JP2007034006A - 有機エレクトロルミネセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬパネル自体にタッチパネル機能を併せて持たせることが可能な有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】 データラインＤを有する列信号駆動回路３４と、選択ラインＷを有する行走査駆動回路３６と、画素Ｐｘを有する表示パネル３２とを具備する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置であって、画素は、有機ＥＬ素子８と、駆動用の有機薄膜トランジスタ１０と、選択用のスイッチング有機薄膜トランジスタ１１と、位置検出用の有機薄膜トランジスタ３８とを有し、位置検出用のトランジスタは、一方の端子が有機ＥＬ素子の入力側または出力側に接続され、他方の端子が列信号駆動回路に接続され、ゲートが行走査駆動回路に接続されてなり、画素が外的な力を受けた際、位置検出用の有機薄膜トランジスタにおける電圧の変化を検出することにより、当該画素の位置を特定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、タッチパネル機能を有するフレキシブルな有機エレクトロルミネセンス表示装置に関する。

近年、将来の表示装置として携帯性や収容性に優れてフレキシブル性のある表示装置の開発が盛んに行われており、中でも薄いプラスチック基板等のフレキシブル基板上に、有機薄膜トランジスタ（以下「有機ＴＦＴ」：［Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ］とも称す）や有機エレクトロルミネセンス素子（以下「有機ＥＬ素子」とも称す）や選択用のスイッチング有機薄膜トランジスタ素子（以下「有機ＴＦＴ素子」とも称す）を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下「有機ＥＬ表示装置」とも称す）が知られている。

図５はこの有機ＥＬ表示装置の１つの画素の概略図を示し、図６はこの有機ＥＬ表示装置の１つの画素の回路図を示す。この有機ＥＬ表示装置２は、例えばプラスチック基板等よりなる薄い可撓性のあるフレキシブル基板４上に、例えばＳｉＯ_２ 等よりなる絶縁膜６を形成し、この絶縁膜６上に有機ＥＬ素子８と、これを駆動する駆動用の有機ＴＦＴ素子１０と、上記駆動用の有機ＴＦＴ素子１０をスイッチングするスイッチング有機ＴＦＴ素子１１とを並列させて設けることにより形成されている。上記構造により１つの画素Ｐｘが形成され、この画素Ｐｘが縦横にマトリクス状に配列される。上記有機ＥＬ素子８は、上下の透明電極１２、１４の間に、発光層１６や正孔輸送層１８等を介在させて形成されるが、この構成に限定されず、種々の構造のものを用いることができる。

上記した１画素Ｐｘの回路構成は、図６に示すように、上記駆動用の有機ＴＦＴ１０の入力側は電源ライン２０に接続され、この出力側は上記有機ＥＬ素子８の一方の電極に接続される。この有機ＥＬ素子８の他方の電極は接地されている。また、上記駆動用の有機ＴＦＴ１０のゲートは、選択用のスイッチング有機ＴＦＴ１１の出力に接続される。このスイッチング有機ＴＦＴ１１の入力は、データラインＤに接続され、このゲートは選択ラインＷに接続される。また上記電源ライン２０と上記駆動用の有機ＴＦＴ１０のゲートとの間には、保持容量２２（図５中では記載を省略）が接続され、データを一定期間保持できるようになっている。

ところで、最近にあっては、上記した有機ＥＬ表示装置にタッチパネル機能を併せ持つようにした装置が提案されている（特許文献１）。このタッチパネル機能を有する有機ＥＬ表示装置は、上記特許文献１に示されるように、例えば通路の有機ＥＬパネルの表面、或いは裏面に例えば抵抗変化方式やスイッチング方式で動作するタッチパネルを貼り付けることにより構成されており、特に、タッチパネルを有機ＥＬパネルの裏面側へ貼り付ける構造は、前面側に貼り付ける構造と比較して表示品質が優れる、という特性を有している。

特開２００１−３４３９０８号公報

しかしながら、上述したように、タッチパネル機能を持たせるために、有機ＥＬパネルにタッチパネルを貼り付ける構成では、全体として部品点数が増大するのみならず、両パネルの貼り付け工程も行わなければならず、組み立て工程数も増大してしまう。
また抵抗変化方式のタッチパネルは温度特性が悪く、例えば車内等の使用において信頼性が欠ける、という問題もあった。更には、タッチパネルを有機ＥＬパネルの裏面側に貼り付ける方法では、押圧力は有機ＥＬパネルを介してタッチパネル側へ伝達されることになるため、押圧力の検出感度が十分ではない場合もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、有機ＥＬパネル自体にタッチパネル機能を併せて持たせることにより、部品点数を減少できるのみならず、検出感度と温度特性を向上させることが可能な有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

本発明者は、有機ＥＬ素子について鋭意研究した結果、この有機ＥＬ素子自体が外力（押圧力）による物理的変形に応じて、その電気特性が変化し、この電気特性の変化を位置的に検出するようにすれば、タッチパネル機能を併せ持たせることができる、という知見を得ることにより本発明に至ったものである。

請求項１に係る発明は、複数のデータラインを列方向に有する列信号駆動回路と、前記複数のデータラインと交わる複数の選択ラインを、行方向に有する行走査駆動回路と、前記複数のデータラインと前記複数の選択ラインとの各交点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された各画素を有する表示パネルと、を具備する有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、前記画素は、有機エレクトロルミネセンス素子と、前記有機エレクトロルミネセンス素子を駆動する駆動用の有機薄膜トランジスタと、前記駆動用の有機薄膜トランジスタを選択する選択用のスイッチング有機薄膜トランジスタと、前記画素の位置を検出する位置検出用の有機薄膜トランジスタと、を有し、前記位置検出用の有機薄膜トランジスタは、２つの端子と１つのゲートとを有すると共に、一方の前記端子が前記有機エレクトロルミネセンス素子の入力側または出力側に接続され、他方の前記端子が前記列信号駆動回路に接続され、前記ゲートが前記行走査駆動回路に接続されてなり、前記画素が外的な力を受けた際、前記画素に対応する前記駆動用の有機薄膜トランジスタに流れる電流の変化を、前記画素に対応する前記位置検出用の有機薄膜トランジスタにおける電圧の変化とし、この電圧の変化を前記列信号駆動回路で検出することにより、当該画素の位置を特定することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置である。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記有機エレクトロルミネセンス表示装置は、可撓性を有する。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬパネル自体にタッチパネル機能を併せて持たせることができ、部品点数を減少できるのみならず、検出感度と温度特性を向上させることができる。
また部品点数が少なくなって、従来行われていたパネル同士を貼り合わせる貼り合わせ工程が不要になるので、その分、組み立て工程数を削減することができる。

以下に、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る有機ＥＬ表示装置の画素配列を示す平面図、図２は本発明の有機ＥＬ表示装置の１つの画素を示す概略図、図３は有機ＥＬ表示装置中の１つの画素を示す回路図である。尚、図１乃至図３において、図５及び図６に示す構成と同一構成部分については同一符号を付して説明する。

図１に示すように、本発明の有機ＥＬ表示装置３０は、表示パネル３２を有しており、この表示パネル３２には、縦横にマトリクス状に複数の画素Ｐｘが配列されている。またこの表示パネル３０の一側と、これに直交する他側とには、列信号駆動回路３４と行走査駆動回路３６とがそれぞれ配列されている。上記列信号駆動回路３４からは、上記表示パネル３２に向けて列方向に延びる複数のデータラインＤ１〜Ｄｉが延びており、また行走査駆動回路３６からは、上記表示パネル３２に向けて行方向に延びる複数の選択ラインＷ１〜Ｗｋが延びており、上述したように両ラインの交点が画素Ｐｘとなっている。

そして、更に本発明の特徴として、上記列信号駆動回路３４からは、上記各データラインＤ１〜Ｄｉに対応して、位置検出用のデータラインＹ１〜Ｙｉが列方向に延びると共に、上記行走査駆動回路３６からは、上記各選択ラインＷ１〜Ｗｋに対応して、位置検査用の選択ラインＸ１〜Ｘｋが延びており、それぞれ対応する画素に接続されている。
またこの表示パネル３２は、各画素Ｐｘに対応させて図示しない電源ラインが接続されて表示用の電力を供給できるようになっている。上記表示パネル３２、或いは表示パネル３２のみならず、列信号駆動回路３４や行走査駆動回路３６は、図５において説明したように、可撓性のあるプラスチック基板のようなフレキシブル基板４をベースとして、このベース上に形成される。そして、この１つの画素Ｐｘは、有機ＥＬ素子８、駆動用の有機ＴＦＴ１０及び選択用のスイッチング有機ＴＦＴ１１の外に、図２及び図３に示すように本発明の特徴とする位置検出用の有機薄膜トランジスタ（以下「有機ＴＦＴ」とも称す）３８が設けられる。この位置検出用の有機ＴＦＴ３８は、図５中に示すような構成において、図２に示す様に更に１つ横に併設されることになる。

ここで１つの画素の具体的な回路は図３に示すように形成される。図３（Ａ）は第１実施例を示し、図３（Ｂ）は第２実施例を示す。また、ここでは各ラインＤ１〜Ｄｉ、Ｙ１〜Ｙｉ、Ｗ１〜Ｗｋ、Ｘ１〜Ｘｋを代表して、それぞれ”Ｄ”、”Ｙ”、”Ｗ”及び”Ｘ”として表している。すなわち、上記駆動用の有機ＴＦＴ１０の入力側は電源ライン２０に接続され、この出力側は上記有機ＥＬ素子８の一方の電極に接続される。この有機ＥＬ素子８の他方の電極は接地されている。また、上記駆動用の有機ＴＦＴ１０のゲートは、選択用のスイッチング有機ＴＦＴ１１の出力に接続される。このスイッチング有機ＴＦＴ１１の入力は、データラインＤに接続され、このゲートは選択ラインＷに接続される。また上記電源ライン２０と上記駆動用の有機ＴＦＴ１０のゲートとの間には、保持容量２２（図２中では記載を省略）が接続され、データを一定期間保持できるようになっている。

そして、新たに設けられた本発明の特徴とする位置検出用の有機ＴＦＴ３８は、その一方の入力が上記駆動用の有機ＴＦＴ１０の出力側に接続されている。具体的には、図３（Ａ）に示す場合には、上記位置検出用の有機ＴＦＴ３８の一方の入力は、上記駆動用の有機ＴＦＴ１０の出力側と上記有機ＥＬ素子８の入力側との間に接続されている。また、図３（Ｂ）に示す場合には、上記位置検出用の有機ＴＦＴ３８の一方の入力は、上記有機ＥＬ素子８の出力側に抵抗４０を介設し、この抵抗４０の入力側に接続されている。
またこの位置検出用の有機ＴＦＴ３８の出力は、上記位置検出用のデータラインＹに接続されている。更にこの位置検出用の有機ＴＦＴ３８のゲートは、上記位置走査用の選択ラインＸに接続されている。

以上のように構成された有機ＥＬ表示装置３０において、列信号駆動回路３４からは各データラインＤ１〜Ｄｉに表示用のデータ信号が順次印加され、そして、行走査駆動回路３６からの走査信号により画素Ｐｘが選択されると、当該選択された画素の有機ＥＬ素子８にデータに基づく画像が表示されることになる。この点は、従来装置も同様である。

さて、ここで上記駆動用の有機ＴＦＴ１０を流れる電流が、後述するように外的な力、例えば押圧力による変形で変化すると、その変動量は上記位置検出用の有機ＴＦＴ３８の位置検出用のデータラインＹに電圧の変化として表れ、これを列信号駆動回路３４側で検出することにより、当該画素の位置を特定することができる。この場合、位置走査用の選択ラインＸには、行走査駆動回路３６側より走査信号が周期的に加えられており、上述のようにこの画素を特定することができるようになっている。
ここで上記駆動用の有機ＴＦＴ１０の変形に対する電気的特性の変化について説明する。図４は駆動用の有機ＴＦＴの変形に対する電気的特性の変化を示すグラフである。図４中において、横軸に変形量（＝曲率半径）を示し、縦軸に電流及び移動度の変化を示している。

この図４より明らかなように、この駆動用の有機ＴＦＴ１０を曲げて変形させることにより、移動度、すなわちこのトランジスタを流れる電流が大きく変動している。従って、この電流は、図３に示す回路から明らかなように、抵抗の要素を有する有機ＥＬ素子８及び抵抗４０（図３（Ｂ）の場合）に流れているので、この有機ＥＬ素子８の両端の電圧変化、或いは抵抗４０の両端の電圧変化を位置検出用のデータラインＹにて検出して、この駆動用の有機ＴＦＴ１０の変形した画素Ｐｘの位置を特定することができる。このようにして有機ＥＬパネルにタッチパネルの機能を併せ持たせることができる。

このように、有機ＥＬパネル自体にタッチパネル機能を併せて持たせることができ、部品点数を減少できるのみならず、検出感度と温度特性を向上させることができる。
また部品点数が少なくなって、従来行われていたパネル同士を貼り合わせる貼り合わせ工程が不要になるので、その分、組み立て工程数を削減することができる。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の画素配列を示す平面図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の１つの画素を示す概略図である。 有機ＥＬ表示装置中の１つの画素を示す回路図である。 駆動用の有機ＴＦＴの変形に対する電気的特性の変化を示すグラフである。 従来の有機ＥＬ表示装置の１つの画素を示す概略図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の１つの画素の回路図を示す。

符号の説明

４…フレキシブル基板、８…有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子、１０…駆動用の有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１１…選択用のスイッチング有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、３０…有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子、３２…表示パネル、３４…列信号駆動回路、３６…行走査駆動回路、３８…位置検出用の有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、４０…抵抗、Ｐｘ…画素、Ｄ，Ｄ１〜Ｄｉ…データライン、Ｗ，Ｗ１〜Ｗｋ…選択ライン、Ｙ，Ｙ１〜Ｙｉ…位置検出用のデータライン、Ｘ，Ｘ１〜Ｘｋ…位置走査用の選択ライン。

Claims (2)

1. 複数のデータラインを列方向に有する列信号駆動回路と、
   前記複数のデータラインと交わる複数の選択ラインを、行方向に有する行走査駆動回路と、
   前記複数のデータラインと前記複数の選択ラインとの各交点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された各画素を有する表示パネルと、
   を具備する有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
   前記画素は、
   有機エレクトロルミネセンス素子と、
   前記有機エレクトロルミネセンス素子を駆動する駆動用の有機薄膜トランジスタと、
   前記駆動用の有機薄膜トランジスタを選択する選択用のスイッチング有機薄膜トランジスタと、
   前記画素の位置を検出する位置検出用の有機薄膜トランジスタと、を有し、
   前記位置検出用の有機薄膜トランジスタは、２つの端子と１つのゲートとを有すると共に、一方の前記端子が前記有機エレクトロルミネセンス素子の入力側または出力側に接続され、他方の前記端子が前記列信号駆動回路に接続され、前記ゲートが前記行走査駆動回路に接続されてなり、
   前記画素が外的な力を受けた際、前記画素に対応する前記駆動用の有機薄膜トランジスタに流れる電流の変化を、前記画素に対応する前記位置検出用の有機薄膜トランジスタにおける電圧の変化とし、この電圧の変化を前記列信号駆動回路で検出することにより、当該画素の位置を特定することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
2. 前記有機エレクトロルミネセンス表示装置は、可撓性を有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
   
   

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