JP2008225381A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用環境に制限されにくく、従来に比べて良好な視認性を有する表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の表示装置は、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと、各液晶表示素子に対応して配置され、各液晶表示素子の表示面側にする有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとを有する。本発明の表示装置の表示面側から見た場合、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとは、それぞれ互いに重ならない位置に配置されている。本発明の表示装置は、使用環境の明るさを光センサによって検出し、光センサが出力する所定の信号に基づいて、液晶表示素子と有機ＥＬ素子のいずれが画像を表示する素子かを決定し、液晶表示素子と有機ＥＬ素子を駆動させる駆動ＩＣのオン／オフを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示素子、および自発光素子を用いた表示装置に関するものである。

携帯電話やノートパソコンなど、モバイル電子機器は、機器の小型化を実現するために、液晶表示装置やＥＬ表示装置などの表示装置が用いられる。これらの表示装置は、画素を形成する表示素子の特性により、使用に適した環境がそれぞれ異なる。

たとえば、反射型の液晶表示装置の場合、外部から入射する外部光を反射可能な画素電極が、画素を構成する液晶表示素子ごとに形成される。このように、反射型の液晶表示装置は、光源として外部光を用いるために、明るい屋外環境などでの使用に適している。また、反射型の液晶表示装置は、バックライトなどの光源を必要としないため、消費電力が少なく、電子機器の小型化に有利である。

また、自発光素子を用いた表示装置の場合、画素を形成する表示素子が自ら発光することによって、画像を表示する。例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、有機分子で形成された発光層が二つの電極の間に挟まれた構造である。また、有機ＥＬ素子には、発光層で発光した光を外に取り出すために、電極に透明電極として、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が用いられる。このため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、低電力で高い輝度を得ることができ、外部光が少ない暗い屋内環境での使用に適している。また、有機ＥＬ素子などの自発光素子を用いた表示装置は、バックライトなどの光源が必要ないため、電子機器の小型化に有利である。

しかしながら、従来の表示装置では、以下に示すような問題がある。

まず、反射型の液晶表示装置は、上述のように、明るい屋外環境での使用に適しているが、外部光が十分に得られない屋内環境などでは使用できない場合がある。

一方、有機ＥＬ素子などの自発光素子を用いた表示装置は、例えば屋外環境などの、自発光素子が発光する光の光量より外部光の光量が非常に大きい環境における使用には適さないという問題がある。自発光素子を用いた表示装置は、屋外環境では発光輝度を上げることによってある程度の視認性を得ることも可能であるが、消費電力が大きくなるという問題がある。

このように、従来の表示装置は、それぞれの表示素子ごとに使用に適した環境が存在するために、携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器であっても、利用環境が限定されるという問題がある。

本発明は、上記従来の表示装置の課題を考慮して、利用環境に制限されにくく、従来に比べて良好な視認性を有する表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の本発明は、
マトリックス状に配置された、反射型の液晶表示素子と、
発光層と、前記発光層を挟んで配置された第１の電極および第２の電極とを有し、前記液晶表示素子に対応して前記液晶表示素子の表示面側に配置された自発光素子と、
所定の信号に基づいて、前記液晶表示素子と前記自発光素子のうち、いずれの素子を用いて画像を表示するかを少なくとも決定する表示素子決定部とを備えた、表示装置である。

また、第２の本発明は、
前記第１の電極は、前記液晶表示素子側に配置された、少なくとも前記発光層に電圧を印加するための、不透明な電極であり、
前記第２の電極は、前記自発光素子の表示面側に配置された、前記発光層に電圧を印加するための電極であり、
前記自発光素子の表示面側から見た場合、前記発光層が、前記液晶表示素子の反射電極と重ならない位置に配置されている、第１の本発明の表示装置である。

また、第３の本発明は、
前記第１の電極は、前記液晶表示素子側に配置された、少なくとも前記発光層に電圧を印加するための、透明な電極であり、
前記第２の電極は、前記自発光素子の表示面側に配置された、前記発光層に電圧を印加するための電極であり、
前記自発光素子の表示面側から見た場合、前記発光層の全部または一部が、前記液晶表示素子の反射電極と重なる位置に配置されている、第１の本発明の表示装置である。

また、第４の本発明は、
前記第１の電極と前記液晶表示素子の対向電極とは、前記発光層と前記反射電極とにそれぞれ対応して、同一層内に配置されている、第２の本発明の表示装置である。

また、第５の本発明は、
前記液晶表示素子の対向電極は、前記第１の電極を兼ねている、第３の本発明の表示装置である。

また、第６の本発明は、
前記液晶表示素子と、前記液晶表示素子に対応して配置された前記自発光素子とは、赤、緑、または青のうち、いずれか一つの色を表示可能であり、一つの画素は、赤、緑、および青をそれぞれ表示可能な液晶表示素子と前記自発光素子とによって構成される、第１〜第５のいずれかの本発明の表示装置である。

また、第７の本発明は、
前記液晶表示素子と前記自発光素子のうち、いずれの素子を用いるかのユーザーからの指示を受け付けて、指示信号を出力する指示スイッチを備え、
前記所定の信号は、前記指示スイッチからの前記指示信号である、第１〜第６のいずれかの本発明の表示装置である。

また、第８の本発明は、
前記表示装置に設けられた電源スイッチをオンした場合、前記表示素子決定部は、前記指示スイッチが出力する前記指示信号に関わらず、強制的に前記自発光素子を所定の時間用いることを決定する、第７の本発明の表示装置である。

また、第９の本発明は、
使用環境の明るさを検知可能な光センサを備え、
前記所定の信号は、前記光センサが出力する出力信号である、第１〜第６のいずれかの本発明の表示装置である。

また、第１０の本発明は、
前記表示素子決定部は、前記出力信号により特定される前記明るさが予め定められた範囲内に属する場合、前記液晶表示素子と前記自発光素子の両方の素子を同時に用いることを決定する、第９の本発明の表示装置である。

本発明は、利用環境に制限されにくく、従来に比べて良好な視認性を有する表示装置を提供することができる。

以下、本発明の表示装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る表示装置の、表示部の一画素の断面模式図である。なお、以下の説明において、後述する自発光素子については、有機ＥＬ素子を用いた場合を例にして説明する。

まず、本実施の形態の表示装置の表示パネルの構成について、図１を用いて説明する。図１に示す表示装置は、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとを有する。液晶表示素子１０ａ〜１０ｃは、図１に示す点線でそれぞれ囲んだ領域である。有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃは、図１に示す一点鎖線でそれぞれ囲んだ領域である。

図１に示すように、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとは、それぞれ１対１で対応して配置される。液晶表示素子１０ａおよび有機ＥＬ素子２０ａは、緑色を表示する。液晶表示素子１０ｂおよび有機ＥＬ素子２０ｂは、青色を表示する。液晶表示素子１０ｃおよび有機ＥＬ素子２０ｃは、赤色を表示する。表示部の一画素は、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとによって構成される。この構成により、本実施の形態の表示装置の表示パネルは、フルカラー表示が可能となる。

有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃは、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃのそれぞれの表示面側に配置されている。また、詳細については後述するが、本実施の形態に係る表示装置の表示面側から見た場合、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃと有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃとは、それぞれ互いに重ならない位置に配置されている。

次に、液晶表示素子と有機ＥＬ素子の構成について説明する。

液晶表示素子１０ａは、アクティブ素子１１ａと、反射電極１２ａと、緑色のカラーフィルタ１３ａを有する。液晶表示素子１０ｂは、アクティブ素子１１ｂと、反射電極１２ｂと、青色のカラーフィルタ１３ｂを有する。液晶表示素子１０ｃは、アクティブ素子１１ｃと、反射電極１２ｃと、赤色のカラーフィルタ１３ｃを有する。

有機ＥＬ素子２０ａは、アクティブ素子（自発光素子駆動用トランジスタ）２１ａと、本発明の第１の電極の一例としての下部電極２２ａと、発光層２３ａとを有する。有機ＥＬ素子２０ｂは、アクティブ素子２１ｂと、本発明の第１の電極の一例としての下部電極２２ｂと、発光層２３ｂとを有する。有機ＥＬ素子２０ｃは、アクティブ素子２１ｃと、本発明の第１の電極の一例としての下部電極２２ｃと、発光層２３ｃとを有する。

また、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃは、有機ＥＬ素子の表示面側に配置された本発明の第２の電極の一例である上部電極２４を、共通電極として用いている。また、下部電極２２ａ〜２２ｃは、不透明な材料で形成されており、液晶表示素子の表示面側に配置されている。下部電極２２ａ〜２２ｃと上部電極２４とは、発光層２３ａ〜２３ｃを挟んで配置されている。

続いて、液晶表示素子と有機ＥＬ素子との配置について、図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は、図１の矢印Ａ方向から見た場合の、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子２０ａの発光層２３ａとの配置を模式的に示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｂ方向から見た場合の、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子２０ａの発光層２３ａの配置を模式的に示した斜視図である。なお、図２（ａ）は、アクティブ素子１１ａ、反射電極１２ａ、アクティブ素子２１ａ、および発光層２３ａのみを表示している。図２（ｂ）は、反射電極１２ａと、下部電極２２ａ、発光層２３ａのみを表示している。図２（ａ）および図２（ｂ）において、液晶層１４、対向電極１５、カラーフィルタ１３ａ、上部電極２４などの表示を省略している。

以下の説明では、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子２０ａとを例にして説明する。

上述したように、有機ＥＬ素子２０ａは、液晶表示素子１０ａの表示面側に配置されている。このため、図２（ａ）に示す矢印Ｃ方向から本実施の形態に係る表示装置の表示パネルを見た場合、表示パネルの断面は、図１に示す断面模式図のようになる。一方、本実施の形態に係る表示装置の表示面側（図１の矢印Ａ方向）から見た場合、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子２０ａの発光層２３ａとは、図２（ａ）に示すように、重ならない位置に配置される。

続いて、本実施の形態に係る表示装置を制御するための構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る表示装置の構成と動作を説明するためのブロック図である。

本実施の形態に係る表示装置は、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃおよび有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃを制御するための構成として、表示素子決定部２５と、光センサ２６と、液晶表示素子駆動ＩＣ２７と、有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８とを有する。

光センサ２６は、表示素子決定部２５に接続する。表示パネル２９中にマトリクス状に配置された液晶表示素子（図示省略）と表示素子決定部２５とは、液晶表示素子駆動ＩＣ２７と介して接続する。表示パネル２９中の液晶表示素子に対応して配置された有機ＥＬ素子（図示省略）と表示素子決定部２５とは、有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８を介して接続する。

続いて、本実施の形態に係る表示装置の動作を、図３を用いて説明する。

まず、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃの基本構成は、従来の反射型の液晶表示素子と同様であるため、その動作の詳細な説明を省略する。また、有機ＥＬ素子２０ａ〜２０ｃの基本構成は、従来の有機ＥＬ素子と同様であるため、その動作の詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態に係る表示装置が、画像を表示する表示素子を切り替える動作の概要を説明する。本実施の形態に係る表示装置は、表示素子決定部２５を用いて、使用環境の明るさに応じて、画像を表示する表示素子を、液晶表示素子と有機ＥＬ素子のいずれかに切り替える。図３に示すように、液晶表示素子を駆動させるための液晶表示素子駆動ＩＣ２７と有機ＥＬ素子を駆動させるための有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８とには、同じ画像情報が入力される。しかし、表示素子決定部２５は、画像を表示する表示素子をどちらかに決定するため、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とが、同時に同じ画像情報を表示することはない。

次に、図３に示す各ブロックの動作について説明する。

光センサ２６は、本実施の形態に係る表示装置の使用環境の明るさを検知して、使用環境の明るさに応じた電気信号を、表示素子決定部２５に出力する。

表示素子決定部２５は、光センサ２６が出力する電気信号の変化に応じて、画像を表示する表示素子を、液晶表示素子と有機ＥＬ素子のうち、いずれかに決定する。

液晶表示素子駆動ＩＣ２７は、表示素子決定部２５からオン信号が入力されると、入力される画像情報を用いて表示パネル２９中の液晶表示素子（図示省略）に、ゲート信号およびソース信号を供給する。一方、液晶表示素子駆動ＩＣ２７は、表示素子決定部２５からオフ信号が入力されると、ゲート信号およびソース信号の供給を停止する。

有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８は、表示素子決定部２５からオン信号が入力されると、表示パネル２９中の有機ＥＬ素子（図示省略）に、ゲート信号およびソース信号を供給する。一方、有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８は、表示素子決定部２５からオフ信号が入力されると、ゲート信号およびソース信号の供給を停止する。

次に、表示素子決定部２５が、画像を表示する表示素子を切り替える動作について、具体的に説明する。

表示素子決定部２５は、使用環境が暗いために、有機ＥＬ素子による画像の表示に適した状態に相当する電気信号を光センサ２６から受信した場合、有機ＥＬ素子を用いて画像を表示することを決定する。そして、表示素子決定部２５は、有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８にオン信号を出力し、液晶表示素子駆動ＩＣ２７にオフ信号を出力する。このとき、液晶表示素子は、黒表示状態となる。尚、このときの液晶表示素子の表示状態に関しては特に指定はなく、白，黒どちらでも良いが、消費電力低減の観点からは液晶表示素子には電圧が印加されていない状態にするのも良い。

一方、表示素子決定部２５は、使用環境が明るいために、液晶表示素子による画像の表示に適した状態に相当する電気信号を光センサ２６から受信した場合、液晶表示素子を用いて画像を表示することを決定する。そして、表示素子決定部２５は、液晶表示素子駆動ＩＣ２７にオン信号を出力し、有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８にオフ信号を出力する。このとき、有機ＥＬ素子は、非発光状態となる。

以上が、表示素子決定部２５の基本的な動作である。しかし、表示素子決定部２５は、以下のような動作も可能である。

明るさが頻繁に変化する使用環境の場合、表示素子決定部２５は、画像を表示する表示素子を、使用環境に応じて頻繁に切り替えることになる。この結果、ユーザーにとって非常に画像が見づらい状態となることが考えられる。したがって、明るさが頻繁に変化する使用環境の場合での使用も考慮して、表示素子決定部２５は、光センサ２６が出力する電気信号のレベルが所定の時間維持された場合に、画像を表示する表示素子の決定と、表示素子の切り替えとを行ってもよい。表示素子決定部２５がこのように動作することで、周囲の明るさが頻繁に変化する環境で本実施の形態の表示装置を使用しても、画像を表示する表示素子が頻繁に切り替わる状態を抑制することができる。

続いて、本実施の形態に係る表示装置における、光の経路について、図２（ｂ）を用いて詳しく説明する。

最初に、有機ＥＬ素子２０ａが発光する光の経路について説明する。発光層２３ａにおいて、上部電極２４の方向に発光する光は、そのまま上部電極２４を透過する。一方、下部電極２２ａの方向に発光する光は、下部電極２２ａが光を反射する材料で形成されている場合、下部電極２２ａを反射して上部電極２４を透過する。このように、発光層２３ａから発光する光の利用効率を高めるために、下部電極２２ａ〜２２ｃは、光を反射可能な材料で形成されていることが好ましい。発光層２３ａから発光する光の経路を、図２（ｂ）の波線矢印で示す。図２（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子２０ａから発光する光は、液晶表示素子１０ａに入射しない。

次に、液晶表示素子１０ａに入射する光の経路について説明する。反射型の液晶表示素子である液晶表示素子１０ａは、有機ＥＬ素子２０ａの表示面側から入射する外部光を光源として利用する。対向電極１５、液晶層１４、カラーフィルタ１３ａを透過した外部光は、反射電極１２ａで反射されて反射光となる。反射光は、カラーフィルタ１３ａ、液晶層１４、対向電極１５を透過して、本実施の形態に係る表示装置の表示面から出射する。外部光および反射光の経路を、図２（ｂ）の直線矢印で示す。図２（ｂ）に示すように、液晶表示素子１０ａに入射する外部光及び出射する反射光は、発光層２３ａを透過しない。

また、有機ＥＬ素子２０ａに入射した外部光は、下部電極２２ａが不透明な材料で形成されているため、液晶表示素子１０ａに到達することができない。したがって、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子２０ａとを重ならない位置に配置することによって、外部光が液晶表示素子１０ａに直接入射できるようにしている。

続いて、本実施の形態の表示装置の製造方法について簡単に説明する。まず、第１のアレイ基板１３０上に、液晶表示素子を構成するアクティブ素子１１ａ〜１１ｃ、反射電極１２ａ〜１２ｃ、およびカラーフィルタ１３ａ〜１３ｃを形成する。次に、第２のアレイ基板２００上に、有機ＥＬ素子を構成するアクティブ素子２１ａ〜２１ｃ、上部電極２４、発光層２３ａ〜２３ｃ、及び下部電極２２ａ〜２２ｃを形成する。さらに、第２のアレイ基板２００に対向電極１５を形成する。その後、第１のアレイ基板１３０と、第２のアレイ基板２００とを、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とが各色毎に対応するように張り合わせて、第１のアレイ基板と第２のアレイ基板との間に液晶を注入して液晶層１４を形成する。この様に製造することにより、本実施の形態に係る表示装置が製造される。尚、図１，４では、アクティブ素子２１ａ〜２１ｃと第２のアレイ基板２００との接合部分は、上部電極２４の厚み部分の背後に隠れている。

このように、本実施の形態に係る表示装置は、マトリクス状に配置された反射型の液晶表示素子と、液晶表示素子に対応して配置された有機ＥＬ素子と、使用環境の明るさに応じて表示する素子を決定する表示素子決定部とを備え、周囲の環境の明るさに適した素子を用いて画像を表示することによって、利用環境が制限されない表示装置を提供することができる。

また、本実施の形態に係る表示装置は、暗い使用環境では有機ＥＬ素子を用いて画像を表示するため、バックライトを用いる必要がない。有機ＥＬ素子の厚みが、上部電極から下部電極までを含めても、構成により異なるが概ね０．５〜２μｍのオーダであるのに対し、バックライトの厚みが、構成により異なるが概ね２〜５ｍｍのオーダであるため、本実施の形態に係る表示装置は、従来の半透過型液晶表示装置などに比べて、厚みを抑えることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る表示装置の一画素を模式的に示した断面図である。図１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１に係る表示装置と大きく異なる点は、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とが同時に動作する場合がある点である。表示装置の一般的な使用環境において、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とのいずれかが画像を表示しても、両者が表示した画像がともに視認可能な、中間的な明るさが存在する。このような中間的な明るさの使用環境において、本実施の形態に係る表示装置は、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とを同時に動作させる。これにより、本実施の形態に係る表示装置は、実施の形態１の表示装置と比較して、表示素子の利用効率を上げることが可能となる。

液晶表示素子と有機ＥＬ素子とを同時に動作させるために、本実施の形態に係る表示装置は、以下の２点が実施の形態１に係る表示装置と異なる。一点目は、図４に示す表示装置が有機ＥＬ素子３０ａ〜３０ｃを備える点である。二点目は、液晶表示素子と有機ＥＬ素子の位置関係が異なる点である。以下では、実施の形態１の表示装置と異なる点のみを説明する。

まず、本実施の形態の表示装置の構成について説明する。

最初に、有機ＥＬ素子３０ａ〜３０ｃの構成について説明する。有機ＥＬ素子３０ａ〜３０ｃは、本発明の第１の電極の一例として、下部電極３２ａ〜３２ｃを有する。下部電極３２ａ〜３２ｃは、透明な材料で形成される。下部電極３２ａ〜３２ｃ以外の有機ＥＬ素子３０ａ〜３０の構成は、実施の形態１の有機ＥＬ素子２０ａの構成と同じである。

次に、図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて、本実施の形態に係る表示装置における、液晶表示素子と有機ＥＬ素子との位置関係について説明する。一例として、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子３０ａとの配置について説明する。

図５（ａ）は、図４の矢印Ｅ方向から見た、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子３０ａの発光層２３ａとの配置を示す平面模式図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印Ｆ方向から見た、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子３０ａの発光層２３ａとの配置を模式的に示した斜視図である。なお、図５（ａ）は、アクティブ素子１１ａ、反射電極１２ａ、アクティブ素子２１ａ、および発光層２３ａのみを表示している。図５（ｂ）は、反射電極１２ａと、有機ＥＬ素子の下部電極３２ａ、発光層２３ａのみを表示している。図５（ａ）および図５（ｂ）において、液晶層１４、対向電極１５、カラーフィルタ１３ａ、上部電極２４などの表示を省略している。

本実施の形態に係る表示装置の表示面側（図４の矢印Ｅ方向）から見た場合、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａと有機ＥＬ素子３０ａの発光層２３ａとは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、重なる位置に配置される。図５（ａ）および図５（ｂ）では、発光層２３ａの全ての領域が、反射電極１２ａと重なっているが、発光層２３ａの一部の領域のみが、反射電極１２ａと重なっていてもよい。

続いて、本実施の形態の表示素子決定部２５の動作について、図３を用いて詳細に説明する。表示素子決定部２５は、実施の形態１で説明した動作に加えて、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とを同時に動作させるための決定を行う。

表示素子決定部２５には、中間的な明るさの使用環境に相当する、光センサ２６の電気信号のレベルの範囲があらかじめ設定されている。表示素子決定部２５は、中間的な明るさに相当するレベルの光センサ２６の電気信号を受信すると、液晶表示素子と有機ＥＬ素子の両者を同時に用いることを決定する。そして、表示素子決定部２５は、液晶表示素子駆動ＩＣ２７と有機ＥＬ素子駆動ＩＣ２８にオン信号を出力する。

続いて、本実施の形態に係る表示装置での光の経路について、図５（ｂ）を用いて詳しく説明する。

最初に、有機ＥＬ素子３０ａが単独で画像を表示する場合の光の経路について説明する。発光層２３ａから下部電極３２ａ方向に発光する光は、透明な材料で形成された下部電極３２ａを透過する。このとき、実施の形態１と同様に、液晶表示素子１０ａは黒表示となっているため、下部電極３２ａ方向に発光する光は、画像の表示に寄与しない。このため、発光層２３ａから上部電極２４方向に発光する光のみが、画像の表示に寄与する。このときの発光層２３ａから発光する光の経路を、図５（ｂ）の波線矢印で示す。尚、このときの液晶表示素子１０ａの表示状態に関しては特に指定はなく、白，黒どちらでも良い。

次に、液晶表示素子１０ａが単独で画像を表示する場合の光の経路について説明する。液晶表示素子１０ａには、液晶表示素子１０ａに直接入射する外部光に加えて、有機ＥＬ素子３０ａを介して外部光が入射する。これらの外部光は、反射電極１２ａで反射されて反射光となり、本実施の形態に係る表示装置の表示面から出射する。外部光及び反射光の経路を、図５（ｂ）の実線矢印で示す。液晶表示素子１０ａが単独で画像を表示する場合、発光層２３ａの透過率を上げることによって、液晶表示素子１０ａの反射効率を上げることが可能になる。

次に、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子３０ａとが同時に動作する場合の光の経路について説明する。この場合、（図５（ｂ）の実線矢印および波線矢印）に示す光の経路に加えて、さらにもう一つの光の経路が存在する。発光層２３ａから下部電極３２ａ方向に発光する光が、下部電極３２ａ、対向電極１５、および液晶層１４などを透過し、反射電極１２ａで反射されて反射光となる。この場合の光の経路を、図５（ｂ）の点線矢印で示す。

このように、中間的な明るさの使用環境において、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とが同時に動作することによって表示面積が増加するため、鮮明な画像を表示することが可能となる。また、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とが同時に動作する場合、発光層２３ａから下部電極３２ａ方向に発光する光も、画像の表示に寄与するために、表示する画像の輝度を、第１の実施の形態に係る表示装置よりも大きくすることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る表示装置を制御するための構成を、図６に示す。実施の形態３に係る表示装置は、実施の形態１に係る表示装置が有する光センサ２６に代えて、指示スイッチ５０と、電源スイッチ５１と、制御回路５２とを備える。

指示スイッチ５０、電源スイッチ５１、および制御回路５２以外の本実施の形態に係る表示装置の構成は、実施の形態２に係る表示装置の構成と同様であるため、その説明を省略し、指示スイッチ５０、電源スイッチ５１、制御回路５２、および表示素子決定部２５ついて説明する。

最初に、指示スイッチ５０の構成について説明する。指示スイッチ５０は、液晶表示素子のみを用いて画像を表示する液晶表示素子使用モード、有機ＥＬ素子のみを用いて画像を表示する有機ＥＬ素子使用モード、および両方の素子を用いて画像を表示する同時使用モードの選択が可能な３段スイッチの構成である。

続いて、本実施の形態に係る表示装置の動作について説明する。ユーザーは、指示スイッチ５０を用いて、上述した３つの使用モードのうちから、所望の使用モードを選択する。表示素子決定部２５は、指示スイッチ５０からの入力信号に応じて、画像を表示する表示素子を決定する。これにより、使用環境に応じて、ユーザーは、好みの表示素子で画像を表示させることができる。

しかしながら、指示スイッチ５０が液晶表示素子使用モードに設定されており、周囲が非常に暗い状態で、本実施の形態に係る表示装置に設けられた電源スイッチ５１をオンした場合、暗い場所での使用に不適当な液晶表示素子によって画像が表示されることになる。この場合、ユーザーは、液晶表示素子によって表示された画像を確認できないために、表示装置が故障したと誤解するおそれがある。

このような状況を回避するための、本実施の形態に係る表示装置の動作について説明する。ユーザーが電源スイッチ５１をオンした場合、制御回路５２は、表示素子決定部２５に電源オン信号を出力することによって、表示素子決定部２５に、表示装置の電源がオンされたことを伝える。表示素子決定部２５は、電源オン信号の入力に基づいて、指示スイッチ５０で選択された使用モードに関わらず、強制的に有機ＥＬ素子を使用することを決定する。そして、所定の時間が経過した後に、表示素子決定部２５は、指示スイッチが指定する使用モードの素子の使用を決定する。これにより、本実施の形態の表示装置は、液晶表示素子使用モードに設定された状態で、暗い使用環境において電源スイッチがオンされたとしても、ユーザーを誤解させることなく本実施の形態の表示装置を使用することができる。

なお、本実施の形態では、指示スイッチ５０が３段スイッチの場合について説明したが、指示スイッチ５０として、２段スイッチを用いてもよい。この場合、液晶表示素子と有機ＥＬ素子とを両方動作させる同時使用モードを省略することによって、実施の形態１に係る表示装置においても、画像を表示する表示素子を、ユーザーが決定することができる。

このように、本実施の形態の表示装置は、画像を表示する表示素子をユーザーが指示可能な指示スイッチを有することによって、簡易な構成で、利用環境に制限されにくく、従来に比べて良好な視認性を有する表示装置を提供することができる。

なお、上記実施の形態に係る表示装置は、フルカラー表示が可能であるものとして説明したが、単色の表示装置であってもよい。この場合、一つの液晶表示素子と、これに対応する有機ＥＬ素子とで、一つの画素を構成することになる。

また、上記実施の形態に係る表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子および有機ＥＬ素子を用いるものとして説明したが、パッシブマトリクス型の液晶表示素子および有機ＥＬ素子を用いてもよい。

また、上記実施の形態において、自発光素子の一例として、有機ＥＬ素子を用いて説明したが、他の自発光素子であってもよい。例えば、無機ＥＬ素子などを用いてもよい。

また、実施の形態１において、液晶表示素子の対向電極と、有機ＥＬ素子の下部電極とを、同じ層に形成してもよい。

以下、図２（ａ）と図７を用いて、液晶表示素子の対向電極と有機ＥＬ素子の下部電極とを同一の層に形成した場合について、詳細に説明する。この場合、表示装置の表示面側から見た場合の平面模式図は、図２（ａ）と同様である。図７は、図２（ａ）の矢印Ｂ方向から見た場合の、フルカラーの１画素に対応する液晶表示素子の対向電極と有機ＥＬ素子の下部電極とを同じ層に形成した際における、模式的な斜視図である。

図７に示すように、下部電極２２は、有機ＥＬ素子の下部電極２２ａ〜２２ｃを共通化したものである。また、図７に示すように、対向電極１５と下部電極２２とは、同一の層に形成されている。また、対向電極１５は、透明な材料で形成されており、下部電極２２は、不透明な材料で形成されている。対向電極１５が反射電極１２ａ〜１２ｃに、下部電極２２が発光層２３ａ〜２３ｃに、それぞれ対応して配置されており、対向電極１５と下部電極２２とは、帯状に交互に形成されている。このとき、液晶表示素子の対向電極と、有機ＥＬ素子の下部電極とには、同一の電圧が印加される。

このように、液晶表示素子の対向電極と、有機ＥＬ素子との下部電極を同じ層に形成することによって、表示装置の厚みをさらに薄くすることが可能となる。

また、実施の形態２において、液晶表示素子の対向電極と、有機ＥＬ素子との下部電極を共通化した共通電極を用いてもよい。図８は、共通電極を用いた場合の、実施の形態２に係る表示装置の表示部の断面模式図である。図９（ａ）は、図８の矢印Ｊ方向から見た、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子４０ａの平面模式図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の矢印Ｋ方向から見た、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子４０ａの模式的な斜視図である。図９（ａ）では、アクティブ素子１１ａ、反射電極１２ａ、アクティブ素子２１ａ、および発光層２３ａのみを示している。図９（ｂ）では、反射電極１２ａ、発光層２３ａ、および共通電極４５のみを示している。また、図９（ｂ）では、図を見易くするために発光層２３ａを共通電極４５の上方にわざと移動させて描いている。

図８に示す有機ＥＬ素子４０ａ〜４０ｃは、本発明の第１の電極の一例としての共通電極４５と、本発明の第２の電極の一例としての上部電極４４ａ〜４４ｃをそれぞれ有する。共通電極４５は、有機ＥＬ素子４０ａ〜４０ｃの下部電極であるとともに、液晶表示素子１０ａ〜１０ｃの対向電極も兼ねている。共通電極４５は、透明な材料で形成される。

図９を用いて、共通電極４５において、液晶表示素子の対向電極として機能する領域と、有機ＥＬ素子４０ａの下部電極として機能する領域とを説明する。共通電極４５において、発光層２３ａの直下の領域である領域４７は、有機ＥＬ素子４０ａの下部電極として機能する。反射電極１２ａの真上の領域４６は、液晶表示素子１０ａの対向電極として機能する。

このように、液晶表示素子の対向電極と有機ＥＬ素子の下部電極とを共通化することによって、表示装置の厚みをさらに薄くすることが可能となる。

また、実施の形態２において、図５（ａ）および（ｂ）では、液晶表示素子の反射電極１２ａの面積が、有機ＥＬ素子の発光層２３ａの面積より大きいものとして説明したが、有機ＥＬ素子３０ａの発光層２３ａの面積が、液晶表示素子１０ａの反射電極１２ａの面積より大きくてもよい。

本発明は、様々な利用環境においても良好な視認性を有するとともに、厚みを抑えた表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る表示装置の、表示パネルの一画素の断面模式図 （ａ）実施の形態１における、反射電極と発光層との配置を模式的に示した平面図、（ｂ）実施の形態１における、反射電極と発光層の配置を模式的に示した斜視図 本実施の形態の表示素子決定部の動作を説明するためのブロック図 本発明の実施の形態２に係る表示装置の、表示パネルの一画素の断面模式図 （ａ）実施の形態２における、反射電極と発光層との配置を模式的に示した平面模式図、（ｂ）実施の形態２における、反射電極と発光層の配置を模式的に示した斜視図 本発明の実施の形態３に係る表示装置を制御するための構成を示す図 矢印Ｂ方向から見た、対向電極と下部電極とを同じ層に形成した場合の模式的な斜視図 共通電極を用いた場合の、実施の形態２に係る表示装置の断面模式図 （ａ）矢印Ｊ方向から見た、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子４０ａの平面模式図、（ｂ）矢印Ｋ方向から見た、液晶表示素子１０ａと有機ＥＬ素子４０ａの模式的な斜視図

符号の説明

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 液晶表示素子
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ アクティブ素子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 反射電極
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ カラーフィルタ
１４ 液晶層
１５ 対向電極
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 有機ＥＬ素子
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 下部電極
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 発光層
２４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ 上部電極
２５ 表示素子決定部
２６ 光センサ
２７ 液晶表示素子駆動ＩＣ
２８ 有機ＥＬ素子駆動ＩＣ
２９ 表示パネル
４５ 共通電極
５０ 指示スイッチ
５１ 電源スイッチ
５２ 制御回路

Claims (10)

1. マトリックス状に配置された、反射型の液晶表示素子と、
   発光層と、前記発光層を挟んで配置された第１の電極および第２の電極とを有し、前記液晶表示素子に対応して前記液晶表示素子の表示面側に配置された自発光素子と、
   所定の信号に基づいて、前記液晶表示素子と前記自発光素子のうち、いずれの素子を用いて画像を表示するかを少なくとも決定する表示素子決定部とを備えた、表示装置。
2. 前記第１の電極は、前記液晶表示素子側に配置された、少なくとも前記発光層に電圧を印加するための、不透明な電極であり、
   前記第２の電極は、前記自発光素子の表示面側に配置された、前記発光層に電圧を印加するための電極であり、
   前記自発光素子の表示面側から見た場合、前記発光層が、前記液晶表示素子の反射電極と重ならない位置に配置されている、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の電極は、前記液晶表示素子側に配置された、少なくとも前記発光層に電圧を印加するための、透明な電極であり、
   前記第２の電極は、前記自発光素子の表示面側に配置された、前記発光層に電圧を印加するための電極であり、
   前記自発光素子の表示面側から見た場合、前記発光層の全部または一部が、前記液晶表示素子の反射電極と重なる位置に配置されている、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１の電極と前記液晶表示素子の対向電極とは、前記発光層と前記反射電極とにそれぞれ対応して、同一層内に配置されている、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記液晶表示素子の対向電極は、前記第１の電極を兼ねている、請求項３に記載の表示装置。
6. 前記液晶表示素子と、前記液晶表示素子に対応して配置された前記自発光素子とは、赤、緑、または青のうち、いずれか一つの色を表示可能であり、前記表示装置の一つの画素は、赤、緑、および青をそれぞれ表示可能な液晶表示素子と前記自発光素子とによって構成される、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記液晶表示素子と前記自発光素子のうち、いずれの素子を用いるかのユーザーからの指示を受け付けて、指示信号を出力する指示スイッチを備え、
   前記所定の信号は、前記指示スイッチからの前記指示信号である、請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記表示装置に設けられた電源スイッチをオンした場合、前記表示素子決定部は、前記指示スイッチが出力する前記指示信号に関わらず、強制的に前記自発光素子を所定の時間用いることを決定する、請求項７に記載の表示装置。
9. 使用環境の明るさを検知可能な光センサを備え、
   前記所定の信号は、前記光センサが出力する出力信号である、請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
10. 前記表示素子決定部は、前記出力信号により特定される前記明るさが予め定められた範囲内に属する場合、前記液晶表示素子と前記自発光素子の両方の素子を同時に用いることを決定する、請求項９に記載の表示装置。

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