WO2018123887A1 - パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及びタッチ検出方法 - Google Patents
パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及びタッチ検出方法 Download PDFInfo
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- H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
Definitions
- the present invention relates to a passive matrix organic electroluminescence display having a light emitting function and a touch detection function, and a touch detection method using the same.
- a light emitting diode using a light guide plate Light Emitting Diode (hereinafter abbreviated as “LED”)
- an organic light emitting diode hereinafter referred to as an “organic electroluminescence element”. Or abbreviated as “OLED”).
- organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an “organic EL element”) using electroluminescence of an organic material is a thin-film type complete solid-state element capable of emitting light at a low voltage of about several V to several tens V. It attracts attention as a surface light emitter.
- Organic EL elements are also called organic electroluminescence displays (hereinafter referred to as “organic EL displays”), which are one of flat panel displays (FPDs), due to advances in material technology, manufacturing technology, drive circuit technology, and the like. It has been put to practical use.
- an icon part which is a common function key button provided at the lower part of the smart device corresponds to this.
- This common function key button has, for example, three types of marks indicating “Home” (displayed by a square mark, etc.), “Back” (displayed by an arrow mark, etc.), and “Search” (displayed by a magnifying glass mark, etc.). It may be provided.
- an electrostatic capacitance type information input unit using an LED light source for example, an air layer having the same shape between the flexible printed circuit board on which the sensor electrode is formed and the front panel at a position avoiding the icon portion
- an adhesive layer having a higher dielectric constant is provided (for example, see Patent Document 2).
- this configuration by increasing the sensitivity of the sensor electrode, the user's input operation can be stably processed, and the detection accuracy of the capacitance at the detection electrode can be improved.
- organic EL device a method using a surface-emitting organic electroluminescence device (hereinafter also referred to as “organic EL device”) from the viewpoint of reducing power consumption and improving uniformity of light emission luminance. Is attracting attention.
- organic EL device a mark or the like is formed in advance on the cover glass side constituting the icon portion, and the organic EL device is arranged on the back side of the corresponding formation portion, so that the display function can be expressed. it can.
- a capacitive detection device for touch detection is arranged on the lower surface side of the cover glass and has a touch detection function. It is known to do.
- ⁇ Devices with this touch detection function often use a film / film type touch sensor that has been enlarged to the same size as a cover glass and laminated.
- a glass / glass type may be used.
- a capacitance method is often used in recent years.
- a “projection type capacitance method” is used in each of the x-axis and y-axis directions.
- a method in which a fine electrode pattern is arranged is employed. In this method, touch detection of two or more points called “multi-touch detection” is possible.
- the anode, the cathode, or the metal foil layer used for protection constituting the organic EL element is a change in the capacitance of the surface capacitance method described above.
- a capacitance type detection circuit is formed on the flexible substrate as an assembly on the light emitting surface side together with the organic electroluminescence panel.
- An electrical connection unit provided with a wiring portion for example, a touch detection electrode for detecting a touch function configured by a flexible printed circuit (abbreviation: FPC) needs to be arranged in another configuration, and the configuration has a great restriction. .
- FPC flexible printed circuit
- the organic EL element which is a light emitting device, and the wiring material for controlling the driving thereof are efficiently arranged, have high touch detection accuracy, achieve miniaturization and thinning, and have suitability for smart devices. Development of a passive matrix type organic electroluminescence display is required.
- the present invention has been made in view of the above problems and situations, and a solution to the problem is an organic electroluminescence display having a plurality of electrodes having a light emitting function and a touch detection function, and controlling the driving thereof.
- an organic electroluminescence display in which wiring materials are efficiently arranged, high touch detection accuracy can be achieved, miniaturization and thinning, and cost reduction by simplification of the process, and a touch detection method thereof are provided. is there.
- the present inventor is a passive matrix type organic electroluminescence display having a light emitting function and a touch detection function, including one or more cathodes and one or more cathodes.
- the cathode and anode both function as touch detection electrodes, the light emission period and the touch detection period are separated in time, and the influence of parasitic capacitance between the anode and cathode is eliminated during the touch detection period. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by the passive matrix organic electroluminescence display that has been achieved, and the present invention has been achieved.
- a passive matrix organic electroluminescence display having a light emitting function and a touch detection function, M (M is an integer of 1 or more) cathodes; N (N is an integer of 1 or more) anodes, The cathode and anode function as touch detection electrodes, The light emission period of the organic electroluminescence element and the touch detection period by the touch detection electrode are separated in time, A passive matrix organic electroluminescence display in which the influence of parasitic capacitance between the anode and the cathode is eliminated during the touch detection period.
- a touch detection method using a passive matrix organic electroluminescence display having a light emitting function and a touch detection function The passive matrix organic electroluminescence display has M (M is an integer of 1 or more) cathodes and N (N is an integer of 1 or more) anodes, The cathode and anode function as touch detection electrodes, Separating temporally the light emission period of the organic electroluminescence element and the touch detection period by the touch detection electrode, A touch detection method for performing touch detection during the touch detection period by eliminating the influence of parasitic capacitance between the anode and the cathode.
- Item 6 or Item 7 is a method in which, during the touch detection period, the method of eliminating the parasitic capacitance between the anode and the cathode is a method of applying a voltage having the same detection waveform to an electrode to be touch-detected and all electrodes intersecting with the electrode. Touch detection method according to claim 1.
- each of the cathode and the anode constituting the passive matrix organic electroluminescence display is composed of two or more.
- an organic EL display having a plurality of electrodes having both a light emitting function and a touch detection function, the wiring material for controlling the drive is efficiently arranged, and high touch detection accuracy can be achieved. Further, it is possible to provide an organic EL display that achieves cost reduction by miniaturization and thinning, and simplification of the process, and a touch detection method thereof.
- FIG. 1 A pair of electrode units arranged for driving (for light emission) of the organic EL elements that constitutes the structure, and a touch detection electrode for touch detection of another layer at a position separated from the electrode unit, and a light emitting function And the touch detection function need to be configured by separate assemblies.
- FIG. 2 an in-cell method is known in which an organic EL element has a touch electrode as a separate electrode in an organic EL display.
- the conventional organic EL display configured as shown in FIG. 1 and FIG. 2 has low touch detection accuracy, and in addition, increases in the number of manufacturing processes and complexity due to an increase in the number of constituent layers and the number of pins of the driving IC. As a result, the increase in cost and thickness has been an obstacle to the small format and low price.
- the organic EL display of the present invention is a passive matrix in-cell type that uses the anode and cathode constituting the organic EL element as touch detection electrodes, as shown in FIG.
- This is an organic EL display, in which a touch detection circuit unit and a light emitting element drive circuit unit are connected to each electrode.
- the light emitting element drive circuit unit and the touch detection circuit unit are provided independently, and the touch detection period and the light emission period are separated in a time-sharing (time series) manner.
- a method of applying a voltage with the same detection waveform to the M anodes and the N cathodes, or during the touch detection period In order to eliminate the parasitic capacitance between the anode and the N cathodes, by applying a voltage of the same detection waveform to the electrode for touch detection and all the electrodes intersecting with the electrode, high accuracy can be obtained in the subdivided region. Touch detection is now possible.
- Timing chart of touch detection period showing an example (embodiment 1) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention
- Timing chart of touch detection period showing another example (embodiment 2) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention
- the schematic diagram which shows an example of the control method and waveform in the touch detection of Embodiment 2
- Timing chart of touch detection period showing another example (embodiment 3) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention
- Schematic which shows an example of a structure of the timing chart of the whole organic electroluminescent display which concerns on Embodiment 1.
- FIG. Schematic which shows an example of a structure of the timing chart of the whole organic electroluminescent display which concerns on Embodiment 2 and 3
- the organic EL display of the present invention is a passive matrix organic EL display having a light emitting function and a touch detection function, and includes M (M is an integer of 1 or more) cathodes and N (N is 1 or more).
- M is an integer of 1 or more
- N is 1 or more.
- the cathode and the anode function as a touch detection electrode, the light emission period of the organic electroluminescence element and the touch detection period by the touch detection electrode are separated in time, and the touch detection period In the configuration, the influence of the parasitic capacitance between the anode and the cathode is eliminated. This feature is a technical feature common to the claimed invention.
- the influence of the parasitic capacitance between the anode and the cathode is eliminated during the touch detection period means that the potential fluctuation amount applied to the anode is applied to the cathode during the touch detection period. This is a state in which the displacement current is equal to the amount of potential fluctuation and no displacement current flows between both electrodes.
- the embodiment of the present invention has a configuration in which M cathodes and N anodes are orthogonally arranged as shown in FIG. 5 to be described later, from the viewpoint that the effects of the present invention can be further manifested. This is preferable in that touch detection can be realized with higher accuracy.
- the cathode and the anode are each composed of two or more in terms of touch detection with higher accuracy.
- the touch detection method of the present invention is a touch detection method using a passive matrix organic EL display having a light emitting function and a touch detection function
- the passive matrix organic EL display includes M (M is 1 and an anode of N (N is an integer of 1 or more), the cathode and the anode function as a touch detection electrode, the light emitting period of the organic EL element, and the touch
- M is 1 and an anode of N (N is an integer of 1 or more)
- the cathode and the anode function as a touch detection electrode the light emitting period of the organic EL element
- the touch detection period by the detection electrode is temporally separated, and the touch detection is performed during the touch detection period by eliminating the influence of the parasitic capacitance between the anode and the cathode.
- the “organic EL element” refers to an element composed of a pair of an anode, a cathode and an organic functional layer unit
- the “organic EL panel” refers to a sealing adhesive for the organic EL element.
- the “organic EL display” is a structure in which a touch detection circuit unit and a light emitting element drive circuit unit are connected to an organic EL panel by an electrical connection member, and a light emitting function and a touch detection function. The composition which has both.
- the “light emitting area” refers to a region having at least an anode, an organic functional layer unit including a light emitting layer, and a cathode on the same plane.
- the organic EL display of the present invention is an organic EL display in which an electrical connection member is joined to an organic EL panel, and the electrical connection member includes a touch detection circuit unit and a light emitting element drive circuit unit that drives the organic EL panel.
- the organic EL panel has a cathode and an anode as a pair of planar electrodes at opposed positions inside, and the pair of electrodes are connected to a light emitting element driving circuit unit, and the pair of electrodes Any one of these is a touch detection electrode, and the touch detection electrode is connected to the touch detection circuit unit.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an out-cell organic EL display, which is a conventional organic EL display.
- the “out-cell method” means a configuration in which the touch detection electrode (10) is arranged at a position separated from the organic EL panel (2).
- the organic EL display (1) shown in FIG. 1 has an anode (4, anode) and at least a light-emitting layer on a transparent substrate (3).
- a hole injection layer and a hole transport layer An organic functional layer unit (5) composed of an electron transport layer, an electron injection layer, etc. is laminated, and a cathode (6, cathode) is laminated on top of the organic functional layer unit (5).
- EL The outer peripheral portion of the organic EL element (EL) is sealed with a sealing adhesive (7), and on its surface, harmful gas (oxygen, moisture, etc.) from the external environment is prevented from penetrating into the light emitting portion.
- the sealing member (8) is arrange
- a light emitting element drive circuit unit (11) for controlling light emission is connected between an anode (4) and a cathode (6) which are a pair of electrodes. Moreover, the electrical connection which provided the capacitive touch detection circuit and the wiring part on the surface on the opposite side to the surface in which the organic EL panel (2) of the transparent base material (3) was formed, for example.
- a touch detection electrode (10) constituted by a unit (flexible printed circuit) is provided, and the touch detection electrode (10) is provided with a touch detection circuit unit (12) for detecting a touch (finger touch).
- the touch detection unit (9) is configured.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration in which a touch detection electrode is provided as a separate layer in the organic EL panel (2) in a conventional in-cell organic EL display as a comparative example.
- the “in-cell method” refers to a configuration in which a touch detection electrode is provided inside the organic EL panel (2) as shown in FIG.
- the touch detection electrode (10) is separated from the anode (4) and the cathode (6) as counter electrodes in the organic EL panel (2). With the structure provided at the position, it is arranged in a state of being electrically separated and insulated from the anode (4) through the insulating layer (13).
- Other configurations are the same as those described with reference to FIG.
- FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the configuration of the passive matrix in-cell organic EL display of the present invention.
- the “passive matrix type” here is also called “passive matrix type matrix drive”, and as shown in FIG. 6 described later, a plurality of columns (rows, anodes) and row (rows, cathodes) electrodes are used.
- the bias voltage is simultaneously applied to the signal electrode and the scanning electrode from the end of the electrode, and the light emitting layer of the organic EL element between the electrodes emits light.
- an anode (4) and an organic functional layer unit (5) similar to those in FIG. 1 are laminated on a transparent substrate (3), and an organic functional layer unit (5
- the cathode (6) is laminated on the upper portion of the organic EL element (EL).
- the outer peripheral portion of the organic EL element (EL) is sealed with a sealing adhesive (7), and a sealing member (8) is disposed on the surface thereof to constitute the organic EL panel (2).
- the anode (4) and the cathode (6) are electrodes that function as a counter electrode that emits light from the organic EL element and also have a function as a touch detection electrode.
- a light emitting element drive circuit unit (11) for controlling light emission is connected between the anode (4) and the cathode (6).
- the anode (4) further functions as a touch detection electrode, and a touch detection circuit unit (12) for detecting a touch (finger touch) is connected thereto.
- FIG. 3 shows a configuration in which the anode (4) also serves as the touch detection electrode, but the cathode (6) may function as the touch detection electrode.
- the light emitting element driving circuit unit (11) shown in FIG. 3 for controlling light emission is not particularly limited in its configuration, and a conventional known light emitting element driving circuit unit (also referred to as an organic EL element driving circuit) is applied. can do.
- a light emitting element driving circuit has a function of applying a current corresponding to a light emission amount of an organic EL element, which is a light emitting element, between an anode and a cathode, for example, in accordance with a preset light emitting pattern of the light emitting element. Is.
- a constant current circuit including a step-up or step-down DC-DC converter circuit, a current value feedback circuit, a DC-DC converter switch control circuit, and the like is known.
- a touch detection circuit includes an amplifier, a filter, an AD converter, a rectifying / smoothing circuit, a comparator, and the like. Typical examples thereof include a self-capacitance detection method, a series capacitance division comparison method (OMRON method), and the like. be able to. Reference can also be made to touch detection circuits described in JP 2012-073783 A, JP 2013-088932 A, JP 2014-053000 A, and the like.
- FIG. 4A is a schematic diagram showing an example of the arrangement of anodes and cathodes in the organic EL display of the present invention.
- the cathodes are arranged in an intersecting configuration, and these electrodes function as touch detection electrodes together with the light emitting electrodes.
- FIG. 4A only the wiring is displayed on the cathode and the anode.
- a region where N rows of cathodes arranged in the horizontal direction and M columns of anodes arranged in the vertical direction are overlapped is one “light emission / detection unit (light emission / detection unit). Detection area) ”.
- the feature of the organic EL display having such a function is that the cathode and the anode also function as a touch detection electrode, and the touch detection period and the light emission period are separated by time division.
- one characteristic is that the voltage of the same detection waveform is applied to all the cathodes and anodes. At this time, when there are a plurality of anodes or cathodes, a method of detecting them by bundling them may be used.
- first row detection ⁇ second row detection ⁇ ... ⁇ N row detection ⁇ first column detection ⁇ second column detection ⁇ ... ⁇ M column detection When the first row is detected, the same detection waveform is obtained in the 1st to Mth columns, and the same detection waveform or Hi-Z is obtained in the 2nd to Nth rows.
- Hi-Z is also referred to as a high impedance (high resistance value) state, and since impedance is displayed in Z, it is displayed as Hi-Z.
- This high impedance is a state where the circuit is open (open), that is, a so-called disconnected state.
- the present invention if a plurality of touch electrode wirings in the same row or column as the touch detection electrodes function simultaneously, normal touch detection cannot be performed. It is necessary to cut, and for this purpose, accurate touch detection can be performed by setting the electrode wiring to be cut into a high impedance state (Hi-Z).
- the contact capacitance between the finger and the touch detection electrode (here, the anode) is Cf
- the parasitic capacitance between the cathode 1, the cathode 2 and the cathode 3 is Cel.
- Cel> Cf the capacity of the anode is “3 Cel + Cf ⁇ 3 Cel” when there is a finger touch, and “3 Cel” when there is no finger touch.
- cathode 2 and cathode 3 it becomes possible to set “Cf” when there is a finger touch and “0” when there is no finger touch. Can be detected.
- FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the arrangement of a plurality of anodes and a plurality of cathodes in the organic EL device according to the present invention.
- M anodes (4) of 1 to M rows are arranged in a stripe shape, and an organic functional layer unit (5) including a light emitting layer is formed on the entire surface. Further thereon, N stripe-like cathodes (6) from 1 to N rows are arranged in an arrangement orthogonal to the anode (4) to constitute an organic EL element (EL).
- EL organic EL element
- a region U where all of the anode (4), the organic functional layer unit (5), and the cathode (6) are present on the same plane is a “light emission / touch detection region”.
- FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an organic EL display including a plurality of cathodes and anodes.
- the region (21) for light emission and touch detection has a plurality of organic EL elements (EL) arranged in a matrix and capacitors (24).
- the plurality of cathode wirings (6A) in the first to N rows are connected to the row driver (22), and the plurality of anode wirings (4A) in the first to M columns are connected to the column driver (21). A predetermined voltage is applied to each designated electrode wiring. Further, the row driver (22) and the column driver (21) are connected to the control unit (23) and control the application of voltage to each driver.
- a region (U) including a set of organic EL elements (EL) and a capacitor (24) connected to one cathode wiring (6A) and anode wiring (4A) is one light emission / touch detection. It is a unit (one light emitting element unit).
- the light emission period (LT) in which the organic EL panel controlled by the light emitting element driving circuit unit (11) emits light and the touch detection period (ST) controlled by the touch detection circuit unit (12). ) are separated and driven.
- a period composed of the light emission period (LT) and the touch detection period (ST) is referred to as one frame period (1FT).
- FIG. 7 is an overall timing chart showing an example of the light emission period and the touch detection period in the block diagram shown in FIG.
- connection is made to one cathode wiring (6A) and anode wiring (4A) while sequentially applying a voltage in units of rows while being controlled by the light emitting element driving circuit unit (11).
- One set of organic EL elements (EL) is caused to emit light.
- the touch detection circuit unit (12) is used to shift to the touch detection period (ST). A detailed control method in the touch detection period will be described later.
- the light emission period (LT), touch detection period (ST), and one frame period (1FT) in the organic EL display of the present invention are not particularly limited, and conditions suitable for the environment to be applied can be appropriately selected.
- the light emission period (LT) of the OLED is 1 / N duty as the light emission period per row.
- One frame period (1FT) is preferably in the range of 16.67 msec or less.
- the one frame period (1FT) is preferably 60 Hz or more for the purpose of reducing flicker.
- FIG. 8 is a timing chart of the touch detection period showing an example (embodiment 1) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention. The scan is not performed and the voltage of the same detection waveform is applied to all the touch electrodes at once. It is a method of applying and detecting touch. In the method shown in Embodiment 1, it is necessary to provide a touch detection circuit unit (12) for each touch detection region (U). That is, in the configuration shown in the block diagram of FIG. 6, N + M touch detection circuit units (12) are connected to perform touch detection for each detection region (U).
- the touch detection circuit units (12) increases, but all electrodes in the 1st row to the Nth row and the 1st column to the Mth column are collectively collected without scanning.
- the touch detection can be performed. That is, the touch detection period (ST) in one frame period (1FT) can be set short.
- Embodiment 2 A method of scanning and sequentially detecting a touch by applying a voltage of the same detection waveform to all touch electrodes]
- a method of performing touch detection by applying a voltage having the same detection waveform to the anode and the cathode is a preferable aspect.
- FIG. 9 is a timing chart showing a touch detection period showing an example (embodiment 2) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention.
- the touch detection is performed by sequentially scanning while all the touch electrodes (M anodes (4) and N cathodes (6)) are applied with the voltage of the same detection waveform.
- the number of scans depends on the number of touch detection circuit units incorporated.
- FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a touch detection control method and a waveform in a detection period according to the second embodiment.
- Each touch electrode (1 row to N row, 1 column to M column) is connected to one detection circuit, and a switch (Sw1 row to SwN) for controlling touch detection is provided between each touch electrode and the detection circuit.
- Row, Sw1 column to SwM column) are arranged.
- the touch electrode and the touch detection circuit unit are connected to perform touch detection. For example, with all the switches turned off, as a first step, the first switch Sw1 row of the cathode is turned “ON” and connected to the touch detection circuit unit to perform touch detection. As the second step, the switch Sw1 row is set to “off”, the second switch Sw2 row of the cathode is set to “on”, and the touch detection circuit unit is connected to perform touch detection. Such an operation is sequentially connected to the detection circuit unit via each switch from the third row of the cathode to the M column of the anode, and touch detection is performed.
- a waveform having the same potential as that of the detection waveform is applied to all the touch electrodes even during a period when the touch detection circuit unit is not connected.
- a touch electrode that performs touch detection and a voltage having the same detection waveform are applied to the electrode group orthogonal to the electrode, and other electrodes parallel to the touch electrode to be detected
- the group is a method of performing touch detection while scanning with the same detection waveform (floating potential) or Hi-Z state.
- FIG. 11 is a timing chart of the touch detection period showing an example (embodiment 3) of the touch detection method in the organic EL display of the present invention.
- the method shown in FIG. 11 shows an example of a method for performing touch detection by setting the other electrode group parallel to the touch electrode to be detected to the Hi-Z state.
- the Hi-Z state is also referred to as a high impedance (high resistance value) state.
- the impedance In order to display the impedance as Z, it is displayed as Hi-Z.
- This high impedance is a state in which the circuit is released (opened), that is, a state in which the circuit is disconnected.
- normal touch detection cannot be performed. It is necessary to cut, and for this purpose, accurate touch detection can be performed by setting the electrode wiring to be cut into a high impedance state.
- a voltage with the same detection waveform is applied.
- the 1st, 3rd to Mth rows which are the anodes parallel to the second row, are set as the Hi-Z state and are not involved in touch detection. Such an operation is performed up to the Mth column.
- touch detection is performed with the cathodes in the 1st to Nth rows.
- the same detection is performed on the cathode of the first row and the anodes of the first to Mth columns which are anode groups orthogonal to the cathode of the first row. Apply waveform voltage.
- the second row name to the Nth row, which are the cathodes parallel to the first row are set as the Hi-Z state so as not to be involved in touch detection. Thereafter, the same operation is performed for the second to Nth rows, and touch detection is performed by the scanning method.
- FIGS. 12A and 12B are schematic diagrams showing a time structure of a timing chart of the entire organic EL display of the present invention.
- FIG. 12A shows a time structure in the first embodiment.
- a voltage having the same detection waveform is applied to all the electrodes, and touch detection is performed without scanning, and N + M touch detection circuit units (12) are provided for each touch detection region (U). This is a method that enables batch detection without scanning.
- the touch detection period (ST) occupying within one frame period (1FT) can be set short, and a longer light emission period (LT) can be secured.
- one frame period (FT) is 60 Hz or more and 16.67 msec. It becomes.
- the time structure of the timing chart shown in FIG. 12B shows an example of the embodiment 2 and the embodiment 3.
- the touch detection is performed by scanning each row (cathode) and column (anode) using one touch detection circuit unit.
- the touch detection period (ST) becomes longer, and the light emission period (LT) becomes shorter due to the influence.
- the number of detection circuits is reduced with respect to the number of rows and columns, and a single touch detection circuit unit can be handled.
- the configuration is extremely simple, and the manufacturing cost can be kept low.
- the organic EL panel (2) constituting the organic EL display (1) includes, for example, an anode (4, anode) and an organic functional layer unit (on the transparent substrate (3) as illustrated in FIG. 5) are laminated to form a light emitting region.
- a cathode (6, cathode) is laminated on the organic functional layer unit (5) to constitute an organic EL element.
- the outer peripheral portion of the organic EL element is sealed with a sealing adhesive (7), and a sealing member (8) is disposed on the surface thereof to constitute the organic EL panel (2).
- transparent substrate examples of the transparent substrate (3) applicable to the organic EL element according to the present invention include transparent materials such as glass and plastic. Examples of the transparent substrate (3) preferably used include glass, quartz, and a resin film.
- transparent as used in the present invention means that the average light transmittance in the visible light region is 60% or more, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
- the glass material examples include silica glass, soda lime silica glass, lead glass, borosilicate glass, and alkali-free glass.
- a physical treatment such as polishing, a coating made of an inorganic material or an organic material, or these coatings, if necessary.
- a combined hybrid coating can be formed.
- polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate pro Cellulose esters such as pionate (CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate and their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether Ketone, polyimide, polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, poly Cyclones such as luphones, polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic and polyarylates, Arton (trade name, manufactured by JSR) and Appel (trade
- a gas barrier layer may be provided on the transparent substrate (3) as described above, if necessary.
- any material that has a function of suppressing intrusion of water or oxygen that causes deterioration of the organic EL element may be used.
- an inorganic substance such as silicon oxide, silicon dioxide, or silicon nitride may be used. Can be used.
- anode and an intermediate electrode constituting an organic EL element As an anode and an intermediate electrode constituting an organic EL element, a metal such as Ag or Au or an alloy containing a metal as a main component, a composite oxide of CuI, indium-tin (ITO), a metal oxide such as SnO 2 or ZnO
- a metal such as Ag or Au or an alloy containing a metal as a main component, a composite oxide of CuI, indium-tin (ITO), a metal oxide such as SnO 2 or ZnO
- the metal or an alloy containing a metal as a main component is preferable, and silver or an alloy containing silver as a main component is more preferable.
- the organic EL display of this embodiment is configured to extract emitted light from at least the anode, the anode and the intermediate electrode are transparent electrodes.
- the transparent electrode is composed mainly of silver
- the purity of silver is preferably 99% or more.
- palladium (Pd), copper (Cu), gold (Au), or the like may be added to ensure the stability of silver.
- the transparent electrode is a layer composed mainly of silver, but specifically, it may be formed of silver alone or an alloy containing silver (Ag).
- Such alloys include silver / magnesium (Ag / Mg), silver / copper (Ag / Cu), silver / palladium (Ag / Pd), silver / palladium / copper (Ag / Pd / Cu), silver -Indium (Ag.In) etc. are mentioned.
- the anode constituting the organic EL device according to the present invention is a transparent anode composed mainly of silver and having a thickness in the range of 2 to 20 nm.
- the thickness is preferably in the range of 4 to 12 nm.
- a thickness of 20 nm or less is preferable because the absorption component and reflection component of the transparent anode can be kept low and high light transmittance can be maintained.
- the layer composed mainly of silver means that the silver content in the transparent anode is 60% by mass or more, preferably the silver content is 80% by mass or more, More preferably, the silver content is 90% by mass or more, and particularly preferably the silver content is 98% by mass or more.
- transparent in the transparent anode according to the present invention means that the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 50% or more.
- the transparent anode may have a configuration in which a layer composed mainly of silver is divided into a plurality of layers as necessary.
- a base layer may be provided in the lower portion from the viewpoint of improving the uniformity of the silver film of the transparent anode to be formed.
- a base layer it is a layer containing the organic compound which has a nitrogen atom or a sulfur atom, and the method of forming a transparent anode on the said base layer is a preferable aspect.
- the light-emitting layer constituting the organic EL element preferably has a structure containing a light-emitting material, and the light-emitting material is preferably a phosphorescent compound or a fluorescent compound.
- This light emitting layer is a layer that emits light by recombination of electrons injected from the electrode or the electron transport layer and holes injected from the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. Alternatively, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
- Such a light emitting layer is not particularly limited in its configuration as long as the light emitting material contained satisfies the light emission requirements. Moreover, there may be a plurality of layers having the same emission spectrum and emission maximum wavelength. In this case, it is preferable to have a non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers.
- the total thickness of the light emitting layers is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably in the range of 1 to 30 nm because a lower driving voltage can be obtained.
- the sum total of the thickness of a light emitting layer is the thickness also including the said intermediate
- the light emitting layer as described above is prepared by using a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an LB method (Langmuir-Blodget, Langmuir Blodgett method) and an ink jet method. Can be formed.
- a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an LB method (Langmuir-Blodget, Langmuir Blodgett method) and an ink jet method. Can be formed.
- a plurality of light emitting materials may be mixed, and a phosphorescent light emitting material and a fluorescent light emitting material (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) may be mixed and used in the same light emitting layer.
- the structure of the light-emitting layer preferably includes a host compound (also referred to as a light-emitting host) and a light-emitting material (also referred to as a light-emitting dopant compound) and emits light from the light-emitting material.
- ⁇ Host compound> As the host compound contained in the light emitting layer, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. Further, the phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01. Moreover, it is preferable that the volume ratio in the layer is 50% or more among the compounds contained in a light emitting layer.
- a known host compound may be used alone, or a plurality of types of host compounds may be used.
- a plurality of types of host compounds it is possible to adjust the movement of charges, and the efficiency of the organic electroluminescent device can be improved.
- a plurality of kinds of light emitting materials described later it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary light emission color.
- the host compound used in the light emitting layer may be a conventionally known low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, and a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). )
- a phosphorescent compound also referred to as a phosphorescent compound, a phosphorescent material, or a phosphorescent dopant
- a fluorescent compound both a fluorescent compound or a fluorescent material
- a phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). Although defined as being a compound of 01 or more, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
- the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7.
- the phosphorescence quantum yield in the solution can be measured using various solvents, but when using a phosphorescent compound in the present invention, the phosphorescence quantum yield is 0.01 or more in any solvent. Should be achieved.
- the phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light-emitting layer of a general organic EL device, but preferably contains a group 8 to 10 metal in the periodic table of elements. More preferred are iridium compounds, more preferred are iridium compounds, osmium compounds, platinum compounds (platinum complex compounds) or rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
- At least one light emitting layer may contain two or more phosphorescent compounds, and the concentration ratio of the phosphorescent compounds in the light emitting layer varies in the thickness direction of the light emitting layer. It may be an embodiment.
- preferred phosphorescent compounds include organometallic complexes having Ir as a central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of metal-carbon bond, metal-nitrogen bond, metal-oxygen bond, and metal-sulfur bond is preferable.
- Fluorescent compounds include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes. And dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.
- each layer other than the light emitting layer constituting the organic functional layer unit will be described in the order of a charge injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and a blocking layer.
- the charge injection layer is a layer provided between the electrode and the light emitting layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance, and includes a hole injection layer and an electron injection layer.
- the charge injection layer is present between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer in the case of a hole injection layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer in the case of an electron injection layer.
- the present invention is characterized in that the charge injection layer is disposed adjacent to the transparent electrode. When used in an intermediate electrode, it is sufficient that at least one of the adjacent electron injection layer and hole injection layer satisfies the requirements of the present invention.
- the hole injection layer is a layer disposed adjacent to the anode, which is a transparent electrode, in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance.
- Examples of materials used for the hole injection layer include porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, poly Arylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, polyvinylcarbazole, and aromatic amines introduced into the main chain or side chain Polymer materials or oligomers, polysilanes, conductive polymers or oligomers (eg PEDOT (polyethylenedioxythiophene): PSS) Polystyrene sulfonic acid), aniline copolymers
- Examples of the triarylamine derivative include benzidine type represented by ⁇ -NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), and MTDATA (4,4 ′, 4 ′′).
- Examples include a starburst type represented by -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine), a compound having fluorene or anthracene in the triarylamine-linked core.
- a hexaazatriphenylene derivative can also be used as a hole transport material.
- the electron injection layer is a layer provided between the cathode and the light emitting layer for lowering the driving voltage and improving the light emission luminance.
- the cathode is composed of the transparent electrode according to the present invention, It is provided adjacent to the transparent electrode.
- the electron injection layer includes metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, and potassium fluoride, magnesium fluoride, and fluoride.
- Alkali metal halide layers typified by calcium, alkaline earth metal compound layers typified by magnesium fluoride, metal oxides typified by molybdenum oxide, aluminum oxide, lithium 8-hydroxyquinolate (Liq), etc.
- the metal complex etc. which are represented are mentioned.
- organic materials, such as a metal complex are used especially suitably.
- the electron injection layer is preferably a very thin film, and depending on the constituent material, the layer thickness is preferably in the range of 1 nm to 10 ⁇ m.
- the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes.
- the hole injection layer and the electron blocking layer also have the function of a hole transport layer.
- the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
- the hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
- triazole derivatives oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives
- Examples include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, conductive polymer oligomers, and thiophene oligomers.
- hole transport material those described above can be used, but porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds can be used, and in particular, aromatic tertiary amine compounds can be used. preferable.
- aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, 1,1 -Bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,1-bis (4-di-p -Tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p
- the hole transport material may be formed by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, and an LB method (Langmuir Brodget, Langmuir Brodgett method). Thus, it can be formed by thinning.
- the layer thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
- the hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
- the p property can be increased by doping impurities into the material of the hole transport layer.
- the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
- the electron transport layer can be provided as a single layer structure or a stacked structure of a plurality of layers.
- an electron transport material (also serving as a hole blocking material) constituting a layer portion adjacent to the light emitting layer is used as an electron transporting material. What is necessary is just to have the function to transmit.
- any one of conventionally known compounds can be selected and used. Examples include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane, anthrone derivatives, and oxadiazole derivatives.
- a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as a material for the electron transport layer. It can. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or a polymer material having these materials as a polymer main chain can also be used.
- metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8- Quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (abbreviation: Znq), etc. and the central metal of these metal complexes
- a metal complex replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as a material for the electron transport layer.
- the electron transport layer can be formed by thinning the above material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet method, and an LB method.
- the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
- the electron transport layer may have a single structure composed of one or more of the above materials.
- the blocking layer includes a hole blocking layer and an electron blocking layer, and is a layer provided as necessary in addition to the constituent layers of the organic functional layer unit 3 described above.
- a hole blocking (hole block) layer can be used.
- the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense.
- the hole blocking layer is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons but has a very small ability to transport holes, and recombines electrons and holes by blocking holes while transporting electrons. Probability can be improved.
- the structure of an electron carrying layer can be used as a hole-blocking layer as needed.
- the hole blocking layer is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
- the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense.
- the electron blocking layer is made of a material that has the ability to transport holes and has a very small ability to transport electrons. By blocking holes while transporting holes, the probability of recombination of electrons and holes is improved. Can be made.
- the structure of a positive hole transport layer can be used as an electron blocking layer as needed.
- the layer thickness of the hole blocking layer applied to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
- the cathode is an electrode film that functions to supply holes to the organic functional layer group and the light emitting layer, and a metal, an alloy, an organic or inorganic conductive compound, or a mixture thereof is used. Specifically, gold, aluminum, silver, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, indium, lithium / aluminum mixture, rare earth metal, ITO, ZnO, TiO Oxide semiconductors such as 2 and SnO 2 .
- the cathode can be produced by forming a thin film of these conductive materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
- the sheet resistance as the second electrode is several hundred ⁇ / sq.
- the film thickness is usually selected from the range of 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
- a cathode having good light transmittance may be selected and configured.
- sealing member As a sealing means used for sealing the organic EL element, for example, a sealing film provided on the outer peripheral portion and a sealing method provided on the sealing film are provided. be able to.
- the sealing member may be disposed so as to cover the display area of the organic EL element, and may be concave or flat. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
- a glass plate, a polymer plate, a film, a metal plate, a film, etc. examples include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
- the polymer plate examples include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
- the metal plate include one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
- the sealing member a polymer film and a metal film can be preferably used from the viewpoint of reducing the thickness of the organic EL element. Furthermore, the polymer film has a water vapor transmission rate of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 .multidot.m at a temperature of 25 ⁇ 0.5 ° C. and a relative humidity of 90 ⁇ 2% RH measured by a method according to JIS K 7129-1992.
- the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 mL / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm (1 atm is 1.01325 ⁇ 10 5 a Pa) equal to or lower than a temperature of 25 ⁇ 0.5 ° C.
- water vapor permeability at a relative humidity of 90 ⁇ 2% RH is preferably not more than 1 ⁇ 10 -3 g / m 2 ⁇ 24h.
- sealing adhesive examples include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing type sealings such as 2-cyanoacrylates. Can be mentioned. Sealing adhesives include epoxy and other heat- and chemical-curing (two-component) adhesives, hot-melt adhesives such as polyamide, polyester, and polyolefin, and cationic curing ultraviolet curing epoxy resins. Mention may be made of adhesives.
- the gap between the sealing member and the display area (light emitting area) of the organic EL element in addition to the sealing adhesive, in the gas phase and liquid phase, inert gases such as nitrogen and argon, fluorinated hydrocarbons, It is preferable to inject an inert liquid such as silicone oil. Further, the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element can be evacuated, or a hygroscopic compound can be sealed in the gap.
- Method of manufacturing organic EL display As a method for producing an organic EL display, a plurality of rows of anodes, a plurality of organic EL light emitting units laminated via intermediate electrodes, and a plurality of rows of cathodes can be laminated on a transparent substrate.
- a transparent substrate is prepared, and a thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material is deposited on the transparent substrate so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 10 to 200 nm.
- M anodes are formed by a method such as sputtering. As shown in each drawing, the anodes are formed in a plurality of rows in the vertical direction.
- a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like are sequentially laminated as an organic EL light emitting unit on the transparent substrate on which the anode is formed.
- each layer constituting the organic EL light emitting unit includes a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a vapor deposition method, a printing method, etc., but it is easy to obtain a homogeneous layer and a pinhole is not easily generated. From the point of view, a vacuum deposition method or a spin coating method is particularly preferable. Furthermore, different formation methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for forming each of these layers, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C. and a degree of vacuum of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa. It is desirable to appropriately select each condition within the range of the deposition rate of 0.01 to 50 nm / second, the substrate temperature of ⁇ 50 to 300 ° C., and the layer thickness of 0.1 to 5 ⁇ m.
- N cathodes are formed in the lateral direction on the organic EL light emitting unit described above in the same manner as the anode forming method and the organic EL light emitting unit described above.
- the M anodes and the N cathodes are formed so as to overlap each other when viewed in plan (FIG. 5).
- a sealing adhesive is formed on the outer peripheral portion to form a sealing film, and sealing is performed by providing a sealing member on the top.
- the organic EL light-emitting unit is sealed so as to cover at least each of the organic EL light-emitting units on the transparent substrate with the terminal portions of the electrodes exposed.
- each electrode of an organic EL element and a column driver or a row driver are electrically connected.
- an electrical connection member that can be used at that time, although it will not be restrict
- anisotropic conductive film examples include a layer having fine conductive particles having conductivity mixed with a thermosetting resin.
- the conductive particle-containing layer that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a layer containing conductive particles as an anisotropic conductive member, and can be appropriately selected according to the purpose.
- the conductive particles that can be used as the anisotropic conductive member according to the present invention are not particularly limited, and examples thereof include metal particles and metal-coated resin particles.
- Examples of commercially available ACFs include low-temperature curing ACFs that can also be applied to resin films, such as MF-331 (manufactured by Hitachi Chemical).
- the metal particles include nickel, cobalt, silver, copper, gold, palladium, and the like.
- the metal-coated resin particles for example, the surface of the resin core is made of any one of nickel, copper, gold, and palladium. Examples include coated particles.
- the organic electroluminescence display of the present invention is an organic electroluminescence display that can achieve small format and thinning, and can simplify the process. Can be suitably used.
- the organic electroluminescence display of the present invention can also be applied to a lighting device.
- the lighting device provided with the organic electroluminescence display of the present invention is also useful for display devices such as home lighting, interior lighting, and backlights of liquid crystal display devices.
- backlights such as clocks, signboard advertisements, traffic lights, light sources such as optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processing machines, light sources for optical sensors, etc.
- backlights such as clocks, signboard advertisements, traffic lights, light sources such as optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processing machines, light sources for optical sensors, etc.
- There are a wide range of uses such as household appliances.
- the organic electroluminescence display of the present invention is an organic electroluminescence display that can achieve small formatting and thinning, and can simplify the process, and is suitable for various smart devices such as smartphones and tablets and lighting devices. Available.
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Abstract
本発明の課題は、発光機能とタッチ検出機能を兼ね備えた複数本の電極を有する有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、その駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、高いタッチ検出精度を達成でき、かつ小型化及び薄型化と、工程の簡素化によるコストダウンを達成した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイと、そのタッチ検出方法を提供することである。 上記課題を解決すべく、本発明に係るパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型方式の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、1本以上のカソードと、1本以上のアノードを有し、カソードとアノードがいずれもタッチ検出電極として機能し、発光期間とタッチ検出期間が時間的に分離され、タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されている。
Description
本発明は、発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイと、それを用いたタッチ検出方法に関する。
従来、平面状の光源体としては、導光板を用いた発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下、「LED」と略記する。)や、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode、以下、「有機エレクトロルミネッセンス素子」又は「OLED」と略記する。)等が挙げられる。
有機材料のエレクトロルミネッセンスを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう。)は、数V~数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、面発光体として注目されている。また、有機EL素子は、その材料技術、製造技術及び駆動回路技術等の進歩により、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display:FPD)の一つである有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、「有機ELディスプレイ」ともいう。)として実用化されている。
2008年ごろから、世界的にスマートデバイス(例えば、スマートフォン、タブレット等。)の生産量が飛躍的に伸長してきている。これらのスマートデバイスには、その操作性の観点から、フラットな面を有するキーが使われている。例えば、スマートデバイスの下部に設けられている共通機能キーボタンであるアイコン部がそれに相当する。この共通機能キーボタンには、例えば、「ホーム」(四角形などのマークで表示)、「戻る」(矢印マークなどで表示)、「検索」(虫眼鏡マークなどで表示)を示す3種類のマークが設けられている場合がある。
このような共通機能キーボタンは、視認性向上の観点から、表示するマークのパターン形状に応じて、例えば、LED等を使用する場合には、あらかじめLED導光板などの平面発光デバイスをスマートデバイスの内部に設置して利用する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、LED光源を用いた静電容量式情報入力ユニットとしては、例えば、センサー電極が形成されたフレキシブルプリント回路基板と、表面パネルとの間に、アイコン部を回避する位置に同形状の空気層よりも誘電率の高い接着剤層を設けた構成が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。この構成では、センサー電極の感度を高めることにより使用者の入力操作を安定に処理し、検出電極での静電容量の検出精度を向上させることができる。
また、近年、アイコン部の表示方法として、低消費電力化及び発光輝度の均一性向上の観点から、面発光型の有機エレクトロルミネッセンスデバイス(以下、「有機ELデバイス」ともいう。)を利用する方法が注目されている。有機ELデバイスを用いた構成では、アイコン部を構成しているカバーガラス側へマーク等をあらかじめ形成し、その該当形成部分の裏側に有機ELデバイスを配置することで、表示機能を発現させることができる。
一方、スマートデバイス等の情報処理装置では、ディスプレイ部及び上述したアイコン部において、タッチ検出のための静電容量方式の検出型デバイスをカバーガラスの下面側に配置し、タッチ検出機能を有する構成とすることが知られている。
このタッチ検出機能を有するデバイスでは、フィルム/フィルム型のタッチセンサーを、カバーガラスと同等のサイズまで拡大させてラミネートしたものを使うことが多い。特に、厚さに制約がないような機種の場合には、ガラス/ガラスタイプのものが用いられることもある。
また、タッチ検出方式としては、近年では静電容量方式が採用されることが多く、例えば、メインディスプレイ向けには、「投影型静電容量方式」と呼ばれる、x軸、y軸方向のそれぞれに精細な電極パターンを配置した方式が採用されることが多い。この方式では、いわゆる「マルチタッチ検出」と呼ばれる2点以上のタッチ検出が可能となる。
このようなタッチセンサーが利用されるため、これまでは共通機能キーの部分には、タッチ機能を持たない発光デバイスが使用されていた。しかしながら、近年、いわゆる「インセル」型、又は「オンセル」型のディスプレイが登場したことにより、発光デバイスに、独自にタッチ検出機能を設けることが強く求められてきた。
特に、面発光型の有機ELデバイスの場合、有機EL素子を構成している陽極、陰極、又は保護のために利用されるメタルホイル層が上記の表面型静電容量方式の静電容量の変化の検出に悪影響を与えるため、有機ELデバイスに静電タッチ機能を付与する場合は、有機エレクトロルミネッセンスパネルとともに、その発光面側上に、アセンブリとして、フレキシブル基板上に静電容量方式の検出回路と配線部を設けた電気接続ユニット、例えば、フレキシブルプリント回路(略称:FPC)により構成されるタッチ機能検出用のタッチ検出電極を別構成で配置させる必要があり、その構成には大きな制約があった。このようなアセンブリを設ける方法では、タッチ機能検出用のデバイス(例えば、FPC)を追加調達する必要があり、経済的な負荷を負うこと、デバイスが厚くなること、製造工程における工数が増加する等の問題を抱えている。
したがって、発光デバイスである有機EL素子と、その駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、高いタッチ検出精度を備え、かつ小型化及び薄型化を達成し、スマートデバイスへの適性を備えたパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの開発が求められている。
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光機能とタッチ検出機能を兼ね備えた複数本の電極を有する有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、その駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、高いタッチ検出精度を達成でき、かつ小型化及び薄型化と、工程の簡素化によるコストダウンを達成した有機エレクトロルミネッセンスディスプレイと、そのタッチ検出方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を進めた結果、発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型方式の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、1本以上のカソードと、1本以上のアノードを有し、カソードとアノードがいずれもタッチ検出電極として機能し、発光期間とタッチ検出期間が時間的に分離され、タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されているパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイにより、上記課題を解決することができることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
1.発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、
M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、
N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間が時間的に分離され、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されているパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、
N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間が時間的に分離され、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されているパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
2.前記M本のカソードと前記N本のアノードが、それぞれの対向する面間で直交配置されている第1項に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
3.前記タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除するため、前記アノードとカソードに同一検出波形の電圧が印加されている第1項又は第2項に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
4.前記タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除するため、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧が印加されている第1項又は第2項に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
5.前記カソードと前記アノードが、それぞれ2本以上で構成されている第1項から第4項までのいずれか一項に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
6.発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを用いたタッチ検出方法であって、
前記パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間を時間的に分離し、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響を排除してタッチ検出するタッチ検出方法。
前記パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間を時間的に分離し、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響を排除してタッチ検出するタッチ検出方法。
7.前記M本のカソードと前記N本のアノードを直交配置している第6項に記載のタッチ検出方法。
8.前記タッチ検出期間中において、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除する方法が、前記アノードとカソードに同一検出波形の電圧を印加する方法である第6項又は第7項に記載のタッチ検出方法。
9.前記タッチ検出期間中において、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除する方法が、タッチ検出する電極とそれに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法である第6項又は第7項に記載のタッチ検出方法。
10.前記パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを構成する前記カソードと前記アノードが、それぞれ2本以上で構成されている第6項から第9項までのいずれか一項に記載のタッチ検出方法。
本発明の上記手段により、発光機能とタッチ検出機能を兼ね備えた複数本の電極を有する有機ELディスプレイであって、その駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、高いタッチ検出精度を達成でき、かつ小型化及び薄型化と、工程の簡素化によるコストダウンを達成した有機ELディスプレイと、そのタッチ検出方法を提供することができる。
本発明で規定する構成からなる有機ELディスプレイの技術的特徴とその効果の発現機構は、以下のとおりである。
従来、スマートメディアに具備されているパッシブマトリックス型マトリックス駆動方式のパッシブマトリックス型有機ELディスプレイにタッチ検出機能を付与する場合には、図1でその構成を示すように、アウトセル方式では、有機ELパネルを構成する有機EL素子の駆動用(発光用)として配置されている一対の電極ユニットと、それとは離間した位置に、別層のタッチ検出用のタッチ検出電極を設けた構成であり、発光機能とタッチ検出機能とが、それぞれ分離したアセンブリにより構成する必要があった。また、その他の構成としては、図2で示すように、有機ELディスプレイ内に、有機EL素子とともに、タッチ電極を別電極として有しているインセル方式が知られている。
図1及び図2で示すような構成の従来方式の有機ELディスプレイでは、タッチ検出精度が低く、加えて構成層の増加や駆動用ICのピン数の増加等により、製造工程数の増加や複雑化により、コストアップと厚型化が生じ、スモールフォーマット化、低価格化に対し、障害となっていた。
上記問題に対し、本発明の有機ELディスプレイは、後述の図3にその代表的な構成を示すように、有機EL素子を構成するアノード及びカソードをタッチ検出電極として使用するパッシブマトリックス型インセル型の有機ELディスプレイであり、それぞれの電極に対し、タッチ検出回路ユニットと、発光素子駆動回路ユニットが接続されている構成である。
本発明の有機ELディスプレイでは、発光素子駆動回路ユニットと、タッチ検出回路ユニットを独立して設け、タッチ検出期間と発光期間とを、時分割(時系列)で分離されている構成とし、タッチ検出時には、M本のアノードとN本のカソード間の寄生容量を排除するため、M本のアノードとN本のカソードに同一検出波形の電圧を印加する方法、又はタッチ検出期間中は、M本のアノードとN本のカソード間の寄生容量を排除するため、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法とすることにより、細分化された領域で高い精度のタッチ検出が可能となった。
本発明の有機ELディスプレイは、発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機ELディスプレイであって、M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間が時間的に分離され、前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されている構成である。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明でいう「タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されている」とは、タッチ検出期間中に、アノードに印加された電位変動量が、カソードに印加された電位変動量と等しい状態となり、両電極間に変位電流が流れない状態をいう。
本発明の実施態様としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、後述する図5で示すように、M本のカソードとN本のアノードとが直交配置されている構成であることが、より高い精度でタッチ検出を実現することができる点で好ましい。
また、タッチ検出期間中においては、アノードとカソード間の寄生容量を排除する方法として、アノードとカソードに同一検出波形の電圧を印加する方法を用いることが、タッチ検出精度をより高めることができる点で好ましい。
また、タッチ検出期間中においては、アノードとカソード間の寄生容量を排除する方法として、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法を用いることが、タッチ検出精度をより高めることができる点で好ましい。
また、本発明では、カソードとアノードが、それぞれ2本以上で構成されていることが、より高い精度でタッチ検出することができる点で好ましい。
また、本発明のタッチ検出方法としては、発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機ELディスプレイを用いたタッチ検出方法であって、前記パッシブマトリックス型有機ELディスプレイは、M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、有機EL素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間を時間的に分離し、前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響を排除してタッチ検出する方法である。
本発明において、「有機EL素子」とは、一対のアノードとカソード及び有機機能層ユニットにより構成されているものをいい、「有機ELパネル」とは、有機EL素子に対し、封止用接着剤及び封止部材により封止した構成をいい、「有機ELディスプレイ」とは、有機ELパネルに、タッチ検出回路ユニットと発光素子駆動回路ユニットとが電気接続部材により接続され、発光機能とタッチ検出機能を併せ持つ構成をいう。
また、「発光エリア」とは、同一平面上に、少なくともアノードと、発光層を含む有機機能層ユニットと、カソードを有する領域をいう。
以下、本発明の構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について、図を交えて詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。なお、各図の説明において、構成要素の末尾に括弧内で記載した数字は、各図における符号を表す。
《有機ELディスプレイ》
本発明の有機ELディスプレイは、有機ELパネルに電気接続部材を接合した有機ELディスプレイであって、前記電気接続部材は、タッチ検出回路ユニットと、前記有機エELパネルを駆動する発光素子駆動回路ユニットとを有し、前記有機ELパネルは、内部の対向する位置に面状の一対の電極としてカソード及アノードを有し、前記一対の電極が、発光素子駆動回路ユニットに接続され、前記一対の電極のいずれか一方がタッチ検出電極であり、当該タッチ検出電極が、前記タッチ検出回路ユニットに接続されている。
本発明の有機ELディスプレイは、有機ELパネルに電気接続部材を接合した有機ELディスプレイであって、前記電気接続部材は、タッチ検出回路ユニットと、前記有機エELパネルを駆動する発光素子駆動回路ユニットとを有し、前記有機ELパネルは、内部の対向する位置に面状の一対の電極としてカソード及アノードを有し、前記一対の電極が、発光素子駆動回路ユニットに接続され、前記一対の電極のいずれか一方がタッチ検出電極であり、当該タッチ検出電極が、前記タッチ検出回路ユニットに接続されている。
本発明の有機ELディスプレイの全体構成を説明する前に、従来型の有機ELディスプレイ(比較例)の概略構成について、図を用いて説明する。
図1は、従来型の有機ELディスプレイで、アウトセル方式の有機ELディスプレイの構成の一例を示す概略断面図である。
ここでいう「アウトセル方式」とは、有機ELパネル(2)とは離間した位置に、タッチ検出電極(10)が配置されている構成をいう。
図1に示す有機ELディスプレイ(1)では、透明基材(3)上に、アノード(4、陽極)と、少なくとも発光層を有し、そのほかに、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等から構成される有機機能層ユニット(5)が積層されて、有機機能層ユニット(5)の上部にカソード(6、陰極)が積層されて、有機EL素子(EL)を構成している。この有機EL素子(EL)の外周部が封止用接着剤(7)で封止され、その表面に、外部環境からの有害ガス(酸素、水分等)の発光部への浸透を防止することを目的として封止部材(8)が配置され、有機ELパネル(2)を構成している。
図1に示す構成においては、一対の電極であるアノード(4)とカソード(6)間には、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット(11)が接続されている。また、透明基材(3)の有機ELパネル(2)を形成した面とは反対側の面には、例えば、フレキシブル基板上に静電容量方式のタッチ検出回路と配線部を設けた電気接続ユニット(フレキシブルプリント回路)により構成されるタッチ検出電極(10)が設けられ、このタッチ検出電極(10)には、タッチ(指触)を検出するためのタッチ検出回路ユニット(12)が設けられ、タッチ検出部(9)を構成している。
このような「アウトセル方式」の有機ELディスプレイ(1)では、構成部品の増加に伴い、製造工程が複雑化し、コストアップと厚型化が生じ、スモールフォーマット化、低価格化に対し、障害となっている。
図2は、比較例である従来型のインセル方式の有機ELディスプレイで、タッチ検出電極を、有機ELパネル(2)内に別層として設けた構成を示す概略断面図である。
ここでいう「インセル方式」とは、図2で示すように、有機ELパネル(2)の内部に、タッチ検出電極を設けた構成をいう。
図2で示すインセル方式の有機ELディスプレイ(1)は、有機ELパネル(2)内に、対向電極であるアノード(4)とカソード(6)とは別に、タッチ検出電極(10)を離間した位置に設けた構成で、絶縁層(13)を介して、アノード(4)とは電気的に分離・絶縁されている状態で配置されている。その他の構成は、上記図1で説明したのと同様の構成である。
図2で示す構成でも、新たにタッチ検出電極(10)と絶縁層(13)を設けるため、層数の増加に伴い、製造工程が複雑化し、コストアップと厚型化が進み、スモールフォーマット化及び低価格化の要望に対し、障害となっている。
次いで、本発明の有機ELディスプレイの基本構成について説明する。
図3は、本発明のパッシブマトリックス型インセル方式の有機ELディスプレイの構成の一例を示す概略断面図である。
ここでいう「パッシブマトリックス型」とは、「パッシブマトリックス型マトリックス駆動」とも呼ばれ、後述の図6で示すように、複数本のカラム(列、アノード)とロー(行、カソード)の電極に分けて構成し、電極の端から信号電極と走査電極にバイアス電圧を同時に印加し、電極間にある有機EL素子の発光層を発光させる方法である。この「パッシブマトリックス型方式」を採用することにより、製造が簡略となり、コスト低減を行うことができる。
図3に示す有機ELディスプレイ(1)では、透明基材(3)上に、アノード(4)と、図1と同様の有機機能層ユニット(5)が積層されて、有機機能層ユニット(5)の上部にカソード(6)が積層されて、有機EL素子(EL)を構成している。この有機EL素子(EL)の外周部が封止用接着剤(7)により封止され、その表面に、封止部材(8)が配置され、有機ELパネル(2)を構成している。
図3の構成においては、アノード(4)及びカソード(6)が、有機EL素子を発光させる対向電極として機能するとともに、タッチ検出電極としての機能も具備した電極である。図3に示す構成では、アノード(4)とカソード(6)間に、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット(11)が接続されている。
図3に示す構成では、アノード(4)が、更に、タッチ検出電極としても機能し、タッチ(指触)を検出するためのタッチ検出回路ユニット(12)が接続されている。
図3においては、アノード(4)をタッチ検出電極として兼ねる構成を示したが、カソード(6)がタッチ検出電極として機能させてもよい。
図3に示した、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット(11)としては、その構成に特に制限はなく、従来の公知の発光素子駆動回路部(有機EL素子駆動回路ともいう。)を適用することができる。一般に、発光素子駆動回路は、例えば、あらかじめ設定した発光素子の発光パターンに応じて、アノードとカソードとの間に、発光素子である有機EL素子の発光光量に対応した電流を印加する機能を有するものである。この発光素子駆動回路としては、昇圧型又は降圧型のDC-DCコンバーター回路、電流値のフィードバック回路、DC-DCコンバーターのスイッチ制御回路等からなる定電流回路が知られており、また、特開2002-156944号公報、特開2005-265937号公報、特開2010-040246号公報等に記載されている発光素子駆動回路を参照することができる。
また、図3に記載のタッチ検出回路ユニット(12)は、その構成として特に制限はなく、従来の公知のタッチ検出回路を適用することができる。一般に、タッチ検出回路は、増幅器、フィルター、AD変換器、整流平滑回路、比較器等で構成され、その代表例としては、自己容量検出方式、直列容量分圧比較方式(オムロン方式)等を挙げることができる。また、特開2012-073783号公報、特開2013-088932号公報、特開2014-053000号公報等に記載されているタッチ検出回路も参照することができる。
以降の各図を用いた実施態様の説明においては、発光素子駆動回路ユニット(11)及びタッチ検出回路ユニット(12)の記載及び詳細な説明については省略する。
はじめに、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出と、その具体的な構成について、図を交えて説明する。
〔本発明の有機ELディスプレイの基本構成とタッチ検出の原理〕
図4A及び図4Bに、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出電極の基本構成とタッチ検出の原理について説明するための模式図を示す。
図4A及び図4Bに、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出電極の基本構成とタッチ検出の原理について説明するための模式図を示す。
(有機ELディスプレイにおけるタッチ検出電極の基本構成)
図4Aは、本発明の有機ELディスプレイにおけるアノードとカソードの配列の一例を示す模式図である。
図4Aは、本発明の有機ELディスプレイにおけるアノードとカソードの配列の一例を示す模式図である。
図4Aで示すように、本発明の有機ELディスプレイを構成する有機EL素子においては、M列(Mは、1以上の整数。)のアノードとN行(Nは、1以上の整数。)のカソードを交差する構成で配置させ、これらの電極が、発光用電極とともに、タッチ検出電極としても機能させることを特徴としている。図4Aにおいては、カソードとアノードに配線のみを表示している。
図4Aで示すように、横に配置されているN行のカソードと、縦に配置されているM列のアノードが重複して存在している領域が、一つの「発光・検出ユニット(発光・検出領域)」を構成している。
本発明においては、このような機能を有する有機ELディスプレイの特徴点は、前記カソードとアノードがタッチ検出電極としても機能し、タッチ検出期間と発光期間とが時分割により分離されていることであり、このタッチ検出期間において、詳細は後述するが、同一検出波形の電圧が全てのカソード及びアノードに印加されていることが特徴の一つである。このとき、複数本のアノード、又はカソードが存在している場合は、それらを束ねて検出する方法であってもよい。
(タッチ検出の原理)
本発明に係るタッチ検出方法において、タッチ検出期間での検出波形の印加方法としては、以下に示す二つの方法が挙げられる。
本発明に係るタッチ検出方法において、タッチ検出期間での検出波形の印加方法としては、以下に示す二つの方法が挙げられる。
1)検出したい電極と、それに交差する全電極には、同一検出波形の電圧を印加する。
2)検出対象の電極と、それに平行な電極には、同一検出波形の電圧、若しくはHi-Zとする。
例えば、タッチ検出回路ユニットが一つの場合、
1行目検出→2行目検出→・・・→N行目検出→1列目検出→2列目検出→・・・→M列目検出となる。1行目検出時には、1~M列目には同一検出波形、2~N行目は、同一検出波形又はHi-Zとなる。
1行目検出→2行目検出→・・・→N行目検出→1列目検出→2列目検出→・・・→M列目検出となる。1行目検出時には、1~M列目には同一検出波形、2~N行目は、同一検出波形又はHi-Zとなる。
ここでいう「Hi-Z」とは、ハイ・インピーダンス(高抵抗値)状態ともいい、インピーダンスをZで表示するため、Hi-Zと表示する。
デジタル回路の場合、「Hi-Z」とは電気的に絶縁された状態で、H(ハイ、オン)でも、L(ロー、オフ)でもない第3の状態(スリーステート)といわれている。
すなわち、デジタルの場合、信号としてはLとH(0と1)しかないのが通常であるが、スリーステートバッファーの場合には三つの状態が存在し、その三つ目の状態が、ハイ・インピーダンス(Hi-Z)である。
このハイ・インピーダンスは、回路が解放(オープン)されている状態、いわゆる断線している状態である。本発明においては、タッチ検出電極と同一行、又は同一列の複数のタッチ電極配線が同時に機能していては、正常なタッチ検出を行うことができないため、アクセスする以外のタッチ電極配線の接続を切断する必要があり、このような目的で、切断対象の電極配線をハイ・インピーダンス状態(Hi-Z)とすることにより、正確なタッチ検出を行うことができる。
次いで、図4Bを用いて、本発明におけるタッチ検出の基本的原理について説明する。
指とタッチ検出電極(ここではアノード)との接触容量をCf、カソード1、カソード2、カソード3との寄生容量をそれぞれCelとする。従来は、Cel>Cfのため、アノードの容量は、指触有りの時は、「3Cel+Cf≒3Cel」となり、指触無しの時は、「3Cel」となり差が生じず、指の接触を検出できない。しかし、カソード1、カソード2、カソード3にアノードと同一な検出波形を印加することで、指触有りの時は「Cf」、指触無しの時は「0」とすることで可能となり、指の接触が検出できるようになる。
〔複数の電極を有する有機EL素子の構成〕
本発明におけるタッチ検出の具体的な方法を説明する前に、本発明に係る有機EL素子の具体的な構成について、図5を交えて説明する。
本発明におけるタッチ検出の具体的な方法を説明する前に、本発明に係る有機EL素子の具体的な構成について、図5を交えて説明する。
図5は、本発明に係る有機EL素子における複数本のアノードと複数本のカソードの配置の一例を示す概略斜視図である。
透明基材(不図示)上に、1列~M列までのM本のアノード(4)がストライプ状に配置され、その全面に、発光層を含む有機機能層ユニット(5)が形成され、さらにその上に、アノード(4)と直交する配置で、1行~N行までのN本のストライプ状のカソード(6)が配置され、有機EL素子(EL)を構成している。
ここで、同一平面上に、アノード(4)、有機機能層ユニット(5)及びカソード(6)の全てが存在する領域Uが、「発光・タッチ検出領域」である。
〔有機ELディスプレイの構成〕
図6は、複数のカソードとアノードより構成されている有機ELディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
図6は、複数のカソードとアノードより構成されている有機ELディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
図6に示す有機ELディスプレイ(1)では、発光及びタッチ検出を行う領域(21)は、マトリックス状に配置されている有機EL素子(EL)とコンデンサー(24)により構成されている複数の有機ELパネル(2)、各有機EL素子(EL)のカソード(6、不図示)に接続している1行~N行の複数のカソード配線(6A)、各有機EL素子(EL)のアノード(4、不図示)に接続している1列~M列の複数のアノード配線(4A)が形成されている。
1行~N行の複数のカソード配線(6A)はロー・ドライバー(22)に接続されていて、1列~M列の複数のアノード配線(4A)はカラム・ドライバー(21)に接続され、それぞれの指定されている電極配線に、所定の電圧を印加する。更に、ロー・ドライバー(22)及びカラム・ドライバー(21)は、制御部(23)に接続されていて、各ドライバーに対する電圧の印加を制御する。
ここで、1本のカソード配線(6A)とアノード配線(4A)に接続されている1組の有機EL素子(EL)とコンデンサー(24)を含む領域(U)が、一つの発光・タッチ検出ユニット(1発光素子単位)である。
〔有機ELディスプレイにおける発光期間とタッチ検出期間の全体のタイミングチャート〕
本発明の有機ELディスプレイにおいては、発光素子駆動回路ユニット(11)により制御する有機ELパネルが発光している発光期間(LT)と、タッチ検出回路ユニット(12)により制御するタッチ検出期間(ST)とを分離して駆動させることを特徴とする。本発明では、発光期間(LT)及びタッチ検出期間(ST)で構成される期間を、1フレーム期間(1FT)と称す。
本発明の有機ELディスプレイにおいては、発光素子駆動回路ユニット(11)により制御する有機ELパネルが発光している発光期間(LT)と、タッチ検出回路ユニット(12)により制御するタッチ検出期間(ST)とを分離して駆動させることを特徴とする。本発明では、発光期間(LT)及びタッチ検出期間(ST)で構成される期間を、1フレーム期間(1FT)と称す。
図7は、図6で示したブロック図における発光期間とタッチ検出期間の一例を示す全体タイミングチャートである。
初めに、発光期間(LT)では、発光素子駆動回路ユニット(11)で制御しながら、各行単位で、順次電圧を印加しながら、1本のカソード配線(6A)とアノード配線(4A)に接続されている1組の有機EL素子(EL)を発光させていく。
マトリックス状に配置されている有機EL素子の発光が完了した後、タッチ検出回路ユニット(12)で制御しながら、タッチ検出期間(ST)に移行する。タッチ検出期間における詳細な制御方法については、後述する。
本発明の有機ELディスプレイにおける発光期間(LT)、タッチ検出期間(ST)及び1フレーム期間(1FT)としては、特に制限はなく、適用する環境に適した条件を適宜選択することができるが、一例としては、OLEDの発光期間(LT)としては、1行あたりの発光期間としては、1/Ndutyとなる。1フレーム期間(1FT)としては、16.67msec以下の範囲内とすることが好ましい。また、1フレーム期間(1FT)としては、フリッカ低減の目的からは、60Hz以上とすることが好ましい。
次いで、本発明におけるタッチ検出期間における制御方法について、図を交えて説明する。
〔実施態様1:スキャンなし、全タッチ電極に同一検出波形の電圧を印加する方式〕
図8は、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出方法の一例(実施態様1)を示すタッチ検出期間のタイミングチャートで、スキャンは行わずに、一括して全タッチ電極に同一検出波形の電圧を印加してタッチ検出する方法である。この実施態様1で示す方法では、タッチ検出領域(U)ごとに、タッチ検出回路ユニット(12)を具備させることが必要となる。すなわち、図6のブロック図に示すような構成では、N+M個のタッチ検出回路ユニット(12)をそれぞれ接続し、検出領域(U)ごとにタッチ検出を行う。
図8は、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出方法の一例(実施態様1)を示すタッチ検出期間のタイミングチャートで、スキャンは行わずに、一括して全タッチ電極に同一検出波形の電圧を印加してタッチ検出する方法である。この実施態様1で示す方法では、タッチ検出領域(U)ごとに、タッチ検出回路ユニット(12)を具備させることが必要となる。すなわち、図6のブロック図に示すような構成では、N+M個のタッチ検出回路ユニット(12)をそれぞれ接続し、検出領域(U)ごとにタッチ検出を行う。
すなわち、実施態様1においては、タッチ検出回路ユニット(12)数が増加するという課題は有しているが、1行~N行、1列~M列の全ての電極について、スキャンなしに一括してタッチ検出を行うことができるという利点を有している。すなわち、1フレーム期間(1FT)におけるタッチ検出期間(ST)を短く設定することができる。
〔実施態様2:スキャンあり、全タッチ電極に同一検出波形の電圧を印加し順次タッチ検出する方法〕
本発明においては、タッチ検出期間中に、アノードとカソード間の寄生容量を排除するため、アノードとカソードに同一検出波形の電圧を印加して、タッチ検出を行う方法が好ましい態様である。
本発明においては、タッチ検出期間中に、アノードとカソード間の寄生容量を排除するため、アノードとカソードに同一検出波形の電圧を印加して、タッチ検出を行う方法が好ましい態様である。
図9は、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出方法の一例(実施態様2)を示すタッチ検出期間を示すタイミングチャートである。
実施態様2においては、全タッチ電極(M本のアノード(4)とN本のカソード(6))に同一検出波形の電圧を印加した状態で、順次スキャンを行ってタッチ検出する。スキャン回数は、組み込まれているタッチ検出回路ユニット数による。
図9に示すタッチ検出期間タイミングチャートでは、左側より、1行目、2行目、・・・N行目、続いて、1列名、2列目、・・・、M列目と、順次タッチ検出を行う。この時、各タッチ電極には同一検出波形の電圧を印加し、検出回路に接続されるタッチ電極をスイッチにより切り替えを行う。
実施態様2における全タッチ電極に同一検出波形の電圧を印加した状態で、順次タッチ検出を行う具体的な方法について、図10を用いて説明する。
図10は、実施態様2のタッチ検出の制御方法と検出期間における波形の一例を示す模式図である。
各タッチ電極(1行~N行、1列~M列)は一つの検出回路に接続されており、各タッチ電極と検出回路間には、タッチ検出を制御するためのスイッチ(Sw1行~SwN行、Sw1列~SwM列)が配置されている。
対象となるタッチ電極に接続されているスイッチをオンとすることにより、タッチ電極とタッチ検出回路ユニットとを接続して、タッチ検出を行う。例えば、全スイッチをオフにした状態で、第1ステップとして、カソードの1行目のスイッチSw1行を「オン」にして、タッチ検出回路ユニットと接続してタッチ検出を行う。第2ステップとしては、スイッチSw1行を「オフ」にして、カソードの2行目のスイッチSw2行を「オン」にして、タッチ検出回路ユニットと接続してタッチ検出を行う。このような操作を、カソードの3行目からアノードのM列まで、各スイッチを介して順次検出回路ユニットと接続して、タッチ検出を行う。
この時、タッチ検出期間中は、全タッチ電極にはタッチ検出回路ユニットに接続されていない期間中でも、検出波形と同電位の波形が印加されている。
〔実施態様3:スキャンあり、タッチ検出をしている電極と、それに交差する電極に同一検出波形の電圧を印加してタッチ検出する方法〕
本発明の有機ELディスプレイを用いたタッチ検出方法として、タッチ検出期間中においては、アノードとカソード間の寄生容量を排除するため、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法が好ましい態様(実施態様3)である。
本発明の有機ELディスプレイを用いたタッチ検出方法として、タッチ検出期間中においては、アノードとカソード間の寄生容量を排除するため、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法が好ましい態様(実施態様3)である。
実施態様3におけるタッチ検出方法としては、タッチ検出を行っているタッチ電極と、その電極に直交する電極群には同一の検出波形の電圧を印加し、検出対象のタッチ電極に平行なその他の電極群には、同一検出波形(フローティング電位)、若しくはHi-Z状態にして、スキャンしながらタッチ検出を行う方法である。
図11は、本発明の有機ELディスプレイにおけるタッチ検出方法の一例(実施態様3)を示すタッチ検出期間のタイミングチャートである。
図11に示す方法では、検出対象のタッチ電極に平行なその他の電極群をHi-Z状態にして、タッチ検出を行う方法の一例を示してある。
Hi-Z状態とは、前述のように、ハイ・インピーダンス(高抵抗値)状態ともいい、インピーダンスをZで表示するため、Hi-Zと表示する。このハイ・インピーダンスは、回路が解放(オープン)されている状態、つまり断線している状態である。本発明においては、タッチ検出電極と同一行、又は同一列の複数のタッチ電極配線が同時に機能していては、正常なタッチ検出を行うことができないため、アクセスする以外のタッチ電極配線の接続を切断する必要があり、このような目的で、切断対象の電極配線をハイ・インピーダンス状態とすることにより、正確なタッチ検出を行うことができる。
図11に示すタイミングチャートに従って説明すると、第1ステップとして、アノードの1列目を検出する場合には、1列目のアノードと、図6で示すように当該1列目のアノードと直交するカソード群である1行目~N行目のカソードに同一検出波形の電圧を印加する。このとき、1列目と平行なアノードである2列名~M列目まではHi-Z状態として、タッチ検出に関与しない状態にする。次いで、第2ステップとして、アノードである2列目を検出する場合には、2列目のアノードと、当該2列目のアノードと直交するカソード群である1行目~N行目のカソードに同一検出波形の電圧を印加する。このとき、2列目と平行なアノードである1列目、3列目~M列目までは、Hi-Z状態として、タッチ検出に関与しない状態にする。このような操作を、M列目まで行う。
次いで、1行~N行のカソードによるタッチ検出を行う。第1ステップとして、カソードである1行目を検出する場合には、1行目のカソードと、当該1行目のカソードと直交するアノード群である1列目~M列目のアノードに同一検出波形の電圧を印加する。この時、1行目と平行なカソードである2行名~N行目までは、Hi-Z状態として、タッチ検出に関与しない状態にする。以降、2行目~N行目も同様の操作を行って、スキャン方式でタッチ検出を行う。
〔タイミングチャートの総括〕
図12A及び図12Bは、本発明の有機ELディスプレイ全体のタイミングチャートの時間構成を示す概略図である。
図12A及び図12Bは、本発明の有機ELディスプレイ全体のタイミングチャートの時間構成を示す概略図である。
上記説明した実施態様1~3におけるタイミングチャート全体の時間構成について、まとめて説明する。
図12Aは、実施態様1における時間構成である。実施態様1は、前述のとおり全電極に同一検出波形の電圧を印加し、スキャンなしにタッチ検出する方法で、それぞれのタッチ検出領域(U)ごとに、N+M個のタッチ検出回路ユニット(12)を配置することにより、スキャンなしに一括検出することができる方法である。
このような実施態様1においては、1フレーム期間(1FT)内に占めるタッチ検出期間(ST)を短く設定することができ、より長い発光期間(LT)を確保することができる。
このとき、1フレーム期間(FT)としては、60Hz以上で、16.67msec.となる。
図12Bに示すタイミングチャートの時間構成は、実施態様2及び実施態様3の例を示しており、一つのタッチ検出回路ユニットを用い、各行(カソード)及び列(アノード)をスキャンして、タッチ検出する方法であり、(1)の方法に比較すると、タッチ検出期間(ST)が長くなり、その影響で、発光期間(LT)は短くなる。しかしながら、(1)の実施態様1に記載の方法に比較し、行・列の本数に対し検出回路数が少なくなり、タッチ検出回路ユニットを一つで対応が可能であるため、回路設計上は極めて簡単な構成となり、製造上のコストを低く抑えることができる。
《有機エレクトロルミネッセンスパネルの構成》
有機ELディスプレイ(1)を構成する有機ELパネル(2)は、例えば、前記図2で例示したように、透明基材(3)上に、アノード(4、陽極)と、有機機能層ユニット(5)が積層されて、発光領域を構成している。有機機能層ユニット(5)の上部には、カソード(6、陰極)が積層されて、有機EL素子を構成している。この有機EL素子の外周部を封止用接着剤(7)で封止され、その表面に、封止部材(8)が配置され、有機ELパネル(2)を構成している。
有機ELディスプレイ(1)を構成する有機ELパネル(2)は、例えば、前記図2で例示したように、透明基材(3)上に、アノード(4、陽極)と、有機機能層ユニット(5)が積層されて、発光領域を構成している。有機機能層ユニット(5)の上部には、カソード(6、陰極)が積層されて、有機EL素子を構成している。この有機EL素子の外周部を封止用接着剤(7)で封止され、その表面に、封止部材(8)が配置され、有機ELパネル(2)を構成している。
以下に、有機EL素子の構成の代表例を示す。
(i)アノード/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/カソード
(ii)アノード/正孔注入輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/カソード
(iii)アノード/正孔注入輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/カソード
(iv)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード
(v)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/カソード
(vi)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/カソード
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。
(ii)アノード/正孔注入輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/カソード
(iii)アノード/正孔注入輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/カソード
(iv)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード
(v)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/カソード
(vi)アノード/正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/カソード
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。
更に、有機EL素子を構成する構成部材及び構成層の詳細について説明する。
〔透明基材〕
本発明に係る有機EL素子に適用可能な透明基材(3)としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を挙げることができる。好ましく用いられる透明基材(3)としては、ガラス、石英、樹脂フィルムを挙げることができる。本発明でいう透明とは、可視光領域における平均光透過率が60%で以上であることをいい、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上である。
本発明に係る有機EL素子に適用可能な透明基材(3)としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を挙げることができる。好ましく用いられる透明基材(3)としては、ガラス、石英、樹脂フィルムを挙げることができる。本発明でいう透明とは、可視光領域における平均光透過率が60%で以上であることをいい、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上である。
ガラス材料としては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、隣接する層との密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜を形成することができる。
樹脂フィルムを構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)及びアペル(商品名三井化学社製)等のシクロオレフィン系樹脂等を挙げることができる。
有機EL素子においては、上記説明した透明基材(3)上に、必要に応じて、ガスバリアー層を設ける構成であってもよい。
ガスバリアー層を形成する材料としては、水分や酸素など、有機EL素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素などの無機物を用いることができる。更に、ガスバリアー層の脆弱性を改良するため、これら無機層と有機材料からなる有機層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
〔アノード、中間電極〕
有機EL素子を構成するアノード及び中間電極としては、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、インジウム-スズの複合酸化物(ITO)、SnO2及びZnO等の金属酸化物を挙げることができるが、金属又は金属を主成分とする合金であることが好ましく、更に好ましくは、銀又は銀を主成分とする合金である。
有機EL素子を構成するアノード及び中間電極としては、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、インジウム-スズの複合酸化物(ITO)、SnO2及びZnO等の金属酸化物を挙げることができるが、金属又は金属を主成分とする合金であることが好ましく、更に好ましくは、銀又は銀を主成分とする合金である。
また、本実施態様の有機ELディスプレイでは、少なくともアノードから発光光を取り出す構成であるため、アノード及び中間電極は透明電極である。
透明電極を、銀を主成分として構成する場合、銀の純度としては、99%以上であることが好ましい。また、銀の安定性を確保するためにパラジウム(Pd)、銅(Cu)及び金(Au)等が添加されていてもよい。
透明電極は銀を主成分として構成されている層であるが、具体的には、銀単独で形成しても又は銀(Ag)を含有する合金から構成されていてもよい。そのような合金としては、例えば、銀・マグネシウム(Ag・Mg)、銀・銅(Ag・Cu)、銀・パラジウム(Ag・Pd)、銀・パラジウム・銅(Ag・Pd・Cu)、銀・インジウム(Ag・In)などが挙げられる。
上記電極を構成する各構成材料の中でも、本発明に係る有機EL素子を構成する陽極としては、銀を主成分として構成し、厚さが2~20nmの範囲内にある透明陽極であることが好ましいが、更に好ましくは厚さが4~12nmの範囲内である。厚さが20nm以下であれば、透明陽極の吸収成分及び反射成分が低く抑えられ、高い光透過率が維持されるため好ましい。
本発明でいう銀を主成分として構成されている層とは、透明陽極中の銀の含有量が60質量%以上であることをいい、好ましくは銀の含有量が80質量%以上であり、より好ましくは銀の含有量が90質量%以上であり、特に好ましくは銀の含有量が98質量%以上である。また、本発明に係る透明陽極でいう「透明」とは、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
透明陽極においては、銀を主成分として構成されている層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であっても良い。
また、本発明においては、電極が、銀を主成分として構成する透明陽極である場合には、形成する透明陽極の銀膜の均一性を高める観点から、その下部に、下地層を設けることが好ましい。下地層としては、特に制限はないが、窒素原子又は硫黄原子を有する有機化合物を含有する層であることが好ましく、当該下地層上に、透明陽極を形成する方法が好ましい態様である。
〔発光層〕
有機EL素子を構成する発光層は、発光材料が含有されている構成であることが好ましく、更には発光材料が、リン光発光化合物又は蛍光発光性化合物であることが好ましい。
有機EL素子を構成する発光層は、発光材料が含有されている構成であることが好ましく、更には発光材料が、リン光発光化合物又は蛍光発光性化合物であることが好ましい。
この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接する層との界面であってもよい。
このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
発光層の厚さの総和は、1~100nmの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから1~30nmの範囲内がさらに好ましい。なお、発光層の厚さの総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む厚さである。
以上のような発光層は、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法(ラングミュア・ブロジェット、Langmuir Blodgett法)及びインクジェット法等の公知の方法により形成することができる。
また発光層は、複数の発光材料を混合してもよく、リン光発光材料と蛍光発光材料(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう)とを同一発光層中に混合して用いてもよい。発光層の構成としては、ホスト化合物(発光ホスト等ともいう。)及び発光材料(発光ドーパント化合物ともいう。)を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
〈ホスト化合物〉
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が0.01未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が0.01未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数種のホスト化合物を用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機電界発光素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
発光層に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもよい。
〈発光材料〉
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物(リン光性化合物、リン光発光材料又はリン光発光ドーパントともいう。)及び蛍光発光性化合物(蛍光性化合物又は蛍光発光材料ともいう。)が挙げられる。
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物(リン光性化合物、リン光発光材料又はリン光発光ドーパントともいう。)及び蛍光発光性化合物(蛍光性化合物又は蛍光発光材料ともいう。)が挙げられる。
〈リン光発光性化合物〉
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)でリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)でリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においてリン光発光性化合物を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて、上記リン光量子収率として0.01以上が達成されればよい。
リン光発光性化合物は、一般的な有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で8~10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物(白金錯体系化合物)又は希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
本発明においては、少なくとも一つの発光層に、2種以上のリン光発光性化合物が含有されていてもよく、発光層におけるリン光発光性化合物の濃度比が発光層の厚さ方向で変化している態様であってもよい。
本発明においては、好ましいリン光発光性化合物としてはIrを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属-炭素結合、金属-窒素結合、金属-酸素結合、金属-硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
〈蛍光発光性化合物〉
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
〔発光層を除く有機機能層群〕
次いで、有機機能層ユニットを構成する発光層以外の各層について、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層の順に説明する。
次いで、有機機能層ユニットを構成する発光層以外の各層について、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層の順に説明する。
(電荷注入層)
電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層とがある。
電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層とがある。
電荷注入層としては、一般には、正孔注入層であれば、陽極と発光層又は正孔輸送層との間、電子注入層であれば陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させることができるが、本発明においては、透明電極に隣接して電荷注入層を配置させることを特徴とする。また、中間電極で用いられる場合は、隣接する電子注入層及び正孔注入層の少なくとも一方が、本発明の要件を満たしていれば良い。
正孔注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、透明電極である陽極に隣接して配置される層である。
正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えば、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン):PSS(ポリスチレンスルホン酸)、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。
トリアリールアミン誘導体としては、α-NPD(4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)に代表されるベンジジン型や、MTDATA(4,4′,4″-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン)に代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
ヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
電子注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陰極と発光層との間に設けられる層のことであり、陰極が本発明に係る透明電極で構成されている場合には、当該透明電極に隣接して設けられる。
電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデン、酸化アルミニウム等に代表される金属酸化物、リチウム8-ヒドロキシキノレート(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、本発明における透明電極が陰極の場合は、金属錯体等の有機材料が特に好適に用いられる。電子注入層はごく薄い膜であることが望ましく、構成材料にもよるが、その層厚は1nm~10μmの範囲が好ましい。
(正孔輸送層)
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー及びチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物を用いることができ、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノフェニル、N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1′-ビフェニル〕-4,4′-ジアミン(略称:TPD)、2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N′,N′-テトラ-p-トリル-4,4′-ジアミノビフェニル、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン、ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N′-ジフェニル-N,N′-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノジフェニルエーテル、4,4′-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N-トリ(p-トリル)アミン、4-(ジ-p-トリルアミノ)-4′-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン、3-メトキシ-4′-N,N-ジフェニルアミノスチルベンゼン及びN-フェニルカルバゾール等が挙げられる。
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びLB法(ラングミュア・ブロジェット、Langmuir Blodgett法)等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmの範囲である。この正孔輸送層は、上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよい。
また、正孔輸送層の材料に不純物をドープすることにより、p性を高くすることもできる。
このように、正孔輸送層のp性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
単層構造の電子輸送層及び積層構造の電子輸送層において、発光層に隣接する層部分を構成する電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、カソードより注入された電子を発光層に伝達する機能を有していれば良い。このような材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層の材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した高分子材料又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、8-キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(略称:Znq)等及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送層の材料として用いることができる。
電子輸送層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びLB法等の公知の方法により、薄膜化することで形成することができる。電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmの範囲内である。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる単一構造であってもよい。
(阻止層)
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層ユニット3の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、正孔阻止(ホールブロック)層等を挙げることができる。
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層ユニット3の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、正孔阻止(ホールブロック)層等を挙げることができる。
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に適用する正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3~100nmの範囲であり、さらに好ましくは5~30nmの範囲である。
〔カソード〕
カソードは、有機機能層群や発光層に正孔を供給するために機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物若しくはこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2及びSnO2等の酸化物半導体などが挙げられる。
カソードは、有機機能層群や発光層に正孔を供給するために機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物若しくはこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2及びSnO2等の酸化物半導体などが挙げられる。
カソードは、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させて作製することができる。また、第2電極としてのシート抵抗は、数百Ω/sq.以下が好ましく、膜厚は通常5nm~5μm、好ましくは5~200nmの範囲で選ばれる。
なお、有機EL素子が、がソード電極側からも発光光Lを取り出す、両面発光型の場合には、光透過性の良好な陰極を選択して構成すればよい。
〔封止部材〕
有機EL素子を封止するのに用いられる封止手段としては、例えば、外周部に設けられた封止膜と、当該封止膜の上部に設けられた封止部材によって封止する方法を挙げることができる。
有機EL素子を封止するのに用いられる封止手段としては、例えば、外周部に設けられた封止膜と、当該封止膜の上部に設けられた封止部材によって封止する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また透明性及び電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板、フィルム、金属板、フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金が挙げられる。
封止部材としては、有機EL素子を薄膜化することできる観点から、ポリマーフィルム及び金属フィルムを好ましく使用することができる。さらに、ポリマーフィルムは、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された温度25±0.5℃、相対湿度90±2%RHにおける水蒸気透過度が、1×10-3g/m2・24h以下であることが好ましく、さらには、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10-3mL/m2・24h・atm(1atmは、1.01325×105Paである)以下であって、温度25±0.5℃、相対湿度90±2%RHにおける水蒸気透過度が、1×10-3g/m2・24h以下であることが好ましい。
封止用接着剤としては、例えば、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の封止用接着剤を挙げることができる。また、封止用接着剤としては、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)の接着剤、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等のホットメルト型接着剤及びカチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
封止部材と有機EL素子の表示領域(発光領域)との間隙には、封止用接着剤の他には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙を真空とすることや、間隙に吸湿性化合物を封入することもできる。
〔有機ELディスプレイの製造方法〕
有機ELディスプレイの製造方法としては、透明基材上に、複数列のアノード、中間電極を介して積層された複数の有機EL発光ユニット、複数列のカソードを積層して形成することができる。
有機ELディスプレイの製造方法としては、透明基材上に、複数列のアノード、中間電極を介して積層された複数の有機EL発光ユニット、複数列のカソードを積層して形成することができる。
以下で説明する有機ELディスプレイの製造方法を説明する。
まず、透明基材を準備し、該透明基材上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10~200nmの範囲内の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、M本のアノードを形成する。アノードは、各図に示すように、縦方向に複数の列となるように形成する。
次に、アノードが形成された透明基材上に、有機EL発光ユニットとして、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を順に積層する。
有機EL発光ユニットを構成する各層の形成は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な層が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。更に、層ごとに異なる形成方法を適用しても良い。これらの各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50~450℃、真空度1×10-6~1×10-2Pa、蒸着速度0.01~50nm/秒、基板温度-50~300℃、層厚0.1~5μmの範囲内で、各条件を適宜選択することが望ましい。
次に、上述したアノードの形成方法及び有機EL発光ユニットと同様の方法で、上述した有機EL発光ユニット上に、横方向でN本のカソードを形成する。この時、M本のアノードと、N本のカソードは、それぞれ、平面視した際に重なる位置になるように形成する(図5)。
カソードの形成後、外周部に封止用接着剤を塗布して封止膜を形成し、上部に封止部材を設けることによって封止する。
ここで、封止膜による外周部の封止では、各電極の端子部分を露出させた状態で、透明基材上に、少なくとも各有機EL発光ユニットを覆うようにして封止する。
また、有機ELディスプレイの製造において、例えば、有機EL素子の各電極と、カラム・ドライバー又はロー・ドライバーとを電気的に接続するが、その際に用いることのできる電気的な接続部材としては、導電性を備えた部材であれば特に制限はないが、例えば、異方性導電膜(ACF)であることが好ましい態様である。
異方性導電膜(ACF)としては、例えば、熱硬化性樹脂に混ぜ合わせた導電性を持つ微細な導電性粒子を有する層を挙げることができる。本発明に用いることができる導電性粒子含有層としては、異方性導電部材としての導電性粒子を含有する層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本発明に係る異方性導電部材として用いることができる導電性粒子としては、特に制限はなく、例えば、金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。市販されているACFとしては、例えば、MF-331(日立化成製)などの、樹脂フィルムにも適用可能な低温硬化型のACFを挙げることができる。
金属粒子としては、例えば、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどが挙げられ、金属被覆樹脂粒子としては、例えば、樹脂コアの表面をニッケル、銅、金及びパラジウムのいずれかの金属を被覆した粒子が挙げられる。
《有機ELディスプレイの適用分野》
本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、スモールフォーマット化及び薄型化を達成し、工程の簡素化を達成することができる有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、スマートフォンやタブレット等の各種スマートデバイスの他に、照明装置に好適に利用できる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、スモールフォーマット化及び薄型化を達成し、工程の簡素化を達成することができる有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、スマートフォンやタブレット等の各種スマートデバイスの他に、照明装置に好適に利用できる。
〔照明装置〕
本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、照明装置にも適用が可能である。本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを具備した照明装置としては、家庭用照明、車内照明、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、照明装置にも適用が可能である。本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを具備した照明装置としては、家庭用照明、車内照明、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、スモールフォーマット化及び薄膜化を達成し、工程の簡素化を達成することができる有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、スマートフォンやタブレット等の各種スマートデバイス及び照明装置に好適に利用できる。
1 有機ELディスプレイ
2 有機ELパネル
3 透明基材
4 アノード
4A タッチ検出電極を兼ねたアノード
5 有機機能層ユニット
6 カソード
6A タッチ検出電極を兼ねたカソード
7 封止用接着剤
8 封止部材
9 タッチ検出部
10 タッチ検出電極
11 発光素子駆動回路ユニット
12 タッチ検出回路ユニット
13 絶縁層
21 カラム・ドライバー
22 ロー・ドライバー
23 制御部
EL 有機EL素子
1FT 1フレーム期間
Cf 指触時の静電容量
LT 発光期間
ST タッチ検出期間
Sw1行~SwN行 カソード用スイッチ
Sw1列~SwM列 アノード用スイッチ
2 有機ELパネル
3 透明基材
4 アノード
4A タッチ検出電極を兼ねたアノード
5 有機機能層ユニット
6 カソード
6A タッチ検出電極を兼ねたカソード
7 封止用接着剤
8 封止部材
9 タッチ検出部
10 タッチ検出電極
11 発光素子駆動回路ユニット
12 タッチ検出回路ユニット
13 絶縁層
21 カラム・ドライバー
22 ロー・ドライバー
23 制御部
EL 有機EL素子
1FT 1フレーム期間
Cf 指触時の静電容量
LT 発光期間
ST タッチ検出期間
Sw1行~SwN行 カソード用スイッチ
Sw1列~SwM列 アノード用スイッチ
Claims (10)
- 発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであって、
M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、
N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間が時間的に分離され、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響が排除されているパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。 - 前記M本のカソードと前記N本のアノードが、それぞれの対向する面間で直交配置されている請求項1に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
- 前記タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除するため、前記アノードとカソードに同一検出波形の電圧が印加されている請求項1又は請求項2に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
- 前記タッチ検出期間中は、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除するため、タッチ検出する電極と、それに交差する全電極に同一検出波形の電圧が印加されている請求項1又は請求項2に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
- 前記カソードと前記アノードが、それぞれ2本以上で構成されている請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
- 発光機能とタッチ検出機能を有するパッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを用いたタッチ検出方法であって、
前記パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、M本(Mは、1以上の整数。)のカソードと、N本(Nは、1以上の整数。)のアノードを有し、
前記カソードとアノードがタッチ検出電極として機能し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光期間と、前記タッチ検出電極によるタッチ検出期間を時間的に分離し、
前記タッチ検出期間中は、前記アノードとカソード間の寄生容量の影響を排除してタッチ検出するタッチ検出方法。 - 前記M本のカソードと前記N本のアノードを直交配置している請求項6に記載のタッチ検出方法。
- 前記タッチ検出期間中において、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除する方法が、前記アノードとカソードに同一検出波形の電圧を印加する方法である請求項6又は請求項7に記載のタッチ検出方法。
- 前記タッチ検出期間中において、アノードとカソード間の前記寄生容量を排除する方法が、タッチ検出する電極とそれに交差する全電極に同一検出波形の電圧を印加する方法である請求項6又は請求項7に記載のタッチ検出方法。
- 前記パッシブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを構成する前記カソードと前記アノードが、それぞれ2本以上で構成されている請求項6から請求項9までのいずれか一項に記載のタッチ検出方法。
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