JPH0757873A - 有機発光素子および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスプレー等に用いられる画像表示装置に
おいて、解像度の向上を図る。 【構成】 有機物からなる電子輸送層４と正孔輸送層３
を、上下２枚の可視光を透過する第１の透明電極（＋）
２と第２の透明電極（−）５との間に挟み、２枚の
（＋）（−）の透明電極２，５の間に電流を流すことに
より発光する発光セルを複数組構成し、その複数組の発
光セルを透明基板１上に順次に積層して、各々の発光セ
ルからの発光スペクトラムを重ね合わせて用いた有機発
光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は、発光セルを有する透明基板
を複数枚積層するという構成を有するものである。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、マトリックス状の有機発光セルを有する透明基板を
複数枚積層し、各発光セルからの発光スペクトラムを画
面の奥行き方向に重ね合わせることによって、画像を構
成する個々の画素の色を得るため、解像度の高い画像表
示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【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

【符号の説明】

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（−）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物からなる電子輸送層と正孔輸送層
   を、可視光を透過する上下２枚の透明電極の間に挟み、
   その上下２枚の透明電極の間に電流を流すことにより発
   光する発光セルを構成し、その発光セルを複数組基板上
   に積層して各々の発光セルからの発光スペクトラムを重
   ね合わせて用いた有機発光素子。
2. 【請求項２】 ３枚の積層した発光セルあるいは発光平
   面セルをそれぞれカラー画像の赤，緑，青の各スペクト
   ラムを有する請求項１記載の有機発光素子。
3. 【請求項３】 透明電極をインヂウムとスズの酸化物い
   わゆるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）膜
   を用いるか、あるいは金、銀、アルミニウム、ニッケ
   ル、マグネシウム、インヂウム等の金属の半透明膜を用
   いるか、あるいは有機導電材料を用いた有機発光素子。
4. 【請求項４】 透明電極をプラス電極側にインヂウムと
   スズの酸化物いわゆるＩＴＯ膜、あるいは金、銀、アル
   ミニウム、ニッケル等の金属の半透明膜を用い、マイナ
   ス電極側に有機導電材料を用いた有機発光素子。
5. 【請求項５】 発光セルをそれぞれ独立した異なる基板
   に設けて、それぞれ異なる発光スペクトラムを持つ基板
   を重ね合わせた有機発光素子。
6. 【請求項６】 発光セルを構成する基板として、有機フ
   ィルム材料、あるいは薄いガラス等を用いて可撓性を持
   たせた有機発光素子。
7. 【請求項７】 請求項１の可視光を透過する発光セル
   を、平面上にマトリックス状に形成し、平面上のマトリ
   ックス基板を複数枚積層し、画像を構成する個々の画素
   の色を各発光セルからの発光スペクトラムの重ね合わせ
   によって得るようにした画像表示装置。
8. 【請求項８】 ３枚の積層した発光セルあるいは発光平
   面セルを、それぞれカラー画像の赤，緑，青の各スペク
   トラムを有する請求項７記載の画像表示装置。