JP2008293024A

JP2008293024A - 表示装置、その駆動方法、及び両面表示装置の駆動方法

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Publication number: JP2008293024A
Application number: JP2008136750A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nakayama; 昌哉中山; Yu Sato; 祐佐藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】外光等の外部環境の影響が強くても良好な黒表示が可能であり、コントラストが良好なフルカラー表示が可能な表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の表示素子１０と、表示素子１０上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な表示素子４０とを有し、表示素子１０により表示される画像と、表示素子４０により表示される画像とを重ね合わせて所定の画像を表示する。このような表示装置を構成することにより、外光が強くても良好な黒表示を得ることができ、コントラストが良好なフルカラー表示を行うことができる。また、表示素子４０を一面黒色表示とすることにより、表示素子１０側の表示面の情報は、表示素子４０側の表示面には表示されない。したがって、表示情報のプライバシー、セキュリティを保護することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置及びその駆動方法に係り、特に窓ガラスや対面ディスプレイ等に利用可能な自発光型の表示装置及びその駆動方法に関する。

近年、窓ガラスや対面ディスプレイに利用可能な表示装置として、画像非表示状態で透明となる表示装置（透明表示装置）が注目されている。このような表示装置としては、液晶素子や自発光のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いたものが提案されている。

特に、ＥＬ素子は、良好な透明性及び表示特性を得られることから、透明表示装置への応用が期待されている。なお、ＥＬ素子を用いた透明表示装置は、例えば特開平１１−３３９９５３号公報に記載されている。

しかしながら、従来の自発光型の透明表示装置では、良好な黒表示が困難であった。通常、自発光型の表示装置で黒を表示する場合、素子を発光させない（非発光）いう方法が用いられる。

しかしながら、透明表示装置は非発光領域が光透過状態となるため、特に外光等の外部環境の影響が強いところでは黒表示が困難であった。したがって、従来の自発光型透明表示装置では、黒表示がうまくできず、フルカラー化が困難であった。

本発明の目的は、外光等の外部環境の影響が強くても良好な黒表示が可能であり、コントラストが良好なフルカラー表示が可能な表示装置及びその駆動方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子と、前記第２の表示素子上に形成され、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第３の表示素子とを有し、前記第１の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせて第１の所定の画像を表示し、前記第３の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせて第２の所定の画像を表示する表示装置が提供される。また、本発明の他の観点によれば、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子とを有する両面表示装置の駆動方法であって、前記第１の表示素子により前記所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により表示領域全体を光不透過状態とすることにより、前記所定の画像を表示する両面表示装置の駆動方法が提供される。また、本発明の更に他の観点によれば、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子と、前記第２の表示素子上に形成され、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第３の表示素子とを有する表示装置の駆動方法であって、前記第１の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせることにより、第１の所定の画像を表示し、前記第３の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせることにより、第２の所定の画像を表示する表示装置の駆動方法が提供される。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による透明表示装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図、図２及び図３は本実施形態による表示装置の駆動方法を示す図である。

はじめに、本実施形態による表示装置の構造について図１を用いて説明する。

本実施形態による表示装置は、自発光型の透明表示素子と黒表示（光不透過状態）が可能な透明表示素子とを組み合わせて構成した、黒表示が可能な透明表示装置である。自発光型の透明表示素子としては透明型有機ＥＬディスプレイ１０を用い、黒表示が可能な透明表示素子としては透明型液晶ディスプレイ４０を用いている。有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０とは、図１に示すように、各表示素子の画素の位置が揃うように重ね合わされ、例えばエポキシ樹脂系接着剤６０により貼り合わされている。

有機ＥＬディスプレイ１０は、ガラス、石英、樹脂などの透明材料よりなる透明基板１２上に形成されている。透明基板１２上には、透明材料、例えば膜厚１５０ｎｍのＩＴＯよりなる透明電極１４が形成されている。透明電極１４は、各画素領域に対応して個別に設けられている。

透明電極１４上には、有機ＥＬ材料よりなる発光層１６が形成されている。発光層１６は、透明電極１４上に形成された正孔注入層１８と、正孔注入層１８上に形成された正孔輸送層２０と、正孔輸送層２０上に形成された発光体層２２と、発光体層２２上に形成された電子輸送層２４とを有している。

正孔注入層１８は、例えば膜厚２００ｎｍの２ＴＮＡＴＡにより構成されている。正孔輸送層２０は、例えば膜厚２０ｎｍのα−ＮＰＤにより構成されている。電子輸送層２４は、例えば膜厚２０ｎｍのＡｌｑにより構成されている。

発光体層２２は、画素毎に、赤の発光体層２２Ｒ、緑の発光体層２２Ｇ、青の発光体層２２Ｂの何れかの層により構成されている。赤の発光体層２２Ｒは、例えば膜厚３０ｎｍのＤＣＭを１％ドープしたＡｌｑにより構成されている。緑の発光体層２２は、例えば膜厚３０ｎｍのＴＹＧ−２０１により構成されている。青の発光体層２２Ｂは、例えば膜厚２０ｎｍのＢＡｌｑを５％ドープしたＣＢＰと例えば膜厚１０ｎｍのＢＣＰとの積層膜により構成されている。

発光層１６上には、ＩＴＯなどの透明電極材料や、Ｌｉ，Ｍｇ，Ａｌなどの半透明電極材料よりなる背面電極２６が形成されている。背面電極２６は、例えば膜厚１５ｎｍのＭｇＡｇ膜と、例えば膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜との積層膜により構成される。なお、背面電極２６は、各画素部に共通の電極である。

透明電極１４、発光層１６、背面電極２６が形成された透明基板１２上には、例えばガラスよりなる封止板２８が形成されている。封止板２８は、有機ＥＬ材料よりなる発光層１６を酸素や水素等の外気から保護するためのものである。透明基板１２と封止板２８との間は、窒素雰囲気中で透明基板１２と封止板２８とを例えばエポキシ樹脂系接着剤３０等により貼り合わせることにより封止されている。なお、この際、水を捕獲するゲッター剤を透明基板１２と封止板２８間に入れることにより、外気からの保護は確実なものとなる。さらに言えば、透明な液体ゲッター剤が好ましい。

液晶ディスプレイ４０は、例えばガラス、石英、樹脂などの透明材料よりなる一対の透明基板４２，４４に形成されている。各透明基板４２，４４の対向面には、ＩＴＯなどの透明電極材料よりなる透明電極４６，４８がそれぞれ形成されている。透明電極４６，４８の少なくとも一方は、画素毎に区切られており、図示しない配線によって画素毎に電圧を印加できるようになっている。透明電極４６，４８上には、配向膜５０，５２がそれぞれ形成されている。配向膜５０，５２は、液晶分子を所定方向に配向させるためのものであり、例えばポリイミド膜をナイロンで一定方向にラビングすることで形成する。配向膜５０，５２間には、液晶５４（例えばメルクジャパン社製、ＭＪ９５７８５）が封入されている。

透明基板４２，４４の非対向面には、偏光板５６，５８がそれぞれ形成されている。偏光板５６，５８は、例えばポリビニルアルコール−ヨウ素系よりなる偏光層をプラスチックフィルムで狭持したものであり、透明電極４６，４８間に電圧を印加しない時（電源ＯＦＦ時）に光が透過（透明）し、透明電極４６，４８間に電圧を印加した時（電源ＯＮ時）には不透過（黒表示）となるように、配置されている。

次に、本実施形態による表示装置の駆動方法について図２及び図３を用いて具体的に説明する。本実施形態による表示装置の駆動方法としては、例えば以下に示す２通りの方法が考えられる。

（駆動方法１）
本駆動方法では、有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０との対応する画素を同時に駆動する。そして、図２Ａに示すように、有機ＥＬディスプレイ１０では、表示画像の黒色部を除くカラー表示部を表示する。一方、液晶ディスプレイ４０では、表示画像の黒色部のみを表示する。

この駆動方法を用いることにより、有機ＥＬディスプレイ１０側の表示面には、液晶ディスプレイ４０により表示された画像上に有機ＥＬディスプレイ１０により表示された画像が重ね合わされ、図２Ｂに示すような画像が表示される。また、液晶ディスプレイ１０側の表示面には、有機ＥＬディスプレイ１０により表示された画像上に液晶ディスプレイ４０により表示された画像が重ね合わされ、図２Ｃに示すような画像が表示される。

このように、本実施形態による表示装置はフルカラーの両面発光型表示装置となる。但し、一方の表示面に例えば図２Ｂに示すような画像を表示した場合、他方の表示面には例えば図２Ｃに示す画像のように、当該一方の表示面の画像とは左右対称の画像が表示されることとなる。

（駆動方法２）
図３Ａに示すように、有機ＥＬディスプレイ１０では、表示画像の黒色部を除くカラー表示部を表示する。液晶ディスプレイ４０では、画像領域全体を一面黒色表示とする。本駆動方法では、液晶ディスプレイ４０の表示を、有機ＥＬディスプレイ１０の駆動と同時に行う必要はない。

この駆動方法を用いることにより、有機ＥＬディスプレイ１０側の表示面には、液晶ディスプレイ４０により表示された画像上に有機ＥＬディスプレイ１０により表示された画像が重ね合わされ、図３Ｂに示すような画像が表示される。一方、液晶ディスプレイ１０側の表示面では、有機ＥＬディスプレイ１０により表示された画像は、液晶ディスプレイ４０により表示された画像により完全に遮られるため、図３Ｃに示すような画像が表示される。

このように、本駆動方法では、有機ＥＬディスプレイ１０側の表示面にはフルカラーの画像が表示されるが（図３Ｂ参照）、液晶ディスプレイ４０側の表示面は一面黒色表示となり画像は表示されない（図３Ｃ参照）。

換言すれば、本駆動方法は、画像情報を液晶ディスプレイ４０側の表示面側にいる人に見られることを防止する効果を有するとも言える。すなわち、従来の透明表示装置では、表示情報が表示装置の両表示面に表示されるため、プライバシー、セキュリティに問題があったが、本駆動方法を用いることにより、表示情報は表示装置の一方の面側にしか表示されない。したがって、本実施形態による表示装置によれば、表示情報のプライバシー、セキュリティを保護することができる。

本実施形態による表示装置を製造して動作試験を行った結果、通常時（電源ＯＦＦ時）は透明であり、画像表示時にはコントラストがよいフルカラー表示を行うことができた。また、上記駆動方法１を用いた場合には、両表示面において画像を確認することができた。また、上記駆動方法２を用いた場合には、液晶ディスプレイ側の表示面は黒色表示となり、画像は認識できなかった。

このように、本実施形態によれば、自発光型の透明表示素子と黒表示が可能な透明表示素子とを組み合わせて表示装置を構成するので、外光が強くても良好な黒表示を得ることができ、コントラストが良好なフルカラー表示を行うことができる。

また、黒表示が可能な透明表示素子を一面黒色表示とすることにより、自発光型透明表示素子側の表示面の情報は、黒表示が可能な透明表示素子側の表示面には表示されない。したがって、表示情報のプライバシー、セキュリティを保護することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による表示装置及びその駆動方法について図４を用いて説明する。なお、図１乃至図３に示す第１実施形態による表示装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。

図４は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。

本実施形態による表示装置は、第１実施形態による表示装置と同様、自発光型の透明表示素子と黒表示が可能な透明表示素子とを組み合わせて構成した透明表示装置であり、自発光型の透明表示素子としては透明型有機ＥＬディスプレイ１０を用い、黒表示が可能な透明表示素子としては透明型液晶ディスプレイ４０を用いている。

本実施形態による表示装置の主たる特徴は、図４に示すように、液晶ディスプレイ４０の透明基板４２により、有機ＥＬディスプレイ１０の発光層１６を封止するための封止板を構成している点にある。

有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０とを貼り合わせる際、表示装置全体としての透過率を上げるためには、貼り合わせ部分に封止板２８及び透明基板４２の屈折率と同等の屈折率を有する物質を介在させることが望ましい。図１に示す第１実施形態による表示装置の場合、封止板２８と透明基板４２との間に、このような屈折率を有する物質を介在させることが考えられる。

一方、本実施形態による表示装置では、これと同等以上の効果を得るために、液晶ディスプレイ４０の透明基板４２により、有機ＥＬディスプレイ１０の発光層１６を封止するための封止板を構成している。このようにして表示装置を構成することにより、有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０との貼り合わせ部分における屈折率の変化が無くなり、表示装置全体としての透過率を大幅に向上することができる。

上記構成は、表示特性上のメリットのみならず、種々のメリットがある。例えば、封止板２８を貼り合わせる工程と、有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０とを貼り合わせる工程とを、１工程で行うことができるため、製造工程が簡略化され、ひいては製造コストが削減できる。また、封止板２８が不要であることから、部品点数が削減され、製品コストも削減できる。更には、封止板２８の分だけ表示装置を薄くすることができる。

このように、本実施形態によれば、液晶ディスプレイの透明基板を有機ＥＬディスプレイの封止板として用いるので、有機ＥＬディスプレイ１０と液晶ディスプレイ４０との貼り合わせ部分における透過光のロスを防止することができる。これにより、表示装置全体としての透過率を大幅に向上することができる。また、製造工程数や部品点数が削減されるので、製造コストひいては製品コストを低廉化することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による表示装置及びその駆動方法について図５を用いて説明する。なお、図１乃至図４に示す第１及び第２実施形態による表示装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡略にする。

図５は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。

はじめに、本実施形態による表示装置の構造について図５を用いて説明する。

本実施形態による表示装置は、図１に示す第１実施形態による表示装置において、液晶ディスプレイ４０の透明基板４４側に、自発光型の透明表示素子としての透明型有機ＥＬディスプレイ７０が更に貼り合わされていることに特徴がある。すなわち、液晶ディスプレイ４０を挟むように、有機ＥＬディスプレイ１０と有機ＥＬディスプレイ７０とが設けられている。

有機ＥＬディスプレイ７０は、図５に示すように、有機ＥＬディスプレイ１０及び液晶ディスプレイ４０の画素との位置が揃うように重ね合わされ、例えばエポキシ樹脂系接着剤９２により貼り合わされている。

有機ＥＬディスプレイ７０は、ガラス、石英、樹脂などの透明材料よりなる透明基板７２上に形成されている。透明基板７２上には、透明材料、例えば膜厚１５０ｎｍのＩＴＯよりなる透明電極７４が形成されている。透明電極７４は、各画素領域に対応して個別に設けられている。

透明電極７４上には、有機ＥＬ材料よりなる発光層７６が形成されている。発光層７６は、透明電極７４上に形成された正孔注入層７８と、正孔注入層７８上に形成された正孔輸送層８０と、正孔輸送層８０上に形成された発光体層８２と、発光体層８２上に形成された電子輸送層８４とを有している。

正孔注入層７８は、例えば膜厚２００ｎｍの２ＴＮＡＴＡにより構成されている。正孔輸送層８０は、例えば膜厚２０ｎｍのα−ＮＰＤにより構成されている。電子輸送層８４は、例えば膜厚２０ｎｍのＡｌｑにより構成されている。

発光体層８２は、画素毎に、赤の発光体層８２Ｒ、緑の発光体層８２Ｇ、青の発光体層８２Ｂの何れかの層により構成されている。赤の発光体層８２Ｒは、例えば膜厚３０ｎｍのＤＣＭを１％ドープしたＡｌｑにより構成されている。緑の発光体層８２Ｇは、例えば膜厚３０ｎｍのＴＹＧ−２０１により構成されている。青の発光体層８２Ｂは、例えば膜厚２０ｎｍのＢＡｌｑを５％ドープしたＣＢＰと例えば膜厚１０ｎｍのＢＣＰとの積層膜により構成されている。

発光層７６上には、ＩＴＯなどの透明電極材料や、Ｌｉ，Ｍｇ，Ａｌなどの半透明電極材料よりなる背面電極８６が形成されている。背面電極８６は、例えば膜厚１５ｎｍのＭｇＡｇ膜と、例えば膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜との積層膜により構成されている。なお、背面電極８６は、各画素部に共通の電極である。

透明電極７４、発光層７６、背面電極８６が形成された透明基板７２上には、例えばガラスよりなる封止板８８が形成されている。封止板８８は、有機ＥＬ材料よりなる発光層７６を酸素や水素等の外気から保護するためのものである。透明基板７２と封止板８８との間は、窒素雰囲気中で透明基板７２と封止板８８とを例えばエポキシ樹脂系接着剤９０等により貼り合わせることにより封止される。なお、この際、水を捕獲するゲッター剤を透明基板１２と封止板８８間に入れることにより、外気からの保護は確実なものとなる。さらに言えば、透明な液体ゲッター剤が好ましい。

次に、本実施形態による表示装置の駆動方法について具体的に説明する。

本実施形態による表示装置の駆動方法としては、例えば以下に示す２通りの方法が考えられる。

（駆動方法１）
本駆動方法では、有機ＥＬディスプレイ１０、液晶ディスプレイ４０及び有機ＥＬディスプレイ７０の対応する画素を同時に駆動する。有機ＥＬディスプレイ１０，７０では、表示画像の黒色部を除くカラー表示部を表示する。一方、液晶ディスプレイ４０では、表示画像の黒色部のみを表示する。

この駆動方法を用いることにより、本実施形態による表示装置は、フルカラーの両面発光型表示装置となる。また、本実施形態による表示装置では、一方の表示面側に有機ＥＬディスプレイ１０が配置され、他方の表示面側には有機ＥＬディスプレイ７０が配置されるため、両表示面において同等の輝度を得ることができる。但し、第１実施形態による表示装置における駆動方法１の場合と同様、一方の表示面に表示される画像と他方の表示面に表示される画像とは左右対称になる。

（駆動方法２）
本駆動方法では、有機ＥＬディスプレイ１０，７０において、表示画像の黒色部を除くカラー表示部を表示する。液晶ディスプレイ４０では、画像領域全体を一面黒色表示とする。本駆動方法では、液晶ディスプレイ４０の表示を、有機ＥＬディスプレイ１０，７０の駆動と同時に行う必要はない。

この駆動方法を用いることにより、有機ＥＬディスプレイ１０側の表示面及び有機ＥＬディスプレイ７０側の表示面には、それぞれフルカラーの画像が表示される。

また、本駆動方法のように液晶ディスプレイ４０を表示画像領域全体で黒色表示とすることには、有機ＥＬディスプレイ１０に表示する画像と、有機ＥＬディスプレイ７０に表示する画像とを完全に分離する効果もある。

したがって、有機ＥＬディスプレイ１０に表示する画像と、有機ＥＬディスプレイ７０に表示する画像とは、必ずしも対応する画像である必要はない。例えば、有機ＥＬディスプレイ１０に表示する画像と、有機ＥＬディスプレイ７０に表示する画像とは、同じであっても良いし、左右対称であっても良いし、全く異なる画像であってもよい。或いは、有機ＥＬディスプレイ１０又は有機ＥＬディスプレイ７０のいずれか一方を駆動しなければ、第１実施形態による表示装置の駆動方法２と同等の駆動を行うこともできる。

本実施形態による表示装置を製造して動作試験を行った結果、通常時（電源ＯＦＦ時）は透明であり、画像表示時にはコントラストがよいフルカラー表示を行うことができた。また、上記駆動方法１を用いた場合には、両表示面において画像を確認することができた。また、上記駆動方法２を用いた場合には、有機ＥＬディスプレイ１０，７０にそれぞれ別々の画像を表示でき、両面で異なる画像がコントラスト良く表示できた。

また、両表示面側に自発光型の透明表示素子を有するので、表示装置の裏と表とに異なる情報を表示することができる。また、表示装置の裏と表とで表示情報が左右反転することを防止することができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による表示装置及びその駆動方法について図６及び図７を用いて説明する。なお、図１乃至図５に示す第１乃至第３実施形態による表示装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。

図６は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図、図７は電気泳動型ディスプレイ１００の動作を説明する図である。

上記第１乃至第３実施形態による表示装置では、黒表示が可能な透明表示素子として透明型液晶ディスプレイを用いたが、透明型液晶ディスプレイの代わりに他の透明表示素子を適用することもできる。

本実施形態による表示装置は、図６に示すように、第１実施形態による表示装置の液晶ディスプレイ４０の代わりに、電気泳動型ディスプレイ１００が形成されたものである。なお、電気泳動型ディスプレイは、例えば特開２００３−１６１９６６号公報に記載されている。

電気泳動型ディスプレイ１００は、ガラス、石英、樹脂等よりなる透明基板１０２上に形成されている。透明基板１０２上には、例えばＩＴＯ膜よりなる透明電極１０４と、例えばシリコン窒化膜よりなる透明絶縁層１０６が形成されている。透明絶縁層１０６上には、例えばアルミよりなる電極１０８が形成されている。電極１０８が形成された透明絶縁層１０６上には、隔壁兼スペーサ１１０を介して透明基板１１２が貼り合わされている。透明絶縁層１０６と透明基板１１２との間には、絶縁性且つ透明性のある液体１１４（例えばシリコーンオイル）が封入されている．この液体中には、例えば正に帯電した適量の帯電泳動粒子１１６が分散されている。

次に、電気泳動型ディスプレイ１００の動作について図７を用いて説明する。

透明電極１０４に電極１０８に対して負の電荷を印加すると、帯電泳動粒子１１６は透明電極１０４に引き寄せられ、液体１１４中を透明電極１０４上の透明絶縁層１０６上まで移動する。これにより、画素部が帯電泳動粒子１１６により埋め尽くされ、黒表示となる（図７Ａ）。

一方、電極１０８に透明電極１０４に対して負の電荷を印加すると、帯電泳動粒子１１４は電極１０８に引き寄せられ、液体１１４中を隔壁兼スペーサ１１０の近傍まで移動する。これにより、画素部には帯電泳動粒子１１６が存在しなくなり、透明となる（図７Ｂ）。

したがって、図６に示すような電気泳動型ディスプレイ１００も、液晶ディスプレイ４０と同様に透明表示と黒表示とが可能であり、本実施形態による表示装置も、第１実施形態による表示装置の駆動方法と同様にして駆動することができる。

このように、本実施形態によれば、黒表示が可能な透明表示素子として電気泳動型ディスプレイを用いることによっても、外光が強くてもコントラストが良好なフルカラー表示が可能な表示装置を構成することができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による表示装置及びその駆動方法について図８を用いて説明する。なお、図１乃至図５に示す第１乃至第３実施形態による表示装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。

図８は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。

本実施形態による表示装置は、図８に示すように、第１実施形態による表示装置の液晶ディスプレイ４０の代わりに、エレクトロクロミック調光ガラス１２０が形成されたものである。なお、エレクトロクロミック調光ガラスは、例えば特開２００２−２６８０９６号公報に記載されている。

エレクトロクロミック調光ガラス１２０は、ガラス、石英、樹脂等よりなる一対の透明基板１２２，１２４を有している。透明基板１２２，１２４の対向する面には、例えばＩＴＯ膜よりなる透明電極１２６，１２８が、それぞれ形成されている。透明基板１２６，１２８の間には、電解質層１３０及びエレクトロクロミック層１３２が挟入されている。

エレクトロクロミック層１３２は、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３等の還元発色型材料や、ＮｉＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、ＣｏＯ等の酸化発色型材料等が用いられる。電解質層１３０には、通常、極性溶媒に支持電解質を混合・溶解させた組成物が用いられる。

例えば、エレクトロクロミック層１３２に還元発色型材料を用いた場合、透明電極１２６が正極、透明電極１２８が負極となるように電圧を印加すると、このエレクトロクロミック調光ガラス１２０は透明となる。逆に、透明電極１２６が負極、透明電極１２８が正極となるように電圧を印加すると、このエレクトロクロミック調光ガラス１２０は不透明（黒色）となる。

したがって、図８に示すようなエレクトロクロミック調光ガラス１２０も、液晶ディスプレイ４０と同様に透明表示と黒表示とが可能であり、本実施形態による表示装置も、第１実施形態による表示装置の駆動方法と同様にして駆動することができる。

このように、本実施形態によれば、黒表示が可能な透明表示素子としてエレクトロクロミック調光ガラスを用いることによっても、外光が強くてもコントラストが良好なフルカラー表示が可能な表示装置を構成することができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による表示装置及びその駆動方法について図９を用いて説明する。なお、図１乃至図５に示す第１乃至第３実施形態による表示装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。

図９は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。

本実施形態による表示装置は、図９に示すように、第１実施形態による表示装置の液晶ディスプレイ４０の代わりに、ガスクロミック調光ガラス１４０が形成されたものである。なお、ガスクロミック調光ガラスは、例えば特開２００３−２６１３５６号公報に記載されている。

ガスクロミック調光ガラス１４０は、ガラス、石英、樹脂等よりなる透明基板１４２上に形成されている。透明基板１４２上には、膜厚４０ｎｍ以下のマグネシウム薄膜１４４が形成されている。マグネシウム薄膜１４４上には、例えばパラジウムや白金よりなる触媒層１４６が形成されている。触媒層１４６上には、水素に対して透過性で水に対して不透過性の材料、例えば酸化タンタル薄膜、酸化ジルコニウム薄膜等よりなる保護層１４８が形成されている。保護層１４８上には、間隙１５０を介して透明基板１５２が形成されている。また、間隙１５０に水素ガス及び酸素ガスを導入する雰囲気制御器１５４が設けられており、水素化及び脱水素化の度合いを調整できるようになっている。

このガスクロミック調光ガラスの場合、雰囲気制御器１５４から間隙１５０に導入するガスを調整してマグネシウム薄膜１４４を水素化すると透明となり、脱水素化すると不透明（鏡）となる。

したがって、図９に示すようなガスクロミック調光ガラス１４０も、液晶ディスプレイ４０と同様に透明表示と黒表示とが可能であり、本実施形態による表示装置も、第１実施形態による表示装置の駆動方法と同様にして駆動することができる。

このように、本実施形態によれば、黒表示が可能な透明表示素子としてガスクロミック調光ガラスを用いることによっても、外光が強くてもコントラストが良好なフルカラー表示が可能な表示装置を構成することができる。

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記第３実施形態では、有機ＥＬディスプレイ１０，７０にそれぞれ封止板２８，８８を設けたが、第２実施形態による表示装置の場合と同様に、液晶ディスプレイ４０の透明基板４２により有機ＥＬディスプレイ１０の封止板を兼用し及び／又は液晶ディスプレイ４０の透明基板４４により有機ＥＬディスプレイ７０の封止板を兼用するようにしてもよい。

また、上記第４乃至第６実施形態では、第１実施形態の表示装置において液晶ディスプレイ４０に代わる他の透明表示素子を適用した場合を示したが、第２及び第３実施形態においても同様の透明表示素子を適用することができる。

また、上記実施形態では、自発光型の透明表示素子として透明型有機ＥＬディスプレイを用いたが、自発光型の透明表示素子として他の表示素子を適用することもできる。例えば、無機ＥＬ素子を用いて本発明の表示装置を構成することもできる。

また、上記実施形態では、黒表示が可能な透明表示素子としては、液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、エレクトロクロミック調光ガラス、ガスクロミック調光ガラスを用いたが、光透過と不透過とを制御しうるディスプレイであれば、他のディスプレイを適用するようにしてもよい。なお、黒表示が可能な透明表示素子としては、電場のみにより制御可能（消費電力がほぼ０）であるものが特に好ましい。

本発明による表示装置及びその駆動方法は、外光等の外部環境の影響を受けにくいコントラストの良好なフルカラー表示や、表示情報のプライバシー・セキュリティの保護を実現する。したがって、本発明による表示装置及びその駆動方法は、窓ガラステレビ、窓ガラス広告表示装置、透明テレビ、透明広告表示装置、透明ＰＣモニタ、携帯電話用ディスプレイ等への応用に極めて有用である。

図１は、本発明の第１実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。図２は、本発明の第１実施形態による表示装置の第１の駆動方法を示す図である。図３は、本発明の第１実施形態による表示装置の第２の駆動方法を示す図である。図４は、本発明の第２実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。図５は、本発明の第３実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。図６は、本発明の第４実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。図７は、電気泳動型ディスプレイの動作を示す図である。図８は、本発明の第５実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。図９は、本発明の第６実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。

Claims

画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、
前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子と、
前記第２の表示素子上に形成され、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第３の表示素子とを有し、
前記第１の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせて第１の所定の画像を表示し、
前記第３の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせて第２の所定の画像を表示する
ことを特徴とする表示装置。
請求の範囲第１項に記載の表示装置において、
前記第１の表示素子は、前記第１の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、
前記第３の表示素子は、前記第２の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、
前記第２の表示素子は、前記第１の所定の画像及び前記第２の所定の画像の黒色表示部分を光不透過状態とする
ことを特徴とする表示装置。
請求の範囲第１項に記載の表示装置において、
前記第１の表示素子は、前記第１の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、
前記第３の表示素子は、前記第２の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、
前記第２の表示素子は、表示領域全体を光不透過状態とする
ことを特徴とする表示装置。
請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記第１の表示素子に使用される一の透明基板は、前記第２の表示素子が有する一対の透明基板のうちの一方の透明基板と共通であり、
前記第３の表示素子に使用される一の透明基板は、前記第２の表示素子が有する前記一対の透明基板のうちの他方の透明基板と共通である
ことを特徴とする表示装置。
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記第１及び第３の表示素子は、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示素子である
ことを特徴とする表示装置。
請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記第２の表示素子は、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、エレクトロクロミック調光ガラス、又はガスクロミック調光ガラスである
ことを特徴とする表示装置。
画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子とを有する両面表示装置の駆動方法であって、
前記第１の表示素子により前記所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により表示領域全体を光不透過状態とすることにより、前記所定の画像を表示する
ことを特徴とする両面表示装置の駆動方法。
画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第１の表示素子と、前記第１の表示素子上に形成され、光透過状態と光不透過状態とを切り換え可能な第２の表示素子と、前記第２の表示素子上に形成され、画像を表示しないときに光透過状態である自発光型の第３の表示素子とを有する表示装置の駆動方法であって、
前記第１の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせることにより、第１の所定の画像を表示し、
前記第３の表示素子により表示される画像と、前記第２の表示素子により表示される画像とを重ね合わせることにより、第２の所定の画像を表示する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
請求の範囲第８項記載の表示装置の駆動方法において、
前記第１の表示素子により前記第１の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により表示領域全体を光不透過状態とすることにより、前記第１の所定の画像を表示し、
前記第３の表示素子により前記第２の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により前記表示領域全体を光不透過状態とすることにより、前記第２の所定の画像を表示する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
請求の範囲第８項記載の表示装置の駆動方法において、
前記第１の表示素子により前記第１の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により前記第１の所定の画像の前記黒色表示部分を光不透過状態とすることにより、前記第１の所定の画像を表示し、
前記第３の表示素子により前記第２の所定の画像の黒色表示部分を光透過状態とし、前記第２の表示素子により前記第２の所定の画像の前記黒色表示部分を光不透過状態とすることにより、前記第２の所定の画像を表示する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。