JPH09236817A

JPH09236817A - 表示装置

Info

Publication number: JPH09236817A
Application number: JP8067452A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shirasaki; 友之白嵜; Masaharu Shiotani; 雅治塩谷; Hiroyasu Yamada; 裕康山田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】誤動作の無い、高品位な表示装置を提供す
る。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス層でなる
発光層１９を行電極１６と列電極２０とで挟んでなるア
ドレス光素子１２の後方に、バックライトシステム１４
からの表示光の紫外光成分を遮光する紫外光フィルタ２
７が配置され、アドレス光素子１２の前方に光電変換層
２９を備えた液晶表示素子１３が配置された構成とした
ことにより、光電変換層２９において、アドレス光素子
１２の信号光のみによって電荷を発生させることができ
る。このため、液晶表示素子１３の表示駆動に誤動作が
発生するのを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、液晶材料やエレクトロルミネッセンス
材料を用いてなるフラットディスプレイに係る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】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、個々の画素としてのＬＥＤ（light
emitting diode）、ＥＬ（electro luminescence）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。

【０００３】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。また、単純マトリクス駆動のＬＣＤでは、高デュ
ーティになるに従いクロストークが発生してしまうため
にコントラスト比が高くなく、より多階調の表示が望ま
れていた。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が、これ
らは、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。また、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
低下するため、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ＴＦＴ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。さらに、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、ＴＦ
Ｔ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。

【０００４】この発明が解決しようとする課題は、誤動
作がなく、大画面化なら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
動化なら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、製造コストの低く、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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定電圧が印加されることにより可視光の波長域以外の
波長域の信号光を発生させる発光領域、が形成された発
光層、を有する発光素子と、可視光以外の波長域の光を
受光した領域のみが電荷を発生する光電変換層を有し、
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、可視光表示される表示素子と、を備えたことを特徴
としている。

【０００６】請求項１記載の発明においては、可視光以
外の波長域の光を信号光とし、光電変換層の信号光が受
光した領域に発生する電荷に応じて表示素子の信号光に
対応した領域が選択されて可視光表示を行うことができ
る。光電変換層は可視光以外の波長域のみの光を受光し
て電荷を発生するので、表示素子が可視光表示であって
もその表示光により電荷を発生することはないので、表
示素子が可視光表示を行う際に表示に伴う可視光が光電
変換層に入射しても誤動作することがない。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記信号光は紫外
光であり、且つ前記光電変換層は紫外光の入射によって
電荷を発生することを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明においては、発光素子
から光電変換層に入射する信号光が紫外光であり、且つ
光電変換層が紫外光の入射のみによって電荷を発生する
ため、表示光である可視光の入射によって光電変換層に
不要な電荷が発生するのを回避することができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記信号光は赤外
光であり、且つ前記光電変換層は赤外光の入射のみによ
って電荷を発生することを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明においては、発光素子
から光電変換層に入射する信号光が赤外光であり、且つ
光電変換層が赤外光の入射のみによって電荷を発生する
ため、表示光である可視光の入射によって光電変換層に
不要な電荷が発生するのを回避することができる。

【００１１】請求項４記載の発明は、前記発光素子は、
前記信号光に対し透過性を有し、前記発光層の前記光電
変換層側の面に第１の方向に並んで配列された複数の第
１電極と、前記発光層の他方の面に前記第１の方向に直
交した第２の方向に並んで配列された複数の第２電極
と、を有することを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明においては、第１電極
と第２電極とが発光層を介して交差する電極群であるた
め、第１電極と第２電極とのそれぞれの中から任意の電
極を選択して両電極間に所定電圧を印加することによ
り、発光層における電極どうしが交差した任意の位置の
発光領域から信号光を発生させることができる。発光層
の光電変換層側の面に設けられた第１電極は信号光に対
して透過性をもつため、発光層から出射された信号光は
光電変換層に到達できる。信号光を受光した光電変換層
の任意の領域では、電荷が発生する。この電荷の発生に
伴って、表示素子は駆動表示される。このような構造の
発光素子を設けることにより、発光素子を表示素子に近
接させても、第１電極および第２電極のそれぞれを線順
次走査して発光素子を駆動することによって、信号光を
発生させる領域を自在に決定することができる。このよ
うにして、表示装置の高密度実装化により携帯性に優
れ、表示素子に表示画像を自在に表示することが可能と
なる。

【００１３】請求項５記載の発明は、前記発光素子は、
前記発光層が有機エレクトロルミネッセンス層でなるエ
レクトロルミネッセンス素子であることを特徴としてい
る。この請求項５記載の発明においては、有機エレクト
ロルミネッセンス材料で発光層を形成するため、発光層
の形成において高温工程を要することがなく、膜厚の薄
い発光層を容易に形成することがでる。また、有機エレ
クトロルミネッセンス材料を用いることにより、発光素
子を薄型化、透明化することが可能になるので、発光素
子を表示素子に近接して配置させて信号光が空間周波数
を維持して光電変換層に入射することができ、ノイズの
少ないアドレスを行うことができ、また低電圧・低電力
の条件で駆動させることができる。

【００１４】請求項６記載の発明は、前記表示素子は、
表示光を発光する表示用有機エレクトロルミネッセンス
層と、前記表示用有機エレクトロルミネッセンス層の前
記発光素子側に配置された前記光電変換層と、前記光電
変換層の前記発光素子側の面に配置された、前記信号光
に対して透過性をもつ第１ＥＬ駆動用電極と、前記表示
用有機エレクトロルミネッセンス層の前記発光素子との
反対側の面に配置された、前記表示光に対して透過性を
もつ第２ＥＬ駆動電極と、を備えている、ことを特徴と
している。

【００１５】請求項６記載の発明においては、発光素子
の所定の発光領域から出射された信号光が光電変換層に
入射すると、この発光領域に対応した光電変換層に電荷
が発生する。これにより、電荷が発生した光電変換層の
領域に対応した表示用有機エレクトロルミネッセンス層
の領域に、表示発光に供されるキャリアの注入が可能と
なる。第１ＥＬ駆動用電極と第２ＥＬ駆動用電極とのそ
れぞれの側から注入されたキャリアは、表示用有機エレ
クトロルミネッセンス層内で再結合してＥＬ発光を発生
させる。このＥＬ発光により、表示素子では駆動表示を
行うことができる。このとき、光電変換層が電荷の注入
を保持するので最大瞬間輝度を上げる必要がなく、表示
素子の長寿命を図ることができ、また、第２ＥＬ駆動電
極は表示光に対して透過性をもつため、表示用有機エレ
クトロルミネッセンス層からの発光を表示面側に透過さ
せることができる。

【００１６】請求項７記載の発明は、前記表示光は、可
視光であることを特徴としている。この請求項７記載の
発明においては、表示光が可視光であるためこの表示光
で光電変換層に新たに電荷を発生させることがない。こ
のため、表示素子の誤動作を防止することができる。

【００１７】請求項８記載の発明は、前記表示素子は、
前記光電変換層の一方の面側に配置された液晶層と、前
記光電変換層の前記発光素子側の面に配置された、前記
信号光に対して透過性を有する第１液晶駆動電極と、前
記液晶層の前記発光素子との反対側に配置された第２液
晶駆動電極と、を備えていることを特徴としている。

【００１８】請求項８記載の発明においては、信号光が
光導電層の所定領域に入射するとその領域に電荷が発生
し、その領域に対応する領域の液晶層に、第１液晶駆動
電極と第２液晶駆動電極とから電圧を印加することが可
能となり、これにより液晶分子の状態に応じた液晶表示
を行うことができる。

【００１９】請求項９記載の発明は、前記発光素子に対
して前記表示素子との反対側に、可視光を発光する光源
が配置されたことを特徴としている。請求項９記載の発
明においては、光源の可視光を発光素子を介して配置さ
せることにより表示素子の表示面側に光源を配置するこ
とが不要なので、直接表示素子を視認することができ、
より明瞭な表示を見ることができる。

【００２０】請求項１０記載の発明は、前記光源と前記
発光素子との間に、前記遮光手段が配置されたことを特
徴としている。請求項１０記載の発明においては、光源
から出射された光のうち光導電層で電荷を発生させる光
成分がふくまれている場合に、この光成分を遮光手段で
遮光することができる。このため、表示素子における誤
動作を防止することができる。なお、発光素子と光導電
層との間には遮光手段は配置されていないため、発光素
子から出射された信号光は光導電層に確実に到達でき
る。

【００２１】請求項１１記載の発明は、前記表示素子の
表示面側に前記光電変換層に電荷を発生させる波長域の
光を遮光する遮光手段が配置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、表示素子の表示
面側に遮光手段を配置したことにより、表示面側から照
射される外光のうち、光電変換層に電荷を発生させる可
視光以外の波長域の光の入射を防止することができるの
で、表示面側からの光による表示素子の誤動作を抑制す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る表示装置の
詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。

【００２３】（実施形態１）図１はこの発明に係る表示
装置の断面構造を示す断面図である。この実施形態は、
透過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、
発光素子としてのアドレス光素子１２と、光導電層を備
えた液晶表示素子１３と、バックライトシステム１４
と、アドレス光素子１２とバックライトシステム１４の
間に配置された遮光手段としての紫外光フィルタ３７
と、から大略構成されている。

【００２４】アドレス光素子１２は、図１に示すよう
に、ガラスあるいは高分子フィルムでなるアドレス基板
１５の上面に、電極群としての複数の行電極１６が行方
向に互いに平行に配列して形成されている。この行電極
１６は、約２５０Å〜１０００Åの膜厚でアノードとし
て機能するものである。また、この行電極１６は、光源
としてのバックライトシステム１４の表示光（可視光）
の波長域（４０１ｎｍ〜８００ｎｍ）に対して透過性を
有するものであり、例えば、ＩＴＯ（indium tinoxid
e）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）等の少なくとも１種から構成されている。複数の行
電極１６およびアドレス基板１５上面には、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、からなる単一層の正孔輸送性の第１有機膜１７
が約１０００Åの膜厚で形成されている。そして、この
第１有機膜１７上には、トリス（８−キノリレート）ア
ルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ３という）等からなる電
子輸送性の第２有機膜１８が、約５００Åの膜厚で形成
され、そして、発光層１９は、これら第１有機膜１７お
よび第２有機膜１８から構成されている。以下に、Ａｌ
ｑ３、ＰＶＣｚ、ＢＮＤの構造式を示す。

【００２５】

【化１】

【００２６】

【化２】

【００２７】

【化３】

【００２８】また、第２有機膜１８の上面には、図１に
示すように、発光層１９を介して行電極１６と交差（直
交）する列方向（第２の方向）に平行な複数の列電極２
０が形成されている。この列電極２０は、カソードとし
て機能するものであり、アノードに対し仕事関数が低い
物質でなり、可視光及び紫外光波長域に対して透過性を
有している例えばｎ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）、ｎ型シリコンカーバイド等の材料で形成されてい
る。

【００２９】そして、発光層１９および列電極２０を覆
うように、保護膜２１が形成されている。なお、図示し
ないが、行電極１６の端子部も保護膜２１に覆われずに
露呈した状態となっている。この保護膜２１としては、
可視光波長域および紫外光波長域の光に対し透過性をも
つ、例えばシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜を用
いることができる。保護膜２１は、列電極２０の酸化防
止および湿気による特性劣化を防止するものであるが、
アドレス光素子１２の各部材の物性によっては必ずしも
必要ない。

【００３０】このように構成されたアドレス光素子１２
においては、行電極１６と列電極２０との間に電界が印
加された場合に、第１有機膜１７における第２有機膜１
８との界面寄りの部分から信号光としての紫外光（３５
０〜４００ｎｍの所定間の波長域の光）が発せられる。
なお、信号光の波長域と、バックライトシステム１４の
表示光としての可視光の波長域とができるだけ離れてい
たほうが好ましく、信号光としては３５０〜４００ｎｍ
の波長域の紫外光が出射されるように設定することが望
ましい。また、行電極１６および列電極２０は、アドレ
ス基板１５の端縁まで延在され、端子部が保護膜２１か
ら露出し、駆動用ＩＣ（図示省略する）と接続されてい
る。このようにして、マトリクス駆動のアドレス光素子
１２が構成されている。なお、列電極２０として仕事関
数値から酸化されやすい部材を適用した場合、露出する
端子部の表面に酸化されにくい部材でメッキ処理を施し
てもよい。

【００３１】このような構成のアドレス光素子１２に組
み合わされる液晶表示素子１３は、アドレス光素子１２
の全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、図１を用いて液晶表示素子１３の構成を説明す
る。

【００３２】この液晶表示素子１３は、対をなす前透明
基板２２と後透明基板２３と、これら透明基板間にシー
ル材２４により封止されたツイストネマティック配向の
液晶２５と、を備え、旋光性を有するＴＮセルを構成し
ている。前透明基板２２外面側には、直線性の偏光軸を
有する前偏光板２６が配置され、アドレス光素子１２の
アドレス基板１５の後面には、前偏光板２６の偏光軸と
直交する偏光軸を有する後偏光板２７が設けられてい
る。また、後偏光板２７の後面には、紫外光を遮光する
遮光手段としての紫外光フィルタ３７がほぼ全面に亙っ
て張り付けられている。この紫外光フィルタ３７は、バ
ックライトシステム１４からの表示光のうちの紫外光成
分が液晶表示素子１３側に透過するのを防止している。

【００３３】そして、この実施形態では、後透明基板２
３の対向内側面に、ＩＴＯでなる透明な１枚の後駆動電
極２８が表示領域全面に亙って形成されている。また、
後駆動電極２８の前面には、光電変換層２９が形成され
ている。さらに、この光電変換層２９を覆うように、後
配向膜３０が形成されている。

【００３４】光電変換層２９は、特定波長域の光量子を
吸収して、伝導キャリヤを生成する材料からなり、例え
ば、紫外線の波長域（４００ｎｍ以下）に分光感度のピ
ークを有する、すなわちエネルギーギャップＥｇが３．
１（ｅＶ）以上である、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧａＮ等の無
機化合物や赤外線の波長域（８００ｎｍ以上１ｎｍ以
下）に分光感度のピークを有する、すなわちエネルギー
ギャップＥｇが１．５５（ｅＶ）以上である、ＣｄＴ
ｅ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ
等の無機化合物がある。このような材料では、特定波長
域の光量子を吸収し、電子−正孔対を生成して、電荷を
蓄積し得るようなっている。特に、この実施形態では、
光電変換層２９が信号光（紫外光）に対し光吸収特性を
有し、紫外光波長域に鋭敏な分光感度のピークを有する
ＺｎＯを用いている。このＺｎＯは、通常可視光域に光
吸収をもたない。

【００３５】前透明基板２２の対向内側面には、表示領
域全域に亙って、所定の色配列を有するカラーフィルタ
層３１が配置されている。また、カラーフィルタ層３１
の表面には、表示光に対して透過性をもつシリコン窒化
膜からなる保護膜３２が形成され、この保護膜３２の表
面にはＩＴＯでなる１枚の前駆動電極３３が全面に形成
されている。さらに、前駆動電極３３を覆うように前配
向膜３４が形成されている。このような構成の液晶表示
素子１３においては、前駆動電極３３と後駆動電極２８
が微細なパターニング工程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ＴＦ
Ｔをスイッチング素子とした表示素子に比較して、スル
ープットを飛躍的に向上させることができ、製造コスト
を大幅に低減することができる。さらに、図示しない電
圧印加手段から液晶２５に電圧を印加する駆動電極２
８、３３は、表示面に全面に亙って形成されているの
で、ＴＦＴや、ＴＦＴのドレイン電極に接続されかつ信
号電圧を供給するドレインラインや、ゲート電極に接続
されかつ走査電圧を供給するゲートラインや、さらには
蓄積電極（補助容量電極）などを一切必要としない構造
である。このため、きわめて開口率が高く、すぐれたコ
ントラストを得ることができる。そして、このような液
晶表示素子１３と、上記したアドレス光素子１２とは、
カラーフィルタ層３１の色配置に対してアドレス光素子
１２のドット（単位発光部）配置（行電極１６と列電極
２０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電変換層２９に入射するように
設定されている。

【００３６】また、アドレス光素子１２の後方には、バ
ックライトシステム１４が配置されている。このバック
ライトシステム１４は、表示光としての可視光を発する
光源ランプ３５と、アクリル等からなる導光板３６と、
から大略構成されている。

【００３７】次に、この実施形態１の表示装置１１の作
用・動作について説明する。まず、図２は、この実施形
態のアドレス光素子１２の概略的なエネルギーダイヤグ
ラムを示している。このエネルギーダイヤグラムは、行
電極（アノード）１６と接合する第１有機膜１７とし
て、ＰＶＣｚより電子輸送性をもつＢＮＤをＰＶＣｚへ
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。

【００３８】図２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でなる第２有機膜１８側から第１有
機膜１７への電子の移動の点で、第２有機膜１８と第１
有機膜１７との界面のそれぞれの電子親和力を鑑みる
と、正孔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Ｐ
ＶＣｚ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ＰＶＣｚ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ＰＶＣｚのエネルギー障壁に反映されて
いるので、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＋ＢＮＤ）から電子
輸送層への正孔の移動は、エネルギー障壁ＨｔｏＡｌｑ
３がエネルギー障壁ＥｔｏＢＮＤより大きいため実質的
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（ＰＶＣｚ＋ＢＮＤ）における電子輸
送層（Ａｌｑ３）との界面近傍で生じる。

【００３９】結果として、ＥＬ発光層（発光層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せているので、
正孔輸送層への電子の注入を容易にしている。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ＨｆｒｏｍＡにより、容易に正
孔を移動することができる。このようなアドレス光素子
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。このアドレス光素子
１２から発光する信号光は、紫外光である。

【００４０】次に、アドレス光素子１２において行電極
１６と列電極２０とが選択されてマトリクス駆動された
ときに、発光層１９の所定アドレス（所定発光領域）か
ら信号光が発光された場合の光導電層２９での作用・動
作を図３および図４を用いて説明する。

【００４１】図３（ａ）は、後駆動電極２８、光電変換
層２９、液晶２５、前駆動電極３３の構造において電極
２８、３３間にＡＣ駆動電圧Ｖｄを印加した状態を示し
ている。ここでは、配向膜３０、３４における電圧降下
を無視して基本的概念を説明する。この状態において、
アドレス光素子１２を駆動しない状態（特定波長域の信
号光が出力されない暗状態）、すなわち初期状態では、
光電変換層２９のインピーダンスＺｐｃと液晶２５のイ
ンピーダンスＺｄｒとで分圧されて、光電変換層２９に
電圧Ｖｐｃが、液晶２５に電圧Ｖｄｒが印加されてい
る。図３（ｂ）は初期状態の等価回路を示している。同
図中、Ｃｄｒは液晶２５の容量、Ｃｐｃは光電変換層２
９の容量、Ｒｄｒは液晶２５の抵抗、Ｒｐｃは光電変換
層２９の抵抗である。抵抗Ｒｐｃは、光生成キャリヤの
量と相関する可変抵抗であり、同図に示すように暗状態
（初期状態）では極めて高抵抗となっている。このた
め、この状態では、ＡＣ駆動電圧の大半が光電変換層２
９に印加されている。すなわち、対応する液晶２５の内
部電界は低く、液晶の配向は配向膜３０、３４に応じた
初期配向状態になっている。

【００４２】次に、図４（ａ）に示すように、アドレス
光素子１２の所定アドレスで特定波長域の信号光（紫外
光）が出射されると、同アドレスに対応する単位受光部
（ドット部）の光電変換層２９に光が吸収されて励起さ
れ、その部分に電子−正孔対からなる電荷が生成され
る。すなわち、アドレス光素子１２から発せられる特定
波長域の信号光の光パターンが、光電変換層２９の電荷
密度パターンに変換されたことになる。なお、電荷の生
成量は、入射した光の強度と入射時間と波長域とに依存
する。このとき、電荷は、駆動電界の影響を受けて、光
電変換層２９を垂直方向（厚さ方向）に移動／往復す
る。なお、光電変換層２９の面方向（後透明基板２３と
平行方向）には、外部電界が無いため電荷はその方向へ
は移動しない。このため、信号光が照射されたドット部
（単位受光部）のみが、図４（ａ）に示すように低い抵
抗Ｒｐｃ１となる。すると、光電変換層２９のインピー
ダンスＺｐｃが下がり、液晶２５のインピーダンスＺｄ
ｒに対する分圧が上昇する。すなわち、液晶２５が受け
る電界強度は、電荷密度パターンを反映して変調され
る。このため、液晶２５は、所定方向に配向されてバッ
クライトシステム１４からの光（可視光）を透過状態を
変化させて液晶表示が可能となる。このとき、バックラ
イトシステム１４からの光のうちの紫外光成分は、紫外
光フィルタ３７によって遮光されるため、光電変換層２
９は信号光のみによって光電変換され、バックライトシ
ステム１４からの光により影響を受けることがなく、誤
動作が発生することを防止できる。

【００４３】図４（ｂ）は、光電変換層２９の抵抗Ｒｐ
ｃが、信号光の入射が終了した時点から経時的に増大し
ていく様子を示している。これは、光電変換層２９内の
光生成キャリヤが、特定の寿命時間（平均時間）を有し
（不純物や格子欠陥などの影響を受ける）、この結果、
液晶２５の電界強度パターンは、光電変換層２９への信
号光（アドレス書込み光）の入射が終了した時点からあ
る時定数にしたがって減衰する。この結果、光電変換層
２９の抵抗成分Ｒｐｃが再び増大し、液晶２５の電界強
度もそれに伴って漸次減衰していく。なお、このような
時定数できまる減衰時間に対して、十分な時間の全走査
周期を設定することで、液晶２５が受ける電界強度パタ
ーンを実質的に定常的に保持することができる。図５
（ａ）は、アドレス光素子１２側から出射された光パル
スに対して、液晶層の実効電圧の変化を示している。電
界強度パターンを事実上、定常的に保持するには、同図
（ｂ）に示すように、全走査周期を液晶層の実効電圧の
減衰時間内とすることにより、十分対処することができ
る。このため、この実施形態では従来のＴＦＴを用いた
液晶表示素子のような補助容量電極も必要ない。なお、
アドレス光素子１２を駆動／発光させて信号光パターン
（光画像）を得るには行電極１６と列電極２０のそれぞ
れの電極群を線順次駆動すればよい。図６（ａ）は行電
極１６および列電極２０の一方をセレクトライン、他方
をデータラインとしたときのマトリクスの等価回路図で
あり、（ｂ）は線順次に走査したときの、１走査線選択
時間と全走査周期（フレーム）とを示したタイミングチ
ャートである。液晶表示素子１３は光電変換層２９に蓄
積された電荷に応じて階調表示する。蓄積された電荷
は、入射した光の波長域と、その光の入射時間と、単位
時間に入射した光の光量とに依存しているので、信号光
の入射時間や単位時間の光量を制御することにより階調
表示を行うことができる。なお、この実施形態において
は、ＡＣ駆動を行ったが、極性が反転するパルス列を用
いてもよい。

【００４４】以上、この実施形態の表示装置の駆動方法
について説明したが、このような方法を用いると、デー
タの書き込み、その保持時間、さらに消去までも自在に
行うことができる。この実施形態の駆動方法では、ＴＦ
Ｔを用いた液晶表示装置と実質的に同様の駆動特性とな
る。また、単純マトリクス構造の電極構成で、スタティ
ックな液晶駆動を行うことができるため、高品位な表示
を行うことができる。

【００４５】この実施形態に用いた表示装置において
は、上記の構成としたことにより、バックライトシステ
ム１４から液晶表示素子１３に照射される光（可視光）
は、光電変換層２９に電荷を発生させないため、液晶表
示性能を損なうことがない。また、この実施形態では、
事実上スタティックな駆動電位を液晶層に対して与える
ことができる。さらに、構造的には能動素子の占める面
積が存在しないため、高精細化や高開口率化を達成させ
ることができる。特に、アドレス光素子１２の行電極１
６と列電極２０は、単純なストライプ状の構造であるた
め、その加工が極めて容易であり、表示装置全体を通し
てわずかの回数のリソグラフィー工程を行うだけでよ
い。発光層１９は、第１有機膜１７、第２有機膜１８を
順次蒸着ないしは塗布するだけでよいため製造が非常に
簡単である。また、この実施形態においては、後駆動電
極２８を光電変換層２９で覆うように示したが、実際に
は、後駆動電極２８、光電変換層２９、後配向膜３０な
どを順次成膜した構造でよいため、液晶表示素子１３も
従来のものに比較して大幅に工程数を削減することがで
き、且つ構造が簡単であるため、歩留まりが極めて高く
なる。このように歩留まりが向上するため、表示装置の
大画面化を達成することが容易となる。

【００４６】また、この実施形態では、有機ＥＬ材料を
発光層として用いたことにより、５〜１０Ｖ程度の低電
圧駆動化、ならびに低消費電力化を実現することができ
る。ちなみに、この程度の駆動電圧は、ＴＦＴを能動素
子とした液晶表示素子と略同程度であり、プラズマを用
いたディスプレイよりはるかに小さくなり、携帯性にも
優れた表示装置となる。この実施形態においては、発光
層１９を信号光（アドレス書込み光およびアドレスリセ
ット光）の発生手段として用いるものであり、表示光と
して用いるものではないため、比較的微弱な信号光で駆
動制御を行うことができる。発光出力を低下させること
により、発光層１９の寿命を長くすることができる。さ
らに、この実施形態では、信号光として３５０ｎｍ〜４
００ｎｍの間の波長域の紫外光を用いたが、液晶表示に
用いられる可視光の波長域を外れる、例えば８０１ｎｍ
〜１ｍｍの赤外光などの波長域を用い、この波長域に光
起電力のピークを有する光導電層を設定してもよく、こ
の場合遮光手段としては赤外光フィルタを用いればよ
い。また、この実施形態においては、発光層１９が可撓
性を有する有機材料からなるため、例えば樹脂製の可撓
性を有する基板１５、２２、２３を採用して、可撓性を
有する表示装置とすることもできる。また、後偏光板２
７は、バックライトシステム１４からの可視光を直線偏
光して出射させるが、アドレス光素子１２の信号光は、
偏光板２６、２７に偏光されることなく、光電変換層２
９に到達できるので、極めて微弱な光を発光すればよ
い。さらに、この実施形態に適用されるカラーフィルタ
層３１は、ストライプ配列でもモザイク配列でもよい。

【００４７】さらに、本実施形態の表示装置１１では、
液晶表示素子１３の光電変換層２９がアドレス光素子１
２の信号光（紫外光３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）を吸収し
て電子−正孔対からなる電荷を生成する。このとき、光
電変換層２９はバックライトシステム１４の光（可視光
４０１ｎｍ〜８０ｎｍ）に対し実質的に光吸収性を持た
ないため、可視光を十分に透過させることができる。ま
た、アドレス光素子１２が有機ＥＬ素子からなることか
ら可視光波長域に対し良好な透過性を有しているため、
アドレス光素子１２の線順次駆動により発光された信号
光に応じて光電変換層２９の所定受光領域に電荷を確実
に生成することができる。しかもバックライトシステム
１４の光がアドレス光素子１２の信号光を阻害すること
なくアドレス光素子１２および光電変換層２９を介して
液晶２５に入射するため、良好な表示を行うことができ
る。

【００４８】このように有機ＥＬ層からなる発光層１９
は極めて薄くまた光透過性の高い層であるので、発光素
子を表示素子に近接して配置させて信号光が空間周波数
を維持して光電変換層に入射することができ、ノイズの
少ないアドレスを行うことができる。

【００４９】なお、アドレス光素子１２は、アドレス基
板１５を除けば約１０００Å〜５０００Å程度の厚さの
構造であるので、液晶表示素子１３、アドレス光素子１
２、バックライトシステム１４を順次重ね合わせても非
常に薄い構造のマトリクス駆動表示装置が実現できる。

【００５０】この発明に適用される表示装置は、上記し
た実施形態のような構成に限定されるものではなく、以
下に説明するような各種の構成の表示装置を用いること
ができる。例えば、上記した実施形態では、カラーフィ
ルタを備えたツイストネマチック（ＴＮ）液晶モードの
液晶表示素子１３を用いたが、この他に強誘電性液晶
（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（Ｐ
Ｃ）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、位相差板、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としな
い。また、本実施形態では、カラーフィルタを備えた液
晶表示素子を用いたが、光の透過効率を向上させるた
め、カラーフィルタを備えないＥＣＢモードの液晶表示
素子を用いてもよい。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、光干渉を用いたＳＢＥ／ＳＴＮ液晶モード、強誘電
性液晶モード、反強誘電性液晶モード、高分子分散型液
晶モード（ＰＤＬＣ）などの液晶表示素子に本発明の駆
動方法を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。さらに、上記した実施形
態では透過型の液晶表示素子を用いたが、反射型の液晶
表示素子に本発明を適用することもできる。

【００５１】上記実施形態では、紫外光フィルタ３７を
設けバックライトシステム１４の光のうち、光電変換層
２９に電子−正孔対を発生させる波長域の紫外光成分を
吸収させていたが、前偏光板２６外面側に、信号光波長
域を含む外光のうち信号光成分を遮光するための信号光
フィルタを設け、外光による信号光成分入射を防止して
もよい。

【００５２】（実施形態２）図７は、この発明の実施形
態２を示す断面図である。図中１１は表示装置である。
この表示装置１１は、発光素子としてのアドレス光素子
３８と、光導電層４７を備えた表示素子としてのＥＬ表
示素子３９と、ＥＬ表示素子３９の表示面側に配置され
た紫外光フィルタ５２と、から大略構成されている。

【００５３】アドレス光素子３８の構成は、図７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、紫外光に対して透過性をもつアドレス基板４０の
後面に、まず、第１電極としての複数の行電極４１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４１は、アノードとして機能するも
のであり、信号光としての紫外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４１およびアドレス基板４０の
上（後面）には、ＰＶＣｚとＢＮＤとからなる正孔輸送
層としての第１有機膜４２が形成されている。この第１
有機膜４２の上（後面）には、Ａｌｑ３でなる電子輸送
層としての第２有機膜４３が接合するように積層されて
いる。これら第１有機膜４２と第２有機膜４３とで、発
光層としての信号光発生層４４が構成されている。

【００５４】また、第２有機膜４３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４４を介して行電極４１と
交差する、複数の列電極４５が形成されている。この列
電極４５は、カソードとして機能するものであり、アノー
ドに対し仕事関数が低い物性でなり、例えばＭｇＩｎ、
ＡｌＬｉ、ＭｇＩｎ−Ａｌなどの光反射性金属で形成す
ることができる。

【００５５】このように構成されたアドレス光素子３８
においては、行電極４１と列電極４５との間に所定の電
圧が印加された場合に、第１有機膜４２における第２有
機膜４３との界面近傍の部分から信号光としての紫外光
を発する。また、行電極４１および列電極４５は、アド
レス基板４０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、マトリクス駆動のアドレス光素子３８が構成されて
いる。

【００５６】ＥＬ表示素子３９は、上記したアドレス光
素子３８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３９は、アドレス
基板４０の前面側に形成されている。まず、アドレス基
板４０の前面には、カソードとしての、複数の後駆動電
極４６が、信号光に対して透過性をもつＩＴＯ、ｎ型ア
モルファスシリコン、ｎ型シリコンカーバイド等で形成
されている。この後駆動電極４６は、上記した行電極４
１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。

【００５７】また、アドレス基板４０および後駆動電極
４６の上には、表示領域全域を覆うように光電変換層４
７が形成されている。この光電変換層４７は、信号光で
ある紫外光の入射により電子−正孔対を生成する材料か
らなり、例えば、本実施形態では、上記実施形態１と同
様にＺｎＯを用いて形成している。そして、この光電変
換層４７の上には、上記した第２有機膜４３と同一材料
のＡｌｑ３でなる、電子輸送層としての第３有機膜４８
が全面に形成されている。そして、第３有機膜４８の上
面には、正孔輸送層としての第４有機膜４９が形成され
ている。この第４有機膜４９は、ＰＶＣｚとＢＮＤとで
なるが、各ドット部分（アドレス光素子３８の行電極４
１と列電極４５とが信号光発生層４４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４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂは、そ
れぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する第４有機膜４９のドット部
分を示している。なお、第４有機膜４９の形成方法とし
ては、ＰＶＣｚ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４８と第４有機膜４９
とは、表示光発生層５０を構成している。さらに、第４
有機膜４９の前面には、表示領域全体に亙ってＩＴＯか
らなる１枚の前駆動電極５１が配置されている。そし
て、前駆動電極５１の前面には、紫外光フィルタ５２が
表示領域全体に亙って配置されている。

【００５８】このように構成された表示装置１１の作用
・動作を以下に説明する。なお、アドレス光素子３８に
おける発光のメカニズムは、上記した実施形態１と略同
様であるためその説明を省略する。まず、アドレス光素
子３８において、線順次走査により選択された行電極４
１と列電極４５との間に所定電圧が印加されると、信号
光発生層４４から紫外光でなる信号光（図中矢印ａで示
す）が光電変換層４７に向けて照射される。なお、この
とき、有機ＥＬ層からなる信号光発生層４４と光電変換
層４７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電変換層４７に入射するこ
とができる。このため、所定のアドレスから発光する信
号光が、隣接するドット領域の光電変換層４７に入射し
て電子−正孔対を生成させることはない。信号光が入射
された部分の光電変換層４７は、上記したように電子−
正孔対を生成して注入電荷である電子を第３有機膜４８
に注入し得る状態となる。これによって、前駆動電極５
１と後駆動電極４６との間に印加されていた電圧は、第
３有機膜４８と第４有機膜４９とでなる表示光発生層５
０の所定のドット部分に印加される。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、ＥＬ表示素子３９は発光を
起こし、各種発光材料によって発色された表示光（図中
矢印ｂで示す）が前方に向けて発生し、同時に後方に向
けて帰還光（図中矢印ｃで示す）が発生する。この帰還
光は、光電変換層４７の電子−正孔対を発生している領
域に入射するため、光電変換層４７は帰還光のうちの紫
外光成分により再励起され、新たに電子−正孔対を生成
する。したがって、光電変換層４７の所定領域では、第
３有機膜４８へ電荷を注入し得る状態を保持する。この
ため、表示光発生層５０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５０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
５０が１フレーム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、アドレス光素子３８側の行電
極４１と列電極４５とが選択状態でなくなっても、表示
光発生層５０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、次の走査時まで発光が維持されるこ
ととなる。なお、次の走査の直前で後駆動電極４６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。また、表示光は第４有機膜４９のドット部分（図
１においては赤色の発色材料を含有するドット部分４９
Ｒ）で発色され、しかも紫外光フィルタ５２を通過する
ことにより紫外光成分が除去された光（表示光）とな
る。この紫外光フィルタ５２は、外光のうちの紫外光成
分が光電変換層４７に入射するのを遮るため、ＥＬ表示
素子３９の誤動作を防止する。

【００５９】ＥＬ表示素子３９は光電変換層４７に蓄積
された電荷に応じて階調表示することができ、蓄積され
た電荷は、入射した光の波長域と、その光の入射時間
と、単位時間に入射した光の光量とに依存しているの
で、信号光の入射時間や単位時間の光量を制御すること
により階調表示を行うことができる。

【００６０】本実施形態においては、上記したように次
回の線順次走査まで表示発光が維持できるため、高品位
な表示を行うことが可能となる。また、１枚のアドレス
基板４０にアドレス光素子３８とＥＬ表示素子３９とを
形成できるため、表示装置１１の薄型・軽量化を図るこ
とができる。さらに、従来の有機ＥＬ素子における各画
素では、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３９に要求される輝度の上
限を低下させることができ、ＥＬ表示素子３９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４０上に形
成できるものであるため、ＴＦＴを備えた液晶ディスプ
レイ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に有利となる。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・小型化に比例した開口率の低下が
ないため、小型化における表示輝度および効率の点でＴ
ＦＴ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４４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。

【００６１】また、実施形態１、２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などの材料を用いてもよ
い。

【００６２】特に、この実施形態２においては、アドレ
ス光素子３８の信号光発生層４４と、ＥＬ表示素子３９
の表示光発生層５０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８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；Morecularly
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、ＰＶ
Ｃｚ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ＰＶＣｚ
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。本実施形態で
は、このように二層の有機エレクトロルミネッセンス膜
で発光層を構成したことにより、高輝度の表示装置を得
ることができる。このため、ＥＬ表示素子３９の前面に
紫外光フィルタ５２を配置しても、所望の輝度の表示光
を得ることができる。

【００６３】上記したように、本実施形態ではアドレス
光素子３８およびＥＬ表示素子３９の構造が容易である
ため、歩留まりを向上させることができる。これに伴
い、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。また、各画素が１フレーム走査する期間光電変換
層が電荷の注入を保持するように設定すれば、高デュー
ティ駆動による高品位な表示を実現することができる。
さらに、有機膜を二層構造としたことにより、低電圧駆
動化なら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、アドレス光
素子３８およびＥＬ表示素子３９を有機エレクトロルミ
ネッセンス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。

【００６４】以上、実施形態１および２について説明し
たが、この発明は構成の要旨に付随する各種の変更が可
能である。例えば、上記した両実施形態においては、発
光層として有機ＥＬ材料を用いたが、無機ＥＬ材料も用
いることができる。また、上記した両実施形態では、光
電変換層をＺｎＯで形成したが、各種の光電変換性材料
を用いて形成することができる。要は、信号光の波長域
と表示光の波長域とが異なり、光電変換層に対して信号
光以外の光で、且つこの信号光と波長域を同じくする光
が、この光電変換層に入射するのを防止する遮光手段が
設けらている構成であれば、光電変換層の材料を適宜選
択することができる。

【００６５】

【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、誤動作がなく、高品位な駆動・表示が行え
る表示装置を実現するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】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。

【図３】（ａ）は実施形態における液晶表示素子にＡＣ
駆動電圧を印加した状態を示す説明図、（ｂ）は液晶表
示素子に駆動電圧を印加した状態における初期状態時の
液晶と光電変換層の抵抗と容量を示す等価回路図。

【図４】（ａ）は実施形態における液晶表示素子にＡＣ
駆動電圧を印加した状態における信号光照射時の等価回
路図、（ｂ）は光照射を停止したときの等価回路図。

【図５】（ａ）は実施形態における光パルスと液晶の実
効電圧を示す波形図、（ｂ）は全走査周期における光パ
ルスと液晶の実効電圧とを示す波形図。

【図６】（ａ）は実施形態における発光層を駆動・発光
させるためのマトリクスを示す説明図、（ｂ）はマトリ
クスを線順次に駆動するときのタイミングチャート。

【図７】実施形態２の表示装置の概略を示す断面図。

【図８】実施形態２に用いた有機エレクトロルミネッセ
ンス素子（２層構造）と従来の有機エレクトロルミネッ
センス素子（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。

【符号の説明】

１１表示装置１２アドレス光素子１３液晶表示素子１６行電極１９発光層２０列電極２５液晶２８後駆動電極２９光電変換層３３前駆動電極３７紫外光フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定電圧が印加されることにより可視光
の波長域以外の波長域の信号光を発生させる発光領域、
が形成された発光層、を有する発光素子と、可視光以外の波長域の光を受光した領域のみが電荷を発
生する光電変換層を有し、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、可視光表示される表示素
子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記信号光は紫外光であり、前記光電変
換層は紫外光の入射のみによって電荷を発生することを
特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記信号光は赤外光であり、前記光電変
換層は赤外光の入射のみによって電荷を発生することを
特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】前記発光素子は、前記信号光に対し透過
性を有し、前記発光層の前記光電変換層側の面に第１の
方向に並んで配列された複数の第１電極と、前記発光層
の他方の面に前記第１の方向に直交した第２の方向に並
んで配列された複数の第２電極と、を有することを特徴
とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表示装
置。
【請求項５】前記発光素子は、前記発光層が有機エレ
クトロルミネッセンス層でなるエレクトロルミネッセン
ス素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の表示装置。
【請求項６】前記表示素子は、表示光を発光する表示
用有機エレクトロルミネッセンス層と、前記表示用有機
エレクトロルミネッセンス層の前記発光素子側に配置さ
れた前記光電変換層と、前記光電変換層の前記発光素子
側の面に配置された、前記信号光に対して透過性をもつ
第１ＥＬ駆動用電極と、前記表示用有機エレクトロルミ
ネッセンス層の前記発光素子との反対側の面に配置され
た、前記表示光に対して透過性をもつ第２ＥＬ駆動電極
と、を備えた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。
【請求項７】前記表示光は、可視光であることを特徴
とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】前記表示素子は、前記光電変換層の一方
の面側に配置された液晶層と、前記光電変換層の前記発
光素子側の面に配置された、前記信号光に対して透過性
を有する第１液晶駆動電極と、前記液晶層の前記発光素
子との反対側に配置された第２液晶駆動電極と、を備え
た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。
【請求項９】前記発光素子の前記表示素子との反対側
に、可視光を発光する光源が配置されたことを特徴とす
る請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】前記光源と前記発光素子との間に、前
記光電変換層に電荷を発生させる波長域の光を遮光する
遮光手段が配置されることを特徴とする請求項９記載の
表示装置。
【請求項１１】前記表示素子の表示面側に前記光電変
換層に電荷を発生させる波長域の光を遮光する遮光手段
が配置されることを特徴とする請求項１〜請求項１０の
いずれかに記載の表示装置。