表示装置及び電子機器
両面表示および縦横表示切替が可能な表示装置およびその駆動方法を提供する。１画素は、第１の発光素子を有する第１の領域と、第２の発光素子を有する第２の領域とを有し、第１の領域を下方出射、第２の領域を上方出射とする。前記画素を駆動するソース信号線駆動回路と、前記ソース信号線駆動回路と垂直の走査方向を有する第１のゲート信号線駆動回路と、前記第１のゲート信号線駆動回路と垂直の走査方向を有する第２のゲート信号線駆動回路を有し、通常表示においては、第１のゲート信号線駆動回路によって垂直走査を行い、縦横切り替え表示は、第２のゲート信号線駆動回路によって垂直走査を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、発光素子を備えた表示装置、特に、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯情報機器に関する。
【背景技術】
近年、液晶素子を用いた画素を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代わり、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等を代表とする自発光素子を用いた表示装置の研究開発が進められている。自発光素子を用いた表示装置は、自発光型ゆえの高画質、広視野角、バックライトを必要としないことによる薄型、軽量等の利点を活かして、携帯電話の表示画面やディスプレイ装置として幅広い利用が期待されている。
また、携帯情報機器においては、その使用目的の多角化によって高付加価値が求められ、最近では、通常の表示面の裏側にサブ表示面を設けたものが提供されている。
さらに最近では、携帯情報機器でＷｅｂページの閲覧が可能であり、各種アプリケーションも充実しているため、用途に応じて画面を縦、横の両方に切り替えて使用出来るものも提案されている。
本来の表示面に加え、サブ表示面を設けた携帯情報機器は、バックライト等を含むモジュールが占める容積に加え、それらを駆動するコントロールＩＣ等を実装した基板等が占める容積も無視できないものになる。特に最近提供されている携帯情報機器は、軽薄短小化が著しく、高付加価値化とのトレードオフとなっている。例えば、液晶ディスプレイを用いて両面表示が可能な携帯情報機器を作製しようとした場合、２つの画面の間にバックライト等を配置しなければならず、表示部を薄型にするのは非常に困難であった。
さらに、縦、横の表示の切り替えを行う際、通常の表示装置においては、縦、横の画素数が異なるため、別途フレームメモリを設け、例えば１フレーム分の映像信号を一度フレームメモリに格納した後、フォーマット変換によって縦、横の画素数に合わせた映像信号に変換する必要があった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、薄型で両面表示が可能であり、かつ容積の小さいモジュール化の可能な表示装置を提供することを課題とする。
【発明の開示】
前述の課題を解決するために、本発明においては以下のような手段を講じた。
ＥＬ素子等を代表とする自発光素子を画素部に用い、表示装置を上面と下面の両方に発光可能な両面発光型とする。１画素を例えば第１の発光素子を有する第１の領域と第２の発光素子を有する第２の領域とに分割し、第１の発光素子においては、ＥＬ素子の第１の電極を透明電極、第２の電極を反射電極とする。第２の発光素子においては、ＥＬ素子の第１の電極を反射電極、第２の電極を透明電極とする。つまり、第１の発光素子と第２の発光素子とでは、出射方向が表裏逆となる構成とする。
使用者は通常、同時に両面を見ることはないため、用途に応じて表示面を選択出来るようにしても良い。例えば、ＥＬ素子に供給する電流経路のいずれかにスイッチ素子を設け、第１の発光素子の発光を用いる際には、第２の発光素子には電流の供給が遮断され、第２の発光素子の発光を用いる際には、第１の発光素子には電流の供給が遮断されるような構成としても良い。
本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発することを特徴とする表示装置を提供する。
また本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有することを特徴とする表示装置を提供する。
さらに、本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有し、前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置を提供する。
本発明により、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報機器に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、さらに縦・横の表示切り替え機能の実装が容易となったことで、携帯情報機器のさらなる高付加価値化が実現する。
また、バックライトを必要としない自発光素子を用いることにより、非常に薄型、軽量である表示装置の作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の表示装置における発光部の断面を示す図。
【図２】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図３】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図４】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図５】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図６】 本発明の表示装置の動作タイミングを説明する図。
【図７】 携帯情報機器に内蔵されたモジュールと表示装置のブロック図。
【図８】 本発明の用途の一例を示す図。
【図９】 液晶を用いた携帯電話機の断面を示す図。
【図１０】 本発明の表示装置を用いた携帯電話機の断面を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明をより詳細に説術するために、添付の図面に従って以下に説明する。
（実施の形態１）
本発明の一実施形態を図２に示す。なお、ここではスイッチ素子や駆動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いているが、特に限定はしない。例えば、ＭＯＳトランジスタ、有機トランジスタ、分子トランジスタ等が挙げられるが、いずれも同様に用いて良い。また、ＴＦＴにおいては、ソース領域とドレイン領域とは、その構造や動作条件によって、区別が難しいため、一方を第１の電極、他方を第２の電極として表記する。
図２において、点線枠２００で囲まれた領域が１画素を示しており、ソース信号線２０１、ゲート信号線２０２、電流供給線２０３、スイッチング用ＴＦＴ２０４、第１の駆動用ＴＦＴ２０５、第２の駆動用ＴＦＴ２０６、第１の発光素子２０７、第２の発光素子２０８を有する。各画素において、第１の発光素子２０７の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子２０８の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
スイッチング用ＴＦＴ２０４のゲート電極は、ゲート信号線２０２と電気的に接続され、第１の電極は、ソース信号線２０１と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６のゲート電極と電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ２０５の第１の電極は、電流供給線２０３と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子２０７の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ２０６の第１の電極は、電流供給線２０３と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子２０８の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子２０７の第２の電極および、第２の発光素子２０８の第２の電極は、それぞれ、電流供給線２０３と互いに電位差を有する対向電極２０９、電流供給線２０３と互いに電位差を有する対向電極２１０と電気的に接続されている。
ソース信号線２０１に出力された映像信号は、スイッチング用ＴＦＴ２０４がＯＮするタイミングで、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６のゲート電極へと入力され、映像信号にしたがって、第１、第２の発光素子２０７、２０８に電流が供給されて発光する。前述のとおり、第１の領域、第２の領域は、それぞれ基板表裏から出射光が得られる。
この構成によると、第１の発光素子２０７、第２の発光素子２０８の発光、非発光の制御は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６によってなされるが、例えば、図３に示すように、電流供給線３０３と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３０５、３０６の第１の電極との間に、それぞれ排他的に動作するアナログスイッチ３１１、３１２を設け、表示面制御信号によってＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、ある期間ではアナログスイッチ３１１がＯＮし、第１の発光素子３０７に電流が供給されると、第１の領域には映像が表示される。一方、アナログスイッチ３１１と排他的に動作するアナログスイッチ３１２は、この時はＯＦＦしており、第２の発光素子３０８への電流供給経路を遮断する。よって第２の領域は発光しない。反対に、アナログスイッチ３１２がＯＮし、第２の発光素子３０８に電流が供給され、第２の領域に映像が表示されている期間では、アナログスイッチ３１１はＯＦＦし、第１の発光素子３０７への電流供給経路を遮断する。よって第１の領域は発光しない。このとき、表示面制御信号は、使用者が何らかの操作を行うことによって出力され、表示面の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば機器を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
また、アナログスイッチ３１１、３１２を排他的に動作させるのではなく、表示面制御信号１、表示面制御信号２を用いてアナログスイッチ３１１、３１２を独立に制御した場合を図４に示す。図４で示した構成によると、第１の領域、第２の領域はいずれも任意に表示・非表示を切り替えることが出来る。なお、図３において、３０１はソース信号線、３０２はゲート信号線、３０４はスイッチング用ＴＦＴ、３１３はインバータを示しており、図４において、４１３はインバータ、４１４はインバータを示しており、図３と同一の箇所には同一の符号を用いている。
図３、図４に示した構成を用いて、第１の領域と第２の領域とで互いに異なる映像を表示させる方法としては、例えば１フレーム期間において、奇数フレームで第１の領域の表示を行い、偶数フレームで第２の領域の表示を行うなどといった方法が挙げられる。このとき、表示面制御信号は、１フレーム期間ごとに反転させ、アナログスイッチ３１１、３１２が互いに１フレームごとにＯＮ・ＯＦＦを切り替えられれば良い。
（実施の形態２）
本実施形態においては、主に回路構成について説明する。
図５（Ａ）に、本発明の表示装置の一構成例を示す。基板５００上に、画素部５０１が形成され、周辺部には、ソース信号線駆動回路５０２、第１のゲート信号線駆動回路５０３、第２のゲート信号線駆動回路５０４が設けられている。各駆動回路の制御信号の入力および、電流供給線５０５への電流供給は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）５０６によって行われる。図５（Ａ）中、５１０で示される部分が１画素であり、詳細を図５（Ｂ）に示す。
図５（Ｂ）において、点線枠５２０で示される部分が１画素であり、ソース信号線５２１、第１のゲート信号線５２２、第２のゲート信号線５２３、電流供給線５２４、第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５、第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６、第１の駆動用ＴＦＴ５２７、第２の駆動用ＴＦＴ５２８、保持容量５２９、第１の発光素子５３０、第２の発光素子５３１を有する。各画素において、第１の発光素子５３０の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子５３１の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５のゲート電極は、第１のゲート信号線５２２と電気的に接続され、第１の電極はソース信号線５２１と電気的に接続され、第２の電極は第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６の第１の電極と電気的に接続されている。第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６のゲート電極は、第２のゲート信号線５２３と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート電極のそれぞれと電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ５２７の第１の電極は、電流供給線５２４と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子５３０の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ５２８の第１の電極は、電流供給線５２４と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子５３１の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子５３０の第２の電極および、第２の発光素子５３１の第２の電極は、電流供給線５２４と互いに電位差を有する対向電極５３２、電流供給線５２４と互いに電位差を有する対向電極５３３とそれぞれ電気的に接続されている。保持容量５２９は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート・ソース間電圧を保持するために設けられており、図５（Ｂ）においては、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート電極と、電流供給線５２４との間に設けられているが、接続箇所はこれに限定しない。
回路動作について説明する。なお、本明細書においては、画素数をｍ×ｎ画素とするが、映像信号のフォーマット変換方法についてはその方法を問わない。よって、説明を簡単にするため、ｍ＝ｎとした場合を例に挙げて説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）および図６を参照する。
第１の表示、すなわち画素部が横ｍ×縦ｎ画素である通常表示を行う場合、第２のゲート信号線駆動回路５０４は、第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６が全画面にわたりＯＮとなる状態としておく。これにより、画素は第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のみによって制御されることになる。あとは、ソース信号線駆動回路５０２と、第１のゲート信号線駆動回路５０３とを、通常の方法で駆動することによって映像の表示を行う。図６（Ａ）に示すように、画素への映像信号の書き込みの順序は、（１，１）（２，１）・・・（ｍ，１）、（１，２）（２，２）・・・（ｍ，２）、・・・、（１，ｎ）（２，ｎ）・・・（ｍ，ｎ）となる。
次に、第２の表示、すなわち画面の縦・横を切り替えた場合について説明する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）を時計回りに９０°回転させた様子を示している。本発明の表示装置は、映像信号の入力順序を変える必要がない。よって、図６（Ｂ）に示す状態での画素への書き込みの順序は、（１，ｎ）（１，ｎ−１）・・・（１，１）、（２，ｎ）（２，ｎ−１）・・・（２，１）、・・・、（ｍ，ｎ）（ｍ，ｎ−１）・・・（ｍ，１）となる。
よって、第２の表示を行っている間は、ソース信号線駆動回路５０２は、通常よりも低速で動作し、１水平期間ずつサンプリングパルスを出力する。これにより、ソース信号線１本ごとに、１水平期間分の映像信号が連続的に出力されていく。一方、第１のゲート信号線駆動回路５０３は、通常よりも高速に動作し、１ドットサンプリング期間ずつゲート信号線選択パルスを出力する。これにより、各画素では、１ドットサンプリング期間だけ第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５がＯＮし、そのときソース信号線５２１に出力されている映像信号が書き込まれる。また、第２のゲート信号線駆動回路５０４は、ソース信号線駆動回路５０２に同期して動作する。つまり、ソース信号線駆動回路５０２からサンプリングパルスが出力されて、ある列のソース信号線５２１に映像信号が連続的に出力されるとき、その列においては第２のゲート信号線５２３が選択され、選択された第２のゲート信号線５２３に接続されている第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６は全てＯＮとなることにより、その列にのみ映像信号の書き込みが許可される。
以上の動作により、映像信号の画素への書き込みを行うことが出来る。よって、フレームメモリを用いることなく、表示装置の縦・横の切り替えが可能となり、モジュールの小型化が実現する。
なお、縦・横の切り替えは、使用者が何らかの操作を行うことによって、各駆動回路の制御信号の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば機器を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
【実施例】
【実施例１】
図１を用いて、本発明の表示装置の画素の構成について説明する。
図１において、基板６０００上に、下地膜６００１が形成されており、当該下地膜６００１上に第１の駆動用ＴＦＴ６００２および第２の駆動用ＴＦＴ６０２１が形成されている。
第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、活性層６００３と、ゲート電極６００５と、活性層６００３とゲート電極６００５の間に挟まれたゲート絶縁膜６００４を有している。なお、ゲート電極６００５は図１において、幅の異なる上層と下層からなる２層で形成されているが、これに限定されず、単層または複数層で形成してもよい。
また、第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、第１の層間絶縁膜６００６で覆われており、第１の層間絶縁膜６００６上には第２の層間絶縁膜６００７と、第３の層間絶縁膜６００８とが積層形成されている。
なお、第１の駆動用ＴＦＴ６００２と第２の駆動用ＴＦＴ６０２１とは同じ構成になっている。
また図１において６０１０および６０３０はそれぞれ、第１、第２の発光素子の陽極、６０１１は電界発光層、６０１２は陰極であり、陽極６０１０と電界発光層６０１１と陰極６０１２が重なっている部分が第１の発光素子６０１３に、陽極６０３０と電界発光層６０１１と陰極６０１２が重なっている部分が第２の発光素子６０２３に相当する。第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、第１の発光素子６０１３に供給する電流を制御するものであり、第１の発光素子６０１３と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。また第２の駆動用ＴＦＴ６０２１は、第２の発光素子６０２３に供給する電流を制御するものであり、第２の発光素子６０２３と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。
なお、陽極６０１０は、反射性または光遮断性が高く、仕事関数の大きい（好ましくは、４．２ｅＶより大きい）材料を用いて形成するのが望ましい。具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などが挙げられる。あるいはまた、反射性（または光遮断性）の膜を形成し、当該膜上に仕事関数の大きい導電膜を形成することで、陽極６０１０とする手法も有効である。例えば、Ａｌのような金属膜を形成し、当該金属膜と積層するように酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）などを形成すればよい。なお、Ａｌ膜上に形成するＩＴＯは、ＥＬの陽極として機能しうる膜厚であればよく、干渉によるＥＬ層からの出射光の光ずれを防ぐため、薄くするのが望ましい。一方、陽極６０３０は、光透過性が高い材料を用いて形成するのが望ましい。例えば、ＩＴＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いればよい。陰極６０１２は、仕事関数が小さく（好ましくは、４．２ｅＶ以下）、光透過性が高い構造となるように形成するのが望ましい。例えば、Ｍｇ：Ａｇ合金のような金属膜を、光が透過する程度（好ましくは、１０ｎｍ以下）に形成し、当該金属膜と積層するようにＩＴＯなどを形成すればよい。金属薄膜の厚さが減少することにより当該金属薄膜の抵抗は増加するが、導電率を充分確保できれば、ＩＴＯは必ずしも形成しなくてもよい。また、特に仕事関数に関係なく、単にＩＴＯなどの光透過性が高い導電性材料を陰極６０１２として用いてもよい。この場合、電子注入性を高めるために、電界発光層６０１１の陰極６０１２と接する領域付近に、アルカリ金属やアルカリ土類金属等の仕事関数の小さい金属、またはそれら金属原子を含む合金を添加する手法が好ましい。
電界発光層６０１１は、発光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。
陽極６０１０および陽極６０３０は第３の層間絶縁膜６００８上に形成されている。また第３の層間絶縁膜６００８上には隔壁として用いる樹脂膜６０１４が形成されている。
そして樹脂膜６０１４及び陰極６０１２上に、保護膜６０１６が形成されている。保護膜６０１６の上には、反射膜６０２４が形成されており、第２の発光素子６０２３からの出射光を反射し、光を基板側にのみ透過させる役割を果たす。
また、第１の発光素子６０１３より発せられる光は、陽極６０１０で反射し、基板に対して上向きの方向にのみ透過する。
本実施例に示すように表示装置として自発光素子を用いることにより、従来のバックライトを必要とする表示装置では成し得なかった、パネルの厚さが２ｍｍ以下（好ましくは１ｍｍ以下）の両面表示が可能である薄型の表示装置が実現できる。
【実施例２】
図７（Ａ）に示すように、携帯電話等の電子機器の表示部として表示装置が使用される場合は、モジュール７０１という形で内蔵される。ここで、モジュール７０１とは、表示装置と、表示装置を駆動するための信号処理用ＬＳＩ、メモリ等を実装した基板とを接続した形態を指す。
モジュール７０１をブロック図として、図７（Ｂ）に示す。モジュール７０１は、電源部７１１、信号制御部７１２、ＦＰＣ７１３、表示装置７１４を有する。電源部７１１は、外部バッテリーより供給される電源より、ソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、発光素子等に、それぞれ所望の複数の電圧値の電源を生成し、供給する。信号制御部７１２には、映像信号、同期信号が入力され、表示装置７１４にて処理が出来るように、各種信号の変換を行う他、ソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路を駆動するためのクロック信号等を生成する。
本実施例にて示したモジュール７０１は、表示装置７１４と、電源部７１１および信号制御部７１２とは独立して作製されているが、これらを基板上に一体形成して作製しても良い。
【実施例３】
本発明の表示装置を、携帯情報機器において代表的な携帯電話に適用した例を図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示す。１枚の表示装置で基板表・裏の２方向への表示が可能なため、図８（Ａ）に示すように、両面に表示部を設けた場合にも、筐体８００の厚さを抑えることが可能となる。
使用例として、機器を開いた場合、第１の表示面８０１を主に表示面として使用する。画面操作は、操作ボタン８０２によって行う。機器を閉じている状態において主に用いる第２の表示面８０３は、従来はスペースの関係上、サイズの小さなものしか内蔵出来なかったが、本発明によって、第１の表示面８０１と同等の表示サイズを有する第２の表示面８０３を用いて、メール、Ｗｅｂページ等の閲覧が可能となる。閉じた状態での操作は、操作ボタン８０４によって行う。
また、最近ではデジタルカメラ搭載の携帯電話等が普及しているが、レンズ８０５を手前に向けた状態での撮影時にも、表示領域の広い第２の表示面８０３でモニタしながらの撮影が可能となる。
また、図８（Ｂ）に示すように、使用者が任意に、表示の縦・横を切り替えて用いることも可能である。実施の形態２においても述べたが、このような縦・横表示の切り替えは、アプリケーションによって自動的に切り替わるようにしても良いし、使用者の操作によって適宜切り替えが出来るようにしても良い。
また、ここでは代表的な例として、携帯電話を図示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＤＡ、サブノートＰＣ、電子辞書等、広い用途での適用が容易であることは言うまでもない。
【実施例４】
図９に、従来の液晶表示装置を用いて、両面表示を行うことの出来る携帯電話機の例を、図１０に、本発明の表示装置を用いて、両面表示を行うことのできる携帯電話機の例を示す。なお、両者の違いを端的に表現できるように共通部分については同じ構成として図示した。
図９に示す携帯電話機は、第１の筐体１１０１、第２の筐体１１０８を有し、折りたたみが可能な形状となっている。第１の筐体１１０１には、第１の表示装置（メイン表示用）１１０２、第２の表示装置（サブ表示用）１１０３が内蔵され、それぞれの表示装置は、表示コントローラ１１０４、１１０５によって制御されている。さらに第１の筐体１１０１には、スピーカ１１０６、アンテナ１１０７が設けられている。
第２の筐体１１０８には、本体駆動用モジュール１１０９、操作ボタンモジュール１１１０、マイクロホン１１１２、バッテリー１１１３が内蔵されている。第１の筐体１１０１と第２の筐体１１０８は、互いがヒンジ１１１１を介して接続されている。
このとき、第１の表示装置１１０３および第２の表示装置１１０２は、バックライトを含んでいる。また、第１の表示領域は１１５１で示され、第２の表示領域は１１５２で示される。表示装置が設けられた側の筐体、すなわち第１の筐体１１０１の厚さをＴ１で示している。
図１０に示す携帯電話機は、同じく第１の筐体１１３１、第２の筐体１１０８を有する。第２の筐体１１０８側の構成は、図１１に示した従来例と同様であるので説明は省略する。本発明の表示装置１１３２は、両面に発光可能な自発光素子が２つの基板に挟まれており、唯１つの表示コントローラ１１３３によって制御されている。また、第１の表示領域は１１６１で示され、第２の表示領域は１１６２で示されている。また、表示装置が設けられた側の筐体、すなわち第１の筐体１１３１の厚さをＴ２で示している。
両者において、第１の筐体の厚さを比較すると、はるかに本発明の表示装置を用いた方が薄型を達成することができる。従来例では、メイン表示とサブ表示とを、バックライトを含む独立した２つの表示装置によって提供しているため、両面を表示する場合にＴ１は厚くなってしまう。一方、本発明の表示装置は自発光素子を用いているので、バックライトなしで両面発光が可能であり、従来例に比べてはるかに薄型を達成出来ることがわかる。
また、両者において、第２の表示領域のサイズを比較すると、本発明の表示装置を用いた場合の方が大画面化に適しているといえる。
以上のように、本発明の表示装置は、特に携帯電話機等の携帯情報端末の小型化、高機能化に大きく貢献することが出来る。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明により、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報機器に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、さらに縦・横の表示切り替え機能の実装が容易となったことで、携帯情報機器のさらなる高付加価値化が実現する。
また、バックライトを必要としない自発光素子を用いることにより、非常に薄型、軽量である表示装置の作製が可能となる。
【技術分野】
本発明は、発光素子を備えた表示装置、特に、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯情報機器に関する。
【背景技術】
近年、液晶素子を用いた画素を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代わり、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等を代表とする自発光素子を用いた表示装置の研究開発が進められている。自発光素子を用いた表示装置は、自発光型ゆえの高画質、広視野角、バックライトを必要としないことによる薄型、軽量等の利点を活かして、携帯電話の表示画面やディスプレイ装置として幅広い利用が期待されている。
また、携帯情報機器においては、その使用目的の多角化によって高付加価値が求められ、最近では、通常の表示面の裏側にサブ表示面を設けたものが提供されている。
さらに最近では、携帯情報機器でＷｅｂページの閲覧が可能であり、各種アプリケーションも充実しているため、用途に応じて画面を縦、横の両方に切り替えて使用出来るものも提案されている。
本来の表示面に加え、サブ表示面を設けた携帯情報機器は、バックライト等を含むモジュールが占める容積に加え、それらを駆動するコントロールＩＣ等を実装した基板等が占める容積も無視できないものになる。特に最近提供されている携帯情報機器は、軽薄短小化が著しく、高付加価値化とのトレードオフとなっている。例えば、液晶ディスプレイを用いて両面表示が可能な携帯情報機器を作製しようとした場合、２つの画面の間にバックライト等を配置しなければならず、表示部を薄型にするのは非常に困難であった。
さらに、縦、横の表示の切り替えを行う際、通常の表示装置においては、縦、横の画素数が異なるため、別途フレームメモリを設け、例えば１フレーム分の映像信号を一度フレームメモリに格納した後、フォーマット変換によって縦、横の画素数に合わせた映像信号に変換する必要があった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、薄型で両面表示が可能であり、かつ容積の小さいモジュール化の可能な表示装置を提供することを課題とする。
【発明の開示】
前述の課題を解決するために、本発明においては以下のような手段を講じた。
ＥＬ素子等を代表とする自発光素子を画素部に用い、表示装置を上面と下面の両方に発光可能な両面発光型とする。１画素を例えば第１の発光素子を有する第１の領域と第２の発光素子を有する第２の領域とに分割し、第１の発光素子においては、ＥＬ素子の第１の電極を透明電極、第２の電極を反射電極とする。第２の発光素子においては、ＥＬ素子の第１の電極を反射電極、第２の電極を透明電極とする。つまり、第１の発光素子と第２の発光素子とでは、出射方向が表裏逆となる構成とする。
使用者は通常、同時に両面を見ることはないため、用途に応じて表示面を選択出来るようにしても良い。例えば、ＥＬ素子に供給する電流経路のいずれかにスイッチ素子を設け、第１の発光素子の発光を用いる際には、第２の発光素子には電流の供給が遮断され、第２の発光素子の発光を用いる際には、第１の発光素子には電流の供給が遮断されるような構成としても良い。
本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発することを特徴とする表示装置を提供する。
また本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有することを特徴とする表示装置を提供する。
さらに、本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有し、前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置を提供する。
本発明により、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報機器に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、さらに縦・横の表示切り替え機能の実装が容易となったことで、携帯情報機器のさらなる高付加価値化が実現する。
また、バックライトを必要としない自発光素子を用いることにより、非常に薄型、軽量である表示装置の作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の表示装置における発光部の断面を示す図。
【図２】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図３】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図４】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図５】 本発明の表示装置の回路構成例を示す図。
【図６】 本発明の表示装置の動作タイミングを説明する図。
【図７】 携帯情報機器に内蔵されたモジュールと表示装置のブロック図。
【図８】 本発明の用途の一例を示す図。
【図９】 液晶を用いた携帯電話機の断面を示す図。
【図１０】 本発明の表示装置を用いた携帯電話機の断面を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明をより詳細に説術するために、添付の図面に従って以下に説明する。
（実施の形態１）
本発明の一実施形態を図２に示す。なお、ここではスイッチ素子や駆動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いているが、特に限定はしない。例えば、ＭＯＳトランジスタ、有機トランジスタ、分子トランジスタ等が挙げられるが、いずれも同様に用いて良い。また、ＴＦＴにおいては、ソース領域とドレイン領域とは、その構造や動作条件によって、区別が難しいため、一方を第１の電極、他方を第２の電極として表記する。
図２において、点線枠２００で囲まれた領域が１画素を示しており、ソース信号線２０１、ゲート信号線２０２、電流供給線２０３、スイッチング用ＴＦＴ２０４、第１の駆動用ＴＦＴ２０５、第２の駆動用ＴＦＴ２０６、第１の発光素子２０７、第２の発光素子２０８を有する。各画素において、第１の発光素子２０７の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子２０８の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
スイッチング用ＴＦＴ２０４のゲート電極は、ゲート信号線２０２と電気的に接続され、第１の電極は、ソース信号線２０１と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６のゲート電極と電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ２０５の第１の電極は、電流供給線２０３と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子２０７の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ２０６の第１の電極は、電流供給線２０３と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子２０８の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子２０７の第２の電極および、第２の発光素子２０８の第２の電極は、それぞれ、電流供給線２０３と互いに電位差を有する対向電極２０９、電流供給線２０３と互いに電位差を有する対向電極２１０と電気的に接続されている。
ソース信号線２０１に出力された映像信号は、スイッチング用ＴＦＴ２０４がＯＮするタイミングで、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６のゲート電極へと入力され、映像信号にしたがって、第１、第２の発光素子２０７、２０８に電流が供給されて発光する。前述のとおり、第１の領域、第２の領域は、それぞれ基板表裏から出射光が得られる。
この構成によると、第１の発光素子２０７、第２の発光素子２０８の発光、非発光の制御は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ２０５、２０６によってなされるが、例えば、図３に示すように、電流供給線３０３と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３０５、３０６の第１の電極との間に、それぞれ排他的に動作するアナログスイッチ３１１、３１２を設け、表示面制御信号によってＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、ある期間ではアナログスイッチ３１１がＯＮし、第１の発光素子３０７に電流が供給されると、第１の領域には映像が表示される。一方、アナログスイッチ３１１と排他的に動作するアナログスイッチ３１２は、この時はＯＦＦしており、第２の発光素子３０８への電流供給経路を遮断する。よって第２の領域は発光しない。反対に、アナログスイッチ３１２がＯＮし、第２の発光素子３０８に電流が供給され、第２の領域に映像が表示されている期間では、アナログスイッチ３１１はＯＦＦし、第１の発光素子３０７への電流供給経路を遮断する。よって第１の領域は発光しない。このとき、表示面制御信号は、使用者が何らかの操作を行うことによって出力され、表示面の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば機器を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
また、アナログスイッチ３１１、３１２を排他的に動作させるのではなく、表示面制御信号１、表示面制御信号２を用いてアナログスイッチ３１１、３１２を独立に制御した場合を図４に示す。図４で示した構成によると、第１の領域、第２の領域はいずれも任意に表示・非表示を切り替えることが出来る。なお、図３において、３０１はソース信号線、３０２はゲート信号線、３０４はスイッチング用ＴＦＴ、３１３はインバータを示しており、図４において、４１３はインバータ、４１４はインバータを示しており、図３と同一の箇所には同一の符号を用いている。
図３、図４に示した構成を用いて、第１の領域と第２の領域とで互いに異なる映像を表示させる方法としては、例えば１フレーム期間において、奇数フレームで第１の領域の表示を行い、偶数フレームで第２の領域の表示を行うなどといった方法が挙げられる。このとき、表示面制御信号は、１フレーム期間ごとに反転させ、アナログスイッチ３１１、３１２が互いに１フレームごとにＯＮ・ＯＦＦを切り替えられれば良い。
（実施の形態２）
本実施形態においては、主に回路構成について説明する。
図５（Ａ）に、本発明の表示装置の一構成例を示す。基板５００上に、画素部５０１が形成され、周辺部には、ソース信号線駆動回路５０２、第１のゲート信号線駆動回路５０３、第２のゲート信号線駆動回路５０４が設けられている。各駆動回路の制御信号の入力および、電流供給線５０５への電流供給は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）５０６によって行われる。図５（Ａ）中、５１０で示される部分が１画素であり、詳細を図５（Ｂ）に示す。
図５（Ｂ）において、点線枠５２０で示される部分が１画素であり、ソース信号線５２１、第１のゲート信号線５２２、第２のゲート信号線５２３、電流供給線５２４、第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５、第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６、第１の駆動用ＴＦＴ５２７、第２の駆動用ＴＦＴ５２８、保持容量５２９、第１の発光素子５３０、第２の発光素子５３１を有する。各画素において、第１の発光素子５３０の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子５３１の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５のゲート電極は、第１のゲート信号線５２２と電気的に接続され、第１の電極はソース信号線５２１と電気的に接続され、第２の電極は第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６の第１の電極と電気的に接続されている。第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６のゲート電極は、第２のゲート信号線５２３と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート電極のそれぞれと電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ５２７の第１の電極は、電流供給線５２４と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子５３０の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ５２８の第１の電極は、電流供給線５２４と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子５３１の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子５３０の第２の電極および、第２の発光素子５３１の第２の電極は、電流供給線５２４と互いに電位差を有する対向電極５３２、電流供給線５２４と互いに電位差を有する対向電極５３３とそれぞれ電気的に接続されている。保持容量５２９は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート・ソース間電圧を保持するために設けられており、図５（Ｂ）においては、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のゲート電極と、電流供給線５２４との間に設けられているが、接続箇所はこれに限定しない。
回路動作について説明する。なお、本明細書においては、画素数をｍ×ｎ画素とするが、映像信号のフォーマット変換方法についてはその方法を問わない。よって、説明を簡単にするため、ｍ＝ｎとした場合を例に挙げて説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）および図６を参照する。
第１の表示、すなわち画素部が横ｍ×縦ｎ画素である通常表示を行う場合、第２のゲート信号線駆動回路５０４は、第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６が全画面にわたりＯＮとなる状態としておく。これにより、画素は第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ５２７、５２８のみによって制御されることになる。あとは、ソース信号線駆動回路５０２と、第１のゲート信号線駆動回路５０３とを、通常の方法で駆動することによって映像の表示を行う。図６（Ａ）に示すように、画素への映像信号の書き込みの順序は、（１，１）（２，１）・・・（ｍ，１）、（１，２）（２，２）・・・（ｍ，２）、・・・、（１，ｎ）（２，ｎ）・・・（ｍ，ｎ）となる。
次に、第２の表示、すなわち画面の縦・横を切り替えた場合について説明する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）を時計回りに９０°回転させた様子を示している。本発明の表示装置は、映像信号の入力順序を変える必要がない。よって、図６（Ｂ）に示す状態での画素への書き込みの順序は、（１，ｎ）（１，ｎ−１）・・・（１，１）、（２，ｎ）（２，ｎ−１）・・・（２，１）、・・・、（ｍ，ｎ）（ｍ，ｎ−１）・・・（ｍ，１）となる。
よって、第２の表示を行っている間は、ソース信号線駆動回路５０２は、通常よりも低速で動作し、１水平期間ずつサンプリングパルスを出力する。これにより、ソース信号線１本ごとに、１水平期間分の映像信号が連続的に出力されていく。一方、第１のゲート信号線駆動回路５０３は、通常よりも高速に動作し、１ドットサンプリング期間ずつゲート信号線選択パルスを出力する。これにより、各画素では、１ドットサンプリング期間だけ第１のスイッチング用ＴＦＴ５２５がＯＮし、そのときソース信号線５２１に出力されている映像信号が書き込まれる。また、第２のゲート信号線駆動回路５０４は、ソース信号線駆動回路５０２に同期して動作する。つまり、ソース信号線駆動回路５０２からサンプリングパルスが出力されて、ある列のソース信号線５２１に映像信号が連続的に出力されるとき、その列においては第２のゲート信号線５２３が選択され、選択された第２のゲート信号線５２３に接続されている第２のスイッチング用ＴＦＴ５２６は全てＯＮとなることにより、その列にのみ映像信号の書き込みが許可される。
以上の動作により、映像信号の画素への書き込みを行うことが出来る。よって、フレームメモリを用いることなく、表示装置の縦・横の切り替えが可能となり、モジュールの小型化が実現する。
なお、縦・横の切り替えは、使用者が何らかの操作を行うことによって、各駆動回路の制御信号の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば機器を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
【実施例】
【実施例１】
図１を用いて、本発明の表示装置の画素の構成について説明する。
図１において、基板６０００上に、下地膜６００１が形成されており、当該下地膜６００１上に第１の駆動用ＴＦＴ６００２および第２の駆動用ＴＦＴ６０２１が形成されている。
第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、活性層６００３と、ゲート電極６００５と、活性層６００３とゲート電極６００５の間に挟まれたゲート絶縁膜６００４を有している。なお、ゲート電極６００５は図１において、幅の異なる上層と下層からなる２層で形成されているが、これに限定されず、単層または複数層で形成してもよい。
また、第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、第１の層間絶縁膜６００６で覆われており、第１の層間絶縁膜６００６上には第２の層間絶縁膜６００７と、第３の層間絶縁膜６００８とが積層形成されている。
なお、第１の駆動用ＴＦＴ６００２と第２の駆動用ＴＦＴ６０２１とは同じ構成になっている。
また図１において６０１０および６０３０はそれぞれ、第１、第２の発光素子の陽極、６０１１は電界発光層、６０１２は陰極であり、陽極６０１０と電界発光層６０１１と陰極６０１２が重なっている部分が第１の発光素子６０１３に、陽極６０３０と電界発光層６０１１と陰極６０１２が重なっている部分が第２の発光素子６０２３に相当する。第１の駆動用ＴＦＴ６００２は、第１の発光素子６０１３に供給する電流を制御するものであり、第１の発光素子６０１３と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。また第２の駆動用ＴＦＴ６０２１は、第２の発光素子６０２３に供給する電流を制御するものであり、第２の発光素子６０２３と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。
なお、陽極６０１０は、反射性または光遮断性が高く、仕事関数の大きい（好ましくは、４．２ｅＶより大きい）材料を用いて形成するのが望ましい。具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などが挙げられる。あるいはまた、反射性（または光遮断性）の膜を形成し、当該膜上に仕事関数の大きい導電膜を形成することで、陽極６０１０とする手法も有効である。例えば、Ａｌのような金属膜を形成し、当該金属膜と積層するように酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）などを形成すればよい。なお、Ａｌ膜上に形成するＩＴＯは、ＥＬの陽極として機能しうる膜厚であればよく、干渉によるＥＬ層からの出射光の光ずれを防ぐため、薄くするのが望ましい。一方、陽極６０３０は、光透過性が高い材料を用いて形成するのが望ましい。例えば、ＩＴＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いればよい。陰極６０１２は、仕事関数が小さく（好ましくは、４．２ｅＶ以下）、光透過性が高い構造となるように形成するのが望ましい。例えば、Ｍｇ：Ａｇ合金のような金属膜を、光が透過する程度（好ましくは、１０ｎｍ以下）に形成し、当該金属膜と積層するようにＩＴＯなどを形成すればよい。金属薄膜の厚さが減少することにより当該金属薄膜の抵抗は増加するが、導電率を充分確保できれば、ＩＴＯは必ずしも形成しなくてもよい。また、特に仕事関数に関係なく、単にＩＴＯなどの光透過性が高い導電性材料を陰極６０１２として用いてもよい。この場合、電子注入性を高めるために、電界発光層６０１１の陰極６０１２と接する領域付近に、アルカリ金属やアルカリ土類金属等の仕事関数の小さい金属、またはそれら金属原子を含む合金を添加する手法が好ましい。
電界発光層６０１１は、発光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。
陽極６０１０および陽極６０３０は第３の層間絶縁膜６００８上に形成されている。また第３の層間絶縁膜６００８上には隔壁として用いる樹脂膜６０１４が形成されている。
そして樹脂膜６０１４及び陰極６０１２上に、保護膜６０１６が形成されている。保護膜６０１６の上には、反射膜６０２４が形成されており、第２の発光素子６０２３からの出射光を反射し、光を基板側にのみ透過させる役割を果たす。
また、第１の発光素子６０１３より発せられる光は、陽極６０１０で反射し、基板に対して上向きの方向にのみ透過する。
本実施例に示すように表示装置として自発光素子を用いることにより、従来のバックライトを必要とする表示装置では成し得なかった、パネルの厚さが２ｍｍ以下（好ましくは１ｍｍ以下）の両面表示が可能である薄型の表示装置が実現できる。
【実施例２】
図７（Ａ）に示すように、携帯電話等の電子機器の表示部として表示装置が使用される場合は、モジュール７０１という形で内蔵される。ここで、モジュール７０１とは、表示装置と、表示装置を駆動するための信号処理用ＬＳＩ、メモリ等を実装した基板とを接続した形態を指す。
モジュール７０１をブロック図として、図７（Ｂ）に示す。モジュール７０１は、電源部７１１、信号制御部７１２、ＦＰＣ７１３、表示装置７１４を有する。電源部７１１は、外部バッテリーより供給される電源より、ソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、発光素子等に、それぞれ所望の複数の電圧値の電源を生成し、供給する。信号制御部７１２には、映像信号、同期信号が入力され、表示装置７１４にて処理が出来るように、各種信号の変換を行う他、ソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路を駆動するためのクロック信号等を生成する。
本実施例にて示したモジュール７０１は、表示装置７１４と、電源部７１１および信号制御部７１２とは独立して作製されているが、これらを基板上に一体形成して作製しても良い。
【実施例３】
本発明の表示装置を、携帯情報機器において代表的な携帯電話に適用した例を図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示す。１枚の表示装置で基板表・裏の２方向への表示が可能なため、図８（Ａ）に示すように、両面に表示部を設けた場合にも、筐体８００の厚さを抑えることが可能となる。
使用例として、機器を開いた場合、第１の表示面８０１を主に表示面として使用する。画面操作は、操作ボタン８０２によって行う。機器を閉じている状態において主に用いる第２の表示面８０３は、従来はスペースの関係上、サイズの小さなものしか内蔵出来なかったが、本発明によって、第１の表示面８０１と同等の表示サイズを有する第２の表示面８０３を用いて、メール、Ｗｅｂページ等の閲覧が可能となる。閉じた状態での操作は、操作ボタン８０４によって行う。
また、最近ではデジタルカメラ搭載の携帯電話等が普及しているが、レンズ８０５を手前に向けた状態での撮影時にも、表示領域の広い第２の表示面８０３でモニタしながらの撮影が可能となる。
また、図８（Ｂ）に示すように、使用者が任意に、表示の縦・横を切り替えて用いることも可能である。実施の形態２においても述べたが、このような縦・横表示の切り替えは、アプリケーションによって自動的に切り替わるようにしても良いし、使用者の操作によって適宜切り替えが出来るようにしても良い。
また、ここでは代表的な例として、携帯電話を図示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＤＡ、サブノートＰＣ、電子辞書等、広い用途での適用が容易であることは言うまでもない。
【実施例４】
図９に、従来の液晶表示装置を用いて、両面表示を行うことの出来る携帯電話機の例を、図１０に、本発明の表示装置を用いて、両面表示を行うことのできる携帯電話機の例を示す。なお、両者の違いを端的に表現できるように共通部分については同じ構成として図示した。
図９に示す携帯電話機は、第１の筐体１１０１、第２の筐体１１０８を有し、折りたたみが可能な形状となっている。第１の筐体１１０１には、第１の表示装置（メイン表示用）１１０２、第２の表示装置（サブ表示用）１１０３が内蔵され、それぞれの表示装置は、表示コントローラ１１０４、１１０５によって制御されている。さらに第１の筐体１１０１には、スピーカ１１０６、アンテナ１１０７が設けられている。
第２の筐体１１０８には、本体駆動用モジュール１１０９、操作ボタンモジュール１１１０、マイクロホン１１１２、バッテリー１１１３が内蔵されている。第１の筐体１１０１と第２の筐体１１０８は、互いがヒンジ１１１１を介して接続されている。
このとき、第１の表示装置１１０３および第２の表示装置１１０２は、バックライトを含んでいる。また、第１の表示領域は１１５１で示され、第２の表示領域は１１５２で示される。表示装置が設けられた側の筐体、すなわち第１の筐体１１０１の厚さをＴ１で示している。
図１０に示す携帯電話機は、同じく第１の筐体１１３１、第２の筐体１１０８を有する。第２の筐体１１０８側の構成は、図１１に示した従来例と同様であるので説明は省略する。本発明の表示装置１１３２は、両面に発光可能な自発光素子が２つの基板に挟まれており、唯１つの表示コントローラ１１３３によって制御されている。また、第１の表示領域は１１６１で示され、第２の表示領域は１１６２で示されている。また、表示装置が設けられた側の筐体、すなわち第１の筐体１１３１の厚さをＴ２で示している。
両者において、第１の筐体の厚さを比較すると、はるかに本発明の表示装置を用いた方が薄型を達成することができる。従来例では、メイン表示とサブ表示とを、バックライトを含む独立した２つの表示装置によって提供しているため、両面を表示する場合にＴ１は厚くなってしまう。一方、本発明の表示装置は自発光素子を用いているので、バックライトなしで両面発光が可能であり、従来例に比べてはるかに薄型を達成出来ることがわかる。
また、両者において、第２の表示領域のサイズを比較すると、本発明の表示装置を用いた場合の方が大画面化に適しているといえる。
以上のように、本発明の表示装置は、特に携帯電話機等の携帯情報端末の小型化、高機能化に大きく貢献することが出来る。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明により、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報機器に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、さらに縦・横の表示切り替え機能の実装が容易となったことで、携帯情報機器のさらなる高付加価値化が実現する。
また、バックライトを必要としない自発光素子を用いることにより、非常に薄型、軽量である表示装置の作製が可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、
前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、
前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有し、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４において、
前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、有機化合物層と、対向電極とを有し、
前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、前記有機化合物層と、前記対向電極とを有していることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の発光素子の発光状態または非発光状態を選択する手段と、前記第２の発光素子の発光状態または非発光状態を選択する手段とを有する表示装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２のいずれか一項において、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の前記表示装置を用いることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、
前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
基板上に画素がマトリクス状に配置された画素部を有し、
前記画素は第１の発光素子と、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直な１方向にのみ光を発し、
前記第２の発光素子は、前記基板の前記画素部が形成された面に対し垂直かつ前記１方向と逆の１方向にのみ光を発し、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子がそれぞれ光を発する２方向のうち、いずれか１方向にのみ光を発するように選択する手段と、
前記２方向のどちらにも光を発するようにする手段とを有し、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４において、
前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、有機化合物層と、対向電極とを有し、
前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、前記有機化合物層と、前記対向電極とを有していることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の発光素子の発光状態または非発光状態を選択する手段と、前記第２の発光素子の発光状態または非発光状態を選択する手段とを有する表示装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２のいずれか一項において、
前記基板上の前記画素部が形成された面に、ソース信号線駆動回路と、第１のゲート信号線駆動回路と、第２のゲート信号線駆動回路とを有し、
前記第１のゲート信号線駆動回路の走査方向と、前記第２のゲート信号線駆動回路の走査方向とが直交することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の前記表示装置を用いることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４９２８５
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【発行日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５３１６５６（Ｐ２００４−５３１６５６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１４６６５
【国際出願日】平成１５年１１月１８日（２００３．１１．１８）
【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）】
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【発行日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１４６６５
【国際出願日】平成１５年１１月１８日（２００３．１１．１８）
【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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