JP5933879B2 - Light emitting device - Google Patents

Description

本発明は、透過型の表示装置に関する。特に有機エレクトロルミネセンス素子が適用された透過型の表示装置に関する。 The present invention relates to a transmissive display device. In particular, the present invention relates to a transmissive display device to which an organic electroluminescence element is applied.

自発光型の発光装置としてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と記す）を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代表示装置として大きく注目されている。 Research on a light-emitting device having an electroluminescence element (hereinafter referred to as an EL element) as a self-luminous light-emitting device is active. This light emitting device is also called an organic EL or an organic light emitting diode. These light-emitting devices have features such as fast response speed, low voltage, and low power consumption driving suitable for moving image display. Attention has been paid.

近年、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を持たせた表示装置が脚光を浴びている。このようなシースルー機能を有する表示装置は、車両のフロントガラス、家屋やビルなどの建築物の窓ガラス、店舗のショーウィンドウのガラスやケース、または携帯電話やタブレット端末などの情報端末機器やヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブルディスプレイ、または航空機などに用いられるヘッドアップディスプレイなど、様々な用途への応用が期待されている。 In recent years, a display device having a so-called see-through function in which all or a part of a display portion has light transmittance and the other side of the display portion can be visually recognized has attracted attention. Such a display device having a see-through function includes a windshield of a vehicle, a window glass of a building such as a house or a building, a glass or case of a store window of a store, or an information terminal device or a head mount such as a mobile phone or a tablet terminal. Application to various uses such as a wearable display such as a display or a head-up display used for an aircraft is expected.

このようにシースルー機能を備えた表示装置を用いることにより、表示装置の向こう側の対象に関する情報を表示しながら対象を見る、または表示装置に映像を表示して表示装置の向こう側の対象に装飾を施すことができる。さらに、ガラスのように表示装置の向こう側が見えるモードと、表示装置に映像が表示されるモードを適宜切り替えて用いることもできる（例えば特許文献１参照）。 By using a display device having a see-through function in this way, the object is viewed while displaying information about the object on the other side of the display device, or an image is displayed on the display device to decorate the object on the other side of the display device. Can be applied. Furthermore, a mode in which the other side of the display device can be seen like glass and a mode in which an image is displayed on the display device can be switched as appropriate (see, for example, Patent Document 1).

特開平１０−２５９７５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-25975

本明細書中では、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ、表示部の向こう側が視認可能な表示装置を、シースルー機能を有する表示装置と定義する。例えば、表示領域の全体において表示装置の向こう側が視認可能な表示装置はシースルー機能を有する表示装置の一態様であり、また、表示領域の一部のみにおいて表示装置の向こう側が視認可能な表示装置もシースルー機能を有する表示装置の一態様である。このような、シースルー機能を有する表示装置には、表示装置の向こう側の景色が映像に写り込んで表示装置の映像が見にくくなってしまうという問題があった。観測者とは反対側の背面側から入射する光により、表示装置の映像のコントラストが低下して、視認性が低下するからである。 In this specification, a display device in which all or a part of the display portion has light transmittance and the other side of the display portion is visible is defined as a display device having a see-through function. For example, a display device in which the other side of the display device can be seen in the entire display area is one mode of a display device having a see-through function, and there is also a display device in which the other side of the display device can be seen only in a part of the display region. It is an embodiment of a display device having a see-through function. Such a display device having a see-through function has a problem in that the scenery on the other side of the display device is reflected in the video, making it difficult to see the video on the display device. This is because the contrast of the image of the display device is lowered by the light incident from the back side opposite to the observer, and the visibility is lowered.

本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって本発明の一態様は、シースルー機能を有する表示装置において、一方の観察面から表示部の視認性を高めることができる表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made under such a technical background. Therefore, an object of one embodiment of the present invention is to provide a display device that can improve the visibility of a display portion from one observation surface in a display device having a see-through function.

ここで、上記課題を解決するため、少なくとも表示装置の一方の面から発光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および表示装置の向こう側の光（外光ともいう）に対し透光性を有する非発光領域を備える第１ユニットと、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの外光の透過量を制御する領域と重なる表示装置の構成に想到し、課題の解決に至った。 Here, in order to solve the above-described problem, at least a light-emitting region having a plurality of light-emitting elements that emit light from one surface of the display device and translucency with respect to light (also referred to as external light) beyond the display device. A first unit having a non-light-emitting region, and a second unit having a region for controlling a transmission amount of external light from the other surface to the one surface of the display device. The present inventors have conceived a configuration of a display device in which the light emitting area overlaps with the area for controlling the amount of external light transmitted through the second unit, and has solved the problem.

すなわち、本発明の一態様の表示装置は、少なくとも一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える第１ユニットと、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの光学素子と重なること特徴とする表示装置である。 That is, the display device of one embodiment of the present invention includes a first unit including a light-emitting region having a plurality of light-emitting elements that emit light from at least one surface and a light-transmitting non-light-emitting region, and one surface from the other surface. A second unit including a region having a plurality of optical elements that control the amount of transmitted external light, and the light-transmitting non-light-emitting region of the first unit overlaps with the optical element of the second unit; Display device.

本発明の一態様の表示装置では、発光素子と透光性非発光領域を有する。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置を得ることが出来る。 The display device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting element and a light-transmitting non-light-emitting region. Therefore, it is possible to obtain a display device having a so-called see-through function in which the other side of the display portion can be visually recognized together with the display of the light emitting area.

また、本発明の一態様の表示装置は、透光性非発光領域と重なるように外光の透過量を制御する光学素子を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。 In addition, the display device of one embodiment of the present invention includes an optical element that controls the amount of external light transmitted so as to overlap with the light-transmitting non-light-emitting region. Therefore, the display contrast of the display device can be increased by controlling the transmission amount of the external light in the region including the optical element that controls the transmission amount of the external light. This is because the optical element reduces light that is incident from the back side opposite to the observer of the display device and lowers the display contrast.

また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子である表示装置である。 The display device of one embodiment of the present invention is a display device in which the plurality of optical elements that control the amount of external light transmitted from the other surface to the one surface of the display device are liquid crystal elements.

液晶素子は電極間に電圧を印加するが電極間に電流がほとんど流れないため、消費電力が低い。そのため、表示素子の消費電力を低くすることができる。 The liquid crystal element applies a voltage between the electrodes, but current hardly flows between the electrodes, so that power consumption is low. Therefore, power consumption of the display element can be reduced.

また、本発明の一態様の表示装置は、第１の偏光板と第２の偏光板が、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える基板と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を備える基板と、を挟持し、透光性非発光領域が、光学素子と重なり、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であることを特徴とする表示装置である。 In the display device of one embodiment of the present invention, the first polarizing plate and the second polarizing plate each include a light-emitting region having a plurality of light-emitting elements that emit light from at least one surface of the display device, and a light-transmitting non-light-emitting region. A substrate including a light-emitting region and a substrate including a plurality of optical elements that control the amount of external light transmitted from the other surface of the display device to the one surface are sandwiched between the light-transmitting non-light-emitting region and the optical element. The display device is characterized in that the plurality of optical elements that overlap and control the amount of external light transmitted from the other surface to the one surface are liquid crystal elements.

一方の偏光板が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。 One polarizing plate exists between the observer and the light exit surface of the light emitting region. Therefore, reflection of external light incident from the emission surface is prevented, and the display contrast of the display device can be increased.

また、本発明の一態様の表示装置は、発光素子が少なくとも一方の面から光を射出するＥＬ素子であることを特徴とする表示装置である。 In the display device of one embodiment of the present invention, the light-emitting element is an EL element that emits light from at least one surface.

ＥＬ素子は自発光の発光素子であるので、表示コントラストの高い表示装置を得ることが出来る。また、ＥＬ素子を構成している発光層を変えることにより、所望の発光色を呈する表示装置を得ることが出来る。 Since the EL element is a self-luminous light emitting element, a display device with high display contrast can be obtained. In addition, a display device exhibiting a desired light emission color can be obtained by changing a light emitting layer constituting an EL element.

また、赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。また、複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている基板、または、対向基板に形成してもよい。 Further, an EL element including a light emitting layer that emits red light, an EL element including a light emitting layer that emits green light, and an EL element including a light emitting layer that emits blue light are used as one pixel, and a plurality of pixels are formed in the light emitting region. By doing so, the display device can perform color display. Alternatively, a plurality of light-emitting elements can be formed using the same light-emitting layer that emits white light, and white light emitted from the light-emitting elements can be dispersed using a color filter to perform color display. In this case, the color filter may be formed on a substrate on which an EL element is formed or on a counter substrate.

また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ブルー相を示す液晶材料を有する液晶素子であることを特徴とする表示装置である。 In the display device of one embodiment of the present invention, the plurality of optical elements that control the amount of external light transmitted from the other surface to the one surface of the display device are liquid crystal elements including a liquid crystal material exhibiting a blue phase. It is a display device characterized by this.

一般的にＥＬ素子は発光の応答速度がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶素子、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶素子及びＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶素子より速い。また、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。 In general, an EL element has a light emission response speed faster than that of a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal element, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) type liquid crystal element, and an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal element. A mode using a liquid crystal exhibiting a blue phase (blue phase liquid crystal) is a liquid crystal mode that can respond at high speed. For this reason, if a liquid crystal element using a blue phase liquid crystal having a high response speed is used as the plurality of optical elements that control the transmission amount of external light, the light transmission amount is controlled to display an EL element having a high response speed of light emission. The optical element can follow. Therefore, it is possible to increase the display contrast of the moving image portion in a state where the scenery beyond the display device is visible.

また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ＭＥＭＳを用いたシャッターであることを特徴とする表示装置である。 In the display device of one embodiment of the present invention, the plurality of optical elements that control the amount of external light transmitted from the other surface to the one surface of the display device are shutters using MEMS. Device.

光学素子にＭＥＭＳを用いたシャッターを適用すると、表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、より減少させることができるため、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。物理的に外光の透過量を制御するＭＥＭＳを用いたシャッターは、明状態と暗状態の明るさの比を高くすることができるからである。 When a shutter using MEMS is applied to the optical element, light that lowers the display contrast incident from the back side opposite to the observer of the display device can be further reduced, so that the display contrast of the display device is increased. be able to. This is because a shutter using MEMS that physically controls the amount of transmitted external light can increase the ratio of the brightness between the bright state and the dark state.

本発明の一態様は、シースルー機能を備えた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、シースルー機能を備えた表示装置において、コントラストの高い表示装置を提供することができる。 One embodiment of the present invention can provide a display device having a see-through function. According to one embodiment of the present invention, a display device with a high contrast can be provided in a display device having a see-through function.

本発明の一態様の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面図。4A and 4B are cross-sectional views illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。4A and 4B illustrate a display method of a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。4A and 4B illustrate a display method of a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の発光素子を説明する断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting element of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の光学素子を説明する断面図と液晶の応答速度を説明する図。4A and 4B are a cross-sectional view illustrating an optical element of one embodiment of the present invention and a diagram illustrating a response speed of liquid crystal. 本発明の一態様の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の光学素子を説明する図。4A and 4B illustrate an optical element of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様のマトリクス状に設けられたシャッターを説明する図。4A and 4B illustrate a shutter provided in a matrix according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様のシャッターを説明する図。6A and 6B illustrate a shutter of one embodiment of the present invention.

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。 Note that in each drawing described in this specification, the size, the layer thickness, or the region of each component is exaggerated for simplicity in some cases. Therefore, it is not necessarily limited to the scale.

（実施の形態１）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図１から図３を用いて説明する。 (Embodiment 1)
<Configuration of display device>
In this embodiment, structural examples of the display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を、模式的に示した上面図である。図１（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を模式的に示した斜投影図である。表示装置３００は、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子１００を備える発光領域７０１ａおよび透光性非発光領域７０１ｂを備える第１ユニット１１と、表示装置の他方の面から一方の面に透過する外光の透過量を制御する複数の光学素子５００を備える領域（以下、外光調整領域７０２とよぶ）を有する第２ユニット１２と、を有し、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なること特徴とする表示装置である。発光素子１００と、光学素子５００の一対を、画素３０１と呼ぶことにする。画素３０１の詳細は後述する。透光性非発光領域７０１ｂとは、可視光を透過する領域である。 FIG. 1A is a top view schematically illustrating the structure of a display device 300 of one embodiment of the present invention. FIG. 1B is an oblique projection schematically showing the structure of the display device 300 of one embodiment of the present invention. The display device 300 includes a first unit 11 including a light emitting region 701a and a light-transmitting non-light emitting region 701b including at least a light emitting element 100 that emits light from at least one surface of the display device, and from the other surface of the display device. A second unit 12 having a region (hereinafter referred to as an “external light adjustment region 702”) including a plurality of optical elements 500 that control the amount of external light transmitted through one surface. The display device is characterized in that the light-transmitting non-light-emitting region 701 b overlaps with the optical element 500 of the second unit 12. A pair of the light emitting element 100 and the optical element 500 is referred to as a pixel 301. Details of the pixel 301 will be described later. The light-transmitting non-light emitting region 701b is a region that transmits visible light.

第１ユニット１１の発光素子１００は、発光状態と非発光状態を切り替えることができる。第２ユニット１２の光学素子５００は、背面から入射する光の透過量を調整することができる。当該表示装置は、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なっている。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置となる。また、透光性非発光領域７０１ｂと重なるように外光の透過量を制御する光学素子５００を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子５００を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。 The light emitting element 100 of the first unit 11 can be switched between a light emitting state and a non-light emitting state. The optical element 500 of the second unit 12 can adjust the transmission amount of light incident from the back surface. In the display device, the translucent non-light emitting region 701 b of the first unit 11 overlaps the optical element 500 of the second unit 12. Therefore, the display device is provided with a so-called see-through function in which the other side of the display portion can be visually recognized together with the display of the light emitting area. In addition, the optical element 500 that controls the transmission amount of external light so as to overlap with the light-transmitting non-light-emitting region 701b is provided. Therefore, the display contrast of the display device can be increased by controlling the transmission amount of the external light in the region including the optical element 500 that controls the transmission amount of the external light. This is because the optical element reduces light that is incident from the back side opposite to the observer of the display device and lowers the display contrast.

図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図２（Ａ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２を、発光素子１００が複数含むように分割して形成してもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２は、第１ユニット１１の発光領域すべてと重なるように形成してもよい。 2A and 2B are oblique projection views schematically showing the structure of the display device of one embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 2A, the external light adjustment region 702 of the second unit 12 may be divided and formed so that the light emitting element 100 includes a plurality. Further, as shown in FIG. 2B, the external light adjustment region 702 of the second unit 12 may be formed so as to overlap with the entire light emission region of the first unit 11.

図３は、本発明の一態様である表示装置の画素３０１の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the pixel 301 of the display device which is one embodiment of the present invention.

図３に示される画素３０１は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、第１の支持体６０１と第３の支持体６０３の間に光学素子５００とを有する。発光素子１００が設けられていない透光性非発光領域に重なるように、光学素子５００を設ける。 A pixel 301 shown in FIG. 3 is provided so as to face the first support body 601, the light-emitting element 100 provided on the first support body 601, and the first support body 601. A light-transmitting second support body 602 and an optical element 500 between the first support body 601 and the third support body 603 are provided. The optical element 500 is provided so as to overlap a light-transmitting non-light emitting region where the light emitting element 100 is not provided.

第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。 As the first support body 601, the second support body 602, and the third support body 603, a light-transmitting substrate can be used. For example, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. Further, as the first support body 601, the second support body 602, and the third support body 603, a light-transmitting and flexible substrate such as a plastic substrate can be used.

発光素子１００の構成は、実施の形態２で詳細を説明する。また、光学素子５００の構成は実施の形態４で詳細を説明する。 The structure of the light-emitting element 100 will be described in detail in Embodiment Mode 2. The configuration of the optical element 500 will be described in detail in the fourth embodiment.

＜発光素子の駆動について＞
発光領域７０１ａにおける発光素子は、パッシブマトリクス型としてもよいし、ＴＦＴなどのトランジスタによって発光素子の駆動が制御されるアクティブマトリクス型としてもよい。 <About driving of light emitting element>
A light-emitting element in the light-emitting region 701a may be a passive matrix type or an active matrix type in which driving of the light-emitting element is controlled by a transistor such as a TFT.

また、発光領域７０１ａにおける発光素子をアクティブマトリクス型とする場合、トランジスタの構造は特に限定されない。例えばスタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のトランジスタのいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いても良いし、インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体材料を用いても良い。また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非結晶半導体、または結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いても良い。結晶性を有する半導体を用いるとトランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。 In the case where the light-emitting element in the light-emitting region 701a is an active matrix type, the structure of the transistor is not particularly limited. For example, a staggered transistor or an inverted staggered transistor may be used. Further, any transistor structure of a top gate type transistor or a bottom gate type transistor may be employed. As a semiconductor material used for the transistor, a semiconductor material such as silicon or germanium may be used, or an oxide semiconductor material containing at least one of indium, gallium, and zinc may be used. There is no particular limitation on the crystallinity of the semiconductor used for the transistor, and the semiconductor is a noncrystalline semiconductor or a crystalline semiconductor (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having part of a crystalline region). Either may be used. The use of a crystalline semiconductor is preferable because deterioration of transistor characteristics is suppressed.

＜表示についての説明＞
次に、本発明の一態様の表示装置を用いた表示について、図４と図５を用いて説明する。ここでは、発光素子１００と、光学素子５００とが隣接している場合について説明する。 <Description of display>
Next, display using the display device of one embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. Here, a case where the light emitting element 100 and the optical element 500 are adjacent to each other will be described.

図４（Ａ）から図４（Ｄ）は、以下に説明する表示モードにおける表示装置の断面図である。図５は、画素３０１を９個用いた表示装置の上面図である。画素３０１とは、発光素子１００と、光学素子５００の一対を示す。 4A to 4D are cross-sectional views of the display device in the display mode described below. FIG. 5 is a top view of a display device using nine pixels 301. The pixel 301 refers to a pair of the light emitting element 100 and the optical element 500.

図４（Ａ）は、発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ａモード）を示している。ここでＡモードの表示状態の画素を、画素３０１ａとする。図４（Ｂ）は発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｂモード）を示している。ここでＢモードの表示状態の画素を、画素３０１ｂとする。図４（Ｃ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ｃモード）を示している。ここでＣモードの表示状態の画素を、画素３０１ｃとする。図４（Ｄ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｄモード）を示している。ここでＤモードの表示状態の画素を、画素３０１ｄとする。なお、図４では発光素子からの発光を発光８８８と表記している。 FIG. 4A shows a display mode (A mode) in which the light emitting element 100 emits light and the optical element 500 reduces the amount of external light 600 incident from the back of the observation surface. Here, the pixel in the A mode display state is referred to as a pixel 301a. FIG. 4B shows a display mode (B mode) in which the light emitting element 100 emits light and the optical element 500 transmits external light 600 incident from the back of the observation surface. Here, the pixel in the B mode display state is referred to as a pixel 301b. FIG. 4C illustrates a display mode (C mode) in which the light emitting element 100 is not caused to emit light and the transmission amount of the external light 600 incident from the back of the observation surface is reduced by the optical element 500. Here, the pixel in the C mode display state is referred to as a pixel 301c. FIG. 4D shows a display mode (D mode) in which the light emitting element 100 does not emit light and the optical element 500 transmits the external light 600 incident from the back of the observation surface. Here, the pixel in the D mode display state is referred to as a pixel 301d. Note that light emission from the light-emitting element is denoted as light emission 888 in FIG.

図５は、画素３０１を９個用いた場合の表示装置の上面図である。図５により、本発明の一態様の表示装置の表示を説明する。ここで、画素３０１は、図４で説明したいずれかの表示モードを表示する。図５の画素３０１は、右側が発光素子１００、左側は光学素子５００を有する。 FIG. 5 is a top view of the display device when nine pixels 301 are used. The display of the display device of one embodiment of the present invention is described with reference to FIG. Here, the pixel 301 displays one of the display modes described in FIG. The pixel 301 in FIG. 5 includes the light emitting element 100 on the right side and the optical element 500 on the left side.

図５（Ａ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光せず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、中心画素の表示コントラストは高く、周辺の画素領域は背面を見ることができる。 In FIG. 5A, the center pixel emits light, and external light from the back surface is reduced by the optical element (A mode). Other pixels do not emit light, and external light from the back is also captured (D mode). Therefore, the display contrast of the central pixel is high, and the peripheral pixel region can be viewed from the back.

図５（Ｂ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光させず、背面からの外光を減じている（Ｃモード）。そのため、この表示では、発光させた中心画素の表示コントラストを高くすることができる。 In FIG. 5B, the center pixel emits light, and external light from the back surface is reduced by the optical element (A mode). Other pixels do not emit light, and external light from the back is reduced (C mode). Therefore, in this display, the display contrast of the center pixel that has emitted light can be increased.

図５（Ｃ）は、９個の画素すべてを発光させず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、この表示では背面を見ることができる。 In FIG. 5C, all nine pixels do not emit light, and external light from the back is also captured (D mode). Therefore, the back side can be seen in this display.

図５（Ｄ）は、９個の画素すべてを発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。そのため、発光のみを見ることができる。 In FIG. 5D, all nine pixels emit light, and external light from the back surface is reduced by the optical element (A mode). Therefore, only light emission can be seen.

上記の表示を、複数の画素を有する表示装置に適用することにより、表示画面全体で背面を見るができる表示状態や、一部の領域にコントラストの高い表示状態にすることができる。 By applying the above display to a display device having a plurality of pixels, a display state in which the back surface can be seen on the entire display screen or a display state with high contrast in a part of the region can be obtained.

（実施の形態２）
＜発光素子＞
本実施の形態に用いることができる発光素子の一態様について、図６（Ａ）を用いて説明する。 (Embodiment 2)
<Light emitting element>
One mode of a light-emitting element that can be used in this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施の形態において、発光素子１００は、第１の電極１０１と、透光性導電層１０３と、ＥＬ層２００と、第２の電極１０２とから構成されている。透光性導電層１０３は、第１の電極１０１と接している。なお、本実施の形態では、第１の電極１０１と透光性導電層１０３は、陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として機能するものとして、以下、説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。 In this embodiment mode, the light-emitting element 100 includes a first electrode 101, a light-transmitting conductive layer 103, an EL layer 200, and a second electrode 102. The light-transmitting conductive layer 103 is in contact with the first electrode 101. Note that in this embodiment, the first electrode 101 and the light-transmitting conductive layer 103 function as an anode, and the second electrode 102 functions as a cathode. That is, when voltage is applied to the first electrode 101 and the second electrode 102 so that the potential of the first electrode 101 is higher than that of the second electrode 102, light emission can be obtained. A description will be given below.

なお、本実施の形態では、発光素子１００を第１の支持体６０１上に形成し、第２の支持体６０２側に発光させる、いわゆるトップエミッション方式である。しかし、この方式にとらわれることなく、第２の支持体６０２上に発光素子１００を形成し、第２の支持体６０２側に発光させるいわゆるボトムエミッション方式、さらに、第２の支持体６０２側と第１の支持体６０１側に、発光を射出させる両面射出方式でもよい。 Note that this embodiment mode is a so-called top emission method in which the light-emitting element 100 is formed over the first support body 601 and light is emitted to the second support body 602 side. However, without being limited to this method, a so-called bottom emission method in which the light emitting element 100 is formed on the second support 602 and light is emitted to the second support 602 side, and further, the second support 602 side and the second support 602 side. A double-sided emission method in which light emission is emitted to one support body 601 side may be employed.

＜第１の電極＞
第１の電極１０１は、陽極として機能する電極である。第１の電極１０１の膜厚は、５０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。第１の電極１０１は可視光領域全体にわたって反射率が高い電極を用いることが好ましい。なぜなら、光取り出し効率の高い発光素子を得ることが出来るからである。 <First electrode>
The first electrode 101 is an electrode that functions as an anode. The film thickness of the first electrode 101 is preferably 50 nm to 300 nm. The first electrode 101 is preferably an electrode having a high reflectance over the entire visible light region. This is because a light-emitting element with high light extraction efficiency can be obtained.

第１の電極１０１は、銅、金、パラジウム、ネオジム、サマリウム、スズ、インジウム、ビスマス等の添加を行った銀合金を使用することが好ましい。なぜならば、反射率が高く、熱処理を行っても化学的、物理的に安定だからである。 As the first electrode 101, a silver alloy to which copper, gold, palladium, neodymium, samarium, tin, indium, bismuth, or the like is added is preferably used. This is because it has high reflectivity and is chemically and physically stable even after heat treatment.

第１の電極１０１は、スパッタリング法、またはスクリーン印刷法で形成することができる。 The first electrode 101 can be formed by a sputtering method or a screen printing method.

＜透光性導電層＞
透光性導電層１０３は、第１の電極１０１上に接して設けられる。透光性導電層１０３は、光学的距離を調整する機能を有する。透光性導電層１０３を調整することにより、所望の波長領域の光取り出しを極大にすることができる。 <Translucent conductive layer>
The light-transmitting conductive layer 103 is provided over and in contact with the first electrode 101. The light-transmitting conductive layer 103 has a function of adjusting an optical distance. By adjusting the translucent conductive layer 103, light extraction in a desired wavelength region can be maximized.

透光性導電層１０３の材料としては、酸化チタン、酸化タンタル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、酸化亜鉛混合酸化物等の金属酸化物の何れかの材料を用いることができる。とくに透光性導電層１０３の材料としてチタンを含む層が好ましく、代表的には酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、化学的に安定であり、形成が容易だからである。 As the material of the light-transmitting conductive layer 103, metal oxides such as titanium oxide, tantalum oxide, tin oxide, indium oxide, indium oxide tin oxide mixed oxide, indium zinc oxide mixed oxide, and zinc oxide mixed oxide are used. Any material can be used. In particular, a layer containing titanium is preferable as the material of the light-transmitting conductive layer 103, and titanium oxide is typically preferable. This is because titanium oxide is chemically stable and easy to form.

透光性導電層１０３は、スパッタリング法、分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、パルスレーザ堆積（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いて形成することができる。また、透光性導電層１０３は、スパッタリングターゲット表面に対し、概略垂直に複数の基板表面がセットされた状態で成膜を行うスパッタ装置、いわゆるＣＰスパッタ装置（Ｃｏｌｕｍｎｅｒ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を用いても形成することができる。 The light-transmitting conductive layer 103 can be formed using a sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a pulse laser deposition method, an atomic layer deposition method, or the like as appropriate. . Further, the translucent conductive layer 103 may be formed by using a sputtering apparatus that performs film formation in a state where a plurality of substrate surfaces are set substantially perpendicular to the surface of the sputtering target, that is, a so-called CP sputtering apparatus (Columner Plasma Sputtering system). Can be formed.

また、第１の電極１０１上にチタンを形成したのち、チタンを酸化させて、酸化チタンを形成することもできる。たとえば、第１の電極１０１上にスパッタリング法でチタンを膜厚６ｎｍ成膜し、大気雰囲気下、３００℃で１時間の熱処理を行えば、第１の電極１０１上に酸化チタンを形成することができる。上記の方法を用いると、薄膜の酸化チタンを基板に均一に形成することができる。 In addition, after titanium is formed over the first electrode 101, titanium can be oxidized to form titanium oxide. For example, when titanium is formed to a thickness of 6 nm on the first electrode 101 by a sputtering method and heat treatment is performed at 300 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, titanium oxide can be formed on the first electrode 101. it can. When the above method is used, a thin titanium oxide film can be uniformly formed on the substrate.

＜第２の電極＞
第２の電極１０２は、ＥＬ層２００に電子を注入できる電極で、かつ、透光性を有する電極であればよい。ＥＬ層に電子を注入し、ＥＬ層からの発光を第２の電極１０２から外部に取り出すためである。第２の電極１０２の材料として、金属または導電性金属酸化物を用いることができる。金属としては、銀とマグネシウムの合金もしくはアルミニウムを用いることができる。導電性金属酸化物としては、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、それらの金属酸化物材料にシリコンもしくは酸化シリコンを含ませたもの用いることができる。金属を用いた場合は、透光性を有するように膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。また、第２の電極１０２の電子注入性を改善するため、リチウムやセシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、またはマグネシウムを含む電子注入層を、第２の電極１０２とＥＬ層２００の間に設けることが好ましい。 <Second electrode>
The second electrode 102 may be an electrode that can inject electrons into the EL layer 200 and has translucency. This is because electrons are injected into the EL layer and light emitted from the EL layer is extracted from the second electrode 102 to the outside. As a material of the second electrode 102, a metal or a conductive metal oxide can be used. As the metal, an alloy of silver and magnesium or aluminum can be used. As the conductive metal oxide, an indium tin oxide mixed oxide, an indium zinc oxide mixed oxide, or a metal oxide material containing silicon or silicon oxide can be used. When a metal is used, the film thickness is preferably 1 nm or more and 10 nm or less so as to have translucency. In addition, in order to improve the electron injecting property of the second electrode 102, an electron injecting layer containing an alkali metal such as lithium or cesium, an alkaline earth metal such as calcium or strontium, or magnesium is formed as an EL layer with the second electrode 102. It is preferably provided between the layers 200.

第２の電極１０２に金属を用いる場合、第２の電極１０２は、真空蒸着法、スパッタリング法等を適宜用いて形成することができる。 In the case where a metal is used for the second electrode 102, the second electrode 102 can be formed using a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like as appropriate.

第２の電極１０２に導電性金属酸化物を用いる場合、第２の電極１０２は、スパッタリング法を用いて形成することができる。導電性金属酸化物は、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜することができる。 In the case where a conductive metal oxide is used for the second electrode 102, the second electrode 102 can be formed by a sputtering method. The conductive metal oxide can be formed in an atmosphere containing argon and oxygen.

また、導電性金属酸化物は、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第１の導電性金属酸化物と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第２の導電性金属酸化物との積層膜とすることが好ましい。なぜならば、ＥＬ層２００への成膜ダメージを低減させることができるためである。ここで第１の導電性金属酸化物を成膜する際のアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−７０℃以下、好ましくは−１００℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。 The conductive metal oxide includes a first conductive metal oxide film formed in an atmosphere containing argon with a reduced oxygen concentration and a second conductive film formed in an atmosphere containing argon and oxygen. A laminated film with a metal oxide is preferable. This is because film formation damage to the EL layer 200 can be reduced. Here, the purity of the argon gas when forming the first conductive metal oxide is preferably high. For example, an argon gas having a dew point of −70 ° C. or lower, preferably −100 ° C. or lower is preferably used.

＜ＥＬ層について＞
ＥＬ層２００に適用可能なＥＬ層について、図６（Ｂ）を用いて説明する。本実施の形態２で示すＥＬ層２００は、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を有している。正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。また、正孔輸送層２１２とは正孔輸送性の高い物質を含む層である。また、発光層２１３は、発光材料を含む層である。また、電子輸送層２１４は電子輸送性の高い物質を含む層である。 <About EL layer>
An EL layer applicable to the EL layer 200 will be described with reference to FIG. The EL layer 200 described in Embodiment 2 includes a hole injection layer 211, a hole transport layer 212, a light emitting layer 213, an electron transport layer 214, and the like. The hole injection layer 211 is a layer containing a substance having a high hole injection property. The hole transport layer 212 is a layer containing a substance having a high hole transport property. The light emitting layer 213 is a layer containing a light emitting material. The electron transport layer 214 is a layer containing a substance having a high electron transport property.

ＥＬ層２００は単層構造で構成されることも可能であるが、通常積層構造から構成される。例えば、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を適宜組み合わせて構成することができる。図６（Ｂ）においては、ＥＬ層２００として、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４が順に積層された構造を示している。 The EL layer 200 can be formed of a single layer structure, but is generally formed of a laminated structure. For example, the hole injection layer 211, the hole transport layer 212, the light emitting layer 213, the electron transport layer 214, and the like can be combined as appropriate. 6B illustrates a structure in which a hole injection layer 211, a hole transport layer 212, a light-emitting layer 213, and an electron transport layer 214 are sequentially stacked as the EL layer 200.

発光層２１３に接する正孔輸送層２１２や電子輸送層２１４、特に発光層２１３における発光領域に近い方に接するキャリア（電子または正孔）輸送層は、発光層２１３で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、発光層を構成する発光材料、または発光層に含まれる発光中心物質よりも大きなエネルギーギャップを有する物質で構成することが好ましい。 The hole transport layer 212 and the electron transport layer 214 that are in contact with the light-emitting layer 213, particularly the carrier (electron or hole) transport layer that is in contact with the light-emitting region in the light-emitting layer 213 is energy from excitons generated in the light-emitting layer 213. In order to suppress the movement, the light-emitting material is preferably formed using a light-emitting material forming the light-emitting layer or a material having an energy gap larger than that of the light-emitting center substance included in the light-emitting layer.

正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含み、透光性導電層１０３から正孔輸送層２１２へ正孔の注入を補助する機能を有する。正孔注入層２１１には、透光性導電層１０３と正孔輸送層２１２との間のイオン化ポテンシャルの差を緩和し、正孔が注入され易くなるものを選ぶ。具体的には、正孔注入層２１１は、イオン化ポテンシャルを正孔輸送層２１２よりも小さく、透光性導電層１０３よりも大きいものとするか、正孔輸送層２１２と透光性導電層１０３との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドを曲げるものを用いて形成することが好ましい。正孔注入性の高い物質には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物がある。 The hole injection layer 211 includes a substance having a high hole injection property and has a function of assisting injection of holes from the light-transmitting conductive layer 103 to the hole transport layer 212. As the hole injection layer 211, a layer that eases the difference in ionization potential between the light-transmitting conductive layer 103 and the hole transport layer 212 and facilitates the injection of holes is selected. Specifically, the hole injection layer 211 has an ionization potential smaller than that of the hole transport layer 212 and larger than that of the light-transmitting conductive layer 103, or the hole transport layer 212 and the light-transmitting conductive layer 103. It is preferable to use a material that bends the energy band when it is provided as a thin film having a thickness of 1 to 2 nm. Examples of the substance having a high hole-injecting property include phthalocyanine-based compounds such as copper phthalocyanine (CuPc).

正孔輸送層２１２は、正孔輸送性の高い物質を含む。正孔輸送性の高い物質とは、正孔の移動度が電子のそれよりも高いものを指し、電子の移動度に対する正孔の移動度の比（＝正孔移動度／電子移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、正孔輸送層２１２の正孔移動度は、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を利用できる。また、正孔輸送層２１２は、単層構造または、積層構造としてもよい。 The hole transport layer 212 includes a substance having a high hole transport property. A substance having a high hole transporting property refers to a substance having a higher hole mobility than that of an electron, and the ratio of the hole mobility to the electron mobility (= hole mobility / electron mobility) is It is preferable to use one larger than 100. The hole mobility of the hole transport layer 212 is preferably 1 × 10 ⁻⁶ cm ² / Vs or higher. Specifically, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), phthalocyanine (abbreviation: H ₂ Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) is used. it can. The hole transport layer 212 may have a single layer structure or a stacked structure.

電子輸送層２１４は、電子輸送性の高い物質を含む。電子輸送性の高い物質とは、電子の移動度が正孔のそれよりも高いものを指し、正孔の移動度に対する電子の移動度の比（＝電子移動度／正孔移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、電子輸送層２１４の電子移動度は、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系配位子を有する金属錯体、チアゾール系配位子を有する金属錯体を利用できる。キノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）が挙げられる。また、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）が挙げられる。また、オキサゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）が挙げられる。また、チアゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、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）が挙げられる。また、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）も用いることができる。具体例を挙げた上述の物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を電子輸送層２１４として用いてもよい。また、電子輸送層２１４は、単層構造、または積層構造としてもよい。 The electron transport layer 214 includes a substance having a high electron transport property. A substance having a high electron transporting property refers to a substance having electron mobility higher than that of holes, and the ratio of electron mobility to hole mobility (= electron mobility / hole mobility) is 100. It is preferable to use a larger one. The electron mobility of the electron transport layer 214 is preferably 1 × 10 ⁻⁶ cm ² / Vs or higher. Specifically, a metal complex having a quinoline skeleton, a metal complex having a benzoquinoline skeleton, a metal complex having an oxazole ligand, and a metal complex having a thiazole ligand can be used. Specific examples of the metal complex having a quinoline skeleton include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq). As a specific example of the metal complex having a benzoquinoline skeleton, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq ₂ ) can be given. As a specific example of a metal complex having an oxazole-based ligand, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) ₂ ) can be given. As a specific example of a metal complex having a thiazole-based ligand, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) ₂ ) can be given. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD) and bathophenanthroline (abbreviation: BPhen) are also included. Can be used. The above-described substances with specific examples are mainly substances having an electron mobility of 10 ⁻⁶ cm ² / Vs or more. Note that a substance other than these substances may be used for the electron-transport layer 214 as long as it has a property of transporting more electrons than holes. The electron transport layer 214 may have a single-layer structure or a stacked structure.

また、発光層２１３と電子輸送層２１４との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けてもよい。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料に対して、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層である。電子キャリアの移動を制御する層を設けることにより、電子キャリアの移動を抑制し、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。 Further, a layer for controlling the movement of electron carriers may be provided between the light emitting layer 213 and the electron transporting layer 214. The layer for controlling the movement of the electron carrier is a layer obtained by adding a small amount of a substance having a high electron trapping property to the material having a high electron transporting property as described above. By providing a layer for controlling the movement of electron carriers, the movement of electron carriers can be suppressed and the carrier balance can be adjusted. Such a configuration is very effective in suppressing problems that occur when electrons penetrate through the light emitting layer (for example, a reduction in device lifetime).

また、電子輸送層２１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、電子輸送性を有する物質からなる層中に、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、またはアルカリ金属のハロゲン化物もしくはアルカリ土類金属のハロゲン化物を含有させたものを用いればよい。アルカリ金属、アルカリ土類金属としては、リチウム、マグネシウム、セシウム、カルシウムを用いることができる。アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウムを用いることができる。具体例としては、Ａｌｑ中にマグネシウムを含有させたものを用いることができる。電子注入層を設けることにより、第２の電極１０２からの電子注入を効率良く行うことができる。 Further, an electron injection layer may be provided in contact with the second electrode 102 between the electron transport layer 214 and the second electrode 102. As the electron injecting layer, a layer formed of a substance having an electron transporting property may be used in which an alkali metal or an alkaline earth metal, an alkali metal halide, or an alkaline earth metal halide is contained. As the alkali metal or alkaline earth metal, lithium, magnesium, cesium, or calcium can be used. As the alkali metal halide and alkaline earth metal halide, lithium fluoride, cesium fluoride, and calcium fluoride can be used. As a specific example, Alq containing magnesium can be used. By providing the electron injection layer, electron injection from the second electrode 102 can be performed efficiently.

また、ＥＬ層２００は、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いて形成できる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、またはスピンコート法を用いることができる。また、ＥＬ層２００を積層構造とする場合、各層毎に異なる方法を用いて形成してもよいし、各層全てを同一の方法で形成してもよい。 Further, the EL layer 200 can be formed by various methods regardless of a dry method or a wet method. For example, a vacuum evaporation method, an inkjet method, or a spin coating method can be used. Further, when the EL layer 200 has a stacked structure, each layer may be formed using a different method, or all the layers may be formed using the same method.

＜カラー化＞
赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。 <Colorization>
A plurality of pixels are formed in a light emitting region, with an EL element including a light emitting layer exhibiting red light emission, an EL element including a light emitting layer exhibiting green light emission, and an EL element including a light emitting layer exhibiting blue light emission as one pixel. Thus, the display device can perform color display.

複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている第１の支持体６０１、または、第２の支持体６０２に形成してもよい。 A plurality of light-emitting elements can be formed using the same light-emitting layer that emits white light, and white light emitted from the light-emitting elements can be dispersed with a color filter to perform color display. In this case, the color filter may be formed on the first support 601 or the second support 602 on which the EL element is formed.

（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態２で示したＥＬ層２００の代わりに用いることが出来るタンデム型のＥＬ層４００について、図６（Ｃ）を用いて説明する。 (Embodiment 3)
In this embodiment, a tandem EL layer 400 that can be used instead of the EL layer 200 described in Embodiment 2 is described with reference to FIG.

タンデム型のＥＬ層４００とは、複数の発光ユニットを積層した構成を有するＥＬ層（以下、「タンデム型のＥＬ層」という）である。 The tandem EL layer 400 is an EL layer having a structure in which a plurality of light emitting units are stacked (hereinafter referred to as “tandem EL layer”).

ＥＬ層４００は、第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２を有する。第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、各ユニットの構成は、それぞれ実施の形態２に示したものと同様なものを適用することができる。 The EL layer 400 includes a first light emitting unit 411 and a second light emitting unit 412. The first light-emitting unit 411 and the second light-emitting unit 412 may have the same configuration or different configurations, and the configuration of each unit is the same as that shown in Embodiment Mode 2. be able to.

第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２との間には、電荷発生層４１３が設けられている。電荷発生層４１３は、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を可能にする。 A charge generation layer 413 is provided between the first light emitting unit 411 and the second light emitting unit 412. The charge generation layer 413 has a function of injecting electrons into the light emitting unit on one side and injecting holes into the light emitting unit on the other side when a voltage is applied to the first electrode 101 and the second electrode 102. Have Since a composite material of an organic compound and a metal oxide is excellent in carrier injection property and carrier transport property, low voltage driving and low current driving are possible.

正孔輸送性の有機化合物には、正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものを用いることが好ましい。具体的には、芳香族アミン誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素誘導体、またはそれらの誘導体を有するデンドリマー、オリゴマー、ポリマーなどを利用できる。また、それらと混合する金属酸化物には、元素周期表における第４族ないし第８族に属する金属の酸化物を用いればよく、具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。これらの金属酸化物は電子受容性が高いため、好ましい。特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、且つ扱いやすいため、特に好ましい。 As the hole-transporting organic compound, an organic compound having a hole mobility of 10 ⁻⁶ cm ² / Vs or higher is preferably used. Specifically, an aromatic amine derivative, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon derivative, or a dendrimer, oligomer, polymer or the like having these derivatives can be used. As the metal oxide mixed with them, an oxide of a metal belonging to Group 4 to Group 8 in the periodic table of elements may be used. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide , Molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide. These metal oxides are preferable because of their high electron accepting properties. Molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.

本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、タンデム型の発光素子は、３つ以上の発光ユニットを有していてもよい。この場合も、各発光ユニットの間には電荷発生層を設ける。例えば、第１ユニットと、それよりも長波長の発光（例えば、赤色の発光）を呈する第１の発光材料を用いて作製される第２ユニットと、第１ユニットよりも長波長、かつ第１の発光材料よりも短波長の発光（例えば、緑色の発光）を呈する第２の発光材料を用いて作製される第３ユニットとを有する発光素子を構成してもよい。これらの発光素子を用いることにより、白色の発光装置を得ることができる。 Although the light-emitting element having two light-emitting units has been described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this structure. That is, the tandem light-emitting element may include three or more light-emitting units. Also in this case, a charge generation layer is provided between the light emitting units. For example, a first unit, a second unit manufactured using a first light-emitting material that emits light having a longer wavelength (for example, red light), a longer wavelength than the first unit, and the first A light-emitting element including a third unit manufactured using a second light-emitting material that emits light having a shorter wavelength than that of the light-emitting material (for example, green light emission) may be configured. By using these light emitting elements, a white light emitting device can be obtained.

また、電荷発生層４１３は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物、及び電子輸送性の高い化合物を含む層とを積層した構造としてもよいし、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電層とを積層した構造としてもよい。 The charge generation layer 413 may have a single-layer structure or a stacked structure. For example, it may have a structure in which a layer including a composite material of an organic compound and a metal oxide, a single compound selected from electron donating substances, and a layer including a compound having a high electron transporting property are stacked. It is good also as a structure which laminated | stacked the layer containing the composite material of an organic compound and a metal oxide, and the transparent conductive layer.

本実施の形態に係るタンデム型のＥＬ層４００を用いた発光素子は、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置するため、電流密度を低く保ったまま高輝度の発光を可能にする。電流密度を低くできるため、高輝度でも長寿命な発光素子とすることができる。 In the light-emitting element using the tandem EL layer 400 according to this embodiment, a plurality of light-emitting units are partitioned by a charge generation layer between a pair of electrodes, and thus high-luminance light emission is maintained with a low current density. Enable. Since the current density can be reduced, a light-emitting element with high luminance and a long lifetime can be obtained.

以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 As described above, the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

（実施の形態４）
＜光学素子＞
本実施の形態では、本発明に用いることができる光学素子の一態様について、図７（Ａ）を用いて説明する。 (Embodiment 4)
<Optical element>
In this embodiment, one embodiment of an optical element that can be used in the present invention will be described with reference to FIG.

本実施の形態において、光学素子５００ａは、第４の支持体６０４と、第３の電極５０３と、液晶層５５５と、第４の電極５０４と、第５の支持体６０５と、で構成されている。 In the present embodiment, the optical element 500a includes a fourth support 604, a third electrode 503, a liquid crystal layer 555, a fourth electrode 504, and a fifth support 605. Yes.

第４の支持体６０４および第５の支持体６０５は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。 For the fourth support body 604 and the fifth support body 605, a light-transmitting substrate can be used. For example, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like can be used.

なお、図示していないが、第４の支持体６０４および第５の支持体６０５には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。状況に応じては、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。 Although not shown, the fourth support 604 and the fifth support 605 are appropriately provided with an optical film such as a polarizing plate and an antireflection film. Depending on the situation, circularly polarized light using a polarizing plate and a retardation plate may be used.

液晶層５５５は、ブルー相を示す液晶材料を用いることが好ましい。なお、液晶材料とは、液晶層に用いる液晶を含む混合物をさす。 The liquid crystal layer 555 is preferably formed using a liquid crystal material exhibiting a blue phase. Note that the liquid crystal material refers to a mixture including liquid crystal used for a liquid crystal layer.

液晶の応答速度について図７（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。図７（Ｂ）、（Ｃ）は、最大透過率を１００％として規格化した規格化透過率と時間の図である。図７（Ｂ）はブルー相を示す液晶を用いた場合、図７（Ｃ）は垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を用いた場合である。図７（Ｂ）に示すように、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いることで、立ち上がり時間９０１（規格化透過率１０％から規格化透過率９０％に達するまでに要する時間）及び、立ち下がり時間９０２（規格化透過率９０％から規格化透過率１０％に達するまでに要する時間）を、従来例である垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間９０３および立ち下がり時間９０４より短くすることができる。具体的には、ブルー相を示す液晶の立ち上がり時間は、２００マイクロ秒以下とすることができる。一方、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間は、ブルー相を示す液晶よりも長く、１〜２ミリ秒を要する。 The response speed of the liquid crystal will be described with reference to FIGS. FIGS. 7B and 7C are diagrams of normalized transmittance and time normalized by setting the maximum transmittance to 100%. FIG. 7B shows the case where a liquid crystal exhibiting a blue phase is used, and FIG. 7C shows the case where a liquid crystal in a vertical alignment (VA) mode is used. As shown in FIG. 7B, by using a liquid crystal exhibiting a blue phase (blue phase liquid crystal), a rise time 901 (time required to reach a normalized transmittance of 90% from a normalized transmittance of 10%) and The fall time 902 (time required to reach the normalized transmittance of 10% from the normalized transmittance of 90%) is determined from the rise time 903 and the fall time 904 of the liquid crystal in the vertical alignment (VA) mode as the conventional example. Can be shortened. Specifically, the rise time of the liquid crystal exhibiting a blue phase can be 200 microseconds or less. On the other hand, the rise time of the liquid crystal in the vertical alignment (VA) mode is longer than that of the liquid crystal exhibiting a blue phase, and takes 1 to 2 milliseconds.

ブルー相液晶を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。 The mode using the blue phase liquid crystal is a liquid crystal mode that can respond at high speed. For this reason, if a liquid crystal element using a blue phase liquid crystal having a high response speed is used as the plurality of optical elements that control the transmission amount of external light, the light transmission amount is controlled to display an EL element having a high response speed of light emission. The optical element can follow. Therefore, it is possible to increase the display contrast of the moving image portion in a state where the scenery beyond the display device is visible.

（実施の形態５）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図８から図９を用いて説明する。 (Embodiment 5)
<Configuration of display device>
In this embodiment, structural examples of the display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図８（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３１０の構成を、模式的に示した斜投影図である。図８（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の画素３０２の断面図である。図８（Ｂ）に示される画素３０２の構成について説明する。図８（Ｂ）に示される画素３０２は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、光学素子５００と、第３の支持体６０３を有する。第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００ａと、を挟持している。 FIG. 8A is an oblique projection schematically showing the structure of the display device 310 of one embodiment of the present invention. FIG. 8B is a cross-sectional view of the pixel 302 of the display device of one embodiment of the present invention. A structure of the pixel 302 shown in FIG. 8B is described. A pixel 302 illustrated in FIG. 8B is provided so as to oppose the first support 601 having a light-transmitting property, the light-emitting element 100 provided in the first support 601, and the first support 601. The light-transmitting second support body 602, the optical element 500, and the third support body 603 are provided. The first polarizing plate 501 and the second polarizing plate 502 sandwich the light emitting element 100 and the optical element 500a.

第１の支持体６０１および第２の支持体６０２は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１および第２の支持体６０２として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。 For the first support 601 and the second support 602, a light-transmitting substrate can be used. For example, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. For the first support 601 and the second support 602, a light-transmitting and flexible substrate such as a plastic substrate can be used.

発光素子１００の構成は、実施の形態２を参酌することができる。 Embodiment 2 can be referred to for the structure of the light-emitting element 100.

光学素子５００ａの構成は実施の形態４を参酌することができる。 Embodiment 4 can be referred to for the structure of the optical element 500a.

第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００と、を挟持し、第１の偏光板５０１が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。 The first polarizing plate 501 and the second polarizing plate 502 sandwich the light emitting element 100 and the optical element 500, and the first polarizing plate 501 exists between the observer and the light emission surface of the light emitting region. . Therefore, reflection of external light incident from the emission surface is prevented, and the display contrast of the display device can be increased.

図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図９（Ａ）に示すように、光学素子５００は領域で分割して形成してもよい。また、図９（Ｂ）に示すように、光学素子５００は、発光領域すべてと重なるように形成してもよい。 9A and 9B are oblique projection views schematically illustrating the structure of the display device of one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9A, the optical element 500 may be divided into regions. Further, as shown in FIG. 9B, the optical element 500 may be formed so as to overlap with the entire light emitting region.

（実施の形態６）
＜光学素子＞
本実施の形態では、光学素子として用いることができるＭＥＭＳを用いたシャッターについて、図１０を用いて説明する。 (Embodiment 6)
<Optical element>
In this embodiment mode, a shutter using a MEMS that can be used as an optical element will be described with reference to FIGS.

光学素子５００ｂは、第６の支持体６０６と第７の支持体６０７の間に、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａと、ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂを有する。 The optical element 500 b includes a MEMS structure portion 1106 a and a MEMS drive element portion 1106 b between the sixth support body 606 and the seventh support body 607.

ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａは、３次元的な立体構造を有し、且つ一部が可動する微小構造体であるシャッター１１１０を複数個有する。シャッター１１１０は開口部１１１０ｃが設けられた遮光層１１１０ａと、開口部１１１０ｃを遮光することができる可動遮光層１１１０ｂとを有する。 The MEMS structure portion 1106a includes a plurality of shutters 1110 that have a three-dimensional structure and a part of the movable movable structure. The shutter 1110 includes a light shielding layer 1110a provided with an opening 1110c and a movable light shielding layer 1110b capable of shielding the opening 1110c.

シャッター１１１０はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて形成することができる。 The shutter 1110 can be formed using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).

ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂは、アクチュエータを介して、可動遮光層１１１０ｂを駆動させるトランジスタを複数個有する。当該トランジスタは透光性を有する材料で形成されることが好ましい。光学素子５００ａの開口率を高めるためである。 The MEMS driving element portion 1106b includes a plurality of transistors that drive the movable light shielding layer 1110b via an actuator. The transistor is preferably formed using a light-transmitting material. This is to increase the aperture ratio of the optical element 500a.

遮光層１１１０ａと可動遮光層１１１０ｂは、遮光性を有する材料を用いる。例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。 The light shielding layer 1110a and the movable light shielding layer 1110b are made of a light shielding material. For example, a metal such as chromium, molybdenum, nickel, titanium, copper, tungsten, tantalum, neodymium, aluminum, or silicon, an alloy, an oxide, or the like can be used.

シャッター１１１０の構造例の詳細については後の実施の形態７に記載する。 Details of a structural example of the shutter 1110 will be described later in a seventh embodiment.

シャッター１１１０は、開口部１１１０ｃを透過する光を、可動遮光層１１１０ｂで調整することができる。遮光する場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させる。光を通過させる場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させないように移動させる。図１１に示す平面図にマトリクス状に設けられたシャッター１１１０の例を示す。 The shutter 1110 can adjust light transmitted through the opening 1110c with the movable light shielding layer 1110b. In the case of shielding light, the movable light shielding layer 1110b is overlapped with the opening 1110c. When light is allowed to pass, the movable light shielding layer 1110b is moved so as not to overlap with the opening 1110c. An example of shutters 1110 provided in a matrix is shown in the plan view of FIG.

図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０は、遮光層１１１０ａの各開口部１１１０ｃに一つずつ行方向にスライドできる可動遮光層１１１０ｂを設ける。 In the shutter 1110 illustrated in FIGS. 11A-1 and 11A-2, a movable light-blocking layer 1110b that can slide in the row direction is provided in each opening 1110c of the light-blocking layer 1110a.

図１１（Ａ−１）はシャッター１１１０が閉まっている状態を示し、図１１（Ａ−２）は一部のシャッター１１１０が開き、残りのシャッター１１１０が閉まっている状態を示す。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）のように各開口部１１１０ｃに可動遮光層１１１０ｂを設けることにより、開口部１１１０ｃごとにシャッター１１１０の開閉を設定することができる。なお、図１１（Ａ−２）では、一部のシャッター１１１０を開くようにしたが、もちろん全てのシャッター１１１０を開いてもよい。 11A-1 illustrates a state where the shutter 1110 is closed, and FIG. 11A-2 illustrates a state where some of the shutters 1110 are open and the remaining shutters 1110 are closed. As shown in FIGS. 11A-1 and 11A-2, the opening and closing of the shutter 1110 can be set for each opening 1110c by providing the movable light shielding layer 1110b in each opening 1110c. In FIG. 11A-2, some shutters 1110 are opened, but all shutters 1110 may of course be opened.

また、図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）では、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状を矩形状としたがこれに限られることなく、円形、楕円形、多角形等にしてもよい。 Further, in FIGS. 11A-1 and 11A-2, the movable light shielding layer 1110b and the opening 1110c have a rectangular shape, but the shape is not limited thereto. It may be.

また、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状に形成しても良い。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状にしたものを図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示す。ここで、可動遮光層１１１０ｂの可動領域は開口部１１１０ｃにおける可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）の幅に応じて設定される。よって、図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示すように、開口部１１１０ｃの行方向の幅を狭くすることにより、可動遮光層１１１０ｂの可動領域を狭く設定することができる。これにより、シャッター１１１０一つあたりの占有面積を狭くすることができるので、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａの開口率を高めることができる。 The movable light shielding layer 1110b and the opening 1110c may be formed in a slit shape. 11 (B-1) and FIG. 11 (B-2) are obtained by making the movable light shielding layer 1110b and the opening 1110c of the shutter 1110 shown in FIG. 11 (A-1) and FIG. 11 (A-2) into a slit shape. Shown in Here, the movable region of the movable light shielding layer 1110b is set according to the width of the movable light shielding layer 1110b in the opening portion 1110c in the sliding direction (row direction). Therefore, as shown in FIGS. 11B-1 and 11B-2, the movable region of the movable light-shielding layer 1110b can be set narrow by narrowing the width of the opening 1110c in the row direction. . Thereby, since the occupation area per shutter 1110 can be reduced, the aperture ratio of the MEMS structure portion 1106a can be increased.

また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向に垂直な方向（列方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを列方向に伸長したものを図１１（Ｃ−１）および図１１（Ｃ−２）に示す。 In addition, one movable light shielding layer 1110b may be configured to shield a plurality of openings 1110c arranged in a direction (column direction) perpendicular to the sliding direction of the movable light shielding layer 1110b. FIGS. 11C-1 and 11C-2 show the movable light shielding layer 1110b of the shutter 1110 shown in FIGS. 11A-1 and 11A-2 extended in the column direction.

また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを行方向に伸長したものを図１１（Ｄ−１）および図１１（Ｄ−２）に示す。 In addition, one movable light shielding layer 1110b may shield a plurality of openings 1110c arranged in the sliding direction (row direction) of the movable light shielding layer 1110b. FIGS. 11D-1 and 11D-2 illustrate the movable light-shielding layer 1110b of the shutter 1110 illustrated in FIGS. 11A-1 and 11A-2 that extends in the row direction.

なお、図１１に示す可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状などは互いに適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the shapes of the movable light shielding layer 1110b and the opening 1110c shown in FIG. 11 can be used in appropriate combination with each other.

（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で説明したシャッター１１１０の構造の一態様について図１２を用いて説明する。 (Embodiment 7)
In this embodiment, one embodiment of the structure of the shutter 1110 described in Embodiment 6 will be described with reference to FIGS.

図１２は、シャッター１３００の斜視図である。シャッター１３００は、アクチュエータ１３１１に結合された可動遮光層１３０２を有する。アクチュエータ１３１１は開口部１３０４を有する遮光層（図面が煩雑となるため図示せず）上に設けられており、２つの柔軟性を有するアクチュエータ１３１５を有する。可動遮光層１３０２の一方の辺は、アクチュエータ１３１５に接続されている。アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２を、開口部１３０４を有する遮光層表面に平行な横方向に移動させる機能を有する。なお、シャッター１３００は実施の形態６に示すシャッター１１１０に対応し、開口部１３０４を有する遮光層は先の実施の形態に示す遮光層１１１０ａに対応し、開口部１３０４は実施の形態６に示す開口部１１１０ｃに対応し、可動遮光層１３０２は実施の形態６に示す可動遮光層１１１０ｂに対応する。 FIG. 12 is a perspective view of the shutter 1300. The shutter 1300 has a movable light shielding layer 1302 coupled to the actuator 1311. The actuator 1311 is provided on a light shielding layer having an opening 1304 (not shown because the drawing is complicated), and includes an actuator 1315 having two flexibility. One side of the movable light shielding layer 1302 is connected to the actuator 1315. The actuator 1315 has a function of moving the movable light shielding layer 1302 in the lateral direction parallel to the surface of the light shielding layer having the opening 1304. Note that the shutter 1300 corresponds to the shutter 1110 described in Embodiment 6, the light-blocking layer having the opening 1304 corresponds to the light-blocking layer 1110a described in the above embodiment, and the opening 1304 corresponds to the opening described in Embodiment 6. The movable light shielding layer 1302 corresponds to the portion 1110c and the movable light shielding layer 1110b described in Embodiment 6.

アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２及び構造体１３１９に接続する可動電極１３２１と、構造体１３２３に接続する可動電極１３２５とを有する。可動電極１３２５は、可動電極１３２１に隣接しており、可動電極１３２５の一端は構造体１３２３に接続し、他端は自由に動くことができる。また、可動電極１３２５の自由に動くことが可能な端部は、可動電極１３２１及び構造体１３１９の接続部で最も近くなるように、湾曲している。 The actuator 1315 includes a movable electrode 1321 connected to the movable light shielding layer 1302 and the structure body 1319, and a movable electrode 1325 connected to the structure body 1323. The movable electrode 1325 is adjacent to the movable electrode 1321, one end of the movable electrode 1325 is connected to the structure 1323, and the other end can move freely. In addition, an end portion of the movable electrode 1325 that can freely move is curved so as to be closest to a connection portion between the movable electrode 1321 and the structure body 1319.

可動遮光層１３０２の他方の辺は、アクチュエータ１３１１によって及ぼされた力に対向する復元力を有するスプリング１３１７に接続されている。スプリング１３１７は構造体１３２７に接続されている。 The other side of the movable light shielding layer 1302 is connected to a spring 1317 having a restoring force opposite to the force exerted by the actuator 1311. The spring 1317 is connected to the structure 1327.

構造体１３１９、構造体１３２３、構造体１３２７は、開口部１３０４を有する遮光層の表面の近傍において、可動遮光層１３０２、アクチュエータ１３１５、及びスプリング１３１７を、浮遊させる機械的支持体として機能する。 The structure body 1319, the structure body 1323, and the structure body 1327 function as a mechanical support body that floats the movable light shielding layer 1302, the actuator 1315, and the spring 1317 in the vicinity of the surface of the light shielding layer having the opening 1304.

可動遮光層１３０２の下方には、遮光層で囲まれる開口部１３０４が設けられる。 An opening 1304 surrounded by the light shielding layer is provided below the movable light shielding layer 1302.

シャッター１３００に含まれる構造体１３２３は、図示しないトランジスタと接続する。当該トランジスタは、先の実施の形態においてＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂに設けられていた、可動遮光層を駆動するためのトランジスタである。これにより、構造体１３２３に接続される可動電極１３２５に、トランジスタを介して任意の電圧を印加することができる。また、構造体１３１９、構造体１３２７は、それぞれ接地電極（ＧＮＤ）と接続する。このため、構造体１３１９に接続する可動電極１３２１及び構造体１３２７に接続するスプリング１３１７の電位は、ＧＮＤとなっている。なお、構造体１３１９、構造体１３２７は、任意の電圧を印加できる共通電極に電気的に接続されてもよい。 The structure body 1323 included in the shutter 1300 is connected to a transistor (not shown). The transistor is a transistor for driving the movable light shielding layer provided in the MEMS driving element portion 1106b in the above embodiment. Thus, an arbitrary voltage can be applied to the movable electrode 1325 connected to the structure body 1323 through the transistor. The structure body 1319 and the structure body 1327 are each connected to a ground electrode (GND). Therefore, the potentials of the movable electrode 1321 connected to the structure 1319 and the spring 1317 connected to the structure 1327 are GND. Note that the structure body 1319 and the structure body 1327 may be electrically connected to a common electrode to which an arbitrary voltage can be applied.

可動電極１３２５に電圧が印加されると、可動電極１３２５と可動電極１３２１との間の電位差により、可動電極１３２１及び可動電極１３２５が電気的に引き寄せあう。この結果、可動電極１３２１に接続する可動遮光層１３０２が、構造体１３２３の方へ引きよせられ、構造体１３２３の方へ横方向に移動する。可動電極１３２１はスプリングとして働くため、可動電極１３２１と可動電極１３２５との間の電位差が除去されると、可動電極１３２１は、可動電極１３２１に蓄積された応力を解放しながら、可動遮光層１３０２をその初期位置に押し戻す。なお、可動電極１３２１が可動電極１３２５に引き寄せられている状態で、開口部１３０４が可動遮光層１３０２に塞がれるように設定してもよいし、逆に開口部１３０４上に可動遮光層１３０２が重ならないように設定してもよい。 When a voltage is applied to the movable electrode 1325, the movable electrode 1321 and the movable electrode 1325 are electrically attracted to each other due to a potential difference between the movable electrode 1325 and the movable electrode 1321. As a result, the movable light-shielding layer 1302 connected to the movable electrode 1321 is drawn toward the structure body 1323 and moves laterally toward the structure body 1323. Since the movable electrode 1321 functions as a spring, when the potential difference between the movable electrode 1321 and the movable electrode 1325 is removed, the movable electrode 1321 releases the movable light shielding layer 1302 while releasing the stress accumulated in the movable electrode 1321. Push back to its initial position. Note that the opening 1304 may be set to be covered by the movable light shielding layer 1302 in a state where the movable electrode 1321 is attracted to the movable electrode 1325, or conversely, the movable light shielding layer 1302 is formed on the opening 1304. You may set so that it may not overlap.

シャッター１３００の作製方法について、以下に説明する。開口部１３０４を有する遮光層上にフォトリソグラフィ工程により所定の形状を有する犠牲層を形成する。犠牲層としては、ポリイミド、アクリル等の有機樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁膜等で形成することができる。 A method for manufacturing the shutter 1300 will be described below. A sacrificial layer having a predetermined shape is formed on the light-shielding layer having the opening 1304 by a photolithography process. The sacrificial layer can be formed using an organic resin such as polyimide or acrylic, an inorganic insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or silicon nitride oxide.

次に、犠牲層上に印刷法、スパッタリング法、蒸着法等により遮光性を有する材料を形成した後、選択的にエッチングをしてシャッター１３００を形成する。遮光性を有する材料としては例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。または、インクジェット法によりシャッター１３００を形成する。シャッター１３００は、厚さ１００ｎｍ以上５μｍ以下で形成することが好ましい。 Next, a light-shielding material is formed on the sacrificial layer by a printing method, a sputtering method, an evaporation method, or the like, and then selectively etched to form the shutter 1300. As the light-shielding material, for example, a metal such as chromium, molybdenum, nickel, titanium, copper, tungsten, tantalum, neodymium, aluminum, or silicon, an alloy, or an oxide can be used. Alternatively, the shutter 1300 is formed by an inkjet method. The shutter 1300 is preferably formed with a thickness of 100 nm to 5 μm.

次に、犠牲層を除去することで、空間において可動可能なシャッター１３００を形成することができる。 Next, by removing the sacrificial layer, the shutter 1300 movable in space can be formed.

以上のような構成のシャッター状の遮光手段を、先の実施の形態に示す、透光性を有する支持体に設けられた発光素子を有する第１の表示部と、透光性を有する支持体に設けられた光散乱性の液晶層を有する第２表示部との間に設けることにより、容易に用途や状況に応じた多様な表示モードを可能とする表示装置を提供することができる。 The first display portion having the light-emitting element provided in the light-transmitting support body described in the above embodiment, and the light-transmitting support body, which includes the shutter-shaped light shielding means having the above-described structure. By providing it between the second display portion having the light-scattering liquid crystal layer provided on the display device, it is possible to provide a display device that can easily perform various display modes according to applications and situations.

以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。 As described above, the structures described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

１１ 第１ユニット
１２ 第２ユニット
１００ 発光素子
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 透光性導電層
２００ ＥＬ層
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１３ 発光層
２１４ 電子輸送層
３００ 表示装置
３０１ 画素
３０１ａ 画素
３０１ｂ 画素
３０１ｃ 画素
３０１ｄ 画素
３０２ 画素
３１０ 表示装置
４００ ＥＬ層
４１１ 第１の発光ユニット
４１２ 第２の発光ユニット
４１３ 電荷発生層
５００ 光学素子
５００ａ 光学素子
５００ｂ 光学素子
５０１ 第１の偏光板
５０２ 第２の偏光板
５０３ 第３の電極
５０４ 第４の電極
５５５ 液晶層
６００ 外光
６０１ 第１の支持体
６０２ 第２の支持体
６０３ 第３の支持体
６０４ 第４の支持体
６０５ 第５の支持体
６０６ 第６の支持体
６０７ 第７の支持体
７０１ａ 発光領域
７０１ｂ 透光性非発光領域
７０２ 外光調整領域
８８８ 発光
９０１ 立ち上がり時間
９０２ 立ち下がり時間
９０３ 立ち上がり時間
９０４ 立ち下がり時間
１１０６ａ ＭＥＭＳ構造体部
１１０６ｂ ＭＥＭＳ駆動素子部
１１１０ シャッター
１１１０ａ 遮光層
１１１０ｂ 可動遮光層
１１１０ｃ 開口部
１３００ シャッター
１３０２ 可動遮光層
１３０４ 開口部
１３１１ アクチュエータ
１３１５ アクチュエータ
１３１７ スプリング
１３１９ 構造体
１３２１ 可動電極
１３２３ 構造体
１３２５ 可動電極
１３２７ 構造体 11 First Unit 12 Second Unit 100 Light-Emitting Element 101 First Electrode 102 Second Electrode 103 Translucent Conductive Layer 200 EL Layer 211 Hole Injection Layer 212 Hole Transport Layer 213 Light-Emitting Layer 214 Electron Transport Layer 300 Display Device 301 pixel 301a pixel 301b pixel 301c pixel 301d pixel 302 pixel 310 display device 400 EL layer 411 first light emitting unit 412 second light emitting unit 413 charge generation layer 500 optical element 500a optical element 500b optical element 501 first polarizing plate 502 2nd polarizing plate 503 3rd electrode 504 4th electrode 555 Liquid crystal layer 600 External light 601 1st support body 602 2nd support body 603 3rd support body 604 4th support body 605 5th support Body 606 Sixth support 607 Seventh support 701a Light emitting region 701b Translucent non-light emitting Area 702 External light adjustment region 888 Light emission 901 Rise time 902 Fall time 903 Rise time 904 Fall time 1106a MEMS structure part 1106b MEMS drive element part 1110 Shutter 1110a Light shielding layer 1110b Movable light shielding layer 1110c Opening part 1300 Shutter 1302 Movable light shielding layer 1304 Opening 1311 Actuator 1315 Actuator 1317 Spring 1319 Structure 1321 Movable Electrode 1323 Structure 1325 Movable Electrode 1327 Structure

Claims (7)

第１ユニットと、第２ユニットとを有し、
前記第１ユニットは、発光素子を有し、
前記第２ユニットは、光学素子を有し、
前記発光素子が設けられていない領域と重なるように、前記光学素子が設けられ、
前記発光素子と前記光学素子とは重ならず、
前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、発光層と、を有し、
前記第１の電極は、銀を有し、
前記第１の電極に接する透光性導電層を有し、
前記第２の電極は、銀とマグネシウムの合金、またはアルミニウムを有する発光装置。 A first unit and a second unit;
The first unit has a light emission element,
The second unit has a light optical element,
The optical element is provided so as to overlap with a region where the light emitting element is not provided,
The light emitting element and the optical element do not overlap,
The light-emitting element includes a first electrode, a second electrode, and a light-emitting layer,
The first electrode comprises silver;
A translucent conductive layer in contact with the first electrode;
The second electrode is a light emitting device including an alloy of silver and magnesium, or aluminum. 第２の支持体と第３の支持体との間に、第１の支持体を有し、Having a first support between a second support and a third support;
前記第１の支持体の一方の面に、発光素子が設けられ、A light emitting element is provided on one surface of the first support,
前記第１の支持体の他方の面と、前記第３の支持体との間に、光学素子を有し、An optical element is provided between the other surface of the first support and the third support,
前記第１の支持体は透光性を有し、The first support has translucency;
前記発光素子が設けられていない領域と重なるように、前記光学素子が設けられ、The optical element is provided so as to overlap with a region where the light emitting element is not provided,
前記発光素子と前記光学素子とは重ならず、  The light emitting element and the optical element do not overlap,
前記発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、発光層と、を有し、The light-emitting element includes a first electrode, a second electrode, and a light-emitting layer,
前記第１の電極は、銀を有し、The first electrode comprises silver;
前記第１の電極に接する透光性導電層を有し、A translucent conductive layer in contact with the first electrode;
前記第２の電極は、銀とマグネシウムの合金、またはアルミニウムを有する発光装置。The second electrode is a light emitting device including an alloy of silver and magnesium, or aluminum. 請求項１または請求項２において、In claim 1 or claim 2,
前記発光素子の駆動はトランジスタによって制御され、The driving of the light emitting element is controlled by a transistor,
前記トランジスタは、酸化物半導体材料を有する発光装置。The transistor is a light-emitting device including an oxide semiconductor material. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、In any one of Claim 1 thru | or 3,
前記光学素子の駆動はトランジスタによって制御され、The driving of the optical element is controlled by a transistor,
前記トランジスタは、透光性を有する材料を有する発光装置。The transistor is a light-emitting device including a light-transmitting material. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、In any one of Claims 1 thru | or 4,
前記発光素子の光射出面と、視認する側との間に偏光板を有する発光装置。The light-emitting device which has a polarizing plate between the light emission surface of the said light emitting element, and the visual recognition side. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、In any one of Claims 1 thru | or 5,
前記発光素子は、金属酸化物と有機化合物とを含む層を有する発光装置。The light-emitting element is a light-emitting device having a layer containing a metal oxide and an organic compound. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、In any one of Claims 1 thru | or 6,
前記光学素子は、ＭＥＭＳを用いたシャッター、又は液晶素子を有する発光装置。The optical element is a light emitting device having a shutter using a MEMS or a liquid crystal element.

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