JPH10253959A

JPH10253959A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10253959A
Application number: JP9070927A
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: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】外部像の写り込みや二重像が生じるのを防止
した反射型・透過型表示の両機能を備えた液晶表示装置
を提供する。【解決手段】液晶表示パネル１３の後方に有機ＥＬ面
発光素子１２が配置され、液晶表示パネル１３の前方に
拡散板４１が配置され、有機ＥＬ面発光素子１２の後に
位置する電極を反射カソード電極１５としている。この
反射カソード電極１５で外光が反射される。このとき、
拡散板４１を備えているため、外光が拡散されること
で、外部像の写り込みや二重像が表示されるのを抑制で
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、液晶表示装置に
関し、さらに詳しくは、反射型表示機能および透過型表
示機能を兼ね備えた、液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量化が可能であ
るため種々の電子機器の表示装置として使用されてい
る。近年では、情報化が個人のレベルまで浸透し始めて
おり、携帯用パソコン（ノート型パソコン）や、携帯情
報端末などが普及している。このような電子機器は、携
帯用であるため電力消費を極力抑える必要がある。この
ため、携帯用電子機器では、バックライトを無くしてこ
れに必要とされる電力を削減した、反射型の液晶表示装
置が用いられている。しかし、このような液晶表示装置
は、外光が明るい昼間（明状態）においては良好なコン
トラストを得ることができるが、暗い場所や夜間（暗状
態）では表示が極めて見にくい。また、バックライトを
備えた透過型の液晶表示装置では、暗状態ではバックラ
イトの輝度が２０ｃｄ／ｍ2程度で充分なコントラスト
を得ることができるのに対し、明状態ではバックライト
の輝度が２００ｃｄ／ｍ2でも良好なコントラストを得
ることはできない。そこで、図３３に示すような、反射
型表示機能と透過型表示機能とを備えた液晶表示装置が
開発されている。この液晶表示装置は、同図に示すよう
に、液晶表示部１の後方に半透過半反射膜（ハーフミラ
ー）２が配置され、半透過半反射膜２の後方にバックラ
イトシステム３（ランプ４と導光板５などで構成され
る）が配置されている。半透過半反射膜２は、ベースフ
ィルムの上面に反射層を設け、下面に散乱層を設けた構
造であり、入射する光の一部を透過し、残りの光を反射
する機能を持っている。

【０００３】以下、この従来の液晶表示装置における表
示作用について簡単に説明する。図３３中、符号Ａは液
晶表示部１に入射する明状態における外光を示してい
る。この外光Ａは、液晶表示部１を通過して半透過半反
射膜２に入射する。このとき入射光Ａ１は、一部が透過
光Ａ３として半透過半反射膜２を透過し、残りの光が反
射光Ａ２として反射する。この反射光Ａ２が液晶表示部
１に入射され、液晶の配向状態に応じた表示光Ａ４が表
示面から出射され表示が行われる。一方、暗状態におい
ては、バックライトシステム３を点灯することにより照
明光Ｂが出射され、この照明光Ｂは一部の光が半透過半
反射膜２を透過し、この透過した一部の光が照明光Ｂ１
となる。照明光Ｂ１が液晶表示部に入射することによ
り、液晶の配向状態に応じた表示光Ｂ２が表示面から出
射され表示が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の液晶表示装置では、外光Ａを起源とする入射光
Ａ１の一部（Ａ３）が半透過半反射膜２を透過してしま
うため、反射光Ａ２の光量が減少してしまい良好なコン
トラストをとれないという問題がある。一方、暗状態で
用いるバックライトシステム３を起源とする照明光Ｂ
は、半透過半反射膜２を通過することにより、光量が大
幅に減少して照明光Ｂ１になる。すなわち、バックライ
トシステム３からの光を効率よく表示に用いることがで
きない。このため、暗状態において、良好なコントラス
トを得るにはバックライトシステム３の発光性能を上げ
ることが要求され、消費電力が増加し、特に携帯用液晶
表示装置において、連続表示時間が短くなるという問題
を避けることができない。

【０００５】この発明が解決しようとする第一の課題
は、明状態において良好なコントラストを有する反射型
の表示を行うことができ、しかも界面反射に伴って二重
像が発生するのを抑制でき、一方、暗状態においても良
好なコントラストを有する透過型の表示を低消費電力で
行うことができる液晶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。また、この発明が
解決しようとする第二の課題は、液晶表示部に良好な散
乱光を供給することができる液晶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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
それぞれ液晶駆動電極を有する前透明基板と後透明基板
との間に液晶層が介在された液晶表示パネルを備え、前
記液晶層より後方に、前記液晶表示パネルの表示領域と
対応してキャリアの注入に応じて発光し、それ自体が可
視光に対して透過性を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス（以下、有機ＥＬという）層を配置し、前記有機Ｅ
Ｌ層より後方に可視光に対して反射性を有する光反射板
が配置されたことを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記光反射性板
は、前記有機ＥＬ層にキャリアを注入する一対の電極の
うちの一方であることを特徴している。

【０００８】請求項１および請求項２記載の発明におい
ては、液晶表示パネルの前方から入射した光は、液晶表
示パネルを通過した後、有機ＥＬ面発光素子の後方の光
反射板または有機ＥＬ面発光素子の一方の電極で反射さ
れ、再び液晶表示パネルを通過して前方に出射されて表
示を行う。また、有機ＥＬ面発光素子の電極間に所定値
の電圧を印加すると、有機ＥＬ層に電子と正孔とが注入
され、有機ＥＬ層内における電子と正孔との再結合に伴
った発光が生じ、この光が液晶層を通過して液晶表示パ
ネルの前方へ出射するため表示が可能となる。有機ＥＬ
面発光素子は、電極や有機ＥＬ層を極めて薄く設定でき
るため、これら部材の光吸収による損失が少なく、反射
表示、透過表示のいずれにおいても高い輝度の光を表示
面側へ出射することができるとともに、表示像のズレが
小さい表示を行うことができる。したがって、半透過半
反射板を用いることなしに、発光効率の良い反射表示お
よび透過表示を行うことができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記光反射板の表
面が、微細な凹凸をもつ散乱反射面であることを特徴と
している。請求項３記載の発明においては、光反射板の
微細な凹凸により入射光を散乱させて反射することがで
き、このため反射型表示および透過型表示においても視
野角の広い液晶表示を行うことができる。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記液晶表示パネ
ルと前記有機ＥＬ層との間に、可視光に対して透過性を
もつ拡散板を配置したことを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の発明は、前記有機ＥＬ層
が、厚さが０.２ｍｍ以下のフィルム状の基板に、キャ
リアを注入する電極を介して形成されていることを特徴
としている。

【００１２】請求項６記載の発明は、前記有機ＥＬ層に
キャリアを注入する電極の少なくとも一方は、可視光に
対して透過性を有し、前記有機ＥＬ層のほぼ全面に形成
された透明導電膜と、前記透明導電膜と異なる屈折率で
且つ前記透明導電膜より低抵抗の材料でなり、前記透明
導電膜を開口する複数の孔を有する低抵抗導電膜と、を
有することを特徴としている。請求項６記載の発明にお
いては、透明導電膜が比較的高抵抗であっても、低抵抗
導電膜が積層されているため、透明導電膜の取り出し部
から遠くの部分での電位降下を抑制することができる。
このため、有機ＥＬ層への電流供給を均一に行うことが
でき、均一な面発光を行わせることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る液晶表示装
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、この発明に係る液晶表示装置の
実施形態１を示す断面図である。同図中１１は液晶表示
装置であり、相対的に後方に配置された有機ＥＬ面発光
素子１２と、有機ＥＬ面発光素子１２の前方に配置され
た液晶表示パネル１３と、液晶表示パネル１３の前方に
配置された拡散板４１と、から大略構成されている。

【００１４】まず、有機ＥＬ面発光素子１２の構成につ
いて説明する。有機ＥＬ面発光素子１２は、例えばガラ
スでなる（ＥＬ用透明）基板１４の上に、後発光駆動電
極および光反射板としての機能を兼ね備えた、光反射性
を有する金属、例えばＭｇＩｎでなる反射カソード電極
１５が形成されている。なお、反射カソード電極１５の
材料としては、電子放出性の観点から、仕事関数が低い
材料が望ましく、その電子親和力（ｅＶ）が、後述する
電子輸送層１６の材料の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）の
準位に反映される電子輸送層１６材料の電子親和力に近
いかまたはそれより小さいことが望ましい。また、光反
射性の観点から、より可視光（４００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の電磁波）に対し反射性のある材料が望ましい。
この反射カソード電極１５は、液晶表示パネル１３の表
示領域と対応する形状・面積をもつ。また、反射カソー
ド電極１５は、任意の膜厚となるようにスパッタ法など
を用いて成膜することができ、本実施形態においては反
射面が平滑な鏡面構造になっている。

【００１５】反射カソード電極１５の上には、同様に表
示領域と対応する形状・面積を有する、トリス（8-ヒド
ロキシキノリン）化アルミニウム（以下、Ａｌｑ３とい
う）でなる電子輸送層１６が形成されている。この電子
輸送層１６の膜厚は、２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であ
り、蒸着法を用いて形成されている。また、電子輸送層
１６の上には、ポリビニルカルバゾール（以下、ＰＶＣ
ｚ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）と発光材料を適宜混合して
なる正孔輸送層１７が、ディップコートまたはスピンコ
ート法等の湿式成膜、或いは蒸着により形成されてい
る。この正孔輸送層１７の膜厚は、２０ｎｍ〜１００ｎ
ｍ程度に設定されている。ＢＮＤは、ＰＶＣｚ単位ユニ
ットに対するモル比率が約１０／１００〜２０／１００
の割合で混入され、正孔輸送層１７内への正孔の注入お
よび輸送とを促すようなアノード電極に対し相対的なバ
ンドギャップを持っている。そして、これら電子輸送層
１６と正孔輸送層１７とで、有機ＥＬ層１８を構成して
いる。なお、以下にＡｌｑ３、ＰＶＣｚ、ＢＮＤの構造
式を示す。

【００１６】

【化１】

【化２】

【化３】

【００１７】発光材料は、所定の波長域の光を吸収し、
それぞれ赤色、緑色、青色に発光する光ルミネッセンス
（photoluminescence）性及び電子と正孔との再結合に
より励起され発光するエレクトロルミネッセンス（elec
troluminescence）性のいずれかを有する材料からなる
ドーパントであり、正孔輸送層および／または電子輸送
層にドープされている。赤色ドーパントとしては、4-(d
icyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyry
l)-4H-pyran（以下、ＤＣＭ１という）があり、図１８
に示すように６００ｎｍ付近に発光ピークを有する橙色
乃至赤色発光を生じる。以下にＤＣＭ１の構造式を示
す。

【化４】緑色ドーパントとして、3-(2'-benzothiazoyl)-7-dieth
ylaminocoumarin（以下、クマリン６）があり、図１８
に示すように５００ｎｍ〜５５０ｎｍ間にピークを有す
る緑色の発光を示す。以下にクマリン６の構造式を示
す。

【化５】他の緑色ドーパントとして、quinaqridone（以下、キナ
クリドン）がある。以下にキナクリドンの構造式を示
す。

【化６】青色ドーパントとしては、tetraphenylbenzidine（以
下、ＴＰＢ）、4,4'-bis(2,2'-diphenylvinylene)biphe
nyl、4,4'-bis((2-carbazole)vinylene)biphenyl、tetr
aphenylbutadiene誘導体、cyclopentadiene誘導体、oxa
diazole誘導体等がある。以下にＴＰＢの構造式を示
す。

【化７】赤色ドーパント、緑色ドーパント、青色ドーパントはそ
れぞれ、ＰＶＣｚ単位ユニットに対するモル比率が約１
／１００〜４／１００の割合で混入され、後述するカラ
ーフィルタの分光スペクトルにあわせてドープ量を調整
されている。

【００１８】有機ＥＬ層１８の上には、全面にアノード
電極１９が形成されている。このアノード電極１９は、
外光および有機ＥＬ発光素子１２で発光される光に対し
て透過性を有する電極材料、例えばＩＴＯで形成され、
その膜厚は３００ｎｍ以下に設定されている。

【００１９】以上、液晶表示装置１１における有機ＥＬ
面発光素子１２の構成について説明したが、上記したよ
うに、有機ＥＬ層１８の膜厚を薄くできる理由は、有機
膜の成膜制御性が良いことと、材料の電荷注入性などを
始めとする特性に起因するものであり、特に有機ＥＬ面
発光素子とすることにより実現し得たものである。そし
て、有機ＥＬ層１８とアノード電極１９とを合わせた膜
厚も、０．１μｍ〜０.２μｍ程度と薄いものであるた
め、入射する外光の吸収による減衰を極僅かとすること
ができるとともに、反射による二重像が生じるのを抑制
することができる。また、このような有機ＥＬ面発光素
子１２では、拡散板４１を備えることにより、後記する
作用で述べるように、外光が反射カソード電極１５で反
射することにより表示画面にフリッカ（ちらつき現象）
や鏡面反射が発生したり、二重像が生じたり、表示画面
が部分的に継続して輝く現象が発生するなどの不都合が
発生するのを抑制することができる。

【００２０】次に、液晶表示パネル１３の構成を説明す
る。図１に示すように、液晶表示パネル１３は、対をな
す前透明基板２０側および後透明基板２１側と、図示し
ないシール材と、で形成される間隙に、例えば略９０°
にツイストネマティック配向されたＴＮ液晶が封止され
た液晶層２２と、前透明基板２０の前方に配置された前
偏光板２３と、後透明基板２１の後方に配置された後偏
光板２４と、で大略構成されている。前偏光板２３と後
偏光板２４とは、それぞれの偏光軸が互いに直交し、か
つ液晶の配向に合わせて配置されている。前透明基板２
０側には、前透明基板２０の対向内側面に、ブラックマ
スク２６、カラーフィルタ２７が適宜配置・形成されて
いる。カラーフィルタ２７は赤色、緑色、青色の各色を
それぞれ分光するＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ
から構成され、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタは
それぞれストライプ状または、後述する画素電極３０に
対応したドット配列をしている。また、これらブラック
マスク２６およびカラーフィルタ２７の上には、透明性
を有する保護膜２８が形成され、保護膜２８上にＩＴＯ
からなる可視光に対し７０％以上の透過性を有する共通
電極２５が表示領域全面にわたって形成され、共通電極
２５上には配向処理されたポリイミドからなる、前配向
膜２９が形成されている。

【００２１】一方、後透明基板２１の対向内側面には、
ＩＴＯでなる画素電極３０およびこの画素電極３０に接
続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）３１が、所定の画素配列に従って多数配列さ
れている。配列パターンは、行方向およびそれに直交す
る列方向に並んで配列されたマトリクス配列や、対応す
るカラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂを１周期とした画素電極
３０の列に隣接する列の画素電極３０が半周期ずらし
た、所謂デルタ配列等を採用することができる。ＴＦＴ
３１は、そのゲート電極が選択電圧を出力するゲートラ
インに接続され、そのドレイン電極が信号電圧を出力す
るドレインラインに接続されている。これらＴＦＴ３１
を含む非画素領域には、窒化シリコンからなる層間絶縁
膜３４がパターン形成され、これら画素電極３０および
層間絶縁膜３４の上にはポリイミドからなる、配向処理
が施された後配向膜３２が形成されている。

【００２２】以下、このような構成の液晶表示装置１１
を外光を反射させて用いる場合（明状態で用いる場合）
と、有機ＥＬ面発光素子１２を発光駆動させて用いる場
合（暗状態で用いる場合）の作用・動作を説明する。

【００２３】（明状態で用いる場合）この液晶表示装置
１１を明状態で用いる場合は、有機ＥＬ面発光素子１２
をオフ状態にして用いる。図１の矢印ａは外光である入
射光を示し、矢印ｂは出射光を示す。まず、入射光ａ
は、液晶表示パネル１３を通過して有機ＥＬ発光素子１
２に入射する。入射光ａは、前偏光板２３、液晶２２、
後偏光板２４の偏光作用を受け、有機ＥＬ発光素子１２
に入射される。この入射光ａは、アノード電極１９と有
機ＥＬ層１８を通過して反射カソード電極１５で反射さ
れる。このとき、実際の反射は、概して図２で示すこと
ができる。なお、同図においてアノード電極１９と有機
ＥＬ層１８の光屈折率は無視して示している。同図に示
すように、入射光ａは、反射カソード電極１５で反射す
る出射光ｂとアノード電極１９の表面で極一部が反射す
る出射光ｂ1とに主に分かれる。これら出射光ｂと出射
光ｂ1との距離ｄは、アノード電極１９と有機ＥＬ層１
８との膜厚の和をｔ、入射角をθとすると、ｄ＝ｔ・sin
2θ／cosθで表すことができる。ここで、入射角θ＝３
０°とすると、ｔ＝０.２μｍであるとすれば、ｄ＝
０．２μｍ程度となる。このように、本実施形態では、
有機ＥＬ材料を用いたことにより、アノード電極１９と
有機ＥＬ層１８との膜厚の和を小さく抑えることができ
るため、反射光ｂ、ｂ1の距離ｄは極短くなる。なお、
エレクトロルミネッセンス層１８の屈折率を加味しても
略同様の値となる。このように、アノード電極１９と有
機ＥＬ層１８との膜厚は極めて薄いため、入射光ａが反
射カソード電極１５で反射されたときに、出射光ｂは光
量の損失が小さく、表示に対して充分な光量を確保する
ことができる。

【００２４】また、明状態で用いる場合には、図３に示
すように、拡散板４１を備えない構成とすると、液晶層
２２に所定の液晶変調領域２２Ａが形成されているとき
に、平行な照明光がこの液晶変調領域２２Ａを投影して
反射カソード電極１５で反射されて形成される像１と、
液晶変調領域２２Ａを通らずに反射カソード電極１５で
反射してこの反射光が液晶変調領域２２Ａを投影して出
射されることにより形成される像２と、で二重像ができ
てしまう可能性がある。しかし、本実施形態では液晶表
示パネル１３の前方に拡散板４１が配置されているた
め、二重像が形成されるのを防止することができる。さ
らに、図４に示すように、拡散板４１が無い反射カソー
ド電極１５で鏡面反射されることにより、外部像Ａが写
り込みを起こす可能性があるが、本実施形態では拡散板
４１を備えているため、このような不都合が生じるのを
防止することができる。

【００２５】（暗状態で用いる場合）この表示装置１１
を暗状態で用いる場合は、有機ＥＬ面発光素子１２をオ
ン状態にして用いる。このときの有機ＥＬ面発光素子１
２の概略的なエネルギーダイヤグラムを図５に示す。図
５にＰＶＣｚ、ＢＮＤおよび発光材料からなる正孔輸送
層とＡｌｑ３からなる電子輸送層の２層構造の有機ＥＬ
素子の発光プロセスを示す。ここで、有機キャリア輸送
層内での電子の移動性は、各材料のlowest unoccupied
molecular orbital（以下、ＬＵＭＯという）の準位に
依存され、正孔の移動性は、highest occupied molecul
ar orbital（以下、ＨＯＭＯという）の準位に依存さ
れ、言い換えれば、これら電荷を有する粒子の移動は、
各材料の固有のバンドギャップの上限と下限とに反映さ
れる。電極を含む全体としては、電子は各材料の電子親
和力（ｅＶ）に反映され、正孔は各材料のイオン化エネ
ルギー（ｅＶ）に反映されることになる。

【００２６】まず、カソード電極から電子輸送層（ＥＴ
Ｌ）への電子の注入に関しては、カソードの電子親和力
とＡｌｑ３のＬＵＭＯとの間のポテンシャル障壁がある
が、カソードおよびアノード間に所定値の電圧を印加す
ることにより乗り越えて実現することができる。そし
て、アノード電極から正孔輸送層（ＨＴＬ）への正孔の
注入に関しては、アノードのイオン化エネルギーとＨＴ
Ｌ内の材料のＨＯＭＯとの間のポテンシャル障壁がある
が、カソードおよびアノード間に電圧を印加することに
より乗り越えて実現することができる。

【００２７】次にＨＴＬ内の正孔の移動については、図
６に示すように、ＰＶＣｚとＢＮＤとの混合により形成
されたトラッピングサイトを移動するホッピング伝動が
主体となる。つまり、アノードのイオン化エネルギーと
ＢＮＤのＨＯＭＯとの差である gapＡを電圧の印加によ
り乗り越えた正孔は、ＢＮＤのＨＯＭＯとＰＶＣｚのＨ
ＯＭＯとの間のgapＢを次々と乗り越えてＥＴＬに向か
う。また、Ａｌｑ３に注入された電子の一部は、電圧の
印加によりgapＥを乗り越えるが、gapＤが大きいために
ＨＴＬにおけるＥＴＬとの界面付近に留まり、ＨＴＬ内
を輸送される正孔と再結合を起こし、電荷を持たない１
重項励起子を発生させる。残りの電子は、ＥＴＬ内で注
入された正孔と再結合を起こし１重項励起子を発生させ
る。１重項励起子は１０ｎｍ程度の不規則な移動をした
後、失活に至るが、発光材料に補足され、所定波長域の
可視光を発光する。

【００２８】図７は単層のＰＶＣｚと、クマリン６がド
ープされたＰＶＣｚ層と、エタノール中に２．８５×１
０-5（ｍｏｌ／ｌ）で存在するクマリン６の、それぞれ
の光吸収スペクトルである。図中、破線（ａ）は、ＰＶ
Ｃｚの吸収スペクトルであり、実線（ｂ）は、クマリン
６がドープされたＰＶＣｚ層の吸収スペクトルであり、
一点鎖線（ｃ）は、クマリン６のエタノール溶液の吸収
スペクトルである。実線（ａ）および実線（ｂ）からク
マリン６は、ＰＶＣｚ中では４００ｎｍ〜５００ｎｍ付
近に吸収ピークを有し、ＰＶＣｚ自体は主に、３５０ｎ
ｍ以下の光を吸収する性質を有している。

【００２９】図８はＰＶＣｚ単層のＥＬ（エレクトロル
ミネッセンス）特性とＰＬ（フォトルミネッセンス）特
性のスペクトル図である。図中破線が電圧の印加による
発光スペクトルで、実線が所定の波長域の光の吸光によ
る発光スペクトルである。ＰＶＣｚは４００ｎｍ近傍に
ＥＬピークおよびＰＬピークを有している。

【００３０】図７、８よりＰＶＣｚの単層型の場合、電
子と正孔との再結合によりＰＶＣｚ自体が４００ｎｍ近
傍にピークを有する発光を生じ、この一部をクマリン６
が吸収し、発光するという二重の発光になっているが、
本実施形態の２層構造の有機ＥＬ面発光素子１２では、
ＰＶＣｚは４００ｎｍピークの発光が、ほとんどなく、
発光材料の発光のみが確認されていることから変換効率
が極めて良好に行われていることが推察される。

【００３１】このような作用により、本実施形態の有機
ＥＬ面発光素子１２は、低電圧条件で駆動を行うことが
でき、低消費電力化を達成することができる。このた
め、液晶表示装置１１の携帯性を高めることができる。
また、有機ＥＬ面発光素子１２での発光は、上記したよ
うに正孔輸送層１７と電子輸送層１６との界面近傍で起
こるため、実質的には正孔輸送層１７とアノード電極１
９を膜厚方向に光が通過すればよく、光量の損失がほと
んどない。このため、充分な光量の表示用光を発生させ
ることができる。さらに、ＥＬ層を有機化合物で構成し
たことにより、平滑で均一な膜厚の成膜が行えるため、
発光の面内均一性の良好な照明とすることができる。な
お、暗状態で用いる場合は、上記したように低消費電力
化が図られているため、電池駆動を行ってもよく、コン
セントから電源をとって駆動させてもよい。

【００３２】以上、実施形態１について説明したが、こ
こでＥＬ層として無機ＥＬ材料を用いた場合と、上記し
た実施形態１とを比較して検討する。実施形態１におい
ては、ＥＬ層の膜厚が約０.１５μｍであり、スピンコ
ーティング法を用いて平坦に形成することができる。こ
れに対して、無機ＥＬ材料、例えばチタン系のＥＬ材料
をエレクトロルミネッセンス層に適用すると、適切な実
効電界と発光が得られるＥＬ膜厚は数十μｍとなる。こ
のため、上記実施形態１において図２を用いて説明した
反射光どうしの距離ｄは、無機ＥＬ発光素子の場合に、
実施形態１の距離ｄより大幅に長くなり、このため、視
差が大きくなってしまい、表示画像が多重に見えてしま
う。また、実施形態１においては、発光メカニズムがＥ
Ｌ層中に注入された電子と正孔との再結合により光が放
出される。このようなＥＬ層は半導体的にとらえること
ができる。これに対し、無機ＥＬ発光素子においては、
電子がＥＬ層中にトンネル効果などで導入され、ＥＬ層
に印加されている高電界で加速されて蛍光中心に衝突し
てエネルギーを与えることにより発光を起こしていると
考えられている。すなわち、無機ＥＬ発光素子のメカニ
ズムは、絶縁破壊的にとらえることができる。この点か
ら考えると、有機系ＥＬ層を用いた場合の方が、無機系
ＥＬ層を用いた場合よりも、低消費電力化を図り易いと
いえる。なお、無機ＥＬ発光素子では発光材料を発光層
内に添加することができないので、有機ＥＬ発光素子の
ように任意の色を発光するような制御が極めて困難であ
る。

【００３３】また、本実施形態では、カラーフィルタ２
７による色と有機ＥＬ面発光素子１２による色の両方の
設定を行うことができ、カラーフィルタ２７だけでは困
難であった、目的に応じた色の表示が可能となる。上記
実施形態では、反射カソード電極１５は、反射面が平滑
な鏡面構造であったが、反射面に微細な凹凸を形成し散
乱させる構造を適用すれば液晶表示の視野角も広がると
ともに均一な表示を行うことができる。また、有機ＥＬ
面発光素子は、任意の波長域の光を発光する発光材料を
添加することにより発光色の設定ができる点で、無機Ｅ
Ｌ素子より優れている。このため、本発明においては、
直線偏光する偏光板や楕円偏光する位相差板や液晶の構
成に加え、有機ＥＬ面発光素子１２の発光色により表示
色を設定することができるのでより幅の広い色の選択が
可能となる。

【００３４】（実施形態２）図９は、本発明に係る液晶
表示装置の実施形態２を示す断面図である。本実施形態
では、液晶表示パネル１３の前方に拡散板が配置されな
い構成である。特に、本実施形態では、有機ＥＬ面発光
素子１２の反射カソード電極１５をマグネシウムと銀と
の共蒸着により形成した散乱反射カソード電極１５ａと
したので、反射面が凹凸形状になり、拡散板を用いなく
とも均一な輝度の散乱発光を行うことができる。なお、
本実施形態における他の構成は、上記した実施形態１と
同様であるため、その説明を省略する。（実施形態３）図１０は、本発明に係る液晶表示装置の
実施形態３を示す断面図である。本実施形態の液晶表示
装置１１においては、液晶表示パネル１３の構成は上記
した実施形態１と同様である。有機ＥＬ面発光素子１２
の構成は、基板１４が液晶表示パネル１３に対向するよ
うに（前側に）配置され、基板１４の後面に順次、アノ
ード電極１９、有機ＥＬ層１８、反射カソード電極１５
が形成された構成である。特に、本実施形態では、基板
１４が透明な高分子フィルムでなり、その厚さが０.２
ｍｍ以下に設定されている。なお、有機ＥＬ層１８の構
成材料は、上記した実施形態１と同様である。本実施形
態においても、上記実施形態１と同様に、有機ＥＬ面発
光素子１２の消費電力を低くでき、また、面内均一性の
良好な発光を行わせることができる。さらに、本実施形
態においては、有機ＥＬ面発光素子１２の基板１４の厚
さｔが０.２ｍｍ以下に設定されているため、基板１４
の前面で外光の反射による反射光と反射カソード電極１
５での反射光との光路差が、極僅かとなるため、二重像
が生じるのを抑制することができる。

【００３５】（実施形態４）図１１は、本発明の液晶表
示装置の実施形態４を示す断面図である。本実施形態の
液晶表示装置においては、液晶表示パネル１３が、上記
した実施形態２における後偏光板２４を省略できる液晶
モードを採用したものである。また、有機ＥＬ面発光素
子１２は、液晶表示パネル１３の後透明基板２１の後面
へ一体的に、順次、アノード電極１９、有機ＥＬ層１
８、反射カソード電極１５ａが形成されてなる。なお、
本実施形態における反射カソード電極１５ａは多結晶構
造を有する電極材料（例えばＭｇ−Ａｇの多結晶体）膜
で形成され、上記した実施形態２と同様に反射面に微細
な凹凸が存在するものであり、鏡面反射を防止して外部
像が写り込むの抑制するようになっている。このような
構成としたことにより、有機ＥＬ面発光素子１２と液晶
表示パネル１３とが一体化した液晶表示装置１１を実現
でき、間に屈折率の異なる空間がないために画像のずれ
がより小さくなり、また、より薄型でコンパクトな構造
とすることができる。

【００３６】（実施形態５）図１２は、本発明の液晶表
示装置の実施形態５を示す断面図である。本実施形態の
液晶表示装置１１においては、液晶表示パネル１３の構
成が上記した実施形態１と同様である。有機ＥＬ面発光
素子１２は、上記した実施形態１の反射カソード電極１
５が透明電極材料でなる透明カソード電極１５ｂに置き
換えられた構成である。また、有機ＥＬ面発光素子１２
の後方には、入射光を散乱させる拡散反射板３３が配置
されている。また、拡散板４１が配置されない構造にな
っている。このような構成とすることにより、図１２に
示すように、明状態では外光である入射光ａは、液晶表
示パネル１３と有機ＥＬ面発光素子１２とを通過し、拡
散反射板３３で反射されて反射光ｂとなる。このとき、
実際には反射光ｂは拡散反射板３３で散乱されて単一の
光線ではなく多方向に進む多数の光線となる。このた
め、液晶表示パネル１３に後方から入射する光の面内均
一性を高めることができる。暗状態では、有機ＥＬ面発
光素子１２を駆動して表示用光ｃを発光させることによ
り、液晶表示パネル１３の液晶の配向に応じた表示が可
能となる。本実施形態においては、上記したように、拡
散反射板３３の表面に入射光ａが当たると、この入射光
ａが散乱されて反射光の均一化を図ることができる。本
実施形態における他の構成は、上記した実施形態１と略
同様である。なお、基板１４は高分子樹脂フィルムとす
ると、ガラスと比べ薄く、光の減衰も少なくて良い。

【００３７】（実施形態６）図１３は、本発明の液晶表
示装置の実施形態６を示す断面図である。本実施形態の
液晶表示装置１１においては、拡散板４１の替わりに液
晶表示パネル１３と有機ＥＬ面発光素子１２との間に拡
散板４２を設けた点を除けば、実施形態１と同様の構成
である。拡散板４２は、互いに異なる屈折率の層が複数
積層された板であり、入射された光が各層の界面で反
射、透過を繰り返し起こすことにより光の進行方向を拡
散させる機能を有する。このような構造の液晶表示装置
１１では、反射型として用いる場合に入射光ａが液晶層
２２を通過した拡散板４２により拡散され、反射カソー
ド電極１５の反射により反射された出射光ｂが再び拡散
板４２で拡散されるので、二重に拡散されることから、
より液晶表示の視野角も広がるとともに均一な輝度の表
示を行うことができる。また、透過型の場合でも１度拡
散されるので、発光の面内均一性が高くなり、優れた表
示を行うことができる。

【００３８】（実施形態７）図１４は、本発明の液晶表
示装置の実施形態７を示す断面図である。本実施形態の
液晶表示装置１１においては、液晶表示パネル１３が後
偏光板２４を用いない液晶モードを採用している点を除
けば、実施形態１と同様の構成である。本実施形態で
は、後偏光板２４を有しないため、反射型として外光が
後偏光板２４を２度透過することがない。このため、反
射型と透過型での使用において、両者間の輝度の差が小
さい。また、本実施形態では偏光板を１枚にしたのでよ
り光の透過性が良好になるという利点がある。

【００３９】（実施形態８）図１５は、本発明の表示装
置の実施形態８を示す断面図である。本実施形態の液晶
表示装置１１は、液晶表示パネル１３と、相対的に後方
に配置された有機ＥＬ面発光素子１２と、から大略構成
されている。有機ＥＬ発光素子１２は、ガラスでなる基
板１４の上に、低仕事関数の光反射性の金属、例えばＭ
ｇＩｎでなる反射カソード電極１５が形成されている。
なお、反射カソード電極１５の材料としては、電子放出
性の観点から、仕事関数が低い材料が望ましく、その電
子親和力（ｅＶ）が、電子輸送層１６の材料の最低空分
子軌道（ＬＵＭＯ）の準位に反映される電子輸送層１６
材料の電子親和力に近いかまたはそれより小さいことが
望ましい。また、光反射性の観点から、より可視光（４
００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の電磁波）に対し反射性の
ある材料が望ましい。反射カソード電極１５上には、Ａ
ｌｑ３からなる電子輸送層１６と、ＰＶＣｚとＢＮＤと
発光材料とが混在された正孔輸送層１７と、が順次積層
されてなる有機ＥＬ層１８が形成されている。有機ＥＬ
層１８上には、アノード電極１９が積層されている。

【００４０】発光材料は、所定の波長域の光を吸収し、
それぞれ赤色、緑色、青色に発光する光ルミネッセンス
（photoluminescence）材料からなるドーパントであ
り、正孔輸送層および／または電子輸送層にドープされ
ている。赤色ドーパントとしては、ＤＣＭ１があり、図
１８に示すように６００ｎｍ付近に発光ピークを有する
橙色乃至赤色発光を生じる。緑色ドーパントとしてクマ
リン６があり、図１８に示すように５００ｎｍ〜５５０
ｎｍ間にピークを有する緑色の発光を示す。他の緑色ド
ーパントとして、キナクリドンがある。青色ドーパント
としては、ＴＰＢを適用することができる。他の青色ド
ーパントとしては、4,4'-ビス(2,2'-ジフェニルビニレ
ン)ビフェニル、4,4'-ビス((2-カルバゾール)ビフェニ
レン)ビフェニル、テトラフェニルブタジエン誘導体、
シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体等
がある。赤色ドーパント、緑色ドーパント、青色ドーパ
ントはそれぞれ、ＰＶＣｚ単位ユニットに対するモル比
率が約１／１００〜４／１００の割合で混入され、後述
するカラーフィルタの分光スペクトルにあわせてドープ
量を調整されている。

【００４１】液晶表示パネル１３は、有機ＥＬ面発光素
子１２のアノード電極１９の外面側に配置され、両外面
にそれぞれ前偏光板２３、後偏光板２４が設けられた一
対の前透明基板２０と後透明基板２１との間に液晶層２
２を介在させた構造となっている。前透明基板２０は、
対向内側の面に、ＩＴＯからなる可視光に対し７０％以
上の透過性を有する共通電極２５が表示領域全面に亙っ
て形成され、共通電極２５上には配向処理されたポリイ
ミドからなる前配向膜２９が形成されている。後透明基
板２１の対向内面側には、ＩＴＯでなる画素電極３０お
よびこの画素電極３０に接続されたスイッチング素子で
あるＴＦＴ３１が画素配列にしたがって多数配列されて
いる。配列パターンは、行方向およびそれに直交する列
方向に並んで配列されたマトリクス配列になっている。
ＴＦＴ３１は、そのゲート電極が選択電圧を出力するゲ
ートラインに接続され、そのドレイン電極が信号電圧を
出力するドレインラインに接続されている。これらＴＦ
Ｔ３１を含む非画素領域には、窒化シリコンからなる層
間絶縁膜３４がパターン形成され、画素電極３０上およ
び層間絶縁膜３４上にはポリイミドからなり、配向処理
が施された後配向膜３２が形成されている。

【００４２】本実施形態においては、前配向膜２９と後
配向膜３２との間に、所定方向に初期配向された液晶４
５が介在している。液晶４５の分子は、配向膜２９、３
２の上における配向方向を配向膜２９、３２で規制さ
れ、前記配向膜２９、３２面に対し僅かなプレチルト角
で傾斜した状態で、一方の基板側から他方の基板側に向
かって７５°±１０°のツイスト角で所定の方向にツイ
スト配向している。

【００４３】そして、この液晶表示装置１１において
は、液晶２２の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積で
あるΔｎｄの値と、表裏一対の偏光板２３、２４の透過
軸の向きを、入射光が白色光であるときの出射光の色
が、液晶表示パネル１３の両基板２０、２１の電極３
０、２５間に印加する電圧に応じて、少なくとも赤、
緑、青、黒、白に変化するように設定している。

【００４４】図１６は、上記液晶表示パネル１３の液晶
分子の配向状態と各偏光板２３、２４の透過軸の向きを
液晶表示装置１１の表面側から見た図であり、この実施
形態では、液晶表示パネル１３のΔｎｄの値を８００ｎ
ｍ〜１１００ｎｍに設定するとともに、偏光板２３、２
４はそれぞれの透過軸２３ａ、２４ａを次のような向き
にして配置されている。

【００４５】すなわち、図１６のように、液晶表示パネ
ル１３の一方の基板、例えば基板２１の近傍における液
晶分子配向方向（配向膜３２のラビング方向）２１ａ
は、液晶表示パネル１３の横軸Ｓに対して右回りに５
２．５°±５°の方向、他方の基板２０の近傍における
液晶分子配向方向（配向膜３２のラビング方向）２０ａ
は、前記横軸Ｓに対して左回りに５２．５°±５°の方
向にあり、液晶分子は、そのツイスト方向を破線矢印で
示したように、基板２１から基板２０に向かって右回り
に７５°±１０°のツイスト角でツイスト配向してい
る。

【００４６】そして、液晶表示パネル１３の基板２１の
近傍における液晶分子配向方向２１ａを０°の方向とす
ると、液晶表示パネル１３の基板２１に対向する偏光板
２４の透過軸２４ａは、前記液晶分子のツイスト方向と
逆方向に５２．５°±３°の方向にあり、液晶表示パネ
ル１３の基板２０に対向する偏光板２３の透過軸２３ａ
は、前記ツイスト方向と逆方向に４７．５°±３°の方
向にある。

【００４７】この実施形態の液晶表示装置１１は、液晶
表示パネル１３の液晶層の複屈折作用と一対の偏光板２
３、２４の偏光作用とを利用して光を着色するもので、
この液晶表示装置１１においては、前偏光板２３を透過
して入射した直線偏光が、液晶表示パネル１３を通る過
程でその液晶層の複屈折作用により偏光状態を変えら
れ、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光とな
った光となって後偏光板２４に入射して、この後偏光板
２４を透過した光が、その光を構成する各波長光の光強
度の比に応じた色の着色光になり、この着色光が反射カ
ソード電極１５で反射され、前記偏光板２４と液晶表示
パネル１３と前偏光板２３とを順に透過して液晶表示装
置の表面側に出射する。

【００４８】なお、反射カソード電極１５で反射された
光は、表面側に出射する過程で、液晶表示パネル１３の
液晶層２２により入射時とは逆の経路で複屈折作用を受
け、入射時とほぼ同じ直線偏光となって偏光板２３に入
射するため、この偏光板２３を透過して出射する光は、
反射カソード電極１５で反射された光とほとんど変わら
ない着色光である。

【００４９】そして、前記液晶表示パネル１３の液晶層
の複屈折作用は、この液晶層への印加電圧に応じた液晶
分子の配向状態の変化によって変化し、それにともなっ
て後偏光板２４に入射する光の偏光状態が変化するた
め、この後偏光板２４を透過する各波長光の光強度の比
に応じて光の着色が変化する。

【００５０】すなわち、液晶表示パネル１３の電極２
５、３０間に電圧を印加すると、液晶分子がツイスト配
向状態を保ちつつ立上がり配向し、この液晶分子の立上
がり角が大きくなるのにつれて液晶層の複屈折作用が小
さくなるが、液晶表示パネル１３の液晶層の複屈折作用
が変化すると、液晶表示パネル１３を透過して後偏光板
２４に入射する光の偏光状態が変化するため、この後偏
光板２４を透過する各波長光の光強度の比に応じて光の
着色が変化し、その光が反射カソード電極１５で反射さ
れて液晶表示パネル１３の表面側に出射する。

【００５１】このように、この液晶表示装置１１の出射
光の色、つまり表示色は、電極２５、３０間に印加する
電圧に応じて変化する。この液晶表示装置１１の１つの
画素で表示できる色は、赤、緑、青の三原色の全てと、
ほぼ無彩色の暗表示である黒と、ほぼ無彩色の明表示で
ある白を含んでいる。

【００５２】図１７は本実施形態の液晶表示装置１１の
表示色の変化を示すａ*−ｂ*色度図である。同図に示す
ように、上記液晶表示装置１１の表示色は、液晶表示パ
ネル１３の電極２５、３０間に電圧を印加していない初
期状態ではパープル（Ｐ）に近い色であり、電極２５、
３０間に印加する電圧を高くしていくのにともなって、
矢印方向、すなわち赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）→黒
→白の順に変化する。これら赤、緑、青と、黒および白
の表示色は、いずれも、色純度が高い鮮明な色である。

【００５３】また、黒の表示状態における出射率をＲ
（ｍｉｎ）とし、白の表示状態における出射率を、印加
電圧が５ＶのときでＲ（５Ｖ）、印加電圧が７Ｖのとき
でＲ（７Ｖ）とすると、上記カラー液晶表示装置の出射
率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝２．７８％Ｒ（５Ｖ）＝２２．８５％Ｒ（７Ｖ）＝２９．５５％である。

【００５４】そして、上記液晶表示装置１１における黒
と白の表示のコントラストＣＲは、白を表示させるため
の印加電圧を５ＶとしたときのコントラストをＣＲ（５
Ｖ）、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたとき
のコントラストをＣＲ（７Ｖ）とすると、ＣＲ（５Ｖ）＝８．２２ＣＲ（７Ｖ）＝１０．６３であり、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたと
きはもちろん、白を表示させるための印加電圧を５Ｖと
したときでも、充分に高いコントラストが得られる。

【００５５】このような表示色とコントラストは、液晶
表示パネル１３の液晶４５の分子が基板２１側から基板
２０側に向かって７５°±１０°のツイスト角で所定の
方向にツイスト配向しており、この液晶表示パネル１３
のΔｎｄの値が８００ｎｍ〜１１００ｎｍであるととも
に、基板２１の近傍における液晶分子の配向方向２１ａ
を０°の方向としたとき、偏光板２４の透過軸２４ａが
液晶分子のツイスト方向と逆方向に５２．５°±３°の
方向、偏光板２３の透過軸２３ａが前記ツイスト方向と
逆方向に４７．５°±３°の方向に設定されていること
を条件として得られるものであり、これらの条件が前記
範囲を外されると、その度合が大きくなるにつれて、コ
ントラスト、表示色の順で表示品質が悪くなる。

【００５６】したがって、この液晶表示装置１１によれ
ば、カラーフィルタを用いることなく光を着色するとと
もに、同じ画素で複数の色を表示し、しかも、コントラ
ストを高くするとともに、表示の基本である白と黒およ
び赤、緑、青の三原色を表示して、鮮明でかつ色彩の豊
かな多色カラー表示を実現することができる。

【００５７】また、透過型として用いる場合、従来のＥ
ＣＢ液晶表示装置は、図３４に示すように表示色によっ
て出射率が異なっていた。特に青色は他の色と比べ輝度
が低く視認しにくかった。有機ＥＬ面発光素子１２で
は、赤色ドーパントとしてＤＣＭ１、緑色ドーパントと
してクマリン６、青色ドーパントとしてＴＰＢを適用し
て白色発光させることができるが、青白色を発光するよ
うにドーパントの混合比を適用すれば、相対的に青色の
輝度が高くなり各色に対する輝度バランスを良好にする
ことができる。このように有機ＥＬ面発光素子１２で
は、各色に発光する発光材料を任意に設定することがで
きるので、目的に応じた表示色の色および輝度を制御す
ることができる。なお、本実施形態においは、アノード
電極１９と有機ＥＬ層１８とが、基板１４の上方にある
ため、基板１４の界面での反射に起因する二重像の発生
が防止できる。また、アノード電極１９および有機ＥＬ
層１８の厚さが極めて薄く設定できるため、これらの厚
さに起因して二重像が生じることも抑制することができ
る。

【００５８】（実施形態９）図１９〜図２１はこの発明
の実施形態９を示しており、図１９は本実施形態の液晶
表示装置１１の断面図である。この実施形態の表示装置
１１は、液晶表示パネル１３と、相対的に後方に配置さ
れた有機ＥＬ面発光素子１２と、から大略構成される。
液晶表示パネル１３は、一対の前透明基板２０と後透明
基板２１との間に液晶層４５が介在され、前透明基板２
０の外側面に位相差板４９が配置され、位相差板４９の
外面側に前偏光板２３が配置され、後透明基板２１の外
面側に後偏光板２４が配置された構造となっている。そ
して、この液晶表示パネル１３の前方には、拡散板４１
が配置されている。

【００５９】上記した前透明基板２０は、対向内側の面
に、ＩＴＯからなる可視光に対し７０％以上の透過性を
有する共通電極２５が表示領域全面にわたって形成さ
れ、共通電極２５上には配向処理されたポリイミドから
なる前配向膜２９が形成されている。後透明基板２１の
対向内面側には、ＩＴＯでなる画素電極３０および画素
電極３０に接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ３
１が画素配列にしたがって多数配列されている。配列パ
ターンは、行方向およびそれに直交する列方向に並んで
配列されたマトリクス配列になっている。ＴＦＴ３１
は、そのゲート電極が選択電圧を出力するゲートライン
に接続され、そのドレイン電極が信号電圧を出力するド
レインラインに接続されている。これらＴＦＴ３１を含
む非画素領域には、窒化シリコンからなる層間絶縁膜３
４がパターン形成され、画素電極３０上および層間絶縁
膜３４上にはポリイミドからなり、配向処理が施された
後配向膜３２が形成されている。前配向膜２９と後配向
膜３２との間には、所定方向に初期配向された液晶層４
５が介在している。

【００６０】この実施形態の液晶表示装置１１において
は、液晶表示パネル１３内部に封止された液晶層４５の
Δｎｄの値と、位相差板４９のリタデーションの値と、
表裏一対の偏光板２３、２４の透過軸および位相差板４
９の遅相軸の向きを、入射光が白色光であるときの出射
光の色が、電極２５、３０間に印加する電圧に応じて、
少なくとも赤、緑、青、黒、白に変化するように設定し
ている。

【００６１】図２０は、封止された液晶分子の配向状態
と各偏光板２３、２４の透過軸および位相差板４９の遅
相軸の向きを表示装置１１の表示面側から見た図であ
り、この実施形態では、液晶分子のツイスト角を７５°
±３°、Δｎｄの値を８００ｎｍ〜１１００ｎｍに設定
し、位相差板４９としてリタデーションの値が６０ｎｍ
±２０ｎｍのものを用いるとともに、前および後偏光板
２３、２４をその透過軸２３ａ、２４ａを次のような向
きにして配置し、前記位相差板４９をその遅相軸４９ａ
を次のような向きにして配置している。

【００６２】すなわち、図２０のように、一方の基板、
例えば後透明基板２１の近傍における液晶分子配向方向
２１ａは、液晶表示パネル１３の横軸Ｓに対して右回り
に５２．５°±５°の方向、他方の前透明基板２０の近
傍における液晶分子配向方向２０ａは、前記横軸Ｓに対
して左回りに５２．５°±５°の方向にあり、液晶分子
は、そのツイスト方向を破線矢印で示したように、裏面
側基板２１から表面側基板２０に向かって右回りに７５
°±１０°のツイスト角でツイスト配向している。

【００６３】そして、裏面側基板２１の近傍における液
晶分子配向方向２１ａを０°の方向とすると、裏面側基
板２１に対向する後偏光板２４の透過軸２４ａは、前記
液晶分子のツイスト方向と逆方向に５２．５°±３°の
方向にあり、表面側基板２０に対向する前偏光板２３の
透過軸２３ａは、前記ツイスト方向と逆方向に６０．５
°±３°の方向にあり、さらに位相差板４９の遅相軸４
９ａは、前記ツイスト方向と逆方向に５２．５°±３°
の方向にある。

【００６４】この実施形態の表示装置１１は、液晶表示
パネル１３の液晶層の複屈折作用および位相差板４９の
複屈折作用と一対の偏光板２３、２４の偏光作用とを利
用して光を着色するもので、このカラー液晶表示装置に
おいては、前偏光板２３を透過して入射した直線偏光
が、位相差板４９と液晶層４５を通る過程で前記位相差
板４９の複屈折作用および液晶４５の複屈折作用により
偏光状態を変えられ、各波長光がそれぞれ偏光状態の異
なる楕円偏光となった光となって後偏光板２４に入射し
て、この後偏光板２４を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になり、こ
の着色光が反射カソード電極１５で反射され、前記裏側
偏光板２４と液晶４５と位相差板４９と前偏光板２３と
を順に透過して液晶表示装置の表面側に出射する。

【００６５】なお、反射カソード電極１５で反射された
光は、表面側に出射する過程で、液晶層４５および位相
差板４９により入射時とは逆の経路で複屈折作用を受
け、入射時とほぼ同じ直線偏光となって前偏光板２３に
入射するため、この表側偏光板２３を透過して出射する
光は、反射カソード電極１５で反射された光とほとんど
変わらない着色光である。

【００６６】そして、液晶層４５の複屈折作用は、この
液晶４５への印加電圧に応じた液晶分子の配向状態の変
化によって変化し、それにともなって後偏光板２４に入
射する光の偏光状態が変化するため、この後偏光板２４
を透過する各波長光の光強度の比に応じて光の着色が変
化し、その光が反射カソード電極１５で反射されて液晶
表示装置１１の表面側に出射する。

【００６７】したがって、この液晶表示装置１１の出射
光の色、つまり表示色は、電極３０、２５間に印加する
電圧に応じて変化する。この液晶表示装置１１の１つの
画素で表示できる色は、赤、緑、青の三原色の全てと、
ほぼ無彩色の暗表示である黒と、ほぼ無彩色の明表示で
ある白を含んでいる。

【００６８】図２１は液晶表示装置１１の表示色の変化
を示すａ*−ｂ*色度図である。同図に示すように、液晶
表示装置１１の表示色は、電極２５、３０間に電圧と印
加していない初期状態ではパープル（Ｐ）に近い色であ
り、電極２５、３０間の印加電圧を高くしてゆくのにと
もなって、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）→黒→白の順
に変化する。これら赤、緑、青と、黒および白の表示色
は、いずれも、色純度が高い鮮明な色である。

【００６９】また、この実施形態の液晶表示装置１１に
おける黒の表示状態の出射率をＲ（ｍｉｎ）とし、白の
表示状態における出射率を、印加電圧が５ＶのときでＲ
（５Ｖ）、印加電圧が７ＶのときでＲ（７Ｖ）とする
と、このカラー液晶表示装置の出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝３．３０％Ｒ（５Ｖ）＝２３．６４％Ｒ（７Ｖ）＝２８．９１％である。

【００７０】そして、このカラー液晶表示装置における
黒と白の表示のコントラストＣＲは、白を表示させるた
めの印加電圧を５ＶとしたときのコントラストをＣＲ
（５Ｖ）、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとした
ときのコントラストをＣＲ（７Ｖ）とすると、ＣＲ（５Ｖ）＝７．１６ＣＲ（７Ｖ）＝８．７６であり、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたと
きはもちろん、白を表示させるための印加電圧を５Ｖと
したときでも、充分に高いコントラストが得られる。

【００７１】したがって、この液晶表示装置１１によれ
ば、カラーフィルタを用いずに光を着色するとともに、
同じ画素で複数の色を表示し、しかも、コントラストを
高くするとともに、表示の基本である白と黒および赤、
緑、青の三原色を表示して、鮮明でかつ色彩の豊かな多
色カラー表示を実現することができる。

【００７２】なお、上記実施形態８では、図２０のよう
に、０°の方向に対して、前偏光板２３の透過軸２３ａ
を６０．５°±３°の方向、位相差板４９の遅相軸４９
ａを５２．５°±３°の方向に設定したが、この実施形
態のように、液晶分子のツイスト角を７５°±３°、Δ
ｎｄの値を８００ｎｍ〜１１００ｎｍ、位相差板４９の
リタデーションの値を６０ｎｍ±２０ｎｍとし、かつ、
後偏光板２４の透過軸２４ａを前記液晶分子のツイスト
方向と逆方向に５２．５°±３°の方向に設定する場合
は、前記０°の方向に対して、前偏光板２３の透過軸２
３ａが液晶分子のツイスト方向と逆方向に５１．５°±
３°〜６０．５°±３°の範囲の方向、位相差板４９の
遅相軸４９ａが前記ツイスト方向と逆方向に４２．５°
±３°〜５２．５°±３°の範囲の方向にあれば、白と
黒および赤、緑、青を高い色純度で表示することができ
る。また、本実施形態においては、拡散板４１が液晶表
示パネル１３の前方に配置されているため、反射カソー
ド電極１５での鏡面反射に伴って外部像の写り込みや、
二重像の発生を抑制することができる。また、有機ＥＬ
面発光素子１２で発生した光の面内均一性を拡散板４１
で高くすることができる。

【００７３】（実施形態１０）次に実施形態１０につい
て以下に説明する。本実施形態では、液晶表示装置１１
が、前偏光板２３の透過軸２３ａの方向、位相差板４９
の遅相軸４９ａの方向を除けば、上記した実施形態９と
同様の構成である。

【００７４】図２２はこの発明の実施形態１０を示して
おり、液晶表示パネル１３の液晶分子の配向状態と各偏
光板２３、２４の透過軸２３ａ、２４ａおよび位相差板
４９の遅相軸の向きを表示装置１１の表示側から見た図
である。この実施形態では、０°の方向（後透明基板２
１の近傍における液晶分子配向方向２１ａ）に対して、
前偏光板２３の透過軸２３ａを液晶分子のツイスト方向
と逆方向に５１．５°±３°の方向、位相差板４９の遅
相軸４９ａを前記ツイスト方向と逆方向に４２．５°±
３°の方向にしたものであり、両基板２０、２１の近傍
における液晶分子配向方向２１ａ、２０ａと、後偏光板
２４の透過軸２４ａの向きは図２０と同じである。

【００７５】図２３は本実施形態による液晶表示装置１
１の表示色の変化を示すａ*−ｂ*色度図であり、この液
晶表示装置１１の表示色も、電極２５、３０間の印加電
圧を高くしてゆくのにともなって、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）
→青（Ｂ）→黒→白の順に変化する。これら赤、緑、青
と、黒および白の表示色は、いずれも、色純度が高い鮮
明な色である。

【００７６】また、この液晶表示装置１１における光の
出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝２．７６％Ｒ（５Ｖ）＝２４．０８％Ｒ（７Ｖ）＝３０．６０％である。

【００７７】そして、この液晶表示装置１１における、
白を表示させるための印加電圧を５Ｖとしたときのコン
トラストをＣＲ（５Ｖ）と、白を表示させるための印加
電圧を７ＶとしたときのコントラストをＣＲ（７Ｖ）
は、ＣＲ（５Ｖ）＝８．７２ＣＲ（７Ｖ）＝１１．０９である。

【００７８】本実施形態においても、拡散板４１が液晶
表示パネル１３の前方に配置されているため、反射カソ
ード電極１５での鏡面反射に伴って外部像の写り込み
や、二重像の発生を抑制することができる。また、有機
ＥＬ面発光素子１２で発生した光の面内均一性を拡散板
４１で高くすることができる。

【００７９】（実施形態１１）図２４および図２５はこ
の発明の実施形態１１を示している。本実施形態では、
液晶表示装置１１が、前偏光板２３の透過軸２３ａの方
向、位相差板４９の遅相軸４９ａの方向および偏光板２
４の透過軸２４ａの方向を除けば、上記した実施形態９
と同様の構成である。図２４は、この実施形態の液晶表
示装置１１における液晶層４５の分子の配向状態と各偏
光板２３、２４の透過軸２３ａ、２４ａおよび位相差板
４９の遅相軸４９ａの向きを液晶表示装置１１の表面側
から見た図であり、この実施形態では、液晶分子のツイ
スト角を７５°±３°、Δｎｄの値を８００ｎｍ〜１１
００ｎｍに設定し、位相差板４９としてリタデーション
の値が６０ｎｍ±２０ｎｍのものを用いるとともに、前
および後偏光板２３、２４をその透過軸２３ａ、２４ａ
を次のような向きにして配置し、前記位相差板４９をそ
の遅相軸４９ａを次のような向きにして配置している。

【００８０】すなわち、図２４のように、一方の基板、
例えば後透明基板２１の近傍における液晶分子配向方向
２１ａは、液晶表示パネル１３の横軸Ｓに対して右回り
に５２．５°±５°の方向、他方の前透明基板２０の近
傍における液晶分子配向方向２０ａは、前記横軸Ｓに対
して左回りに５２．５°±５°の方向にあり、液晶分子
は、そのツイスト方向を破線矢印で示したように、後透
明基板２１から前透明基板２０に向かって右回りに７５
°±１０°のツイスト角でツイスト配向している。

【００８１】そして、後透明基板２１の近傍における液
晶分子配向方向２１ａを０°の方向とすると、後透明基
板２１に対向する後偏光板２４の透過軸２４ａは、前記
液晶分子のツイスト方向と逆方向に４７．５°±３°の
方向にあり、表面側基板２０に対向する前偏光板２３の
透過軸２３ａは、前記ツイスト方向と逆方向に３６．５
°±３°の方向にあり、さらに位相差板４９の遅相軸４
９ａは、前記ツイスト方向と逆方向に１３８．５°±３
°の方向にある。

【００８２】この実施形態の液晶表示装置１１は、液晶
４５の複屈折作用および位相差板４９の複屈折作用と一
対の偏光板２３、２４の偏光作用とを利用して光を着色
するもので、このカラー液晶表示装置の１つの画素で表
示できる色も、赤、緑、青の三原色の全てと、ほぼ無彩
色の暗表示である黒と、ほぼ無彩色の明表示である白を
含んでいる。

【００８３】図２５は液晶表示装置１１の表示色の変化
を示すａ*−ｂ*色度図である。この図２５のように、液
晶表示装置１１の表示色は、電極２５、３０間に電圧と
印加していない初期状態ではパープル（Ｐ）に近い色で
あり、電極２５、３０間の印加電圧を高くしてゆくのに
ともなって、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）→黒→白の
順に変化する。これら赤、緑、青と、黒および白の表示
色は、いずれも、色純度が高い鮮明な色である。

【００８４】また、この実施形態の液晶表示装置１１に
おける黒の表示状態の出射率をＲ（ｍｉｎ）とし、白の
表示状態における出射率を、印加電圧が５ＶのときでＲ
（５Ｖ）、印加電圧が７ＶのときでＲ（７Ｖ）とする
と、このカラー液晶表示装置の出射率は、Ｒ（ｍｉｎ）＝１．８５％Ｒ（５Ｖ）＝２２．３７％Ｒ（７Ｖ）＝２８．３５％である。

【００８５】そして、この液晶表示装置１１における黒
と白の表示のコントラストＣＲは、白を表示させるため
の印加電圧を５ＶとしたときのコントラストをＣＲ（５
Ｖ）、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたとき
のコントラストをＣＲ（７Ｖ）とすると、ＣＲ（５Ｖ）＝１２．０９ＣＲ（７Ｖ）＝１５．３２であり、白を表示させるための印加電圧を７Ｖとしたと
きはもちろん、白を表示させるための印加電圧を５Ｖと
したときでも、充分に高いコントラストが得られる。

【００８６】すなわち、本実施形態の液晶表示装置１１
は、基板２０、２１をはさんで配置された一対の偏光板
２３、２４のうちの一方の偏光板（この実施形態では前
偏光板）２３と基板２０との間に１枚の位相差板４９を
配置するとともに、液晶分子のツイスト角を７５°±１
０°とし、さらに液晶４５のΔｎｄの値を８００ｎｍ〜
１１００ｎｍ、位相差板４９のリタデーションの値を６
０ｎｍ±２０ｎｍとした場合における赤、緑、青、黒、
白の表示色が得られる偏光板２３、２４及び位相差板４
９の配置条件が、上記実施形態９、１０の条件の他にも
存在することに基づいたものであり、この液晶表示装置
１１によれば、カラーフィルタを用いずに光を着色する
とともに、同じ画素で複数の色を表示し、しかも、コン
トラストを高くするとともに、表示の基本である白と黒
および赤、緑、青の三原色を表示して、鮮明でかつ色彩
の豊かな多色カラー表示を実現することができる。

【００８７】（実施形態１２）図２６は、本発明の液晶
表示装置の実施形態１２を示す断面図である。同図中１
１は、表示装置であり、液晶表示パネル１３と、有機Ｅ
Ｌ面発光素子１２と、から大略構成され、後偏光板２４
がない点を除けば上記した実施形態８と同様の構成であ
る。このような構造の液晶表示装置１１では、偏光板を
１枚にしているため透過性が良好になり全体の輝度が高
くなるとともに、反射型と透過型での輝度の差を小さく
することができる。

【００８８】上記した実施形態８〜１２のようなＥＣＢ
型の液晶表示装置は、透過型として用いる場合、図３４
に示すように表示色によって出射率が異なっていた。特
に青色は他の色と比べ輝度が低く視認しにくかった。上
記した実施形態８〜１２の有機ＥＬ面発光素子１２で
は、例えば赤色ドーパントとしてＤＣＭ１、緑色ドーパ
ントとしてクマリン６、青色ドーパントとしてＴＰＢを
適用して白色発光させることができるが、青白色を発光
するようにドーパントの混合比を適用すれば、相対的に
青色の輝度が高くなり各色に対する輝度バランスを良好
にすることができる。このように有機ＥＬ面発光素子１
２では、各色に発光する発光材料を任意に設定すること
ができるので、目的に応じた表示色の色および輝度を制
御することができる。また、上記した実施形態８〜１２
の液晶表示装置１１に適宜拡散板を配置させることによ
り、面内均一性の高い表示を行うことが可能となる。

【００８９】（実施形態１３）図２７は、本発明の液晶
表示装置の実施形態１３を示す断面図である。同図中１
１は表示装置であり、液晶表示パネル１３と、有機ＥＬ
面発光素子１２と、から大略構成される。液晶表示パネ
ル１３は、有機ＥＬ面発光素子１２のアノード電極１９
の外面側に配置され、一対の前透明基板２０と後透明基
板２１との間に液晶４５を封入した構造となっている。
前透明基板２０は、対向内側の面に、ＩＴＯからなる可
視光に対し７０％以上の透過性を有する共通電極２５が
表示領域全面にわたって形成され、共通電極２５上には
配向処理されたポリイミドからなる前配向膜２９が形成
されている。後透明基板２１の対向内面側には、ＩＴＯ
でなる画素電極３０および画素電極３０に接続されたス
イッチング素子であるＴＦＴ３１が画素配列にしたがっ
て多数配列されている。配列パターンは、行方向および
それに直交する列方向に並んで配列されたマトリクス配
列になっている。ＴＦＴ３１は、そのゲート電極が選択
電圧を出力するゲートラインに接続され、そのドレイン
電極が信号電圧を出力するドレインラインに接続されて
いる。これらＴＦＴ３１を含む非画素領域には、窒化シ
リコンからなる層間絶縁膜３４がパターン形成され、画
素電極３０上および層間絶縁膜３４上にはポリイミドか
らなり、配向処理が施された後配向膜３２が形成されて
いる。前配向膜２９と後配向膜３２との間には、所定方
向に初期配向された液晶層４５が介在している。

【００９０】液晶層４５は、相転移（コレステリック−
ネマチック）型液晶に二色性染料を添加させた、いわゆ
るＰＣＧＨ液晶や、ＰＤ（高分子分散型）液晶、ＰＤ液
晶等から選択することができる。このような、液晶表示
装置１１では、偏光板、カラーフィルタが一切ないの
で、反射型と透過型との間の輝度の差がより小さくなる
とともに高い輝度の表示を行うことができる。

【００９１】上記した実施形態１〜１３では、液晶表示
パネル１３と有機ＥＬ面発光素子１２とから構成された
が、これら実施形態の液晶表示装置１１の液晶表示パネ
ル１３と有機ＥＬ面発光素子１２との間に図２８
（ａ）、（ｂ）に示すような光進行方向制御板５３を配
置した構造であってもよい。光進行方向制御板５３は、
ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリアクリル等の光
透過性材料からなり、屈折率が１．３〜１．４に設定さ
れている。また光進行方向制御板５３は、その液晶表示
パネル１３との対向面側が規則的に凹凸があるマイクロ
プリズム形状に施され、有機ＥＬ面発光素子１２との対
向面側が平滑な面構造になっている。マイクロプリズム
の平滑面と傾斜面との間の傾斜角θ、θ′と設定されて
おり、ここで光進行方向制御板５３への光の入射角は、
液晶表示パネル１３の表示面の表示面側の法線方向の
軸、或いは制御板５３の平滑な底面の液晶表示パネル１
３側の法線方向の軸を、０°とし、マイクロプリズムの
平滑面と傾斜面との間の傾斜角側への傾きを＋（°）、
逆方向への傾きを−（°）で定義する。傾斜角を２５°
に設定すると、反射型のときの、入射角が＋３０°の入
射光Ｘが０°の出射光として出射することができる。な
お、図２９は、光進行方向制御板５３の傾斜角度の応じ
た入射光の角度と出射光の角度との関係を示している。

【００９２】（実施形態１４）図３０は、本発明の液晶
表示装置の実施形態１４を示す断面図である。この液晶
表示装置１１は、液晶表示パネル１３を構成する後透明
基板２１の前面側に有機ＥＬ面発光素子１２を設けたも
のである。また、液晶表示パネル１３においては、後偏
光板２４を備えない液晶モードが採用されている。な
お、他の構成は、上記した実施形態１と同様であるの
で、その説明を省略する。本実施形態においては、有機
ＥＬ面発光素子１２側のＥＬ用透明基板を省略すること
ができるため、装置全体の薄型化を達成することができ
る。

【００９３】（実施形態１５）図３１は、本発明の液晶
表示装置の実施形態１５を示す断面図である。本実施形
態の液晶表示装置１１は、同図に示すように、前透明基
板２０の後面に画素電極３０とＴＦＴ３１が形成され、
これらを覆うように前配向膜２９が形成されている。ま
た、後透明基板２１の前面には、反射カソード電極１
５、有機ＥＬ層１８、アノード電極１９が順次積層され
ており、アノード電極１９の上には後配向膜３２が形成
されている。これら前透明基板２０の前配向膜２９と後
透明基板２１の後配向膜３２との間には液晶層２２が介
在されている。なお、本実施形態においては、ゲスト・
ホスト液晶モードが用いられている。また、前透明基板
２０の前方には、前偏光板２３、拡散板４１が配置され
ている。本実施形態においては、有機ＥＬ面発光素子１
２のアノード電極１９が液晶表示パネル１３の共通電極
としての機能も兼ねている。

【００９４】本実施形態においては、有機ＥＬ面発光素
子１２が後透明基板２１の前面で液晶層２２の後方に形
成されているため、装置の薄型化を達成することができ
る。また、拡散板４１が前方に配置されているため、外
部像の写り込みや二重像が発生するのを抑制することが
できる。また、ＴＦＴ３１は、有機ＥＬ面発光素子１２
が形成された後透明基板２１と異なる前透明基板２０に
形成されているので、ＴＦＴ形成に伴って、有機ＥＬ層
のガラス転移温度を越える３００℃以上の加熱処理を行
っても有機ＥＬ層が熱劣化することはない。

【００９５】（実施形態１６）図３２は、本発明の液晶
表示装置の実施形態１６を示す断面図である。本実施形
態では、反射カソード電極１５が、光の散乱反射を起こ
させる、多結晶構造をもつＭｇ-Ａｇでなる散乱反射カ
ソード電極１５ａで置き換えられている。また、本実施
形態においては、拡散板４１を備えていない。本実施形
態における他の構成は、上記した実施形態１５の液晶表
示装置１１と同様である。このように、散乱反射カソー
ド電極１５ａが外光を散乱反射させることができるた
め、本実施形態においても、外部像の写り込みや二重像
の発生を抑制することができる。なお、上記実施形態１
４〜１６では、少なくとも有機ＥＬ面発光素子１２側の
基板に形成された配向膜にラビング等の配向処理を施さ
ない液晶モ−ドであるＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）の
方が有機ＥＬ面発光素子１２に物理的応力の負荷がかか
らなくてよい。

【００９６】以上、実施形態１〜実施形態１６について
説明したが、本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変更が可能である。例
えば、液晶モードは、ＴＮ液晶モード、ＳＴＮ液晶モー
ド、ゲスト・ホスト（ＧＨ）液晶モード、偏光板を用い
ないＰＣ（相転移）モード、ＰＤＬＣ（高分子分散型液
晶）モード、ＰＤＬＣ／ＧＨモード、コレステリック液
晶モード、ＰＣ液晶／ＧＨモードなどの各種の液晶モー
ドを液晶表示パネル１３に適用することができる。この
ような液晶モードに応じて、例えばカラーフィルタの有
無や、偏光板の有無などの、液晶表示パネルの構成も適
宜変更することが可能である。

【００９７】また、上記した各実施形態では、有機ＥＬ
層１８を、一例としてＡｌｑ３でなる電子輸送層１６
と、ＰＶＣｚとＢＮＤと白色発光材料とでなる正孔輸送
層１７とを接合した構成としたが、他の有機ＥＬ材料を
用いて、単層のエレクトロルミネッセンス層や、３層以
上の構造のエレクトロルミネッセンス層とすることも可
能である。

【００９８】さらに、本発明においては、反射カソード
電極１５として、マグネシウム合金、ハフニウム（Ｈ
ｆ、仕事関数３．６３ｅＶ）や希土類元素であるスカン
ジウム（Ｓｃ、仕事関数３．５ｅＶ）、イットリウム
（Ｙ、仕事関数３．１ｅＶ）、ランタン（Ｌａ、仕事関
数３．５ｅＶ）、セリウム（Ｃｅ、仕事関数２．９ｅ
Ｖ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ、仕事関
数３．２ｅＶ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム
（Ｓｍ、仕事関数２．７ｅＶ）、ユウロピウム（Ｅｕ、
仕事関数２．５ｅＶ）、ガドリニウム（Ｇｄ、仕事関数
３．１ｅＶ）、テルビウム（Ｔｂ、仕事関数）、ジスプ
ロシウム（Ｄｙ）、ホルモエム（Ｈｏ）、エルビウム
（Ｅｒ、仕事関数２．９７ｅＶ）、ツリウム（Ｔｍ、イ
ッテルビウム（Ｙｂ、仕事関数２．６ｅＶ）、ルテチウ
ム（Ｌｕ）の、単体やこれらの元素を含む合金などを用
いることができる。さらには、実施形態５および実施形
態１６で説明したように、散乱反射カソード電極１５ａ
として、多結晶構造をもつＭｇ−Ａｇ膜を用いたが、例
えばバンブー構造をもつＡｌを用いることで、特別な加
工を施すことなく、表面に微細な凹凸を有する電極を容
易に形成することも可能である。また、上記した各実施
形態では、アノード電極１９を例えばＩＴＯでなる透明
導電膜で形成したが、電流の供給の均一化を図り発光の
面内均一性を高めるため、透明導電膜に例えばＡｌなど
の極薄い低抵抗導電膜をメッシュ状に加工して透明導電
膜に積層させる構成としてもよい。この場合、低抵抗導
電膜の膜厚を薄く設定することにより、光透過性をもた
せることができる。また、低抵抗導電膜と透明導電膜と
の屈折率が互いに異なるため、有機ＥＬ層で発生した光
や、反射光を散乱させることができ、より面内均一性の
高い面発光を行わせることが可能となる。このような構
成を拡散板を備えた液晶表示装置に適用すると、拡散板
との相乗効果で光の拡散作用が高まり、さらに発光の面
内均一性を高めることが可能となる。

【００９９】また、本発明では、有機ＥＬ面発光素子１
２の基板１４を１μｍ〜５μｍ厚の酸化シリコン層ある
いはアクリル系の有機絶縁層を基板で構成することもで
き、より薄い構造にすることができるとともに基板の屈
折率の違いによる視差を低減することができる。

【０１００】さらに、上記実施形態１〜１４では、液晶
表示パネル１３は、ＴＦＴ３１によるアクティブ駆動で
あったが、液晶を挟んで対向する電極をストライプ形状
にした単純マトリクス駆動であってもよい。

【０１０１】

【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、明状態において二重像の発生や外部像の写
り込みがなく、良好なコントラストを有する表示を行う
ことができ、暗状態においても良好なコントラストを有
し、かつ低消費電力で表示を行うことができる、携帯性
を備えた液晶表示装置を実現するという効果がある。ま
た、この発明によれば、液晶表示部に良好な散乱光を供
給できる液晶表示装置を実現することができる。このた
め、液晶表示装置の表示性能を高める効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示す
断面図。

【図２】実施形態１の作用を示す説明図。

【図３】液晶表示装置の問題点を示す説明図。

【図４】液晶表示装置の問題点を示す説明図。

【図５】有機ＥＬ面発光素子における、電子と正孔の注
入障壁に対する効果を示すエネルギーダイヤグラム。

【図６】正孔輸送層（ＨＴＬ）内の正孔の移動メカニズ
ムを示すエネルギーダイヤグラム。

【図７】ＰＶＣｚ、クマリン６がドープされたＰＶＣ
ｚ、エタノール中に存在するクマリン６のそれぞれの光
吸収スペクトルを示すグラフ。

【図８】ＰＶＣｚのＥＬ特性とＰＬ特性を示すスペクト
ル図。

【図９】実施形態２の液晶表示装置を示す断面図。

【図１０】実施形態３の液晶表示装置を示す断面図。

【図１１】実施形態４の液晶表示装置を示す断面図。

【図１２】実施形態５の液晶表示装置を示す断面図。

【図１３】実施形態６の液晶表示装置を示す断面図。

【図１４】実施形態７の液晶表示装置を示す断面図。

【図１５】実施形態８の液晶表示装置を示す断面図。

【図１６】実施形態８における液晶表示パネルの液晶分
子の配向状態と各偏光板の透過軸の向きを液晶表示装置
の表面側から見た状態を示す説明図。

【図１７】実施形態８の液晶表示装置の表示色の変化を
示す色度図。

【図１８】クマリン６およびＤＣＭ１の波長とＥＬ強度
との関係を示すグラフ。

【図１９】実施形態９の液晶表示装置を示す断面図。

【図２０】実施形態９における液晶分子の配向状態、各
偏光板の透過軸および位相差板の遅相軸の向きを表示装
置の表示面側から見た状態を示す説明図。

【図２１】実施形態９の液晶表示装置の表示色の変化を
示す色度図。

【図２２】実施形態１０の液晶分子の配向状態、各偏光
板の透過軸および位相差板の遅相軸の向きを表示装置の
表示面側から見た状態を示す説明図。

【図２３】実施形態１０の液晶表示装置の表示色の変化
を示す色度図。

【図２４】実施形態１１の液晶分子の配向状態、各偏光
板の透過軸および位相差板の遅相軸の向きを表示装置の
表示面側から見た状態を示す説明図。

【図２５】実施形態１１の液晶表示装置の表示色の変化
を示す色度図。

【図２６】実施形態１２の液晶表示装置を示す断面図。

【図２７】実施形態１３の液晶表示装置を示す断面図。

【図２８】（ａ）および（ｂ）は光進行方向制御板を示
す断面説明図。

【図２９】光進行方向制御板の傾斜角度に応じた入射光
の角度と出射光の角度との関係を示すグラフ。

【図３０】実施形態１４の液晶表示装置を示す断面図。

【図３１】実施形態１５の液晶表示装置を示す断面図。

【図３２】実施形態１６の液晶表示装置を示す断面図。

【図３３】従来の液晶表示装置を示す断面図。

【図３４】従来のＥＣＢ型液晶表示装置における入射さ
れる光に対する出射する光の割合（出射率）と、印加電
圧と、出射光の色と、の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１１液晶表示装置１２有機ＥＬ面発光素子１３液晶表示パネル１５反射カソード電極１５ａ散乱反射カソード電極１８有機ＥＬ層１９アノード電極４１、４２拡散板ａ入射光（外光）ｂ出射光ｃ表示用光（ＥＬ光）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ液晶駆動電極を有する前透明基
板と後透明基板との間に液晶層が介在された液晶表示パ
ネルを備え、前記液晶層より後方に、前記液晶表示パネ
ルの表示領域と対応してキャリアの注入に応じて発光
し、それ自体が可視光に対して透過性を有する有機ＥＬ
層を配置し、前記有機ＥＬ層より後方に可視光に対して
反射性を有する光反射板が配置されたことを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項２】前記光反射板は、前記有機ＥＬ層にキャ
リアを注入する一対の電極のうちの一方であることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記光反射板の表面は、微細な凹凸をも
つ散乱反射面であることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記液晶表示パネルと前記有機ＥＬ層と
の間に、可視光に対して透過性をもつ拡散板を配置した
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶
表示装置。
【請求項５】前記有機ＥＬ層は、厚さが０.２ｍｍ以
下のフィルム状の基板に、キャリアを注入する電極を介
して形成されてい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液晶表示装置。
【請求項６】前記有機ＥＬ層にキャリアを注入する電
極の少なくとも一方は、可視光に対して透過性を有し、
前記有機ＥＬ層のほぼ全面に形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜と異なる屈折率で且つ前記透明導電膜よ
り低抵抗の材料でなり、前記透明導電膜を開口する複数
の孔を有する低抵抗導電膜と、を有することを特徴とす
る請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶表示装
置。