(57)【要約】【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたカラー表示可能なカラーＥＬパネルを液晶の背後光源として用いた表示装置の低消費電力化を図る。【解決手段】電極１７，１９間に直流電界を印加する駆動回路２９，３０、及び電極２４と反射電極２５との間に直流電界を印加する駆動回路３１，３２は、制御手段３３からの制御信号によって駆動制御される。制御手段３３に信号接続されたモード指示手段３４は、カラーＥＬパネル１３を発光させない無発光モードと、カラーＥＬパネル１３を照明用光源として発光させる照明モードと、カラーＥＬパネルにカラーで表示するカラーモードとのいずれか１つを指示可能である。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたカラーＥＬパネルを、単色液晶パネルの背後に重ね合わせてなる表示装置であって、前記カラーＥＬパネルを発光させない無発光モードと、前記カラーＥＬパネルを照明用光源として発光させる照明モードと、前記カラーＥＬパネルにカラーで表示するカラーモードとのいずれかを切り換え選択するモード選択手段を有する表示装置。
【請求項２】
前記照明モードは、前記カラーＥＬパネルの全面を同時発光させる状態である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の背後に光反射手段が設けられている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたカラーＥＬパネルと、単色液晶パネルとからなる表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶を用いた表示装置は、携帯機器の表示装置として広く用いられている。携帯機器においては、低消費電力化のニーズが高いため、液晶を用いた表示装置についても低消費電力化が必要である。
【０００３】
液晶パネルの背後に照明装置を配置した表示装置においては、低消費電力化のために、周囲が明るい時には照明をオフにして、液晶パネルの背後で反射する反射光を用いて液晶上の表示を視認できるようにしている。
【０００４】
特開平９−５００３１号公報には、液晶パネルの背後の照明装置として、有機ＥＬ面状発光体を用いた表示装置が開示されている。この表示装置においては、液晶パネルの背後に光拡散用の拡散板を配置し、拡散板の背後に有機ＥＬ面状発光体を配置している。そして、有機ＥＬ面状発光体を照明装置として用いるときには、当該発光体は全面が同時に発光している。
【０００５】
このような液晶パネルの背後に照明装置を配置した表示装置においてカラー表示を可能にするためには、液晶パネルをカラー表示可能なものにする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）の携帯機器においては、メールやスケジュール等単色での表示で十分な場合が多い。単色表示用の液晶パネルとカラー表示可能な液晶パネルとを比較すると、消費電力は単色表示用の液晶パネルの方が小さい。従って、低消費電力化の視点からは、単色表示用の液晶パネルを用いるのが好ましい。
【０００７】
しかし、近年の高度情報化や情報機器の処理能力の向上により、携帯機器においてもカラー表示が要求されるようになっている。そのため、消費電力を小さく抑えつつ、必要に応じてカラー表示も可能にする表示装置が求められている。
【０００８】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力が小さくかつカラー表示可能な表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたカラーＥＬパネルを、単色液晶パネルの背後に重ね合わせてなる表示装置であって、前記カラーＥＬパネルを発光させない無発光モードと、前記カラーＥＬパネルを照明用光源として発光させる照明モードと、前記カラーＥＬパネルにカラーで表示するカラーモードとのいずれかを切り換え選択するモード選択手段を有する表示装置を構成した。
【００１０】
単色液晶パネルの表示は、明るい場所ではカラーＥＬパネルを発光させない無発光モードで視認可能であり、暗い場所ではカラーＥＬパネルを発光させる照明モードで視認可能である。カラー表示が必要なときには、カラーＥＬパネルをカラーモードにしてカラー表示する。従って、必要に応じてカラーＥＬパネルを発光させず、低消費電力化が可能であると同時に、カラーＥＬパネルによりカラー表示も可能である。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１において、前記照明モードは、前記カラーＥＬパネルの全面を同時発光させる状態とした。
カラーＥＬパネルの全面を同時発光させる状態は、少ない消費電力によって効率良く照明光を得る上で有利である。そのため、照明モードにおける消費電力も低減することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の背後に光反射手段を設けた。
単色液晶パネルにおける表示は、前記反射手段からの反射光によって視認可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図１及び図２（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２（ａ）に示すように、表示装置１１は、パッシブ・マトリックス方式の単色液晶パネル１２と、パッシブ・マトリックス方式のカラーＥＬパネル１３とを備えている。カラーＥＬパネル１３は、単色液晶パネル１２の背後に重ね合わせられており、単色液晶パネル１２における表示及びカラーＥＬパネル１３における表示は、単色液晶パネル１２側から視認される。
【００１５】
単色液晶パネル１２は、一対の透明な基板１４，１５と、両基板１４，１５の間に挟まれた液晶１６とを備えている。基板１４，１５は、例えばガラス製である。カラーＥＬパネル１３側に配置された基板１４の一面（液晶１６側の面）には複数の透明な電極１７が平行なストライプ状に配設されている。基板１４の他面（カラーＥＬパネル１３側の面）には偏光板１８が配設されている。
【００１６】
基板１５の一面（液晶１６側の面）には複数の透明な電極１９が電極１７と直交するように平行なストライプ状に配設されている。基板１５の他面（液晶１６とは反対側の面）には偏光板２０が配設されている。
【００１７】
電極１７，１９は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）製である。電極１７，１９の間に直流電界を印加すると、電極１７と電極１９との交差部に対応する液晶１６の部分が光を通さない遮光領域となる。電極１７，１９の間に直流電界が印加されていない場合には、電極１７と電極１９との交差部に対応する液晶１６の部分が透明領域となる。即ち、電極１７と電極１９との各交差部は、単色液晶パネル１２の画素となる。
【００１８】
カラーＥＬパネル１３は、透明な基板２１と薄膜の封止膜２２と、基板２１と封止膜２２との間に挟まれた有機エレクトロルミネッセンス層２３とを備えている。基板２１は、ガラス製であり、封止膜２２は、窒化シリコン製である。有機エレクトロルミネッセンス層２３は、赤色発光の有機発光層、青色発光の有機発光層及び緑色発光の有機発光層を積層した白色発光層である。単色液晶パネル１２側に配置された基板２１の一面（有機エレクトロルミネッセンス層２３側の面）にはカラー化手段としての複数のカラーフィルタ２６、及び複数の透明な電極２４が順次積層して配設されている。複数の電極２４は、平行なストライプ状に配設されている。電極２４は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）製である。
【００１９】
封止膜２２の一面（有機エレクトロルミネッセンス層２３側の面）には複数の反射電極２５が電極２４と交差（一般には直交）するように平行なストライプ状に配設されている。反射電極２５としては金属電極（例えば銀−マグネシウム合金やリチウム−アルミニウム合金）が使用されている。反射電極２５は、有機エレクトロルミネッセンス層２３の背後に設けられる光反射手段としても機能する。
【００２０】
陽極となる電極２４と陰極となる反射電極２５との間に直流電界を印加すると、電極２４と反射電極２５との交差部に対応する有機エレクトロルミネッセンス層２３の部分が白色発光する。即ち、電極２４と反射電極２５との各交差部は、カラーＥＬパネル１３の画素となる。基板２１、封止膜２２、有機エレクトロルミネッセンス層２３、電極２４及び反射電極２５は、白色発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子２７を構成する。
【００２１】
赤、青又は緑のカラーフィルタ２６は、電極２４と反射電極２５との交差部に対応する位置に配設されている。有機エレクトロルミネッセンス素子２７で発光する白色光は、カラーフィルタ２６を透過した後、対応する色の光となる。有機エレクトロルミネッセンス素子２７で発光する白色光は、赤、青、緑のカラーフィルタ２６の組み合わせにより所望の色に変換される。
【００２２】
カラーＥＬパネル１３は、以下のようにして形成される。ガラス製の基板２１の一方の面にカラーフィルタ２６と電極２４とを順次形成する。次に、有機エレクトロルミネッセンス層２３及び反射電極２５を蒸着等の方法を用いて順次形成する。有機エレクトロルミネッセンス層２３は、平行なストライプ状の電極２４を覆う状態で形成される。有機エレクトロルミネッセンス層２３を形成した後、複数の反射電極２５が電極２４と交差する平行なストライプ状に形成される。このとき、電極２４と反射電極２５との間の絶縁性、及び隣接する電極２４同士間の絶縁性を確保するための絶縁膜（図示略）を設ける。又、反射電極２５同士間の絶縁性を確保するため、反射電極２５と平行に延びる隔壁（図示略）を設ける。反射電極２５を形成した後、有機エレクトロルミネッセンス層２３を保護する目的のため、プラズマＣＶＤ等の製造方法を用いて封止膜２２を形成する。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、単色液晶パネル１２及びカラーＥＬパネル１３によって構成される表示部２８の外側には駆動回路２９，３０，３１，３２が配設されている。駆動回路２９，３０は、電極１７，１９間に直流電界を印加するためのものであり、駆動回路３１，３２は、電極２４と反射電極２５との間に直流電界を印加するためのものである。駆動回路２９，３０，３１，３２は、制御手段３３からの制御信号によって駆動制御される。
【００２４】
制御手段３３にはモード指示手段３４が信号接続されている。モード指示手段３４は、キー操作によって単色液晶パネル１２及びカラーＥＬパネル１３の動作状態を指示するものである。モード指示手段３４は、カラーＥＬパネル１３を発光させない無発光モードと、カラーＥＬパネル１３を照明用光源として発光させる照明モードと、カラーＥＬパネルにカラーで表示するカラーモードとのいずれか１つを指示可能である。無発光モード、照明モード及びカラーモードのうちのいずれかがモード指示手段３４によって指示されると、制御手段３３は、モード指示手段３４によって指示されたモードに入る。制御手段３３及びモード指示手段３４は、カラーＥＬパネル１３を発光させない無発光モードと、カラーＥＬパネル１３を照明用光源として発光させる照明モードと、カラーＥＬパネル１３にカラーで表示するカラーモードとのいずれかを切り換え選択するモード選択手段３５を構成する。
【００２５】
次に、表示装置１１の作用を説明する。表示装置１１の電源は投入されているものとする。
モード指示手段３４におけるキー操作によって無発光モードが指示されている場合、制御手段３３は、電極１７，１９間への直流電界の印加を許容し、かつ電極２４と反射電極２５との間への直流電界の印加を禁止している。即ち、単色液晶パネル１２は、表示可能状態にあり、有機エレクトロルミネッセンス素子２７は、無発光状態にある。モード選択手段３５は、無発光モードを選択したときには、単色液晶パネル１２を自動的に表示可能な状態とする。単色液晶パネル１２側からカラーＥＬパネル１３側に向けて偏光板２０から反射電極２５のところまで入射した外光は、反射電極２５によって反射する。明るい場所では、単色液晶パネル１２における表示は、反射電極２５における外光の反射によって良好に視認可能である。
【００２６】
モード指示手段３４におけるキー操作によって照明モードが指示されている場合、制御手段３３は、電極１７，１９間への直流電界の印加を許容し、かつ有機エレクトロルミネッセンス素子２７全体へ同時に直流電界を印加している。即ち、単色液晶パネル１２は、表示可能状態にあり、かつ有機エレクトロルミネッセンス素子２７が全面発光している。モード選択手段３５は、照明モードを選択したときには、単色液晶パネル１２を自動的に表示可能な状態とする。照明モードにおける有機エレクトロルミネッセンス素子２７の全面発光は、小さい駆動電流の連続供給によって全ての電極２４と全ての反射電極２５との間に同時に直流電界を連続印加して得られる。従って、カラーＥＬパネル１３は、照明モードでは連続して全面同時発光する。暗い場所では、単色液晶パネル１２における表示は、有機エレクトロルミネッセンス素子２７における全面発光によって良好に視認可能である。
【００２７】
モード指示手段３４におけるキー操作によってカラーモードが指示されている場合、制御手段３３は、電極１７，１９間への直流電界の印加を禁止しており、かつ有機エレクトロルミネッセンス素子２７への直流電界の印加を許容している。即ち、単色液晶パネル１２は、全画素が光透過状態にあり、カラーＥＬパネル１３は、表示可能状態にある。モード選択手段３５は、カラーモードを選択したときには、自動的に単色液晶パネル１２の全画素を光透過状態にする。
【００２８】
実施の形態では以下のような効果が得られる。
（１−１）一般に、カラーＥＬパネル上の表示が視認可能となるためには、輝度が５０ｃｄ／ｍ２程度必要である。一方、暗い場所で単色液晶パネル上の表示を視認するために必要な輝度は１０ｃｄ／ｍ２程度である。単色液晶パネル１２を通過する際の光の減衰（例えば１／４程度に減衰）を考慮すると、単色液晶パネル１２の背後に配設されたカラーＥＬパネル１３を照明装置として用いる場合に必要な輝度は、１０ｃｄ／ｍ２×４＝４０ｃｄ／ｍ２程度である。
【００２９】
従って、単色表示を行う場合には、カラーＥＬパネル１３単体で表示するよりも、単色液晶パネル１２の背後照明をカラーＥＬパネル１３で行う方が消費電力が小さい。その結果、単色液晶パネル１２及びカラーＥＬパネル１３を備えた表示装置は、カラーＥＬパネル１３にてカラー表示が可能であり、しかも単色表示をする場合には、カラーＥＬパネル単体を用いる場合よりも消費電力を小さくすることができるという効果をもたらす。
【００３０】
（１−２）有機エレクトロルミネッセンス素子は、応答性が高く、残光特性がない。そのため、パッシブ・マトリックス方式のような線順次駆動では、（カラーＥＬパネル１３において必要な輝度）×陰極数（反射電極２５の数）の輝度で発光させる必要がある。従って、単色液晶パネル１２で単色表示をし、カラーＥＬパネル１３で背後照明を行う場合、カラーＥＬパネル１３が線順次駆動（陰極数１００本）であるとすると、有機エレクトロルミネッセンス素子２７の発光時の輝度としては４０００ｃｄ／ｍ２程度必要となる。
【００３１】
一方、カラーＥＬパネル１３を全面発光させた場合には、有機エレクトロルミネッセンス素子２７は常時発光するため、発光時に必要な輝度は４０ｃｄ／ｍ２程度である。
【００３２】
有機エレクトロルミネッセンス素子２７は、輝度を上げるためには流す電流を大きくする必要があり、流れる電流が大きいほど電力から光への変換効率が低下するという特性を有する。
【００３３】
従って、照明モードにおいてカラーＥＬパネル１３を全面発光状態にすることにより、消費電力を低減することができる。
（１−３）有機エレクトロルミネッセンス素子２７を構成する反射電極２５は、単色液晶パネル１２側とは反対側にあって有機エレクトロルミネッセンス層２３の背後に配置されている。有機エレクトロルミネッセンス層２３で発光される光は、単色液晶パネル１２側へ直接向かう光と、単色液晶パネル１２側とは反対側に向かう光とがあるが、単色液晶パネル１２側とは反対側へ向かう光は、反射電極２５で反射されて単色液晶パネル１２側へ向かう。単色液晶パネル１２側とは反対側に反射電極２５を配設した構成は、有機エレクトロルミネッセンス素子２７において発光した光を単色液晶パネル１２側から可及的に多く出射させる上で有効である。このような光の出射の増大は、有機エレクトロルミネッセンス素子２７を発光させるための消費電力を減らす上で有効である。
【００３４】
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
（１）前記した実施の形態において、単色液晶パネル１２を構成する基板１４をハーフミラー製とすること。表示装置１１が無発光モードである場合には、単色液晶パネル１２側からカラーＥＬパネル１３側に向けて基板１４のところまで入射した外光の一部は、基板１４によって反射する。明るい場所では、単色液晶パネル１２における表示は、基板１４における外光の反射によって良好に視認可能である。
【００３５】
（２）赤色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と、青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子と、緑色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子とを並設し、これらの素子をそれぞれ独立して発光（いわゆるＲＧＢ発光）させるようにしたカラーＥＬパネルを用いること。
【００３６】
（３）本発明を携帯電話の表示部に適用し、メール等の文字情報を表示させる場合には、自動的に単色液晶パネル１２に表示させると共に、カラーＥＬパネル１３は無発光モードにすること。
【００３７】
この場合、その後のユーザーの操作等によりカラーＥＬパネル１３を照明モードにしたり、文字情報等をカラーＥＬパネル１３に表示することができるようにしてもよい。
【００３８】
文字情報を表示するときは自動的に消費電力が最も小さくなる状態が選択されるため、バッテリ等の消耗を抑えることができる。
（４）本発明を携帯電話の表示部に適用し、待ち受け時の時刻、メニュー、メール着信の有無等を表示させる場合には、自動的に単色液晶パネル１２に表示させると共に、カラーＥＬパネル１３は無発光モードにすること。
【００３９】
この場合、その後のユーザーの操作等によりカラーＥＬパネル１３を照明モードにしたり、時刻やメニュー等をカラーＥＬパネル１３に表示することができるようにしてもよい。
【００４０】
待ち受け時の表示状態が自動的に消費電力が最も小さくなる状態となり、バッテリ等の消耗を抑えることができる。
（５）単色液晶パネルにおける表示をアクティブマトリックス方式によって行うこと。
【００４１】
（６）カラーＥＬパネルにおける表示をアクティブマトリックス方式によって行うこと。
（７）前記した実施の形態において、無発光モードと照明モードとカラーモードとの間の切り換えをスイッチ操作によって行うようにすること。
【００４２】
前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明について以下に記載する。
〔１〕請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記モード選択手段は、前記無発光モードと前記照明モードとのいずれか一方が選択されたときには、前記単色液晶パネルを自動的に表示可能な状態とする表示装置。
【００４３】
〔２〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項のいずれか１項において、前記モード選択手段は、前記カラーモードを選択したときには、自動的に前記単色液晶パネルの全画素を光透過状態にする表示装置。
【００４４】
〔３〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項、前記〔２〕項のいずれか１項において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、白色発光素子である表示装置。
【００４５】
〔４〕請求項１及び請求項２のいずれか１項において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記液晶との間にハーフミラーが介在されている表示装置。
【００４６】
【発明の効果】
本発明では、単色液晶パネルに重ね合わせたカラーＥＬパネルを発光させない無発光モードと、前記カラーＥＬパネルを照明用光源として発光させる照明モードと、前記カラーＥＬパネルにカラーで表示するカラーモードとのいずれかを切り換え選択するようにしたので、低消費電力化を図りつつカラーＥＬパネルにおいてカラー表示し得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を示す要部分解斜視図。
【図２】（ａ）は、要部側断面図。（ｂ）は、表示装置の表示部の概略構成図。
【符号の説明】
１１…表示装置。１２…単色液晶パネル。１３…カラーＥＬパネル。１６…液晶。２５…光反射手段としての反射電極。２７…有機エレクトロルミネッセンス素子。３３…モード選択手段を構成する制御手段。３４…モード選択手段を構成するモード指示手段。３５…モード選択手段。
【図１】
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【図２】
2004012571.tif 000004