JP3681192B2 - 複合素子型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示素子と有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）との複合素子を表示させる複合素子型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子として、反射型と透過型の液晶表示素子がある。
反射型液晶表示素子は、小型電卓，腕時計，携帯電話等の表示装置として用いられているが、夜間や暗所で用いると、表示文字等が見難いという欠点があった。
これに対して、透過型液晶表示素子は、背面にバックライトを備えた表示装置に用いられているが、その電力消費量が大きいため、携帯用の機器に用いることができなかった。
【０００３】
このような状況に対処すべく、特開平３−１８９６２７号公報及び同５−３４６９２号公報において、次のような技術が提案されている。
特開平３−１８９６２７号公報記載の技術は、ゲストホスト型液晶表示素子のバックライトとして、有機ＥＬ素子を用いている。すなわち、有機蛍光体を発光層としたＥＬ表示素子をバックライトとして用いた技術が開示されている。
また、特開平５−３４６９２号公報記載の技術は、バックライトが導光部，反射拡散部及び光源部よりなり、光源部として有機ＥＬ素子を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、次のような問題がある。
ゲストホスト型液晶表示素子のバックライトとして、有機ＥＬ素子を用いる特開平３−１８９６２７号公報記載の技術では、有機ＥＬ素子が低電圧で高い発光効率を有するといえども、バックライトとして用いる限り、消費電力がかなり大きくなってしまう。
また、光源部として有機ＥＬ素子を適用する特開平５−３４６９２号公報記載の技術においても、有機ＥＬ素子をバックライトとして用いる場合に、全面発光させ、液晶表示素子を照す必要があるので、やはり電力を大きく消費してしまう。
【０００５】
本発明は前記問題点にかんがみてなされたもので、液晶表示素子の表示パターンに対応した有機ＥＬ素子を発光させることにより、消費電力の低減を図った複合素子型表示装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、従来用いられたバックライトの代わりに表示パターンが可能な有機ＥＬ素子を適用したものである。
したがって、本発明に係る複合素子型表示装置は、液晶表示素子部と、前記液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部と、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部を駆動して、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像を表示させる一駆動部とを備える構成としてある。
【０００７】
また、本発明は、前記液晶表示素子部と前記有機ＥＬ素子表示素子部における電極の配置パターンをほぼ同一とし、かつ、前記駆動部として一つの駆動部を用いた構成としてある。
【０００８】
また、本発明は、前記液晶表示素子部が、少なくとも、液晶と、この液晶の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記液晶の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の透明電極とを有し、前記有機ＥＬ表示素子部が、少なくとも、有機ＥＬ発光層と、この有機ＥＬ発光層の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記有機ＥＬ発光層の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の反射板兼用の電極とを有し、前記一の駆動部は、前記液晶表示素子部の陽極としての複数の透明電極に電圧を順次印加する走査回路と、この走査回路と対応して動作し、電圧を前記有機ＥＬ表示素子部の陽極としての複数の透明電極に印加する第一制御回路と、前記液晶表示素子部の陰極としての透明電極に電圧を印加する第二制御回路と、前記有機ＥＬ表示素子部の陰極としての電極に電圧を印加する第三制御回路と、表示メモリと、この表示メモリにしたがって前記複数の陰極としての透明電極及び電極の中から任意の透明電極及び電極を選択するよう前記第二及び第三の制御回路を駆動する選択回路とを有する構成としてある。
【０００９】
また、本発明は、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えるための切換部を設けた構成としてある。
【００１０】
また、本発明は、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部のみの駆動、有機ＥＬ表示素子部のみの駆動又は液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えるための切換部を設けた構成としてある。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、液晶表示素子部と液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部とが駆動され、これら液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示される。
【００１２】
また、本発明によれば、一の駆動部によって液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示される。
【００１３】
また、本発明によれば、走査回路が、液晶表示素子部の陽極としての複数の透明電極に電圧を順次印加すると、第一の制御回路が、この走査回路と対応して動作し、電圧を有機ＥＬ表示素子部の陽極としての複数の透明電極に印加する。これと並行して、表示メモリと、この表示メモリにしたがって選択回路が、液晶表示素子部の陰極としての透明電極及び有機ＥＬ表示素子部の電極の中から任意の透明電極及び電極を選択するよう第二及び第三の制御回路を駆動し、第二及び第三の制御回路によって、これらの電極に電圧が印加される。
【００１４】
また、本発明によれば、切換部によって、一の駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、切換部によって、一の駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動もしくは液晶表示素子と有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（第一実施例）
図１は、本発明の第一実施例に係る複合素子型表示装置を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の複合素子型表示装置は、液晶表示素子部１と、有機ＥＬ表示素子部２と、これら液晶表示素子部１及び有機ＥＬ表示素子部２を駆動するための駆動部３とを備えている。
【００１７】
１）素子部
図２は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを示す概略斜視図である。
図３は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を詳細に示す断面図である。
図２に示すように、液晶表示素子部１は、概略、液晶１０の上面に透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNをストライプ状に配し、下面に透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNと直交するように透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNを配した構造になっており、その交差部Ｘi・Ｙj（i，j＝１〜Ｎ）で、画素が形成されている（図１の白丸）。
また、有機ＥＬ表示素子部２も、有機ＥＬ発光層２０の上面に透明電極ｘ1 ，ｘ2，〜，ｘNをストライプ状に配し、下面に透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と直交するように電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNを配した構造になっており、その交差部ｘi・ｙj（i，j＝１〜Ｎ）で、画素が形成されている（図１の白丸）。
【００１８】
そして、これらの液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とは、対応する画素Ｘi・Ｙjと画素ｘi・ｙjとが一致するように、積層されている。すなわち、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２の画素はＮ×Ｎのマトリックス状に形成され、各画素同士が対向するように、積層されている。
【００１９】
▲１▼液晶表示素子部
液晶表示素子部１は、図３に示すように、後述する有機ＥＬ表示素子部２の反射板を含む反射型液晶素子であり、最上位から下位に向かって順に、偏光板１７ａと基板１１、アルカリ・イオン防止膜１２と、陽極としての透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と、配向膜１３と、封止剤１６で封止された液晶１０と、配向膜１４と、陰極としての透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と、基板１５と、偏光板１７ｂとを積層した構造になっている。
【００２０】
基板１１，１５は、石英，ガラス等の透明性基材で形成されており、その間隔は、例えば各種のシリカ球で形成されたスペーサー１８によって一定に保たれている。
透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN及び透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNは、公知の酸化物透明性電極であり、インジュウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ），アンチモン添加酸化錫（ＳｎＯ2：Ｓｂ），Ａｌ添加酸化亜鉛等で形成されている。
液晶１０は、公知の様々な低分子液晶又は高分子液晶をポリマーに分散して形成したものである。
配向膜１３，１４は、液晶１０を均一に配向させるための膜体である。これらの配向膜１３，１４は塗布によって形成される各種のポリマー膜であり、例えば、ポリイミド，液晶性ポリマー等が用いられている。
偏光板１７ａ及び１７ｂは、透過する光のうち、所定の偏光方向の光だけを通過させるものである。ここで、偏光板１７ａは基板１１の真上に、偏光板１７ｂは基板１５の真下に位置させる。これら偏光板１７ａ及び１７ｂは、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とよう素とを複合することにより形成されている。
【００２１】
▲２▼有機ＥＬ表示素子部
有機ＥＬ表示素子部２は、その画素を液晶表示素子部１の画素と一致させ、かつその発光面を液晶表示素子部１側に向けた状態で、液晶表示素子部１の下側に形成されている。
具体的には、図３に示すように、偏光板１７の下面から下方に向かって順に、基板１１，１５と同素材の基板２１と、陽極としての透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜, ｘN と、正孔注入層２２と、有機ＥＬ発光層２０と、反射板を兼ねた陰極としての電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とを積層した構造になっている。
なお、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN は、液晶表示素子部１の透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と同様の素材で形成されているが、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN は、反射板を兼ねているので、透明ではない。
【００２２】
ここで、有機ＥＬ表示素子部２のパターンニング方法と、液晶表示素子部１への積層方法について説明する。
有機ＥＬ表示素子部２では、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のパターンニングが行われる。透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN は、公知のパターンニング方法によって、基板２１上にパターン形成され、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN は、有機ＥＬ発光層２０にマスクを行い、このマスクの開口部に、陰極材料を蒸着することによって、パターン形成される。
また、別の方法として、有機ＥＬ発光層２０の全面に陰極材料を蒸着した後、レーザーアブレーションによって、陰極材料のエッチングを行うことにより、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN をパターン形成することもできる。
【００２３】
液晶表示素子部１への積層方法としては、次の二通りの方法がある。
第一の方法は、図２に示したように、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とを別々に作製しておき、液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN とを近接させ、画素同士が一致するように位置合せした後、液晶表示素子部１の偏光板１７と基板２１とを接着する方法であり、本実施例に適用されている。
第二の方法は、既に作製した液晶表示素子部１の偏光板１７に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN のパターンニングを前もって施しておき、この透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN の表面に、順に、正孔注入層２２，有機ＥＬ発光層２０，電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を積層する方法である。
ただし、積層の際には、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とで定まる表示パターンが、液晶表示素子部１の表示パターンと同一になるようにパターンニングする。
【００２４】
２）駆動部
一方、駆動部３は、図１に示すように、走査回路３０と、ホールド回路である表示メモリ３１及び選択回路３２とを備え、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とが、これらの走査回路３０，表示メモリ３１及び選択回路３２を共有した構成になっている。
走査回路３０は、液晶表示素子部１の透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に対応した数の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを有している。この出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎが透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に接続され、時分割された電圧ＶL の電圧信号が走査回路３０から透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に印加されるようになっている。
【００２５】
また、出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎは、途中で分岐され、第一制御回路としてのＮ個の制御回路（ＴＧ）３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎにも接続されている。ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎは、有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘ1，ｘ2，〜，ｘNに接続されており、電圧ＶLの信号入力時にＯＮ状態になって、電源３４−１，３４−２，〜，３４−Ｎからの電圧ＶELを透明電極ｘ1，ｘ2，〜，ｘNに印加するようになっている。電圧ＶELの大きさは３Ｖ〜３０Ｖの範囲の中から選択されており、有機ＥＬ表示素子部２が適切な表示輝度を得るようになっている。
【００２６】
選択回路３２は表示メモリ３１に従って液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と有機ＥＬ表示素子部２の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のうちのいずれかの電極を選択して、それらの電極に電圧を印加する回路である。
具体的には、選択回路３２は、第二制御回路としてのＮ個のＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎと第三制御回路としてのＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎとに接続されている。このうち、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎは、液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN に接続されており、選択回路３２の制御により、電源３６−１，３６−２，〜，３６−Ｎからの電圧ＶL ´を透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN に印加するようになっている。
なお、この電圧 ＶL´と前記電圧ＶL とは、公知の電圧平均化駆動法（例えば「電子ディスプレイデバイス ５９頁 昭和５９年オーム社発行」記載の駆動法）によって定められる電圧値であり、適用される液晶表示素子部１の型によって適宜決定される。
【００２７】
ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎは、有機ＥＬ表示素子部２の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN に接続されており、選択回路３２の制御によって、選択された電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を無電位又はフロート（開回路）にするようになっている。
なお、ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎ、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎ、及びＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎは、集積回路によるトランジスタアレイで構成されている。
【００２８】
３）動作
次に、第一実施例の動作について説明する。
まず、液晶表示素子部１における画像表示動作を述べる。
図１において、駆動部３を作動させると、時分割された電圧ＶL の電圧信号が走査回路３０から出力線３０−iに出力され、電圧ＶLが液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに印加される。
この動作と並行して、表示メモリ３１に従って選択回路３２で選択された透明電極Ｙjに、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎから電圧ＶL´の一群の電圧信号が送られ、電圧 ＶL´が液晶表示素子部１の透明電極Ｙj（j＝１〜Ｎ）に印加される。これにより、透明電極Ｘiすなわち液晶表示素子部１のi行が表示される。
このような走査が、透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNに対して順に行われ、液晶表示素子部１の全画面に所定の画像が表示される。
【００２９】
次に、有機ＥＬ表示素子部２における画像表示動作を述べる。
走査回路３０からの電圧ＶLは、液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに出力されると共に、分岐され、ＴＧ３３−iにも出力される。ＴＧ３３−iがＯＮ状態になり、電源３４−iからの電圧ＶELが、液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに対応した有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘiに印加されることとなる。
この動作と並行して、表示メモリ３１に従って選択回路３２で選択された電極ｙj（j＝１〜Ｎ）が、ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎによって、無電位又はフロート（開回路）にされ、透明電極ｘiすなわち有機ＥＬ表示素子部２のi行が表示される。このような走査が、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に対して順に行われ、液晶表示素子部１の画像と同一の画像が有機ＥＬ表示素子部２に表示される。
【００３０】
前記のように、本実施例の複合素子型表示装置によれば、駆動部３を作動させると、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とに同一の画像が表示される。したがって、視認性が高くしかも印加電圧が極めて少なくて済む有機ＥＬ表示素子部２の発光によって、暗所でも表示画像を視認することができる。
すなわち、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とに同一の画像を表示させることで、暗所での視認が可能となり、しかも、有機ＥＬ表示素子部２が部分発光であるので、従来のバックライト方式の装置に比べて、消費電力をかなり低減化することができる。
【００３１】
また、図示しない周知の切換回路（切換部）を設け、この切換回路を切り換えて、走査回路３０と選択回路３２とによる前記電圧を液晶表示素子部１又は有機ＥＬ表示素子部２のいずれかに印加するようにすることが好ましい。
すなわち、明所においては、液晶表示素子部１のみに電圧を印加し、液晶表示素子部１のみを駆動させて、通常の液晶素子として用いる。そして、暗所においては、有機ＥＬ表示素子部２のみに電圧を印加し、有機ＥＬ表示素子部２のみを発光させる。これにより、消費電力をより一層低減化することができる。
【００３２】
このような、切換回路は、例えば、出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎの分岐点に、液晶表示素子部１と走査回路３０との接続状態をＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎと走査回路３０との接続状態に切り換える第一のスイッチを設けると共に、選択回路３２の出力の分岐点に、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎと選択回路３２との接続状態をＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎと選択回路３２との接続状態に切り換える第二のスイッチを設け、これら第一及び第二のスイッチを同期させて同方向に切り換えることができる構造になっている。
なお、切換部としては、液晶表示素子部又び有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動を選択するとともに、液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の双方を同時に駆動できるようにした、すなわち三種類の切り換えが可能なものとすることもできる。このようにすると、より一層応用範囲が広がる。そして、この場合、上記の切り換えスイッチをトランジスター等で構成するとともに、このトランジスターにフォトダイオードなどの受光器から信号を送って制御し、光でスイッチ切り換えを行うことも可能である。
【００３３】
（第二実施例）
本発明の第二実施例に係る複合素子型表示装置について説明する。
図４は、本発明の第二実施例に適用される液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。なお、図１ないし図３に示した部材と同一部材については、同一符号を付して説明する。
本実施例の複合素子型表示装置は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との構造が前記第一実施例と異なる。
【００３４】
図４において、４が液晶表示素子部であり、５が有機ＥＬ表示素子部である。
液晶表示素子部４は、相対向するガラス製の基板１１，１５の間隙を囲むようにシール材４０が付着され、この基板１１，１５とシール材４０の内空間に、上から順に、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN 、配向膜１３、液晶１０、配向膜１４、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN を積層した構造になっている。
そして、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に、図１に示す走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎが接続され、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN にＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎが接続されている。
【００３５】
一方、有機ＥＬ表示素子部５は、ガラス製の基板２１の下側に、順に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN 、第一層の正孔注入層２２−１、第二層の正孔注入層２２−２、第一層の有機ＥＬ発光層２０−１、第二層の電子注入層２０−２、電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNを積層した構造になっている。
そして、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に、図１に示す、ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎが接続され、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN にＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎが接続されている。
【００３６】
このような構造の液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５は、次のようにして作製する。
液晶表示素子部４の作製においては、まず、７５ｍｍ×７５ｍｍ方形の基板１１（１５）の表面に、ストライプ幅１．３ｍｍでストライプギャップ０．１ｍｍの透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN（Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹN）を４８本配置し、その上からポリイミド製の配向膜１３（１４）をラビング処理にて均一に膜形成する。
そして、図５に示すように、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN が付いた基板１５の周辺に、シール材４０を塗布し、その上から、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN を下向きにした基板１１を貼り合わせる。
このとき、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN のストライプ方向と透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN のストライプ方向とが直交しかつ配向膜１３の配向方向と配向膜１４の配向方向とが直交するように、基板１１を基板１５の上に貼り合わせる。
この状態で、メルク社製の液晶材料Ｚ２４５９である液晶１０を、シール材４０の液晶注入口４５から内空間に真空注入法で注入する。
なお、基板１１，１５の外側には、互に偏光面が直交する偏光板が配置されている。
【００３７】
このようにして作製した液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN にＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎの出力端を接続し、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを接続して、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN との間に、３Ｖの電圧を印加したところ、電圧印加時には、光透過が遮断され、電圧非印加時には、光透過が確認された。
【００３８】
一方、有機ＥＬ表示素子部５の作製においては、まず、前記基板１１，１５と同構造であって透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN が付いた基板２１を用意し、基板２１をイソプロピルアルコール中にて５分間、さらに純水中にて５分間超音波洗浄を行い、次いで、ＵＶオゾン洗浄を（株）サムコインターナショウナル研究所製の装置にて１０分間行った。
そして、この基板２１を、市販の蒸着装置（日本真空技術（株）製）の基板ホルダーに上向きに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートに４，４´，４´−トリス−〔Ｎ−フエニル−Ｎ−（ｍ−トリル）−４アミノ〕トリフエニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）を３００ｍｇ入れ、さらに、モリブデン製の抵抗加熱ボートにＮ，Ｎ´−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ´−ジフエニル〔１，１´−ビフエニル〕−４，４´−ジアミン（ＮＰＤ）を２００ｍｇ入れた。また、違うモリブデン製ボートに４，４´−ビス（２，２´−ジフエニルビニル）ビフエニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れ、さらに、異るモリブデン製ボートにトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）を２００ｍｇ入れ、真空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧した。
【００３９】
そして、まず、ＭＴＤＡＴＡ入りのボートを加熱し、ＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．３〜０．５ｎｍ／ｓで透明支持基板上に蒸着して、膜厚１５０ｎｍの層を作り、第一層の正孔注入層２２−１とした。
その後、ＮＰＤ入りの前記ボートを加熱し、ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓでこの上に蒸着して、膜厚を２０ｎｍの第二層の正孔注入層２２−２を製膜させた。このときの基板２１の温度は室温であった。
これを真空槽より取り出すことなく、正孔注入層２２−２の上に、もう一つのボートよりＤＰＶＢｉ及びＡｌｑを電子注入層の有機ＥＬ発光層２０−１，電子注入層２０−２として４０ｎｍづつ積層蒸着した。蒸着条件としては、蒸着速度が０．１〜０．３ｎｍ／ｓ、基板温度が室温であった。これを真空槽より取り出し、前記電子注入層２０−２の上に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に直交するようなストライプ状の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を形成するようにパターニングマスクを設置し、再び基板ホルダーに固定した。
なお、パターニングマスクは、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のストライプ幅が１．３ｍｍでストライプギャップが０．１ｍｍになるように作製してある。
【００４０】
次に、モリブデン製の抵抗加熱ボートにマグネシウムリボンを１ｇ入れ、また、違うタングステン製のバスケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ入れ蒸着した。
その後、真空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧してから、銀を０．１ｎｍ／sの蒸着速度で同時に抵抗加熱法により、もう一方のモリブデンボートからマグネシウムを１．４ｎｍ／ｓの蒸着速度で蒸着し始めた。
前記条件でマグネシウムと銀の混合金属電極を電子注入層２０−２の上に１５０ｎｍの厚さで積層蒸着し、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とした。
このようにして、陽極の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と陰極の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN との交差部にマトリックス状に画素を形成した。
【００４１】
そして、最後に、このようにして作製した液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５を、図４に示すように貼り合わせた。すなわち、液晶表示素子部４の基板１５と有機ＥＬ表示素子部５の基板２１とを重ね、位置合せをして、接着剤４５で接着した後、駆動部３を接続した。
具体的には、液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNにＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎの出力端を接続し、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを接続した。そして、有機ＥＬ表示素子部５の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN にＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎを接続し、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN にＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎを接続した。
【００４２】
このとき、液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN 及び透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN のみを、駆動部３に接続して、作動させたところ、液晶表示素子部４による画像表示が確認された。また、有機ＥＬ表示素子部５の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN 及び電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のみを、駆動部３に接続したところ、液晶表示素子部４による画像表示と同一画像の表示が確認された。
すなわち、前記第一実施例と同様に、駆動部３への液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５の接続を切り換えることによって、暗所での表示視認が可能となり、また、明所では、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN が反射板の役割をするので、反射型液晶素子として使用できることが判明した。
その他の構成，作用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の変形，変更が可能である。
例えば、前記実施例では、図２に示したように、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２の画素をＮ×Ｎのマトリックス型に形成したが、これに限らず、セグメント型又は一次アレイ型に形成しても良い。また、液晶表示素子部１の画素Ｘi・Ｙjの大きさを有機ＥＬ表示素子部２の画素ｘi・ｙjと異なるようにしたり、液晶表示素子部１の画素Ｘi・Ｙjの一部を欠落させても良い。
【００４４】
さらに、図３に示したように、前記実施例においては、液晶表示素子部１を反射型液晶素子としたが、これに限るものではなく、ねじれネマチック型（ＴＮ型）液晶素子，超ねじれネマチック型（ＳＴＮ型）液晶素子，ゲストホスト型液晶素子，強誘電液晶型液晶素子，コレステリック型液晶素子，動的散乱型液晶素子等の各種の素子を用いることができることは勿論である。
また、第一実施例の液晶表示素子部１において、配向膜１３，１４と偏光板１７とを用いたが、前記各種の素子の型によって、省略されることがある。
さらに、前記実施例においては、有機ＥＬ表示素子部を、「陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極」の層構成にしたが、他の層構成として、「陽極／正孔注入層／発光層／陰極」、「陽極／発光層／電子注入層／陰極」、「陽極／有機半導体層／発光層／陰極」、「陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極」、「陽極／正孔注入層／発光層／付着改善層／陰極」が公知であり、これらの層構成を採用することもできる。
【００４５】
また、前記実施例では、図１に示したように、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎによって、選択された電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を無電位又はフロートにするようにしたが、ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎによって、Ｎ個の電源から電圧ＶEL´を電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNに印加するようにしても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置によれば、一駆動部により、液晶表示素子部と液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部とが駆動され、これら液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示されるので、視認性が高くしかも印加電圧が極めて少なくて済む有機ＥＬ表示素子部の発光によって、暗所でも表示画像を視認することができる。
すなわち、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とに同一の画像を表示させることで、暗所での視認が可能となり、しかも、有機ＥＬ表示素子部が部分発光であるので、従来のバックライト方式の装置に比べて、消費電力をかなり低減化することができるという効果がある。
また、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを積層して薄型化を図り、しかも一駆動部で駆動するようにしているので、消費電力の低減化のみならず、装置の小型化と軽量化と低コスト化とを図ることができ、この結果、携帯機器の表示装置として最適な装置を提供することができる。
【００４７】
さらに、切換部によって、一駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれかの駆動に切り換えようにすれば、明所においては、液晶表示素子部のみを駆動させて、通常の液晶素子として用いることができ、そして、暗所においては、有機ＥＬ表示素子部のみを発光させることができるので、消費電力をより一層低減化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る複合素子型表示装置を示すブロック図である。
【図２】液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを示す概略斜視図である。
【図３】図３は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第二実施例に適用される液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。
【図５】電極が配置された基板にシール材を付着した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示素子部
２ 有機ＥＬ表示素子部
３ 駆動部
１０ 液晶
２０ 有機ＥＬ発光層
３０ 走査回路
３１ 表示メモリ
３２ 選択回路
３３，３５，３７ 制御回路
Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN、Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹN 液晶表示素子部の透明電極
ｘ1，ｘ2，〜，ｘN 有機ＥＬ表示素子部の透明電極
ｙ1，ｙ2，〜，ｙN 有機ＥＬ表示素子部の電極
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示素子と有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）との複合素子を表示させる複合素子型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子として、反射型と透過型の液晶表示素子がある。
反射型液晶表示素子は、小型電卓，腕時計，携帯電話等の表示装置として用いられているが、夜間や暗所で用いると、表示文字等が見難いという欠点があった。
これに対して、透過型液晶表示素子は、背面にバックライトを備えた表示装置に用いられているが、その電力消費量が大きいため、携帯用の機器に用いることができなかった。
【０００３】
このような状況に対処すべく、特開平３−１８９６２７号公報及び同５−３４６９２号公報において、次のような技術が提案されている。
特開平３−１８９６２７号公報記載の技術は、ゲストホスト型液晶表示素子のバックライトとして、有機ＥＬ素子を用いている。すなわち、有機蛍光体を発光層としたＥＬ表示素子をバックライトとして用いた技術が開示されている。
また、特開平５−３４６９２号公報記載の技術は、バックライトが導光部，反射拡散部及び光源部よりなり、光源部として有機ＥＬ素子を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、次のような問題がある。
ゲストホスト型液晶表示素子のバックライトとして、有機ＥＬ素子を用いる特開平３−１８９６２７号公報記載の技術では、有機ＥＬ素子が低電圧で高い発光効率を有するといえども、バックライトとして用いる限り、消費電力がかなり大きくなってしまう。
また、光源部として有機ＥＬ素子を適用する特開平５−３４６９２号公報記載の技術においても、有機ＥＬ素子をバックライトとして用いる場合に、全面発光させ、液晶表示素子を照す必要があるので、やはり電力を大きく消費してしまう。
【０００５】
本発明は前記問題点にかんがみてなされたもので、液晶表示素子の表示パターンに対応した有機ＥＬ素子を発光させることにより、消費電力の低減を図った複合素子型表示装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、従来用いられたバックライトの代わりに表示パターンが可能な有機ＥＬ素子を適用したものである。
したがって、本発明に係る複合素子型表示装置は、液晶表示素子部と、前記液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部と、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部を駆動して、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像を表示させる一駆動部とを備える構成としてある。
【０００７】
また、本発明は、前記液晶表示素子部と前記有機ＥＬ素子表示素子部における電極の配置パターンをほぼ同一とし、かつ、前記駆動部として一つの駆動部を用いた構成としてある。
【０００８】
また、本発明は、前記液晶表示素子部が、少なくとも、液晶と、この液晶の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記液晶の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の透明電極とを有し、前記有機ＥＬ表示素子部が、少なくとも、有機ＥＬ発光層と、この有機ＥＬ発光層の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記有機ＥＬ発光層の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の反射板兼用の電極とを有し、前記一の駆動部は、前記液晶表示素子部の陽極としての複数の透明電極に電圧を順次印加する走査回路と、この走査回路と対応して動作し、電圧を前記有機ＥＬ表示素子部の陽極としての複数の透明電極に印加する第一制御回路と、前記液晶表示素子部の陰極としての透明電極に電圧を印加する第二制御回路と、前記有機ＥＬ表示素子部の陰極としての電極に電圧を印加する第三制御回路と、表示メモリと、この表示メモリにしたがって前記複数の陰極としての透明電極及び電極の中から任意の透明電極及び電極を選択するよう前記第二及び第三の制御回路を駆動する選択回路とを有する構成としてある。
【０００９】
また、本発明は、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えるための切換部を設けた構成としてある。
【００１０】
また、本発明は、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部のみの駆動、有機ＥＬ表示素子部のみの駆動又は液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えるための切換部を設けた構成としてある。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、液晶表示素子部と液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部とが駆動され、これら液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示される。
【００１２】
また、本発明によれば、一の駆動部によって液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示される。
【００１３】
また、本発明によれば、走査回路が、液晶表示素子部の陽極としての複数の透明電極に電圧を順次印加すると、第一の制御回路が、この走査回路と対応して動作し、電圧を有機ＥＬ表示素子部の陽極としての複数の透明電極に印加する。これと並行して、表示メモリと、この表示メモリにしたがって選択回路が、液晶表示素子部の陰極としての透明電極及び有機ＥＬ表示素子部の電極の中から任意の透明電極及び電極を選択するよう第二及び第三の制御回路を駆動し、第二及び第三の制御回路によって、これらの電極に電圧が印加される。
【００１４】
また、本発明によれば、切換部によって、一の駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、切換部によって、一の駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動もしくは液晶表示素子と有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（第一実施例）
図１は、本発明の第一実施例に係る複合素子型表示装置を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の複合素子型表示装置は、液晶表示素子部１と、有機ＥＬ表示素子部２と、これら液晶表示素子部１及び有機ＥＬ表示素子部２を駆動するための駆動部３とを備えている。
【００１７】
１）素子部
図２は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを示す概略斜視図である。
図３は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を詳細に示す断面図である。
図２に示すように、液晶表示素子部１は、概略、液晶１０の上面に透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNをストライプ状に配し、下面に透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNと直交するように透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNを配した構造になっており、その交差部Ｘi・Ｙj（i，j＝１〜Ｎ）で、画素が形成されている（図１の白丸）。
また、有機ＥＬ表示素子部２も、有機ＥＬ発光層２０の上面に透明電極ｘ1 ，ｘ2，〜，ｘNをストライプ状に配し、下面に透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と直交するように電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNを配した構造になっており、その交差部ｘi・ｙj（i，j＝１〜Ｎ）で、画素が形成されている（図１の白丸）。
【００１８】
そして、これらの液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とは、対応する画素Ｘi・Ｙjと画素ｘi・ｙjとが一致するように、積層されている。すなわち、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２の画素はＮ×Ｎのマトリックス状に形成され、各画素同士が対向するように、積層されている。
【００１９】
▲１▼液晶表示素子部
液晶表示素子部１は、図３に示すように、後述する有機ＥＬ表示素子部２の反射板を含む反射型液晶素子であり、最上位から下位に向かって順に、偏光板１７ａと基板１１、アルカリ・イオン防止膜１２と、陽極としての透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と、配向膜１３と、封止剤１６で封止された液晶１０と、配向膜１４と、陰極としての透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と、基板１５と、偏光板１７ｂとを積層した構造になっている。
【００２０】
基板１１，１５は、石英，ガラス等の透明性基材で形成されており、その間隔は、例えば各種のシリカ球で形成されたスペーサー１８によって一定に保たれている。
透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN及び透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNは、公知の酸化物透明性電極であり、インジュウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ），アンチモン添加酸化錫（ＳｎＯ2：Ｓｂ），Ａｌ添加酸化亜鉛等で形成されている。
液晶１０は、公知の様々な低分子液晶又は高分子液晶をポリマーに分散して形成したものである。
配向膜１３，１４は、液晶１０を均一に配向させるための膜体である。これらの配向膜１３，１４は塗布によって形成される各種のポリマー膜であり、例えば、ポリイミド，液晶性ポリマー等が用いられている。
偏光板１７ａ及び１７ｂは、透過する光のうち、所定の偏光方向の光だけを通過させるものである。ここで、偏光板１７ａは基板１１の真上に、偏光板１７ｂは基板１５の真下に位置させる。これら偏光板１７ａ及び１７ｂは、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とよう素とを複合することにより形成されている。
【００２１】
▲２▼有機ＥＬ表示素子部
有機ＥＬ表示素子部２は、その画素を液晶表示素子部１の画素と一致させ、かつその発光面を液晶表示素子部１側に向けた状態で、液晶表示素子部１の下側に形成されている。
具体的には、図３に示すように、偏光板１７の下面から下方に向かって順に、基板１１，１５と同素材の基板２１と、陽極としての透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜, ｘN と、正孔注入層２２と、有機ＥＬ発光層２０と、反射板を兼ねた陰極としての電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とを積層した構造になっている。
なお、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN は、液晶表示素子部１の透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と同様の素材で形成されているが、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN は、反射板を兼ねているので、透明ではない。
【００２２】
ここで、有機ＥＬ表示素子部２のパターンニング方法と、液晶表示素子部１への積層方法について説明する。
有機ＥＬ表示素子部２では、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のパターンニングが行われる。透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN は、公知のパターンニング方法によって、基板２１上にパターン形成され、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN は、有機ＥＬ発光層２０にマスクを行い、このマスクの開口部に、陰極材料を蒸着することによって、パターン形成される。
また、別の方法として、有機ＥＬ発光層２０の全面に陰極材料を蒸着した後、レーザーアブレーションによって、陰極材料のエッチングを行うことにより、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN をパターン形成することもできる。
【００２３】
液晶表示素子部１への積層方法としては、次の二通りの方法がある。
第一の方法は、図２に示したように、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とを別々に作製しておき、液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN とを近接させ、画素同士が一致するように位置合せした後、液晶表示素子部１の偏光板１７と基板２１とを接着する方法であり、本実施例に適用されている。
第二の方法は、既に作製した液晶表示素子部１の偏光板１７に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN のパターンニングを前もって施しておき、この透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN の表面に、順に、正孔注入層２２，有機ＥＬ発光層２０，電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を積層する方法である。
ただし、積層の際には、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とで定まる表示パターンが、液晶表示素子部１の表示パターンと同一になるようにパターンニングする。
【００２４】
２）駆動部
一方、駆動部３は、図１に示すように、走査回路３０と、ホールド回路である表示メモリ３１及び選択回路３２とを備え、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とが、これらの走査回路３０，表示メモリ３１及び選択回路３２を共有した構成になっている。
走査回路３０は、液晶表示素子部１の透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に対応した数の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを有している。この出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎが透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に接続され、時分割された電圧ＶL の電圧信号が走査回路３０から透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に印加されるようになっている。
【００２５】
また、出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎは、途中で分岐され、第一制御回路としてのＮ個の制御回路（ＴＧ）３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎにも接続されている。ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎは、有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘ1，ｘ2，〜，ｘNに接続されており、電圧ＶLの信号入力時にＯＮ状態になって、電源３４−１，３４−２，〜，３４−Ｎからの電圧ＶELを透明電極ｘ1，ｘ2，〜，ｘNに印加するようになっている。電圧ＶELの大きさは３Ｖ〜３０Ｖの範囲の中から選択されており、有機ＥＬ表示素子部２が適切な表示輝度を得るようになっている。
【００２６】
選択回路３２は表示メモリ３１に従って液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN と有機ＥＬ表示素子部２の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のうちのいずれかの電極を選択して、それらの電極に電圧を印加する回路である。
具体的には、選択回路３２は、第二制御回路としてのＮ個のＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎと第三制御回路としてのＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎとに接続されている。このうち、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎは、液晶表示素子部１の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN に接続されており、選択回路３２の制御により、電源３６−１，３６−２，〜，３６−Ｎからの電圧ＶL ´を透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN に印加するようになっている。
なお、この電圧 ＶL´と前記電圧ＶL とは、公知の電圧平均化駆動法（例えば「電子ディスプレイデバイス ５９頁 昭和５９年オーム社発行」記載の駆動法）によって定められる電圧値であり、適用される液晶表示素子部１の型によって適宜決定される。
【００２７】
ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎは、有機ＥＬ表示素子部２の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN に接続されており、選択回路３２の制御によって、選択された電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を無電位又はフロート（開回路）にするようになっている。
なお、ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎ、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎ、及びＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎは、集積回路によるトランジスタアレイで構成されている。
【００２８】
３）動作
次に、第一実施例の動作について説明する。
まず、液晶表示素子部１における画像表示動作を述べる。
図１において、駆動部３を作動させると、時分割された電圧ＶL の電圧信号が走査回路３０から出力線３０−iに出力され、電圧ＶLが液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに印加される。
この動作と並行して、表示メモリ３１に従って選択回路３２で選択された透明電極Ｙjに、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎから電圧ＶL´の一群の電圧信号が送られ、電圧 ＶL´が液晶表示素子部１の透明電極Ｙj（j＝１〜Ｎ）に印加される。これにより、透明電極Ｘiすなわち液晶表示素子部１のi行が表示される。
このような走査が、透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸNに対して順に行われ、液晶表示素子部１の全画面に所定の画像が表示される。
【００２９】
次に、有機ＥＬ表示素子部２における画像表示動作を述べる。
走査回路３０からの電圧ＶLは、液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに出力されると共に、分岐され、ＴＧ３３−iにも出力される。ＴＧ３３−iがＯＮ状態になり、電源３４−iからの電圧ＶELが、液晶表示素子部１の透明電極Ｘiに対応した有機ＥＬ表示素子部２の透明電極ｘiに印加されることとなる。
この動作と並行して、表示メモリ３１に従って選択回路３２で選択された電極ｙj（j＝１〜Ｎ）が、ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎによって、無電位又はフロート（開回路）にされ、透明電極ｘiすなわち有機ＥＬ表示素子部２のi行が表示される。このような走査が、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に対して順に行われ、液晶表示素子部１の画像と同一の画像が有機ＥＬ表示素子部２に表示される。
【００３０】
前記のように、本実施例の複合素子型表示装置によれば、駆動部３を作動させると、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とに同一の画像が表示される。したがって、視認性が高くしかも印加電圧が極めて少なくて済む有機ＥＬ表示素子部２の発光によって、暗所でも表示画像を視認することができる。
すなわち、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２とに同一の画像を表示させることで、暗所での視認が可能となり、しかも、有機ＥＬ表示素子部２が部分発光であるので、従来のバックライト方式の装置に比べて、消費電力をかなり低減化することができる。
【００３１】
また、図示しない周知の切換回路（切換部）を設け、この切換回路を切り換えて、走査回路３０と選択回路３２とによる前記電圧を液晶表示素子部１又は有機ＥＬ表示素子部２のいずれかに印加するようにすることが好ましい。
すなわち、明所においては、液晶表示素子部１のみに電圧を印加し、液晶表示素子部１のみを駆動させて、通常の液晶素子として用いる。そして、暗所においては、有機ＥＬ表示素子部２のみに電圧を印加し、有機ＥＬ表示素子部２のみを発光させる。これにより、消費電力をより一層低減化することができる。
【００３２】
このような、切換回路は、例えば、出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎの分岐点に、液晶表示素子部１と走査回路３０との接続状態をＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎと走査回路３０との接続状態に切り換える第一のスイッチを設けると共に、選択回路３２の出力の分岐点に、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎと選択回路３２との接続状態をＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎと選択回路３２との接続状態に切り換える第二のスイッチを設け、これら第一及び第二のスイッチを同期させて同方向に切り換えることができる構造になっている。
なお、切換部としては、液晶表示素子部又び有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動を選択するとともに、液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の双方を同時に駆動できるようにした、すなわち三種類の切り換えが可能なものとすることもできる。このようにすると、より一層応用範囲が広がる。そして、この場合、上記の切り換えスイッチをトランジスター等で構成するとともに、このトランジスターにフォトダイオードなどの受光器から信号を送って制御し、光でスイッチ切り換えを行うことも可能である。
【００３３】
（第二実施例）
本発明の第二実施例に係る複合素子型表示装置について説明する。
図４は、本発明の第二実施例に適用される液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。なお、図１ないし図３に示した部材と同一部材については、同一符号を付して説明する。
本実施例の複合素子型表示装置は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との構造が前記第一実施例と異なる。
【００３４】
図４において、４が液晶表示素子部であり、５が有機ＥＬ表示素子部である。
液晶表示素子部４は、相対向するガラス製の基板１１，１５の間隙を囲むようにシール材４０が付着され、この基板１１，１５とシール材４０の内空間に、上から順に、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN 、配向膜１３、液晶１０、配向膜１４、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN を積層した構造になっている。
そして、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に、図１に示す走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎが接続され、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN にＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎが接続されている。
【００３５】
一方、有機ＥＬ表示素子部５は、ガラス製の基板２１の下側に、順に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN 、第一層の正孔注入層２２−１、第二層の正孔注入層２２−２、第一層の有機ＥＬ発光層２０−１、第二層の電子注入層２０−２、電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNを積層した構造になっている。
そして、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に、図１に示す、ＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎが接続され、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN にＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎが接続されている。
【００３６】
このような構造の液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５は、次のようにして作製する。
液晶表示素子部４の作製においては、まず、７５ｍｍ×７５ｍｍ方形の基板１１（１５）の表面に、ストライプ幅１．３ｍｍでストライプギャップ０．１ｍｍの透明電極Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN（Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹN）を４８本配置し、その上からポリイミド製の配向膜１３（１４）をラビング処理にて均一に膜形成する。
そして、図５に示すように、透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN が付いた基板１５の周辺に、シール材４０を塗布し、その上から、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN を下向きにした基板１１を貼り合わせる。
このとき、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN のストライプ方向と透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN のストライプ方向とが直交しかつ配向膜１３の配向方向と配向膜１４の配向方向とが直交するように、基板１１を基板１５の上に貼り合わせる。
この状態で、メルク社製の液晶材料Ｚ２４５９である液晶１０を、シール材４０の液晶注入口４５から内空間に真空注入法で注入する。
なお、基板１１，１５の外側には、互に偏光面が直交する偏光板が配置されている。
【００３７】
このようにして作製した液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN にＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎの出力端を接続し、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを接続して、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN と透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN との間に、３Ｖの電圧を印加したところ、電圧印加時には、光透過が遮断され、電圧非印加時には、光透過が確認された。
【００３８】
一方、有機ＥＬ表示素子部５の作製においては、まず、前記基板１１，１５と同構造であって透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN が付いた基板２１を用意し、基板２１をイソプロピルアルコール中にて５分間、さらに純水中にて５分間超音波洗浄を行い、次いで、ＵＶオゾン洗浄を（株）サムコインターナショウナル研究所製の装置にて１０分間行った。
そして、この基板２１を、市販の蒸着装置（日本真空技術（株）製）の基板ホルダーに上向きに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートに４，４´，４´−トリス−〔Ｎ−フエニル−Ｎ−（ｍ−トリル）−４アミノ〕トリフエニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）を３００ｍｇ入れ、さらに、モリブデン製の抵抗加熱ボートにＮ，Ｎ´−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ´−ジフエニル〔１，１´−ビフエニル〕−４，４´−ジアミン（ＮＰＤ）を２００ｍｇ入れた。また、違うモリブデン製ボートに４，４´−ビス（２，２´−ジフエニルビニル）ビフエニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れ、さらに、異るモリブデン製ボートにトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）を２００ｍｇ入れ、真空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧した。
【００３９】
そして、まず、ＭＴＤＡＴＡ入りのボートを加熱し、ＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．３〜０．５ｎｍ／ｓで透明支持基板上に蒸着して、膜厚１５０ｎｍの層を作り、第一層の正孔注入層２２−１とした。
その後、ＮＰＤ入りの前記ボートを加熱し、ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓでこの上に蒸着して、膜厚を２０ｎｍの第二層の正孔注入層２２−２を製膜させた。このときの基板２１の温度は室温であった。
これを真空槽より取り出すことなく、正孔注入層２２−２の上に、もう一つのボートよりＤＰＶＢｉ及びＡｌｑを電子注入層の有機ＥＬ発光層２０−１，電子注入層２０−２として４０ｎｍづつ積層蒸着した。蒸着条件としては、蒸着速度が０．１〜０．３ｎｍ／ｓ、基板温度が室温であった。これを真空槽より取り出し、前記電子注入層２０−２の上に、透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN に直交するようなストライプ状の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を形成するようにパターニングマスクを設置し、再び基板ホルダーに固定した。
なお、パターニングマスクは、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のストライプ幅が１．３ｍｍでストライプギャップが０．１ｍｍになるように作製してある。
【００４０】
次に、モリブデン製の抵抗加熱ボートにマグネシウムリボンを１ｇ入れ、また、違うタングステン製のバスケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ入れ蒸着した。
その後、真空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧してから、銀を０．１ｎｍ／sの蒸着速度で同時に抵抗加熱法により、もう一方のモリブデンボートからマグネシウムを１．４ｎｍ／ｓの蒸着速度で蒸着し始めた。
前記条件でマグネシウムと銀の混合金属電極を電子注入層２０−２の上に１５０ｎｍの厚さで積層蒸着し、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN とした。
このようにして、陽極の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN と陰極の電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN との交差部にマトリックス状に画素を形成した。
【００４１】
そして、最後に、このようにして作製した液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５を、図４に示すように貼り合わせた。すなわち、液晶表示素子部４の基板１５と有機ＥＬ表示素子部５の基板２１とを重ね、位置合せをして、接着剤４５で接着した後、駆動部３を接続した。
具体的には、液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹNにＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎの出力端を接続し、透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN に走査回路３０の出力線３０−１，３０−２，〜，３０−Ｎを接続した。そして、有機ＥＬ表示素子部５の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN にＴＧ３３−１，３３−２，〜，３３−Ｎを接続し、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN にＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎを接続した。
【００４２】
このとき、液晶表示素子部４の透明電極Ｙ1 ，Ｙ2 ，〜，ＹN 及び透明電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，〜，ＸN のみを、駆動部３に接続して、作動させたところ、液晶表示素子部４による画像表示が確認された。また、有機ＥＬ表示素子部５の透明電極ｘ1 ，ｘ2 ，〜，ｘN 及び電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN のみを、駆動部３に接続したところ、液晶表示素子部４による画像表示と同一画像の表示が確認された。
すなわち、前記第一実施例と同様に、駆動部３への液晶表示素子部４及び有機ＥＬ表示素子部５の接続を切り換えることによって、暗所での表示視認が可能となり、また、明所では、電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN が反射板の役割をするので、反射型液晶素子として使用できることが判明した。
その他の構成，作用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の変形，変更が可能である。
例えば、前記実施例では、図２に示したように、液晶表示素子部１と有機ＥＬ表示素子部２の画素をＮ×Ｎのマトリックス型に形成したが、これに限らず、セグメント型又は一次アレイ型に形成しても良い。また、液晶表示素子部１の画素Ｘi・Ｙjの大きさを有機ＥＬ表示素子部２の画素ｘi・ｙjと異なるようにしたり、液晶表示素子部１の画素Ｘi・Ｙjの一部を欠落させても良い。
【００４４】
さらに、図３に示したように、前記実施例においては、液晶表示素子部１を反射型液晶素子としたが、これに限るものではなく、ねじれネマチック型（ＴＮ型）液晶素子，超ねじれネマチック型（ＳＴＮ型）液晶素子，ゲストホスト型液晶素子，強誘電液晶型液晶素子，コレステリック型液晶素子，動的散乱型液晶素子等の各種の素子を用いることができることは勿論である。
また、第一実施例の液晶表示素子部１において、配向膜１３，１４と偏光板１７とを用いたが、前記各種の素子の型によって、省略されることがある。
さらに、前記実施例においては、有機ＥＬ表示素子部を、「陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極」の層構成にしたが、他の層構成として、「陽極／正孔注入層／発光層／陰極」、「陽極／発光層／電子注入層／陰極」、「陽極／有機半導体層／発光層／陰極」、「陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極」、「陽極／正孔注入層／発光層／付着改善層／陰極」が公知であり、これらの層構成を採用することもできる。
【００４５】
また、前記実施例では、図１に示したように、ＴＧ３５−１，３５−２，〜，３５−Ｎによって、選択された電極ｙ1 ，ｙ2 ，〜，ｙN を無電位又はフロートにするようにしたが、ＴＧ３７−１，３７−２，〜，３７−Ｎによって、Ｎ個の電源から電圧ＶEL´を電極ｙ1，ｙ2，〜，ｙNに印加するようにしても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置によれば、一駆動部により、液晶表示素子部と液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部とが駆動され、これら液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像が表示されるので、視認性が高くしかも印加電圧が極めて少なくて済む有機ＥＬ表示素子部の発光によって、暗所でも表示画像を視認することができる。
すなわち、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とに同一の画像を表示させることで、暗所での視認が可能となり、しかも、有機ＥＬ表示素子部が部分発光であるので、従来のバックライト方式の装置に比べて、消費電力をかなり低減化することができるという効果がある。
また、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを積層して薄型化を図り、しかも一駆動部で駆動するようにしているので、消費電力の低減化のみならず、装置の小型化と軽量化と低コスト化とを図ることができ、この結果、携帯機器の表示装置として最適な装置を提供することができる。
【００４７】
さらに、切換部によって、一駆動部の駆動を液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれかの駆動に切り換えようにすれば、明所においては、液晶表示素子部のみを駆動させて、通常の液晶素子として用いることができ、そして、暗所においては、有機ＥＬ表示素子部のみを発光させることができるので、消費電力をより一層低減化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る複合素子型表示装置を示すブロック図である。
【図２】液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部とを示す概略斜視図である。
【図３】図３は、液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第二実施例に適用される液晶表示素子部と有機ＥＬ表示素子部との積層複合状態を示す断面図である。
【図５】電極が配置された基板にシール材を付着した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示素子部
２ 有機ＥＬ表示素子部
３ 駆動部
１０ 液晶
２０ 有機ＥＬ発光層
３０ 走査回路
３１ 表示メモリ
３２ 選択回路
３３，３５，３７ 制御回路
Ｘ1，Ｘ2，〜，ＸN、Ｙ1，Ｙ2，〜，ＹN 液晶表示素子部の透明電極
ｘ1，ｘ2，〜，ｘN 有機ＥＬ表示素子部の透明電極
ｙ1，ｙ2，〜，ｙN 有機ＥＬ表示素子部の電極
Claims (5)
- 液晶表示素子部と、
前記液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部と、
前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部を駆動して、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像を表示させる駆動部と、を備え
前記液晶表示素子部と前記有機ＥＬ素子表示素子部における電極の配置パターンをほぼ同一とし、かつ、前記駆動部として一の駆動部を用い、
さらに、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えるための切換部を設けた複合素子型表示装置。 - 液晶表示素子部と、
前記液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部と、
前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部を駆動して、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像を表示させる駆動部と、を備え
前記液晶表示素子部と前記有機ＥＬ素子表示素子部における電極の配置パターンをほぼ同一とし、かつ、前記駆動部として一の駆動部を用い、
さらに、前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部のみの駆動、有機ＥＬ表示素子部のみの駆動又は液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えるための切換部を設けた複合素子型表示装置。 - 液晶表示素子部と、
前記液晶表示素子部に積層された有機ＥＬ表示素子部と、
前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部を駆動して、前記液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部に同一画像を表示させる駆動部と、を備え
前記液晶表示素子部と前記有機ＥＬ素子表示素子部における電極の配置パターンをほぼ同一とし、かつ、前記駆動部として一の駆動部を用い、
前記液晶表示素子部は、少なくとも、液晶と、この液晶の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記液晶の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の透明電極とを有し、
前記有機ＥＬ表示素子部は、少なくとも、有機ＥＬ発光層と、この有機ＥＬ発光層の一面側に配置された陽極としての複数の透明電極と、前記有機ＥＬ発光層の他面側に前記透明電極と直交するように対向配置された陰極としての複数の反射板兼用の電極とを有し、
前記一の駆動部は、前記液晶表示素子部の陽極としての複数の透明電極に電圧を順次印加する走査回路と、
この走査回路と対応して動作し、電圧を前記有機ＥＬ表示素子部の陽極としての複数の透明電極に印加する第一制御回路と、
前記液晶表示素子部の陰極としての透明電極に電圧を印加する第二制御回路と、
前記有機ＥＬ表示素子部の陰極としての電極に電圧を印加する第三制御回路と、表示メモリと、
この表示メモリにしたがって前記複数の陰極としての透明電極及び電極の中から任意の透明電極及び電極を選択するよう前記第二及び第三の制御回路を駆動する選択回路とを有する、複合素子型表示装置。 - 前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部又は有機ＥＬ表示素子部のいずれか一方の駆動に切り換えるための切換部を設けた請求項３に記載の複合素子型表示装置。
- 前記一の駆動部の駆動を、液晶表示素子部のみの駆動、有機ＥＬ表示素子部のみの駆動又は液晶表示素子部及び有機ＥＬ表示素子部の同時駆動に切り換えるための切換部を設けた請求項３に記載の複合素子型表示装置。
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