表示装置
【課題】シースルー機能を備えた表示装置を提供する。また、コントラストの高い表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域により、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置を得ることが出来る。他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域において、外光の透過量を制御して、表示装置のコントラストを高くすることができる。
【解決手段】少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域により、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置を得ることが出来る。他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域において、外光の透過量を制御して、表示装置のコントラストを高くすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型の表示装置に関する。特に有機エレクトロルミネセンス素子が適用された透過型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自発光型の発光装置としてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と記す）を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代表示装置として大きく注目されている。
【０００３】
近年、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を持たせた表示装置が脚光を浴びている。このようなシースルー機能を有する表示装置は、車両のフロントガラス、家屋やビルなどの建築物の窓ガラス、店舗のショーウィンドウのガラスやケース、または携帯電話やタブレット端末などの情報端末機器やヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブルディスプレイ、または航空機などに用いられるヘッドアップディスプレイなど、様々な用途への応用が期待されている。
【０００４】
このようにシースルー機能を備えた表示装置を用いることにより、表示装置の向こう側の対象に関する情報を表示しながら対象を見る、または表示装置に映像を表示して表示装置の向こう側の対象に装飾を施すことができる。さらに、ガラスのように表示装置の向こう側が見えるモードと、表示装置に映像が表示されるモードを適宜切り替えて用いることもできる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書中では、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ、表示部の向こう側が視認可能な表示装置を、シースルー機能を有する表示装置と定義する。例えば、表示領域の全体において表示装置の向こう側が視認可能な表示装置はシースルー機能を有する表示装置の一態様であり、また、表示領域の一部のみにおいて表示装置の向こう側が視認可能な表示装置もシースルー機能を有する表示装置の一態様である。このような、シースルー機能を有する表示装置には、表示装置の向こう側の景色が映像に写り込んで表示装置の映像が見にくくなってしまうという問題があった。観測者とは反対側の背面側から入射する光により、表示装置の映像のコントラストが低下して、視認性が低下するからである。
【０００７】
本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって本発明の一態様は、シースルー機能を有する表示装置において、一方の観察面から表示部の視認性を高めることができる表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで、上記課題を解決するため、少なくとも表示装置の一方の面から発光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および表示装置の向こう側の光（外光ともいう）に対し透光性を有する非発光領域を備える第１ユニットと、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの外光の透過量を制御する領域と重なる表示装置の構成に想到し、課題の解決に至った。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様の表示装置は、少なくとも一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える第１ユニットと、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの光学素子と重なること特徴とする表示装置である。
【００１０】
本発明の一態様の表示装置では、発光素子と透光性非発光領域を有する。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置を得ることが出来る。
【００１１】
また、本発明の一態様の表示装置は、透光性非発光領域と重なるように外光の透過量を制御する光学素子を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。
【００１２】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子である表示装置である。
【００１３】
液晶素子は電極間に電圧を印加するが電極間に電流がほとんど流れないため、消費電力が低い。そのため、表示素子の消費電力を低くすることができる。
【００１４】
また、本発明の一態様の表示装置は、第１の偏光板と第２の偏光板が、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える基板と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を備える基板と、を挟持し、透光性非発光領域が、光学素子と重なり、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であることを特徴とする表示装置である。
【００１５】
一方の偏光板が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様の表示装置は、発光素子が少なくとも一方の面から光を射出するＥＬ素子であることを特徴とする表示装置である。
【００１７】
ＥＬ素子は自発光の発光素子であるので、表示コントラストの高い表示装置を得ることが出来る。また、ＥＬ素子を構成している発光層を変えることにより、所望の発光色を呈する表示装置を得ることが出来る。
【００１８】
また、赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。また、複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている基板、または、対向基板に形成してもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ブルー相を示す液晶材料を有する液晶素子であることを特徴とする表示装置である。
【００２０】
一般的にＥＬ素子は発光の応答速度がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶素子、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶素子及びＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶素子より速い。また、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ＭＥＭＳを用いたシャッターであることを特徴とする表示装置である。
【００２２】
光学素子にＭＥＭＳを用いたシャッターを適用すると、表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、より減少させることができるため、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。物理的に外光の透過量を制御するＭＥＭＳを用いたシャッターは、明状態と暗状態の明るさの比を高くすることができるからである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様は、シースルー機能を備えた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、シースルー機能を備えた表示装置において、コントラストの高い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図２】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図３】本発明の一態様の表示装置を説明する断面図。
【図４】本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子を説明する断面図。
【図７】本発明の一態様の光学素子を説明する断面図と液晶の応答速度を説明する図。
【図８】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様の光学素子を説明する図。
【図１１】本発明の一態様のマトリクス状に設けられたシャッターを説明する図。
【図１２】本発明の一態様のシャッターを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２７】
（実施の形態１）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図１から図３を用いて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を、模式的に示した上面図である。図１（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を模式的に示した斜投影図である。表示装置３００は、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子１００を備える発光領域７０１ａおよび透光性非発光領域７０１ｂを備える第１ユニット１１と、表示装置の他方の面から一方の面に透過する外光の透過量を制御する複数の光学素子５００を備える領域（以下、外光調整領域７０２とよぶ）を有する第２ユニット１２と、を有し、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なること特徴とする表示装置である。発光素子１００と、光学素子５００の一対を、画素３０１と呼ぶことにする。画素３０１の詳細は後述する。透光性非発光領域７０１ｂとは、可視光を透過する領域である。
【００２９】
第１ユニット１１の発光素子１００は、発光状態と非発光状態を切り替えることができる。第２ユニット１２の光学素子５００は、背面から入射する光の透過量を調整することができる。当該表示装置は、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なっている。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置となる。また、透光性非発光領域７０１ｂと重なるように外光の透過量を制御する光学素子５００を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子５００を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。
【００３０】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図２（Ａ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２を、発光素子１００が複数含むように分割して形成してもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２は、第１ユニット１１の発光領域すべてと重なるように形成してもよい。
【００３１】
図３は、本発明の一態様である表示装置の画素３０１の断面図である。
【００３２】
図３に示される画素３０１は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、第１の支持体６０１と第３の支持体６０３の間に光学素子５００とを有する。発光素子１００が設けられていない透光性非発光領域に重なるように、光学素子５００を設ける。
【００３３】
第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。
【００３４】
発光素子１００の構成は、実施の形態２で詳細を説明する。また、光学素子５００の構成は実施の形態４で詳細を説明する。
【００３５】
＜発光素子の駆動について＞
発光領域７０１ａにおける発光素子は、パッシブマトリクス型としてもよいし、ＴＦＴなどのトランジスタによって発光素子の駆動が制御されるアクティブマトリクス型としてもよい。
【００３６】
また、発光領域７０１ａにおける発光素子をアクティブマトリクス型とする場合、トランジスタの構造は特に限定されない。例えばスタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のトランジスタのいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いても良いし、インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体材料を用いても良い。また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非結晶半導体、または結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いても良い。結晶性を有する半導体を用いるとトランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
【００３７】
＜表示についての説明＞
次に、本発明の一態様の表示装置を用いた表示について、図４と図５を用いて説明する。ここでは、発光素子１００と、光学素子５００とが隣接している場合について説明する。
【００３８】
図４（Ａ）から図４（Ｄ）は、以下に説明する表示モードにおける表示装置の断面図である。図５は、画素３０１を９個用いた表示装置の上面図である。画素３０１とは、発光素子１００と、光学素子５００の一対を示す。
【００３９】
図４（Ａ）は、発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ａモード）を示している。ここでＡモードの表示状態の画素を、画素３０１ａとする。図４（Ｂ）は発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｂモード）を示している。ここでＢモードの表示状態の画素を、画素３０１ｂとする。図４（Ｃ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ｃモード）を示している。ここでＣモードの表示状態の画素を、画素３０１ｃとする。図４（Ｄ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｄモード）を示している。ここでＤモードの表示状態の画素を、画素３０１ｄとする。なお、図４では発光素子からの発光を発光８８８と表記している。
【００４０】
図５は、画素３０１を９個用いた場合の表示装置の上面図である。図５により、本発明の一態様の表示装置の表示を説明する。ここで、画素３０１は、図４で説明したいずれかの表示モードを表示する。図５の画素３０１は、右側が発光素子１００、左側は光学素子５００を有する。
【００４１】
図５（Ａ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光せず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、中心画素の表示コントラストは高く、周辺の画素領域は背面を見ることができる。
【００４２】
図５（Ｂ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光させず、背面からの外光を減じている（Ｃモード）。そのため、この表示では、発光させた中心画素の表示コントラストを高くすることができる。
【００４３】
図５（Ｃ）は、９個の画素すべてを発光させず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、この表示では背面を見ることができる。
【００４４】
図５（Ｄ）は、９個の画素すべてを発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。そのため、発光のみを見ることができる。
【００４５】
上記の表示を、複数の画素を有する表示装置に適用することにより、表示画面全体で背面を見るができる表示状態や、一部の領域にコントラストの高い表示状態にすることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
＜発光素子＞
本実施の形態に用いることができる発光素子の一態様について、図６（Ａ）を用いて説明する。
【００４７】
本実施の形態において、発光素子１００は、第１の電極１０１と、透光性導電層１０３と、ＥＬ層２００と、第２の電極１０２とから構成されている。透光性導電層１０３は、第１の電極１０１と接している。なお、本実施の形態では、第１の電極１０１と透光性導電層１０３は、陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として機能するものとして、以下、説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００４８】
なお、本実施の形態では、発光素子１００を第１の支持体６０１上に形成し、第２の支持体６０２側に発光させる、いわゆるトップエミッション方式である。しかし、この方式にとらわれることなく、第２の支持体６０２上に発光素子１００を形成し、第２の支持体６０２側に発光させるいわゆるボトムエミッション方式、さらに、第２の支持体６０２側と第１の支持体６０１側に、発光を射出させる両面射出方式でもよい。
【００４９】
＜第１の電極＞
第１の電極１０１は、陽極として機能する電極である。第１の電極１０１の膜厚は、５０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。第１の電極１０１は可視光領域全体にわたって反射率が高い電極を用いることが好ましい。なぜなら、光取り出し効率の高い発光素子を得ることが出来るからである。
【００５０】
第１の電極１０１は、銅、金、パラジウム、ネオジム、サマリウム、スズ、インジウム、ビスマス等の添加を行った銀合金を使用することが好ましい。なぜならば、反射率が高く、熱処理を行っても化学的、物理的に安定だからである。
【００５１】
第１の電極１０１は、スパッタリング法、またはスクリーン印刷法で形成することができる。
【００５２】
＜透光性導電層＞
透光性導電層１０３は、第１の電極１０１上に接して設けられる。透光性導電層１０３は、光学的距離を調整する機能を有する。透光性導電層１０３を調整することにより、所望の波長領域の光取り出しを極大にすることができる。
【００５３】
透光性導電層１０３の材料としては、酸化チタン、酸化タンタル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、酸化亜鉛混合酸化物等の金属酸化物の何れかの材料を用いることができる。とくに透光性導電層１０３の材料としてチタンを含む層が好ましく、代表的には酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、化学的に安定であり、形成が容易だからである。
【００５４】
透光性導電層１０３は、スパッタリング法、分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、パルスレーザ堆積（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いて形成することができる。また、透光性導電層１０３は、スパッタリングターゲット表面に対し、概略垂直に複数の基板表面がセットされた状態で成膜を行うスパッタ装置、いわゆるＣＰスパッタ装置（Ｃｏｌｕｍｎｅｒ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を用いても形成することができる。
【００５５】
また、第１の電極１０１上にチタンを形成したのち、チタンを酸化させて、酸化チタンを形成することもできる。たとえば、第１の電極１０１上にスパッタリング法でチタンを膜厚６ｎｍ成膜し、大気雰囲気下、３００℃で１時間の熱処理を行えば、第１の電極１０１上に酸化チタンを形成することができる。上記の方法を用いると、薄膜の酸化チタンを基板に均一に形成することができる。
【００５６】
＜第２の電極＞
第２の電極１０２は、ＥＬ層２００に電子を注入できる電極で、かつ、透光性を有する電極であればよい。ＥＬ層に電子を注入し、ＥＬ層からの発光を第２の電極１０２から外部に取り出すためである。第２の電極１０２の材料として、金属または導電性金属酸化物を用いることができる。金属としては、銀とマグネシウムの合金もしくはアルミニウムを用いることができる。導電性金属酸化物としては、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、それらの金属酸化物材料にシリコンもしくは酸化シリコンを含ませたもの用いることができる。金属を用いた場合は、透光性を有するように膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。また、第２の電極１０２の電子注入性を改善するため、リチウムやセシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、またはマグネシウムを含む電子注入層を、第２の電極１０２とＥＬ層２００の間に設けることが好ましい。
【００５７】
第２の電極１０２に金属を用いる場合、第２の電極１０２は、真空蒸着法、スパッタリング法等を適宜用いて形成することができる。
【００５８】
第２の電極１０２に導電性金属酸化物を用いる場合、第２の電極１０２は、スパッタリング法を用いて形成することができる。導電性金属酸化物は、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜することができる。
【００５９】
また、導電性金属酸化物は、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第１の導電性金属酸化物と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第２の導電性金属酸化物との積層膜とすることが好ましい。なぜならば、ＥＬ層２００への成膜ダメージを低減させることができるためである。ここで第１の導電性金属酸化物を成膜する際のアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−７０℃以下、好ましくは−１００℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。
【００６０】
＜ＥＬ層について＞
ＥＬ層２００に適用可能なＥＬ層について、図６（Ｂ）を用いて説明する。本実施の形態２で示すＥＬ層２００は、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を有している。正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。また、正孔輸送層２１２とは正孔輸送性の高い物質を含む層である。また、発光層２１３は、発光材料を含む層である。また、電子輸送層２１４は電子輸送性の高い物質を含む層である。
【００６１】
ＥＬ層２００は単層構造で構成されることも可能であるが、通常積層構造から構成される。例えば、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を適宜組み合わせて構成することができる。図６（Ｂ）においては、ＥＬ層２００として、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４が順に積層された構造を示している。
【００６２】
発光層２１３に接する正孔輸送層２１２や電子輸送層２１４、特に発光層２１３における発光領域に近い方に接するキャリア（電子または正孔）輸送層は、発光層２１３で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、発光層を構成する発光材料、または発光層に含まれる発光中心物質よりも大きなエネルギーギャップを有する物質で構成することが好ましい。
【００６３】
正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含み、透光性導電層１０３から正孔輸送層２１２へ正孔の注入を補助する機能を有する。正孔注入層２１１には、透光性導電層１０３と正孔輸送層２１２との間のイオン化ポテンシャルの差を緩和し、正孔が注入され易くなるものを選ぶ。具体的には、正孔注入層２１１は、イオン化ポテンシャルを正孔輸送層２１２よりも小さく、透光性導電層１０３よりも大きいものとするか、正孔輸送層２１２と透光性導電層１０３との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドを曲げるものを用いて形成することが好ましい。正孔注入性の高い物質には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物がある。
【００６４】
正孔輸送層２１２は、正孔輸送性の高い物質を含む。正孔輸送性の高い物質とは、正孔の移動度が電子のそれよりも高いものを指し、電子の移動度に対する正孔の移動度の比（＝正孔移動度／電子移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、正孔輸送層２１２の正孔移動度は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を利用できる。また、正孔輸送層２１２は、単層構造または、積層構造としてもよい。
【００６５】
電子輸送層２１４は、電子輸送性の高い物質を含む。電子輸送性の高い物質とは、電子の移動度が正孔のそれよりも高いものを指し、正孔の移動度に対する電子の移動度の比（＝電子移動度／正孔移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、電子輸送層２１４の電子移動度は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系配位子を有する金属錯体、チアゾール系配位子を有する金属錯体を利用できる。キノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）が挙げられる。また、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）が挙げられる。また、オキサゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）が挙げられる。また、チアゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）が挙げられる。また、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）も用いることができる。具体例を挙げた上述の物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を電子輸送層２１４として用いてもよい。また、電子輸送層２１４は、単層構造、または積層構造としてもよい。
【００６６】
また、発光層２１３と電子輸送層２１４との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けてもよい。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料に対して、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層である。電子キャリアの移動を制御する層を設けることにより、電子キャリアの移動を抑制し、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【００６７】
また、電子輸送層２１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、電子輸送性を有する物質からなる層中に、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、またはアルカリ金属のハロゲン化物もしくはアルカリ土類金属のハロゲン化物を含有させたものを用いればよい。アルカリ金属、アルカリ土類金属としては、リチウム、マグネシウム、セシウム、カルシウムを用いることができる。アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウムを用いることができる。具体例としては、Ａｌｑ中にマグネシウムを含有させたものを用いることができる。電子注入層を設けることにより、第２の電極１０２からの電子注入を効率良く行うことができる。
【００６８】
また、ＥＬ層２００は、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いて形成できる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、またはスピンコート法を用いることができる。また、ＥＬ層２００を積層構造とする場合、各層毎に異なる方法を用いて形成してもよいし、各層全てを同一の方法で形成してもよい。
【００６９】
＜カラー化＞
赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。
【００７０】
複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている第１の支持体６０１、または、第２の支持体６０２に形成してもよい。
【００７１】
（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態２で示したＥＬ層２００の代わりに用いることが出来るタンデム型のＥＬ層４００について、図６（Ｃ）を用いて説明する。
【００７２】
タンデム型のＥＬ層４００とは、複数の発光ユニットを積層した構成を有するＥＬ層（以下、「タンデム型のＥＬ層」という）である。
【００７３】
ＥＬ層４００は、第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２を有する。第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、各ユニットの構成は、それぞれ実施の形態２に示したものと同様なものを適用することができる。
【００７４】
第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２との間には、電荷発生層４１３が設けられている。電荷発生層４１３は、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を可能にする。
【００７５】
正孔輸送性の有機化合物には、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを用いることが好ましい。具体的には、芳香族アミン誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素誘導体、またはそれらの誘導体を有するデンドリマー、オリゴマー、ポリマーなどを利用できる。また、それらと混合する金属酸化物には、元素周期表における第４族ないし第８族に属する金属の酸化物を用いればよく、具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。これらの金属酸化物は電子受容性が高いため、好ましい。特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、且つ扱いやすいため、特に好ましい。
【００７６】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、タンデム型の発光素子は、３つ以上の発光ユニットを有していてもよい。この場合も、各発光ユニットの間には電荷発生層を設ける。例えば、第１ユニットと、それよりも長波長の発光（例えば、赤色の発光）を呈する第１の発光材料を用いて作製される第２ユニットと、第１ユニットよりも長波長、かつ第１の発光材料よりも短波長の発光（例えば、緑色の発光）を呈する第２の発光材料を用いて作製される第３ユニットとを有する発光素子を構成してもよい。これらの発光素子を用いることにより、白色の発光装置を得ることができる。
【００７７】
また、電荷発生層４１３は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物、及び電子輸送性の高い化合物を含む層とを積層した構造としてもよいし、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電層とを積層した構造としてもよい。
【００７８】
本実施の形態に係るタンデム型のＥＬ層４００を用いた発光素子は、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置するため、電流密度を低く保ったまま高輝度の発光を可能にする。電流密度を低くできるため、高輝度でも長寿命な発光素子とすることができる。
【００７９】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【００８０】
（実施の形態４）
＜光学素子＞
本実施の形態では、本発明に用いることができる光学素子の一態様について、図７（Ａ）を用いて説明する。
【００８１】
本実施の形態において、光学素子５００ａは、第４の支持体６０４と、第３の電極５０３と、液晶層５５５と、第４の電極５０４と、第５の支持体６０５と、で構成されている。
【００８２】
第４の支持体６０４および第５の支持体６０５は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。
【００８３】
なお、図示していないが、第４の支持体６０４および第５の支持体６０５には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。状況に応じては、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【００８４】
液晶層５５５は、ブルー相を示す液晶材料を用いることが好ましい。なお、液晶材料とは、液晶層に用いる液晶を含む混合物をさす。
【００８５】
液晶の応答速度について図７（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。図７（Ｂ）、（Ｃ）は、最大透過率を１００％として規格化した規格化透過率と時間の図である。図７（Ｂ）はブルー相を示す液晶を用いた場合、図７（Ｃ）は垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を用いた場合である。図７（Ｂ）に示すように、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いることで、立ち上がり時間９０１（規格化透過率１０％から規格化透過率９０％に達するまでに要する時間）及び、立ち下がり時間９０２（規格化透過率９０％から規格化透過率１０％に達するまでに要する時間）を、従来例である垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間９０３および立ち下がり時間９０４より短くすることができる。具体的には、ブルー相を示す液晶の立ち上がり時間は、２００マイクロ秒以下とすることができる。一方、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間は、ブルー相を示す液晶よりも長く、１〜２ミリ秒を要する。
【００８６】
ブルー相液晶を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。
【００８７】
（実施の形態５）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図８から図９を用いて説明する。
【００８８】
図８（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３１０の構成を、模式的に示した斜投影図である。図８（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の画素３０２の断面図である。図８（Ｂ）に示される画素３０２の構成について説明する。図８（Ｂ）に示される画素３０２は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、光学素子５００と、第３の支持体６０３を有する。第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００ａと、を挟持している。
【００８９】
第１の支持体６０１および第２の支持体６０２は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１および第２の支持体６０２として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。
【００９０】
発光素子１００の構成は、実施の形態２を参酌することができる。
【００９１】
光学素子５００ａの構成は実施の形態４を参酌することができる。
【００９２】
第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００と、を挟持し、第１の偏光板５０１が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。
【００９３】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図９（Ａ）に示すように、光学素子５００は領域で分割して形成してもよい。また、図９（Ｂ）に示すように、光学素子５００は、発光領域すべてと重なるように形成してもよい。
【００９４】
（実施の形態６）
＜光学素子＞
本実施の形態では、光学素子として用いることができるＭＥＭＳを用いたシャッターについて、図１０を用いて説明する。
【００９５】
光学素子５００ｂは、第６の支持体６０６と第７の支持体６０７の間に、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａと、ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂを有する。
【００９６】
ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａは、３次元的な立体構造を有し、且つ一部が可動する微小構造体であるシャッター１１１０を複数個有する。シャッター１１１０は開口部１１１０ｃが設けられた遮光層１１１０ａと、開口部１１１０ｃを遮光することができる可動遮光層１１１０ｂとを有する。
【００９７】
シャッター１１１０はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて形成することができる。
【００９８】
ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂは、アクチュエータを介して、可動遮光層１１１０ｂを駆動させるトランジスタを複数個有する。当該トランジスタは透光性を有する材料で形成されることが好ましい。光学素子５００ａの開口率を高めるためである。
【００９９】
遮光層１１１０ａと可動遮光層１１１０ｂは、遮光性を有する材料を用いる。例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。
【０１００】
シャッター１１１０の構造例の詳細については後の実施の形態７に記載する。
【０１０１】
シャッター１１１０は、開口部１１１０ｃを透過する光を、可動遮光層１１１０ｂで調整することができる。遮光する場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させる。光を通過させる場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させないように移動させる。図１１に示す平面図にマトリクス状に設けられたシャッター１１１０の例を示す。
【０１０２】
図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０は、遮光層１１１０ａの各開口部１１１０ｃに一つずつ行方向にスライドできる可動遮光層１１１０ｂを設ける。
【０１０３】
図１１（Ａ−１）はシャッター１１１０が閉まっている状態を示し、図１１（Ａ−２）は一部のシャッター１１１０が開き、残りのシャッター１１１０が閉まっている状態を示す。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）のように各開口部１１１０ｃに可動遮光層１１１０ｂを設けることにより、開口部１１１０ｃごとにシャッター１１１０の開閉を設定することができる。なお、図１１（Ａ−２）では、一部のシャッター１１１０を開くようにしたが、もちろん全てのシャッター１１１０を開いてもよい。
【０１０４】
また、図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）では、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状を矩形状としたがこれに限られることなく、円形、楕円形、多角形等にしてもよい。
【０１０５】
また、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状に形成しても良い。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状にしたものを図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示す。ここで、可動遮光層１１１０ｂの可動領域は開口部１１１０ｃにおける可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）の幅に応じて設定される。よって、図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示すように、開口部１１１０ｃの行方向の幅を狭くすることにより、可動遮光層１１１０ｂの可動領域を狭く設定することができる。これにより、シャッター１１１０一つあたりの占有面積を狭くすることができるので、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａの開口率を高めることができる。
【０１０６】
また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向に垂直な方向（列方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを列方向に伸長したものを図１１（Ｃ−１）および図１１（Ｃ−２）に示す。
【０１０７】
また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを行方向に伸長したものを図１１（Ｄ−１）および図１１（Ｄ−２）に示す。
【０１０８】
なお、図１１に示す可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状などは互いに適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で説明したシャッター１１１０の構造の一態様について図１２を用いて説明する。
【０１１０】
図１２は、シャッター１３００の斜視図である。シャッター１３００は、アクチュエータ１３１１に結合された可動遮光層１３０２を有する。アクチュエータ１３１１は開口部１３０４を有する遮光層（図面が煩雑となるため図示せず）上に設けられており、２つの柔軟性を有するアクチュエータ１３１５を有する。可動遮光層１３０２の一方の辺は、アクチュエータ１３１５に接続されている。アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２を、開口部１３０４を有する遮光層表面に平行な横方向に移動させる機能を有する。なお、シャッター１３００は実施の形態６に示すシャッター１１１０に対応し、開口部１３０４を有する遮光層は先の実施の形態に示す遮光層１１１０ａに対応し、開口部１３０４は実施の形態６に示す開口部１１１０ｃに対応し、可動遮光層１３０２は実施の形態６に示す可動遮光層１１１０ｂに対応する。
【０１１１】
アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２及び構造体１３１９に接続する可動電極１３２１と、構造体１３２３に接続する可動電極１３２５とを有する。可動電極１３２５は、可動電極１３２１に隣接しており、可動電極１３２５の一端は構造体１３２３に接続し、他端は自由に動くことができる。また、可動電極１３２５の自由に動くことが可能な端部は、可動電極１３２１及び構造体１３１９の接続部で最も近くなるように、湾曲している。
【０１１２】
可動遮光層１３０２の他方の辺は、アクチュエータ１３１１によって及ぼされた力に対向する復元力を有するスプリング１３１７に接続されている。スプリング１３１７は構造体１３２７に接続されている。
【０１１３】
構造体１３１９、構造体１３２３、構造体１３２７は、開口部１３０４を有する遮光層の表面の近傍において、可動遮光層１３０２、アクチュエータ１３１５、及びスプリング１３１７を、浮遊させる機械的支持体として機能する。
【０１１４】
可動遮光層１３０２の下方には、遮光層で囲まれる開口部１３０４が設けられる。
【０１１５】
シャッター１３００に含まれる構造体１３２３は、図示しないトランジスタと接続する。当該トランジスタは、先の実施の形態においてＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂに設けられていた、可動遮光層を駆動するためのトランジスタである。これにより、構造体１３２３に接続される可動電極１３２５に、トランジスタを介して任意の電圧を印加することができる。また、構造体１３１９、構造体１３２７は、それぞれ接地電極（ＧＮＤ）と接続する。このため、構造体１３１９に接続する可動電極１３２１及び構造体１３２７に接続するスプリング１３１７の電位は、ＧＮＤとなっている。なお、構造体１３１９、構造体１３２７は、任意の電圧を印加できる共通電極に電気的に接続されてもよい。
【０１１６】
可動電極１３２５に電圧が印加されると、可動電極１３２５と可動電極１３２１との間の電位差により、可動電極１３２１及び可動電極１３２５が電気的に引き寄せあう。この結果、可動電極１３２１に接続する可動遮光層１３０２が、構造体１３２３の方へ引きよせられ、構造体１３２３の方へ横方向に移動する。可動電極１３２１はスプリングとして働くため、可動電極１３２１と可動電極１３２５との間の電位差が除去されると、可動電極１３２１は、可動電極１３２１に蓄積された応力を解放しながら、可動遮光層１３０２をその初期位置に押し戻す。なお、可動電極１３２１が可動電極１３２５に引き寄せられている状態で、開口部１３０４が可動遮光層１３０２に塞がれるように設定してもよいし、逆に開口部１３０４上に可動遮光層１３０２が重ならないように設定してもよい。
【０１１７】
シャッター１３００の作製方法について、以下に説明する。開口部１３０４を有する遮光層上にフォトリソグラフィ工程により所定の形状を有する犠牲層を形成する。犠牲層としては、ポリイミド、アクリル等の有機樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁膜等で形成することができる。
【０１１８】
次に、犠牲層上に印刷法、スパッタリング法、蒸着法等により遮光性を有する材料を形成した後、選択的にエッチングをしてシャッター１３００を形成する。遮光性を有する材料としては例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。または、インクジェット法によりシャッター１３００を形成する。シャッター１３００は、厚さ１００ｎｍ以上５μｍ以下で形成することが好ましい。
【０１１９】
次に、犠牲層を除去することで、空間において可動可能なシャッター１３００を形成することができる。
【０１２０】
以上のような構成のシャッター状の遮光手段を、先の実施の形態に示す、透光性を有する支持体に設けられた発光素子を有する第１の表示部と、透光性を有する支持体に設けられた光散乱性の液晶層を有する第２表示部との間に設けることにより、容易に用途や状況に応じた多様な表示モードを可能とする表示装置を提供することができる。
【０１２１】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１１ 第１ユニット
１２ 第２ユニット
１００ 発光素子
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 透光性導電層
２００ ＥＬ層
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１３ 発光層
２１４ 電子輸送層
３００ 表示装置
３０１ 画素
３０１ａ 画素
３０１ｂ 画素
３０１ｃ 画素
３０１ｄ 画素
３０２ 画素
３１０ 表示装置
４００ ＥＬ層
４１１ 第１の発光ユニット
４１２ 第２の発光ユニット
４１３ 電荷発生層
５００ 光学素子
５００ａ 光学素子
５００ｂ 光学素子
５０１ 第１の偏光板
５０２ 第２の偏光板
５０３ 第３の電極
５０４ 第４の電極
５５５ 液晶層
６００ 外光
６０１ 第１の支持体
６０２ 第２の支持体
６０３ 第３の支持体
６０４ 第４の支持体
６０５ 第５の支持体
６０６ 第６の支持体
６０７ 第７の支持体
７０１ａ 発光領域
７０１ｂ 透光性非発光領域
７０２ 外光調整領域
８８８ 発光
９０１ 立ち上がり時間
９０２ 立ち下がり時間
９０３ 立ち上がり時間
９０４ 立ち下がり時間
１１０６ａ ＭＥＭＳ構造体部
１１０６ｂ ＭＥＭＳ駆動素子部
１１１０ シャッター
１１１０ａ 遮光層
１１１０ｂ 可動遮光層
１１１０ｃ 開口部
１３００ シャッター
１３０２ 可動遮光層
１３０４ 開口部
１３１１ アクチュエータ
１３１５ アクチュエータ
１３１７ スプリング
１３１９ 構造体
１３２１ 可動電極
１３２３ 構造体
１３２５ 可動電極
１３２７ 構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型の表示装置に関する。特に有機エレクトロルミネセンス素子が適用された透過型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自発光型の発光装置としてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と記す）を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代表示装置として大きく注目されている。
【０００３】
近年、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を持たせた表示装置が脚光を浴びている。このようなシースルー機能を有する表示装置は、車両のフロントガラス、家屋やビルなどの建築物の窓ガラス、店舗のショーウィンドウのガラスやケース、または携帯電話やタブレット端末などの情報端末機器やヘッドマウントディスプレイなどのウェアラブルディスプレイ、または航空機などに用いられるヘッドアップディスプレイなど、様々な用途への応用が期待されている。
【０００４】
このようにシースルー機能を備えた表示装置を用いることにより、表示装置の向こう側の対象に関する情報を表示しながら対象を見る、または表示装置に映像を表示して表示装置の向こう側の対象に装飾を施すことができる。さらに、ガラスのように表示装置の向こう側が見えるモードと、表示装置に映像が表示されるモードを適宜切り替えて用いることもできる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書中では、表示部の全部または一部に光透過性を持たせ、表示部の向こう側が視認可能な表示装置を、シースルー機能を有する表示装置と定義する。例えば、表示領域の全体において表示装置の向こう側が視認可能な表示装置はシースルー機能を有する表示装置の一態様であり、また、表示領域の一部のみにおいて表示装置の向こう側が視認可能な表示装置もシースルー機能を有する表示装置の一態様である。このような、シースルー機能を有する表示装置には、表示装置の向こう側の景色が映像に写り込んで表示装置の映像が見にくくなってしまうという問題があった。観測者とは反対側の背面側から入射する光により、表示装置の映像のコントラストが低下して、視認性が低下するからである。
【０００７】
本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって本発明の一態様は、シースルー機能を有する表示装置において、一方の観察面から表示部の視認性を高めることができる表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで、上記課題を解決するため、少なくとも表示装置の一方の面から発光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および表示装置の向こう側の光（外光ともいう）に対し透光性を有する非発光領域を備える第１ユニットと、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの外光の透過量を制御する領域と重なる表示装置の構成に想到し、課題の解決に至った。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様の表示装置は、少なくとも一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える第１ユニットと、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域を備える第２ユニットと、を有し、第１ユニットの透光性非発光領域が、第２ユニットの光学素子と重なること特徴とする表示装置である。
【００１０】
本発明の一態様の表示装置では、発光素子と透光性非発光領域を有する。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置を得ることが出来る。
【００１１】
また、本発明の一態様の表示装置は、透光性非発光領域と重なるように外光の透過量を制御する光学素子を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。
【００１２】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子である表示装置である。
【００１３】
液晶素子は電極間に電圧を印加するが電極間に電流がほとんど流れないため、消費電力が低い。そのため、表示素子の消費電力を低くすることができる。
【００１４】
また、本発明の一態様の表示装置は、第１の偏光板と第２の偏光板が、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える基板と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を備える基板と、を挟持し、透光性非発光領域が、光学素子と重なり、他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であることを特徴とする表示装置である。
【００１５】
一方の偏光板が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様の表示装置は、発光素子が少なくとも一方の面から光を射出するＥＬ素子であることを特徴とする表示装置である。
【００１７】
ＥＬ素子は自発光の発光素子であるので、表示コントラストの高い表示装置を得ることが出来る。また、ＥＬ素子を構成している発光層を変えることにより、所望の発光色を呈する表示装置を得ることが出来る。
【００１８】
また、赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。また、複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている基板、または、対向基板に形成してもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ブルー相を示す液晶材料を有する液晶素子であることを特徴とする表示装置である。
【００２０】
一般的にＥＬ素子は発光の応答速度がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶素子、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶素子及びＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶素子より速い。また、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の表示装置は、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ＭＥＭＳを用いたシャッターであることを特徴とする表示装置である。
【００２２】
光学素子にＭＥＭＳを用いたシャッターを適用すると、表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、より減少させることができるため、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。物理的に外光の透過量を制御するＭＥＭＳを用いたシャッターは、明状態と暗状態の明るさの比を高くすることができるからである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様は、シースルー機能を備えた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、シースルー機能を備えた表示装置において、コントラストの高い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図２】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図３】本発明の一態様の表示装置を説明する断面図。
【図４】本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様の表示装置の表示方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子を説明する断面図。
【図７】本発明の一態様の光学素子を説明する断面図と液晶の応答速度を説明する図。
【図８】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の表示装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様の光学素子を説明する図。
【図１１】本発明の一態様のマトリクス状に設けられたシャッターを説明する図。
【図１２】本発明の一態様のシャッターを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２７】
（実施の形態１）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図１から図３を用いて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を、模式的に示した上面図である。図１（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置３００の構成を模式的に示した斜投影図である。表示装置３００は、少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子１００を備える発光領域７０１ａおよび透光性非発光領域７０１ｂを備える第１ユニット１１と、表示装置の他方の面から一方の面に透過する外光の透過量を制御する複数の光学素子５００を備える領域（以下、外光調整領域７０２とよぶ）を有する第２ユニット１２と、を有し、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なること特徴とする表示装置である。発光素子１００と、光学素子５００の一対を、画素３０１と呼ぶことにする。画素３０１の詳細は後述する。透光性非発光領域７０１ｂとは、可視光を透過する領域である。
【００２９】
第１ユニット１１の発光素子１００は、発光状態と非発光状態を切り替えることができる。第２ユニット１２の光学素子５００は、背面から入射する光の透過量を調整することができる。当該表示装置は、第１ユニット１１の透光性非発光領域７０１ｂが、第２ユニット１２の光学素子５００と重なっている。そのため、発光領域の表示と共に表示部の向こう側が視認可能な、いわゆるシースルー機能を備えた表示装置となる。また、透光性非発光領域７０１ｂと重なるように外光の透過量を制御する光学素子５００を有する。そのため、外光の透過量を制御する光学素子５００を備える領域において、外光の透過量を制御すれば、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。表示装置の観測者と反対の背面側から入射する、表示コントラストを低下させる光を、光学素子が減少させるからである。
【００３０】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図２（Ａ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２を、発光素子１００が複数含むように分割して形成してもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第２ユニット１２の外光調整領域７０２は、第１ユニット１１の発光領域すべてと重なるように形成してもよい。
【００３１】
図３は、本発明の一態様である表示装置の画素３０１の断面図である。
【００３２】
図３に示される画素３０１は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、第１の支持体６０１と第３の支持体６０３の間に光学素子５００とを有する。発光素子１００が設けられていない透光性非発光領域に重なるように、光学素子５００を設ける。
【００３３】
第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１、第２の支持体６０２および第３の支持体６０３として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。
【００３４】
発光素子１００の構成は、実施の形態２で詳細を説明する。また、光学素子５００の構成は実施の形態４で詳細を説明する。
【００３５】
＜発光素子の駆動について＞
発光領域７０１ａにおける発光素子は、パッシブマトリクス型としてもよいし、ＴＦＴなどのトランジスタによって発光素子の駆動が制御されるアクティブマトリクス型としてもよい。
【００３６】
また、発光領域７０１ａにおける発光素子をアクティブマトリクス型とする場合、トランジスタの構造は特に限定されない。例えばスタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のトランジスタのいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いても良いし、インジウム、ガリウム、及び亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体材料を用いても良い。また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非結晶半導体、または結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いても良い。結晶性を有する半導体を用いるとトランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
【００３７】
＜表示についての説明＞
次に、本発明の一態様の表示装置を用いた表示について、図４と図５を用いて説明する。ここでは、発光素子１００と、光学素子５００とが隣接している場合について説明する。
【００３８】
図４（Ａ）から図４（Ｄ）は、以下に説明する表示モードにおける表示装置の断面図である。図５は、画素３０１を９個用いた表示装置の上面図である。画素３０１とは、発光素子１００と、光学素子５００の一対を示す。
【００３９】
図４（Ａ）は、発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ａモード）を示している。ここでＡモードの表示状態の画素を、画素３０１ａとする。図４（Ｂ）は発光素子１００を発光させ、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｂモード）を示している。ここでＢモードの表示状態の画素を、画素３０１ｂとする。図４（Ｃ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００の透過量を減じた表示モード（Ｃモード）を示している。ここでＣモードの表示状態の画素を、画素３０１ｃとする。図４（Ｄ）は発光素子１００を発光させず、光学素子５００が観察面の背面から入射する外光６００を透過させた表示モード（Ｄモード）を示している。ここでＤモードの表示状態の画素を、画素３０１ｄとする。なお、図４では発光素子からの発光を発光８８８と表記している。
【００４０】
図５は、画素３０１を９個用いた場合の表示装置の上面図である。図５により、本発明の一態様の表示装置の表示を説明する。ここで、画素３０１は、図４で説明したいずれかの表示モードを表示する。図５の画素３０１は、右側が発光素子１００、左側は光学素子５００を有する。
【００４１】
図５（Ａ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光せず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、中心画素の表示コントラストは高く、周辺の画素領域は背面を見ることができる。
【００４２】
図５（Ｂ）は、中心の画素を発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。その他の画素は発光させず、背面からの外光を減じている（Ｃモード）。そのため、この表示では、発光させた中心画素の表示コントラストを高くすることができる。
【００４３】
図５（Ｃ）は、９個の画素すべてを発光させず、背面からの外光も取り込まれている（Ｄモード）。そのため、この表示では背面を見ることができる。
【００４４】
図５（Ｄ）は、９個の画素すべてを発光させ、光学素子で背面からの外光を減少させている（Ａモード）。そのため、発光のみを見ることができる。
【００４５】
上記の表示を、複数の画素を有する表示装置に適用することにより、表示画面全体で背面を見るができる表示状態や、一部の領域にコントラストの高い表示状態にすることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
＜発光素子＞
本実施の形態に用いることができる発光素子の一態様について、図６（Ａ）を用いて説明する。
【００４７】
本実施の形態において、発光素子１００は、第１の電極１０１と、透光性導電層１０３と、ＥＬ層２００と、第２の電極１０２とから構成されている。透光性導電層１０３は、第１の電極１０１と接している。なお、本実施の形態では、第１の電極１０１と透光性導電層１０３は、陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として機能するものとして、以下、説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００４８】
なお、本実施の形態では、発光素子１００を第１の支持体６０１上に形成し、第２の支持体６０２側に発光させる、いわゆるトップエミッション方式である。しかし、この方式にとらわれることなく、第２の支持体６０２上に発光素子１００を形成し、第２の支持体６０２側に発光させるいわゆるボトムエミッション方式、さらに、第２の支持体６０２側と第１の支持体６０１側に、発光を射出させる両面射出方式でもよい。
【００４９】
＜第１の電極＞
第１の電極１０１は、陽極として機能する電極である。第１の電極１０１の膜厚は、５０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。第１の電極１０１は可視光領域全体にわたって反射率が高い電極を用いることが好ましい。なぜなら、光取り出し効率の高い発光素子を得ることが出来るからである。
【００５０】
第１の電極１０１は、銅、金、パラジウム、ネオジム、サマリウム、スズ、インジウム、ビスマス等の添加を行った銀合金を使用することが好ましい。なぜならば、反射率が高く、熱処理を行っても化学的、物理的に安定だからである。
【００５１】
第１の電極１０１は、スパッタリング法、またはスクリーン印刷法で形成することができる。
【００５２】
＜透光性導電層＞
透光性導電層１０３は、第１の電極１０１上に接して設けられる。透光性導電層１０３は、光学的距離を調整する機能を有する。透光性導電層１０３を調整することにより、所望の波長領域の光取り出しを極大にすることができる。
【００５３】
透光性導電層１０３の材料としては、酸化チタン、酸化タンタル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、酸化亜鉛混合酸化物等の金属酸化物の何れかの材料を用いることができる。とくに透光性導電層１０３の材料としてチタンを含む層が好ましく、代表的には酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、化学的に安定であり、形成が容易だからである。
【００５４】
透光性導電層１０３は、スパッタリング法、分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、パルスレーザ堆積（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いて形成することができる。また、透光性導電層１０３は、スパッタリングターゲット表面に対し、概略垂直に複数の基板表面がセットされた状態で成膜を行うスパッタ装置、いわゆるＣＰスパッタ装置（Ｃｏｌｕｍｎｅｒ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を用いても形成することができる。
【００５５】
また、第１の電極１０１上にチタンを形成したのち、チタンを酸化させて、酸化チタンを形成することもできる。たとえば、第１の電極１０１上にスパッタリング法でチタンを膜厚６ｎｍ成膜し、大気雰囲気下、３００℃で１時間の熱処理を行えば、第１の電極１０１上に酸化チタンを形成することができる。上記の方法を用いると、薄膜の酸化チタンを基板に均一に形成することができる。
【００５６】
＜第２の電極＞
第２の電極１０２は、ＥＬ層２００に電子を注入できる電極で、かつ、透光性を有する電極であればよい。ＥＬ層に電子を注入し、ＥＬ層からの発光を第２の電極１０２から外部に取り出すためである。第２の電極１０２の材料として、金属または導電性金属酸化物を用いることができる。金属としては、銀とマグネシウムの合金もしくはアルミニウムを用いることができる。導電性金属酸化物としては、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、それらの金属酸化物材料にシリコンもしくは酸化シリコンを含ませたもの用いることができる。金属を用いた場合は、透光性を有するように膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。また、第２の電極１０２の電子注入性を改善するため、リチウムやセシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、またはマグネシウムを含む電子注入層を、第２の電極１０２とＥＬ層２００の間に設けることが好ましい。
【００５７】
第２の電極１０２に金属を用いる場合、第２の電極１０２は、真空蒸着法、スパッタリング法等を適宜用いて形成することができる。
【００５８】
第２の電極１０２に導電性金属酸化物を用いる場合、第２の電極１０２は、スパッタリング法を用いて形成することができる。導電性金属酸化物は、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜することができる。
【００５９】
また、導電性金属酸化物は、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第１の導電性金属酸化物と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第２の導電性金属酸化物との積層膜とすることが好ましい。なぜならば、ＥＬ層２００への成膜ダメージを低減させることができるためである。ここで第１の導電性金属酸化物を成膜する際のアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−７０℃以下、好ましくは−１００℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。
【００６０】
＜ＥＬ層について＞
ＥＬ層２００に適用可能なＥＬ層について、図６（Ｂ）を用いて説明する。本実施の形態２で示すＥＬ層２００は、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を有している。正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。また、正孔輸送層２１２とは正孔輸送性の高い物質を含む層である。また、発光層２１３は、発光材料を含む層である。また、電子輸送層２１４は電子輸送性の高い物質を含む層である。
【００６１】
ＥＬ層２００は単層構造で構成されることも可能であるが、通常積層構造から構成される。例えば、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４等を適宜組み合わせて構成することができる。図６（Ｂ）においては、ＥＬ層２００として、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４が順に積層された構造を示している。
【００６２】
発光層２１３に接する正孔輸送層２１２や電子輸送層２１４、特に発光層２１３における発光領域に近い方に接するキャリア（電子または正孔）輸送層は、発光層２１３で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、発光層を構成する発光材料、または発光層に含まれる発光中心物質よりも大きなエネルギーギャップを有する物質で構成することが好ましい。
【００６３】
正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含み、透光性導電層１０３から正孔輸送層２１２へ正孔の注入を補助する機能を有する。正孔注入層２１１には、透光性導電層１０３と正孔輸送層２１２との間のイオン化ポテンシャルの差を緩和し、正孔が注入され易くなるものを選ぶ。具体的には、正孔注入層２１１は、イオン化ポテンシャルを正孔輸送層２１２よりも小さく、透光性導電層１０３よりも大きいものとするか、正孔輸送層２１２と透光性導電層１０３との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドを曲げるものを用いて形成することが好ましい。正孔注入性の高い物質には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物がある。
【００６４】
正孔輸送層２１２は、正孔輸送性の高い物質を含む。正孔輸送性の高い物質とは、正孔の移動度が電子のそれよりも高いものを指し、電子の移動度に対する正孔の移動度の比（＝正孔移動度／電子移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、正孔輸送層２１２の正孔移動度は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を利用できる。また、正孔輸送層２１２は、単層構造または、積層構造としてもよい。
【００６５】
電子輸送層２１４は、電子輸送性の高い物質を含む。電子輸送性の高い物質とは、電子の移動度が正孔のそれよりも高いものを指し、正孔の移動度に対する電子の移動度の比（＝電子移動度／正孔移動度）が１００よりも大きいものを利用するのが好ましい。また、電子輸送層２１４の電子移動度は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上とするのが好ましい。具体的には、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系配位子を有する金属錯体、チアゾール系配位子を有する金属錯体を利用できる。キノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）が挙げられる。また、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体の具体例としては、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）が挙げられる。また、オキサゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）が挙げられる。また、チアゾール系配位子を有する金属錯体の具体例としては、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）が挙げられる。また、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）も用いることができる。具体例を挙げた上述の物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を電子輸送層２１４として用いてもよい。また、電子輸送層２１４は、単層構造、または積層構造としてもよい。
【００６６】
また、発光層２１３と電子輸送層２１４との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けてもよい。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料に対して、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層である。電子キャリアの移動を制御する層を設けることにより、電子キャリアの移動を抑制し、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【００６７】
また、電子輸送層２１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、電子輸送性を有する物質からなる層中に、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、またはアルカリ金属のハロゲン化物もしくはアルカリ土類金属のハロゲン化物を含有させたものを用いればよい。アルカリ金属、アルカリ土類金属としては、リチウム、マグネシウム、セシウム、カルシウムを用いることができる。アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウムを用いることができる。具体例としては、Ａｌｑ中にマグネシウムを含有させたものを用いることができる。電子注入層を設けることにより、第２の電極１０２からの電子注入を効率良く行うことができる。
【００６８】
また、ＥＬ層２００は、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いて形成できる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、またはスピンコート法を用いることができる。また、ＥＬ層２００を積層構造とする場合、各層毎に異なる方法を用いて形成してもよいし、各層全てを同一の方法で形成してもよい。
【００６９】
＜カラー化＞
赤色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、緑色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子、青色の発光を呈する発光層を備えるＥＬ素子を一画素として、発光領域に画素を複数個形成することにより、表示装置はカラー表示を行うことができる。
【００７０】
複数の発光素子を白色の発光を呈する同一の発光層で形成して、当該発光素子からの白色発光をカラーフィルターにより分光して、カラー表示を行うこともできる。この場合、カラーフィルターは、ＥＬ素子が形成されている第１の支持体６０１、または、第２の支持体６０２に形成してもよい。
【００７１】
（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態２で示したＥＬ層２００の代わりに用いることが出来るタンデム型のＥＬ層４００について、図６（Ｃ）を用いて説明する。
【００７２】
タンデム型のＥＬ層４００とは、複数の発光ユニットを積層した構成を有するＥＬ層（以下、「タンデム型のＥＬ層」という）である。
【００７３】
ＥＬ層４００は、第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２を有する。第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、各ユニットの構成は、それぞれ実施の形態２に示したものと同様なものを適用することができる。
【００７４】
第１の発光ユニット４１１と第２の発光ユニット４１２との間には、電荷発生層４１３が設けられている。電荷発生層４１３は、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を可能にする。
【００７５】
正孔輸送性の有機化合物には、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを用いることが好ましい。具体的には、芳香族アミン誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素誘導体、またはそれらの誘導体を有するデンドリマー、オリゴマー、ポリマーなどを利用できる。また、それらと混合する金属酸化物には、元素周期表における第４族ないし第８族に属する金属の酸化物を用いればよく、具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。これらの金属酸化物は電子受容性が高いため、好ましい。特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、且つ扱いやすいため、特に好ましい。
【００７６】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、タンデム型の発光素子は、３つ以上の発光ユニットを有していてもよい。この場合も、各発光ユニットの間には電荷発生層を設ける。例えば、第１ユニットと、それよりも長波長の発光（例えば、赤色の発光）を呈する第１の発光材料を用いて作製される第２ユニットと、第１ユニットよりも長波長、かつ第１の発光材料よりも短波長の発光（例えば、緑色の発光）を呈する第２の発光材料を用いて作製される第３ユニットとを有する発光素子を構成してもよい。これらの発光素子を用いることにより、白色の発光装置を得ることができる。
【００７７】
また、電荷発生層４１３は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物、及び電子輸送性の高い化合物を含む層とを積層した構造としてもよいし、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電層とを積層した構造としてもよい。
【００７８】
本実施の形態に係るタンデム型のＥＬ層４００を用いた発光素子は、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置するため、電流密度を低く保ったまま高輝度の発光を可能にする。電流密度を低くできるため、高輝度でも長寿命な発光素子とすることができる。
【００７９】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【００８０】
（実施の形態４）
＜光学素子＞
本実施の形態では、本発明に用いることができる光学素子の一態様について、図７（Ａ）を用いて説明する。
【００８１】
本実施の形態において、光学素子５００ａは、第４の支持体６０４と、第３の電極５０３と、液晶層５５５と、第４の電極５０４と、第５の支持体６０５と、で構成されている。
【００８２】
第４の支持体６０４および第５の支持体６０５は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。
【００８３】
なお、図示していないが、第４の支持体６０４および第５の支持体６０５には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。状況に応じては、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【００８４】
液晶層５５５は、ブルー相を示す液晶材料を用いることが好ましい。なお、液晶材料とは、液晶層に用いる液晶を含む混合物をさす。
【００８５】
液晶の応答速度について図７（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。図７（Ｂ）、（Ｃ）は、最大透過率を１００％として規格化した規格化透過率と時間の図である。図７（Ｂ）はブルー相を示す液晶を用いた場合、図７（Ｃ）は垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を用いた場合である。図７（Ｂ）に示すように、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いることで、立ち上がり時間９０１（規格化透過率１０％から規格化透過率９０％に達するまでに要する時間）及び、立ち下がり時間９０２（規格化透過率９０％から規格化透過率１０％に達するまでに要する時間）を、従来例である垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間９０３および立ち下がり時間９０４より短くすることができる。具体的には、ブルー相を示す液晶の立ち上がり時間は、２００マイクロ秒以下とすることができる。一方、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間は、ブルー相を示す液晶よりも長く、１〜２ミリ秒を要する。
【００８６】
ブルー相液晶を用いるモードは、高速で応答することができる液晶モードである。そのため、外光の透過量を制御する複数の光学素子に、応答速度の速いブルー相液晶を用いた液晶素子を用いれば、発光の応答速度の速いＥＬ素子の表示に光の透過量を制御する光学素子が追随することができる。よって、表示装置の向こう側の景色が見えた状態で、動画部分は表示コントラストを高くすることができる。
【００８７】
（実施の形態５）
＜表示装置の構成＞
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図８から図９を用いて説明する。
【００８８】
図８（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置３１０の構成を、模式的に示した斜投影図である。図８（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の画素３０２の断面図である。図８（Ｂ）に示される画素３０２の構成について説明する。図８（Ｂ）に示される画素３０２は、透光性を有する第１の支持体６０１と、第１の支持体６０１に設けられた発光素子１００と、第１の支持体６０１に対向して設けられた透光性を有する第２の支持体６０２と、光学素子５００と、第３の支持体６０３を有する。第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００ａと、を挟持している。
【００８９】
第１の支持体６０１および第２の支持体６０２は、透光性を有する基板を用いることができる。例えば、ガラス基板、セラミックス基板などを用いることができる。また、第１の支持体６０１および第２の支持体６０２として、プラスチック基板などの、透光性と可撓性を有する基板を用いることができる。
【００９０】
発光素子１００の構成は、実施の形態２を参酌することができる。
【００９１】
光学素子５００ａの構成は実施の形態４を参酌することができる。
【００９２】
第１の偏光板５０１と第２の偏光板５０２が、発光素子１００と光学素子５００と、を挟持し、第１の偏光板５０１が、観察者と発光領域の光射出面の間に存在する。そのため、当該射出面から入射した外光の反射を防止するので、表示装置の表示コントラストを高くすることができる。
【００９３】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の構成を模式的に示した斜投影図である。図９（Ａ）に示すように、光学素子５００は領域で分割して形成してもよい。また、図９（Ｂ）に示すように、光学素子５００は、発光領域すべてと重なるように形成してもよい。
【００９４】
（実施の形態６）
＜光学素子＞
本実施の形態では、光学素子として用いることができるＭＥＭＳを用いたシャッターについて、図１０を用いて説明する。
【００９５】
光学素子５００ｂは、第６の支持体６０６と第７の支持体６０７の間に、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａと、ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂを有する。
【００９６】
ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａは、３次元的な立体構造を有し、且つ一部が可動する微小構造体であるシャッター１１１０を複数個有する。シャッター１１１０は開口部１１１０ｃが設けられた遮光層１１１０ａと、開口部１１１０ｃを遮光することができる可動遮光層１１１０ｂとを有する。
【００９７】
シャッター１１１０はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて形成することができる。
【００９８】
ＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂは、アクチュエータを介して、可動遮光層１１１０ｂを駆動させるトランジスタを複数個有する。当該トランジスタは透光性を有する材料で形成されることが好ましい。光学素子５００ａの開口率を高めるためである。
【００９９】
遮光層１１１０ａと可動遮光層１１１０ｂは、遮光性を有する材料を用いる。例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。
【０１００】
シャッター１１１０の構造例の詳細については後の実施の形態７に記載する。
【０１０１】
シャッター１１１０は、開口部１１１０ｃを透過する光を、可動遮光層１１１０ｂで調整することができる。遮光する場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させる。光を通過させる場合、可動遮光層１１１０ｂを開口部１１１０ｃと重畳させないように移動させる。図１１に示す平面図にマトリクス状に設けられたシャッター１１１０の例を示す。
【０１０２】
図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０は、遮光層１１１０ａの各開口部１１１０ｃに一つずつ行方向にスライドできる可動遮光層１１１０ｂを設ける。
【０１０３】
図１１（Ａ−１）はシャッター１１１０が閉まっている状態を示し、図１１（Ａ−２）は一部のシャッター１１１０が開き、残りのシャッター１１１０が閉まっている状態を示す。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）のように各開口部１１１０ｃに可動遮光層１１１０ｂを設けることにより、開口部１１１０ｃごとにシャッター１１１０の開閉を設定することができる。なお、図１１（Ａ−２）では、一部のシャッター１１１０を開くようにしたが、もちろん全てのシャッター１１１０を開いてもよい。
【０１０４】
また、図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）では、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状を矩形状としたがこれに限られることなく、円形、楕円形、多角形等にしてもよい。
【０１０５】
また、可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状に形成しても良い。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃをスリット状にしたものを図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示す。ここで、可動遮光層１１１０ｂの可動領域は開口部１１１０ｃにおける可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）の幅に応じて設定される。よって、図１１（Ｂ−１）および図１１（Ｂ−２）に示すように、開口部１１１０ｃの行方向の幅を狭くすることにより、可動遮光層１１１０ｂの可動領域を狭く設定することができる。これにより、シャッター１１１０一つあたりの占有面積を狭くすることができるので、ＭＥＭＳ構造体部１１０６ａの開口率を高めることができる。
【０１０６】
また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向に垂直な方向（列方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを列方向に伸長したものを図１１（Ｃ−１）および図１１（Ｃ−２）に示す。
【０１０７】
また、一つの可動遮光層１１１０ｂで、可動遮光層１１１０ｂのスライド方向（行方向）に並んだ複数の開口部１１１０ｃを遮光できるようにしてもよい。図１１（Ａ−１）および図１１（Ａ−２）に示すシャッター１１１０の可動遮光層１１１０ｂを行方向に伸長したものを図１１（Ｄ−１）および図１１（Ｄ−２）に示す。
【０１０８】
なお、図１１に示す可動遮光層１１１０ｂおよび開口部１１１０ｃの形状などは互いに適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で説明したシャッター１１１０の構造の一態様について図１２を用いて説明する。
【０１１０】
図１２は、シャッター１３００の斜視図である。シャッター１３００は、アクチュエータ１３１１に結合された可動遮光層１３０２を有する。アクチュエータ１３１１は開口部１３０４を有する遮光層（図面が煩雑となるため図示せず）上に設けられており、２つの柔軟性を有するアクチュエータ１３１５を有する。可動遮光層１３０２の一方の辺は、アクチュエータ１３１５に接続されている。アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２を、開口部１３０４を有する遮光層表面に平行な横方向に移動させる機能を有する。なお、シャッター１３００は実施の形態６に示すシャッター１１１０に対応し、開口部１３０４を有する遮光層は先の実施の形態に示す遮光層１１１０ａに対応し、開口部１３０４は実施の形態６に示す開口部１１１０ｃに対応し、可動遮光層１３０２は実施の形態６に示す可動遮光層１１１０ｂに対応する。
【０１１１】
アクチュエータ１３１５は、可動遮光層１３０２及び構造体１３１９に接続する可動電極１３２１と、構造体１３２３に接続する可動電極１３２５とを有する。可動電極１３２５は、可動電極１３２１に隣接しており、可動電極１３２５の一端は構造体１３２３に接続し、他端は自由に動くことができる。また、可動電極１３２５の自由に動くことが可能な端部は、可動電極１３２１及び構造体１３１９の接続部で最も近くなるように、湾曲している。
【０１１２】
可動遮光層１３０２の他方の辺は、アクチュエータ１３１１によって及ぼされた力に対向する復元力を有するスプリング１３１７に接続されている。スプリング１３１７は構造体１３２７に接続されている。
【０１１３】
構造体１３１９、構造体１３２３、構造体１３２７は、開口部１３０４を有する遮光層の表面の近傍において、可動遮光層１３０２、アクチュエータ１３１５、及びスプリング１３１７を、浮遊させる機械的支持体として機能する。
【０１１４】
可動遮光層１３０２の下方には、遮光層で囲まれる開口部１３０４が設けられる。
【０１１５】
シャッター１３００に含まれる構造体１３２３は、図示しないトランジスタと接続する。当該トランジスタは、先の実施の形態においてＭＥＭＳ駆動素子部１１０６ｂに設けられていた、可動遮光層を駆動するためのトランジスタである。これにより、構造体１３２３に接続される可動電極１３２５に、トランジスタを介して任意の電圧を印加することができる。また、構造体１３１９、構造体１３２７は、それぞれ接地電極（ＧＮＤ）と接続する。このため、構造体１３１９に接続する可動電極１３２１及び構造体１３２７に接続するスプリング１３１７の電位は、ＧＮＤとなっている。なお、構造体１３１９、構造体１３２７は、任意の電圧を印加できる共通電極に電気的に接続されてもよい。
【０１１６】
可動電極１３２５に電圧が印加されると、可動電極１３２５と可動電極１３２１との間の電位差により、可動電極１３２１及び可動電極１３２５が電気的に引き寄せあう。この結果、可動電極１３２１に接続する可動遮光層１３０２が、構造体１３２３の方へ引きよせられ、構造体１３２３の方へ横方向に移動する。可動電極１３２１はスプリングとして働くため、可動電極１３２１と可動電極１３２５との間の電位差が除去されると、可動電極１３２１は、可動電極１３２１に蓄積された応力を解放しながら、可動遮光層１３０２をその初期位置に押し戻す。なお、可動電極１３２１が可動電極１３２５に引き寄せられている状態で、開口部１３０４が可動遮光層１３０２に塞がれるように設定してもよいし、逆に開口部１３０４上に可動遮光層１３０２が重ならないように設定してもよい。
【０１１７】
シャッター１３００の作製方法について、以下に説明する。開口部１３０４を有する遮光層上にフォトリソグラフィ工程により所定の形状を有する犠牲層を形成する。犠牲層としては、ポリイミド、アクリル等の有機樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の無機絶縁膜等で形成することができる。
【０１１８】
次に、犠牲層上に印刷法、スパッタリング法、蒸着法等により遮光性を有する材料を形成した後、選択的にエッチングをしてシャッター１３００を形成する。遮光性を有する材料としては例えば、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、銅、タングステン、タンタル、ネオジム、アルミニウム、シリコンなどの金属、合金または酸化物などを用いることができる。または、インクジェット法によりシャッター１３００を形成する。シャッター１３００は、厚さ１００ｎｍ以上５μｍ以下で形成することが好ましい。
【０１１９】
次に、犠牲層を除去することで、空間において可動可能なシャッター１３００を形成することができる。
【０１２０】
以上のような構成のシャッター状の遮光手段を、先の実施の形態に示す、透光性を有する支持体に設けられた発光素子を有する第１の表示部と、透光性を有する支持体に設けられた光散乱性の液晶層を有する第２表示部との間に設けることにより、容易に用途や状況に応じた多様な表示モードを可能とする表示装置を提供することができる。
【０１２１】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１１ 第１ユニット
１２ 第２ユニット
１００ 発光素子
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 透光性導電層
２００ ＥＬ層
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１３ 発光層
２１４ 電子輸送層
３００ 表示装置
３０１ 画素
３０１ａ 画素
３０１ｂ 画素
３０１ｃ 画素
３０１ｄ 画素
３０２ 画素
３１０ 表示装置
４００ ＥＬ層
４１１ 第１の発光ユニット
４１２ 第２の発光ユニット
４１３ 電荷発生層
５００ 光学素子
５００ａ 光学素子
５００ｂ 光学素子
５０１ 第１の偏光板
５０２ 第２の偏光板
５０３ 第３の電極
５０４ 第４の電極
５５５ 液晶層
６００ 外光
６０１ 第１の支持体
６０２ 第２の支持体
６０３ 第３の支持体
６０４ 第４の支持体
６０５ 第５の支持体
６０６ 第６の支持体
６０７ 第７の支持体
７０１ａ 発光領域
７０１ｂ 透光性非発光領域
７０２ 外光調整領域
８８８ 発光
９０１ 立ち上がり時間
９０２ 立ち下がり時間
９０３ 立ち上がり時間
９０４ 立ち下がり時間
１１０６ａ ＭＥＭＳ構造体部
１１０６ｂ ＭＥＭＳ駆動素子部
１１１０ シャッター
１１１０ａ 遮光層
１１１０ｂ 可動遮光層
１１１０ｃ 開口部
１３００ シャッター
１３０２ 可動遮光層
１３０４ 開口部
１３１１ アクチュエータ
１３１５ アクチュエータ
１３１７ スプリング
１３１９ 構造体
１３２１ 可動電極
１３２３ 構造体
１３２５ 可動電極
１３２７ 構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える第１ユニットと、
他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域を備える第２ユニットと、を有し、
前記第１ユニットの前記透光性非発光領域が、前記第２ユニットの前記光学素子と重なること特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であ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】
第１の偏光板と第２の偏光板が、
少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える基板と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を備える基板と、を挟持し、
前記透光性非発光領域が、前記光学素子と重なり、
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記発光素子が少なくとも一方の面から光を射出するＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶素子が、ブルー相を示す液晶材料を有する液晶素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ＭＥＭＳを用いたシャッターであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１】
少なくとも一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える第１ユニットと、
他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を有する領域を備える第２ユニットと、を有し、
前記第１ユニットの前記透光性非発光領域が、前記第２ユニットの前記光学素子と重なること特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であ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】
第１の偏光板と第２の偏光板が、
少なくとも表示装置の一方の面から光を射出する複数の発光素子を有する発光領域および透光性非発光領域を備える基板と、表示装置の他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子を備える基板と、を挟持し、
前記透光性非発光領域が、前記光学素子と重なり、
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、液晶素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記発光素子が少なくとも一方の面から光を射出するＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶素子が、ブルー相を示す液晶材料を有する液晶素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記他方の面から一方の面に外光の透過量を制御する複数の光学素子が、ＭＥＭＳを用いたシャッターであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０９０５６（Ｐ２０１３−１０９０５６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２３７８（Ｐ２０１１−２５２３７８）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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