顯示裝置及其製造和驅動方法

2023-05-02 09:54:31

專利名稱：顯示裝置及其製造和驅動方法
技術領域：
本發明涉及利用液晶顯示裝置等非發光顯示裝置、有機電致發光(EL)元件等發光顯示裝置等的顯示裝置、及其製造方法和驅動方法。尤其涉及在顯示區內同時設有非發光顯示區及發光顯示區的顯示裝置、發光顯示裝置及其製造方法以及它的驅動電路。
背景技術：
近年來，行動電話及移動信息終端(PDAPersonal Date Assistant，個人數據助理)等廣泛普及。隨之，近年，安裝在這些終端上的用來顯示信息的顯示裝置的研發正在積極進行。
上述的顯示裝置大致可分為非發光型顯示裝置與發光型顯示裝置兩類，前者是將陽光、室內光、背光源、正面光源等的來自外部光源的光經光調製元件調整後進行顯示，其代表性的有，人們已知的是液晶顯示元件；而後者則不必要有外部光源，靠發光元件自身發光來顯示，其代表性的有，電致發光器件(Electro Luminescence，EL)正受到人們很大的關注，下面，對這些顯示裝置作進一步詳細說明。
首先，就利用外部光源的非發光型顯示裝置即透光式液晶顯示裝置來說，由於以背光源作為光源，故消耗電力大、外形大，不利於攜帶使用，因此，為了抑制上述問題之一的功耗，將液晶層下部電極用鋁等的能反射光的金屬來製成，以此，開發了利用太陽光及室內燈光等外部光線作為光源的反射型液晶顯示裝置。而這種反射型液晶顯示裝置是利用外部光源工作，所以難以在暗處使用。
為了解決這一問題，開發了一種半透光型顯示裝置，將液晶層下部電極用半透鏡製成，在亮的環境下可不使用背光源而進行反射型顯示，而在暗的場所下，點亮背光源進行透光型顯示。但所述半透光型顯示裝置中，光反射的部分與光透過的部分具有相反的特性，這就降低了光利用效率，因此，不能根本改善功耗的問題。
因此，本發明者研究了一種既能在亮環境下不用背光源而作為反射型使用、在暗處時點亮背光源而作為透光型使用的液晶顯示裝置(參照美國專利公報「Patent No.US6,195,140 B1，Date of PatentFeb，27，2001」即日本國公開專利公報「特開平11-101992號公報(
公開日，1999年4月13日)。
該液晶顯示裝置與使用減少膜厚以使其具有半透光性的反射片的以往的液晶顯示裝置不同，它是在液晶顯示裝置中將各顯示像素分成反射區和透過區二個區，即在所述液晶顯示裝置中，作為各顯示像素的一個區，是形成反射電極，作為反射區；另一方面，在各顯示像素的其他區中形成透過電極，作為透過區。另外使反射區的液晶層厚度與透過區的液晶層厚度不同，這樣就能在反射區和透過區的各個區內實現最佳亮度。
然而在上述的像素分割型的液晶顯示裝置中，是將背光源從後方對各像素的整個區進行照射，但能夠利用該背光源的僅是各像素的透過區，因此存在著背光源利用率低的問題，尤其是在反射電極的區比例高的情況下，必然透過區會變窄，故背光源利用率降低。
作為提高上述像素分割型液晶顯示裝置的背光源利用率的一例，例如有日本國公開專利公報「特開2001-66593號公報(
公開日2001年3月16日)」公開的像素分割型液晶顯示裝置。在該液晶顯示裝置300中，如圖41所示，首先，在液晶屏301的各像素302...所配置的反射電極303一部分上設置透過開口部304...，由此形成像素分割型的液晶顯示裝置。另外，該液晶顯示裝置300中，作為背光源採用由有機EL(電致發光)元件310組成的發光元件，另一方面該有機EL元件310的發光部311...不是配置在各像素302...的整個區域上，只配置在對應於透過開口部304的區域，這樣，由於將作成圖案的有機EL元件作為背光源組合在一起，提高了光的利用效率，降低功耗。
在此，對於作為發光顯示裝置代表的、使用上述有機EL元件的顯示裝置，它具有薄、輕的特點，由於是發光元件，不需要像液晶顯示裝置那樣的背光源也能在暗處使用，並且，所發射的光幾乎全部用於顯示，所以光利用效率高。但是，這種用有機EL元件的顯示裝置必須經常發光，尤其在亮環境下為提高顯示質量，必須增加其發光量，因此難以降低電耗。
然而，在圖41所示的像素分割型液晶顯示裝置中，為了在液晶屏301的外側配置作為發光元件的有機EL元件310，在反射電極303的透過開口部304...與有機EL元件310之間，裝有位相差片305、偏振片306及二片玻璃基板即玻璃基板307及玻璃基板312。當今，一般像素間距為80μm左右，這種場合下，透過開口部104的寬度是它的1/2到1/6，約15μm至40μm。然而，偏振片306的厚度約為300μm，同時存在2片厚為500～700μm的玻璃即基板液晶屏301的玻璃基板307和有機EL元件310的玻璃基板312。因此，反射電極303的透過開口部304與有機EL元件310之間的距離為1300μm～1700μm。因而儘管將有機EL元件310的發光體311設置在透過開口部304相對應的位置上，也不可能使有機EL元件310的發光體311所發出的光會全部射入透過開口部304。因此，依然存在著有機EL元件110照射效率不高的問題。
又，圖41所示的像素分割型液晶顯示裝置中，將基板重疊這一點仍不變。此外，對於使其薄形化方面，液晶顯示裝置厚度與有機EL元件厚度的總厚度有一定限度，故薄形化的問題仍然沒有解決，還有，在圖41結構的情況下，有必要將液晶顯示裝置的透過開口部304與有機EL元件310的形成部預先定位並固定，為此，必須要有專用的定位裝置及固定用的機構，使得零部件數目增加，成本上升。
另一方面，如上所述，反射型液晶顯示裝置是以提高室外的可視性為目的而開發的，室外的光線強，可視性當然優越，反之，它就不能在室內或晚間使用。因此，對於反射型液晶顯示裝置，，也考慮採用從前方照射的正面光來替代外部光源。該將正面光使用到有機EL元件中的示例如有，日本國公開專利公報「特開2000-75287號公報(
公開日2000年3月14日)中所示的例子，然而，這種場合也如在透過型液晶顯示裝置上採用背光源的情況一樣，存在著由於顯示裝置與輔助光源的厚度而致使整體厚度變厚的問題。
另外，如上所述，通過在一塊基板上形成液晶顯示元件及有機EL元件，從而能彌補各自的缺點，在各種情況下進行最佳的顯示。
但是，在上述顯示裝置中，若在一塊基板上單純形成液晶顯示元件和有機EL元件，則基板內的布線及驅動電路變得複雜，製造成品率以及成本等將成為問題。
另一方面，作為其他的問題，對於具有作為發光元件的有機EL元件的發光顯示裝置，在進行製造時還存在以下問題，
例如在日本國公開專利公報「特開2000-173770號公報(
公開日，2000年6月23日)」公開了如下技術，即在一塊基板上，形成有機EL元件的驅動電路即TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)電路，再在其上形成作為陰極的金屬電極及形成有機EL層的有機層的一部分，再在另外一塊基板上形成陽極層以後，在其上形成發光層，最後，將兩片基板疊合，通過加熱或加壓，使有機層在玻璃轉移溫度以上的溫度下接合。
又，在日本國公開專利公報「特開2001-43980號公報(
公開日，2001年2月16日)」中公開了下述技術，即在基板上(TFT基板也可)先形成陽極，在其上順次疊層作為有機EL層的空穴注入層、空穴輸送層及發光層，此後形成極薄的作為陰極的低功函數的金屬層，最後形成透明導電層。
這裡，上述兩公報所公開的技術都使得從有機EL元件出射的光不是從形成驅動該有機EL元件的電路的基板側出射，而是從與其相對設定的對向基板或保護層一側出射。這樣，與從電路形成側出射的場合相比，出射光不致被電路圖案遮擋，因此可以加大開口率，提高亮度和發光效率，提高可靠性，延長使用壽命。
另外，在驅動電路的形成側，甚至以往用作開口部的面積，這裡也能夠形成電路，因此留有電路設計的餘地，在提高可靠性和成品率的同時，還能夠形成進一步增強功能的電路，在這方面是一種有效的方法。具體地，在上述特開2000-173770號公報中，是通過分別形成驅動電路側與發光層側來實現，在上述特開2001-43980號公報中，是將陰極電極做得極薄來實現。
這裡，對於有機EL元件，從發光功能的可靠性觀點出發，要特別注意不要混入水分。再者，也有由於氧化，摻雜受主而導致有機導電體性能劣化，還有，作為陰極使用的金屬由於採用鎂(mg)、鋰(Li)、鈣(Ca)等功函數低的材料，故特別容易氧化，成形加工困難。
這樣，有機EL元件的特點在於，雖然構造簡單，但所用的材料性能容易受外周圍環境的影響，因此在形成EL元件時，要儘量在隔斷水分及氧氣的環境下形成，並且最好同時形成保護髮光層的保護層。
這一點，在上述特開2000-173770號公報中，由於在形成有機EL元件的有機層的一部分進行接合，因此在接合時暴露在含有水分和氧氣的氣氛中的可能性很大，故可靠性成為一個問題。又，形成有機EL元件的有機層都用約1000左右的薄膜，因此，貼合時在兩基板側上形成其一部分，在溫度上升到玻璃轉變點以上的過程中，膜質及其性能的均一性往往會受到破壞。
又，在上述特開2001-43980號公報中，由於在出射光的一側有金屬制的陰極，儘管極薄，也會存在由此引起的透過損耗。另外正因為陰極極薄，因此存在的問題是，與形成在其上的透明導電層及有機導電層中含有的氧結合而導致性能劣化、以及在形成透明導電層時的溫度對發光層的影響。
又，根據上述特開2000-173770號公報，由於陽極側為透明導電膜，比通常導體具有較高的阻抗，因此在製成顯示屏時，由於透明導電膜造成的功耗會引起圖像畫面產生光斑等問題。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種小型、低價且從室外到室內可視性均優良的顯示裝置及其製造和驅動方法。
為了達到以上目的，本發明的顯示裝置中，在顯示區裡，包括由光調製元件反射外部光來進行顯示的非發光顯示元件組成的第一顯示區以及由發光元件進行自發光並進行顯示的發光顯示元件組成的第二顯示區，並同時設置上述第一顯示區和第二顯示區。
因此，本發明的發光元件不同於以往那樣地將發光元件作為背光源和正面光源來使用，而是向著顯示面一側以自身的發光直接進行顯示。藉此可以提高發光元件所發出的光的利用效率，同時也可使顯示裝置的厚度變薄。即是說，背光源景燈的厚度通常為3～6mm左右，因此，由於不採用背光源而帶來的厚度減小的優點是非常明顯的。另外，不需要背光源是指，不需要以往的設置在液晶屏的背面與背光源之間的偏振片、位相差片以及玻璃基板。因此，由於不需要這些偏振片、位相差片和玻璃基板，顯示裝置的厚度可以更加薄。
又，由於不必對形成圖形的發光元件的背光源進行定位和固定，可以省略為此而備的專用裝置及固定機構，則可減少零部件數量、縮減工序，由此，可以降低成本支出。
而且，不需要背光源與背面側偏振片及位相差片的優點不僅在於，單單使顯示裝置整體厚度變薄。也就是說，減少部件數量這一點來講，不僅對於材料費，而且組裝工時和各種部件檢查等所需費用也能削減，故顯示裝置整體上的製造成本下降。
還有，對於本發明發明那樣的例如像素分割方式等的顯示區分割方式的顯示裝置，能夠將第一顯示區與第二顯示區之比任意地設定為一定程度，由此，例如在使用於手機、信息攜帶終端(PDA)等行動裝置中的場合下，通常，將反射區即第一顯示區的比例增大。例如使得顯示像素的像素麵積中80％為反射區時，發光區即第二顯示區為20％，因此發光元件的發光面積即使為最大也只需像素麵積的1/5就可以了，這一點意味著能夠減少功耗。
因此，能提供一種小型、廉價，且從野外到室內其可視性均優越的顯示裝置。
又，本發明的顯示裝置還具有相互相對的第一基板和第二基板，所述光調整元件及發光元件都設置在所述第一基板和第二基板之間，因而將光調製元件及發光元件都僅裝在第一基板和第二基板之間，從而使顯示裝置的厚度能確實減薄。
又，本發明的顯示裝置是在上述的顯示裝置內，光調製元件的光調製層與發光元件的發光層設置在同一層，這裡所謂的同一層並不意味為兩者為同一水平位置，它包括在發光調製元件的光調製層內包含發光元件的發光層的狀況。
根據所述發明，發光元件與光調製元件的光調製層設置在同一層，因此，在以往由光調製元件形成的非發光顯示元件的厚度範圍內，能夠裝入發光元件，結果能確實地減薄顯示裝置的厚度。
又，本發明的顯示裝置，在其顯示區內同時設置由光調製元件反射外部光進行顯示的非發光顯示元件所組成的第一顯示區、發光元件進行自發光並進行顯示的發光顯示元件所組成的第二顯示區，同時還具備相互相對設置的第一基板和第二基板，所述光調製元件及發光元件都設置在第一基板與第二基板之間，並且在所述第二顯示區內，在所述第一基板上順次疊層所述發光元件和光調製元件的光調製層。
根據所述發明，在第二顯示區內，在所述第一基板上順次疊層所述發光元件和光調製元件的光調製層，因此，光調製元件及發光元件都被裝在第一基板與第二基板之間，因此顯示裝置的厚度能確實減薄。並且，儘管光調製層疊層在發光元件的表面側，但由於發光元件被設置在第一基板與第二基板之間，因此，發光元件的顯示光全部出射到第二顯示區。因而，光的利用效率非常高。
由此，能夠提供一種確保更高照射效率、不僅提高亮度且能減少顯示裝置厚度以及降低零部件費用的顯示裝置。
又，本發明的顯示裝置能夠相互公用以所述光調製元件及發光元件驅動矩陣狀配置的所述各顯示區用的各數據信號線及各掃描信號線。
因此，能夠提供一種在顯示區內形成兩個顯示元件時可防止電路構成複雜化、並且製造成品率高且成本低的顯示裝置。
又，本發明的顯示裝置的製造方法，在製造同時設置所述非發光顯示元件與發光顯示元件的顯示裝置時，當在第一基板上形成驅動電路，在第二基板上形成發光元件後，將形成這些驅動電路的第一基板側和形成發光元件的第二基板側組合成一體。
因此，在製造顯示裝置時，可將發光元件及驅動發光元件和光調製元件的驅動元件分別形成。這樣，在發光元件形成時不會受到驅動元件形成時的工序溫度、化學品、氣體等的影響。
又，本發明的顯示裝置，為了解決上述問題，由發光顯示元件單獨形成，是將在第一基板上形成了驅動電路的第一基板側、與在第二基板上形成包括二個發光元件用電極在內的發光元件的第二基板側貼合在一起。
又，本發明的顯示裝置，是在所述顯示裝置中，發光元件由有機電致發光元件形成，在形成所述有機電致發光元件的第二基板側，在有機電致發光元件的陰極形成之後，與第一基板側貼合在一起。
根據所述發明，對於單由發光顯示元件形成的裝置，形成作為發光元件的有機電致發光元件(以下稱作「有機EL元件」)的第二基板側，在包括有機EL元件的發光元件用電極即陰極形成以後，與第一基板側貼合在一起。
藉此，從有機EL元件出射的光不是從形成驅動有機EL元件的驅動電路的基板側出射，而能夠從與其相對設置的對向基板或保護層側出射。因此，與所述以往技術中的光出射方向相同，與向驅動電路形成側出射的構造相比，同樣地具有下述基本優點。
首先，由於分別形成設置驅動電路的第一基板側與有機EL元件。因此，可以分別獨立地編排製造工序，因而不受溫度、氣體以及化學品等的影響，提高了可靠性。
又，由於所述結構，可以使光從形成了有機EL元件的第二基板側出射。這樣，可以不影響驅動電路側的開口率而將發光區設定為更寬。由此，能提高亮度。而且，由於發光面積較大，獲得相同亮度所需的每單位面積電流量可降低，則可以實現延長使用壽命、以及利用發光效率提高來減少電能消耗。
又，由於光不出射到形成有驅動電路的第一基板側，故第一基板側可以在整個面上形成驅動電路。因此，能夠自由設定驅動電路的TFT(Thin FilmTransistor，薄膜電晶體)的大小，或在TFT生成區上留有餘地，從而能形成微細控制用的電路。另外，由於布線寬度也有了餘地，使驅動電路可靠性更高，成品合格率也更高。
又，在本發明的顯示裝置的驅動方法中，採用同時設置非發光顯示元件與發光顯示元件的顯示裝置，並且，將各顯示區內的圖像信號的單位時間即1個場分割成多個期間，在每個分割期間使光調製元件或發光元件進行通-斷動作。
根據所述發明，在驅動同時設置非發光顯示元件與發光顯示元件的顯示裝置時，通過將1個場分割成幾個期間，在每個分割期間令光調製元件或發光元件進行通-斷動作，可以控制1個場中的光調製元件或發光元件的總導通時間，同時進一步使這種發光模式的種類多樣化，並且能有效地進行驅動。
又，通過上述時間上控制光調製元件或發光元件的導通時間，能夠顯示圖像信號的灰度。
因此，能夠提供一種顯示裝置的驅動方法，該方法在當兩個顯示元件形成在一個顯示區內時，可防止電路構造複雜化，並能提供一種製造時合格率高、低成本、效率高並能有以良好灰度進行顯示。
本發明的其他目的，特徵和優點根據以下內容可充分了解，另外，關於本發明的優點，通過參照附圖並閱讀以下說明，可以明確。


圖1是表示本發明的顯示裝置一實施形態，它是表示該表示顯示裝置中一個像素的剖面圖。
圖2是表示本發明一個概要，它是表示顯示環境與功耗的關係圖。
圖3是表示本發明的一個概要，它是表示顯示環境與亮度的關係圖。
圖4(a)～圖4(c)是表示所述顯示裝置中的對向基板的製造方法的說明圖。
圖5(a)及圖5(b)是表示所述顯示裝置中TFT基板製造方法的說明圖。
圖6是表示將金屬電極沿有機EL元件的陽極在黑底下形成的顯示裝置剖面圖。
圖7是表示將金屬電極形成為有機EL元件的層狀構造並在黑底下形成的顯示裝置剖面圖。
圖8(a)及圖8(b)是表示所述顯示裝置的對向基板與TFT基板貼合狀態的說明圖。
圖9是所述顯示裝置中公用信號線進行驅動時的1個像素的驅動電路圖。
圖10是表示所述顯示裝置在公用信號線進行驅動時的一個像素驅動電路變形例的驅動電路圖。
圖11是表示所述顯示裝置的顯示狀態特性圖。
圖12表示本發明的顯示裝置的另一實施形態，它是表示顯示裝置中的一個像素的剖面圖。
圖13(a)～圖13(c)是表示所述顯示裝置中對向基板製造方法的說明圖。
圖14是表示所述顯示裝置中TFT基板製造方法的說明圖。
圖15(a)及圖15(b)是表示所述顯示裝置的對向基板與TFT基板貼合狀態的說明圖。
圖16是表示本發明的顯示裝置再一實施形態，它是表示顯示裝置中的一個像素的剖面圖。
圖17是表示多層形成所述顯示裝置的凸部時的剖面圖。
圖18是所述顯示裝置中顯示畫面的平面圖。
圖19(a)是表示將所述顯示裝置的1個像素分割成反射區及發光區時將發光區設置在反射區的內側所構成的平面圖。
圖19(b)是表示將所述顯示裝置的1個像素分割成反射區和發光區時，將發光區設置在反射區的轉角側所構成的平面圖。
圖20是表示本發明的顯示裝置的再一實施形態，是使用光傳感器場合下的方框圖。
圖21是表示本發明的顯示裝置的再一實施形態，它是表示顯示裝置中一個像素的平面圖。
圖22是所述顯示裝置中表示1個像素的圖21的A-A線剖面圖。
圖23是表示所述顯示裝置的整體構成圖。
圖24是表示所述顯示裝置在常白模式下漏極電壓Vd小於液晶用閾值電壓Vth(LC)時液晶顯示元件及有機EL元件的顯示狀態的說明圖。
圖25是表示所述顯示裝置在常白模式下漏極電壓Vd大於液晶用閾值電壓Vth(LC)而小於EL閾值電壓Vth(OLED)時液晶顯示元件及有機EL元件的顯示狀態的說明圖。
圖26是表示所述顯示裝置在常白模式下漏極電壓Vd大於液晶用閾值電壓Vth(LC)並大於EL用閾值電壓Vth(OLED)時液晶顯示元件及有機EL元件的顯示狀態的說明圖。
圖27是表示所述顯示裝置在常黑模式下漏極電壓Vd小於公用閾值電壓Vth時液晶顯示元件及有機EL元件的顯示狀態的說明圖。
圖28是表示所述顯示裝置在常黑模式下漏極電壓Vd大於公用閾值電壓Vth時液晶顯示元件及有機EL元件的顯示狀態的說明圖。
圖29(a)是表示顯示裝置在常黑模式下液晶顯示元件的亮度狀態的說明圖，圖29(b)是表示顯示裝置在常黑模式下有機EL元件的亮度狀態的說明圖。
圖30是本發明的顯示裝置的另一其他實施形態在驅動時的信號波形圖。
圖31是表示電壓電流轉換手段的其他構成的說明圖。
圖32(a)～圖32(c)是本發明的顯示裝置的另一其他實施形態下驅動時的信號波形圖。
圖33是表示本發明的顯示裝置的另一其他實施形態，是作為有機EL層由空穴輸送層、發光層、電子輸送層構成的有機EL發光元件的剖面圖。
圖34是表示作為有機EL層由高分子EL材料構成的有機EL發光元件的剖面圖。
圖35(a)～圖35(c)是表示圖33中所示的顯示裝置的對向基板製造方法的剖面圖。
圖36(a)及圖36(b)是表示圖33中所示的顯示裝置的TFT電路側基板製造方法的剖面圖。
圖37(a)及圖37(b)是表示圖33中所示的顯示裝置的對向基板與TFT電路側基板貼合工藝的剖面圖。
圖38(a)～圖38(c)是表示圖34所示的顯示裝置的對向基板製造方法的剖面圖。
圖39是表示圖34所示的顯示裝置的TFT電路側基板製造方法的剖面圖。
圖40(a)及圖40(b)是表示圖34所示的顯示裝置的對向基板與TFT電路側基板貼合工藝的剖面圖。
圖41是表示歷來的顯示裝置的剖面圖。
具體實施例方式
首先，對於本發明的概要進行說明。
本發明的顯示裝置是將反射外部光進行顯示的非發光顯示元件和自發光的發光顯示元件裝在同一個顯示裝置內構成，由此可知，不需要裝設背光源等另外的光源，因此能同時實現功耗低及小型化。還有，將非發光顯示元件和自發光的發光顯示元件組合裝在同一個顯示裝置內，由於能夠公用電極、布線、驅動元件、絕緣體等的部件的製造工序，因此，能夠使以往用於背光源等光源製造以及附件等所化費的時間和費用大幅降低。
以下，進一步對本發明的作用、效果等詳細說明。
首先，如上所述，通常顯示裝置大體上可分為非發光顯示裝置及發光顯示裝置二大類，非發光顯示裝置使從陽光、室內光、背光源、正面光源等外部光源出射的光透過非發光顯示元件即光調製元件而進行調製，對於該非發光顯示元件，存在兩種類型，一種是具有使得來自外部的光反射的反射手段的反射型、另一種是不具有反射手段的透過型。另一方面，發光顯示裝置是具有發光元件的顯示裝置，通常，發光元件或稱為發光層的部分自己發光。這裡，將上述光調製元件中透過光的控制稱為光調製，與此相應，對發光元件的發光稱為直接調製。
對於由透過型液晶顯示裝置所代表的透過型非發光顯示裝置，通常從暗顯示到亮顯示，背光源的亮度是一定並經常點亮著，因此，透過型的非發光顯示裝置經常使用外部光源，會消耗功率，另外，透過型非發光顯示裝置的情況下，對光調製元件及背光源而言，必須要有各自的電源供給及控制，因此零部件數量多，限制了小型化，也難以降低成本。
而另一方面，由EL顯示裝置代表的發光顯示裝置，由於調控發光亮度，暗顯示和亮顯示消耗的功率不同，從功耗來講，暗顯示少而亮顯示則多。
這裡，將這些透過型的非發光顯示元件或發光顯示元件和反射型的非發光顯示元件組裝在同一個顯示屏內，利用雙方進行顯示，與本發明相比較。即將透過型的非發光顯示元件與反射型的非發光顯示元件組合的以往的顯示裝置，也就是將作為以往技術已經說明過的像素分割型的液晶顯示裝置等，和本發明的顯示裝置作一比較。
以往的液晶顯示裝置如圖2中用虛線L1所示，從亮環境下到暗環境下光源即背光源必須常時點亮，必須消耗大體一定的功率。與此相比，將發光顯示元件和反射型非發光顯示元件組合在同一顯示屏中的本發明的顯示裝置，可以根據周圍環境來調整發光顯示元件的亮度進行顯示。因此，如圖2的實線L2所示那樣，在亮環境下使發光亮度降低，使反射型的非發光顯示元件得到最大限度的利用，而在暗環境下可使發光顯示元件的發光亮度提高以保持顯示。因此，亮環境下能夠使以往透過型非發光顯示裝置中點亮背光源的耗電減少。
因此，本發明的顯示裝置，如在亮環境下使用，比透過型的非發光顯示元件與反射型的非發光顯示元件組合的顯示裝置更為省電，通過降低亮度進行顯示，能延長使用壽命，提高可靠性。還有，本發明的顯示裝置，沒有必要另外設置背光源，因此與以往的液晶顯示裝置比較，能實現薄型化和小型化，加上不需要供電手段和控制等，可以使成本降低。
又，將本發明的顯示裝置與僅用發光顯示元件的顯示裝置比較，可得到圖3的結果，即如圖3中用虛線L1所顯示的那樣，僅有發光顯示元件構成的顯示裝置，隨著環境變亮，其發光亮度如不增強，顯示將變得看不清楚。
而本發明的顯示裝置，在亮的環境下，反射型的非發光顯示元件將提高其顯示特性，發光顯示元件如同一圖的實線L2』所示，亮度降低就能顯示，這是以往僅用發光顯示元件的場合下所沒有的，是本發明獨自形成的亮度控制方法。
這樣，根據本發明的顯示裝置，比只用發光顯示元件的情況，可將最大亮度設定得更低，同時能提高其使用的可靠性、延長壽命。
實施形態1本發明的實施形態，按圖1、圖4至圖11說明如下。
如圖1所示，本實施形態的顯示裝置50，作為光調製層的液晶層26及作為發光元件的有機EL元件60，被上下側的TFT基板51及對向基板52挾在中間。而下側是在由玻璃為代表的材料形成的作為第一基板的絕緣性基板21上形成有TFT(Thin Film Trainmaster，薄膜電晶體)基板51，並且對於每個顯示像素形成驅動作為光調製元件的反射型液晶顯示元件20的液晶用TFT元件22及驅動作為發光元件的發光型有機EL(Electro Luminescence)元件60的EL用TFT元件42。這些液晶用TFT元件22及EL用TFT元件42能各自單獨地進行驅動，另一方面，也可以公用信號線驅動。
另一方面，在上側設有對向基板52，該對向基板52由同樣利用玻璃形成的透明的作為第二基板的絕緣性基板29、在該絕緣性基板29上又形成彩色濾色層28、黑色底層33、有機EL元件60、偏振片32、位相差片31所組成，該有機EL元件60由作為光調製元件顯示面側電極的對向電極27、由作為發光元件用電極及發光元件顯示面側電極的陽極65、空穴輸送層64、發光層63、電子輸送層62、以及由作為發光元件用電極的陰極61等組成。
這裡，本實施形態中，使有機EL元件60與液晶顯示元件20的光調製層即液晶層26設置在同一層並使得在有機EL元件60的光出射側不存在液晶層26。
也就是說，本實施形態中的顯示裝置50中，對於作為顯示區的每一個顯示像素，同時設置有在液晶顯示元件20的一部分上將來自顯示面一側的外來入射光用液晶顯示元件20的像素電極25反射並經液晶層26調製和顯示的作為第一顯示區的反射區11、以及在有機EL元件60的一部分上進行自發光並把該光向顯示面一側出射的作為第二顯示區的發光區12a。
又，本實施形態的顯示裝置50具有有機EL元件60出射的光難以穿透液晶層26的構造，因此，有機EL元件60出射的光，由於液晶的原因，沒有被散射或被吸收，故難以產生亮度降低。
本實施形態中，所述有機EL元件60形成於對向基板52的陽極65上，這意味著實施形態的有機EL元件60通過與TFT電路不同工序加以製造。
也就是說，有機EL元件60形成在對向基板52側，形成後的EL元件60的光射向對向基板52側。這樣，在形成對向基板52之際，例如用ITO(IndiumTin Oxide，銦錫氧化物)形成透明的陽極65，然後依次序形成空穴輸送層64、發光層63、電子輸送層62、以及陰極61，可以採用以往所用的形成方法，同時由於對向基板52側沒有驅動電路，所以也就不會因驅動電路而對有機EL元件60的開口率進行限制，所以可以得到近100％的開口率。
又，由於TFT製造工序與對向基板52的製造工序分開，能夠避免TFT製造過程中產生的熱影響，特別能夠與光刻及蝕刻的工序分開，它的化學品溶液和水會引起使用有機材料的發光層63特性劣化。
因此，將有機EL元件60與TFT基板51分開製成對於維持有機EL元件60的性能是有益的。
這裡，本實施形態中使用的發光層，且不問是採用低分子型EL材料還是採用高分子型EL材料都可以，該圖表示的有機EL元件60是表示用低分子型EL材料製造發光層63的一個應用例，並且，發光層63的兩面設有電子輸送層62及空穴輸送層61。但是，不一定必須設置上述電子輸送層62及空穴輸送層64，但對於使用低分子型EL材料的發光層63而言，設置電子輸送層62及空穴輸送層64，在發光效率這一點上是有益的。
又，本實施形態的顯示裝置50中，在TFT基板51的像素電極25和有機EL元件60之間，有一處凸起的導電接觸層66，有機EL元件60與像素電極25以及EL用TFT元件42在這裡電氣連接，該導電接觸層66是為了調整高度而設置的。
下面，對具有由所述低分子型EL材料發光層63形成的有機EL元件60的顯示裝置50的製造方法作說明。首先就形成對向基板52的情況進行說明。
對於低分子型EL材料的發光層63，一般是用掩膜蒸鍍來形成有機EL元件60。因此，在形成對向基板52時，如圖4(a)所示，首先，將掩膜55設置在對向基板52的對向電極27及陽極65側的預定位置。本實施形態如後所述，採用液晶顯示元件20和有機EL元件60共有信號線的驅動方式，因此，構造上，在對向電極27與陽極65之間形成一條不導通的溝道。但是，使得液晶顯示元件20和有機EL元件60單獨驅動時，對向電極27和陽極65也可以導通。
然後，如圖4(b)及圖4(c)所示，通過掩膜55的窗口55a，使空穴輸送層64、發光層63、電子輸送層62及陰極61順次成膜。
另一方面，在形成TFT基板51時，按圖5(a)及圖5(b)所示，在形成了液晶用TFT元件22、EL用TFT元件42以及像素電極25的TFT基板51上塗布感光性導電樹脂之後，進行掩模曝光，僅導電性接觸層66上留有導電樹脂。這裡，本實施形態中像素電極25也設置在有機EL元件60所配置的區域內。該像素電極25由鋁(Al)等具有反射性的導電膜形成，而有機EL元件60則只在與像素電極25相反的顯示面側發光，因此，像素電極25的存在不會有光透過的問題。另外，不必另外形成有機EL元件60的背面反射板，因此可減少工序數量。
又，所述陰極61，通常是用金屬形成的，但是不限於此，如可用導電性樹脂。還有，將陰極61用金屬或導電性樹脂形成後再用導電性樹脂形成也可。還有，導電性樹脂也可採用噴塗法塗布。
又，在本實施形態中，為了讓有機EL元件60發出的光射向對向基板52側，必須讓電流由對向基板52側流向TFT基板51側。因此，考慮到對向基板52側上形成的透明陽極65的電阻值較高時，發光效率要下降，因此為解決這一問題，例如圖6所示那樣，沿有機EL元件60的透明陽極65而形成金屬電極65a，以使其電阻值下降。作為該金屬電極65a能利用的材料，最好反射率要低，例如鈦(Ti)、鉭(Ta)等為好。又，為了使電阻更低，如圖7所示那樣，用鋁(Al)等低阻抗金屬形成的金屬電極65b，與用例如鉭(Ta)、鈦(Ti)等低反射率的金屬電極65c形成層狀構造，並沿著黑底33形成。這裡，採用低反射率金屬的理由是為了使用金屬電極65a，65b來反射外部光並且不使對比度減小。又，在同樣的目的之下，也可將金屬電極沿黑底33形成。這樣，不直接向黑底33所遮光的顯示面側出射，因此，可不限於反射率低的材料。再有，圖7表示具有用高分子型EL材料形成的發光層73的有機EL元件70，而使用所述低反射金屬的方法對有機EL元件60或70中的任一種元件都可以採用。
又，本實施形態中，在有機EL元件60與液晶層26的邊界上，沒有特別地設置任何部件，但也未必限於此，例如，將在實施形態2中說明，也可以設置與有機EL元件70一樣的遮光層、本實施形態中，在有機EL元件60處形成遮光層時，將有機EL元件60形成為層狀，然後，在四周面上用遮光材料塗布即可。
以下，如圖8(a)及圖8(b)所示，將形成了有機EL元件60的對向基板52與TFT基板51相互對準，貼合固定。在此，有機EL元件60利用導電接觸層66與TFT基板51電氣連接，理想地，TFT基板51和對向基板52上都事先塗好導電性樹脂，利用導電性樹脂使雙方電氣接觸。折射由於能夠防止因金屬表面氧化膜造成的接觸不良，而且利用樹脂所具有的彈性可以容易實現接觸。
然後，注入液晶。注入可以是在TFT基板51與對向基板52相互貼合以後，可以用真空注入法注入。
接著對有機EL元件60所用各種部件的材質等加以說明。
首先，有機EL元件60可用發白色光的發光層63，可照樣使用液晶顯示元件20中顯示用的彩色濾色層28。但也未必限於這一種，也可用發出紅(R)、綠(G)、藍(B)中任何一種顏色的光的發光層63，這時，彩色濾色層28的一部分可以做成透明。
也就是說，發光層63的發光，根據紅(R)、綠(G)、藍(B)不同的顏色，其發光亮度的時效劣化不同。因此，把發光層63用於顯示元件中時，隨著時間的推移，色平衡將會崩潰，對於這一點，採用發白色光的發光層63時可以防止這種時效性的色平衡劣化。但另一方面，用發白色光的發光層63的同時，使用各種顏色的彩色濾色層28的情況下，由於採用各種顏色的彩色濾色層28，透過率為1/3，所以，結果是光利用效率降低。
因此，任何情況都是辨證的，與考慮到使用期間較短的顯示器和與正確的色平衡相比更重視亮度的顯示器，最好採用發出紅(R)、綠(G)、藍(B)的各種顏色的發光層63，而對有長時間彩色平衡要求的如電視機等，最好採用發出白色光的發光層63。
下面，例舉能作由發出各色光的低分子型發光材料組成的發光層63的材料，例如有萘、蒽、菲、芘、並四苯、螢光素、芘酞二萘嵌苯、萘酞芘、二萘嵌苯、二苯丁二烯、四苯基丁二烯、香豆素、氮萘金屬配位化合物、亞胺、二苯蒽、二氨基唑、芥子喹因、勒布朗等。
另一方面，作為發白光的發光層63的材料可例舉有，藍色金屬配位化合物(Znbox2Zinc-benzoxyazol2)和黃色金屬配位化合物(Znsq2Zinc-styrylquinoline2)。也可將螢光色素芘或DCM1(4-(Dicyanomethylene)-2-methy1-6-(4-dimethylaminostyry1)-4H-pyran)摻雜在其中使用。也可以使用聚合物材料的疊層體或對聚乙烯咔唑將PBD(2-(4-Biphenyly1)-5-(4-tert-buthlpheny1)-1，3，4-oxadiazol)分散後的單層材料等。
另外，用作空穴輸送層64的材料有，酞化菁化合物、萘酞化菁化合物、初卟啉惡二唑、三唑、咪唑、四氫咪唑、惡唑、芪等。
還有，作電子輸送層62的材料有，芴酮、蒽醌二甲烷、二苯基對苯醌、噻喃、惡二唑、噻二唑、四唑、二萘嵌苯四羰酸。
陰極61的電極材料可例舉如下，有鋁(Al)、鎂(Mg)、銀(Ag)等金屬，也可以將鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、金(Au)等金屬材料重疊在上述材料之上，可提高接觸性能。
再有，作為用於TFT基板51與對向基板52接合的導電性接觸層66的連接導電性樹脂，例如可以用特開平11-249299號公報中所記載的導電粒子分散感光樹脂(富士膠捲株式會社制)或雜誌《1986 The Chemical Society ofJapan》的「Chemistry letters，pp.469472，1986」中所記載的能利用聚吡咯組成的感光導電聚合物。更詳細的，在特開平11-249299號公報中有關碳黑等導電性粒子被分散的感光性分散物及感光的技術，用曝光及顯影來形成布線圖案等已公開的論文。另外在「Chemistry Letters，pp.469-472，1986」中公開使吡咯單體光化學聚合，使其帶導電性，形成聚吡咯，也公開了作為電極材料製作布線圖案的內容。
以下對有關對向基板52上形成的位相差片31及偏振片32的特性作一敘述。
這一些位相差片31及偏振片32在液晶顯示元件20中，為了構成除了特定的液晶方式的反射型液晶顯示裝置，要除去特定的液晶方式，這種情況下，位相差片31通常是1/4波長。在本實施形態中，對於有機EL元件60的陰極61，為了提高反射效果，可使用鋁(Al)等金屬，因此，有機EL元件60的不發光時，用陰極61進行光反射，對比度會下降。因此，通常為了防止反射，在有機EL元件60的顯示面一側必須要偏振片32及1/4波長的位相差片31，這一點，在本實施形態中，在反射型液晶顯示元件20中，由於預先具有相同結構的偏振片32和位相差片31，可以不必重新設置而能夠公用。
以下，對具備所述結構的顯示裝置50的驅動電路在圖9的基礎上作一說明。本驅動電路中，要對形成矩陣狀顯示區的各顯示像素進行有源驅動，有關液晶顯示元件20及有機EL元件60的驅動，公用作為信號線及掃描信號線的柵極總線3...、作為信號線及數據信號線的源極總線2a...。但本發明中未必限於這樣，也可以適用於單純的矩陣。另外，關於驅動迴路詳細情況請參見實施形態7。
如該圖9所示，在顯示裝置50中的一個像素的電路結構中，液晶用TFT元件22的柵極電極與柵極總線3相連，源極總線2a與液晶用TFT元件22的源極接續。另外，液晶用TFT元件22的漏極22a與液晶顯示元件20、液晶輔助電容35、EL用TFT元件42的柵極電極連接。又，EL用TFT元件42的漏極與有機EL元件60的陰極61連接。又，在上述構造中，有機EL元件60設置在EL用TFT元件42的漏極側，但未必僅限於此，例如，如圖10中所示，也可設在EL用TFT元件42的源極側。
這樣結構的顯示裝置50的驅動電路，用輸入到柵極總線3...的掃描線信號Vg控制液晶用TFT元件22通/斷，將源極總線2a...的數據線信號Vs輸入液晶顯示元件20。液晶顯示元件20的發光狀態由液晶輔助電容35來確保。又，本實施形態中，EL用TFT元件42的EL用閾值電壓Vth(OLED)設定得比液晶顯示元件20的動作範圍電壓更高，即，源極總線2a...的數據線信號Vs的電壓一旦超過液晶顯示元件20的驅動電壓範圍，液晶顯示元件20飽和，另一方面，EL用TFT元件42處於導通狀態，有機EL元件60發光。
另一方面，液晶顯示元件20設定為正常時白色模式、而飽和狀態時為黑色，因此，在有機EL元件60發光的電壓範圍內，液晶顯示元件20成為有機EL元件60的黑底，不會由於液晶顯示元件20而產生對比度降低。
又，在僅僅液晶顯示元件20動作的電壓範圍內，發光區12a不發光，由於設於顯示屏面的偏振片32及位相差片31成為黑色狀態。因此，不會由於有機EL元件60而使液晶顯示元件20的對比度變低。
具體地說，如圖11所示，數據線信號Vs未滿EL用TFT元件42的EL用閾值電壓Vth(OLED)時，有機EL元件60不發光，液晶顯示元件20起反應，從亮顯示到暗顯示，即進行黑色顯示。
又，數據線信號Vs比EL用TFT元件42的EL用閾值電壓Vth(OLED)大時，液晶顯示元件20進行暗顯示，根據數據線信號Vs，EL用TFT元件42的漏極電流變化，調節有機EL元件60的發光量，作發光型顯示。再者，有機EL元件60的發光量的調節也能通過對供電電壓Vdd的調節來進行，另外，本實施形態的顯示裝置50，其驅動方法沒有限定，也可以用其他驅動方法，圖11中所示的驅動方法其驅動電路是公用的，因此最佳。
一方面，作為與所述的驅動方法不同的驅動方法，在所述有機EL元件60及液晶顯示元件20雙方的顯示不能做到一體化的情況下，驅動電路最好設置成能各自獨立驅動的方式，這樣，液晶顯示裝置20設定為常黑模式，液晶顯示元件20處於截止狀態下為黑色。這是因為液晶顯示元件20在不工作時，不因液晶顯示元件20而無謂地消耗功率，也有助於提高顯示的對比度。
再者，對於以往的將透過型液晶顯示元件與反射型液晶顯示元件組合在一起的液晶顯示裝置，必須有透過型顯示用光源及其所用電源，而在本實施形態的顯示裝置50中，是將有機EL元件60和反射型的液晶顯示元件20組合安裝在同一顯示屏內，如果預先讓驅動部備有電源，則能進行亮度調製。
因此，本實施形態的顯示裝置50，不需要光源用的電源能夠做到降低成本，減少部件、小型化。又，為使信號布線公用化，則利用信號布線上的電壓切換發光顯示的元件和利用外部光進行顯示的非發光顯示元件時，如所述圖2中所示，自發光亮度在某一點W上降到0的情況相當。
就這樣，對於本實施形態的顯示裝置50，在各顯示像素10...內同時設置有液晶顯示元件20反射外部光進行顯示的非發光顯示元件形成的反射區11、以及有機EL元件60直接調製進行顯示的發光顯示元件形成的發光區12a。
因此，在一對絕緣性基板21及29之間同時裝有液晶顯示元件20及有機EL元件60，故顯示裝置量厚度可以減薄。
因此，有機EL元件60向著顯示面一側，自身發光直接顯示，不是像以往那樣，將有機EL元件60作為背光源和正面光源使用。因而，由此不僅來自有機EL元件60的光能夠提高利用效率，而且顯示裝置的厚度也可減薄。也就是說，背光源及正面光源的厚度通常是3～6mm左右，如不用背光源，則對於厚度減薄很有好處。另外，不用背光源意味著，不需要以往的設置在液晶屏的背面與背光源之間的背面側的偏振片、位相差片及玻璃基板等。如此，顯示裝置的厚度可以更加薄。
進一步而言，不需要背光源、背面側的偏振片以及位相差片的優點在於，不僅是顯示裝置整體厚度變薄，在減少部件數量上，不僅減少了材料費而且裝配人工及各種零部件檢查所需的成本也都能削減，從而顯示裝置整體製造成本將能下降。
因此，在實現小型化、降低成本的同時，還能提供從野外到室內可視性優越的顯示裝置50。
又，本實施形態的顯示裝置50中，具有相互相對的絕緣性基板21及絕緣性基板29，液晶顯示元件20及有機EL元件60任一個都設置在絕緣性基板21與絕緣性基板29的中間。因此，液晶顯示元件20及有機EL元件60都形成在絕緣性基板21與絕緣性基板29的中間，故顯示裝置50的厚度確實能夠減少。
又，本實施形態的顯示裝置50中，其發光區12a內不存在液晶顯示元件20的液晶層26.即，有機EL元件60的發光層63的顯示面一側不存在液晶顯示元件20的液晶層26，即意味著從有機EL元件60向顯示面方向出射的光不會通過液晶層26，而射向顯示裝置50以外。再者，假設在發光層63的顯示面一側不存在液晶層26，在本實施形態以外，例如實施形態3所示，液晶層26的顯示面側的端面存在於比發光層63的顯示面側的端面更靠顯示面側，但由於絕緣性凸部81等絕緣層的存在，發光層63的顯示面側即發光區12a的液晶層26被排除。又，作為除此以外的構造，能考慮到將發光層63設置在液晶顯示20的顯示面側上的類型。
結果，有機EL元件60的出射光由於沒有被液晶顯示元件20的液晶層26散射或吸收，因此難於使亮度下降，並能使有機EL元件60的顯示品質提高。
又，本實施形態的顯示裝置50中，液晶顯示元件20的液晶層26與有機EL元件60的發光層63被設置在同一層。而所謂同一層，未必是指同一水平面，它包括有機EL元件60的發光層63被包含在液晶顯示元件20的液晶層26內的狀態。
因此，在以往的液晶顯示元件20形成的非發光顯示元件的厚度範圍內能收容有機EL元件60。其結果能確實地減薄顯示裝置50的厚度。
又，本實施形態的顯示裝置50中，驅動有機EL元件60及液晶顯示元件20的液晶用TFT元件22、以及EL用TFT元件42等的驅動元件，形成在一個TFT基板51一側，另一方面，在與該TFT基板51相對的對向基板52側形成有機EL元件60。
由此，在製造顯示裝置50時，可以分別形成有機EL元件60、液晶用TFT元件22以及EL用TFT元件42等驅動元件。因此，當形成有機EL元件60時，不會受到液晶用TFT元件22及EL用TFT元件42等驅動元件形成時的工序溫度、化學品、氣體等的影響。
又，有機EL元件60的出射光因射向對向的對向基板52側，故不會被驅動有機EL元件60的EL用TFT元件42遮擋，能有效地利用光，並能從陽極65即透明導電層開始形成發光層63，籍此，能以與前同樣結構形成發光層63。
可是，在將有機EL元件60設置在與液晶顯示元件20的液晶層26同一層時，並不限於有機EL元件60的形成高度要與液晶顯示元件20的液晶層26的厚度一致。
關於這一點，本實施形態中在TFT基板51上設置導電接觸層66，用於調整高度，在該導電接觸層66上形成有機EL元件60。
因而，能確實地把有機EL元件60設置在與液晶顯示元件20的液晶層26同一層上。
又，本實施形態的顯示裝置50中，導電接觸層66是用導電樹脂製成的，因此，從TFT基板51開始形成用導電樹脂形成的導電接觸層66，因而，能容易地在TFT基板51側上進行高度的調整。
又，在本實施形態的顯示裝置50中，在有機EL元件60的陰極61與TET基板51側的接合面上敷設有導電糊或導電樹脂等。
即，導電糊或導電樹脂，通常即使硬化，仍具有柔軟的彈性，因此，能使有機EL元件60的陰極61與TFT基板51側可靠地電氣接合。
又，本實施形態的顯示裝置50中，有機EL元件60、液晶顯示元件20公用源極總線2a...及柵極總線3...進行驅動。
因此，為了防止有機EL元件60和液晶顯示元件20的驅動電路構成變得十分繁複，能夠提供確實地減少顯示裝置厚度和部件成本的顯示裝置50。
又，本實施形態的顯示裝置50中，有機EL元件60及液晶顯示元件20也做成彼此獨立驅動。為了有機EL元件60及液晶顯示元件20能實現單獨的驅動，作為這樣驅動用的一種結構，舉例如下，有將有機EL元件60及液晶顯示元件20各自具有源極總線2a及柵極總線3的情況，或將源極總線2分別設置而將控制總線3公用的情況。
又，本實施形態的顯示裝置50中，將驅動有機EL元件60及液晶顯示元件20的EL用TFT元件42以及液晶用TFT元件22在一方的基板即TFT基板51上形成，因此通過TFT基板51上形成EL用TFT元件42及液晶用TFT元件22，能使顯示裝置50的製造更為容易並避免構成複雜。
又，本實施形態的顯示裝置50中，光調製元件是反射型的液晶顯示元件20，發光元件是有機EL元件60，因此，通過將反射型的液晶顯示元件20作為光調製元件，能夠很容易地將液晶顯示元件20及有機EL元件60同時設置於各顯示像素10內。
結果，確實能小型化和降低造價，同時也提供了野外和室內都適用，可視性優越的顯示裝置50。
又，本實施形態的顯示裝置50中，液晶顯示元件20的對向電極27與有機EL元件60的陽極65是用同一種材料並在同一層上形成，因此，使製造工藝公用，製造過程簡單。
又，本實施形態的顯示裝置50的製造方法中，在一方的基板上即TFT基板51上，形成液晶用TFT元件22及EL用TFT元件42，在另一方的基板上即對向基板52上，形成有機EL元件60後，通過將這些TFT基板51及對向基板52相互合攏形成一體。
在製作顯示裝置50時，有機EL元件60、液晶用TFT元件22以及EL用TFT元件42也可分別形成，因此，在形成有機EL元件60時，就能不受液晶TFT元件22及EL用TFT元件42形成時的工序溫度、化學品、氣體等的影響。
又，在本實施形態的顯示裝置50的製造方法中，可以先形成有機EL元件60及芯部77、77中的任意一個。因此，能夠使得可容易地形成有機EL元件60與芯部77、77的工序優先進行。
又，本實施形態的顯示裝置50中，在有機EL元件60的陰極61與TFT基板51側的接合面上，設置導電糊或導電樹脂，以後將TFT基板51與對向基板52貼合。
為此，使得將有機EL元件60的陰極61與TFT基板51的接合面設置樹脂和樹脂、或樹脂與樹脂糊，利用通過樹脂相互之間以及樹脂糊的彈力，使接合性能提高。
實施形態2參見圖12～圖15，以此為基礎，對本發明的其他實施形態，說明如下。為便於說明，凡在所述實施形態1的附圖中表示過的部件或具有同一功能的部件，賦以同一符號並省去說明。
本實施形態中，對於以高分子型EL材料製造有機EL元件的情況進行說明。
本實施形態的有機EL元件70，如圖12所示，發光層73用高分子型EL材料構成，該發光層73的上下直接與陰極61及陽極65相接。即，本實施形態有機EL元件70省略了所述實施形態1的有機EL元件60中存在的空穴輸送層64及電子輸送層62，但是本實施形態也可以設置這些空穴輸送層64及電子輸送層62。
另外，本實施形態中發光層73的兩側形成為了與液晶層26相絕緣的、作為保護層的芯部77、77。又，在形成發光層73時，首先形成芯部77、77，將EL材料噴射塗布或印刷在它們內部而形成發光層73。
所述芯部77、77可採用抗蝕劑、聚醯亞胺等材料製作。又，芯部77、77最好是遮光性的材料，這是因為從發光層73出射的光向橫方向的漏光會進入液晶層26而形成眩光，導致對比度低下。
所述有機EL元件70的製造方法說明如下。
首先，如圖13(a)所示，在對向基板52的對向電極27及陽極65側形成芯部77、77。這是採用抗蝕劑或聚醯亞胺並以光致蝕刻、噴射塗布工藝形成。
然後，如圖13(b)所示，在該部分例如用噴漿塗布方式形成了高分子型EL材料的發光層73，作為高分子型EL材料可用，聚苯撐乙烯、多氟綸、多噻粉、聚乙烯咔唑等。
最後，如圖13(C)所示，例如也可將導電性高分子材料塗布在這上面形成陰極，也可(未圖示)用鋁(Al)、鎂(Mg)、鋁-鎂(Al-Mg)合金等金屬材料，形成金屬糊後塗布高分子材料，用作陰極61。
另一方面，TFT基板51側如圖14所示，在形成了液晶用TFT元件22、EL用TFT元件42及像素電極25的TFT基極51上，將感光導電樹脂以噴漿塗布方式進行塗布，形成導電接觸層66。然後，如圖15(a)及圖15(b)所示，形成導電接觸層66。
然後，如圖15(a)及圖15(b)所示，形成有機EL元件70的對向基板52，與TFT基板51相互對準，與所述實施形態1一樣，進行貼合、固定。
此後，注入液晶並進行封裝。這時，形成的芯部77、77在掃描線的方向，在整個顯示屏寬度上形成的情況下，可以從顯示屏的端面起，沿著掃描線進行真空注入。
又，其他結構以及該有機EL元件70的驅動動作、顯示方法等與實施形態1相同，並省略說明。
這樣地，本實施形態的有機EL元件70，至少由發光層73、與形成在該發光層73兩側的陰極61及陽極65所構成。
因此，例如，在形成由高分子型EL材料製成的發光層73時，能由最小限度構成要素形成有機EL元件70。
然而，所述的顯示裝置50中，有機EL元件70因與液晶顯示元件20的液晶層26同層設置，液晶顯示元件20的液晶層26與有機EL元件60之間可能相互影響。例如，有機EL元件70的緣故，液晶顯示元件20的液晶等的液晶層與有機EL元件70發生接觸，就會引起雙方的性能下降或材料劣化。另外，有機EL元件70有時也會因與空氣和水分接觸的劣化。
然而，在本實施形態中，有機EL元件70的發光層73與液晶顯示元件20的液晶層26是隔著芯部77、77而相鄰。
因此，可以防止有機EL元件70的發光層73與液晶顯示元件20的液晶層26相互影響。即，將有機EL元件70與液晶顯示元件20的液晶層26設置在同一層之後，雙方的性能會下降，但卻能防止材料劣化，另外在顯示裝置50的製造過程中，例如在對向基板52側上形成有機EL元件70時，由於發光層73受到芯部77、77及陰極61的保護，防止發光層73與空氣和水分接觸而劣化。
但是，也考慮到從有機EL元件70發出光漏向相鄰的液晶顯示元件20的情況。
在這一點上，本實施形態的顯示裝置50中，因為芯部77、77具有遮光功能，能防止有機EL元件70所發的光漏向液晶顯示元件20的液晶層26。
本發明的其他發明形態，參見圖16～圖19並說明為下，為便於說明凡在上述實施形態1及實施形態2中說明過的或具有相同功能的元件付以同樣的符號，其說明省略。
本實施形態的顯示裝置50，為圖16所示，在對向基板52一側上設置有硬質、透明的絕緣凸部81，另將有機EL元件70設置在TFT基板51的側。上述絕緣性凸部81是作為液晶層26的厚度控制用的支柱使用的。
即，液晶層26的厚度通常大多設定為3～5μm，另一方面，有機EL元件70的厚度是0.1～0.5μm左右。在上述的實施形態1及實施形態2所示的圖1～圖12中，對於有機EL元件60及有機EL元件70，其厚度差通過連接樹脂即導電接觸層66進行調整。
對此，在本實施形態中，設有預先考慮了液晶層26和有機EL元件70的厚度差的絕緣性凸部81。厚度差在圖16中雖沒有明示，但其存在於接續部。
作為形成所述絕緣性凸部81的材料要使用高透過率樹脂，例如可使用JSR株式會社製造的感光隔離材料，製品名稱OPUTOMA-NN系列，該高透過率樹脂比所述導電接觸層66及連接部所用連接樹脂形成後的硬度高，利用這性質通過設定高度，可以期待使對向基板52和TFT基板51的間距保持一定的效果。
以往，液晶層26的厚度是依靠散布於該液晶層26中的隔離珠來進行控制，而因為在液晶層26的像素顯示面會導致對比度下降和散射，引起圖像品質量變差，另外，依靠隔離珠的方法還是不能的充分地控制厚度。
但，在本實施形態中利用上述絕緣凸部81進行的厚度控制，液晶層26的厚度控制精度提高的同時，也能夠期待提高顯示屏的強度。
又，本實施形態中，絕緣凸81不僅為了上述的厚度控制而用，並不限於此，將此絕緣凸部81用作有機EL元件70的光控器材，即，可作控制有機EL元件70發出的光的光學元件來使用，為了此目的，例如，如圖17所示，可以為由鋸齒狀凸部82a、82b組成的絕緣凸部82，鋸齒狀凸部82a，82b為將不同折射率的多個透明樹脂做成兩層鋸齒狀的凸部。利用這樣的構造，能使有機EL元件70發射的光帶有方向性，又，改變鋸齒形狀可使指向特性相應變化，所以就可能得到與液晶顯示裝置同樣的視野角特性。
因此，從顯示面來看本實施形態的有機EL元件70時，如圖18所示，由長寬決定的範圍相當於一個顯示像素10...，並且分割成各個反射區11和發光區12a。又，如該圖所示，對於各反射區11和發光區12a，形成連接像素電極25與液晶用TFT元件22或EL用TFT元件42的通孔25a。
又，所述顯示像素10...上反射區11及發光區12a，的分割配置並必僅限於此，例如圖19所示，如有機EL元件70形成的發光區12a被包圍在由液晶顯示元件20形成的反射區11中，反射區11與發射區12a中的任何一方可被另一方包圍，該圖所顯示的由有機EL元件70形成的發光區12a被包圍在液晶顯示元件20形成反射區11之中的形狀，有機EL元件70發光時，假設同圍的液晶顯示元件20的反射區全部為黑，則相相鄰的顯示元件作黑底作用，因此與所述圖18的形狀比較，對提高對比度有效。
又，如圖19(b)中所示的形狀，顯示像素10被敷滿的話，有機EL元件80形成的發光區12a被圍在由液晶顯示元件20形成的反射區11中可以期望得到同樣的效果。
又，關於發光區12a和反射區11的面積可根據顯示裝置用途來定。
又，本實施形態中，關於由高分子型EL材料組成的發光層73的有機EL元件70已經作了說明，但並不限於此，對於低分子型EL材料組成的發光層63的有機EL元件60，也可能同樣適用本實施形態。
又，關於其他的構成，與所述實施形態1至實施形態2相同，故不再說明。
如此，本實施形態的顯示裝置50中，在對向基板上形成調整高度用的絕緣凸部81或絕緣凸部82，同時，該絕緣凸部81或絕緣凸部82上形成有機EL元件70。
因此，將有機EL元件70與液晶顯示元件20的液晶層26設置同一層的情況下，即使有機EL元件70的高度與液晶顯示元件20的液晶層26的厚度不相一致，也可以可靠地將有機EL元件70與液晶顯示元件20的液晶層26設置在同一層。
又，本實施形態的顯示裝置50中，絕緣凸部81、82由硬質絕緣層形成，因此，通過在對向基板52的一側形成由絕緣層形成的絕緣凸部81或絕緣凸部82，可以容易地從對向基板52的一側調整高度，另外，絕緣凸部81、82是用硬質絕緣層形成的，因此，能使液晶顯示元件20的液晶層26的間隔保持一定，並起到隔離的作用。
又，本實施形態中，將硬質絕緣層形成的絕緣凸部82製成兩層，並將其界面形成鋸齒狀，形成鋸齒狀凸部82a、82b，藉助這樣的方法可使有機EL元件60出射的光具有方向性，這樣能使絕緣凸部82作為有機EL元件60的光控部件發揮其功能。
又，本實施形態的像素分割式顯示裝置50中，能夠任意地設定反相區11和發光區12a的比例，例為使用于于手機攜帶或信息移動終端(PDA)等移動通信設備的場合下，反射區即通常使反射領區11所佔的比例增大，一般在顯示像素10的像素麵積中80％是反射區的場合時，發光區12a是20％，因此，有機EL元件60的發光面積最大也只是像素麵積的五分之一。
因此，能夠提供一種小型、廉價而且不論野外或室內都具有優越可視性的顯示裝置。
又，本實施形態的顯示裝置50中，液晶顯示元件在亮顯示狀態時，有機EL元件70可以選擇不發光的狀態。這是因為亮環境使用時，有機EL元件70處於不發光狀態，由於僅讓液晶顯示元件20進行顯示，這樣，可以防止有機EL元件70劣化、延長其壽命，同時節省功耗。
又，本實施形態的顯示裝置50中，液晶顯示元件20及有機EL元件70被安排相鄰的位置，因此，液晶顯示元件20及有機EL元件70的任意一方在亮顯示狀態時另外一方則處於暗顯示狀態中。這樣一來，總有一方成為黑底，在顯示上就不會降低對比度。
實施形態4本發明的其他實施形態，以圖20為基礎進行說明。又，為便於說明，對在所述實施形態，到實施形態3的附圖上已經出現過的或具有同一功能的部件註上相同符號，不再說明，，另外在實施形態1至實施形態3中已敘述過的各種特徵，本實施形態中也同樣適用。
本實施形態中將對利用光傳感器檢測外部光線，根據其檢測結果調節有機EL元件60或有機EL元件70亮度的情況進行說明。
即，為圖20所示，顯示裝置50中設有作為顯示控制手段的控制電路91及測量電路92，該控制電路91收到圖像顯示的信號後，通過電源部90向源極驅動器6發出信號，同時，向柵極驅動器7發出信號，在本實施形態中，通過測定電路92，作為外部光檢測手段的光傳感器93被接在控制電路91上。
然後，控制電路91進行光傳感器93的控制和外部光測定的控制，光傳感器93可由例如光敏電晶體元件等構成。
又，本實施形態中，作為發光元件使用有機EL元件60及有機EL元件70的同時，也使用作為光調製元件的液晶顯示元件20，所述電源部90假設為與液晶驅動相比更需要驅動能力的有機EL元件60或有機EL元件70的驅動用恆電流或恆電壓電流。因此，作液晶顯示時，不用電源部90。
下面，對根據所述光傳感器93進行控制和外部光測定的控制器作一說明。
首先，在暗環境下，控制電路91根據來自光傳感器93的信號識別周圍為暗環境的情況，並產生驅動有機EL元件60或有機EL元件70的數據線信號和柵極線信號。這樣，有機EL元件60或有機EL元件70的灰度顯示在電源部90一側進行的場合下，從控制電路91將信號送往電源部90。
另一主面，亮環境時，根據光傳感器93發來的信號，產生驅動反射型液晶顯示元件20的數據線路2主號及柵極線信號，這時為前所述，因和電源部90沒有關係，從控制電路91直接控制電源的信號。
在要使有機EL元件60或者有機EL元件70與液晶顯示元件20雙方同時顯示時，從電路91發出各顯示用源信號，藉此，各顯示總能進行亮度調整，能根據周圍的環境選擇最清的顯示狀態。
這樣，不僅藉助於利用光敏元件93對外部光測定，不僅能自動地讓有機EL元件60或有機EL元件70發光或讓液晶顯示元件20進行反射顯示的交替切換而且能選擇最適合於環境狀態。
以上所述，本實施訴顯示裝置50，藉助控制電路91，在由光傳感器93進行外部光測定結果的基礎上，能選擇顯示有機EL元件60或有機EL元件70及液晶顯示元件20的雙方或其中任意一方。
因此，可以根據周圍的亮暗程度，自動選擇有機EL元件60、有機EL元件70或液晶顯示元件20的顯示，以確保最佳的顯示狀態。
實施形態5本發明的另外實施形態，以圖21～圖26為基礎說明為下。
為便於說明，凡在前述的實施1～實施形態4的附圖中出過的部件或具有相同機能的部件均標以相同的符號，並省略說明。又，在前述實施形態1～實施形態4已敘述過的各種特徵，在本實施形態中同樣適用。
本實施訴顯示裝置1如圖21所示，利用在縱向上設有的多根作為數據信號線的源極總線2a...、橫方向上設有的多根作為掃描信號線的柵極總線3...，使作為顯示區的各顯示像素10...形成為矩陣狀。
在本實施形態中，所述顯示像素10分割形成為具有反射性的第1顯示區即反射區11、具有透過性的第2顯示區即透過區12。如圖22所示，所述反射區11是由構成作為光調製元件的反射型液晶顯示無件20的鋁(Al)等金屬組成的像素電極25形成，由此，外部光4被這些像素電極25反射。
另一方面，如該圖所示，在像素電極25的中央部位有一個矩形開口部25a，此開口部25a形成了上述的透過區12。在像素電極25的開口部25a的下方，即在像素電極25的後方，通過透明絕緣層24設有作為發光元件的有機EL元件40，此有機EL元件40依靠自身發出的顯示光5直接進行顯示，即，本實施形態不是以往那樣也將有機EL元件當作背光源光或前照光使用，有機EL元件40能直接進行顯示，因而本實施形態的顯示裝置1可以說是將液晶顯示元件20構成的反射型液晶顯示裝置與有機EL元件40構成的有機EL顯示裝置做成一體的顯示裝置。
這裡，所述的有機EL元件40可能與透過區12的面積大致相等或比它小一些。即，有機EL元件40不必在整個透過區12上形成而可根據面畫亮度形成所需的面積，因此，把有機EL元件40的面積做成比透過區12小，還可使有機EL元素40消耗的電力降低。又，如果把有機EL元件40做的與透過區12基本相同創意味著有機EL元件40比透過區12的面積稍大的也可以即，有機EL元件40比透過區12的面積僅稍大的一時，有機EL元件40的照射效率是無妨的，另外，即若有機EL元件40比透過區12的面積稍大，像素電極25發揮黑底的作用，所以不會引起問題。
上述顯示裝置1如圖所示，在作為玻璃基板等的第一基板的絕緣基板21上設有液晶用TFT元件22。此液晶用TFT元件22如圖21所示，它與所述柵極總線3...及源極總線2a...連接，並且是作為通過漏極22a將電壓施加於像素電極25的開關元件發揮功能。
另一方面，所述液晶顯示元件20的漏極22a如該圖所示，與用來驅動機有EL元件40的EL用TFT元件42的柵極42a連接。又，此EL用TFT元件42的源極側上與供電線2b連接，EL用TFT元件42導通時，由於有供電電壓Vdd，使供電線2b通過EL用TFT元件42的漏極42a，有機EL元件40的有機EL層41上驅動電流流過且有機EL層41發光。又，有機EL層41，在具有所述的低分子型EL材料的發光層63的有機EL元件60上，由電子輸送層62、發光層63、空穴輸送層64構成，另外，對於具有所述的高分子型EL材料的發光層73的有機EL元件70中，僅由發光層73構成。
這裡根據圖21及圖22對所述顯示裝置1的結構的製造方法進一步作更詳細的說明，首先，如圖21所示，在玻璃基板等絕緣基板21上形成液晶用TFT元件22，這時，EL用TFT元件42也在同時形成。接著，用感光性的丙烯樹脂將平面膜23例為形成2μm厚，此後，將構成有機EL元件40的反射性陽極43用濺射法形成2000厚的鉻(Cr)層，然後用濺鍍法形成2000的二氧化矽(SiO2)層，然後經蝕刻形成規定圖案的絕緣層44。接著，用蒸鍍法形成發光層即有機EL層41。有機EL層41是用掩模蒸鍍法將紅、綠、藍等發光材料對應著各種表示像素10…而形成。接著為了使得電子有效注入有機EL層41，用蒸鍍法將鎂、銀等圖中未示出的合金，形成100厚鍍層及作為具有透明性的陰極45，再用濺鍍法將銦一鋅的氧化物(IZO)形成2000厚的層。再用濺鍍法將五氧化二鉭(Ta2O5)形成7000厚的透明絕緣層24，然後將驅動構成液晶顯示元件20的液晶層26用的、具有反射性的像素電極25以鋁形成。
另一方面，在其他玻璃基板等作為透明的第2基板的絕緣基板29上，順次形成濾色層、銦一錫氧化物(ITO)組成的對向電極27。
接著，將液晶分子對著絕緣基板29，把有垂直取向性質的(未圖示)取向膜(商品名[JALS204 日本合成橡膠社制])用旋轉塗布法塗布後再經過培燒形成。
然後，通過形成開口部的圖中未示出的掩膜，僅使形成有機EL元件40的部分以外的部分曝光，用紫外部光照射絕緣基板31側的成形基板。另一方面，即使對絕緣基板29側的成形基板，在與絕緣基板21貼合的場合下，與有機EL元件40對向的部分以外的區上也要用紫外部光照射，將該兩枚成型基板加以摩擦，並對圖中未示出的取向膜施以一軸取向處理，通過密封樹脂貼合後，介電各向異性為正時，將△n0.06的液晶材料(メルク公司制)注入，製成液晶顯示元件20。接著，將位相差板31與偏振片32依次貼附在絕緣基板29的表面上，由此完成顯示裝置1的製造。再有，位相差片31的位相差，對λ＝550nm的光，採用λ/4的位相差。
在將如此製成的顯示裝置1置於外部光4，中並不施加電壓的狀態下進行觀察，有機EL元件40的上部位置上為黑顯示，沒有形成有機EL元件40的部分呈白顯示，這是由於經紫外部光照射過的部分，發現取向膜的垂直取向性的官能團被切斷，液晶分子對絕緣基板21及絕緣基板29平行取向。
對該結果，液晶層26的顯示模式是常白模式，它是在未施加電壓時顯示白色，電壓施加後，反射率慢慢減少，進行黑顯示。
然後，以驅動所述結構的顯示裝置1用的驅動電路為例說明為下。
如圖23所示，顯示裝置1中，用來順次傳送數據線信號的源極驅動器6連接在源極總線2a...上，選擇顯示像素10...的柵極驅動器7，連接於柵極總線3...。又，一個顯示像素10內的顯示電路由光調製元件即液晶顯示元件20以及發光元件即有機EL元件40構成。
這些液晶顯示元件20及有機EL元件40在各自顯示裝置1的顯示區中排列成矩陣狀，液晶顯示元件20的對向電極27、EL用TFT元件42的供電線2b及有機EL元件40的陰極45分別共同地連接於各液晶示元件20及有機EL元件40。即，該驅動電能中，用於將形成陣列狀的作為顯示區的各顯示像素10...進行有源驅動的液晶顯示元件20及有機EL元件40的驅動，信號線及掃描信號線即柵極總線3...以及信號線和數據信號線即源極總線2a...等公用。但本發明未必僅限於此，也能適用於簡單的矩陣。
結果是驅動該顯示裝置1時，也能夠採用所述實施形態1的圖9、圖10及圖11中的驅動方法。又，其驅動方法的詳細說明同前述相同，故這裡省略。
關於所述顯示動作，根據圖24～圖26詳細說明。再者，圖24～圖26中，記載了反射率最高條件即液晶層26不加電壓時雙折射為λ/4時光的狀態。
首先，在外部光4照射下使用顯示裝置1的場合下，在數據線信號Vs上無電壓施加時或者液晶用TFT元件22的漏極電壓Vd未滿液晶用閾值電壓Vth(LC)時，以圖24所示，外部光4在透過偏振片32及位相差片31以後成為圓偏振光而向液晶層26射入。接著，由於液晶層26具有λ/4位相差，當到達反射性像素電極25時，位相差成為λ/2，外部光4作為線偏振光來反射。反射後經過與入射時相反的路徑，成線偏振光，所以透過偏振片32後成為白顯示。這時，液晶用TFT元件22的漏極電壓Vd在EL用TFT元件42動作的EL用閾值電壓Vth(OLED)以下，因此，對有機EL元件40不供給電流，處於非發光狀態中。
接著，在外部光照射下使用顯示裝置時1，對施加比液晶用閾值電壓Vth(LC)大的液晶用TFT元件22的漏極電壓Vd時液晶顯示元件20為黑顯示的情況進行說明。
參見圖25，液晶層26的雙折射大致為零。因此，外部光到達反射性的像素電極25的時刻例如是保持在右旋圓偏振的圓偏振光的狀態，反射後的時刻例如成為左旋圓偏振光的逆向旋轉的圓偏振光，因此，外部光4的反射光透過位相差片31形成為與偏振片32的透過軸成90度垂直角的線偏振光。所以外部光4的反射光不能夠透過偏振片32，顯示成黑色。
又，這時，液晶用TFT元件22的漏極電壓Vd未滿EL用TFT元件42動作的EL用閾值電壓Vth(OLED)，故沒有向有機EL元件40提供電流而保持在非發光狀態。
下面，對外部光4的強度減弱時，對於有機EL元件40發光的情況進行說明。
如圖26所示，使液晶用TFT元件22的漏極電壓Vd為EL用TFT元件42動作的EL閾值電壓Vth(OLED)以上。這樣，對有機EL元件40供電而發光。這時如圖11所示，漏極電壓Vd足夠高，液晶層26成為黑顯示，不會影響有機EL元件40的發光度。
這裡，本實施形態中，構成有機EL元件40的陽極43是反射性的金屬，無關於顯示信號而通常反射光線。當將有機EL顯示器裝在手機等在室外使用機會較多的產品上時，需將圓偏振片貼在觀察者一例，在本實施形態中，如圖26所示，液晶層26顯示所必須的偏振片32及具有λ/4波長的位相差的位相差片31，具有將這樣的外部光4的反射達到幾乎為零的功能。又，在有機EL元件40和偏振片32間存在著液晶層26，這部分的液晶層26隻在絕緣基板29的一側上形成對向電極27的電極。因此，液晶層26與施加的電壓無關地，而經常處於截止的狀態，對抑制外部光4的反射，沒有不良影響。
又，在本實施形態中，形成透明絕緣層24以覆蓋有機EL元件40全部表面，因此不會有液晶層26的液晶向有機EL元件40滲透的情況，所以能提高有機EL元件40的可靠性。
如此，本發明實施形態的顯示裝置1中，各顯示像素10...內，同時設置著由液晶顯示元件20反射外部光並進行顯示的非發光顯示元件形成的反射區11及由有機EL元件40直接調製進行顯示的發光顯示元件形成的透過區12。
因此，與所述實施形態1～實施形態4中表示過的顯示裝置50一樣，能提高有機EL元件40的光的利用效率，同時，也能夠減少顯示裝置的厚度。
又，由於不需要背景光、背面側的偏振片及位相差片，能夠減少部件數量。結果，不單材料費而且裝配次數和各種部件的檢查等所需的費用也可削減，使得裝置整體的製造費用下降。
又，本實施形態那樣的像素分割方式的顯示裝置1中，反射區11與透過區12的比例，可以設定為任意程度。因此，也可能降低功耗。
又，本實施形態中，設有相互對向的絕緣基板21及絕緣基板29，有機EL元件40及液晶顯示元件20都設置在絕緣基板21和絕緣性基板29的中間，並且，在透過區12中，絕緣基板21上依次疊層有機EL元件40、液晶顯示元件20的液晶層26。因此，能夠可靠地使得顯示裝置1的厚度變薄，還有，有機EL元件40的表面側上疊層著液晶層26，有機EL元件40設置在絕緣基板21和絕緣基板29的中間，因而，有機EL元件40的顯示光全部向透過區12出射，因此，光的利用效率非常高。
由此，能夠提供一種小型化、費用低且從野外到室內的可視性都優良的顯示裝置。
可是，有機EL元件40沒有必要在透過區12的全部面積上形成，只要根據所需要的畫面亮度來形成必要的面積就可以了。這一點上，本實施形態的顯示裝置1中，有機EL元件40為大致與透過區12的面積相當或略小的面積，因此，對有機EL元件40，能夠進一步減少功耗。
又，本實施形態的顯示裝置1中，發光元件是由有機EL元件40組成。因此，能容易地將液晶顯示元件20和有機EL元件40安裝在一對絕緣基板21和29的中間。
又，由於作為發光元件使用電流驅動型的有機EL元件40，而發光元件消耗的功率與其發光面積成正比，因此，在本實施形態的顯示裝置1的消耗同類與用有機EL元件40作為背景光來使用所消耗的電力相比，僅是其五分之一，因此，確能減少電耗。
又，本實施形態的顯示裝置1中，光調製元件是液晶顯示元件20。因此，在將液晶顯示元件20及有機EL元件40在一個像素內形成時，能容易地以更高的照射效率使光射向開口部25a，從而，既能使裝置小型化、降低消耗，而且能提供一種從野外到室內可視性優越的顯示裝置。
又，本實施形態的顯示裝置1中，有機EL元件40和液晶顯示元件20都公用源極總線2a...和柵極總線3...而驅動的，因此，能夠提供一種可防止有機EL元件40和液晶顯示元件20的驅動電路結構複雜化且可靠地減少厚度和材料成本的顯示裝置1。
可是，本實施形態中，有機EL元件40發光時，例如作白顯示時，若液晶顯示元件20作白顯示，則所有的顯示像素10的對比度降低。
因此，本實施形態來說，液晶顯示元件20的液晶層26在反射區11是水平取向模式，而在透過區則是垂直取向模式。因此，在液晶顯示元件20不加電壓的情況下，反射區11是白顯示，而在對液晶顯示元件20上施加電壓時，反射率為零、反射區11為黑顯示。
因此，本實施形態下有機EL元件40的顯示區即透過區12的周圍成為黑顯示，因此，通過使有機EL元件40進行發光碟機動，才能防止對比度低下。
又，液晶顯示元件20的液晶層26中，當有機EL元件40進行顯示的透過區12作水平取向時，由於沒有形成用來驅動液晶顯示元件20的像素電極25，所以只維持初期取向的平行取向。因此，特別在野外等外部光4較多的情況下使用這種顯示裝置1時，維持水平取向的透過區12，由於外部光4使反射光增加。即，外部光4透過液晶顯示元件20再被有機EL元件40反射的緣故。
在這一點，本實施形態中，有機EL元件40上疊層的液晶層26的取向是垂直取向，而反射區11的液晶層26的取向是水平取向，因此不驅動液晶顯示元件20，只有有機EL元件40發光的場合下，在透過區12中外部光4的反射光重疊，由此能防止對比度低下及對顯示性能的不良影響。
又，本實施形態中，將絕緣基板29上形成的濾色層28，形成在所有對向於反射區11及透過區12的部分上，但未必限於這些，例如與透過區12對向的部分即與有機EL元件40對向的區上也可以不形成濾色層28。由此，有機EL層41所發的光，不會被濾色層28吸收，顯示可能更亮，另外，通常，有機EL層41的色純度比濾色層28的色純度更好，所以這樣的顯示會更鮮明。
又，雖對本實施形態中由液晶顯示元件20與有機EL元件40組成的顯示裝置作了說明，但未必僅限於這些，所述的有機EL元件40，也可置換為所述有機EL元件60、70、80。
實施形態6對於本發明的再一實施形態，參照圖27～圖29進行說明，為便於說明，對於與所述實施形態1～實施形態5的圖中表示過的部件具有同一功能的部件，注以同一符號，不再說明。
另外，關於所述實施形態1～實施形態5中敘述過的各種特點，也可適用於本實施形態中。
先說明一下本實施形態中，液晶顯示元件20和有機EL元件40同時驅動時的情況，這裡所說的驅動並不是簡單地表示在液晶顯示元件20上施加電壓或在有機EL元件40上通以電流的狀態，而是根據所顯示的信息控制這些電壓或電流，改變反射光強度和發光元件的發光強度並進行顯示的狀態。
本實施的形態中，在製造顯示裝置1時，如前述圖22中所示，在使液晶分子具有對於絕緣基板29垂直取向性質(圖中未示出)的取向膜(商品名JALS204(日本合成橡膠社制)形成後，用摩擦進行取向處理以後，通過圖中未出的密封樹脂，將絕緣基板29側的成型基板和絕緣基板21側的成形基板的兩片成形基板相互貼合，注入作為液晶層26的介電各向異性為負的液晶材料(商品名MLC6608(メルク公司製造)，製成液晶顯示元件20。然後，在絕緣基板29的表面依次貼附位相差片31和偏振片32，顯示裝置1就製成了。再者，在本實施形態中，也可以用位相差片31的位相差為對λ＝550nm的光是1/4的位相差片。
又，本實施形態中的驅動電路使用了與所述實施形態5不同的驅動電路，即，本實施形態中採用了對液晶顯示元件20與有機EL元件40相互獨立的驅動系統。
下面對所述結構顯示裝置1的具體顯示動作，依據圖27～圖29進行說明。
首先，如圖27所示，液晶層26的顯示模式如上所由於用了與用介電各向異性為負的液晶材料製成的液晶層26和垂直取向性的取向膜(圖中未示出)，不加電壓的狀態下顯示為黑而如圖28所示慢慢施加電壓，反射率逐漸增加而成為作白顯示的正常黑模式。
即，在外部光4條件下使用顯示裝置1的場合，不加電壓或漏極電壓Vd未滿公用閾值電壓Vth時，如圖27所示，外部光4透過偏振片32及位相差片31後，成圓偏振光射入液晶層26，由於液晶用TFT元件22，液晶層26上被施以未滿公用閾值電壓Vth的漏極電壓Vd，由於這時液晶層26的雙折射為0，到達反射性的像素電極25的時刻，例如為保持右旋圓偏振光的圓偏振狀態，而在用像素電極反射的時刻例如為左旋圓偏振光的反方向旋轉的圓偏振狀態。因此，反射光在透過位相差片31後成為與偏振片32的透過軸90度垂直的線偏振光。這樣，外部光4的反射光不能通過偏振片32，顯示為黑。因此，圖29(a)所示液晶顯示元件20的亮度大致為零。又，這時，如圖29(b)所示，有機EL元件40也為未滿公用閾值電壓Vth的截止狀態，也不對所述有機EL層41供給電流，所以呈不發光的狀態。
下面對施加電壓作白顯示的場合，根據圖28作以下說明，同一圖中記載自作為反射率最高的條件即液晶層26的雙折射為λ/4的光的狀態。
如圖28所示，液晶層26上施加共同閾值電壓Vth以上的漏極電壓Vd，由於液晶層26具有雙折射而不能保持圓偏振光狀態，因此，從反射性的像素電極25來的外部光4的反射光透過偏振片32，如圖29(a)所示，液晶顯示元件20的亮度顯示為白色。
這時，如圖28所示，EL用TFT元件42也處在導通狀態，因此，由於所述電流供給線2b供給的電流，如圖29(b)所示，有機EL元件40成為發光狀態。
在此，如所述圖22所示，構成有機EL元件40的陽極43由反射性金屬形成，與顯示信號無關，總是將光線反射，將有機EL顯示器安裝在那些戶外使用機會多的產品上時，雖然有必要在觀察者一側貼付圓偏振片，但在本實施形態中，對液晶層26的顯示所需的偏振片32及具有λ/4波長位相差的位相差片31，具有使上述外部光4的反射幾乎為零的功能。
又，在有機EL元件40和偏振片32中間存在著液晶層26，但僅在其透過區12的液晶層26部分，電極如對向電極27那樣形成在絕緣基板29側，因此，如圖27及圖28所示，液晶層26不管施加電壓如何，總是截止狀態，由於保持垂直取向性，所以對於抑制外部光4的反射無不良影響。
又，對本實施形態中，對於同時驅動液晶層26與有機EL元件40的示例已作了說明，在外部光強烈的情況下，不向有機EL元件40各個電流，由此，僅以液晶層26進行顯示，能夠節約耗電。
又，在本實施形態中，與所述實施形態5同樣地，用透明絕緣層24將有機EL元件40全面覆蓋而形成，液晶層26的液晶不會浸入有機EL元件40，從而提高了有機EL元件40的可靠性。
這樣地，在本實施形態的顯示裝置1中，有機EL元件40和液晶顯示元件20為相互獨立驅動，因此能獨立地驅動有機EL元件40和液晶顯示元件20。又，作為相互獨立地驅動有機EL元件40和液晶顯示元件20的結構，例如，有機EL元件40與液晶顯示元件20各自具有源極總線2a...和柵極總線3...或者各自設置源極總線2a...而公用柵極總線3...。
又，本實施形態的顯示裝置1中，液晶顯示元件20為正常黑，因此，在液晶顯示元件20以及有機EL元件40獨立驅動之時，不驅動液晶顯示元件20而僅驅動有機EL元件40的情況下，有機EL元件40的顯示區即透過區12的周圍反射光成為黑顯示。
因而，可以防止僅有機EL元件40發光碟機動時的對比度低下。
又，本實施形態中，假如液晶顯示元件20採用正常黑模式以外的構成時，會有與實施形態1，相同的結構和功能。
又，本實施形態中，對液晶顯示元件20與有機EL元件40組合而成的顯示裝置已作過說明，但未必僅限於此，所述有機EL元件40可以置換成所述的有機EL元件60、70、80。
實施形態7本發明的其他實施形態可按圖30及圖31說明如下。再者，為便於說明凡與所述實施形態1～實施形態6的圖中表示過的部件和具有同一功能的部件，注以同一符號，省略說明。
另外，關於所述實施形態1～實施形態6中敘述過的各種特點，也可以適用於本實施形態。
如前所述，液晶顯示裝置和有機EL顯示裝置分別具有薄、輕的特點，同時在亮的場所中，反射型液晶顯示裝置在功耗方面較為有利，另一方面，在暗的場所，從光利用效率和形狀考慮，有機EL顯示裝置較有效。因此，在一片基板上形成液晶顯示元件和有機EL顯示元件，雙方缺點可以互補，在各種不同環境下能夠進行最佳顯示。
然而，在上述的顯示裝置1中，若單純在一片基板上形成液晶顯示元件和有機EL顯示元件，則基板內的布線和驅動電路變得複雜，製造時的成品率和成本等成為問題。
因此，在顯示裝置1中，按照所述實施形態5的圖23的結構，有關液晶顯示元件20及有機EL元件40的驅動，能夠公用信號線以及掃描信號線即柵極總線3...和信號線、數據信號線即源極總線2a...，這樣就解決了上述問題。
本實施形態中，對該顯示裝置1的驅動電路的驅動方法如下所述。
如圖30所示，對於來自柵極總線3...的掃描信號Vg，在選擇其時使電壓增高，液晶用TFT元件22處於導通(ON)狀態，另一方面，在非選擇時，通過使電壓降低，液晶用TFT元件22處於截止(OFF)狀態。另外，源極總線2a...來的數據線信號Vs在反射型顯示時，對於COM信號Vcom進行反相驅動，根據與COM信號Vcom的差分信號調節反射光量並進行顯示。
這時，來自源極總線2a...的數據線信號Vs因為沒有超過EL用TFT元件42的EL用閾值Vth(OLED)，有機EL元件40中電流不流通，不進行發光顯示，另一方面，來自源極總線2a...的數據線信號Vs超過EL用TFT元件42的EL用閾值Vth(OLED)有機EL元件40電流流動，進行發光顯示。
在發光顯示時，由於根據對GND的信號值進行發光量控制，因此源極總線2a...來的數據線信號Vs不進行反相驅動。
又，本實施形態中，液晶顯示元件20是正常白型液晶，因此信號COM Vcom與來自源極總線的數據線信號Vs的差值較大時，進行暗顯示，因此反射型顯示部分不反射外部光4，而只能作發光型顯示。
又，本實施形態中，為了防止液晶元件20的燒屏現象，即使在發光元件進行發光顯示時，成為對向電極27的COM信號Vcom對液晶顯示元件20進行交流驅動，藉此防止發生燒屏現象。
又，本實施形態中，作為電壓一電流轉換手段，利用了一個EL用TFT元件42構成，但未必局限於這樣。即，如圖31所示，為了抑制顯示裝置1的面內差異，也可使用2個以上元件，只要是能根據來自源極總線2a....的數據線信號Vs進行動作電壓的閾值控制及發光量控制的構成即可。
如上所述，本實施形態中，能相互公用源極總線2a...及柵極總線3...，該源極總線2a...及柵極總線3...用於通過液晶顯示元件20及有機EL元件40驅動配置成矩陣狀的上述各顯示像素10...。
又，本實施形態的顯示裝置1中通過給液晶顯示元件20的源極總線2a及柵極總線3...上施加驅動信號，能驅動有機EL元件40，因此，利用驅動液晶顯示元件20的源極總線2a及柵極總線3就能驅動有機EL元件40，這樣，也促進了源極驅動器6及門驅動器7等的各驅動器公用化結果。並沒有增加源極總線2a及柵極總線3...，並使液晶顯示元件20及有機EL元件40分別進行顯示，可以防止對比度的降低。
另外，本實施形態中，液晶顯示元件20的特性為常白型。這是在對液晶顯示元件20不施加電壓的狀態下，反射區11為白顯示，而在對液晶顯示元件20加上電壓時，反射率變為零，反射區11成為黑顯示。另外，從源極總線2a...對液晶顯示元件20所加電壓越大，則越進行黑顯示。因而，在驅動有機EL元件40時，如上所述，液晶顯示元件20是驅動狀態，而且其顯示為黑。
結果，由於有機EL元件40的顯示區即透過區12的周圍成為黑顯示，因此，能夠防止因發光碟機動有機EL元件40而引起的對比度低下。
又，本實施形態的顯示裝置1中，光調製元件是由液晶顯示元件20形成，結果，液晶顯示元件20及有機EL元件40都形成在一個顯示像素10內，由此，可以使顯示裝置1兼具二者的長處，即液晶顯示元件20的低功耗和有機EL元件的高光利用效率。
這樣，在液晶用TFT元件22的特性方面，是液晶顯示元件20對應於對向電極27的電位有必要作反相驅動即作交流驅動。另一方面，有機EL元件40如上所述，如根據電流作非反相驅動即直流驅動就可以滿足了。
這一點，在本實施形態的顯示裝置1中，設置了具有外部光反射性的像素電極25，並且，與該像素電極25對向的對向電極27設置在對向基板側的顯示像素10的整個面上。又，在由液晶顯示元件20進行顯示時，相對於對向電極27的電位進行反相驅動，另一方面，在根據有機EL元件40進行顯示時，相對於陰極45的電位即GND電位進行非反相驅動。
因此，在採用液晶顯示元件20作為光調製元件的情況下，能夠確實而適當地驅動液晶顯示元件20及有機EL元件40。另外，在本實施形態的顯示裝置1中，有機EL元件40設置在比具有外部光反射性的像素電極25更靠後的一側，並且，有機EL元件40向前方自行發光時，只在透過區12進行顯示，有像素電極25存在的反射區11，光不能透過。
因此，在驅動有機EL元件40時，液晶顯示元件20的像素電極25起著黑底的作用。因此，使有機EL元件40的對比度得到維持。
再者，在本實施形態中，是對有機EL元件40設置在像素電極25後面情況下的驅動電路進行了說明，但未必限定於此，對於實施形態1～4所述的有機EL元件40與液晶層26設置在同一層的情況，也能夠採用本實施形態說明的驅動電路。
再者，本實施形態中，對液晶顯示元件20及有機EL元件40組合而成的顯示裝置作了有關的說明，但未必僅限於此，所述的有機EL元件40可以置換使用前述的有機EL元件60、70、80。
又，在上述實施形態1～實施形態7中，反射型液晶顯示元件20作為光調製元件是使用，但並不限於此，例如也可用反射鏡等能使光反射量變化進行顯示的顯示元件，另外，可以為電泳型顯示器件、旋轉顆粒(Twist Ball)型顯示器件、使用細微稜鏡薄膜的反射型顯示器件、利用數字反射鏡器件的光調製元件等。
又，作為發光元件，在實施形態1～實施形態7中使用了有機EL元件40、60、70、80，但也並不僅限於此，例如，也可以採用無機EL元件、LED(發光二極體)等的發光亮度可變的元件，還可以採用場致發光顯示器件(FED)、等離子顯示器件等發光元件。
又，在所述實施形態1～實施形態7中，絕緣基板29也不一定要硬度物質，也可以採用薄膜狀材料。
又，在所述的實施形態1～所述實施形態7中，作為驅動液晶顯示元件20的開關元件使用液晶用TFT元件22，也不限於此，例如可以採用液晶用MIN(Metal Insulators Metal，金屬絕緣體金屬)元件。
實施形態8本發明的其他實施形態可按圖32進行說明。再者，為便於說明，凡與所述實施形態1至實施形態7的圖中表示過的部件和具有同一功能的部件，註上同一符號，不再說明。
另外，關於所述實施形態1至實施形態7中敘述過的各種特點，也可以適合於本實施形態中。
如前所述，液晶顯示裝置和有機EL顯示裝置各具有薄、輕的特點，同時，在亮的場所，反射型液晶顯示裝置在功耗方面較為有利，另一方面，在暗的場所，後光利用效率和外形考慮，則有機EL顯示裝置較為有效。因此在一片基板上莆成液晶顯示件和有機EL顯示元件，雙方缺點可以互補，可以認為是各種不同環境下最佳的顯示裝置。
然而，在上述顯示裝置中，一片基板上單純地形成液晶顯示元件和有機EL顯示元件，基板內的布線和驅動電路變得複雜，製造時的成品率和成本等收成為問題。
因此，在上述顯示裝置1中，按照所述實施形態5的圖23的結構，對於液晶顯示元件20及有機EL元件40的驅動，通過公用信號線及掃描信號線即柵極總線3...和信號線以及數據信號線即源極總線2a...，可以就解決上述問題。
本實施形態中，關於該顯示裝置1的驅動電路的驅動方法，現對所述實施形態5不同的方法予以詳述，再者，驅動電路與圖23所示相同。
首先，在一個顯示像素10中，圖像信號的單位時間即1個場，如圖32(a)所示表示為1T。
本實施形態中，如圖32(b)(c)中所示，對於來自所述柵極總線3...的掃描線信號Vg，在選擇時把電壓升高使圖23中表示液晶用TFT元件22處於導通(ON)狀態，另一方面，在非選擇時把電壓降低使液晶TFT元件22處在截止(OFF)狀態。
又，掃描線信號Vg，在1場T的期間進行了多次選擇處於導通狀態，另外，其掃描線信號Vg選擇的時間間隔並不是等間隔的而是2的冪。即，見該圖(b)所示，將1個場T按照20:21:22那樣進行分割。其結果，1場T可分割成(1/7)T、(2/7)T、(4/7)T的各間隔。再說，也可以將時間間隔等分，但按2的冪為間隔，掃描線信號Vg的選擇次數少了而增加灰度等級。即，這樣，通過例如把1個場分為20:21:22，將各分割部分分別地點亮，考慮1個場T內的總燈亮時間時，結果，能表現為8種灰度等級。
又，在本實施表態中1個場T的期間中，例如將3次掃描信號Vg，作為導通狀態，由此假定表示8種灰度等級，但未必僅限於此，隨著將該次數增加顯示上的灰度等級數也進一步增加，即，通常是，將圖像信號的單位時間即1個場T分割為多個間隔時，各分割寬度為1(＝20):21:22:…2n(n為正整數)的間隔，據此，能表示2n+1個灰度等級。另外，掃描線信號Vg的選擇次減少，能增加灰度等級。
下面對具體的反射型顯示及發光顯示的驅動方法說明如下。
首先，在進行反射型顯示時，圖32(b)所示，來自圖23所示的源極總線2a...的數據線信號Vs對於COM信號Vcom進行反相驅動，根據COM信號Vcom的2值信號，使反射光量改變，另外，在3次掃描線信號Vg內，執行通斷控制，在時間上調節反射光量，即，通過增減射時間來達到調節光量的效果。
又，本實施形態中，液晶顯示元件20用正常的型液晶，因此用圖32(b)所示的驅動信號，在期間(4/7)T及期間(1/7)T時為亮狀態，期間(2/7)T時則為暗狀態。在第1場及第2場都是第5灰度等級，即，例如，期間(2/7)T時，COM信號Vcom為ON狀態，另一方面數據線信號Vs則為OFF狀態。結果是，液晶顯示元件20上變成被施加電壓的狀態，因此，期間(2/7)T時成暗狀態。
這時，從所述源極總線2a...來的數據線信號Vs不超過圖23所示的EL用TFT元件42的EL用閾值電壓Vth(OLED)，因此，電流不流入有機EL元件40，不發光顯示。
另一方面，進行發光顯示時，如圖32(c)所示，所述源極總線2a...來的數據線信號Vs超過EL用TFT元件42的EL閾值電壓Vth(OLED)，因此電流流向有機EL元件40，電流流動並進行發光顯示。另外，在小於EL用TFT元件42的EL用閾值電壓Vth(OLED)使，不進行發光。
本實施形態中，將1場T的期間內3次使掃描線信號Vg設為ON狀態，在3次掃描線信號Vg內使有機EL元件ON-OFF動作。與所述液晶顯示元件20同樣，在時間上調整發光光量而進行顯示。具體說，如圖23(c)所示，期間(4/7)T及(1/7)T時為ON狀態，另一方面，期間(2/7)T時則為OFF狀態，結果是第1場及第2場都是第5灰度等級顯示。
這裡，發光顯示時，由於用對GND的信號來控制發光ON-OFF，因此，COM信號Vcom為一定，並且從源極總線2a...來的數據線信號Vs不作反相驅動。另外，本實施形態中，液晶顯示元件20如上所述，用的是常白型液晶，因此COM信號Vcom與來自源極總線2a...的數據線信號Vs的差分信號經常為較大的值，因此，液晶經常在暗顯示狀態，反射型顯示部分不反射外部光4，故能作發光型顯示。
又，本實施形態中，在進行發光顯示時，使COM信號Vcom一定，並使從源極總線2a...來的數據線信號Vs變化，因此有機EL元件40進行通斷動作，從而對COM信號Vcom，液晶顯示元件20作交流驅動，防止燒屏現象的發生。
又，本實施形態中，作為電壓電流的變換手段，是由一個EL用TFT元件42來構成，但並不限於此。即，如圖31所示，為了抑制顯示裝置1的面內差異，也可用兩個以上元件，只要是源極總線2a...來的數據線信號Vs，能對工作電壓的閾值進行控制即可。
以上的本實施形態中，利用液晶顯示元件20及有機EL元件40驅動配置成矩陣狀的上述各顯示像素10...用的源極總線2a...及柵極總線3...能相互公用。
另外，本實施形態的顯示裝置1中，通過對液晶顯示元件20的源極總線2a...及柵極總線3...施加驅動信號，就能驅動有機EL元件40。因而，用驅動液晶顯示元件20用的源極總線2a...及柵極總線3...也能夠驅動有機EL元件40，這也使源極驅動器6及柵極驅動器7等各驅動器可公用。其結果是不必再增加源極總線2a...及柵極總線3...而可進行液晶顯示元件20及有機EL元件40的各種顯示。
又，在本實施形態中，液晶顯示元件20的特性是常白型，這樣，在液晶顯示元件20上沒有施加電壓的狀態時，反射區11呈白顯示，而當液晶顯示元件20上施加電壓時，反射率為零，反射區11呈黑顯示。另外，當從源極總線2a...施加到液晶顯示元件20上的電壓越大，越要進行黑顯示。
因此，在驅動有機EL元件40時，如上所述，液晶顯示元件20為驅動狀態，而且其顯示為黑色。
其結果，因有機EL元件40的顯示區即透過區12的周圍成黑顯示，故通過發光碟機動有機EL元件40能防止對比度下降。
另外，在本實施形態的顯示裝置中，光調製元件由液晶顯示元件20組成。其結果，通過在一個顯示像素10內形成液晶顯示元件20及有機EL元件40，從而能提供既有液晶顯示元件20的長處即功耗低，又有有機EL元件40的長處即光利用效率高的顯示裝置1。
在此，在液晶用TFT元件22的特性上，液晶顯示元件20相對於對向電極27的電位有必要進行反相驅動即交流驅動，另一方面，有機EL元件40如上所述，若能利用電流進行非反相驅動即直流驅動即可。
這一點，在本實施形態的顯示裝置1中，設置了具有外部光反射特性的像素電極25，並且與該像素電極25相對的對向電極27設在對向基板側的顯示像素10的整個面上。另外，在利用液晶顯示元件20進行顯示時，相對於對向電極27的電位作反相驅動，另一方面，在利用有機EL元件40進行顯示時，相對於陰極45的電位即GND電位作非反相驅動。
因此，在用液晶顯示元件20作為光調製元件時，能確實並適宜地驅動液晶顯示元件20及有機EL元件40。
另外，在本實施形態的顯示裝置1中，有機EL元件40設置在較具有外部光反射特性的像素電極25更後的後方一側，而且，有機EL元件40在向前方自行發光時，能只在透過區12顯示，而存在像素電極25的反射區11，則光卻不透過。
因此，在驅動有機EL元件40時，液晶顯示元件20的像素電極25起黑底的作用。所以，能指望維持有機EL元件40的對比度。
另外，用本實施形態顯示裝置1的驅動方法，將各顯示區10內的圖象信號的單位時間即一場T分割成多個期間，在每一個分割期間使液晶顯示元件20或有機EL元件40導通、截止。
因此，能控制一個場T內液晶顯示元件20或有機EL元件40的總的導通時間之同時，還能增加該燈亮圖案的種類，並能對它們有效地進行驅動。
另外，這樣做，通過時間上控制液晶顯示元件20或有機EL元件40的導通時間，從而能顯示圖象信號的灰度。
因此，在顯示區10內形成兩個顯示元件即液晶顯示元件20及有機EL元件4時，能防止電路構成變得複雜，提高製造時成品率，降低成本，並提供能有效進行灰度等級顯示的顯示裝置1的驅動方法。
另外，用本實施形態的顯示裝置1的驅動方法，在將各顯示區10內圖象信號的單位時間即一場分割成多個期間時，各分割期間的寬度分割成1(＝20):21:22:...:2n(n為正整數)的間隔。
即，將1場T分割成2的冪的間隔，在其分割期間，也就是在每一個期間(4/7)T、期間(2/7)T、及期間(1/7)中，通過將液晶顯示元件20或有機EL元件40置導通狀態，從而能在控制1場T內液晶顯示元件20或有機EL元件40的總的導通時間之同時，還能增加發光模式的種類，並能對它們有效的驅動。
其結果，靠該分割方法，在能夠顯示2n+1個灰度等級時，掃描線信號的選擇次數減少，灰度等級數能增加。
還有，本實施形態中，對有機EL元件40設在像素電極25後方時的驅動電路作了說明，但未必限於此，即使在有機EL元件40和液晶層26設在同一層時，本實施形態中說明過的驅動電路仍能適用。
另外，在上述實施形態中，是使用反射型液晶顯示元件20作為光調製元件，但未必限於此，例如也可使用反射鏡等並使光的反射量導通、截止以進行顯示的顯示元件。還有，可以採用電泳型顯示器件、旋轉顆粒(Twist Ball)型顯示器件、使用細微稜鏡薄膜的反射型顯示器件、利用數字反射鏡器件等光調製元件等。
另外，作為發光元件雖然用了有機EL元件，但未必限於此，例如在使用有機EL元件60、70、80之同時，只要能導通、截止控制LED發光二極體等的發光的無機EL元件，則亦能適用。還有，也能用場致發光顯示元件(FED)等離子顯示元件等發光元件。
另外，上述實施形態所述的絕緣基板29，未必是硬性的材料，也可為薄膜之類。
再者，在上述實施形態中，作為驅動液晶顯示元件20的開關元件是使用液晶用TFT元件22，但未必限於此，例如，也能使用液晶用MIM元件。
實施形態9依據圖33至圖40對本發明的另外實施形態進行說明如下，而且，為便於說明對於和前述實施形態1至實施形態8的附圖中示出的部件有相同功能的，則註上同一符號，不再對其說明。另外，對在前述實施形態1至實施形態8所述的各種特點，對本實施形態也適用。
本實施形態將對製造單獨的發光元件即有機EL顯示裝置的情形予以說明。
首先，如圖33所示，本實施形態的有機EL顯示裝置100是在兩片作為第1基板和第2基板的絕緣基板121、129之間形成TFT驅動電路部和EL層。
在一方的絕緣基板121上形成TFT電路142，該TFT電路142上形成成為保護膜的絕緣平面膜123，在該平面膜123上形成像素電極125。該像素電極125通過設在平面膜123上的通孔而和上述TFT電路142連接。平面膜123能夠防止水分侵入TFT電路142的同時，還可使得TFT電路142的上表面平坦。上述絕緣基板121、TFT電路142、平面膜123及像素電極125形成TFT電路側基板151。
另一方面，在設置在與上述TFT電路側基板151對向位置的另一方絕緣基板129上，設置消去元件的間隙，能遮斷來自發光層橫向光的黑底133，同時，在黑底133上沿著黑底133形成向EL層供電的電極線165a。再在這些上面形成由成為EL層陽極的透明導電膜組成的陽極電極165。
上述陽極電極(陽極)165通常用ITO的氧化物製成，但氧化物制的導電體與金屬相比電阻大。因此，取決於離開成為供電電源基板端的距離，由透明導電膜組成的陽極電極(陽極)165引起的功耗不可以忽略不計。基於以上理由，本實施形態中以沿著黑底133的形式形成由金屬電極組成的作為上述供電用電極的電極線165a。
在上述陽極電極(陽極)165上形成有機EL層166，該有機EL層166在此由空穴輸送層164、發光層163、電子輸送層162組成。而且，在電子輸送層162上形成陰極電極(陰極)161。以從絕緣底板129至該陰極電極(陰極)161為止的方式完成EL的結構。還有，有機EL元件160由陽極電極(陽極)165、空穴輸送層164、發光層163、電子輸送層162、及陰極電極(陰極)161構成。
本實施形態中，在陰極電極(陰極)161的下表面形成保護陰極電極(陰極)161的陰極保護材料167。這是因為陰極電極(陰極)161易因氧及水分引起氧化，通過形成在陰極電極(陰極)161上，從而在保護該陰極電極(陰極)161之同時，為了易於與TFT電路側基板151連接而設。即，最好該陰極保護材料167和陰極電極(陰極)161一起連續地形成，以提高可靠性。
另外，形成TFT電路側基板151和有機EL元件160的絕緣基板129用連接電極168連接。該連接電極168由導電糊漿及導電樹脂形成。它們形成在兩塊基板側後而貼合，另外，也可只在一塊基板上形成。再有，也可使用多片這些材料疊層連接。
還有，在上述圖33中，作為有機EL層166是採用由空穴輸送層164、發光層163、電子輸送層162組成，但未必限於此，例如圖34所示，在有機EL層能夠利用高分子EL材料173，在形成時用噴漿塗布裝置塗布該高分子EL材料173。再者，這樣用噴漿塗布裝置塗布時，為了防止高分子EL材料173流到四周，在黑底133的下方位置設導引件174。即，將導引件174預先製成方框狀，該導引件174內部用噴漿塗布塗布高分子EL材料173。再者，雖然有機EL層166在一層上被塗布，但也可和前述一樣，在多層上重複塗布高分子EL材料173而形成層狀。
以下，依據圖35至圖40說明上述有機EL顯示裝置100的製造方法。
首先如圖35(a)所示，在絕緣基板129上用氧化鉻或TiN、YiO的微粒組成的遮光材料形成黑底133。黑底133的厚度可形成在1000～2000左右。氧化鉻用噴鍍或鍍膜等的真空成膜形成。另外，TiN、TiO的微粒分散進抗蝕膜，塗布後，掩膜曝光、顯影、烘烤，此後形成圖案。
以下，形成供電用電極線165a，其形成方法如下。即將鋁(Al)、鈦(Ti)依該順序在整個面上連續地噴鍍後，用抗蝕劑形成圖形，用幹蝕刻形成電極圖形。假如為鋁(Al)取3000、鈦(Ti)取800。然後，在其上用噴鍍法形成厚1000的ITO膜，作為陽極電極(陽極)165。在該圖的(a)～該圖的(c)中，表示用掩膜鍍膜法在這樣形成的絕緣基板129上形成有機EL層166的方法。
首先，如圖35(a)所示，將掩模155配置在基板上表面，通過掩模155的間隙依次形成成為有機EL層166的材料。具體地，如圖35(a)、圖35(b)所示順次疊層空穴輸送層164、發光層163及電子輸送層162。
另外，作為空穴輸送層164的材料可列舉出酞化菁化合物，萘酞化菁化合物，初卟啉類，惡二唑，三唑，咪唑，四氫咪唑，惡唑等。
作為能夠用作發出各種顏色的低分子型發光材料構成發光層163的材料例如有萘，蒽，菲，芘，並四苯，螢光素，二苯丁二烯，四苯基丁二烯、香豆素、氮萘金屬配位化合物、亞胺、二苯蒽。二氨基咔唑、芥子喹因、勒布朗等。
再有，作為電子輸送層162的材料可以列舉出芴酮、葸醌基地多威、二苯基對苯醌、四唑、二萘嵌苯四羰酸。
然後，如圖35(c)所示，在有機EL層166上作為陰極電極(陰極)161，形成功函數的值較小的電極材料。還有，所謂功函數係指為將電子從導體、半導體那樣的固體中取出到外界所需的最小能量。
作為上述陰極電極(陰極)161可用鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋰(Li)、MgAg合金、LiAl合金等材料。
作為陰極保護材料167可用鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉭(Ta)等金屬。在此，作為陰極電極(陰極)161，用LiAl合金連續形成500～800薄膜，作為陰極保護材料167用金(Au)連續形成1000薄膜。
這樣做，能形成具有有機EL層166側的基板。還有，此後將掩模155移至下一個像素，形成同樣的元件。其結果，如圖33所示，在某個像素的有機EL層166和其相鄰像素的有機EL層166之間形成空隙。
下面依據圖36(a)及圖36(b)對形成和TFT電路側底板151的有機EL元件160側的基板進行貼合連接用的接觸層即連接電極168的工序進行說明。
如圖36(a)所示，TFT電路側基板151中，在像素電極125的上面形成連接電極168。
對於該連接電極168之材料可用導電糊漿、導電樹脂等。尤其是將納米級顆粒直徑的金屬微粒用於導電糊漿，則金屬微粒其顆粒直徑極小，粒子之間以及與電極接觸的機率增大，由此，能在電氣上確實可靠地保持接觸。
另外，作為導電樹脂，例如能用特開平11-249299號公報所記載的導電粒子被分散的感光樹脂(富士膠捲株式會社制)，或能利用雜誌(1986 TheChemical Society of Japan)的(CHEMISTRY LETTERS，pp.469-472，1986)等所記載的利用聚吡咯的感光導電聚合物。還有，特開平11-249299號公報為有關碳黑等導電粒子被分散的感光分散物及感光片的詳細的技術，公開了通過曝光及顯營形成圖形的內容。另外，在(CHEMISTRY LETTERS pp.462-472，1986)中揭示了，將吡咯單體進行光化學聚合，使具有導電性，形成聚吡咯，作為電極材料作成圖形。
還有，在此，如圖36(a)所示，例如將碳黑分散在抗蝕劑中的感光導電材料塗布在TFT電路側基板151上後，用掩模155進行曝光、顯影，如圖36(b)所示，進行加工使得僅在像素部上殘留連接電極168。
然後，如圖37(a)及圖37(b)所示，TFT電路側基板151和有機EL元件160側的對向基板152相互對準、貼合，此後進行固定。在此，有機EL元件160通過連接電極168與TFT電路側基板151電氣連接，但希望這些TFT電路側基板151及對向基板152兩方面均預先形成導電樹脂，在導電樹脂之間保持電氣接觸。這是因為能防止因金屬表面氧化膜等引起接觸不良的緣故，利用樹脂的彈性能易於保持接觸。
以下，對在有機EL層166採用高分子EL材料173來形成的情況進行說明。
如圖38(a)所示，對向基板152的陽極電極(陽極)165上形成導向件174，該導向件174利用抗蝕劑或聚醯亞胺靠光刻工序，噴漿塗布而形成。圖38(b)表示在導向件174內靠噴漿塗布形成由高分子材料173組成的有機EL層的情形。作為高分子EL材料173可列舉出聚苯撐乙烯、多氟綸、多噻吩、聚乙烯咔唑等。
然後，如圖38(c)所示，形成陰極電極(陰極)161及陽極保護電極材料167後，塗布作為接觸層即連接電極168的導電高分子材料。作為陰極電極(陰極)161能用上所述的鋁(Al)、鎂(Mg)、AlMg、AlLi材料等。在此用鍍膜法將AlLi金屬材料鍍成厚1000左右的薄膜，再在具上形成導電高分子材料作為上述連接電極168。另一方面，TFT電路側基板151如圖39所示，例如用噴漿裝置塗布感光導電樹脂的連接電極168而成。
接著，如圖40(a)及圖40(b)所示，將TFT電路側基板151和對向基板152貼合。即，TFT電路側基板151和有機EL元件160側的對向基板152相互對準、貼合後固定。在此，雖然有機EL元件160通過連接電極168與TFT電路側基板151電氣連接，但，希望在這些TFT電路側基板151及對向基板152兩方面均預先形成導電樹脂，在導電樹脂之間保持電氣接觸。這是因為能防止因金屬表面氧化膜等引起接觸不良的緣故，利用樹脂的彈性能容易保持接觸。
另外，粘接層即連接電極168也可以在被貼合的TFT電路側基板151及對向基板152的貼合面的外周上，塗環氧樹脂等粘接劑，在貼合時硬化粘接。還可，在像素間用黑底133遮住處塗布粘接劑。
這樣，本實施形態的有機EL顯示裝置100及其製造方法，是在由發光顯示元件單獨組成的裝置上，形成發光元件即有機EL元件160的對向基板152在直至形成有機EL元件160的發光元件用電極即陰極電極(陰極)161後，和TFT電路側基板151貼合。
由此，有機EL元件160出射的光不是形成驅動有機EL元件160的驅動電路的TFT電路側基板151而是從與其對向設定的對向基板152出射的。因此，由於光出射的方向和前述現有技術相同，和TFT電路側基板151側出射的結構相比，同等地具有以下基本的優點。
首先，設置驅動電路的TFT電路側基板151和有機EL元件160能分別形成。因此，能分別獨立地安排製造工序，所以不受溫度、氣體及化學品等影響，使可靠性提高。
另外，採用上述結構，能使光射在形成有機EL元件160的對向基板152上，因能不影響驅動電路側開口率能在更大的範圍設定發光區，所以能提高亮度。還有，由於發光面積大，也能夠抑制得到相同亮度的單位面積的電流量，能延長壽命，及因發光效率提高而減少功耗。
另外，在形成驅動電路的TFT電路側基板151上光不出射，能在TFT電路側基板151整個面上形成驅動電路。因此，能自由設定驅動電路的TFT的大小，或在TFT形成區留有餘地，能形成進行精細控制用的電路。因布線寬度上也有餘地，所以能提高驅動電路的可靠性及成品率。
可是，上述有機EL顯示裝置100中，有機EL元件160的陰極電極(陰極)161要用功函數值小的材料。作為這樣的材料，金屬材料裡可例舉出鎂(Mg)、鈣(Ca)及鋰(Li)等。這些是不穩定材料，易因氣氛中的水分、氧氣而發生劣化。另外，根據所接觸的材料，有時也會從該材料奪取氧產生化學反應，故在形成之後就立刻用穩定的金屬覆蓋加以保護。但，用前述現有技術都不能取得能保護陰極電極(陰極)161那樣的結構。
對此，本實施形態中，直至形成了有機EL元件160中的陰極電極(陰極)161的對向基板152，再在陰極電極(陰極)161上形成作為保護該陰極電極(陰極)161的保護電極的陰極保護電極材料167，然後，和TFT迴路側基板151貼合。
即，將直至形成了陰極電極(陰極)161的對向基板152和TFT迴路側基板151貼合時，通過設置保護陰極電極(陰極)161的陰極保護電極材料167，從而能在貼合之際，防止環境中的水分、氧氣的影響所造成的陰極電極(陰極)161的性能劣化。
又，理想地，為通過在同一道工序連續形成陰極電極(陰極)161和保護它的陰極保護電極材料167，能進一步防止陰極電極(陰極)161的劣化。這時，陰極保護電極材料167的形成厚度能自由設定，就能構成具有足夠厚度的結構，不讓氧氣等會使陰極電極(陰極)161劣化的成分侵入。
另外，本實施形態的有機EL顯示裝置100及其製造方法中，形成了有機EL元件160的陰極電極(陰極)161的對向基板152，在與TFT電路側基板151的驅動電路電極即像素電極125的接觸面上，形成導電糊、導電樹脂等的接觸層後，與TFT電路側基板151的像素電極125接合。
結果，因貼合之時能更確實可靠地保護電氣導通，故在接合面上不會斷線或點接觸，就能實現沒有亮斑，提高圖象質量。
但，在本實施形態的有機顯示裝置100及其製造方法中，將形成了陰極電極(陰極)161的對向基板152和TFT電路側基板151貼合時，與出射光側相反側的陰極電極(陰極)161與TFT電路側基板151相對。
但是，透明電極因為通常為採用氧化物的導電體，與金屬相比電阻高。因此，在具有多個像素的顯示屏上使全部像素同時發光時，在透明電極上有可能會壓降。而且，在現有技術即將TFT電路側基板151作為陽極電極的情形下，向驅動電路的TFT的供電，因是金屬布線，雖然不存在什麼問題，但在電阻率要比金屬高出數百倍的透明導電體上，因壓降引起的亮斑不能忽略。
因此，本實施形態中，在對向基板152的出射光側設置有機EL元件160的由透明電極形成的陽極電極(陽極)165，同時與陽極電極(陽極)165一起設置作為供電用電極的電極線165a。
因此，例如，沿著出射側的黑底133同時設置金屬布線組成的電極線165a，因能抑制壓降，故不會產生亮斑。
還有，本實施形態中，雖然對由發光顯示元件單獨組成的有機EL顯示裝置100的特點作了敘述，但該特點對前述實施形態1～8中所述的非發光顯示元件和發光顯示元件同時設置的裝置也能適用，具有同一的作用效果。
權利要求
1.一種顯示裝置，其特徵在於，將在第1基板(121)上形成驅動電路(142)的第1基板側(151)、與在第2基板(129)上形成包括兩個發光元件用電極(165、161)在內的發光元件(160)的第2基板側(152)貼合。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，前述發光元件(160)由有機電致發光元件組成，將形成具有陰極電極(161)的上述有機電致發光元件的第2基板側(152)與第1基板側(151)貼合。
3.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特徵在於，將在前述有機電致發光元件的陰極電極(161)上還形成保護該陰極電極(161)的保護電極(167)的第2基板側(152)與第1基板側(151)貼合。
4.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特徵在於，驅動電路電極(125)設置在前述第1基板側(151)的與第2基板側(152)的接合面上，同時，對於第2基板側(125)，在前述有機電致發光元件的陰極電極(161)上，形成導電性糊漿或導電性樹脂等的接觸層(168)，上述第1基板側(151)、第2基板側(152)與第1基板側(151)的驅動電路電極(125)、第2基板側(152)的接觸層(168)相對接合。
5.根據權利要求2所述的顯示裝置，其特徵在於，對於第2基板側(152)，在光出射側設置著有機電致發光元件中的由透明電極所組成的陽極電極(165)，同時，在上述陽極電極(165)上，還設置著供電用電極(165a)。
6.一種顯示裝置的製造方法，其特徵在於，在第1基板(121)上形成驅動電路(142)，在第2基板(129)上發光元件(160)形成了兩個發光元件用電極(165、161)後，形成了上述驅動電路(142)的第1基板側(151)與形成了發光元件(160)的第2基板側(152)貼合。
7.根據權利要求6所述的顯示裝置的製造方法，其特徵在於，前述發光元件(160)由有機電致發光元件組成，將形成了上述有機電致發光元件的第2基板側(152)，在直至形成了有機電致發光元件中的陰極電極(161)之後，與第1基板側(151)貼合。
8.根據權利要求7所述的顯示裝置的製造方法，其特徵在於，將直至形成前述有機電致發光元件中的陰極電極(161)的第2基板側(152)，在上述陰極電極(161)上再形成保護該陰極電極(161)的保護電極(167)之後，與第1基板側(151)貼合。
9.根據權利要求7所述的顯示裝置的製造方法，其特徵在於，驅動電路電極(125)設置在前述第1基板側(151)的第2基板側(152)的接合面上，同時，將直至形成了前述有機電致發光元件中的陰極電極(161)的第2基板側(152)，在與上述第1基板側(151)的驅動電路電極(125)的接觸面上形成導電性糊漿或導電性樹脂的接觸層(168)後，與第1基板側(151)的驅動電路電極(125)接合。
10.根據權利要求7所述的顯示裝置的製造方法，其特徵在於，在前述第2基板側(152)上，在出射側設置有機電致發光元件中的由透明電極組成的陽極電極(165)。
11.根據權利要求7所述的顯示裝置的製造方法，其特徵在於，在上述陽極電極(165)上同時設置供電用電極(165a)。
全文摘要
本發明的顯示裝置是在顯示區內同時設置由液晶顯示元件反射外部光進行顯示的非發光顯示元件組成的反射區、與由有機EL元件直接調製進行顯示的發光顯示元件組成的發光區。具備相互相對的第1基板和第2基板，上述光調製元件及發光元件都設置在上述第1基板和第2基板之間。由此能夠提供實現小型化及降低成本並且從野外至室內可視性均優越的顯示裝置及其製造方法。
文檔編號G09G3/36GK1967328SQ200610146460
公開日2007年5月23日 申請日期2002年9月6日 優先權日2001年9月6日
發明者藤井曉義, 陣田章仁, 嗚瀧陽三 申請人:夏普株式會社