(57)【要約】【課題】制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ、製造が容易な表示パネル等を提供すること。【解決手段】ベース電極１０１、有機化合物からなる有機半導体層１０３、有機半導体層１０３に接合して設けられているエミッタ１０７、コレクタ１０５、を有するフォト・トランジスタ層１１０と、光学的に透明なＥＬ電極１１６と、フォト・トランジスタ層１１０とＥＬ電極１１６との間に設けられているＥＬ層１１４と、を有し、フォト・トランジスタ層１１０とＥＬ電極１１６との間には、所定の電圧が印加され、フォト・トランジスタ層１１０は、フォト・トランジスタ層１１０のベース電極１０１側から制御光Ｌを入射させることによって、コレクタ１０５とエミッタ１０７との間に、制御光Ｌの光量に応じた電流を発生し、ＥＬ層１１４は、電流により、制御光Ｌの光量に応じて発光する。【選択図】図１−１
2005123023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透明なベース電極と、前記ベース電極の上に設けられ、有機化合物からなる有機半導体層と、それぞれ前記有機半導体層の異なる位置に接合して設けられているエミッタと、コレクタと、を有するフォト・トランジスタ層と、
光学的に透明なエレクトロ・ルミネッセンス電極と、
前記フォト・トランジスタ層と前記エレクトロ・ルミネッセンス電極との間に設けられ、電圧が印加されることにより発光するエレクトロ・ルミネッセンス層と、を有し、
前記フォト・トランジスタ層と前記エレクトロ・ルミネッセンス電極との間には、所定の電圧が印加され、
前記フォト・トランジスタ層は、前記フォト・トランジスタ層の前記ベース電極側から制御光を入射させることによって、前記コレクタと前記エミッタとの間に、前記制御光の光量に応じた電流を発生し、
前記エレクトロ・ルミネッセンス層は、前記電流により、前記制御光の光量に応じて発光することを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
前記フォト・トランジスタ層は、前記エミッタがソース電極、前記コレクタがドレイン電極、前記ベース電極がゲート電極であって、
前記ドレイン電極と、前記エレクトロ・ルミネッセンス電極との間に所定の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
光学的に透明な透明電極と、
前記透明電極と前記ゲート電極との間に設けられた導電率可変層と、
前記透明電極と前記ゲート電極との間に、制御用電圧を印加する制御用電源と、
前記制御用電源と電気的に接続された抵抗部と、を有し、
前記導電率可変層は、前記透明電極を透過した前記制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化し、
前記ゲート電極は、前記制御用電圧のうち前記導電率可変層の前記導電率に応じた電圧が印加され、
前記フォト・トランジスタ層は、前記ゲート電極に、前記導電率可変層の前記導電率に応じた電圧が印加されることによって、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間に、前記制御光の光量に応じた電流を発生し、
前記エレクトロ・ルミネッセンス層は、前記電流により、前記制御光の光量に応じて発光することを特徴とする請求項２に記載の表示パネル。
【請求項４】
光学的に透明な透明電極と、
前記透明電極と接合して設けられた有機感光体と、
前記有機感光体と接合して設けられたエレクトロ・ルミネッセンス層と、
前記エレクトロ・ルミネッセンス層と接合して設けられ、光学的に透明なエレクトロ・ルミネッセンス電極と、を有し、
前記透明電極と前記エレクトロ・ルミネッセンス層との間には、所定の電圧が印加され、
前記有機感光体は、前記透明電極を透過した制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化し、
前記エレクトロ・ルミネッセンス層は、前記所定の電圧のうち前記有機感光体の前記導電率に応じた電圧が印加されることによって、前記制御光の光量に応じて発光することを特徴とする表示パネル。
【請求項５】
表示パネルと、
前記表示パネルに所定の電圧を印加する電源と、
前記表示パネルに制御光を供給する制御光用光学系と、を有し、
前記表示パネルは、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示パネルであって、
前記電源は、前記表示パネルの前記エレクトロ・ルミネッセンス電極と前記フォト・トランジスタ層との間に所定の電圧を印加し、
前記制御光用光学系は、前記制御光を前記表示パネルに入射させることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル及び表示装置、特に、光により制御可能な表示パネルの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置としては、自発光素子である有機エレクトロ・ルミネッセンス（以下、「ＥＬ」という。）素子を用いるパネルが用いられる。従来の有機ＥＬパネルは、電流を用いて各有機ＥＬ素子に電気的にアクセスすることによって、駆動することができる。近年、表示装置に、制御光を照射することによって発光可能な有機ＥＬ素子を用いることが考えられている。制御光によって発光可能な有機ＥＬ素子を用いると、画像信号に応じた制御光を有機ＥＬパネルに走査させることにより、有機ＥＬパネルを駆動することができる（光アドレッシング）。電気的なアクセスによらず、制御光を用いて有機ＥＬパネルを駆動することができると、各有機ＥＬ素子への電気的な配線等が不要となる。このため、制御光によって有機ＥＬパネルが駆動可能であると、有機ＥＬパネルを簡易な構成とすることができる。制御光を用いて自発光素子を駆動する技術としては、例えば、以下の特許文献１、２に提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７７２６５号公報
【特許文献２】特開２００１−２５０６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御光を用いて有機ＥＬパネルを駆動するためには、各有機ＥＬ素子に十分な電流を流すことが可能な構成とする必要がある。例えば、有機ＥＬパネルに、制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化する膜を用いることによって、光アドレッシングを行うことが考えられる。制御光の光量に応じて導電率が変化する膜としては、例えば、高い抵抗値のアモルファス−シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」という。）が用いられる。高い抵抗値の部材を用いて光アドレッシングを行う場合、有機ＥＬ素子を発光させるのに十分な電流を流すことが困難な場合がある。このように、各有機ＥＬ素子に十分な電流を流すことが困難であると、光アドレッシングにより有機ＥＬパネルを駆動することが困難となる。
【０００５】
さらに、ａ−Ｓｉ等の無機化合物は、蒸着法によって形成することができる。しかし、蒸着法においては高温を必要とする。有機ＥＬパネルの製造時に蒸着法を用いると、高温によって有機化合物部分の破損、変質等を引き起こすおそれがある。有機化合物部分の破損、変質等を回避するために蒸着法を用いることができないと、有機ＥＬパネルの製造が困難となる場合がある。以上のように、従来の技術を用いると、光アドレッシングにより有機ＥＬパネルを駆動すること、有機ＥＬパネルの製造が困難となる場合があるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ、製造が容易な表示パネル、及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光学的に透明なベース電極と、ベース電極の上に設けられ、有機化合物からなる有機半導体層と、それぞれ有機半導体層の異なる位置に接合して設けられているエミッタと、コレクタと、を有するフォト・トランジスタ層と、光学的に透明なＥＬ電極と、フォト・トランジスタ層とＥＬ電極との間に設けられ、電圧が印加されることにより発光するＥＬ層と、を有し、フォト・トランジスタ層とＥＬ電極との間には、所定の電圧が印加され、フォト・トランジスタ層は、フォト・トランジスタ層のベース電極側から制御光を入射させることによって、コレクタとエミッタとの間に、制御光の光量に応じた電流を発生し、ＥＬ層は、電流により、制御光の光量に応じて発光することを特徴とする表示パネルを提供することができる。
【０００７】
本発明の表示パネルには、フォト・トランジスタ層が設けられている。例えば、光学的に透明なベース電極に制御光を照射する場合を考える。ベース電極に照射された制御光は、ベース電極を透過して有機半導体層に入射する。有機半導体層に制御光が入射すると、有機半導体層の半導体物質に電子遷移が生じる。半導体物質の電子遷移を生じると、有機半導体層の内部には、有機半導体層内で移動可能なキャリア（電子又は正孔）が発生する。そして、有機半導体層に生じたキャリアがコレクタ側、又はエミッタ側に輸送されることにより、コレクタ−エミッタ間に電流が流れる。このように、フォト・トランジスタ層は、制御光を受けて電流を発生させるフォト・ダイオードとしての機能をもつ。制御光を受けて発生させる電流は、制御光の光量に比例している。
【０００８】
また、フォト・トランジスタ層は、制御光によってコレクタ−エミッタ間に発生した電流を増幅する機能をもつ。フォト・トランジスタ層と、有機ＥＬ電極との間に電圧を印加することにより、有機ＥＬ層には、フォト・トランジスタ層において増幅された電流が流れる。このように、フォト・トランジスタ層は、フォト・ダイオードとしての機能と、トランジスタとしての機能とを併せ持つ。フォト・トランジスタ層により電流は増幅されているため、有機ＥＬ層に大きな電流を流すことができる。また、制御光を受けて発生させる電流は制御光の光量に比例しているため、制御光の光量に応じた電流を有機ＥＬ層に流すことができる。有機ＥＬ層は、フォト・トランジスタ層からの電流により、制御光の光量に応じて発光する。
【０００９】
また、本発明の表示パネルは、各有機ＥＬ素子を制御光によりアクセスするため、電気的にアクセスするための配線等が不要である。さらに、フォト・トランジスタ層には、ａ−Ｓｉ等の無機半導体を用いず有機化合物のみから構成できる。有機化合物からなるフォト・トランジスタ層を用いること、有機ＥＬ層を用いることから、表示パネルは、構成部分の大半を有機化合物とすることができる。構成部分の大半を有機化合物とすると、スピンコート法や、インクジェット法によって各構成部分を容易に形成することが可能となる。このため、表示パネルを容易に製造することができる。これにより、制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ製造が容易な表示パネルを得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、フォト・トランジスタ層は、エミッタがソース電極、コレクタがドレイン電極、ベース電極がゲート電極であって、ドレイン電極とＥＬ電極との間に所定の電圧が印加されることが望ましい。フォト・トランジスタ層を、電界効果トランジスタとする。電界効果トランジスタは、外部から加えた電界によって導電率を制御する半導体増幅素子である。ゲート電極に制御光を照射させると、制御光の強度に応じて有機半導体層内にキャリアが発生する。このようにして、ソース電極と、ドレイン電極との間に、制御光の光量に応じた電流が発生する。制御光を受けて発生させる電流は制御光の光量に比例しているため、制御光の光量に応じた電流を有機ＥＬ層に流すことができる。有機ＥＬ層は、フォト・トランジスタ層からの電流により、制御光の光量に応じて発光する。これにより、制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能な表示パネルを得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、光学的に透明な透明電極と、透明電極とゲート電極との間に設けられた導電率可変層と、透明電極とゲート電極との間に、制御用電圧を印加する制御用電源と、制御用電源と電気的に接続された抵抗部と、を有し、導電率可変層は、透明電極を透過した制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化し、ゲート電極は、制御用電圧のうち導電率可変層の導電率に応じた電圧が印加され、フォト・トランジスタ層は、ゲート電極に、導電率可変層の導電率に応じた電圧が印加されることによって、ドレイン電極とソース電極との間に、制御光の光量に応じた電流を発生し、ＥＬ層は、電流により、制御光の光量に応じて発光することが望ましい。
【００１２】
本態様の表示パネルは、ゲート電極の側に、さらに透明電極と、導電率可変層が設けられている。透明電極に制御光を入射させないとき、導電率可変層は、電気的な導電率が略ゼロの絶縁層として機能する。また、透明電極に制御光を入射させるとき、導電率可変層は、透明電極を透過した制御光の光量に応じて、電気的な導電率が変化する。ゲート電極と、透明電極層との間に所定の制御用電圧を印加させておくと、ゲート電極に、制御用電圧のうち制御光の光量に応じた電圧を印加させることができる。ゲート電極に制御光の光量に応じた電圧を印加させることにより、ソース電極と、ドレイン電極との間に、制御光の光量に応じた電流が発生する。有機ＥＬ層は、フォト・トランジスタ層からの電流により、制御光の光量に応じて発光する。これにより、制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能な表示パネルを得られる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、光学的に透明な透明電極と、透明電極と接合して設けられた有機感光体と、有機感光体と接合して設けられたＥＬ層と、ＥＬ層と接合して設けられ、光学的に透明なＥＬ電極と、を有し、透明電極とＥＬ層との間には所定の電圧が印加され、有機感光体は、透明電極を透過した制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化し、ＥＬ層は、所定の電圧のうち有機感光体の導電率に応じた電圧が印加されることによって、制御光の光量に応じて発光することを特徴とする表示パネルを提供することができる。
【００１４】
有機感光体に制御光を照射させると、有機感光体の構成物質において、制御光による電子遷移を生じる。このとき、有機感光体には、有機感光体内部において移動可能なキャリア（電子又は正孔）が生成する。そして、有機感光体内部に生じたキャリアが透明電極側、又はＥＬ層側に輸送されることにより、有機感光体内部に電流が流れる。このように、有機感光体は、制御光を受けて電流を発生させる機能をもつ。制御光を受けて発生させる電流は、制御光の光量に比例していることから、ＥＬ層には、制御光の光量に応じた電流を流すことができる。さらに、有機感光体を用いることにより、表示パネルの構成部分の大半を有機化合物とすることができる。構成部分の大半を有機化合物とすると、スピンコート法や、インクジェット法によって各構成部分を容易に形成することが可能となる。これにより、制御光の光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ製造が容易な表示パネルを得られる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、表示パネルと、表示パネルに所定の電圧を印加する電源と、表示パネルに制御光を供給する制御光用光学系と、を有し、表示パネルは、上記の表示パネルであって、電源は、表示パネルのエレクトロ・ルミネッセンス電極とフォト・トランジスタ層との間に所定の電圧を印加し、制御光用光学系は、制御光を表示パネルに入射させることを特徴とする表示装置を提供することができる。上記の表示パネルを備えることから、表示装置は、制御光用光学系からの制御光の光量に応じて、表示パネルの駆動を制御することができる。また、容易に表示パネルを製造することが可能であることから、表示装置を容易に製造することができる。これにより、制御光の光量に応じて駆動可能で、かつ製造が容易な表示装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１−１は、本発明の実施例１に係る表示装置１００の概略構成を示す。まず、表示装置１００の全体構成について説明し、次いで、表示パネル１２０の駆動について詳細に説明する。表示装置１００は、表示パネル１２０と、電源１４０と、制御光用光学系１６０とを有する。表示パネル１２０は、複数の有機ＥＬ素子を発光させることにより、画像を表示する。ここでは、本発明の特徴の理解のために、１つの有機ＥＬ素子の構成を図示して説明を行うものとする。
【００１８】
表示パネル１２０は、フォト・トランジスタ層１１０と、反射電極１１２と、有機ＥＬ層１１４と、ＥＬ電極１１６とを有する。フォト・トランジスタ層１１０は、ベース電極１０１と、有機半導体層１０３と、コレクタ電極１０５と、エミッタ層１０７と、エミッタ電極１０８とを有する。ベース電極１０１は、表示パネル１２０の、制御光Ｌの入射側の面に設けられている。ベース電極１０１は、光学的に透明なＩＴＯ膜によって構成できる。表示パネル１２０の、ベース電極１０１が設けられている平面と同一の平面には、エミッタ電極１０８が設けられている。エミッタ電極１０８の上には、エミッタ層１０７が設けられている。ベース電極１０１と、エミッタ層１０７との上には、有機半導体層１０３が設けられている。本実施例の表示パネル１２０は、エミッタ層１０７としてＰ型半導体、コレクタ電極１０５としてＮ型半導体、有機半導体層１０３として真性半導体を用いることができる。これにより、フォト・トランジスタ層１１０は、図１−２の等価回路図に示すようにトランジスタとフォト・ダイオードとを併せ持つ構造とみなすことができる。
【００１９】
有機半導体層１０３としては、ペンタセン、ナフタセン等の低分子系有機化合物の単結晶や、ポリチオフェン系等の高分子系有機化合物を用いることができる。有機半導体層１０３の上には、コレクタ電極１０５が積層されている。コレクタ電極１０５の上には、反射電極１１２、有機ＥＬ層１１４、ＥＬ電極１１６が順次積層されている。反射電極１１２は、金属部材、例えば、アルミニュウムにより構成することができる。ＥＬ電極１１６は、ベース電極１０１と同様、光学的に透明なＩＴＯ膜によって構成できる。有機ＥＬ層１１４は、電圧が印加されることにより発光する。電源１４０は、ＥＬ電極１１６と、エミッタ電極１０８との間に所定の電圧を印加している。なお、コレクタ電極１０５、エミッタ層１０７、エミッタ電極１０８としては、導電性の有機化合物、例えば、ポリチオフェン系（ＰＥＤＯＴ）や、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を用いることができる。このように、フォト・トランジスタ層１１０は、有機化合物のみによって構成することができる。
【００２０】
制御光用光学系１６０は、制御光用光源１６２と、ガルバノミラー１６４とから構成されている。制御光用光学系１６０は、表示パネル１２０に対して、ベース電極１０１の側に設けられている。制御光用光源１６２は、ビーム状の光、例えば、レーザ光である制御光Ｌを供給する。制御光用光源１６２は、例えば、変調器が設けられた半導体レーザ素子や面発光レーザ素子を用いることができる。そして、制御光用光源１６２は、不図示の制御部からの画像信号に応じて制御光Ｌの強度を変調して、供給することができる。なお、制御光Ｌとしては、後述の有機半導体層１０３の半導体物質を励起可能な波長のレーザ光、例えば、紫外線レーザ、可視光線レーザ、赤外線レーザを用いることができる。また、レーザ光に限らず、ビーム状の光、例えば、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）からの光を制御光Ｌとして用いることとしても良い。
【００２１】
制御光用光源１６２からの制御光Ｌは、ガルバノミラー１６４により表示パネル１２０の方向に反射される。そして、表示パネル１２０の方向に反射された制御光Ｌは、表示パネル１２０のベース電極１０１の位置へ入射する。ガルバノミラー１６４は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。ガルバノミラー１６４は、略直交する所定の２軸を中心として回動することにより、制御光Ｌを二方向に走査させる。ガルバノミラー１６４の回動は、不図示の制御部によって、画像信号に応じて制御されている。このようにして、制御光用光学系１６０は、表示パネル１２０のベース電極１０１側の面に制御光Ｌを走査させる。
【００２２】
次に、表示パネル１２０の駆動について説明する。制御光用光学系１６０からの制御光Ｌをベース電極１０１に入射させない場合、真性半導体である有機半導体層１０３は、電気的な抵抗値が大きい。このため、電源１４０によってエミッタ電極１０８と、ＥＬ電極１１６との間に所定の電圧が印加されていても、有機ＥＬ層１１４に電流が流れない。従って、ベース電極１０１に制御光を入射させない場合、有機ＥＬ層１１４は発光しない。
【００２３】
制御光用光学系１６０からの制御光Ｌをベース電極１０１に入射させる場合について説明する。制御光Ｌは、ベース電極１０１を透過して有機半導体層１０３に入射する。制御光Ｌのエネルギーが、有機半導体層１０３の半導体物質のエネルギーバンドギャップより大きい場合、有機半導体層１０３の半導体物質に電子遷移が生じる。半導体物質に電子遷移を生じると、有機半導体層１０３の内部に、有機半導体層１０３内で移動可能なキャリア（電子又は正孔）が生じる。ここで、電源１４０の負極がエミッタ電極１０８に、電源１４０の正極がＥＬ電極１１６に、電気的に接続されているとする。このとき、電源１４０の負極側であるエミッタ層１０７には負電荷が局在している。また、電源１４０の正極側であるコレクタ電極１０５には正電荷が局在している。
【００２４】
このため、有機半導体層１０３の内部に発生した正孔は、エミッタ層１０７に局在している負電荷に引き寄せられ、エミッタ層１０７の方向に進行する。有機半導体層１０３の内部に発生した電子は、コレクタ電極１０５に局在している正電荷に引き寄せられ、コレクタ電極１０５の方向に移動する。このようにして、エミッタ層１０７とコレクタ電極１０５とは電気的に導通する。エミッタ層１０７とコレクタ電極１０５とが電気的に導通することから、ベース電極１０１とＥＬ電極１１６との間に電流が流れる。
【００２５】
エミッタ層１０７と、コレクタ電極１０５との間には、コレクタ電極１０５からエミッタ層１０７の方向へ、制御光Ｌの光量に応じた電流が流れる。そして、エミッタ電極１０８と、ＥＬ電極１１６との間には、電源１４０により所定の電圧が印加されている。このため、有機ＥＬ層１１４には、フォト・トランジスタ層１１０において、制御光Ｌの光量に応じた電流を増幅して流すことができる。このように、フォト・トランジスタ層１１０は、フォト・ダイオードとしての機能と、トランジスタとしての機能とを併せ持つ。
【００２６】
ここで、電流によって有機ＥＬ層１１４が発光する構成について説明する。有機ＥＬ層１１４は、不図示の正孔輸送層と、有機発光層と、電子輸送層とを有する。有機発光層には、例えば、ベンゾチアゾール系化合物を用いることができる。有機ＥＬ層１１４に電流が流れると、正孔輸送層から正孔が有機発光層に輸送される。また、電子輸送層から有機発光層へは、電子が輸送される。有機発光層では、正孔輸送層からの正孔と、電子輸送層からの電子とが結合する。有機発光層の蛍光物質は、正孔と電子とが結合するときに生じるエネルギーによって、励起される。そして、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに発光現象を起こして、有機発光層から発光光Ｌｏｕｔが発生する。
【００２７】
ここで、赤色光（以下、「Ｒ光」という）、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、青色光（以下、「Ｂ光」という。）によってフルカラーの画像を表示する場合、各色光用有機ＥＬ素子に、異なる蛍光物質の有機発光層を用いる。それぞれの蛍光物質が励起された後に基底状態に戻るときに生じるエネルギーに応じて、異なる波長領域の光が生じる。そして、異なる波長領域の光が発生することによって、それぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発生する。
【００２８】
有機ＥＬ層１１４からの光は、有機ＥＬ層１１４から全方向に進行する。有機ＥＬ層１１４からＥＬ電極１１６の方向へ進行した光は、ＥＬ電極１１６を透過して、表示パネル１２０から射出する。また、有機ＥＬ層１１４から反射電極１１２の方向へ進行した光は、反射電極１１２で反射される。反射電極１１２で反射された光は、ＥＬ電極１１６の方向へ進行して、表示パネル１２０から射出する。観察者は、表示パネル１２０のＥＬ電極１１６から射出される発光光Ｌｏｕｔを観察する。このようにして、有機ＥＬ層１１４は、制御光Ｌの光量に応じた光量の発光光Ｌｏｕｔを、ＥＬ電極１１６から射出する。
【００２９】
フォト・トランジスタ層１１０は、制御光Ｌの光量に応じた電流を発生する。また、フォト・トランジスタ層１１０により電流は増幅されているため、有機ＥＬ層１１４に大きな電流を流すことができる。制御光Ｌを受けて発生させる電流は制御光Ｌの光量に比例しているため、制御光Ｌの光量に応じた電流を有機ＥＬ層１１４に流すことができる。有機ＥＬ層１１４は、フォト・トランジスタ層１１０からの電流により、制御光Ｌの光量に応じて発光する。表示パネル１２０は、各有機ＥＬ素子を光によりアクセスするため、電気的にアクセスするための配線等が不要である。さらに、フォト・トランジスタ層１１０は、ａ−Ｓｉ等の無機化合物を用いず有機化合物のみから構成できる。有機化合物からなるフォト・トランジスタ層１１０を用いること、有機ＥＬ層１１４を用いることから、表示パネル１２０は、構成部分の大半を有機化合物によって構成することができる。
【００３０】
有機化合物の層は、スピンコート法と、インクジェット法とを用いて形成することができる。スピンコート法では、表示パネル１２０の全面に膜を形成する。インクジェット法では、スポット状の有機化合物層を形成する。このため、複雑なパターニング、マスクプロセス、フォトプロセス等によらず、容易に表示パネル１２０を製造できる。さらに、無機化合物の蒸着も不要であるから、有機化合物部分を高温にさらすこともない。このように、構成部分の大半が有機化合物で構成されることとなると、表示パネル１２０を容易に製造することができる。これにより、制御光Ｌの光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ製造が容易な表示装置１００を得られるという効果を奏する。
【実施例２】
【００３１】
図２は、本発明の実施例２に係る表示装置２００の概略構成を示す。上記実施例１の表示装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の表示装置２００は、表示パネル２２０のフォト・トランジスタ層２１０が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする。電界効果トランジスタは、外部から加えた電界によって導電率を制御する半導体増幅素子である。なお、表示装置２００の制御光用光学系の構成は、図１に示す表示装置１００の制御光用光学系１６０の構成と同一であるため、図示を省略している。
【００３２】
表示パネル２２０は、フォト・トランジスタ層２１０と、反射電極１１２と、有機ＥＬ層１１４と、ＥＬ電極１１６とを有する。フォト・トランジスタ層２１０は、ゲート電極２０１と、絶縁層２０２と、有機半導体層２０３と、ドレイン電極２０５と、ソース電極２０７とを有する。なお、実施例１の表示パネル１２０のフォト・トランジスタ層１１０のエミッタ層１０７、コレクタ電極１０５、ベース電極１０１が、それぞれ本実施例の表示パネル２２０のソース電極２０７、ドレイン電極２０５、ゲート電極２０１に対応している。
【００３３】
ゲート電極２０１は、光学的に透明なＩＴＯ膜によって構成できる。ゲート電極２０１の上には、光学的に透明な絶縁層２０２が積層されている。絶縁層２０２の上には、有機半導体層２０３と、ドレイン電極２０５とが設けられている。また、有機半導体層２０３と接し、ドレイン電極２０５とは接しない位置に、ソース電極２０７が設けられている。本実施例の表示パネル２２０は、ドレイン電極２０５、ソース電極２０７としてＮ型半導体、有機半導体層２０３としてＰ型半導体を用いることができる。ドレイン電極２０５、ソース電極２０７としては、導電性の有機化合物、例えば、ポリチオフェン系（ＰＥＤＯＴ）や、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を用いることができる。このように、フォト・トランジスタ層２１０は、有機化合物のみによって構成することができる。ソース電極２０７と、有機半導体層２０３との上には、反射電極１１２が積層されている。電源２４０は、ＥＬ電極１１６と、ドレイン電極２０５との間に所定の電圧を印加している。
【００３４】
次に、表示パネル２２０の駆動について説明する。ゲート電極２０１に制御光Ｌを照射させると、制御光Ｌは、ゲート電極２０１と、絶縁層２０２とを透過して、有機半導体層２０３に入射する。有機半導体層２０３に制御光Ｌが入射することにより、有機半導体層１０３の半導体物質に電子遷移が生じる。半導体物質に電子遷移を生じると、有機半導体層１０３の内部に、有機半導体層１０３内で移動可能なキャリアが生じる。ここで、有機半導体層１０３にＰ型半導体を用いる場合、制御光Ｌによって発生するキャリアは正孔である。例えば、ドレイン電極２０５内に正電荷が局在している場合、有機半導体層２０３内部の正孔は、ドレイン電極２０５の正電荷の反発を受ける。そして、有機半導体層２０３内部の正孔は、ドレイン電極２０５から離れる方向に移動する。また、有機半導体層２０３内部の電子は、ドレイン電極２０５の方向に移動する。このようにして、ドレイン電極２０５とソース電極２０７との間には反転層を生じ、電気的に導通する。
【００３５】
ドレイン電極２０５と、ＥＬ電極１１６との間には、電源２４０により所定の電圧が印加されている。従って、ドレイン電極２０５とソース電極２０７との間の電子が移動することにより、ドレイン電極２０５とソース電極２０７との間に、制御光Ｌの光量に応じた電流が発生する。ドレイン電極２０５とソース電極２０７との間に電流が生じると、有機ＥＬ層１１４に、電流が流れる。有機ＥＬ層１１４には、ドレイン電極２０５とソース電極２０７との間の電流を増幅して流すことができる。このようにして、有機ＥＬ層１１４は、制御光Ｌの光量に応じて発光する。これにより、制御光Ｌの光量に応じて駆動を制御することが可能な表示装置２００を得られるという効果を奏する。さらに、本実施例の表示パネル２２０は、上記の実施例１の表示パネル１２０と同様、構成部分の大半を有機化合物で構成できることから、容易に製造することができる。
【実施例３】
【００３６】
図３は、本発明の実施例３に係る表示装置３００の概略構成を示す。上記実施例２の表示装置２００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の表示装置３００の表示パネル３２０は、上記実施例２の表示パネル２２０と同一の構成を包含している。本実施例の表示パネル３２０は、ゲート電極２０１に制御光Ｌの光量に応じた電圧を印加するための導電率可変層３５２を有することを特徴とする。なお、表示装置３００の制御光用光学系の構成は、図１に示す表示装置１００の制御光用光学系１６０の構成と同一であるため、図示を省略している。
【００３７】
表示パネル３２０の、制御光Ｌの入射側の面には、光学的に透明なＩＴＯ膜からなる透明電極３５１が設けられている。透明電極３５１とゲート電極２０１との間には、導電率可変層３５２が設けられている。導電率可変層３５２は、透明電極３５１を透過した制御光Ｌにより、電気的な導電率を変化させる。導電率可変層３５２は、例えばアモルファス・シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」という。）又は感光性有機膜などを用いることができる。例えば、ａ−Ｓｉは、水素を含んでいることが望ましい。また、ａ−Ｓｉは、気相成長法（ＣＶＤ法）により形成する。ａ−Ｓｉは、制御光Ｌを全く照射させていない状態では、電気的な導電率が略ゼロ（即ち抵抗値が略無限大）の絶縁性部材として機能する。これに対して、ａ−Ｓｉに制御光Ｌを照射させると、その光量に応じて導電率が大きくなる（即ち抵抗値が小さくなる）。導電率可変層３５２において導電率が変化する領域は、制御光Ｌを照射させた透明電極３５１の領域である。
【００３８】
制御用電源３４５は、透明電極３５１とゲート電極２０１の間に、所定の電圧を印加している。また、制御用電源３４５に直列して、抵抗部３４７が電気的に接続されている。後述のように表示パネル３２０は、導電率可変層３５２に制御光Ｌを入射させることにより駆動する。このため、表示パネル３２０は、上記実施例２の表示パネル２２０とは異なり、ゲート電極２０１に制御光Ｌを透過させる必要がない。従って、表示パネル３２０のゲート電極２０１は、光学的に透明なＩＴＯ膜とせず、例えば、アルミニュウムで構成することができる。
【００３９】
次に、表示装置３００の駆動について説明する。透明電極３５１に制御光Ｌを入射しない場合、導電率可変層３５２は、絶縁性部材として機能する。このため、ゲート電極２０１には電流が流れず、有機ＥＬ層１１４は発光しない。透明電極３５１に制御光Ｌを入射すると、制御光Ｌは、透明電極３５１を透過して導電率可変層３５２に入射する。画像信号に応じた強度の制御光Ｌが導電率可変層３５２に入射されると、制御光Ｌの入射位置の部分について、制御光Ｌの光量に応じて電気的な導電率が増大する。ゲート電極２０１と透明電極３５１とは制御用電源３４５により制御用電圧が印加されているため、導電率可変層３５２は、導電率が増大することによって導通する。
【００４０】
導電率可変層３５２が導通すると、制御用電源３４５からの制御用電圧は、抵抗部３４７と導電率可変層３５２とに分圧される。制御光Ｌの光量が変化すると、抵抗部３４７と導電率可変層３５２との分圧比が変化することによって、導電率可変層３５２の電圧は、制御光Ｌの光量に応じて変化する。このようにして、ゲート電極２０１に印加される電圧は、制御光Ｌの光量に応じて変化する。ゲート電極２０１に電圧を印加することによって有機ＥＬ層１１４を発光させる構成は、上記の実施例２の表示装置２００と同様である。これにより、制御光Ｌの光量に応じて駆動を制御することが可能な表示装置３００を得られるという効果を奏する。
【実施例４】
【００４１】
図４は、本発明の実施例４に係る表示装置４００の概略構成を示す。上記実施例１の表示装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の表示装置４００は、表示パネル４２０に有機感光体（organic photoconductor；ＯＰＣ）４５５を有することを特徴としている。なお、表示装置４００の制御光用光学系の構成は、図１に示す表示装置１００の制御光用光学系１６０の構成と同一であるため、図示を省略している。表示パネル４２０の、制御光Ｌの入射側の面には、光学的に透明なＩＴＯ膜からなる透明電極４５１が設けられている。透明電極４５１の上には、有機感光体４５５、反射電極１１２、有機ＥＬ層１１４、ＥＬ電極１１６が順次積層されている。透明電極４５１とＥＬ電極１１６との間には、電源４４０により所定の電圧が印加されている。
【００４２】
次に、表示装置４００の駆動について説明する。透明電極４５１に制御光Ｌを入射しない場合、有機感光体４５５は、絶縁性部材として機能する。このため、有機ＥＬ層１１４に電流が流れないことから、有機ＥＬ層１１４は発光しない。透明電極４５１に制御光Ｌを入射すると、制御光Ｌは、透明電極４５１を透過して有機感光体４５５に入射する。透明電極４５１とＥＬ電極１１６との間に所定の電圧が印加されていることにより、透明電極４５１と、反射電極１１２の有機感光体４５５側に電荷が局在している。例えば、電源４４０の正極を透明電極４５１に、負極をＥＬ電極１１６に接続している場合、透明電極４５１には正電荷、反射電極１１２には負電荷が局在している。
【００４３】
図５−１は、有機感光体４５５の構成を示す。有機感光体４５５に制御光Ｌを入射させると、有機感光体４５５の内部において電子遷移が生じ、有機感光体４５５内で移動可能なキャリア（電子又は正孔）が生じる。例えば制御光Ｌによって電子が生じた場合、電子は、正電荷が局在している透明電極４５１（図４参照）の方向に移動する。さらに、電子の移動によって生じた正孔は、負電荷が局在している反射電極１１２（図４参照）の方向に移動する。このようにして、有機感光体４５５は、電気的に導通する。有機感光体４５５が電気的に導通することから、透明電極４５１とＥＬ電極１１６との間に電流が流れる。
【００４４】
図５−１に示す有機感光体４５５は、単層において電荷の発生と、電荷の輸送とを行っている。このため、有機感光体４５５は、電荷発生の機能と、電荷輸送の機能とを併せ持っている。このように電荷の発生と輸送とを単層にて行う構成の他、図５−２に示す有機感光体５５５、図５−３に示す有機感光体６５５のように、電荷の発生を行う層と、電荷の輸送と行う層とをそれぞれ設ける構成としても良い。図５−２に示す有機感光体５５５は、電荷発生層５５１と、電荷輸送層５５２との２層から構成されている。例えば、電荷発生層５５１で生じた正孔は、電荷輸送層５５２の内部において、負電荷が局在している反射電極１１２（図４参照）の方向へ移動する。これに対して、電子は、正孔とは反対の方向に移動する。このようにして、有機感光体５５５は、電気的に導通する。
【００４５】
図５−３に示す有機感光体６５５は、電荷輸送層６５１と、電荷発生層６５２と、保護層６５３との３層から構成されている。電荷発生層６５２で生じた電子は、電荷輸送層６５１の内部において、正電荷が局在している透明電極４５１（図４参照）の方向へ移動する。これに対して、正孔は、電子とは反対の方向に移動する。このようにして、有機感光体６５５は、電気的に導通する。有機感光体５５５、６５５の電荷発生層５５１、６５２は、電荷発生剤、例えば、フタロシアニン顔料、アゾ顔料を、シリコン樹脂等に溶解することにより構成できる。また、電荷輸送層５５２、６５１は、電荷輸送剤、例えば、ベンゾキノン系化合物、ジフェノキノン系化合物を、ポリカーボネート樹脂等に溶解することにより構成することができる。単層で電荷の発生と輸送とを行う有機感光体４５５は、電荷発生層に用いられる電荷発生剤と、電荷輸送層に用いられる電荷輸送剤とを混合することによって構成できる。
【００４６】
有機ＥＬ層１１４には、制御光Ｌの光量に応じた電流が流れる。このため、有機ＥＬ層１１４は、制御光Ｌの光量に応じて発光する。さらに、有機感光体４５５、５５５、６５５を用いることにより、表示パネル４２０の構成部分の大半を有機化合物とすることができる。構成部分の大半を有機化合物とすると、表示パネル４２０は、主にスピンコート法や、インクジェット法によって形成できる。このため、複雑なパターニング、マスクプロセス、フォトプロセス等によらず、容易に表示パネル４２０を製造することが可能となる。これにより、制御光Ｌの光量に応じて駆動を制御することが可能で、かつ製造が容易な表示装置４００を得られるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明に係る表示装置は、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用であり、特に、プロジェクタからの投写像を表示する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１−１】本発明の実施例１に係る表示装置の概略構成図。
【図１−２】フォト・トランジスタ層の等価回路図。
【図２】本発明の実施例２に係る表示装置の概略構成図。
【図３】本発明の実施例３に係る表示装置の概略構成図。
【図４】本発明の実施例４に係る表示装置の概略構成図。
【図５−１】単層構造の有機感光体の構成図。
【図５−２】２層構造の有機感光体の構成図。
【図５−３】３層構造の有機感光体の構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１００  表示装置、１０１  ベース電極、１０３  有機半導体層、１０５  コレクタ電極、１０７  エミッタ層、１０８  エミッタ電極、１１０  フォト・トランジスタ層、１１２  反射電極、１１４  有機ＥＬ層、１１６  ＥＬ電極、１２０  表示パネル、１４０  電源、１６０  制御光用光学系、１６２  制御光用光源、１６４  ガルバノミラー、２００  表示装置、２０１  ゲート電極、２０２  絶縁層、２０３  有機半導体層、２０５  ドレイン電極、２０７  ソース電極、２１０  フォト・トランジスタ層、２２０  表示パネル、２４０  電源、３００  表示装置、３２０  表示パネル、３４５  制御用電源、３４７  抵抗部、３５１  透明電極、３５２  導電率可変層、４００  表示装置、４２０  表示パネル、４４０  電源、４５１  透明電極、４５５  有機感光体、５５１  電荷発生層、５５２  電荷輸送層、５５５  有機感光体、６５１  電荷輸送層、６５２  電荷発生層、６５３  保護層、６５５  有機感光体、Ｌ  制御光、Ｌｏｕｔ  発光光
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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