JPH09218423A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH09218423A
JPH09218423A JP8049602A JP4960296A JPH09218423A JP H09218423 A JPH09218423 A JP H09218423A JP 8049602 A JP8049602 A JP 8049602A JP 4960296 A JP4960296 A JP 4960296A JP H09218423 A JPH09218423 A JP H09218423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal light
layer
display device
light generating
display
Prior art date
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Pending
Application number
JP8049602A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Shirasaki
友之 白嵜
Masaharu Shiotani
雅治 塩谷
Hiroyasu Yamada
裕康 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP8049602A priority Critical patent/JPH09218423A/en
Publication of JPH09218423A publication Critical patent/JPH09218423A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which has a sure switching function, is easily formable to a larger screen and higher fineness, is capable of embodying a high-grade display under a high duty driving condition, is capable of attaining driving with a lower voltage and lower electric power consumption, is thin and light, has flexibility as well and is low in a manufacturing cost. SOLUTION: A signal light generating layer 19 which emits light of a prescribed wavelength region is composed of two layers of first and second org. films 17, 18. This signal light generating layer 19 is held by row electrodes 16 and light reflective column electrodes 20. A half mirror layer 15 is arranged in front of the column electrodes 16. The signal light in the perpendicular direction generated in the signal generating layer 19 induces resonance by reflecting between the half mirror layer 15 and the column electrodes 20, by which its light quantity is increased. This signal light is made incident on the photoconductive layer 21 of the corresponding address, by which electron-hole pairs are formed. As a result, the two layers of the third and fourth org. films 22, 23 interposed between this photoconductive layer 21 and the predriving electrodes 25 generate display light. Since the light quantity of the signal light is maximized in the perpendicular direction, the exact driving display of the EL display element 13 is made possible. The high-grade display is consequently embodied.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置に関
し、さらに詳しくは、薄型のフラットディスプレイに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly to a thin flat display.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、表示装置としては、XYアドレス
方式による単純マトリクス表示を行うものが知られてい
る。このような表示装置は、走査電極と選択電極とより
なる格子状の電極配列をもち、各電極の交点にそれぞれ
の電極によってスイッチングされる、個々の画素を備え
たLED(light emitting diode)、EL(electro lu
minescence)素子、LCD(liquid crystal display)
などの表示デバイスが構成されている。一般に、これら
単純マトリクス方式の表示装置では、走査電極側を線順
次駆動することにより1画面(フレーム)を構成し、さ
らにこの1フレームを約50Hz以上で更新することに
より動画表示を可能にしている。このような単純マトリ
クス方式の表示装置は、非常に簡単な構造であり、生産
性が高く、大型化が容易であり、また駆動回路が単純で
よいなどの利点を有しており、様々な表示デバイスにお
いて単純マトリクス方式が実現されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device, a device which performs a simple matrix display by an XY address system is known. Such a display device has a grid-like electrode array composed of scan electrodes and selection electrodes, and has an LED (light emitting diode), EL, which is provided with individual pixels that are switched by the respective electrodes at the intersections of the electrodes. (Electro lu
minescence) element, LCD (liquid crystal display)
Display devices such as are configured. Generally, in these simple matrix type display devices, one screen (frame) is formed by line-sequentially driving the scan electrode side, and further, this one frame is updated at about 50 Hz or more to enable moving image display. . Such a simple matrix type display device has an extremely simple structure, has high productivity, is easy to be upsized, and has a simple driving circuit. A simple matrix method has been realized in the device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ELアレイやLEDアレイのような自発光素子にあって
は、高デューティレシオ駆動において所望の平均表示輝
度を得るために、個々の画素が選択された瞬間最大輝度
を上げる必要が生じ、例えば1/100デューティの有
機エレクトロルミネッセンス素子の駆動において、表示
輝度100cd/m2を得るために各画素に要求される
瞬間最大輝度は数千〜1万cd/m2にも達してしまう
ため、有機EL膜の発光寿命が短くなるという問題があ
った。このため、これらのアレイにおいて単純マトリク
ス駆動は、1/64デューティ程度で駆動とされてい
る。同様な問題は、LCDの単純マトリクス駆動におい
て良好なコントラストを得る必要がある場合にも存在す
る。このような問題を解決するためには、各画素の状態
が時分割の程度によらずスタティックである必要があ
り、このため各画素にはメモリ性ないし適当なヒステリ
シスが要求される。この方策として、薄膜トランジスタ
(TFT)を用いた液晶ディスプレイあるいはEL素子
に代表されるアクティブ駆動や強誘電性液晶のようなメ
モリ性をもった表示装置が実現されている。しかし、こ
れらは、複雑な配線構造を有するため、駆動回路と画素
電極との間の配線抵抗が高くなるという問題がある。こ
のように配線抵抗が高くなると、画素に供給する電流量
が画素の位置、つまり画素までの配線長で変わってしま
う。各画素の輝度あるいは光の反射率は供給する電流量
で決まるため、電流量のばらつきは表示のばらつきとな
って現れるという問題点がある。また、複雑な構造に起
因して製造工程が多く、そのためコストが高くなるとい
う問題がある。さらに、これらの表示装置では、画素数
が多くなるに従い歩留まりが著しく悪化するため、大面
積のディスプレイを製造する場合に、そのコストの増大
が大きな問題となっている。また、画素電極ごとにTF
Tを設けることや、補助容量を画素電極に重ねて形成す
ることに起因して、開口率が低く、輝度の低下の要因と
なっていた。TFT基板では、各種材料膜の成膜温度が
250℃以上になるため、フィルム基板等の可撓性基板
を用いて表示装置を製造することができないなどの問題
があった。また、TFTの製造では、フォトリソグラフ
ィーの工程数が多いため生産性が低いものであった。
However, in a self-luminous element such as an EL array or an LED array, individual pixels are selected in order to obtain a desired average display brightness in high duty ratio driving. It is necessary to increase the maximum instantaneous brightness, and for example, in driving an organic electroluminescence element of 1/100 duty, the maximum instantaneous brightness required for each pixel to obtain a display brightness of 100 cd / m 2 is several thousand to 10,000 cd / Since it reaches m 2 , there is a problem that the emission life of the organic EL film is shortened. Therefore, in these arrays, the simple matrix drive is driven at about 1/64 duty. A similar problem exists when it is necessary to obtain good contrast in simple matrix driving of LCD. In order to solve such a problem, the state of each pixel needs to be static regardless of the degree of time division, so that each pixel is required to have a memory property or an appropriate hysteresis. As a measure for this, a liquid crystal display using a thin film transistor (TFT) or an active drive represented by an EL element or a display device having a memory property such as a ferroelectric liquid crystal has been realized. However, since these have a complicated wiring structure, there is a problem that wiring resistance between the driving circuit and the pixel electrode becomes high. When the wiring resistance increases in this way, the amount of current supplied to the pixel changes depending on the position of the pixel, that is, the wiring length up to the pixel. Since the brightness of each pixel or the reflectance of light is determined by the amount of current supplied, there is a problem that variations in the amount of current appear as variations in display. In addition, there is a problem in that the number of manufacturing steps is large due to the complicated structure, which results in high cost. Further, in these display devices, the yield is remarkably deteriorated as the number of pixels is increased. Therefore, when manufacturing a large-area display, the cost increase is a big problem. In addition, TF for each pixel electrode
Due to the provision of T and the formation of the auxiliary capacitance on the pixel electrode, the aperture ratio is low, which causes a reduction in luminance. In the TFT substrate, since the film forming temperature of various material films is 250 ° C. or higher, there is a problem that a display device cannot be manufactured using a flexible substrate such as a film substrate. Further, in the manufacture of TFT, the productivity is low because of the large number of photolithography steps.

【0004】この発明が解決しようとする課題は、各画
素における表示光の表示のばらつきが防止でき、クロス
トークのない確実な駆動表示を行うことができ、大画面
化並びに高精細化が容易で、高デューティ駆動条件下で
高品位な表示を実現でき、低電圧駆動化並びに低消費電
力化が達成でき、しかも薄型・軽量かつ可撓性をも備
え、製造コストが低く、生産性の良好な表示装置を得る
にはどのような手段を講じればよいかという点にある。
The problem to be solved by the present invention is to prevent display variation of display light in each pixel, to perform reliable drive display without crosstalk, and to easily achieve a large screen and high definition. , High-quality display under high-duty driving condition, low voltage driving and low power consumption, thin, lightweight and flexible, low manufacturing cost and good productivity. The point is what kind of means should be taken to obtain a display device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
所定波長域の信号光を発生し、該信号光の進行方向に応
じて出射させる光量を制御する信号光発生素子と、前記
信号光に応じて電荷を発生する光電変換層及び前記光電
変換層の電荷が発生された領域に対応した領域が駆動表
示される表示素子と、を備えたことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention,
A signal light generating element that generates a signal light in a predetermined wavelength range and controls the amount of light emitted according to the traveling direction of the signal light, and a photoelectric conversion layer and a photoelectric conversion layer that generate an electric charge according to the signal light. And a display element in which a region corresponding to a region where electric charge is generated is driven and displayed.

【0006】請求項1記載の発明においては、信号光発
生素子が所定波長域の信号光を発生し、この信号光の進
行方向に応じて出射させる光量を制御するので、光電変
換層の電荷を発生する領域の大きさを制御でき、より小
さな領域をアドレスして表示素子を高精細に表示するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, the signal light generating element generates signal light in a predetermined wavelength range and controls the amount of light emitted according to the traveling direction of the signal light. The size of the generated area can be controlled, and a smaller area can be addressed to display the display element with high definition.

【0007】請求項2記載の発明は、前記信号光発生素
子は、出射される光量が最大である進行方向の信号光を
前記光導電層に入射させることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the signal light generating element causes the signal light in the traveling direction in which the emitted light amount is maximum to be incident on the photoconductive layer.

【0008】請求項2記載の発明においては、信号光発
生素子の信号光のうち、光電変換層へ向けた方向の信号
光の光量が最大となるように設定されているため、光電
変換層の、信号光の進行方向に電荷が発生されるので効
率良く電荷を発生することができ、表示効率が高い表示
素子を実現できる。
According to the second aspect of the present invention, the signal light of the signal light generating element is set so that the light amount of the signal light in the direction toward the photoelectric conversion layer is set to the maximum. Since the charges are generated in the traveling direction of the signal light, the charges can be efficiently generated, and a display element having high display efficiency can be realized.

【0009】請求項3記載の発明は、前記信号光発生素
子は、所定電圧の印加により前記信号光を発生する信号
光発生層が設けられていることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, the signal light generating element is provided with a signal light generating layer for generating the signal light by applying a predetermined voltage.

【0010】請求項4記載の発明は、前記信号光発生層
は有機電界発生層であることを特徴としている。
The invention according to claim 4 is characterized in that the signal light generating layer is an organic electric field generating layer.

【0011】請求項4記載の発明においては、有機電界
発光層の発光による信号光はそれ自体指向性がないの
で、進行方向に応じて光量を制御することにより、より
正確にアドレスすることができる。
In the fourth aspect of the invention, since the signal light emitted by the organic electroluminescent layer has no directivity per se, it can be addressed more accurately by controlling the light quantity according to the traveling direction. .

【0012】請求項5記載の発明は、前記信号光発生素
子は、前記所定波長域の信号光を発生させる信号光発生
層と、前記信号光に対し透過性を有し、前記信号光発生
層の一方の面側に第1の方向に並んで配列された複数の
第1信号用電極と、前記信号光発生層の他方の面側に前
記第1の方向と異なる第2の方向に、前記信号発生層を
介して前記第1信号用電極と互いにマトリクス状に交差
するように並んで配列された複数の第2信号用電極と、
を有することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, the signal light generating element has a signal light generating layer for generating the signal light in the predetermined wavelength range, and the signal light generating layer is transparent to the signal light. A plurality of first signal electrodes arranged side by side in the first direction on one surface side, and a second direction different from the first direction on the other surface side of the signal light generation layer, A plurality of second signal electrodes which are arranged side by side so as to intersect with the first signal electrodes in a matrix pattern via a signal generating layer;
It is characterized by having.

【0013】請求項5記載の発明においては、第1信号
用電極と第2信号用電極のそれぞれのなかの所定の電極
を選択することにより、所定アドレスの信号光発生層か
ら信号光を出射させることができる。この信号光は第1
信号用電極を透過して表示素子側に出射される方向の信
号光が最大の光量になるように設定されている。このた
め、信号光発生素子の所定アドレスから出射された信号
光は線順次駆動で所定アドレスに対応する表示素子の所
定位置に入射しても、クロストークのない駆動表示を可
能にする。
In the present invention, the signal light is emitted from the signal light generating layer at the predetermined address by selecting a predetermined electrode from among the first signal electrode and the second signal electrode. be able to. This signal light is the first
The signal light in the direction of passing through the signal electrode and emitted to the display element side is set to have the maximum light amount. Therefore, even if the signal light emitted from the predetermined address of the signal light generating element is incident on the predetermined position of the display element corresponding to the predetermined address by line-sequential driving, drive display can be performed without crosstalk.

【0014】請求項6記載の発明は、前記信号光発生素
子は、前記信号光を共振させ、所定の進行方向の信号光
を前記表示素子に照射させることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the signal light generating element causes the signal light to resonate and irradiates the display element with the signal light in a predetermined traveling direction.

【0015】請求項6記載の発明においては、電界発光
により発生させた信号光のうち、所定方向の信号光を共
振させることでこの所定方向の信号光の振幅を増大させ
ることができ、表示素子に入射させる信号光の光量およ
び強度を大きくすることができる。このため、表示素子
の対応部分を確実に駆動表示させることができる。そし
て、信号光発生素子からの信号光の指向性を高めること
ができるため、クロストークを防止することができる。
In the sixth aspect of the present invention, of the signal light generated by electroluminescence, the signal light in the predetermined direction is resonated, so that the amplitude of the signal light in the predetermined direction can be increased, and the display element can be displayed. It is possible to increase the light amount and the intensity of the signal light incident on the. Therefore, the corresponding portion of the display element can be surely driven and displayed. Since the directivity of the signal light from the signal light generating element can be enhanced, crosstalk can be prevented.

【0016】請求項7記載の発明は、前記信号光発生素
子は、前記信号光発生層の一方の面側には前記信号光に
対し反射性の反射部材が設けられ、前記信号光発生層の
他方の面側にはハーフミラーが設けられていることを特
徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the signal light generating element, a reflecting member that is reflective to the signal light is provided on one surface side of the signal light generating layer, and the signal light generating layer is provided with a reflecting member. A half mirror is provided on the other surface side.

【0017】請求項7記載の発明においては、信号光発
生層から出射された信号光が反射部材とハーフミラーと
の間で反射されることにより共振を起こして、表示素子
の表示領域に実質的に垂直な方向の信号光の光量および
強度を大きくする作用がある。このため、信号光発生素
子の所定アドレスから出射された信号光を、表示素子の
この所定アドレスに対応する部分にクロストークを発生
させずに確実に入射させることができる。
In the invention according to claim 7, the signal light emitted from the signal light generating layer is resonated by being reflected between the reflecting member and the half mirror, and substantially resonates in the display area of the display element. It has the effect of increasing the amount and intensity of the signal light in the direction perpendicular to. Therefore, the signal light emitted from the predetermined address of the signal light generating element can be reliably incident on the portion of the display element corresponding to the predetermined address without causing crosstalk.

【0018】請求項8記載の発明は、前記信号光発生素
子は、前記信号光発生層に互いに異なる極性の電荷を注
入する一対の電極を有し、前記反射部材は、前記一対の
電極のうちのいずれかの電極であることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the invention, the signal light generating element has a pair of electrodes for injecting charges of different polarities into the signal light generating layer, and the reflecting member is one of the pair of electrodes. It is characterized in that it is any one of the electrodes.

【0019】請求項8記載の発明においては、一対の電
極から信号光発生層へ互いに異なる極性の電荷を注入す
ることにより、信号光発生層から電界発光による信号光
を発生させることができる。この一対の電極のうちの一
方の電極が反射部材に相当するため、信号光をこの電極
で反射させることができ、ハーフミラーとの間で上記し
た共振を起こさせることができる。このため、信号光発
生素子の所定アドレスから出射された信号光を、表示素
子のこの所定アドレスに対応する部分にクロストークを
発生させずに確実に入射させることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, by injecting charges having different polarities from the pair of electrodes into the signal light generating layer, it is possible to generate signal light by electroluminescence from the signal light generating layer. Since one electrode of the pair of electrodes corresponds to a reflecting member, the signal light can be reflected by this electrode and the above-mentioned resonance can be caused between the signal light and the half mirror. Therefore, the signal light emitted from the predetermined address of the signal light generating element can be reliably incident on the portion of the display element corresponding to the predetermined address without causing crosstalk.

【0020】請求項9記載の発明は、前記信号光発生素
子は、前記信号光発生層に互いに異なる極性の電荷を注
入する一対の電極を有し、前記ハーフミラーは誘電体で
あり、前記一対の電極のうちのいずれかに接しているこ
とを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, the signal light generating element has a pair of electrodes for injecting charges of different polarities into the signal light generating layer, and the half mirror is a dielectric material. Is in contact with any one of the electrodes.

【0021】請求項9記載の発明においては、信号光発
生層の一方側に設けられた電極に誘電体でなるハーフミ
ラーを接するように配置したことにより、信号光発生層
から出射された信号光を電極を介してハーフミラーに入
射させ、このハーフミラーに入射した信号光の所定割合
の光を他方側に設けられた電極に向けて反射させること
ができる。この他方側の電極が反射部材でなるため、信
号光はハーフミラーと反射部材との間で共振を起こし
て、その光量および強度を大きくすることができる。こ
のため、信号光発生素子の発光部分に対応する表示素子
部分を確実に駆動表示させることができる。そして、信
号光発生素子からの信号光の指向性を高めることができ
るため、クロストークを防止することができる。
According to the ninth aspect of the invention, the signal light emitted from the signal light generating layer is provided by disposing the half mirror made of a dielectric material in contact with the electrode provided on one side of the signal light generating layer. Can be incident on the half mirror through the electrode, and a predetermined proportion of the signal light incident on the half mirror can be reflected toward the electrode provided on the other side. Since the electrode on the other side is made of the reflecting member, the signal light resonates between the half mirror and the reflecting member, and the amount and intensity of the light can be increased. Therefore, it is possible to reliably drive and display the display element portion corresponding to the light emitting portion of the signal light generating element. Since the directivity of the signal light from the signal light generating element can be enhanced, crosstalk can be prevented.

【0022】請求項10記載の発明は、前記信号光発生
素子は、前記信号光が前記ハーフミラーと前記反射部材
との距離(l)が前記信号光の所定波長域の間の波長
(λ)に対し、l=nλ/2(nは自然数)となるよう
に設定されることを特徴としている。請求項11記載の
発明は、前記信号光発生素子は、前記信号光発生層の膜
厚が前記ハーフミラーと前記反射部材との距離(l)に
実質的に等しいことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the signal light generation element, a distance (l) between the signal light and the half mirror and the reflection member is a wavelength (λ) within a predetermined wavelength range of the signal light. On the other hand, it is characterized in that it is set so that l = nλ / 2 (n is a natural number). According to an eleventh aspect of the invention, in the signal light generating element, the thickness of the signal light generating layer is substantially equal to the distance (l) between the half mirror and the reflecting member.

【0023】請求項10記載の発明においては、前記ハ
ーフミラーと前記反射部材との距離(l)が、前記信号
光の所定波長域の間の波長(λ)に対し、l=nλ/2
(nは自然数)となるように設定されることを特徴とし
ている。請求項11記載の発明においては、前記信号光
発生層の膜厚が、前記ハーフミラーと前記反射部材との
距離(l)の実質的に等しいことを特徴としている。こ
れらの発明においては、上記式を満足するようにハーフ
ミラーと反射部材との距離(l)を設定することによ
り、信号光に共振を起こさせることができる。
In a tenth aspect of the invention, the distance (l) between the half mirror and the reflecting member is l = nλ / 2 with respect to the wavelength (λ) in the predetermined wavelength range of the signal light.
The feature is that (n is a natural number). The invention according to claim 11 is characterized in that the film thickness of the signal light generating layer is substantially equal to the distance (l) between the half mirror and the reflecting member. In these inventions, the signal light can be caused to resonate by setting the distance (l) between the half mirror and the reflecting member so as to satisfy the above expression.

【0024】請求項12記載の発明は、前記信号光発生
素子は、前記信号光に対し透過性を有する誘電膜及び当
該誘電膜に接して配置される前記信号光発生層を有し、
前記誘電膜及び前記信号光発生層の距離が前記ハーフミ
ラーと前記反射部材との距離(l)に実質的に等しいこ
とを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, the signal light generating element includes a dielectric film having transparency to the signal light and the signal light generating layer arranged in contact with the dielectric film.
The distance between the dielectric film and the signal light generating layer is substantially equal to the distance (l) between the half mirror and the reflecting member.

【0025】請求項12記載の発明においては、誘電体
膜の膜厚を調整することにより、ハーフミラーと反射部
材との距離(l)がl=nλ/2(nは自然数)の式を
満足して、所定方向(反射部材とハーフミラーとに対し
て垂直方向)の信号光に共振を起こさせることができ
る。
According to the twelfth aspect of the invention, the distance (l) between the half mirror and the reflecting member satisfies the equation of l = nλ / 2 (n is a natural number) by adjusting the film thickness of the dielectric film. Then, it is possible to cause resonance in the signal light in a predetermined direction (direction perpendicular to the reflecting member and the half mirror).

【0026】請求項13記載の発明は、前記表示素子
は、一対の電極間に前記信号光により電荷を生成する前
記光電変換層および液晶が介在されてなることを特徴と
している。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the display element is characterized in that the photoelectric conversion layer for generating charges by the signal light and the liquid crystal are interposed between a pair of electrodes.

【0027】請求項13記載の発明においては、信号光
発生素子から出射された信号光が所定のドレスの光導電
層に入射すると、信号光が入射した部分のみの光導電層
に電荷が生成される。このように電荷が生成された光導
電層に対応する部分の液晶は、駆動されて表示を可能に
する。
In the thirteenth aspect of the present invention, when the signal light emitted from the signal light generating element is incident on the photoconductive layer having a predetermined dress, charges are generated in the photoconductive layer only in the portion where the signal light is incident. It The liquid crystal in the portion corresponding to the photoconductive layer in which the charges are generated in this way is driven to enable display.

【0028】請求項14記載の発明は、前記表示素子
が、一対の電極間に前記信号光により電荷を生成する前
記光電変換層及び表示光を発光する有機電界発光層が介
在されてなることを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the display element comprises a pair of electrodes, the photoelectric conversion layer for generating charges by the signal light and the organic electroluminescent layer for emitting the display light. It has a feature.

【0029】請求項14記載の発明においては、信号光
発生層から出射された信号光が光導電層に入射され、こ
れによって電荷が生成された部分の光導電層が電極から
電荷を注入することを可能にする。このため、有機電界
発光層を駆動して表示光を発生させることが可能とな
る。
In the fourteenth aspect of the present invention, the signal light emitted from the signal light generating layer is incident on the photoconductive layer, and the photoconductive layer in the portion where the charge is generated by this injects the charge from the electrode. To enable. Therefore, it is possible to drive the organic electroluminescent layer to generate display light.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る表示装置の
詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。 (実施形態1)図1は、この発明の実施形態1の表示装
置の概略を示す断面図、図2は表示装置の分解斜視図で
ある。図中11は表示装置である。この表示装置11
は、信号光発生素子12と、表示素子としてのEL表示
素子13と、から大略構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, details of a display device according to the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing the outline of a display device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the display device. Reference numeral 11 in the drawing is a display device. This display device 11
Is substantially composed of a signal light generating element 12 and an EL display element 13 as a display element.

【0031】信号光発生素子12は、図1および図2に
示すように、信号光に対して透明性を有する、ガラスま
たは可撓性を有する高分子フィルムでなる透明基板14
の後面に、誘電体でなるハーフミラー層15が信号光発
生素子12の発光領域全域に亙って設けられている。こ
のハーフミラー層15は、このハーフミラー層15面の
法線方向に対し平行な方向に進行方向を有し、かつ波長
λの光のうち一定の割合の光が透過するように設定され
ている。そして、このハーフミラー層15の後面には、
第1信号用電極としての複数の行電極16が、第1の方
向としての行方向に平行に配列されて形成されている。
この行電極16は、アノード電極として機能するもので
あり、信号光に対して透過性を有し、且つ所定の仕事関
数を有する電極材料であればよく、例えばITOや酸化
スズなどを用いることができる。これら複数の行電極1
6およびハーフミラー層15の上(後面)には、ポリビ
ニルカルバゾール(PVCz)と2,5−ビス(1−ナフ
チル)オキサジアゾール(BND)と白色発光材料を混
合してなる、正孔輸送層および実質的な発光層としての
第1有機膜17を形成する。この第1有機膜17の上
(後面)には、信号光に対して透過性を有するトリス
(8−キノリレート)アルミニウム錯体(Alq3)で
なる電子輸送層としての第2有機膜18が接合するよう
に積層されている。これら第1有機膜17と第2有機膜
18とで、信号光発生層19が構成されており、この信
号光発生層18は信号光に対して透過性を有している。
以下に、Alq3、PVCz、BNDの構造式を示す。
The signal light generating element 12 is, as shown in FIGS. 1 and 2, a transparent substrate 14 made of glass or a polymer film having flexibility, which is transparent to signal light.
A half mirror layer 15 made of a dielectric material is provided on the rear surface of the signal light generating element 12 over the entire light emitting region. The half mirror layer 15 has a traveling direction parallel to the normal to the surface of the half mirror layer 15 and is set so that a certain proportion of light of the wavelength λ is transmitted. . Then, on the rear surface of the half mirror layer 15,
A plurality of row electrodes 16 as first signal electrodes are formed in parallel with each other in the row direction as the first direction.
The row electrode 16 functions as an anode electrode, and may be any electrode material that is transparent to signal light and has a predetermined work function, such as ITO or tin oxide. it can. These multiple row electrodes 1
6 and the half-mirror layer 15 (rear surface), a hole-transporting layer formed by mixing polyvinylcarbazole (PVCz), 2,5-bis (1-naphthyl) oxadiazole (BND) and a white light emitting material. And the 1st organic film 17 as a substantial light emitting layer is formed. The second organic film 18 serving as an electron transporting layer made of tris (8-quinolylate) aluminum complex (Alq3) that is transparent to the signal light is bonded onto the first organic film 17 (rear surface). Are stacked on. The first organic film 17 and the second organic film 18 form a signal light generation layer 19, and the signal light generation layer 18 is transparent to signal light.
The structural formulas of Alq3, PVCz, and BND are shown below.

【0032】[0032]

【化1】 Embedded image

【0033】[0033]

【化2】 Embedded image

【0034】[0034]

【化3】 Embedded image

【0035】また、第2有機膜18の上(後面)には、
第2の方向としての、行方向に直交する列方向に、平行
に配列されて、信号光発生層19を介して行電極16と
交差する、第2信号用電極としての複数の列電極20が
形成されている。この列電極20は、カソード電極とし
て機能するものであり、アノード電極に対し仕事関数が
低い物性であり、信号光を反射する性質を有するMgI
n、AlLi、MgIn−Alなどの金属電極で形成さ
れている。また、行電極16および列電極20は、透明
基板14の端縁まで延在され、駆動用IC(図示省略す
る)と接続されるようになっている。このようにして、
マトリクス駆動の信号光発生素子12が構成されてい
る。
On the second organic film 18 (rear surface),
A plurality of column electrodes 20 as second signal electrodes, which are arranged in parallel in the column direction orthogonal to the row direction as the second direction and intersect the row electrode 16 via the signal light generation layer 19, are provided. Has been formed. The column electrode 20 functions as a cathode electrode, has a physical property that has a lower work function than the anode electrode, and has a property of reflecting signal light.
It is formed of a metal electrode such as n, AlLi, or MgIn-Al. Further, the row electrodes 16 and the column electrodes 20 extend to the edge of the transparent substrate 14 and are connected to a driving IC (not shown). In this way,
A matrix-driven signal light generating element 12 is configured.

【0036】特に、本実施形態においては、図1に示す
ようにハーフミラー層15と列電極20との距離lを信
号光の所定波長域の間の波長(λ)に対し、l=nλ/
2(nは自然数であり、好ましくは1〜3)となるよう
に設定している。ハーフミラー層15面の法線方向に対
し平行な方向に実質的に進行方向を有し、かつ実質的に
波長λの信号光のうち一定の割合がハーフミラー層15
を透過する。ハーフミラー層15に反射された信号光
は、ハーフミラー層15と列電極20との間で反射を繰
り返すが、このうち、ハーフミラー層15面の法線方向
に対して平行以外の方向に進行方向を有する光は、位相
がずれているので減衰されハーフミラー層15を透過す
ることができず、また、ハーフミラー層15面の法線方
向に対し平行な方向に実質的に進行方向を有し、かつ実
質的に波長λの光が、ハーフミラー層15と列電極20
との間の距離lがnλ/2に設定されているため同位相
のままハーフミラー層15に再び到達し、このうち一定
の割合がハーフミラー層15を透過することができる。
このように、ハーフミラー層15と列電極20との間で
反射を繰り返していると、ハーフミラー層15面の法線
方向に対し平行な方向に実質的に進行方向を有し、かつ
実質的に波長λの信号光のみがハーフミラー層15を透
過することになる。したがって、ハーフミラー層15は
信号光の進行方向の指向性に応じて、その透過光量を制
御することができる。
In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the distance l between the half mirror layer 15 and the column electrode 20 is 1 = nλ / with respect to the wavelength (λ) in the predetermined wavelength range of the signal light.
2 (n is a natural number, preferably 1 to 3). The half mirror layer 15 has a traveling direction substantially parallel to the normal to the surface of the half mirror layer 15 and a certain proportion of the signal light having the wavelength λ is substantially constant.
Through. The signal light reflected by the half mirror layer 15 is repeatedly reflected between the half mirror layer 15 and the column electrode 20, but of these, it travels in a direction other than parallel to the normal direction of the surface of the half mirror layer 15. Light having a direction is attenuated because it is out of phase and cannot be transmitted through the half mirror layer 15, and has a traveling direction substantially parallel to the normal to the surface of the half mirror layer 15. Light having a wavelength of λ is substantially emitted from the half mirror layer 15 and the column electrode 20.
Since the distance 1 between and is set to nλ / 2, it reaches the half mirror layer 15 again with the same phase, and a certain proportion of this can pass through the half mirror layer 15.
As described above, when the reflection is repeated between the half mirror layer 15 and the column electrode 20, it has a traveling direction substantially parallel to the normal direction of the surface of the half mirror layer 15, and substantially Only the signal light of wavelength λ will be transmitted through the half mirror layer 15. Therefore, the half mirror layer 15 can control the amount of transmitted light according to the directivity in the traveling direction of the signal light.

【0037】EL表示素子13は、上記した信号光発生
素子12の全発光領域に亙る面積と同程度の面積の表示
領域を有している。このEL表示素子13は、透明基板
14の前面側に形成されている。まず、透明基板14の
前面には、カソード電極としての複数の後駆動電極21
が例えば透明なITOで形成されている。この後駆動電
極21は、上記した行電極16のそれぞれと対向して平
面的に見て重なるように配置形成されている。
The EL display element 13 has a display area having an area approximately the same as the area over the entire light emitting area of the signal light generating element 12. The EL display element 13 is formed on the front side of the transparent substrate 14. First, on the front surface of the transparent substrate 14, a plurality of rear driving electrodes 21 as cathode electrodes are formed.
Is formed of, for example, transparent ITO. After that, the drive electrodes 21 are arranged and formed so as to face the respective row electrodes 16 and to overlap each other when seen in a plan view.

【0038】また、透明基板14および後駆動電極21
の上には、表示領域全域を覆うように光導電層22が形
成されている。この光導電層22は、光量子を吸収し
て、伝導キャリヤを生成する材料からなり、例えば、本
実施形態では、アモルファスシリコン(a−Si)を用
いて光導電層22を形成している。そして、この光導電
層22の表層には、n型不純物(例えば、リン)をドー
プしてなるドープ層22Aが形成されている。このドー
プ層22Aの上には、上記した第2有機膜18と同一材
料のAlq3でなる、電子輸送層としての第3有機膜2
3が全面に形成されている。なお、ドープ層22Aは、
この第3有機膜23へ電子を注入し易くする機能を果た
している。そして、第3有機膜23の上面には、正孔輸
送層としての第4有機膜24が形成されている。この第
4有機膜24は、PVCzとBNDとでなるが、各ドッ
ト部分(信号光発生素子12の行電極16と列電極20
とが信号光発生層19を介して重なり合う部分(発光領
域)と対応する部分)には、所定の色配列を構成するよ
うにR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のそ
れぞれの発光を行わせるための発光材料が混合されてい
る。図中24R、24G、24Bは、それぞれR、G、
Bに対応する第4有機膜24のドット部分を示してい
る。なお、第4有機膜24の形成方法としては、PVC
zとBNDとの混合材料を塗布した後に、各ドット部分
に応じた発光材料を含浸させる方法や、予め発光材料を
混合した有機膜を色配列に応じて各色毎にパターン形成
する方法などを用いることができる。このようにして形
成された第3有機膜23と第4有機膜24とは、表示光
発生層25を構成している。さらに、第4有機膜24の
上面には、表示領域全面に亙ってITOでなる、アノー
ド電極としての透明な前駆動電極26が形成されてい
る。
The transparent substrate 14 and the rear drive electrode 21 are also provided.
A photoconductive layer 22 is formed on the above so as to cover the entire display region. The photoconductive layer 22 is made of a material that absorbs photons to generate conductive carriers. For example, in the present embodiment, the photoconductive layer 22 is formed using amorphous silicon (a-Si). A dope layer 22A formed by doping an n-type impurity (for example, phosphorus) is formed on the surface layer of the photoconductive layer 22. On this doped layer 22A, a third organic film 2 as an electron transport layer made of Alq3, which is the same material as the second organic film 18 described above, is formed.
3 is formed on the entire surface. The doped layer 22A is
It functions to facilitate injection of electrons into the third organic film 23. Then, a fourth organic film 24 as a hole transport layer is formed on the upper surface of the third organic film 23. The fourth organic film 24 is made of PVCz and BND, but each dot portion (the row electrode 16 and the column electrode 20 of the signal light generating element 12).
In the portion (the portion corresponding to the light emitting region) where and overlap with each other through the signal light generating layer 19, R (red), G (green), and B (blue) are formed so as to form a predetermined color arrangement. A luminescent material for emitting light is mixed. In the figure, 24R, 24G, and 24B are R, G, and
The dot portion of the fourth organic film 24 corresponding to B is shown. The fourth organic film 24 may be formed by using PVC.
A method of applying a mixed material of z and BND and then impregnating a light emitting material corresponding to each dot portion, a method of forming an organic film in which the light emitting material is mixed in advance for each color according to a color arrangement, and the like are used. be able to. The third organic film 23 and the fourth organic film 24 thus formed constitute a display light generating layer 25. Further, on the upper surface of the fourth organic film 24, a transparent front drive electrode 26 as an anode electrode made of ITO is formed over the entire display area.

【0039】このように構成された信号光発生素子12
においては、行電極16と列電極20との間に所定の電
圧が印加された場合に、第1有機膜17における第2有
機膜18との界面近傍の部分から信号光としての白色光
を発する。このときハーフミラー層15の後面や列電極
20の前面に垂直に入射する波長λの信号光は、ハーフ
ミラー層15と列電極20との間で反射を繰り返して共
振を起こして透過される。なお、図1中、太い矢印bは
反射を繰り返している共振光を示している。これによ
り、信号光発生層19に対して垂直方向に進行する光の
みが共振によりEL表示素子13に入射される。このた
め、信号光発生素子12の所定のアドレスから発生され
た信号光は、このアドレスに対応する光導電層22の所
定ドットに向けた信号光が最大の光量となり、ハーフミ
ラー層に斜めに入射する信号光は透過されないため光導
電層22に照射されず表示光発生層25に電荷を注入し
得る程に光導電層22に電子−正孔対電荷を生成させる
ことがない。このため、本実施形態のように信号光の進
行方向に応じて信号光の光量を制御する構成とすること
により、クロストークのない表示装置を実現することが
できる。
The signal light generating element 12 thus configured
In the above, in the case where a predetermined voltage is applied between the row electrode 16 and the column electrode 20, white light as signal light is emitted from the portion of the first organic film 17 near the interface with the second organic film 18. . At this time, the signal light of the wavelength λ that is vertically incident on the rear surface of the half mirror layer 15 and the front surface of the column electrode 20 is repeatedly reflected between the half mirror layer 15 and the column electrode 20, resonates, and is transmitted. It should be noted that in FIG. 1, a thick arrow b indicates the resonance light that is repeatedly reflected. As a result, only the light traveling in the direction perpendicular to the signal light generating layer 19 is incident on the EL display element 13 due to resonance. Therefore, the signal light generated from a predetermined address of the signal light generating element 12 has a maximum amount of signal light directed to a predetermined dot of the photoconductive layer 22 corresponding to this address, and is obliquely incident on the half mirror layer. Since the signal light is not transmitted, it does not irradiate the photoconductive layer 22 and does not cause the photoconductive layer 22 to generate electron-hole pair charges to the extent that charges can be injected into the display light generation layer 25. Therefore, by adopting a configuration in which the light amount of the signal light is controlled according to the traveling direction of the signal light as in the present embodiment, a display device without crosstalk can be realized.

【0040】次に、図3に示すエネルギーダイヤグラム
を用いて信号光発生素子12およびEL表示素子13の
作用・動作を説明する。まず、この実施形態の信号光発
生素子12の作用・動作を図3を用いて説明する。この
エネルギーダイヤグラムは、アノード(行電極16)と
接合する正孔輸送層(第1有機膜17)として、PVC
zにこのPVCzより電子輸送性を示すBNDを混在さ
せたことによる電子および正孔の注入障壁に対する効果
を説明している。
Next, the operation and operation of the signal light generating element 12 and the EL display element 13 will be described with reference to the energy diagram shown in FIG. First, the operation and operation of the signal light generating element 12 of this embodiment will be described with reference to FIG. This energy diagram shows that the hole transport layer (first organic film 17) joined to the anode (row electrode 16) is PVC.
The effect on the injection barrier of electrons and holes by mixing BND having an electron transporting property from PVCz in z is described.

【0041】図3において一点鎖線は、BND固有のエ
ネルギー構造を示し、破線はPVCz固有のエネルギー
構造を示している。このように各成分が混合された複合
膜の場合、Alq3でなる電子輸送層側から正孔輸送層
への電子の移動の点で、正孔輸送層と電子輸送層との界
面のそれぞれの電子親和力を鑑みると、電子輸送層で
は、より小さな電子のポテンシャルをもつ成分の物性が
反映される。すなわち、この界面にはPVCzより電子
輸送性を示すドーパントであるBNDの物性が反映され
ることになる。このため、電子輸送層(Alq3)から
正孔輸送層(PVCz+BND)への電子の移動はエネ
ルギー障壁EtoBNDが小さいので、所定の電界によ
り比較的容易に移動することができる。アノード(行電
極16)側から正孔輸送層への正孔の移動では、アノー
ド(行電極16)との界面の正孔輸送層のイオン化ポテ
ンシャルにおいて、より小さな、正孔のポテンシャルを
もつ材料の物性が反映される。すなわち、アノードと正
孔輸送層の界面には、バインダとしての機能も有するP
VCzの物性が反映されることになる。アノード(行電
極16)から正孔輸送層へのエネルギー障壁であるPV
Czのエネルギー障壁HfromAは比較的小さく、所
定電圧を印加すれば容易に正孔を正孔輸送層に注入する
ことができる。ここで、正孔輸送層(PVCz+BN
D)から電子輸送層(Alq3)への正孔の移動は、エ
ネルギー障壁HtoAlq3がエネルギー障壁EtoB
NDより大きいために実質的に起こらない。このため、
電子と正孔の再結合による発光は、正孔輸送層(PVC
z+BND)における電子輸送層(Alq3)との界面
近傍で生じる。結果として、EL発光層(信号光発生層
19)全体での電子物性は、界面における注入障壁に着
目した場合は図中斜め線で示されるエネルギー構造をと
る。すなわち、キャリヤの注入障壁に関し、BNDを混
ぜることはエネルギー障壁EtoBNDにより、電子輸
送層から正孔輸送層へのエネルギー障壁を低減されてい
るので、正孔輸送層への電子の注入を容易にしていると
考えられる。また、アノードから正孔輸送層(PVCz
+BND)への正孔の移動は、エネルギー障壁Hfro
mAにより、容易に正孔を移動することができる。この
ような信号光発生素子12では、効率的に再結合できる
有機エレクトロルミネッセンス層を用いたことにより、
高速応答性および高効率光の条件を満たすことができ
る。なお、この信号光発生素子12から発光する信号光
は、白色発光材料の影響を受けて白色光となる。
In FIG. 3, the alternate long and short dash line shows the energy structure peculiar to BND, and the broken line shows the energy structure peculiar to PVCz. In the case of the composite film in which the respective components are mixed in this way, in terms of the transfer of electrons from the electron transport layer side made of Alq3 to the hole transport layer, the respective electrons at the interface between the hole transport layer and the electron transport layer are Considering the affinity, the electron transport layer reflects the physical properties of components having a smaller electron potential. That is, this interface reflects the physical properties of BND, which is a dopant having an electron transporting property rather than PVCz. Therefore, the electrons from the electron transport layer (Alq3) to the hole transport layer (PVCz + BND) can be relatively easily moved by a predetermined electric field because the energy barrier EtoBND is small. In the transfer of holes from the anode (row electrode 16) side to the hole transport layer, in the ionization potential of the hole transport layer at the interface with the anode (row electrode 16), a material having a smaller hole potential is used. Physical properties are reflected. That is, at the interface between the anode and the hole transport layer, P which also functions as a binder
The physical properties of VCz will be reflected. PV as an energy barrier from the anode (row electrode 16) to the hole transport layer
The energy barrier HfromA of Cz is relatively small, and holes can be easily injected into the hole transport layer by applying a predetermined voltage. Here, the hole transport layer (PVCz + BN
In the movement of holes from D) to the electron transport layer (Alq3), the energy barrier HtoAlq3 is the energy barrier EtoB.
Substantially nothing because it is larger than ND. For this reason,
Light emission due to recombination of electrons and holes is generated by the hole transport layer (PVC
It occurs near the interface with the electron transport layer (Alq3) in z + BND). As a result, the electronic physical properties of the entire EL light emitting layer (signal light generating layer 19) have an energy structure shown by diagonal lines in the figure when focusing on the injection barrier at the interface. That is, regarding the injection barrier of carriers, mixing BND reduces the energy barrier from the electron transport layer to the hole transport layer by the energy barrier EtoBND, and thus facilitates the injection of electrons into the hole transport layer. It is believed that In addition, from the anode to the hole transport layer (PVCz
+ BND) hole transfer to the energy barrier Hf
With mA, holes can be easily moved. In such a signal light generating element 12, by using an organic electroluminescence layer that can be efficiently recombined,
The conditions of high-speed response and high-efficiency light can be satisfied. The signal light emitted from the signal light generating element 12 becomes white light under the influence of the white light emitting material.

【0042】EL表示素子13の正孔輸送層(第4有機
膜24)においても、上記と同様の作用により発光を行
うが、第4有機膜24の電子輸送層(第3有機膜23)
との界面近傍で発生した光のうち、光導電層22側の方
向に向かう光は、帰還光(図1中矢印cで示す)として
光導電層22に入射する。また、前駆動電極26側の方
向に向かう光は、発光材料により所定の色に発光する表
示光となる。
The hole transport layer (fourth organic film 24) of the EL display element 13 also emits light by the same action as described above, but the electron transport layer of the fourth organic film 24 (third organic film 23).
Of the light generated near the interface with and, the light traveling toward the photoconductive layer 22 side enters the photoconductive layer 22 as return light (indicated by arrow c in FIG. 1). Further, the light traveling toward the front drive electrode 26 side becomes display light that emits light of a predetermined color due to the light emitting material.

【0043】次に、表示装置11全体の動作を以下に説
明する。まず、信号光発生素子12において、線順次走
査により選択された行電極16と列電極20との間に所
定電圧が印加されると、上記したように共振により、信
号光発生層19に垂直な方向に進行する白色の信号光
(図1中矢印aで示す)が、光導電層22に向けて照射
される。このとき、信号光発生層19の所定アドレスか
ら発光する信号光aが、隣接するドット領域の光導電層
22およびドープ層22Aに入射して電子−正孔対を励
起させることはない。なお、このとき、信号光発生層1
9と光導電層22とは十分に近距離であるため、信号光
は実用上十分な空間周波数を維持して光導電層22に入
射することができる。信号光が入射された部分の光導電
層22およびドープ層22Aは、上記したように電子−
正孔対を生成して電子を第3有機膜22に注入し得る状
態となる。これによって、前駆動電極26と後駆動電極
21との間に印加されていた電圧は、第3有機膜23と
第4有機膜24とでなる表示光発生層25の所定のドッ
ト部分に印加されることとなる。なお、駆動電極間に
は、直流駆動電圧、パルス電圧、交流電圧などを用いる
ことができる。この結果、上記したようにEL表示素子
13の発光により、各種発光材料によって発色された表
示光(図1中矢印d)が前方に向けて発生し、同時に後
方に向けて図1に破線の矢印cで示す帰還光が発生す
る。この帰還光cは、光導電層22およびドープ層22
Aに入射するため、光導電層22およびドープ層22A
は、再励起され、新たに電子−正孔対を生成する。ま
た、後駆動電極21と光導電層22との間のショットキ
ー接合において、信号光aの入射により発生された電子
−正孔対のうちの正孔が後駆動電極21と前駆動電極2
6との間の電位差により光導電層22の後駆動電極21
との界面に蓄積されて電子のトンネルが生成され、電子
が光導電層22に注入される。したがって、光導電層2
2は、第3有機膜23へ電子を注入し得る状態を保持す
る。このため、表示光発生層25に駆動電圧が印加され
続ける状態において、表示光発生層25へ電荷が注入さ
れ続ける状態となっている。この状態にある間は、表示
光発生層25が1フレーム走査期間に対して十分長い時
間、駆動され続けることができるため、信号光発生素子
12側の行電極16と列電極20とが選択状態でなくな
っても、表示光発生層25は発光を維持することとな
る。このため、線順次走査により、2回目の走査時まで
発光が維持されることとなる。なお、2回目の走査の直
前で後駆動電極21に印加する電圧を解除させることで
新たな表示発光が可能となる。
The operation of the entire display device 11 will be described below. First, in the signal light generating element 12, when a predetermined voltage is applied between the row electrode 16 and the column electrode 20 selected by line-sequential scanning, the resonance causes the signal light generating layer 19 to be perpendicular to the signal light generating layer 19 due to the resonance as described above. White signal light (indicated by arrow a in FIG. 1) traveling in the direction is irradiated toward the photoconductive layer 22. At this time, the signal light a emitted from a predetermined address of the signal light generation layer 19 does not enter the photoconductive layer 22 and the doped layer 22A in the adjacent dot regions to excite electron-hole pairs. At this time, the signal light generation layer 1
9 and the photoconductive layer 22 are sufficiently close to each other, the signal light can enter the photoconductive layer 22 while maintaining a practically sufficient spatial frequency. The photoconductive layer 22 and the doped layer 22A in the portion where the signal light is incident are, as described above, electron-doped.
A state in which hole pairs are generated and electrons can be injected into the third organic film 22 is obtained. As a result, the voltage applied between the front drive electrode 26 and the rear drive electrode 21 is applied to a predetermined dot portion of the display light generating layer 25 including the third organic film 23 and the fourth organic film 24. The Rukoto. Note that a DC drive voltage, a pulse voltage, an AC voltage, or the like can be used between the drive electrodes. As a result, as described above, due to the light emission of the EL display element 13, display light (arrow d in FIG. 1) colored by various light emitting materials is generated toward the front, and at the same time, toward the rear, a dashed arrow in FIG. Return light indicated by c is generated. This return light c is generated by the photoconductive layer 22 and the doped layer 22.
Since it is incident on A, the photoconductive layer 22 and the doped layer 22A
Are re-excited to generate new electron-hole pairs. In the Schottky junction between the rear driving electrode 21 and the photoconductive layer 22, holes of the electron-hole pairs generated by the incidence of the signal light a are generated by the rear driving electrode 21 and the front driving electrode 2.
The rear driving electrode 21 of the photoconductive layer 22 due to the potential difference between the
Electrons are injected into the photoconductive layer 22 by being accumulated at the interface with and generating an electron tunnel. Therefore, the photoconductive layer 2
2 holds the state where electrons can be injected into the third organic film 23. Therefore, in the state where the drive voltage is continuously applied to the display light generating layer 25, the electric charge is continuously injected into the display light generating layer 25. While in this state, the display light generating layer 25 can continue to be driven for a sufficiently long time for one frame scanning period, so that the row electrode 16 and the column electrode 20 on the signal light generating element 12 side are in the selected state. Even if it is not satisfied, the display light generating layer 25 maintains the light emission. Therefore, the light emission is maintained by the line-sequential scanning until the second scanning. Note that new display light emission can be performed by releasing the voltage applied to the rear drive electrode 21 immediately before the second scan.

【0044】この実施形態においては、上記したよう
に、信号光発生素子12の所定アドレスから出射された
信号光が、所定アドレスに対応するEL表示素子25の
所定ドットに確実に入射されるためクロストークのない
表示が可能となる。また、次回の線順次走査まで表示発
光が維持されるため、高品位な表示を行うことが可能と
なる。また、1枚の透明基板14に信号光発生素子12
とEL表示素子13を形成できるため、表示装置の薄型
・軽量化を図ることができる。さらに、従来の有機エレ
クトロルミネッセンス素子における各画素は、高デュー
ティなマトリクス駆動において、一画面分発光を保持し
続けなければならないため、初期電圧を極めて高く設定
しなければならず、このためEL表示素子自体の寿命を
短くさせていたが、この実施形態によれば、TFTに代
表されるアクティブ駆動や、強誘電性液晶のようなメモ
リ性を有する素子を用いずに、単純な構造により各画素
で帰還光によるメモリ性ないしは適当なヒステリシスが
実現し、高デューティ駆動条件下で高品位な表示を実現
することができる。同様の理由により、所望の表示輝度
を得るために、EL表示素子13に要求される輝度を低
下させることができ、EL表示素子13の高寿命化が期
待できる。さらに、有機EL素子の効率が最大となる低
輝度領域の使用が可能となり、結果としてデバイス全体
の消費電力を低下させることができる。さらにまた、こ
の実施形態では、1枚のアドレス基板14上に容易に形
成できるものであるため、TFTおよび強誘電液晶ディ
スプレイもしくはプラズマディスプレイに比較して大画
面化の際の生産性が高い。またさらに、この実施形態で
は、TFTを用いた表示装置で憂慮されている高精細化
・小型化における開口率の低下がないため、小型化にお
ける表示輝度および効率の点でTFT駆動素子に比べて
有利となる。さらに、一貫した真空プロセスでの形成が
可能である上、製造工程として高度のクリーンルームを
必要としない。また、パターニングおよびアライメント
技術もTFT製造工程に比較して非常に容易なものとな
り、成膜工程を比較的低温条件で行うことができる。ま
た、この実施形態では、表示光発生層25を有機EL材
料を用いて構成したが、無機EL材料を用いても勿論よ
い。
In this embodiment, as described above, since the signal light emitted from the predetermined address of the signal light generating element 12 is surely incident on the predetermined dot of the EL display element 25 corresponding to the predetermined address, the cross occurs. Display without talk is possible. Further, since the display light emission is maintained until the next line-sequential scanning, high-quality display can be performed. In addition, the signal light generating element 12 is formed on one transparent substrate 14.
Since the EL display element 13 can be formed, the display device can be thin and lightweight. Further, since each pixel in the conventional organic electroluminescence element must continue to hold light emission for one screen in high duty matrix driving, the initial voltage must be set extremely high, and therefore the EL display element Although the life of itself has been shortened, according to this embodiment, each pixel has a simple structure without using an active drive typified by a TFT or an element having a memory property such as a ferroelectric liquid crystal. A memory property or an appropriate hysteresis is realized by the feedback light, and a high-quality display can be realized under a high duty driving condition. For the same reason, the luminance required for the EL display element 13 can be reduced in order to obtain a desired display luminance, and the EL display element 13 can be expected to have a long life. Further, it is possible to use the low brightness region where the efficiency of the organic EL element is maximized, and as a result, the power consumption of the entire device can be reduced. Furthermore, in this embodiment, since it can be easily formed on one address substrate 14, the productivity is large when the screen size is increased as compared with the TFT and the ferroelectric liquid crystal display or the plasma display. Furthermore, in this embodiment, since there is no reduction in the aperture ratio due to the high definition and miniaturization, which is a concern in the display device using the TFT, in comparison with the TFT drive element in terms of display brightness and efficiency in the miniaturization. Be advantageous. In addition, it can be formed by a consistent vacuum process and does not require a high level clean room as a manufacturing process. Further, the patterning and alignment technique is also very easy as compared with the TFT manufacturing process, and the film forming process can be performed under a relatively low temperature condition. In addition, in this embodiment, the display light generating layer 25 is made of an organic EL material, but an inorganic EL material may of course be used.

【0045】また、この実施形態においては、正孔輸送
材料として、PVCzとBNDとの混合物を用いたが、
この他、PVCz単体や、PVCzとBNDとトリフェ
ニルジアミン誘導体(TPD)の混合物や、4,4′,4″-
トリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニ
ルアミン:MTDATAなどの材料を用いることができ
る。以下に、MTDATAの構造式を示す。
In this embodiment, the mixture of PVCz and BND is used as the hole transport material.
In addition, PVCz itself, a mixture of PVCz, BND and triphenyldiamine derivative (TPD), 4,4 ', 4 "-
Materials such as tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine: MTDATA can be used. The structural formula of MTDATA is shown below.

【0046】[0046]

【化4】 Embedded image

【0047】なお、特にこの実施形態においては、信号
光発生素子12の信号光発生層19と、EL表示素子1
3の表示光発生層25とを、PVCzとBNDとでなる
有機膜とAlq3でなる有機膜との接合構造としたこと
により、高輝度を得ることが可能となる。図4は、この
実施形態と同様の材料でなる2層構造の有機電界発光素
子と、従来の分子分散ポリマー型(MDP;Morecularl
y Doped Polymer)の単層型有機電界発光素子の投入電
力と輝度との測定結果を対比して示したグラフである。
なお、ここでは単層型有機電界発光素子の発光層は、P
VCzと、BNDと、発光材料としてのクマリン6と、
を混合してなり、2層構造の有機電界発光素子はPVC
zとBNDとクマリン6とでなる有機膜と、Alq3で
なる有機膜とを接合してなる。また、単層型有機電界発
光素子の発光層の厚さを1000Åとし、2層構造の有
機電界発光素子では電子輸送層と正孔輸送層との厚さを
ともに500Åに設定している。同図から、2層構造の
有機電界発光素子は単層のものに比べて同一投入電力に
対し6倍程度の輝度が得られることが判る。
In this embodiment, in particular, the signal light generating layer 19 of the signal light generating element 12 and the EL display element 1 are used.
The display light generating layer 25 of No. 3 has a junction structure of an organic film made of PVCz and BND and an organic film made of Alq3, whereby high brightness can be obtained. FIG. 4 shows a two-layer organic electroluminescent device made of the same material as this embodiment and a conventional molecular dispersion polymer type (MDP;
y Doped Polymer) is a graph showing the comparison results of the applied power and the luminance of the single-layer organic electroluminescence device of y Doped Polymer).
Here, the light emitting layer of the single-layer organic electroluminescent device is P
VCz, BND, coumarin 6 as a light emitting material,
The organic electroluminescent device having a two-layer structure is made of PVC.
An organic film made of z, BND, and coumarin 6 is joined to an organic film made of Alq3. Further, the thickness of the light emitting layer of the single-layer organic electroluminescent device is set to 1000Å, and the thickness of both the electron transport layer and the hole transport layer is set to 500Å in the organic electroluminescent device having a two-layer structure. From the figure, it can be seen that the organic electroluminescent device having the two-layer structure can obtain about 6 times the brightness for the same input power as compared with the single-layer organic electroluminescent device.

【0048】本実施形態では、信号光発生素子12から
出射される信号光のうち、光導電層22面の法線方向に
出射される信号光の光量が最大になるように設定されて
いるため、クロストークのない確実な駆動表示を行うこ
とができる。また、信号光発生素子12およびEL表示
素子13の構造が容易であるため、歩留まりが向上し、
よって大画面化並びに高精細化を容易に達成することが
できる。さらに、1フレーム走査する間、EL表示素子
13の光導電層22が帰還光により電荷注入性が維持さ
れるため、高デューティ駆動条件下で高品位な表示を実
現できる。また、有機膜を2層構造としたことにより、
低電圧駆動化並びに低消費電力化が達成でき、しかも高
輝度化を実現することが可能となる。さらにまた、信号
光発生素子12およびEL表示素子13を有機膜を用い
て作成するため、表示装置の薄型化・軽量化が達成で
き、かつ可撓性を有する表示装置を実現することができ
る。
In this embodiment, of the signal light emitted from the signal light generating element 12, the amount of signal light emitted in the normal direction to the surface of the photoconductive layer 22 is set to be maximum. , It is possible to perform a reliable drive display without crosstalk. Further, since the structures of the signal light generating element 12 and the EL display element 13 are easy, the yield is improved,
Therefore, it is possible to easily achieve a large screen and high definition. Furthermore, since the photoconductive layer 22 of the EL display element 13 maintains the charge injection property by the feedback light during one frame scanning, high quality display can be realized under the high duty driving condition. In addition, since the organic film has a two-layer structure,
Low voltage driving and low power consumption can be achieved, and high brightness can be realized. Furthermore, since the signal light generating element 12 and the EL display element 13 are formed by using an organic film, it is possible to achieve a thin and lightweight display device and a flexible display device.

【0049】(実施形態2)図5は、実施形態2に係る
表示装置を示す断面図である。この実施形態は、上記し
た実施形態1において、ハーフミラー層15と列電極2
0との距離(l)がl=nλ/2(nが自然数)となる
ように調整するために、例えば窒化シリコン(SiN)
でなる、誘電体膜としての共振距離調整膜27をハーフ
ミラー層15と行電極16との間に介在させたものであ
る。この実施形態では、予め透明基板14の後面にハー
フミラー層15を形成し、この表面に共振距離調整膜2
7を所望の厚さに調整して成膜することにより、列電極
20とハーフミラー層15との間で微小共振器を確実に
構成し得るようにすることができる。また、この共振距
離調整膜27の膜厚を調整することで、信号光発生素子
12で励起された信号光の波長λに適合するように共振
器構造の設計を行うことができる。なお、本実施形態に
おける他の構成および作用・動作ならびに効果は、上記
した実施形態1と略同様である。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a sectional view showing a display device according to the second embodiment. In this embodiment, the half mirror layer 15 and the column electrode 2 are the same as those in the first embodiment.
In order to adjust the distance (l) from 0 to l = nλ / 2 (n is a natural number), for example, silicon nitride (SiN)
The resonance distance adjusting film 27 as a dielectric film is interposed between the half mirror layer 15 and the row electrode 16. In this embodiment, the half mirror layer 15 is previously formed on the rear surface of the transparent substrate 14, and the resonance distance adjusting film 2 is formed on this surface.
By adjusting 7 to a desired thickness to form a film, it is possible to reliably form a microresonator between the column electrode 20 and the half mirror layer 15. Further, by adjusting the film thickness of the resonance distance adjusting film 27, it is possible to design the resonator structure so as to match the wavelength λ of the signal light excited by the signal light generating element 12. It should be noted that other configurations, operations, operations, and effects in this embodiment are substantially the same as those in the above-described first embodiment.

【0050】(実施形態3)図6は実施形態3の表示装
置の断面図である。この実施形態は、反射型の液晶表示
素子にこの発明を適用したものである。図中11は表示
装置であり、この表示装置11は、信号光発生素子12
と、液晶表示素子30と、から大略構成されている。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a sectional view of a display device according to a third embodiment. In this embodiment, the present invention is applied to a reflective liquid crystal display element. In the figure, 11 is a display device, and this display device 11 includes a signal light generating element 12
And a liquid crystal display element 30.

【0051】信号光発生素子12は、図6に示すよう
に、ガラスまたは可撓性を有する高分子フィルムでなる
光信号基板31の前面に行方向に延びる電極群としての
複数の行電極32が平行に配列して形成されている。こ
の行電極32は、カソード電極として機能するものであ
り、信号光に対して反射性を有し、且つ所定の仕事関数
を有する電極材料であればよく、例えば、MgIn、A
lLi、MgIn−Alなどの金属電極など用いること
ができる。複数の行電極32および光信号基板31の上
(前面)には、トリス(8−キノリレート)アルミニウ
ム錯体(Alq3)からなる第2有機膜33が形成され
ている。この第2有機膜33の上には、ポリビニルカル
バゾール(以下、PVCzという)と、2,5−ビス(1
−ナフチル)−オキサジアゾール(以下、BNDとい
う)と、でなる第1有機膜34が、接合するように積層
されている。これら第2有機膜33と第1有機膜34と
で、有機EL層としての信号光発生層35が構成されて
いる。また、第1有機膜34の上には、信号光発生層3
5を介して行電極32と交差(直交)する列方向に延在
され、信号光に対して透過性を有する複数の列電極36
が形成されている。この列電極36は、例えばITO、
酸化スズなどでなり、アノード電極として機能する。さ
らに、電極32、36及び信号光発生層35を水や大気
から保護するために信号光発生層35および列電極36
を覆うように、光透過性を有する保護膜37が形成され
ている。この保護膜37としては、例えばシリコン窒化
膜を用いることができる。また、電極が酸化されやすい
材料を用いている場合、保護膜37から露出している部
分を酸化されにくい材料にしてもよい。
As shown in FIG. 6, the signal light generating element 12 has a plurality of row electrodes 32 as an electrode group extending in the row direction on the front surface of an optical signal substrate 31 made of glass or a flexible polymer film. They are arranged in parallel. The row electrode 32 functions as a cathode electrode, and may be any electrode material having reflectivity with respect to signal light and having a predetermined work function, for example, MgIn, A
A metal electrode such as 1Li or MgIn-Al can be used. A second organic film 33 made of tris (8-quinolylate) aluminum complex (Alq3) is formed on the plurality of row electrodes 32 and the optical signal substrate 31 (front surface). On the second organic film 33, polyvinylcarbazole (hereinafter referred to as PVCz) and 2,5-bis (1
-Naphthyl) -oxadiazole (hereinafter referred to as BND) and a first organic film 34 made of are laminated so as to be bonded. The second organic film 33 and the first organic film 34 form a signal light generation layer 35 as an organic EL layer. The signal light generation layer 3 is formed on the first organic film 34.
A plurality of column electrodes 36 extending in the column direction intersecting (orthogonal to) the row electrodes 32 via 5 and having a transparency to the signal light.
Are formed. This column electrode 36 is made of, for example, ITO,
It is made of tin oxide and functions as an anode electrode. Further, in order to protect the electrodes 32 and 36 and the signal light generating layer 35 from water and the atmosphere, the signal light generating layer 35 and the column electrode 36.
A protective film 37 having optical transparency is formed so as to cover the. As the protective film 37, for example, a silicon nitride film can be used. When the electrode is made of a material that is easily oxidized, the portion exposed from the protective film 37 may be made of a material that is not easily oxidized.

【0052】このように構成された信号光発生素子12
においては、行電極32と列電極36との間に電界が印
加された場合に、第2有機膜33における第1有機膜3
4との界面寄りの部分から信号光としての紫外光(35
0〜400nm)が発せられる。また、行電極32およ
び列電極36は、光信号基板31の端縁まで延在され、
駆動用IC(図示省略する)と接続されている。さら
に、保護膜37の上面には、ハーフミラー層15が配置
されている。ここで、ハーフミラー層15と行電極32
との距離(l)は、信号光である紫外光の波長(λ)に
対し、実質的にl=nλ/2(nは自然数、好ましくは
1〜3)を満足する長さに設定されている。このように
して、マトリクス駆動の信号光発生素子12が構成され
ている。なお、ハーフミラー層15は、液晶表示素子3
0を構成する後透明基板38の後面に設けられたもので
あり、保護膜37の前面と密着するように張り合わされ
ている。
The signal light generating element 12 configured as described above
In the above, when the electric field is applied between the row electrode 32 and the column electrode 36, the first organic film 3 in the second organic film 33 is
UV light as a signal light (35
0-400 nm) is emitted. Further, the row electrodes 32 and the column electrodes 36 extend to the edge of the optical signal substrate 31,
It is connected to a driving IC (not shown). Further, the half mirror layer 15 is arranged on the upper surface of the protective film 37. Here, the half mirror layer 15 and the row electrode 32
And the distance (l) to and are set to a length that substantially satisfies l = nλ / 2 (n is a natural number, preferably 1 to 3) with respect to the wavelength (λ) of the ultraviolet light that is the signal light. There is. In this way, the matrix-driven signal light generating element 12 is configured. The half mirror layer 15 is used for the liquid crystal display element 3.
It is provided on the rear surface of the rear transparent substrate 38 forming 0, and is bonded so as to be in close contact with the front surface of the protective film 37.

【0053】液晶表示素子30は、信号光発生素子12
の発光領域と同程度の面積の表示領域を有している。以
下に、液晶表示素子30の構成を説明する。この液晶表
示素子30は、対をなす前透明基板39と後透明基板3
8と、これら透明基板間にシール材40により封止され
たTN形の液晶41と、前透明基板39の前面に配置さ
れた偏光板42と、を備え、旋光性を有するTNセルを
用いる構成である。そして、この実施形態3では、後透
明基板38の対向内側面に、ITOでなる透明な1枚の
後駆動電極43が表示領域全面に亙って或いは列電極3
6と実質的に同一形状で列電極36と対向するように形
成されている。また、後駆動電極43の前面には、光導
電層44が形成されている。さらに、この光導電層44
の前面に全面に亙って誘電体からなる反射板45が設け
らている。さらに、反射板45などを覆うように後配向
膜46に形成されている。
The liquid crystal display element 30 includes the signal light generating element 12
The display area has an area similar to that of the light emitting area. The configuration of the liquid crystal display element 30 will be described below. The liquid crystal display element 30 includes a front transparent substrate 39 and a rear transparent substrate 3 which form a pair.
8, a TN type liquid crystal 41 sealed by a sealing material 40 between these transparent substrates, and a polarizing plate 42 arranged on the front surface of the front transparent substrate 39, and uses a TN cell having optical activity. Is. In the third embodiment, one transparent rear drive electrode 43 made of ITO is provided on the opposite inner surface of the rear transparent substrate 38 over the entire display area or the column electrode 3.
6 is formed in substantially the same shape as the column electrodes 36 so as to face the column electrodes 36. A photoconductive layer 44 is formed on the front surface of the rear drive electrode 43. Further, this photoconductive layer 44
A reflecting plate 45 made of a dielectric material is provided on the entire front surface of the. Further, the post-alignment film 46 is formed so as to cover the reflection plate 45 and the like.

【0054】光導電層44は、光量子を吸収して、伝導
キャリヤを生成する材料でなる。このような光導電層4
4としては、例えば、ZnO、アモルファスシリコン
(a−Si)、アモルファスセレン(a−Se)、Zn
S、SnOxなどの無機半導体や、ポリビニルカルバゾ
ールなどの電荷移動錯体、有機光キャリヤ生成層(ペリ
レン類、キノ類、フタロシアニン類など)と有機キャリ
ヤ輸送層(アリールアミン類、ヒドラジン類、オキサゾ
ール類など)とを積層した有機複合材料、などの材料を
用いることができる。このような材料では、光量子を吸
収すると、伝導キャリヤを生成して、そのインピーダン
スが急激に減少するため、電気伝導性を有するようにな
る。特に、この実施形態3では、光導電層44が信号光
(紫外光)のみを吸収する光吸収特性を有するZnOを
用いている。ZnOは、通常可視光域に吸収をもたな
い。
The photoconductive layer 44 is made of a material that absorbs photons to generate conductive carriers. Such a photoconductive layer 4
Examples of 4 include ZnO, amorphous silicon (a-Si), amorphous selenium (a-Se), and Zn.
Inorganic semiconductors such as S and SnOx, charge transfer complexes such as polyvinylcarbazole, organic photocarrier generation layers (perylenes, quinones, phthalocyanines, etc.) and organic carrier transport layers (arylamines, hydrazines, oxazoles, etc.) A material such as an organic composite material in which and are stacked can be used. In such a material, when a photon is absorbed, a conductive carrier is generated and its impedance is rapidly reduced, so that the material becomes electrically conductive. In particular, in the third embodiment, the photoconductive layer 44 uses ZnO having a light absorption characteristic of absorbing only signal light (ultraviolet light). ZnO usually has no absorption in the visible light range.

【0055】一方、前透明基板39の対向内側面には、
表示領域全域に亙って、所定の色配置を有するカラーフ
ィルタ層47が形成されている。また、カラーフィルタ
層47の後面には、透明な保護膜48を介してITOで
なる1枚の前駆動電極49が形成されている。さらに、
前駆動電極49を覆うように前配向膜50が形成されて
いる。このような構成の液晶表示素子30においては、
前駆動電極49と後駆動電極43がパターニングを要し
ないものであり、表示領域全域に亙って成膜するだけで
よいため、従来のTFTをスイッチング素子とした表示
素子に比較してその製造コストを大幅に低減することが
できる。そして、このような液晶表示素子30と、上記
した信号光発生素子12とは、カラーフィルタ層47の
色配置に対して信号光発生素子12のドット配置(行電
極32と列電極36との交差した部分の配置)とが整合
して、信号光が空間周波数を維持して光導電層44に入
射するように組みつけられている。
On the other hand, on the facing inner surface of the front transparent substrate 39,
A color filter layer 47 having a predetermined color arrangement is formed over the entire display area. Further, one front drive electrode 49 made of ITO is formed on the rear surface of the color filter layer 47 via a transparent protective film 48. further,
A pre-alignment film 50 is formed so as to cover the pre-drive electrodes 49. In the liquid crystal display element 30 having such a configuration,
Since the front drive electrode 49 and the rear drive electrode 43 do not require patterning and only need to be formed over the entire display area, the manufacturing cost thereof is lower than that of a conventional display element using a TFT as a switching element. Can be significantly reduced. The liquid crystal display element 30 and the signal light generating element 12 described above are arranged in dots of the signal light generating element 12 (intersection of the row electrodes 32 and the column electrodes 36) with respect to the color arrangement of the color filter layer 47. The arrangement is such that the signal light is incident on the photoconductive layer 44 while maintaining the spatial frequency.

【0056】次に、本実施形態における表示装置11の
作用・動作を説明する。本実施形態において、信号光発
生層35から紫外光でなる信号光が発生すると、この信
号光発生層35に対して垂直に進行する波長λの信号光
のみがハーフミラー層15と行電極32との間で反射を
繰り返しているうちに透過される。このため、ハーフミ
ラー層15を透過して液晶表示素子30に向かう信号光
は、実質的に信号光発生層35に対して垂直の方向の信
号光のみが入射することになる。すなわち、信号光発生
素子12の所定の行電極32と所定の列電極36とが選
択されて所定アドレスから出射された信号光は、このア
ドレスに対応するドット部分の光導電層44に入射し
て、その部分の光導電層44に電子−正孔対を生成させ
る。本実施形態では光導電層44がZnOで形成されて
いるため、紫外光である信号光が入射するか或いは紫外
光波長域を含む光のうちの紫外光のみが選択的に入射す
ることにより、電子−正孔対を生成する。
Next, the operation and operation of the display device 11 in this embodiment will be described. In the present embodiment, when signal light, which is ultraviolet light, is generated from the signal light generation layer 35, only the signal light having the wavelength λ that travels perpendicularly to the signal light generation layer 35 is generated in the half mirror layer 15 and the row electrode 32. It is transmitted while being repeatedly reflected between. Therefore, as the signal light that passes through the half mirror layer 15 and goes to the liquid crystal display element 30, only the signal light in a direction substantially perpendicular to the signal light generation layer 35 is incident. That is, the predetermined row electrode 32 and the predetermined column electrode 36 of the signal light generating element 12 are selected, and the signal light emitted from the predetermined address enters the photoconductive layer 44 of the dot portion corresponding to this address. , To generate electron-hole pairs in the photoconductive layer 44 in that portion. In the present embodiment, since the photoconductive layer 44 is made of ZnO, the signal light that is the ultraviolet light is incident, or only the ultraviolet light of the light including the ultraviolet wavelength range is selectively incident, Generate electron-hole pairs.

【0057】そして、光導電層44の所定ドット部分に
電子−正孔対が生成されると、信号光発生素子12から
の信号光の光パターンが光導電層44の電子−正孔対
(伝導キャリア)の密度パターンに変換されたことにな
る。なお、電子−正孔対の生成量は、光導電層44に入
射した光の強度と時間と波長域との依存する。ここで、
前駆動電極49と後駆動電極43との間にAC駆動電圧
が印加されている場合を考える。このとき、伝導キャリ
アは、駆動電界の影響を受けて、光導電層44を垂直方
向(厚さ方向)に移動/往復する。なお、光導電層44
の面方向(後駆動電極43と平行方向)への、外部電界
がないため伝導キャリアはその方向へは移動しない。こ
のため、信号光が照射されたドット部分のみが低い電気
抵抗となる。すると、光導電層44のインピーダンスが
下がり、液晶41のインピーダンスに対する分圧が上昇
する。すなわち、液晶41が受ける電界強度は、伝導キ
ャリアの密度パターンを反映して変調される。このた
め、液晶41は所定方向に配向され、これに伴い表示光
としての外光が液晶セル内に入射して反射板45で反射
されることにより、液晶表示が可能となる。このとき、
表示光はカラーフィルタ層47を通過することにより分
光されてカラー表示が可能となる。なお、前駆動電極4
9と後駆動電極43との間にDC駆動電圧が印加される
場合においても、液晶41を駆動させることが可能であ
る。
When an electron-hole pair is generated in a predetermined dot portion of the photoconductive layer 44, the light pattern of the signal light from the signal light generating element 12 changes the electron-hole pair (conduction The carrier has been converted into a density pattern. The generation amount of electron-hole pairs depends on the intensity of light incident on the photoconductive layer 44, time, and wavelength range. here,
Consider a case where an AC drive voltage is applied between the front drive electrode 49 and the rear drive electrode 43. At this time, the conduction carriers move / reciprocate in the vertical direction (thickness direction) in the photoconductive layer 44 under the influence of the driving electric field. The photoconductive layer 44
Since there is no external electric field in the surface direction (parallel to the rear drive electrode 43), the conduction carriers do not move in that direction. Therefore, only the dot portion irradiated with the signal light has a low electric resistance. Then, the impedance of the photoconductive layer 44 decreases, and the partial pressure with respect to the impedance of the liquid crystal 41 increases. That is, the electric field strength received by the liquid crystal 41 is modulated by reflecting the density pattern of the conductive carriers. Therefore, the liquid crystal 41 is oriented in a predetermined direction, and accordingly, external light as display light enters the liquid crystal cell and is reflected by the reflection plate 45, thereby enabling liquid crystal display. At this time,
The display light is dispersed by passing through the color filter layer 47 to enable color display. The front drive electrode 4
It is possible to drive the liquid crystal 41 even when a DC drive voltage is applied between the drive electrode 9 and the rear drive electrode 43.

【0058】なお、上記した実施形態3では、カラーフ
ィルタを用いて多色表示を行うことができ、液晶表示素
子30のモードとしてツイストネマチック(TN)液晶
モードを用いたが、この他にスーパーツイストネマチッ
ク(STN)液晶モード強誘電性液晶(FCL)モー
ド、反強誘電性液晶(AFLC)モード、高分子分散型
液晶(PDLC)モード、相転移(PC)モードなどを
適用できる。この場合、各液晶モードに応じて、偏光
板、配向膜などを設定すればよく、例えば、PDLC液
晶モードでは、偏光板を配置させる必要がなく、配向処
理した配向膜を必要ない。また、本実施形態では、カラ
ーフィルタを用いたが、光の透過効率を向上させるた
め、液晶表示素子としてECBモードのものを用いても
よい。この場合の配向もツイストネマチックに限らず、
ホモジニアス、ホメオトロピック、ハイブリッド配向な
ど用いてもよい。さらに、この他に旋光性を用いたTN
液晶モード、複屈折性を用いたSTN液晶モードや、二
色性のゲスト・ホスト(GN)液晶モード、などの液晶
表示素子に適用することができる。また、直線偏光性の
偏光軸を用いた液晶表示素子や、楕円偏光性の位相差板
を備えた多色表示の液晶表示素子に対しても本発明を適
用できることは言うまでもない。
In the third embodiment described above, multicolor display can be performed by using color filters, and the twisted nematic (TN) liquid crystal mode is used as the mode of the liquid crystal display element 30, but in addition to this, the super twist Nematic (STN) liquid crystal mode Ferroelectric liquid crystal (FCL) mode, antiferroelectric liquid crystal (AFLC) mode, polymer dispersed liquid crystal (PDLC) mode, phase transition (PC) mode and the like can be applied. In this case, a polarizing plate, an alignment film, and the like may be set according to each liquid crystal mode. For example, in the PDLC liquid crystal mode, it is not necessary to dispose a polarizing plate and an alignment-treated alignment film is not necessary. Further, although the color filter is used in the present embodiment, an ECB mode liquid crystal display element may be used in order to improve the light transmission efficiency. The orientation in this case is not limited to twisted nematic,
Homogeneous, homeotropic, hybrid orientation and the like may be used. In addition to this, TN using optical rotation
It can be applied to liquid crystal display devices such as a liquid crystal mode, an STN liquid crystal mode using birefringence, and a dichroic guest-host (GN) liquid crystal mode. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to a liquid crystal display element using a linearly polarizing polarization axis and a multicolor liquid crystal display element having an elliptically polarizing retardation plate.

【0059】以上、この発明の各実施形態について説明
したが、この発明はこれらに限定されるものではなく、
構成の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。例
えば、上記した各実施形態においては、信号光発生素子
12における電極が反射部材であるが、後方の電極を透
明材料で形成し、その後方に誘電体からなる反射板を別
途配置する構成としても勿論よい。また、上記した実施
形態1および実施形態2においては、信号光発生層およ
び表示光発生層に、有機EL材料の他、無機EL材料も
用いることができ、EL表示素子13を構成する表示光
発生層25内に含有させる発光材料も表示目的に応じて
適宜選択することが可能である。また、上記した実施形
態1〜実施形態3では、光導電層をアモルファスシリコ
ンやZnOで形成したが、本発明ではこれらを含む各種
光導電性材料のそれぞれ、またはこれらの中から複数の
材料でなる光導電層内に、光導電層が電気伝導性を得た
場合の電気抵抗率を調整するための材料、例えば光導電
性ペリレン顔料やナフタレン誘導体などを混入させてな
る構成としても勿論よい。この他の光導電層の材料とし
て、アモルファスセレン(a−Se)、ZnS、SnO
xなどの無機半導体や、ポリビニルカルバゾールなどの
電荷移動錯体、有機光キャリヤ生成層(ペリレン類、キ
ノ類、フタロシアニン類など)と有機キャリヤ輸送層
(アリールアミン類、ヒドラジン類、オキサゾール類な
ど)とを積層した有機複合材料などの材料を用いること
ができる。このような材料では、特定波長域の光量子を
吸収すると、伝導キャリヤを生成して、そのインピーダ
ンスが急激に減少するため、電荷輸送性や電気伝導性を
有するようになることはいうまでもない。また、信号光
発生層や表示光発生層として無機EL層を用いることが
できるが、膜厚の点で有機EL層のほうが薄く形成で
き、空間周波数を維持してアドレスすることができる。
なお、光導電層からの電荷の注入の保持は帰還光による
ものだけでなく、光導電層と後駆動電極とのショットキ
ー接合により光導電層の後駆動電極との界面付近でのホ
ールによるトンネル効果により後駆動電極から電子が光
導電層を介して表示光発生層に注入することができる。
このようにすれば、信号光が消失した後にも表示光が光
量を増大または保持することが可能となる。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to them.
Various design changes accompanying the gist of the configuration are possible. For example, in each of the above-described embodiments, the electrode in the signal light generating element 12 is a reflecting member, but the rear electrode may be formed of a transparent material, and a reflecting plate made of a dielectric may be separately arranged behind the electrode. Of course good. Further, in the above-described first and second embodiments, an inorganic EL material can be used for the signal light generation layer and the display light generation layer, in addition to the organic EL material, and the display light generation that constitutes the EL display element 13 is generated. The light emitting material contained in the layer 25 can be appropriately selected according to the display purpose. Further, in the above-described Embodiments 1 to 3, the photoconductive layer is formed of amorphous silicon or ZnO, but in the present invention, each of various photoconductive materials including these or a plurality of materials among them are used. Of course, a material for adjusting the electrical resistivity when the photoconductive layer obtains electrical conductivity, such as a photoconductive perylene pigment or a naphthalene derivative, may be mixed in the photoconductive layer. Other materials for the photoconductive layer include amorphous selenium (a-Se), ZnS, and SnO.
An inorganic semiconductor such as x, a charge transfer complex such as polyvinylcarbazole, an organic photocarrier generation layer (perylenes, quinones, phthalocyanines, etc.) and an organic carrier transport layer (arylamines, hydrazines, oxazoles, etc.) Materials such as laminated organic composite materials can be used. It is needless to say that such a material, when absorbing photons in a specific wavelength range, forms a conductive carrier and its impedance sharply decreases, and thus has charge transporting property and electrical conductivity. Further, although an inorganic EL layer can be used as the signal light generating layer or the display light generating layer, the organic EL layer can be formed thinner in terms of film thickness, and addressing can be performed while maintaining the spatial frequency.
Note that the injection of charges from the photoconductive layer is not only retained by the feedback light, but also by the Schottky junction between the photoconductive layer and the post-driving electrode, tunneling by holes near the interface between the photoconductive layer and the post-driving electrode is performed. Due to the effect, electrons can be injected from the rear driving electrode into the display light generating layer through the photoconductive layer.
With this configuration, the amount of display light can be increased or held even after the signal light is lost.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、光導電層に入射される信号光の指向性を制
御し、確実に表示素子側に出射させることができるた
め、画素間の輝度のばらつきやクロストークが発生する
のを防止でき、高品位な駆動表示を行うことができる。
また、製造コストが低く、開口率が高く、駆動特性が良
好で、しかも大画面化並びに高精細化が容易で、さらに
は低電圧駆動や低消費電力を同時に実現する表示装置が
得られるという効果がある。さらに、例えば有機EL材
料を用いることにより、フィルム基板化して薄型、軽
量、且つ可撓性をも備えることが可能とない、製造コス
トが低く、生産性の良好な表示装置を実現するという効
果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the directivity of the signal light incident on the photoconductive layer can be controlled and the signal light can be reliably emitted to the display element side. It is possible to prevent variations in luminance and crosstalk from occurring, and high-quality drive display can be performed.
In addition, the manufacturing cost is low, the aperture ratio is high, the driving characteristics are good, the screen size and the definition can be easily increased, and further, the display device can realize the low voltage driving and the low power consumption at the same time. There is. Furthermore, for example, by using an organic EL material, it is possible to realize a display device which has a thin film, a light weight, and flexibility without being made into a film substrate, has low manufacturing cost, and has good productivity. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る表示装置の実施形態1の概略を
示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing the outline of a first embodiment of a display device according to the present invention.

【図2】実施形態1の表示装置の概略を示す分解斜視
図。
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the display device according to the first embodiment.

【図3】電子および正孔の注入障壁に対する効果を説明
するエネルギーダイヤグラム。
FIG. 3 is an energy diagram illustrating the effect of electrons and holes on the injection barrier.

【図4】実施形態1に用いた有機電界発光素子(2層構
造)と従来の有機電界発光素子(単層構造)における、
投入電力と発光輝度との測定結果を示すグラフ。
FIG. 4 shows an organic electroluminescent device (two-layer structure) used in Embodiment 1 and a conventional organic electroluminescent device (single-layer structure).
The graph which shows the measurement result of input electric power and light emission brightness.

【図5】実施形態2の表示装置の概略を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing the outline of a display device according to a second embodiment.

【図6】実施形態3の表示装置の概略を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the outline of a display device according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 信号光 b 共振光 d 表示光 11 表示装置 12 信号光発生素子 13 EL表示素子 15 ハーフミラー層 16 行電極 17 第1有機膜 18 第2有機膜 19 信号光発生層 20 列電極 21 後駆動電極 22 光導電層 23 第3有機膜 24 第4有機膜 25 表示光発生層 26 前駆動電極 27 共振距離調整膜 30 液晶表示素子 41 液晶 a signal light b resonance light d display light 11 display device 12 signal light generating element 13 EL display element 15 half mirror layer 16 row electrode 17 first organic film 18 second organic film 19 signal light generating layer 20 column electrode 21 post-driving electrode 22 Photoconductive Layer 23 Third Organic Film 24 Fourth Organic Film 25 Display Light Generation Layer 26 Front Driving Electrode 27 Resonance Distance Adjusting Film 30 Liquid Crystal Display Element 41 Liquid Crystal

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定波長域の信号光を発生し、該信号光
の進行方向に応じて出射させる光量を制御する信号光発
生素子と、 前記信号光に応じて電荷を発生する光電変換層及び前記
光電変換層の電荷が発生された領域に対応した領域が駆
動表示される表示素子と、 を備えたことを特徴とする表示装置。
1. A signal light generating element that generates a signal light in a predetermined wavelength range and controls the amount of light emitted according to the traveling direction of the signal light, a photoelectric conversion layer that generates an electric charge according to the signal light, A display device comprising: a display element in which a region corresponding to a region of the photoelectric conversion layer in which electric charges are generated is driven and displayed.
【請求項2】 前記信号光発生素子は、出射される光量
が最大である進行方向の信号光を前記光導電層に入射さ
せることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
2. The display device according to claim 1, wherein the signal light generating element causes the signal light in the traveling direction in which the emitted light amount is maximum to be incident on the photoconductive layer.
【請求項3】 前記信号光発生素子は、所定電圧の印加
により前記信号光を発生する信号光発生層が設けられて
いることを特徴とする請求項1または請求項2記載の表
示装置。
3. The display device according to claim 1, wherein the signal light generating element is provided with a signal light generating layer that generates the signal light by applying a predetermined voltage.
【請求項4】 前記信号光発生層は有機電界発生層であ
ることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
4. The display device according to claim 3, wherein the signal light generating layer is an organic electric field generating layer.
【請求項5】 前記信号光発生素子は、前記所定波長域
の信号光を発生させる信号光発生層と、前記信号光に対
し透過性を有し、前記信号光発生層の一方の面側に第1
の方向に並んで配列された複数の第1信号用電極と、前
記信号光発生層の他方の面側に前記第1の方向と異なる
第2の方向に、前記信号発生層を介して前記第1信号用
電極と互いにマトリクス状に交差するように並んで配列
された複数の第2信号用電極と、を有することを特徴と
する請求項1〜請求項4のいずれかに記載の表示装置。
5. The signal light generating element includes a signal light generating layer that generates signal light in the predetermined wavelength range and a signal light transmitting layer that is transparent to the signal light and is provided on one surface side of the signal light generating layer. First
A plurality of first signal electrodes arranged side by side in the same direction, and on the other surface side of the signal light generating layer, in a second direction different from the first direction, through the signal generating layer, The display device according to claim 1, further comprising: one signal electrode and a plurality of second signal electrodes arranged side by side so as to intersect each other in a matrix.
【請求項6】 前記信号光発生素子は、前記信号光を共
振させ、所定の進行方向の信号光を前記表示素子に照射
させることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか
に記載の表示装置。
6. The signal light generating element resonates the signal light to irradiate the display element with the signal light in a predetermined traveling direction, according to any one of claims 1 to 5. Display device.
【請求項7】 前記信号光発生素子は、前記信号光発生
層の一方の面側には前記信号光に対し反射性の反射部材
が設けられ、前記信号光発生層の他方の面側にはハーフ
ミラーが設けられていることを特徴とする請求項3〜請
求項6のいずれかに記載の表示装置。
7. The signal light generating element is provided with a reflecting member that is reflective to the signal light on one surface side of the signal light generating layer, and on the other surface side of the signal light generating layer. The display device according to any one of claims 3 to 6, further comprising a half mirror.
【請求項8】 前記信号光発生素子は、前記信号光発生
層に互いに異なる極性の電荷を注入する一対の電極を有
し、前記反射部材は、前記一対の電極のうちのいずれか
の電極であることを特徴とする請求項7に記載の表示装
置。
8. The signal light generating element has a pair of electrodes for injecting charges of different polarities into the signal light generating layer, and the reflecting member is any one electrode of the pair of electrodes. The display device according to claim 7, wherein the display device is provided.
【請求項9】 前記信号光発生素子は、前記信号光発生
層に互いに異なる極性の電荷を注入する一対の電極を有
し、前記ハーフミラーは誘電体であり、前記一対の電極
のうちのいずれかに接していることを特徴とする請求項
7または請求項8に記載の表示装置。
9. The signal light generating element has a pair of electrodes for injecting charges of different polarities into the signal light generating layer, the half mirror is a dielectric, and one of the pair of electrodes. The display device according to claim 7, wherein the display device is in contact with the crab.
【請求項10】 前記信号光発生素子は、前記信号光が
前記ハーフミラーと前記反射部材との距離(l)が前記
信号光の所定波長域の間の波長(λ)に対し、 l=nλ/2(nは自然数) となるように設定されることを特徴とする請求項9に記
載の表示装置。
10. The signal light generating element, wherein the signal light has a distance (l) between the half mirror and the reflecting member with respect to a wavelength (λ) within a predetermined wavelength range of the signal light, where l = nλ The display device according to claim 9, wherein the display device is set to be / 2 (n is a natural number).
【請求項11】 前記信号光発生素子は、前記信号光発
生層の膜厚が前記ハーフミラーと前記反射部材との距離
(l)に実質的に等しいことを特徴とする請求項10に
記載の表示装置。
11. The signal light generating element according to claim 10, wherein a film thickness of the signal light generating layer is substantially equal to a distance (l) between the half mirror and the reflecting member. Display device.
【請求項12】 前記信号光発生素子は、前記信号光に
対し透過性を有する誘電膜及び当該誘電膜に接して配置
される前記信号光発生層を有し、前記誘電膜及び前記信
号光発生層の距離が前記ハーフミラーと前記反射部材と
の距離(l)に実質的に等しいことを特徴とする請求項
10に記載の表示装置。
12. The signal light generating element includes a dielectric film having transparency to the signal light and the signal light generating layer disposed in contact with the dielectric film, and the dielectric film and the signal light generating element. Display device according to claim 10, characterized in that the distance of the layers is substantially equal to the distance (l) between the half mirror and the reflecting member.
【請求項13】 前記表示素子は、一対の電極間に前記
信号光により電荷を生成する前記光電変換層及び液晶が
介在されてなることを特徴とする請求項1〜請求項12
のいずれかに記載の表示装置。
13. The display device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer for generating electric charges by the signal light and a liquid crystal are interposed between a pair of electrodes.
The display device according to any one of the above.
【請求項14】 前記表示素子は、一対の電極間に前記
信号光により電荷を生成する前記光電変換層及び表示光
を発光する有機電界発光層が介在されてなることを特徴
とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の表示装
置。
14. The display device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer for generating charges by the signal light and the organic electroluminescent layer for emitting display light are interposed between a pair of electrodes. ~ The display device according to claim 12.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000066205A (en) * 1999-09-01 2000-03-03 Seiko Epson Corp Projection type liquid crystal display device

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