわせ時の応力緩和を行う。特に、真ん中のパネルにおいては、フィルム基板（２枚）で封止されるが、結果的には、外側をフィルム基板（２枚）およびガラス基板（２枚）で封止されたパネルとなるため、信頼性が向上する。

加えて、発光素子において、最適な電源電圧は各発光色によって異なってしまうが、本発明はパネル毎に電源電圧を異ならせればよいため単純なパネル構成とすることができる。また、外部環境（太陽光、周辺の景色）、例えば暗い時と明るい時とで人間の目は識別が異なるため、同じ輝度であっても外部環境によって色の度合いが変わって見えてしまうことがある。このような場合にも本発明は有効であり、それぞれのパネル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に印加する電圧を簡単に調節でき、輝度を変えることができるため、観察者にとって最も鮮やかな表示に適宜、調節することが容易にできる。

また、高精細な表示を得るためにはＴＦＴと接続された発光素子がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス基板を用いることが好ましい。また、設計上、ゲート配線やソース配線が重なるように画素設計をすることが可能となるため、開口率が高い発光装置とすることができる。従来では、１枚の発光パネルでＲ用の電源配線、Ｇ用の電源配線、Ｂ用の電源配線などの配線、さらには３色分のＴＦＴを同一基板上に形成させる必要があったために高い開口率を確保することは困難であった。

また、１枚のパネルに作りこむ発光素子（またはＴＦＴ）の数が３分の１となり、１枚あたりの発熱量が低減されるため、信頼性も向上する。また、駆動回路を同一基板上に形成する場合にも３分の１でよく、狭額縁化することができる。

また、３枚のパネルを全て同じ画素設計とし、発光色だけ異なる発光パネル、例えば有機化合物を含む層の材料のみ異なる発光パネルを用意し、貼り合わせの際に１画素電極ずつずらして接着することで設計コスト及び製造コストを削減することができる。

また、３枚のパネルをそれぞれ異なる画素設計とすることも可能であり、高い開口率が得られるフルカラー表示装置を実現できる。

また、３枚のパネル構成を異ならせることも可能である。例えば、３枚のパネルのうち、観察者側から見て３番目のパネルのみをボトムエミッション構造の発光パネル、またはトップエミッション構造の発光パネルとしてもよい。ただし、ボトムエミッション構造の発光パネル、またはトップエミッション構造のパネルを用いる場合、発光方向が観察者側になるようにする。

また、人間にとって視感度の低い順に、観察者側から見て発光パネルをＢ、Ｒ、Ｇの順として重ねたが、その順序も特に限定されない。

なお、３枚のパネルを重ねた構成としても、発光パネル１枚あたりの厚さは約２ｍｍ程度と薄いため、発光装置全体の厚さを薄く抑えることができる。

また、発光装置トータルの厚さを薄く抑えるため、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、２種類の発光色を１枚のパネルで構成し、残りの１種類の単色パネル１枚と重ね、合計２枚のパネルでフルカラー表示を得てもよい。２枚のパネルの貼りあわせのみであるので貼り合わせが簡単になる。また、１枚のパネルで２種類の発光色を構成する場合には、１つの画素において、間隔をあけて発光色の異なる２つの発光素子を配置し、重ねるもう１枚のパネルに設けられた１つの発光素子が間に来るように配置する。

また、上記特許文献４においては、プリント基板に設けられたＬＥＤと有機ＥＬ素子とを離間して設けた表示装置であるため、間に光の透過経路となる光学ファイバーを設けた複雑な構造となっている。また、ＬＥＤランプはサイズが大きいため高精細な表示を行うことは困難である。また、ＬＥＤランプを製造するラインと、有機ＥＬ素子を製造するラインと、光学ファイバーを組み合わせる専用の製造装置を別々に用意しなくてはならず製造コストがかさむ。対して、本発明は、上記特許文献４と大きく異なっており、薄型である有機ＥＬ素子のみを用い、それぞれが高精細な表示が可能であるため、重ねて組み合わせても高精細な表示を得ることができる。加えて、本発明の発光装置は、有機ＥＬ素子を製造するラインを用いれば発光色の異なるパネルを複数作製することができる。

また、本発明の発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。

また、３枚のパネルで画素部を構成するため、隣接間バラツキが低減できる。１枚のパネルでフルカラー表示させる場合には、１つの画素に設けられたＴＦＴおよび周辺のＴＦＴ特性が不良であると、１箇所のＲＧＢの画素全てが不良となり目立ってしまう。本発明においては、隣接する画素ＴＦＴが異なる基板に設けられているため、３枚の基板で不良箇所が同一になる可能性は低く、目立たない。

また、観察者側の両面発光パネルの一方の発光は、観察者に届き、もう一方の発光は下層のパネルに吸収される。円偏光板などを用いなくともよい。また、下層のパネルで反射層を設けることによって、上層に設けられた発光素子の取り出す発光の量を増加させてもよい。

また、アクティブマトリクス基板に設けられる発光素子のスイッチング素子として、ポリシリコンＴＦＴだけでなく、アモルファスシリコンＴＦＴを用いることも可能である。アモルファスシリコンＴＦＴを用いた場合には、素子の占める面積が大きくなってしまうが、本発明においてはＲＧＢの発光素子を３枚の基板に分けて形成するため、発光素子のスイッチング素子を重ねることによって開口率を向上させることができる。

また、ＲＧＢパネル３枚に追加して白色パネルを重ね、４枚のパネルを重ねた発光装置としてもよい。

本明細書で開示する発明の構成は、
赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置であって、
発光素子は、第１の電極と、有機化合物を含む層と、第２の電極とを有し、
発光色の異なる発光素子が形成された複数の基板を貼り合わせたことを特徴とする発光装置である。

また、発明の他の構成は、図３にその一例を示すように、
赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置であって、
３種類の発光素子のうち、２種類の発光素子が設けられた第１の基板と、残り１種類の発光素子が設けられた第２の基板とを重ねて、フルカラー表示を行うことを特徴とする発光装置である。

上記構成において、前記第１の基板および前記第２の基板を通過した２種類の発光と、前記第２の基板に設けられた発光素子の１種類の発光とで１画素表示とすることを特徴としている。また、上記構成において、前記第２の基板に設けられた発光素子は、透光性である第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性である第２の電極とを有していることを特徴としている。

また、発明の他の構成は、図１にその一例を示すように、
赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置であって、
観察者側から見て３種類の発光素子の発光領域が重ならないように、
緑色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第１の基板と、
青色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第２の基板と、
赤色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第３の基板と、を貼りあわせてフルカラー表示を行うことを特徴とする発光装置である。

上記構成において、前記３種類の発光素子のうち、少なくとも２種類の発光素子は、透光性である第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性である第２の電極とを有していることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記第１の電極および前記第２の電極は、有機化合物を含む層を発光層とする発光素子の陰極、或いは陽極であることを特徴としている。また、上記各構成において、前記第１の電極、或いは前記第２の電極にＴＦＴが接続され、且つ、異なる基板においてＴＦＴのソース配線またはＴＦＴのゲート配線の一方、もしくは両方が基板を介して重なっていることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記第１の電極または前記第２の電極は、透明導電膜、または、光を透過する金属薄膜であることを特徴としている。

さらに、本発明は、発光色の異なる単色発光パネルを３枚以上、例えば３×ｎ（ｎは自然数）枚重ね、表示に奥行きのあるディスプレイとすることができる。加えて、発光色の異なる単色発光パネルを無数に重ねることによって立体画像を形成することもできる。従来は、２台の撮像装置を用いて右目用と左目用の視差を有する画像を表示し、特殊眼鏡を用いたり特殊なスクリーンによって立体画像表示装置としていたが、本発明は、映像そのものを立体とすることによって立体画像を表示する。ただし、立体画像を得る場合には、立体画像用の表示データを用意し、その表示データをパネル毎に分割して表示する必要がある。

また、パネルを無数に重ねる場合、発光素子に用いる有機化合物によっては発光を吸収する材料（例えばＣｕＰｃは赤色発光を吸収する）はなるべく避け、発行素子の発光を吸収しない材料を発光素子に用いることが好ましい。

表示に奥行きのあるディスプレイとするため、重ねられた各パネル間に、ある間隔をあけて重ねる、またはフィルムを介して重ねることで発光装置トータルの厚さを意図的に厚いものとする。

また、重ねたパネルの数により透過率および発光量が異なることを利用し、観察者側から見て手前のパネルで明るい表示部分を表示させ、奥のパネルで暗い表示部分を表示させることによって立体画像を形成する。即ち、手前のパネルで発光する輝度と、奥のパネルで発光する輝度は同じであっても、間に挟むパネル数次第で観察者には奥のパネルの表示が手前のパネルの表示よりも暗く見せることができる。さらに、手前のパネルの表示と、奥のパネルの表示との階調が顕著に形成されるようにパネル間に遮光フィルム（例えば、透過度、色調が調節できる厚さ２５μｍ〜３５０μｍの染色ポリエステルフィルム）を設けることによって、透過率を適宜調節してもよい。例えば、４階調、６４色フルカラーの表示を得る場合、１２枚のパネルが重ねられた発光装置、即ち、ＲＧＢの３枚の単色パネルを一組とした合計４組からなる集合体である発光装置とすればよく、階調を調節するため各組の間に１枚ずつ、合計３枚の遮光フィルムを設ければよい。この場合、単色パネルは階調表示ができない単純なものであってよく、観察者側から重ねられたパネル枚数と遮光フィルム枚数とで各パネルの階調を作り出す。

また、発明の他の構成は、
第１の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第１の基板と、
第２の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第２の基板と、
第３の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第３の基板とを重ねて形成される一つのパネル群を複数積み重ね、
立体的に配置した発光素子を点灯させて表示そのものを立体とすることを特徴とする立体表示装置である。

上記構成において、前記第１の発光色、前記第２の発光色、前記第３の発光色は、赤色、橙色、緑色、黄色、青色、または白色のいずれか一であることを特徴としている。また、上記構成において、前記発光素子は、透光性である第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性である第２の電極とを有していることを特徴としている。

本発明の立体表示装置は、発光素子を積み重ね、表示そのものを立体とし、それを視認させることで観察者に立体映像を認識させる。光学フィルムなどの立体映像用の特殊眼鏡を使用することも必要でない。また、表示そのものが立体であるため、適視距離が広い。また、従来のように両方の目に入った映像を脳内で合成するわけではないので疲労なども少ない。

また、単色発光パネルに限らず、両面から発光させることのできるフルカラーの発光パネルを２枚以上重ねても、表示に奥行きのあるディスプレイ、または立体画像を形成することができる。

また、各パネル群の間には光学レンズや光学フィルムを入れてもよい。

また、本明細書において、可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。

なお、発光素子（ＥＬ素子）は、電界を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、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）とがあるが、本発明により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。また、有機化合物層を含む層（EL層）は、シリコンなどの無機材料をも含んでいてもよい。

有機化合物を含む層を発光層とする発光素子は、同一基板上にＲ、Ｇ、Ｂ全ての長期信頼性と良好な色純度を兼ね備えた材料開発および素子開発は困難であったが、本発明は、３種類の発光素子を複数枚の基板に作りわけ、それぞれを積み重ねることで長期信頼性と良好な色純度を兼ね備えたフルカラー表示装置を実現している。

また、本発明は、１枚の基板にＲ、Ｇ、Ｂの３種類の発光素子を形成する必要がなく、素子設計が簡単になるとともに、複数の基板間で配線やスイッチング素子（ＴＦＴなど）を重ねることができるため、開口率を向上させることができる。

また、本発明は、フルカラー表示装置であってもＲＧＢ毎に塗りわけを行う必要がないため、有機化合物を含む層の成膜精度がそれほど高くない成膜方法をも用いることができ、量産に適している。例えば、インクジェット法により成膜を行ってもよい。インクジェット法による成膜は、液体であるので広がりやすいが、本発明において１枚のパネルにおける隣合う画素間隔は大きいため、成膜位置マージンが広い。また、蒸着においても、蒸着材料の回り込みやマスクの加工精度などがあるため、マスクの開口間隔に限界があり、細かいピッチでＲＧＢ毎に塗りわけを行うことは困難であった。

また、本発明は、１枚の基板に単色発光素子を作製すればよいため、有機化合物を含む層の形成から封止までを短時間にすることが可能である。有機化合物を含む層の形成から封止までを短時間を行えば行うほど、不純物（主に水分）の混入が防げ、信頼性が向上する。蒸着によって１枚の基板にＲＧＢ毎に塗りわけを行う場合、Ｒ、Ｇ、ＢのＥＬ材料膜の蒸着時間に加え、さらにＲ、Ｇ、Ｂ用マスクのアライメント時間が合計されてしまい長時間となるため、不純物が混入してしまう可能性が高いプロセスとなっていた。

本発明の実施形態について、以下に説明する。

（実施の形態１）
図１（Ａ）は、本発明の一例を示す斜視図を示しており、図１（Ｂ）は分かりやすく説明するための分解斜視図である。

観察者側から見て最表面の１番目のパネル１０１として青色の発光素子がマトリクス状に設けられ、一方の基板はガラス、もう一方の基板はプラスチックで封止されているパネルを用いる。また、２番目のパネル１０２として赤色の発光素子がマトリクス状に設けられ、プラスチックからなる一対の基板に挟んで封止されているパネルを用いる。また、３番目のパネル１０３として緑色の発光素子がマトリクス状に設けられ、一方の基板はプラスチック、もう一方の基板はガラスで封止されているパネルを用いる。

これら３枚のパネルは、発光の進行方向において互いに重なり合わないように重ね、その斜視図が図１（Ａ）である。具体的には、観察者側からみて赤色画素、青色画素、緑色画素が並ぶように接着剤などで３枚のパネルを固定する。図２（Ａ）に観察者側からみた画素構成の一例を示す。

本発明は、赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置であるが、従来のように同一基板上に作り込むのではなく発光色ごとに発光素子を複数基板へ作り分ける。

図２（Ｂ）には、観察者側からみて１番目のパネルにおける画素構成を示している。配線１１２Ｂと配線１１１Ｂは、ゲート配線、ソース配線、または電源供給線などであり、ＴＦＴなどを含む素子回路１１３も設けられている。１番目のパネルには青色の発光領域１１０Ｂのみであるので、単色発光パネルと同じ素子回路、配線を設ければよい。また、１番目のパネルにおいて隣合う発光領域との間隔は、２つ分空いており、成膜マージンが広くなっている。

図２（Ｃ）には、２番目のパネルにおける画素構成を示している。２番目のパネルにおいても、配線や素子回路などの画素構成は同一であるが、重ねた時に赤色発光領域１１０Ｒが、１番目のパネルの青色発光領域１１０Ｂと重ならないようにずらしている。加えて、配線１２１Ｒが１番目のパネルの青色発光領域１１０Ｂと重ならないようにずらしている。１番目のパネルと同様に配線１１２Ｒと配線１２１Ｒは、ゲート配線、ソース配線、または電源供給線などであり、素子回路１１３Ｒも設けられている。また、配線１２１Ｒが青色発光領域１１０Ｂと赤色発光領域１１０Ｒの間に配置するよう重ねている。ただし、配線１１２Ｒは配線１１２Ｂと重なるように、また、素子回路１１３Ｒは素子回路１１３Ｂと重なるようにして開口率を維持している。

図２（Ｄ）には、３番目のパネルにおける画素構成を示している。３番目のパネルにおいても、配線や素子回路などの画素構成は同一であるが、重ねた時に緑色発光領域１１０Ｇが、１番目のパネルの青色発光領域１１０Ｂおよび２番目のパネルの赤色発光領域１１０Ｒと重ならないようにずらしている。加えて、配線１３１Ｇが２番目のパネルの赤色発光領域１１０Ｒと重ならないようにずらしている。他のパネルと同様に配線１１２Ｇと配線１３１Ｇは、ゲート配線、ソース配線、または電源供給線などであり、素子回路１１３Ｇも設けられている。

このように３枚のパネルに作り分けることで、１枚当たりに形成される素子回路、配線数を軽減して画素設計にマージンを持たせつつ、高い開口率を確保することができる。また、３枚のパネルに作り分けることで素子回路における隣接間バラツキも目立たなくなる。

また、１枚のパネル作製において、隣り合う発光領域との距離があるため、成膜パターンのマージンが広い。また、パネル毎に発光色に最適な有機化合物を含む層の積層、膜厚設定を行うことができる。加えて、透明であれば、有機化合物を含む層の上に形成する陰極材料（或いは陽極材料）もパネル毎に発光色に最適な材料を選択することができ、膜厚設定も自由にできる。

なお、３枚のパネルを非接触として枠部分のみを接着固定してもよい。また、発光装置全体として、表面の基板と裏面の基板がガラス基板となるように３枚のパネルを重ね封止する。ガラス基板は割れやすいため、間に挟むパネルはプラスチック基板を用いることが好ましい。なお、これら３枚のパネルは、発光素子の陽極および陰極が透明または半透明の導電材料からなっており、各パネル両面から発光し、且つ、背景が透過して見えるものである。

ここで表示画像１０４について説明する。表示画像１０４は、３枚のパネルの表示が合成されたものであり、観察者側から見て最表面の１番目のパネル１０１にはＦＰＣ１０５から表示データが入力されて青色画像１０４Ｂが表示され、２番目のパネル１０２にはＦＰＣ１０６から表示データが入力されて赤色画像１０４Ｒが表示され、３番目のパネル１０３にはＦＰＣ１０７から表示データが入力されて緑色画像１０４Ｇが表示される。

３番目のパネル１０３の表示においては、観察者の目に届くまでに１番目のパネル及び２番目のパネルを通過するため、緑色画像１０４Ｇの明るさが若干、低減されてしまうが、有機発光素子において緑色は他の色に比べて高い輝度を確保しやすく、１番目のパネル及び２番目のパネルよりも輝度を高めにすることで色純度のバランスを取り、良好な表示画像１０４を得ることができる。また、同様に、２番目のパネルは、１番目のパネルよりも輝度を高めにすることで色純度のバランスを取ることが好ましい。本発明においては、ＦＰＣ１０５〜１０７に入力する信号を適宜変えることで、表示画像１０４の色純度のバランスを取ることが容易にできる。

また、３番目のパネル１０３の発光の進行方向において、緑色発光領域１１０Ｇからの発光が通過する領域（１番目のパネル及び２番目のパネルにおける領域）はなるべく透明、且つ、散乱が少ない積層とすることが好ましい。また、同様に２番目のパネル１０２の発光の進行方向において、赤色発光領域１１０Ｒからの発光が通過する領域（１番目のパネル）はなるべく透明、且つ、散乱が少ない積層とすることが好ましい。

また、ＦＰＣ１０６、１０７においては、先にＦＰＣを基板の端子電極に貼りつけた後でパネル同士を固定して基板で挟むため、強固に固定することができる。

また、ここでは図示していないが、ＴＦＴからなるＣＭＯＳ回路を用いた駆動回路も作り込んでもよく、駆動回路も各基板に作り分けることができるため、駆動回路の占有面積を縮小することができる。

また、図２に示したように同じ画素構造を有するパネル（ただし、有機化合物を含む層の積層は異なる）を３枚用いることは、大量生産に向いている。例えば、ＴＦＴがマトリクス状に配置された基板は全て共通にすることができる。

（実施の形態２）
上記実施の形態１では同じ画素構造を有するパネルを３枚重ねた例を示したが、ここでは、異なる画素構造を有するパネルを２枚重ねてフルカラー表示できる発光装置の一例を図３〜図５に示す。

図３（Ａ）は、本発明の一例を示す斜視図を示しており、図３（Ｂ）は分かりやすく説明するための分解斜視図である。

観察者側から見て最表面の１番目のパネル２０１として青色の発光素子がマトリクス状に設けられ、ＴＦＴが設けられた一方の基板はガラス、もう一方の基板はプラスチックで封止されているパネルを用いる。また、２番目のパネル２０２として赤色の発光素子と緑色の発光素子がマトリクス状に設けられ、ガラスからなる一対の基板に挟んで封止されているパネルを用いる。

これら２枚のパネルは、発光の進行方向において互いに重なり合わないように重ね、その斜視図が図３（Ａ）である。

なお、最表面の１番目のパネル２０１は、発光素子の陽極および陰極が透明または半透明の導電材料からなっており、パネル両面から発光し、且つ、背景が透過して見えるものである。２番目のパネル２０２は、陰極が金属膜からなっておりパネルの一方向のみに発光するものである。

図４（Ａ）に観察者側からみた画素構成の一例を示す。図４（Ａ）に示すように赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置である。

図４（Ｂ）には、観察者側からみて１番目のパネルにおける画素構成を示している。配線２１２と配線２１１は、ゲート配線、ソース配線、または電源供給線などであり、ＴＦＴなどを含む素子回路２１３Ｂも設けられている。１番目のパネルには青色の発光領域２１０Ｂのみであるので、単色発光パネルと同じ素子回路、配線を設ければよい。また、１番目のパネルにおいて隣合う発光領域との間隔は、２つ分空いており、成膜マージンが広くなっている。

図２（Ｃ）には、２番目のパネルにおける画素構成を示している。２番目のパネルにおいては、画素構成が異なっており、駆動回路２０８も備えられ、発光領域のサイズも異なっている。重ねた時に赤色発光領域２２０Ｒ及び緑色発光領域２２０Ｇが、１番目のパネルの青色発光領域２１０Ｂと重ならないようにずらしている。配線２１１、２１２、２１５は、ゲート配線、ソース配線、または電源供給線などであり、素子回路２１３Ｇ、２１４が設けられている。また、素子回路２１３Ｇは素子回路２１３Ｂと重なるようにして開口率を維持している。

ここで表示画像２０４について説明する。表示画像２０４は、２枚のパネルの表示が合成されたものであり、観察者側から見て最表面の１番目のパネル２０１にはＦＰＣ２０５から表示データが入力されて青色画像２０４Ｂが表示され、２番目のパネル２０２にはＦＰＣ２０６から表示データが入力されて赤色画像２０４Ｒと緑色画像２０４Ｇが表示される。

図３に示す発光装置は、ＴＦＴがマトリクス状に設けられた基板（２枚）同士を接着した後、ＦＰＣを貼る例である。また、実施の形態１と比べて貼り合わせ工程が減る。

また、異なる画素構造を有するパネルを２枚重ねる構成の組み合わせは、何通りか考えられる。具体的には、第１のパネル２０１を両面発光装置とし、第２のパネル２０２は、ボトムエミッション型発光装置、トップエミッション型発光装置、もしくは両面発光装置とすればよい。

図５に第１のパネルを両面発光装置とし、第２のパネルはボトムエミッション型発光装置とした例を示す。

図５において、第１の基板５０１上には、アモルファスシリコンＴＦＴ５１０と、該ＴＦＴ５１０と接続電極５０８を介して接続された青色の発光素子５１１とが設けられており、青色発光は、第２の基板５０６を通過する発光と、第１の基板５０１を通過する発光との両方がある。第１の基板５０１を通過する発光は、さらに第３の基板５２０を通過して金属膜からなる陰極５２２（発光素子５２１Ｒ、５２１Ｇの陰極）で反射され、第３の基板、第２の基板、および第１の基板を通過させて青色発光の取り出し効率を高めている。

また、第１の基板５０１を通過する青色発光を反射させるために、ＴＦＴ５３０Ｒ、５３０Ｇのゲート配線やソース配線と同じ材料で反射電極を同時形成してもよい。

図５中、５０２は絶縁膜、５０３、５３２は保護膜、５０４は隔壁、５０７は充填材、５１３は接着材であり、透明な材料を用いる。また、５０９は発光素子５１１の一方の電極であり、もう一方の電極は透明導電膜５１２である。また、５０５、５２５はシール材、５１４、５１５、５３４、５３５は引き回し配線、５１６、５３６は接続端子、５１８、５３８はＦＰＣ、５１９、５２９は異方性導電材料、５２６は封止基板、５２７は空隙、５２８は乾燥剤である。

また、５２３はｎチャネル型ＴＦＴ、５２４はｐチャネル型ＴＦＴであり、ＣＭＯＳ回路を形成している。このＣＭＯＳ回路を用いて駆動回路を構成する。

（実施の形態３）
ここでは、発光色の異なる単色発光パネルを無数に重ねることによって立体画像を形成する例を図６に示す。

第１の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第１の基板と、第２の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第２の基板と、第３の発光色を発光する発光素子がマトリクス状に設けられた第３の基板とを重ねて形成される一つのパネル群を複数積み重ね、立体的に配置した発光素子を点灯させて表示そのものを立体とする。

図６（Ａ）には、立体表示画像６０２が表示された発光装置の斜視図を示しており、その一部のみを示している。図６（Ｂ）には、簡略化した断面図を示している。

観察者側からみて１番目のパネル６０１を含む３枚のパネルからなる第１パネル群６１０と、３枚のパネルからなる第２パネル群６１１と、３枚のパネルからなる第３パネル群６１２と、３枚のパネルからなる第４パネル群６１３と、３枚のパネルからなる第ｎパネル群６１４とが積み重ねられている。また、各パネル群の間には透過率を調節して階調を調節するための光学フィルム６０３ａ〜６０３ｄが設けられている。

ここで立体表示画像６０２について説明する。立体表示画像６０２は、複数のパネル群の表示が合成されたものであり、一例として図７に第４のパネル群までを用いた表示（８行８列の画素）を説明する。一つの画素は、３枚のパネルにそれぞれ形成された３種類の発光素子で構成されている。観察者側から見て最表面の第１パネル群６１０には図７（Ｂ）で示される画像が表示され、第２パネル群６１１には図７（Ｃ）で示される画像が表示され、第３パネル群６１２には図７（Ｄ）で示される画像が表示され、第４パネル群６１３には図７（Ｅ）で示される画像が表示される。

各パネル群の間には、階調を調節するための光学フィルムが設けられているため、各パネルの発光素子を同じ輝度で発光させても、観察者側から距離が遠ければ遠いほど暗い表示となる。

従って、観察者から見た表示（図７（Ａ））は、立体的に見える。

このように発光素子を積み重ね、表示そのものを立体とし、それを視認させることで観察者に立体映像を認識させることができる。

また、図８に第１パネル群および光学フィルム８０４の断面図の一例を示す。なお、簡略化のため第２パネル群以降は図示していない。

図８中、８０１は第１の基板、８０６は第２の基板、８０２は第３の基板、８０３は第４の基板、８０８は隔壁、８０７、８１３、８１７は充填材であり、透明な材料を用いる。

また、８０５、８２０、８２１はシール材、８１４、８１５は引き回し配線、８１６は接続端子、８１８Ｂ、８１８Ｒ、８１８ＧはＦＰＣ、８１９は異方性導電材料である。

発光素子８１１Ｇは、第４の基板８０３と第３の基板８０２とで封止されている。また、この２枚の基板間隔は、シール材８２１に含まれるギャップ材によって確保されている。なお、８１０ＧはＴＦＴであり、発光素子８１１Ｇと電気的に接続されている。

また、発光素子８１１Ｒは、第３の基板８０２と第１の基板８０１とで封止されている。また、この２枚の基板間隔は、シール材８２０に含まれるギャップ材によって確保されている。なお、８１０ＲはＴＦＴであり、発光素子８１１Ｒと電気的に接続されている。

また、発光素子８１１Ｂは、第２の基板８０６と第１の基板８０１とで封止されている。また、この２枚の基板間隔は、シール材８０５に含まれるギャップ材によって確保されている。また、発光素子８１１Ｂの一方の電極は透明導電膜８１２である。なお、８１０ＢはＴＦＴであり、発光素子８１１Ｂと電気的に接続されている。

発光素子８１１Ｂ、８１１Ｒ、８１１Ｇはそれぞれ形成された位置（基板）が異なっているが、発光素子８１１Ｂ、８１１Ｒ、８１１Ｇからの発光は、全て第２の基板８０６を通過して観察者に到達する。この３つの発光素子からの発光を利用して画素部を形成し、フルカラー表示を行うことができる。なお、発光素子８１１Ｂ、８１１Ｒ、８１１Ｇからの発光が、全て第２の基板８０６を通過して観察者に到達するのであれば、パネルの構造は特に限定されない。

図８に示すパネル群および光学フィルムを複数積み重ねることによって、立体的に発光素子を配置して、立体表示装置を完成させる。

以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。

本実施例では１枚の基板に作製した画素部における断面構造の一部を図９に示す。

図９（A）において、３００は第１の基板、３０１ａ、３０１ｂは絶縁層、３０２はＴＦＴ、３０８が第１の電極、３０９は絶縁物、３１０はＥＬ層、３１１は第２の電極、３１２は透明保護層、３１３は第２のシール材、３１４は第２の基板である。

第１の基板３００上に設けられたTFT３０２（ｐチャネル型ＴＦＴ）は、発光するＥＬ層３１０に流れる電流を制御する素子であり、３０４はドレイン領域（またはソース領域）である。また、３０６は第１の電極とドレイン領域（またはソース領域）とを接続するドレイン電極（またはソース電極）である。また、ドレイン電極３０６と同じ工程で電源供給線やソース配線などの配線３０７も同時に形成される。ここでは第１電極とドレイン電極とを別々に形成する例を示したが、同一としてもよい。第１の基板３００上には下地絶縁膜（ここでは、下層を窒化絶縁膜、上層を酸化絶縁膜）となる絶縁層３０１ａが形成されており、ゲート電極３０５と活性層との間には、ゲート絶縁膜が設けられている。また、３０１ｂは有機材料または無機材料からなる層間絶縁膜である。また、ここでは図示しないが、一つの画素には、他にもＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴ）を一つ、または複数設けている。また、ここでは、一つのチャネル形成領域３０３を有するＴＦＴを示したが、特に限定されず、複数のチャネルを有するＴＦＴとしてもよい。

また、３０８は、第１の電極、即ち、発光素子の陽極（或いは陰極）である。図９（Ｂ）に示すように透明導電膜からなる第１の電極３０８を用いた場合、上面と下面の両方に発光を放出することができる。透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）ＩＴＳＯ、、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。

また、第１の電極３０８の端部（および配線３０７）を覆う絶縁物３０９（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を有している。絶縁物３０９としては、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層などを用いることができるが、ここでは窒化シリコン膜で覆われた感光性の有機樹脂を用いる。例えば、有機樹脂の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物の上端部のみに曲率半径を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

また、有機化合物を含む層３１０は、蒸着法または塗布法（インクジェット法など）を用いて形成する。なお、信頼性を向上させるため、有機化合物を含む層３１０の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、蒸着法を用いる場合、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。

蒸着材料としては、低分子からなる有機化合物材料、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ₂）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）₂）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）₂）などの金属錯体が挙げられる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。

ここでは３枚の基板に３種類の発光色の発光素子をそれぞれ作り分ける。１枚のマスクを用いて正孔注入層、正孔輸送層、発光層、（ブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層とを連続で蒸着できるため、層同士でのパターンずれが生じない。また、同一基板に３種類の発光素子を作製する場合と比べて、有機化合物を含む層の形成から第２の電極の形成までの時間を短縮でき、不純物（水分など）の混入を低減できるため信頼性が向上する。また、発光色ごとに積層構造や膜厚を変えることができる。

本実施例では、第１の基板上に青色発光素子を形成する場合、正孔輸送層としてα―ＮＰＤを６０［ｎｍ］成膜する。その後、同一のマスクを用いて、青色の発光層、ブロッキング層を成膜し、次いで電子輸送層、電子注入層を成膜する。本実施例では、青色の発光層としてＣＢＰ（４，４'−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル）が添加されたＰＰＤ（４，４'−ビス（Ｎ−（９−フェナントリル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル）を３０ｎｍ、ブロッキング層としてＳＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウム）を１０［ｎｍ］成膜し、電子輸送層としてＡｌｑ₃を４０［ｎｍ］成膜し、電子注入層としてＣａＦ₂を１［ｎｍ］成膜する。

また、本実施例では、第２の基板上に赤色発光素子を形成する場合、正孔輸送層としてα―ＮＰＤを６０［ｎｍ］成膜する。その後、同一のマスクを用いて、赤色の発光層を成膜し、次いで電子輸送層、電子注入層を成膜する。本実施例では、赤色の発光層としてＤＣＭが添加されたＡｌｑ₃を４０［ｎｍ］成膜し、電子輸送層としてＡｌｑ₃を４０［ｎｍ］成膜し、電子注入層としてＣａＦ₂を１［ｎｍ］成膜する。

また、本実施例では、第３の基板上に緑色発光素子を形成する場合、正孔注入層としてＣｕＰｃを２０ｎｍ、正孔輸送層としてα―ＮＰＤを６０［ｎｍ］成膜する。その後、同一のマスクを用いて、緑色の発光層を成膜し、次いで電子輸送層、電子注入層を成膜する。本実施例では、緑色の発光層としてＤＭＱＤが添加されたＡｌｑ₃を４０［ｎｍ］成膜し、電子輸送層としてＡｌｑ₃を４０［ｎｍ］成膜し、電子注入層としてＣａＦ₂を１［ｎｍ］成膜する。

また、スピンコートを用いた塗布法により有機化合物を含む層を形成する場合、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全面に塗布、焼成してもよい。

また、３１１は、導電膜からなる第２の電極、即ち、発光素子の陰極（或いは陽極）である。第２の電極３１１の材料としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した薄膜を用いればよい。ここでは、第２の電極を通過させて発光させるので、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜と、透明導電膜との積層を用いる。また、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、またはＢａＦ₂からなる透光性を有する層（膜厚１ｎｍ〜５ｎｍ）を形成してもよい。

また、陰極の低抵抗化を図るため、発光領域とならない領域の第２の電極３１１上に補助電極を設けてもよい。また、陰極形成の際には蒸着による抵抗加熱法を用い、蒸着マスクを用いて選択的に形成すればよい。

また、３１２は蒸着法により形成する透明保護層であり、金属薄膜からなる第２の電極３１１を保護する。さらに透明保護層３１２を第２のシール材３１３で覆う。第２の電極３１１は極薄い金属膜であるため、酸素に触れれば容易に酸化などが発生しやすいく、シール材に含まれる溶剤などと反応して変質する恐れがある。このような金属薄膜からなる第２の電極３１１を透明保護層３１２、例えばCaF₂、MgF₂、またはBaF₂で覆うことによって、第２の電極３１１と第２のシール材３１３に含まれる溶剤などの成分とが反応することを防ぐとともに、乾燥剤を使うことなく、酸素や水分を効果的にブロックする。また、CaF₂、MgF₂、BaF₂は、蒸着法で形成することが可能であり、連続的に陰極と透明な保護層とを蒸着法で形成することによって、不純物の混入や電極表面が大気に触れることを防ぐことができる。加えて、蒸着法を用いれば、有機化合物を含む層へダメージをほとんど与えない条件で透明保護層３１２を形成することができる。また、第２の電極３１１の上下にＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、またはＢａＦ₂からなる透光性を有する層を設けて挟むことによって、さらに第２の電極３１１を保護してもよい。

また、第１の電極として材料自身に酸素原子のない金属（仕事関数の大きい材料）、例えば窒化チタン膜を用い、第２の電極として材料自身に酸素原子のない金属（仕事関数の小さい材料）、例えばアルミニウム薄膜を用い、さらにCaF₂、MgF₂、BaF₂で覆うことによって、第１の電極と第２の電極との間の領域を限りなくゼロに近い無酸素状態を維持できる。

また、第２のシール材３１３は第２の基板３１４と第１の基板３００とを貼り合せている。第２のシール材３１３としては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。ここでは屈折率１．５０、粘度５００ｃｐｓ、ショアＤ硬度９０、テンシル強度３０００ｐｓｉ、Ｔｇ点１５０℃、体積抵抗１×１０¹⁵Ω・ｃｍ、耐電圧４５０Ｖ／milである高耐熱のＵＶエポキシ樹脂（エレクトロライト社製：２５００Ｃｌｅａｒ）を用いる。また、第２のシール材３１３を一対の基板間に充填することによって、全体の透過率を向上させることができる。

また、図９（Ｂ）には、発光領域における積層構造を簡略化したものを示す。図９（Ｂ）に示す矢印の方向に発光が放出される。図９（Ｂ）に示すように透明な第１の電極、および透明な第２の電極を用いたため、上面と下面の両方に発光を放出することができる。

また、上方出射型（トップエミッション型とも呼ぶ）の発光素子を形成する場合、透明導電膜からなる第１の電極３０８に代えて、金属層からなる第１の電極３１８とすればよい。図９（Ｃ）に示すように金属層からなる第１の電極３１８を用いた場合、上面のみに発光を放出することができる。第１の電極３１８の材料としては、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ_XＮ_Y、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、ＷＮ_X、ＷＳｉ_XＮ_Y、ＮｂＮ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。金属膜を第１の電極３１８として用いる場合、表面に紫外線照射や塩素ガスを用いたプラズマ処理を行って仕事関数を増大させることが好ましい。

また、下方出射型（ボトムエミッション型とも呼ぶ）の発光素子を形成する場合、金属薄膜と透明導電膜の積層からなる透明な第２の電極３１１に代えて、不透明な第１の電極３１１とすればよい。不透明な第２の電極３１１としてはＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜厚１００ｎｍ〜４００ｎｍの金属膜を用いる。図９（Ｄ）に示すように膜厚の厚い金属膜からなる第２の電極３１１を用いた場合、下面のみに発光を放出することができる。

図９（Ｂ）に示す発光素子を３種類、即ち、発光色ごとに３枚の基板に作り分ける。そして、上述した最良の形態に示したように、発光の進行方向において互いに重なり合わないよう３枚の基板を重ねることによってフルカラー表示装置を完成させることができる。

また、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）の３種類の発光素子を適宜重ね合わせてフルカラー表示装置を作製してもよい。例えば、図９（Ｂ）の積層構造として、ブロッキング層を有する青色発光素子を第１の基板に作製し、図９（Ｃ）の積層構造として、第２の基板に発光層以外は共通の材料層とした２種類の発光素子（赤色発光素子と緑色発光素子）を作製して、これら２枚の基板を各発光素子から生じる発光の進行方向において互いに重なり合わないように組み合わせてフルカラー表示装置を作製してもよい。

本実施例は、上述した最良の形態と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、貼り合わせ工程が少なく、使用する基板枚数も少ないフルカラー発光装置の作製例を図１０に示す。

まず、第１の基板１００１上にＴＦＴ１０２０Ｒ、１０２０Ｇ、絶縁膜１０１２、保護膜１０１３を形成する。これらのＴＦＴと同時に反射電極１０２９、引き回し配線１０２４、１０２５、接続端子１０２６を形成する。反射電極１０２９は、もう一枚の基板（第２の基板１００６）と重ねた時に青色発光素子と重なる位置に形成する。

次いで、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇの陽極（或いは陰極）となる第１の電極を形成し、第１の電極の端部を覆う絶縁物（隔壁）１０２８を形成する。次いで、有機化合物を含む層と、透明な第２の電極を形成して発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇを形成する。なお、発光素子１０２１Ｇにおける有機化合物を含む層は、緑色発光材料を含んでおり、発光素子１０２１Ｒにおける有機化合物を含む層は、赤色発光材料を含んでいる。

また、第２の基板にも予め、ＴＦＴ１０１０Ｂおよび発光素子１０１１Ｂを形成しておく。ＴＦＴ１０１１Ｂと同時に引き回し配線１０２４、１０２５、接続端子１０２６も形成する。発光素子１０２１Ｂにおける有機化合物を含む層は、青色発光材料を含んでいる。

次いで、２種類の発光素子が設けられた基板１００１と、１種類の発光素子が設けられた基板１００６とをシール材１００５と充填材１００７とで貼りあわせる。貼りあわせる際、発光の進行方向において互いに重なり合わないように重ねる。こうして、赤色、緑色、青色を発光する３種類の発光素子を組み合わせて１画素としたフルカラー表示用の発光装置を完成させる。

最後にＦＰＣ１０１８、１０３８をそれぞれ異方性導電膜１０１９、１０３９により接続端子１０１６、１０３６に貼りつける。

図１０に示す発光装置において、第２の基板を通過した各発光素子の発光による表示を観察者が視認できる構造となっている。図１０に示す発光装置においては、透過率を高めるため、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇからの発光が通過する部分には隔壁１００８が存在しない構造としている。加えて、層間絶縁膜１００２と保護膜１００３は発光素子の発光に対する透過率の高い材料を用いる。さらに透過率を高めるため、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇからの発光が通過する部分において、層間絶縁膜１００２または保護膜１００３を選択的に除去した構造としてもよい。

また、発光素子１０２１Ｂは、ボトムエミッション型であっても両面出射型であってもよいが、発光素子１０２１Ｂをボトムエミッション型とした場合には、発光素子１０２１Ｂの第２の電極を蒸着で形成するため、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇと重なる部分を空けて成膜しなくてはならず、そのような細かいパターンとすることが困難である。従って、両面出射型とし、発光素子１０２１Ｂからの発光のうち、第１の基板側に生じた発光は、反射電極１０２９によって反射させ、第２の基板を通過させて、第２の基板側の発光輝度を向上させることが好ましい。

また、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇは、トップエミッション型であっても両面出射型であってもよいが、発光素子１０２１Ｒ、１０２１Ｇをトップエミッション型とすれば、高い輝度を得ることができるため好ましい。

本実施例は、上述した最良の形態、または実施例１と自由に組み合わせることができる。

本発明を実施して得た発光表示装置を組み込むことによって様々な電子機器を作製することができる。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図１１、図１２に示す。

図１１（Ａ）はテレビであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明は表示部２００３に適用することができる。なお、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用のテレビが含まれる。

図１１（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０２に適用することができる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明は、表示部２２０３に適用することができる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明は、表示部２３０２に適用することができる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に適用することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｆ）はゲーム機器であり、本体２５０１、表示部２５０５、操作スイッチ２５０４等を含む。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明は、表示部２６０２に適用することができる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明は、表示部２７０３に適用することができる。また、本発明により立体表示も可能である。

図１２（Ａ）は横から見たヘルメットであり、表示装置２８０４を搭載している。なお、図１２（Ｂ）は正面から見たヘルメットである。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、２８０１はヘルメット本体、２８０２はシールド、２８０３はシールド取り付け部である。オートバイやスノーモービルなどの車両のように運転者前方のスペースが少ない車両にはヘルメットに発光装置を装着する。ヘルメットに装着する発光装置は、表示の向こう側の背景を見ることのできる構造とする。発光装置は、高精細な表示が可能であり、軽量、且つ、小型である点で他の表示装置よりも有利である。投影型の表示装置は、投影するために光路を確保しなくてはならず、ミラーなどを駆使してもヘルメット内の限られたスペースに配置することは困難であった。

表示の向こう側の背景を見ることのできる発光装置２８０４をヘルメットに搭載させ、装着者の前方視野内での表示が可能となったため、装着者は運転中に前方から視線をそらすことなく表示情報を安全に見ることできる。また、本発明は、アクティブマトリクス基板を用いており、発光装置２８０４は高精細な表示が可能である。なお、図示しないが、ＧＰＳと呼ばれる装置で衛星からの緯度および経度情報などの位置信号を受け、これら検出信号や位置信号のいずれか、または両方により、現在地を計測して、この計測結果に基づいて前記記憶装置から地図情報を読み出して、その現在地を発光装置２８０４で表示させるシステムとなっている。また、図示しないが、バッテリーやアンテナや表示コントロール部や車両本体に接続できるようにしている。従って、発光装置２８０４は地図情報だけでなく、車両に関する計器の表示や文字表示も可能である。

また、図１２に示すヘルメットは、バイクを含む車両に限らず、ヘルメットを装着してフライトシュミレーションなどのゲームを行う遊技器具にも使用することができる。

以上の様に、本発明を実施して得た表示装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。なお、本実施例の電子機器には、最良の形態、実施例１、または実施例２のいずれの構成を用いて作製された発光装置を用いても良い。

３種類の発光素子を複数枚の基板に作りわけ、それぞれを積み重ねることで長期信頼性と良好な色純度を兼ね備えたフルカラー表示装置を実現できる。

また、発光素子を立体的に積み重ね、表示そのものを立体とし、それを視認させることで観察者に立体映像を認識させる立体表示装置を実現できる。

本発明の発光装置の斜視図である。画素構成を示す上面図である。本発明の発光装置の斜視図である。画素構成を示す上面図である。発光装置の断面図である。本発明の立体表示装置の斜視図である。表示例を示す図である。発光装置の断面図である。実施例１を示す図である。実施例２を示す図である。電子機器の一例を示す図である。電子機器の一例を示す図である。

符号の説明

１０１：第１のパネル（青色表示）
１０２：第２のパネル（赤色表示）
１０３：第３のパネル（緑色表示）
１０４：フルカラー表示画面
１０５、１０６、１０７：ＦＰＣ

Claims

異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が設けられた第１のパネルと、
前記第３の発光素子が設けられた第２のパネルと、を貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネルにおけるソース配線と、前記第２のパネルにおけるソース配線とが重なることを特徴とする発光装置。
異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子が設けられた第１のパネルと、
前記第３の発光素子が設けられた第２のパネルと、を貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネルにおけるゲート配線と、前記第２のパネルにおけるゲート配線とが重なることを特徴とする発光装置。
異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子がマトリクス状に設けられた第１のパネルと、
前記第２の発光素子がマトリクス状に設けられた第２のパネルと、
前記第３の発光素子がマトリクス状に設けられた第３のパネルと、を有し、
前記第１の発光素子の発光領域、前記第２の発光素子の発光領域、及び前記第３の発光素子の発光領域が重ならないように、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルを貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネル乃至第３のパネルのいずれか一におけるソース配線と、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルの他の一におけるソース配線とが重なることを特徴とする発光装置。
異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子がマトリクス状に設けられた第１のパネルと、
前記第２の発光素子がマトリクス状に設けられた第２のパネルと、
前記第３の発光素子がマトリクス状に設けられた第３のパネルと、を有し、
前記第１の発光素子の発光領域、前記第２の発光素子の発光領域、及び前記第３の発光素子の発光領域が重ならないように、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルを貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネル乃至第３のパネルのいずれか一におけるゲート配線と、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルの他の一におけるゲート配線が重なることを特徴とする発光装置。
異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子がマトリクス状に設けられた第１のパネルと、
前記第２の発光素子がマトリクス状に設けられた第２のパネルと、
前記第３の発光素子がマトリクス状に設けられた第３のパネルと、を有し、
前記第１の発光素子の発光領域、前記第２の発光素子の発光領域、及び前記第３の発光素子の発光領域が重ならないように、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルを貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネル乃至前記第３のパネルのいずれか一におけるソース配線と、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルの他の一におけるソース配線とが重なり、
前記第１のパネル乃至前記第３のパネルで形成されるパネル群を複数積み重ねたことを特徴とする発光装置。
異なる発光色を発光する第１乃至第３の発光素子を有し、
前記第１の発光素子がマトリクス状に設けられた第１のパネルと、
前記第２の発光素子がマトリクス状に設けられた第２のパネルと、
前記第３の発光素子がマトリクス状に設けられた第３のパネルと、を有し、
前記第１の発光素子の発光領域、前記第２の発光素子の発光領域、及び前記第３の発光素子の発光領域が重ならないように、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルを貼りあわせた発光装置であって、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子はそれぞれ、透光性を有する第１の電極と、有機化合物を含む層と、透光性を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極にはＴＦＴが電気的に接続され、
前記ＴＦＴはソース配線及びゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のパネル乃至前記第３のパネルのいずれか一におけるゲート配線と、前記第１のパネル乃至前記第３のパネルの他の一におけるゲート配線が重なり、
前記第１のパネル乃至前記第３のパネルで形成されるパネル群を複数積み重ねたことを特徴とする発光装置。
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子の発光色はそれぞれ、赤色、橙色、緑色、黄色、青色、及び白色のいずれかであることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子の発光色はそれぞれ、赤色、緑色、及び青色のいずれかであることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記第１の電極または前記第２の電極は、透明導電膜、または、光を透過する金属薄膜であることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至９のいずれか一において、
前記第１のパネルは、第１の基板と第２の基板とで封止され、
前記第２のパネルは、第３の基板と第４の基板とで封止され、
前記第３のパネルは、第５の基板と第６の基板とで封止され、
前記第１の基板及び前記第６の基板はガラス基板であり、
前記第２の基板乃至前記第５の基板はフィルム基板であることを特徴とする発光装置。