(57)【要約】【課題】周囲の明るさに依存しないで、常に視認性の高い表示を行うことができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置に自発光型ディスプレイ４２と光アドレス型ディスプレイ４１の二つを設け、前者の表示映像を書き込み光として後者に書き込みする。光アドレス型ディスプレイは連結部材４３により着脱自在に自発光型のディスプレイを含む表示装置本体に連結してあり、書き込み時には図（Ａ）のように両ディスプレイを折り畳むが、読み取り時には図（Ｂ）のように見開き状態にしたり、光アドレス型ディスプレイを本体から取り外して使用したりできる。電源や電気回路は表示装置本体側に設けて、光アドレス型ディスプレイには設けず、電気的接続は両ディスプレイを折り畳んだ状態で、端子電極４４ａ〜４４ｄ同士の接触により行われる。自発光型ディスプレイにはＥＬディスプレイ、光アドレス型ディスプレイには液晶ディスプレイを用いる。【選択図】　　　図１
2004102101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発光型ディスプレイおよび光アドレス型ディスプレイの二つのディスプレイを備え、自発光型ディスプレイの表示を光アドレス型ディスプレイの書き込み光として用いる表示装置であって、
光アドレス型ディスプレイは自発光型ディスプレイを含む表示装置本体に開閉および着脱が可能に取り付けてあることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
自発光型表示ディスプレイを含む表示装置本体に電源や駆動用回路等の電気回路を設け、光アドレス型ディスプレイには電気回路を設けず、
光アドレス型ディスプレイは表示装置本体に取り付けることにより、表示装置本体の電気回路に接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
自発光型ディスプレイはＥＬディスプレイであることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、
光アドレス型ディスプレイは液晶ディスプレイであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＤＡ等の携帯用情報機器に用いる表示装置であって、自発光型ディスプレイと光アドレス型ディスプレイの二つを備えた表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自発光型のディスプレイとして有機ＥＬディスプレイの開発が進んでいるが、これは液晶ディスプレイに比べると応答速度が早く、また視野角依存性もなくて良好な視認性を得ることができる。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイは、図４に示すように、ガラス基板１の上に各種物質を積層して有機ＥＬ素子を構成し、その透明電極２と陰極５を、電源６に接続したもので、電源６の＋極から注入される正電荷と、−極から注入される電子が有機分子中で再結合することによって発光する。
【０００４】
図５は有機ＥＬ素子の平面図で、透明電極２と陰極５はいずれも縞状であり、陰極５は行（ロウ）方向の複数の走査電極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…、Ｒｍを形成し、透明電極２は列（カラム）方向の複数のデータ電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…、Ｃｎを形成している。そして図４の電源６に相当するのがデータ回路１１と走査回路１２であって、データ電極である透明電極２群はデータ回路１１に接続され、走査電極である陰極５群は走査回路１２に接続されている。各走査電極と各データ電極が交差して重なる箇所が個々の画素であって、画素群はｍ行ｎ列の行列をなしている。各行の走査電極は走査サイクルごとに順番に選択され、各列のデータ電極は各走査サイクルに同期して、所定の信号電圧により駆動される。
【０００５】
一方、光アドレス型ディスプレイには液晶セルを用いたものがあり、これは電気アドレス型の表示装置に比べると、液晶パネル内に表示用の画素を構成する必要がなく、また駆動用のＩＣや配線などが不要であるため、パネル構成が単純化される利点がある。
【０００６】
図６は液晶を用いた光アドレス型ディスプレイの断面図である。下部のガラス基板２１ｂには、透明電極２２ｂと光電導層２３および遮光層である誘電ミラー２４が積層されており、さらに誘電ミラー２４上に液晶を配向させるための配向膜２５ｂが塗布されている。光電導層２３にはａ−Ｓｉ：ＨやＣｄＳ等が用いられる。また配向膜２５ｂにはポリイミドやポリビニルアルコールなどの有機膜、またはＳｉＯなどの無機蒸着膜が用いられる。上部のガラス基板２１ａには透明電極２２ａと配向膜２５ａが積層されており、この２枚のガラス基板２１ａ、２１ｂの間に強誘電性液晶２６を挟み込んで、シール材２７で周囲を封止する。このような液晶セルの上面に偏光板２８を配置してある。透明電極２２ａ、２２ｂはそれぞれガラス基板２１ａ、２１ｂの全面を覆う単一の電極であって、画素を構成しない。
【０００７】
上記のような光アドレス型ディスプレイの動作原理を簡単に説明する。透明電極２２ａ、２２ｂに電圧が印加されていても、光電導層２３が液晶セルの下方からの光で照射されてない場合には、光導電層２３の抵抗値が高いために液晶層（２６）には電圧がかからず、液晶はスイッチングしないが、光電導層２３に光が照射されると、その部分の光電導層２３の抵抗値が低くなり、透明電極２２ａ、２２ｂに印加されていた電圧が液晶層（２６）にかかって液晶のスイッチングが行われる。こうして液晶セルの下方からの照射光によって強誘電性液晶２６に書き込みを行い、逆に液晶セルの上方からの入射光で表示情報を読み出す。遮光層である誘電ミラー２４が書き込み側と読み出し側間の光の伝播を遮断している。
【０００８】
光アドレス型ディスプレイに用いる液晶のモードとしては、ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＦＬＣ（強誘電性液晶）型のいずれのモードも用いることができるが、ＦＬＣ型は応答速度に優れ、視野角依存性も少ないために、特に光アドレス型のディスプレイには適するモードと考えられる。
【０００９】
図７に、強誘電性液晶パネルを用いた透過型ディスプレイの例を示して、強誘電性液晶で構成する表示装置の動作を説明する。この図の液晶セル３３は、図６の液晶セル（偏光板２８を含まない部分）から誘電ミラー２４を省いて透過型にした構成である。それぞれの偏光軸３１ａ、３２ａをほぼ直交させた（クロスニコル）２枚の偏光板３１、３２の間に、液晶セル３３を配置してある。後述するように、強誘電性液晶は電圧の印加によって、第１の強誘電状態または第２の強誘電状態のどちらかの強誘電状態を取り、電圧の無印加時にはその状態を維持する。
【００１０】
図７にて、矢印３３ａと３３ｂがそれぞれの強誘電状態における強誘電性液晶の分子の長軸方向を表す。２枚の偏光板３１、３２の偏光軸３１ａ、３２ａのどちらか一方と、二つの強誘電状態を表す矢印３３ａ、３３ｂのどちらか一方が平行になるように、液晶セル３３を置く。図７では、偏光板３２の偏光軸３２ａと、第２の強誘電状態における液晶分子長軸方向３３ｂとを平行にしてある。
【００１１】
図７のような構成の強誘電性液晶パネルでは、液晶分子長軸方向が偏光板の偏光軸の方向と一致する強誘電状態（ここでは第２の強誘電状態）を強誘電性液晶が取ると、光が透過せず強誘電性液晶パネルは黒表示（非透過状態）となる。一方、印加電圧の極性を変えれば、強誘電性液晶は偏光板の偏光軸と平行でない方の強誘電状態になり、強誘電性液晶分子が偏光軸に対してある角度を持って傾くので、光の透過が起きて白表示（透過状態）とすることができる。
【００１２】
ここでは第２の強誘電状態を偏光板の偏光軸方向に一致させたが、第１の強誘電状態の分子長軸方向３３ａと偏光板３２の偏光軸方向３２ａを一致させることもできる。その場合には第１の強誘電状態で黒表示（非透過状態）、第２の強誘電状態で白表示（透過状態）となる。強誘電性液晶パネルにはどちらの構成も使用できる。
【００１３】
この強誘電性液晶パネルに印加する電圧の値と、強誘電性液晶パネルの透過率との関係を示すのが図８である。強誘電液晶にある値以上の正極性の電圧を印加すると第１の強誘電状態を取り、図７のような構成では、強誘電性液晶パネルは光が透過する状態が得られ、逆にある値以上の負極性の電圧を印加すると、第２の強誘電状態を取り、光が遮断されて非透過状態となる。この図から明らかなように、強誘電性液晶には履歴現象があって、一旦どちらかの強誘電状態を取ると、印加電圧が０Ｖになっても強誘電状態に応じた透過率が維持される。すなわち一度書き込まれた表示状態を、外部からの電圧が供給されなくとも保持する記憶作用を持っている。
【００１４】
下記の特許文献１が投射型の液晶表示装置を開示しており、これはＥＬ発光素子部と液晶シャッタ部を一体化した画像書き込み素子と、液晶層と光導電体層を挟持する光変調素子の双方を備えていて、前者の表示画像を書き込み光として後者に画像書き込みする構成であり、自発光型ディスプレイと光アドレス型ディスプレイを併有する点は本願発明に相通じるが、両ディスプレイの位置関係は固定的であって、本願発明のように使用時に相互に重ねたり並べたりするものでなく、着脱するものでもない。
【００１５】
【特許文献１】
特開平４−１５６５８５号公報　（第１頁−第２頁、第１図−第７図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬディスプレイは自発光型で、視認性に優れてはいるが、昼間の屋外等、周囲が明るい場所では、周囲光がディスプレイの発光よりも明るいために、表示を認識することが極めて困難になってしまう。また、逆に、光アドレス型のディスプレイは自発光型ではないので、表示を読み出すための読み出し光が必要となり、周囲が明るい場合には特別な光源を必要としないが、屋内等の暗い場所で用いるには、読み出し用の光源が必要になる。
【００１７】
そこで本発明は、周囲の明るさに依存することなく、どんな明るさでも視認性のよい表示の得られる表示装置を提供することが目的である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では以下の手段を用いる。
【００１９】
本発明は、一台の表示装置に自発光型と光アドレス型の２種類のディスプレイを組み合わせて設けた構造で、光アドレス型ディスプレイは必要に応じて表示装置本体に着脱可能にしてあって、表示装置本体に装着した状態で用いることもできるし、表示装置本体から外した状態で用いることもできる。
【００２０】
表示装置本体に電源や駆動用ＩＣ等の電気回路を設けるが、光アドレス型ディスプレイには電気回路を設けず、光アドレス型ディスプレイは表示装置本体に連結された場合に電気的な信号を得ることができる構成である。両ディスプレイを重ねた状態で、自発光型ディスプレイの映像情報を光アドレス型ディスプレイの書き込み光として利用し、この映像情報に同期して、表示装置本体から電気信号を光アドレスディスプレイに印加することにより、光アドレス型ディスプレイに映像情報を書き込み、周囲光を読み出し光に用いて映像情報の読み出しを行う。
【００２１】
光アドレス型ディスプレイには強誘電性液晶ディスプレイを用いる。これにより一度書き込まれた映像情報が外部からの電気信号がなくても記憶されるので、表示装置本体から取り外した状態でも、光アドレス型ディスプレイから映像情報を読み取ることができる。
【００２２】
また、自発光型ディスプレイには有機ＥＬディスプレイを用いる。両ディスプレイを重ねてない状態では、自発光型ディスプレイから直接に映像情報を読み取ることも可能であり、自発光型ディスプレイはパネル本体が発光するために、周囲光が弱い場合などでも視認性のよい表示が得られる。こうして薄型、軽量で性能の優れた表示装置を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の表示装置で、（Ａ）の斜視図に見るように、自発光型ディスプレイ４２と光アドレス型ディスプレイ４１の２個を重ねて構成してある。図にて、光アドレス型ディスプレイ４１は多少透視的に描いてある。両ディスプレイは連結部材４３で連結してあるが、連結部材４３は例えば蝶番機構や可撓性のベルトなどであり、必要に応じて光アドレス型ディスプレイ４１を本を開くように開き、同図（Ｂ）のように見開きにすることができる。
【００２４】
連結部材４３は、例えばボタンや面ファスナー等を用いて着脱可能にしてあり、光アドレス型ディスプレイ４１は本体から取り外すこともできる。前述のように、自発光型ディスプレイ４２には有機ＥＬディスプレイを用い、光アドレス型ディスプレイ４１には強誘電性液晶パネルを用いる。
【００２５】
この実施形態では自発光型ディスプレイ４２が表示装置本体であって、自発光型ディスプレイ４２側に電源や駆動回路等の電気回路を設けてあり、光アドレス型ディスプレイ４１には電気回路を設けていない。従って光アドレス型ディスプレイ４１は、表示装置本体から取り外した状態では電気的操作を受けない。しかし、光アドレス型ディスプレイ４１と表示装置本体の間に適宜のコネクタ機構を設け、両者を連結した状態では電気的に導通するようにする。
【００２６】
実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、自発光型ディスプレイ４２と光アドレス型ディスプレイ４１の表面に、端子電極４４ａ〜４４ｄを露出させて設けてあり、同図（Ａ）のように表示装置を折り畳むとこれらの端子電極が互いに接触して導通し、光アドレス型ディスプレイ４１が表示装置本体と電気的に接続される。
【００２７】
図２は、本発明で用いる有機ＥＬディスプレイの断面図である。これは、透明なガラス基板５１の上に、ＩＴＯ（インジウム・錫の酸化物）等よりなる透明電極５２をスパッタ法により厚さ２，０００オングストローム厚で形成し、正孔輸送性材料よりなる正孔注入層５３を厚さ１０ｎｍのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン錯体）で成膜し、正孔輸送層５４を厚さ３０ｎｍのＴＰＴＥ（テトラトリフェニルアミン）で成膜し、この上に、共蒸着法を用いて、発光層５５として、電子輸送性有機材料であるＡｌｑ３（トリス（８・キノリール）アルミニウム）を母材とし、色素であるジメチルキナクリドン（Ｑｄ）を１％ドープしたものを、厚さ２０ｎｍで成膜し、その後、蒸着法を用いて、電子輸送層５６として、厚さ４５ｎｍのＡｌｑ３を成膜し、その上に、電子注入層５７として、厚さ０．５ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）を成膜し、さらに、陰極５８として、厚さ１５０ｎｍのＡｌを成膜したものである。
【００２８】
光アドレス型ディスプレイとして、先に説明した図６の強誘電性液晶パネルを用いる。同図にて、下部のガラス基板２１ｂ上に形成した各層は、順次、約５００オングストローム厚の透明電極２２ｂ、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を約５μｍの厚みに成膜した光導電層２３、さらにその膜上に読み出し光の反射膜として１μｍの厚みの誘電多層膜を積層した誘電ミラー２４、その上に液晶の配向膜２５ｂとしてＳｉＯ膜を６００オングストロームの厚みで蒸着したものである。
【００２９】
一方、対向側である上部のガラス基板２１ａには、約５００オングストローム厚の透明電極２２ａ上に、配向膜２５ａとして約６００オングストローム厚のＳｉＯ膜を蒸着してある。約１μｍの隙間を設けてこの２枚のガラス基板２１ａ、２１ｂの外周をシール材２７で接合し、隙間に強誘電性液晶２６を狭持している。このような液晶セルの上面に偏光板２８を重ねる。
【００３０】
次に本発明の表示装置の駆動方法を説明する。図１（Ａ）のように、光アドレス型ディスプレイ４１を表示装置本体に連結して折り畳み、自発光型ディスプレイ４２に重ねた状態では、端子電極４４ａ〜４４ｄ同士の接触を通じて光アドレス型ディスプレイ４１が表示装置本体と電気的に導通し、表示装置本体の電気回路から光アドレス型ディスプレイ４１に書き込み用の電圧波形が印加される。この書き込み電圧波形に同期して自発光型ディスプレイ４２に映し出される表示が、光アドレス型ディスプレイ４１の書き込み光として作用し、自発光型ディスプレイ４２の表示映像が光アドレス型ディスプレイ４１に転写される。
【００３１】
自発光型ディスプレイ４２と光アドレス型ディスプレイ４１には、図３のような電圧波形を供給する。これにより、図５のような自発光型ディスプレイの場合、図３の各走査電極の選択期間Ｓｅに、ある画素を定める走査電極とデータ電極に図３のＡ、Ｂのような電圧波形が印加されて画素が発光する。この波形に同期して、図６のような光アドレス型ディスプレイに対し、２枚の対向基板２１ａ、２１ｂの透明電極２２ａ、２２ｂに、図３のＣのような１００μｓのパルス幅の４位相の矩形波を印加する。
【００３２】
本発明で光アドレス型ディスプレイ４１に用いた図６のような強誘電性液晶パネルの閾値は約±２０Ｖであるが、前半の２位相のパルス波高値はこれを大幅に上回る±約３０Ｖとする。このような大電圧をかけることにより、書き込み光の有無にかかわらず、前半の２位相で各画素対応領域は、一旦、オフ（黒表示）になる。
【００３３】
後半の２位相では、強誘電性液晶パネルの閾値を若干超える±２１Ｖを印加する。強誘電性液晶パネルの光導電層は、光が照射された領域のみ抵抗値が下がるので、自発光型ディスプレイ４２の発光部分に面する領域だけ、液晶層に印加される電圧値が閾値２０Ｖに達してオン（白表示）になり、光が照射されない部分はオフ（黒表示）が継続する。こうして光アドレス型ディスプレイ４１に自発光型ディスプレイ４２の表示情報が転写され、これを周囲の外光を用いて読み出す。
【００３４】
上記のように自発光型ディスプレイ４２の表示を利用して光アドレス型ディスプレイ４１の書き込みを行った後、光アドレス型ディスプレイ４１を表示装置本体から取り外すと、光アドレス型ディスプレイ４１はメモリ性のある強誘電性液晶パネルで構成してあるため、これに電源や駆動回路を設けていなくても、取り外す直前に書き込まれた表示を液晶パネル自身が記憶しており、表示を読み取ることが可能である。また光アドレス型ディスプレイ４１は前記のように電源や駆動回路を持たないために、非常に軽く薄型であり、携帯して使用するのに便利である。
【００３５】
また、使用環境の周囲光が暗い場合には、図１（Ｂ）のように見開き状態にするか、または光アドレス型ディスプレイ４１を除去した状態で表示装置本体を用いれば、自発光型ディスプレイ４２である有機ＥＬディスプレイの表示を直接見ることができるので、暗い場所で良好な視認性が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
自発光型ディスプレイと光アドレス型ディスプレイの二つを組み込んだ本発明の表示装置により、暗い場所では光アドレス型ディスプレイを本体から外して直接自発光型ディスプレイの表示を読み、明るい場所では光アドレス型ディスプレイを本体に取り付けて、自発光型ディスプレイを用いて書き込んだ表示を、光アドレス型ディスプレイから読み取ることにより、使用環境の明暗にかかわらず、常に良好な表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の概念図で、（Ａ）は折り畳み状態の斜視図、（Ｂ）は見開き状態の平面図である。
【図２】本発明で用いる有機ＥＬ素子の断面図である。
【図３】本発明で用いた自発光型ディスプレイの駆動電圧波形と、光アドレス型ディスプレイの駆動電圧波形の時間的関係を示す図である。
【図４】有機ＥＬディスプレイの構成図である。
【図５】図４の有機ＥＬ素子の平面的な構成図である。
【図６】本発明で用いる強誘電性液晶パネルの断面図である。
【図７】強誘電性液晶パネルと偏光板の関係を示す図である。
【図８】強誘電性液晶パネルの印加電圧と透過率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１　ガラス基板
２　透明電極
５　陰極
６　電源
１１　データ回路
１２　走査回路
２１ａ、２１ｂ　ガラス基板
２２ａ、２２ｂ　透明電極
２３　光導電層
２４　誘電ミラー
２５ａ、２５ｂ　配向膜
２６　強誘電性液晶
２７　シール材
２８　偏光板
３１ａ、３１ｂ偏光板
３３　液晶セル
４１　光アドレス型ディスプレイ
４２　自発光型ディスプレイ
４３　連結部材
４４ａ〜４４ｄ　端子電極
５１　ガラス基板
５２　透明電極
５３　正孔注入層
５４　正孔輸送層
５５　発光層
５６　電子輸送層
５７　電子注入層
５８　陰極
【図１】
2004102101.tif 000003
【図２】
2004102101.tif 000004
【図３】
2004102101.tif 000005
【図４】
2004102101.tif 000006
【図５】
2004102101.tif 000007
【図６】
2004102101.tif 000008
【図７】
2004102101.tif 000009
【図８】
2004102101.tif 000010