(57)【要約】【課題】  多層化した素子により、有機ＥＬ素子による発光と、有機フォトダイオードによるセンシングを行うことができる複合機能マトリクスアレイを提供する。【解決手段】  複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極４と、この透明電極４に形成される有機発光素子１と、この有機発光素子１上に形成される不透明電極３と、この不透明電極３上に形成されるフォトダイオード素子２と、このフォトダイオード素子２上に形成される透明電極５とを備える。【選択図】図１
2005268354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）透明電極と、
（ｂ）該透明電極に形成される有機発光素子と、
（ｃ）該有機発光素子上に形成される中間電極としての不透明電極と、
（ｄ）該不透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｅ）該フォトダイオード素子上に形成される透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項２】
（ａ）透明電極と、
（ｂ）該透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｃ）該フォトダイオード素子に形成される中間電極としての不透明電極と、
（ｄ）該不透明電極上に形成される発光エレクトロルミネッセンス素子と、
（ｅ）該発光エレクトロルミネッセンス素子上に形成される透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項３】
（ａ）透明電極と、
（ｂ）該透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｃ）該フォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、
（ｄ）該透明電極上に形成される透過有機発光素子と、
（ｅ）該透過有機発光素子上に形成される透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項４】
（ａ）透明電極と、
（ｂ）該透明電極上に形成される透過有機発光素子と、
（ｃ）該透過有機発光素子上に形成される中間電極としての透明電極と、
（ｄ）該透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｅ）該フォトダイオード素子上に形成される不透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項５】
（ａ）透明電極と、
（ｂ）該透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｃ）該フォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、
（ｄ）該透明電極上に形成される有機発光素子と、
（ｅ）該有機発光素子上に形成される不透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項６】
（ａ）不透明電極と、
（ｂ）該不透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｃ）該フォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、
（ｄ）該透明電極上に形成される透過有機発光素子と、
（ｅ）該透過有機発光素子上に形成される透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項７】
（ａ）不透明電極と、
（ｂ）該不透明電極上に形成される発光エレクトロルミネッセンス素子と、
（ｃ）該発光エレクトロルミネッセンス素子上に形成される中間電極としての透明電極と、
（ｄ）該透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、
（ｅ）該フォトダイオード素子上に形成される透明電極とを備える複合機能マトリクスアレイ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項記載の複合機能マトリクスアレイにおいて、前記中間電極は走査用電極であることを特徴とする複合機能マトリクスアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機能マトリクスアレイに関するものであり、詳細には、有機ＥＬディスプレイによる発光とフォトダイオードによるスキャナの複合機能を有するマトリクスアレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機素子を多層化した高性能デバイスの開発が相次いでいる。
【０００３】
例えば、有機ＥＬ素子を多層化することで、一デバイスとして実効的に効率向上可能なマルチフォトンエミッション素子（下記非特許文献１）が報告されている。また、太陽電池の効率向上の試みとして、有機タンデム形太陽電池により３％の効率を有する太陽電池（下記非特許文献２）が報告されている。
【０００４】
さらに、有機ＥＬ素子と有機感光体を組み合わせたデバイス（下記非特許文献３）の報告や、有機ＥＬ素子とフォトダイオードを組み合わせた光応答型有機ＥＬ素子（下記非特許文献４）の報告がされている。後者では、光入射に対しフォトダイオードを光検出に用い有機ＥＬ素子を発光させている。
【非特許文献１】城戸他  第４９回春季応用物理学関係連合講演会講演予稿集、２７ｐ−ＹＬ−３（２００２）
【非特許文献２】Ｋ．Ｔｒｉｙａｎａ，Ｔ．Ｙａｓｕｄａ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔａ  ａｎｄ  Ｔ．Ｔｓｕｔｓｕｉ；Ｅｘｔ．Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｏｆ  ＳＳＤＭ，ｐｐ．７８４−７８５（２００３）
【非特許文献３】Ｊ．Ｘｕｅ  ａｎｄ  Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８２（１）ｐｐ．１３６−１３８（２００３）
【非特許文献４】近松、吉田、八瀬  電子情報通信学会技術報告ＯＭＥ２００３−９７（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、多層化した素子により、有機ＥＬ素子による発光と、有機フォトダイオードによるセンシングを行うことができる複合デバイスの提案はなされていない。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、多層化した素子により、有機ＥＬ素子による発光と、有機フォトダイオードによるセンシングを行うことができる複合機能マトリクスアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極と、この透明電極に形成される有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この有機発光素子上に形成される中間電極としての不透明電極と、この不透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＴＡＰＤ：ｔｏｐ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子上に形成される透明電極とを備える。
【０００８】
〔２〕複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極と、この透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＢＡＰＤ：ｂｏｔｔｏｍ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子に形成される中間電極としての不透明電極と、この不透明電極上に形成される発光エレクトロルミネッセンス素子（ＴＥＥＬ：ｔｏｐ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この発光エレクトロルミネッセンス素子上に形成される透明電極とを備える。
【０００９】
〔３〕複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極と、この透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＢＡＰＤ：ｂｏｔｔｏｍ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、この透明電極上に形成される透過有機発光素子（ＴＯＬＥＤ：ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この透過有機発光素子上に形成される透明電極とを備える。
【００１０】
〔４〕複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極と、この透明電極上に形成される透過有機発光素子（ＴＯＬＥＤ：ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この透過有機発光素子上に形成される中間電極としての透明電極と、この透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＢＡＰＤ：ｂｏｔｔｏｍ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子上に形成される不透明電極とを備える。
【００１１】
〔５〕複合機能マトリクスアレイにおいて、透明電極と、この透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＢＡＰＤ：ｂｏｔｔｏｍ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、この透明電極上に形成される有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この有機発光素子上に形成される不透明電極とを備える。
【００１２】
〔６〕複合機能マトリクスアレイにおいて、不透明電極と、この不透明電極上に形成されるフォトダイオード素子と、このフォトダイオード素子上に形成される中間電極としての透明電極と、この透明電極上に形成される透過有機発光素子（ＢＡＰＤ：ｂｏｔｔｏｍ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、この透過有機発光素子上に形成される透明電極とを備える。
【００１３】
〔７〕不透明電極と、この不透明電極上に形成される発光エレクトロルミネッセンス素子（ＴＥＥＬ：ｔｏｐ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ）と、この発光エレクトロルミネッセンス素子上に形成される中間電極としての透明電極と、この透明電極上に形成されるフォトダイオード素子（ＴＡＰＤ：ｔｏｐ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）と、このフォトダイオード素子上に形成される透明電極とを備える。
【００１４】
〔８〕複合機能マトリクスアレイにおいて、上記〔１〕〜〔７〕の何れか一項記載の複合機能マトリクスアレイにおいて、前記中間電極は走査用電極であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、有機ＥＬディスプレイによる発光とフォトダイオードによるセンシング（スキャナ）の複合機能を有するマトリクスアレイを提供することができる。
【００１６】
すなわち、異なる機能を有する素子を多層化することにより発光と受光動作が独立に行え、応用上、超軽量携帯スキャナ機能付き発光パネルが実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
有機ＥＬディスプレイによる発光機能とフォトダイオードによるセンシング（スキャナ）機能との複合機能を有するマトリクスアレイであり、コンパクトな超軽量携帯スキャナ機能付き発光パネルを構成する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。この実施例では一方の側から発光及び受光が可能な複合素子について説明する。
【００２０】
この図において、１は有機ＥＬ部（下部）、２は受光部（上部）、３は中間電極、４は下部電極、５は上部電極、６は発光、７は受光（光吸収）を示している。
【００２１】
このように、この実施例では、下部電極４側からのみ発光６及び受光７ができる複合マトリクスアレイが提供されている。
【００２２】
図２は本発明の第２実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。この実施例でも一方の側から発光及び受光が可能な複合素子について説明する。
【００２３】
この図において、１１は受光部（下部）、１２は有機ＥＬ部（上部）、１３は中間電極、１４は下部電極、１５は上部電極、１６は発光、１７は受光（光吸収）を示している。
【００２４】
このように、この実施例でも、下部電極１４側からのみ発光１６及び受光１７ができる複合マトリクスアレイが示されている。
【００２５】
なお、図１、図２に示した複合マトリクスアレイは下部より発光、受光（光吸収）を行う構造としているが、上部より発光、受光（光吸収）を行う構造にすることも可能である。
【００２６】
図３は本発明の第３実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。この実施例では一方の側から発光、他方の側から受光（光吸収）が行われる複合素子について説明する。
【００２７】
この図において、２１は有機ＥＬ部（発光部）（下部）、２２は受光部（上部）、２３は中間電極、２４は下部電極、２５は上部電極、２６は発光、２７は受光（光吸収）を示している。
【００２８】
なお、図３に示した複合マトリクスアレイは上部より受光し、下部より発光するようにしているが、これとは逆に下部より受光し、上部より発光を行う構造とすることも可能である。
【００２９】
ここで、図１、図２に代表される構造で、発光部を光源とし、中間走査電極を透明化し、受光部を異なる平面位置に一体形成すれば、光源一体型密着二次元センサアレイが構成できる。
【００３０】
ここで、その実施例と特性について説明する。
【００３１】
ここでは、複合マトリクスアレイの基本動作を示すために、図１に示す構造となる素子を製造した。
【００３２】
図４は本発明の具体例としての複合マトリクスアレイの断面図である。
【００３３】
この図に示すように、ガラス基板３１上にインジュウム−スズ酸化物電極（ＩＴＯ）３２／銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）（５ｎｍ）３３／４，４′−ｂｉｓ〔Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ〕ｂｉｐｈｅｎｙｌ（α−ＮＰＤ）（５０ｎｍ）３４／ｔｒｉｓ−（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ3 ）（５０ｎｍ）３５／ＣｕＰｃ（５ｎｍ）３６／中間電極としてのインジュウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）電極４１／Ｎ，Ｎ′−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−（１，１′−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）４，４′−ｄｉａｍｉｎｅ（ＴＰＤ）（５０ｎｍ）５１／Ｎ，Ｎ′−Ｄｉｔｒｉｄｅｃｙｌ−３，４，９，１０−ｐｅｒｙｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉｉｍｉｄｅ（ｔｄ−ＰＴＣ）（ペリレン誘導体、５０ｎｍ）５２／Ａｌ膜（反射膜）６１の積層構造を作製し、ガラス基板３１側より発光７１・受光（光吸収）７２させた。中間ＩＺＯ電極４１は透明電極とし、スパッタにより形成した。
【００３４】
図５に、積層作製したＥＬ素子の電圧−輝度特性を示す。この図において、横軸は電圧〔Ｖ〕、縦軸は輝度〔ｃｄ／ｍ2 〕を示している。
【００３５】
ここで用いた発光ＥＬ素子は、上下電極とも透明となる所謂「透明ＥＬ素子」であるが、輝度１，２９０ｃｄ／ｍ2 （Ｊ＝２３４ｍＡ／ｃｍ2 ）を得た。
【００３６】
図６に、積層作製したフォトダイオードの特性を示す。この図において、横軸は電圧〔Ｖ〕、縦軸は電流〔Ａ〕を示している。
【００３７】
この図において、●が暗状態、○が光量３３ｍＷ／ｃｍ2 下での明状態での電流を示す。受光フォトダイオードとして、導電率比１０3 （−２Ｖ）を得た。
【００３８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の複合機能マトリクスアレイは、多層化された素子により発光と受光動作が独立に行え、超軽量携帯スキャナ機能付発光パネルとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す複合マトリクスアレイの模式図である。
【図４】本発明の具体例としての複合マトリクスアレイの断面図である。
【図５】本発明の積層作製したＥＬ素子の電圧−輝度特性を示す図である。
【図６】本発明の積層作製したフォトダイオードの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    有機ＥＬ部（下部）
２，２２    受光部（上部）
３，１３，２３    中間電極
４，１４，２４    下部電極
５，１５，２５    上部電極
６，１６，２６，７１    発光
７，１７，２７，７２    受光（光吸収）
１１    受光部（下部）
１２    有機ＥＬ部（上部）
２１    有機ＥＬ部（発光部）（下部）
３１    ガラス基板
３２    インジュウム−スズ酸化物電極（ＩＴＯ）
３３，３６    銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）（５ｎｍ）
３４    ４，４′−ｂｉｓ〔Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ〕ｂｉｐｈｅｎｙｌ（α−ＮＰＤ）（５０ｎｍ）
３５    ｔｒｉｓ−（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ3 ）（５０ｎｍ）
４１    中間電極としてのインジュウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）電極
５１    Ｎ，Ｎ′−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−（１，１′−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）４，４′−ｄｉａｍｉｎｅ（ＴＰＤ）（５０ｎｍ）
５２    Ｎ，Ｎ′−Ｄｉｔｒｉｄｅｃｙｌ−３，４，９，１０−ｐｅｒｙｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉｉｍｉｄｅ（ｔｄ−ＰＴＣ）（ペリレン誘導体、５０ｎｍ）
６１    Ａｌ膜（反射膜）
【図１】
2005268354.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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