JP2005107890A - Ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タッチパネル機能を有した有機ＥＬ表示装置を提供し、表示部上の位置検出精度を向上させる。
【解決手段】 表示パネル１は、表示部１０の第１及び第２の辺に沿って設置された第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂ、第１及び第２の辺に対向して設置された第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂから構成される。表示部１０には表示用有機ＥＬ素子１１を含む複数の表示画素がマトリックス状に配置され、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂには複数の光源用有機ＥＬ素子２１が列状に配置され、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂには複数の検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２が列状に配置される。そして、検出用光センサ３１と参照用光センサ３２の出力とを比較するコンパレータ３３が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＬ表示装置に関し、特にタッチパネル機能を有したＥＬ表示装置に関する。

近年、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：以下、「ＥＬ」と略称する）素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。特に有機ＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と略称する）を備えた有機ＥＬ表示装置が開発されている。

一方、ＬＣＤ表示装置の応用例は多岐にわたり、その一例として、携帯電話及び携帯情報端末向けディスプレイなどが挙げられる。また、指またはペン型指示装置によるタッチパネルについても開発されている。

なお、関連する技術文献としては、例えば、以下の特許文献がある。
特開２００２−１７５０２９号公報 特開２００２−２１４５８３号公報

しかし、有機ＥＬ表示装置の応用例としては、ＬＣＤ表示装置と同様、携帯電話および携帯情報端末向けディスプレイなどが挙げられるものの、指またはペン型指示装置によるタッチパネルの応用については今後の検討課題であった。そこで、本発明は、タッチパネル機能を有した有機ＥＬ表示装置を提供すると共に、そのような有機ＥＬ表示装置の表示部上の位置検出精度を向上させるものである。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、表示用有機ＥＬ素子を含む表示画素をマトリクス状に配置して表示部が形成されている。この表示部の第１の辺に沿って配置された複数の光源用ＥＬ素子を含む第１の光源部が設けられている。また、第１の辺に対向する辺に沿って配置された複数の検出用光センサを含む第１の光検出部が設けられている。

同様にして、表示部の第２の辺に沿って配置された複数の光源用有機ＥＬ素子を含む第２の光源部が設けられている。また、第２の辺に対向する辺に沿って配置された複数の検出用光センサを含む第２の光検出部が設けられている。

そして、第１及び第２の光検出部には、参照用光センサが設けられており、さらに、この参照用光センサの出力と検出用光センサの出力を比較するコンパレータが設けられている。そして、表示部、第１及び第２の光源部、第１及び第２の光検出部を、同一の基板上に形成するものである。

本発明によれば、タッチパネル機能を有した有機ＥＬ表示装置を、１つの表示パネルによって実現できる。これにより、そのような表示装置の部品数を削減できると共に、小型化を図ることができる。

また、光検出部の検出用光センサの出力と参照用光センサの出力とをコンパレータで比較して、表示部上の点Ｐのｘ座標及びｙ座標を検出するようにしたので、その座標検出の精度を高くすることができる。

次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図２（ａ）は、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。また、図３は、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの１ブロック分の等価回路図である。

本実施形態では、表示パネル１の表示部１０において、複数の表示画素（不図示）がマトリックス状に配置されている。この各表示画素は、表示用有機ＥＬ素子１１、不図示の画素選択用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、表示用有機ＥＬ素子１１を駆動する不図示の駆動用ＴＦＴ等を含んでいる。

図１（ａ）に示すように、表示部１０は、平面的には長方形の形状を呈しており、その第１の辺に沿って、第１の光源部２０ａが設けられている。第１の光源部２０ａには複数の光源用有機ＥＬ素子２１が列状に配置されている。

また、表示部の第１の辺に対向する辺に沿って、第１の光検出部３０ａが設けられている。第１の光検出部３０ａは、表示部１０の第１の辺に沿って複数のブロック（不図示）に区分されており、その各ブロックには、複数の検出用光センサ３１（例えばフォトダイオード）が列状に配置されている。これらの検出用光センサ３１は、光を受けると所定の電流または電圧を出力として発生し、これを電気的に検出することで光を検出することができる。

なお、各ブロック内の複数の検出用光センサ３１は、それらと同数の複数のコンパレータ３３に、それぞれ接続されている（図３参照）。各コンパレータ３３には、検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）が入力されている。

また、第１の光検出部３０ａの各ブロックにおいて、複数の検出用光センサ３１から成る列と同一線上の一端に、参照用光センサ３２（例えばフォトダイオード）が配置されている。この参照用光センサ３２は、光を受けると所定の電流または電圧を出力として発生し、これを電気的に検出することで光を検出することができる。

なお、参照用光センサ３２は、ブロック内の全てのコンパレータ３３に接続されている（図３参照）。それらの全てのコンパレータ３３には、その参照用光センサ３２の出力（電流または電圧）が共通して入力されている。

同様に、表示部１０の第２の辺に沿って、第２の光源部２０ｂが設けられている。第２の光源部２０ｂには複数の光源用有機ＥＬ素子２１が列状に配置されている。

また、表示部１０の第２の辺に対向する辺に沿って、第２の光検出部３０ｂが設けられている。第２の光検出部３０ｂは、表示部１０の第２の辺に沿って複数のブロックに区分されており、その各ブロックには、複数の検出用光センサ３１（例えばフォトダイオード）が列状に配置されている。各ブロック内の複数の検出用光センサ３１は、それらと同数の複数のコンパレータ３３に、それぞれ接続されている（図３参照）。各コンパレータ３３には、検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）が入力されている。

また、第２の光検出部３０ｂの各ブロックにおいて、複数の検出用光センサ３１から成る列と同一線上の一端に、参照用光センサ３２（例えばフォトダイオード）が配置されている。この参照用光センサ３２は、ブロック内の全てのコンパレータ３３に接続されている（図３参照）。それらの全てのコンパレータ３３には、その参照用光センサ３２の出力（電流または電圧）が共通して入力されている。

そして、表示部１０の第１の辺に沿って、第１の光源部２０ａ及び第１の光検出部３０ａの上方に、１対の第１の光反射板４０ａが設けられている（図１（ｂ）参照）。

この第１の光反射板４０ａは、第１の光源部２０ａの光源用有機ＥＬ素子２１からガラス基板５０を通し、これに垂直に発せられた光を、ガラス基板５０に対して水平方向に反射する。

この光は、表示部１０に接触または近接するペンや指先などの指示物体（不図示）によって遮られない場合、もう一方の第１の光反射板４０ａにより、再びガラス基板５０に対して垂直方向に反射され、第１の光検出部３０ａに導入される。

同様に、表示部１０の第２の辺に沿って、第２の光源部２０ｂ及び第２の光検出部３０ｂの上方に、１対の第２の光反射板４０ｂが設けられている（図１（ｃ）参照）。

この第２の光反射板４０ｂは、第２の光源部２０ｂの光源用有機ＥＬ素子２１からガラス基板５０を通し、これに垂直に発せられた光を、ガラス基板５０に対して水平方向に反射する。

この光は、表示部１０に接触または近接するペンや指先などの指示物体（不図示）によって遮られない場合、もう一方の第２の光反射板４０ｂにより、再びガラス基板５０に対して垂直方向に反射され、第２の光検出部３０ｂに導入される。

ここで、複数の表示用有機ＥＬ素子１１が配置された表示部１０、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂ、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂは、同一のガラス基板５０上の絶縁膜５２内に設けられ、表示パネル１として一体形成されている。

即ち、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂの光源用有機ＥＬ素子２１は、表示部１０の表示用有機ＥＬ素子１１と同一の構造を有しており、これらは同じ製造工程を経て形成される。また、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２は、ＴＦＴで形成でき、このとき、画素選択用ＴＦＴや駆動用ＴＦＴと同じ製造工程を経て形成される。

さらに、画素選択ＴＦＴや駆動用ＴＦＴに信号を供給するためのドライバ回路を、表示パネル１に、つまり、ガラス基板５０上に設けるときは、そのドライバ回路内のＴＦＴも同じ製造工程を経て同時に形成することができる。

この表示パネル１は収納容器６０に収納され、表示部１０が収納容器６０の窓から露出している。そして、表示部１０からの表示光が外部へ放出されるように構成されている。

次に、表示部１０の表示用有機ＥＬ素子１１、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂの光源用有機ＥＬ素子２１の詳細な構造（不図示）を説明する。

ＥＬ素子が形成される基板側から、ＥＬ素子の発光を出力する、いわゆるボトムエミッション型の場合、表示用有機ＥＬ素子１１及び光源用有機ＥＬ素子２１は、第１電極、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、第２電極が、この順番で積層形成された構造を有している。

ここで、第１電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等から成る透明電極である。また、ホール輸送層は、ＭＴＤＡＴＡ（4,4-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl）から成る第１ホール輸送層とＴＰＤ（4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine）から成る第２ホール輸送層により形成される。発光層は、キナクリドン（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成り、電子輸送層はＢｅｂｑ2により形成される。また、第２電極は、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から形成される。

これらの表示用有機ＥＬ素子１１及び光源用有機ＥＬ素子２１では、第１電極から注入されたホールと、第２電極から注入された電子とが発光層の内部で再結合する。この再結合したホールと電子は、発光層を形成する有機分子を励起して励起子を生じさせる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明な第１電極からガラス基板５０を介して外部へ放出されて発光する。

次に、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの詳細な構造について図２を参照して説明する。図２（ａ）は、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの上面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

図２（ａ）に示すように、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂには、複数の検出用光センサ３１、及び参照用光センサ３２の位置に対応して開口部をもつように複数の光遮蔽膜５１が形成されている。

即ち、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板５０上に複数の光遮蔽膜５１が形成される。ここで、隣接する複数の検出用光センサ３１、及び参照用光センサ３２の間に対応する位置にのみ、複数の光遮蔽膜５１が形成される。

さらに、その上に絶縁膜５２が形成され、この絶縁膜５２の中に複数の検出用光センサ３１、及び参照用光センサ３２が形成されている。第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂには、表示パネル１外部からの外乱光が入射されるが、この光遮蔽膜５１により、検出用光センサ３１、及び参照用光センサ３２に到達する外乱光を遮る（もしくは減少させる）ことができる。これにより、複数の検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２の検出精度を向上できる。

次に、表示部１０上において、ペンや指先などの指示物体が接触または近接した位置を示す点Ｐの検出過程について図１，図２，図３を参照して説明する。

表示部１０上に接触または近接した指示物体の位置を示す点Ｐ（ｘ,ｙ）は、表示部１０のｘ座標及びｙ座標から決定される。ここで、ｘ座標は表示部１０の第１の辺に対応し、ｙ座標は、表示部１０の第２の辺に対応しているものとする。また、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂの各光源用有機ＥＬ素子２１からの光は、レーザー光のような指向性を有しているものとする。

点Ｐのｘ座標は、以下のように決定される。第１の光源部２０ａの各光源用有機ＥＬ素子２１から、ガラス基板５０を通して、これに垂直に発せられた光は、指示物体によって遮られない位置では、第１の光反射板４０ａによりガラス基板５０に対して水平方向に反射され、もう一方の第１の光反射板４０ａによって垂直方向に再度反射され、第１の光検出部３０ａに導かれる。

この第１の光検出部３０ａに導かれた光は、対応する複数の検出用光センサ３１によって検出される。そして、検出用光センサ３１の各出力と参照用光センサ３２の出力とは、各コンパレータ３３により比較される。

ここで、参照用光センサ３２には常に光源用有機ＥＬ素子２１からの光が照射されるように配置されているものとする。すると、検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）と参照用センサ３２の出力（電流または電圧）は一致する。このときコンパレータ３３は所定の電圧（Ｈｉｇｈレベル）を出力する。これにより、その検出用光センサ３１の位置では光が検出されたものと判定される。

一方、表示部１０上で指示物体が接触又は近接する位置のｘ軸上の位置では、光源用有機ＥＬ素子２１から発せられた光は、指示物体によって遮られる。そのため、この位置にある検出用光センサ３１が検出した光の強さは、参照用光センサ３２が検出する光源用有機ＥＬ素子２１から発せられた光の強さと比して、少なくとも小さくなる。

この位置の検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）と参照用光センサ３２の出力（電流または電圧）は、その検出用光センサ３１に接続されたコンパレータ３３により比較される。

ここで、この位置の検出用光センサ３１の出力が、参照用光センサ３２の出力よりも小さくなるため、コンパレータ３３は、所定の電圧（Ｌｏｗレベル）を出力する。このコンパレータ３３の接続されている検出用光センサ３１の位置が、表示部１０上の点Ｐのｘ座標となる。

同様に、点Ｐのｙ座標は、以下のように決定される。第２の光源部２０ｂの各光源用有機ＥＬ素子２１から、ガラス基板５０を通して、これに垂直に発せられた光は、指示物体によって遮られない位置では、第２の光反射板４０ｂによりガラス基板５０に対して水平方向に反射され、もう一方の第２の光反射板４０ｂによって垂直方向に再度反射され、第２の光検出部３０ｂに導かれる。

この第２の光検出部３０ｂに導かれた光は、対応する複数の検出用光センサ３１によって検出される。そして、検出用光センサ３１の各出力と参照用光センサ３２の出力とは、各コンパレータ３３により比較される。

ここで、参照用光センサ３２には常に光源用有機ＥＬ素子２１からの光が照射されるように配置されているものとする。すると、検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）と参照用センサ３２の出力（電流または電圧）は一致する。このときコンパレータ３３は所定の電圧（Ｈｉｇｈレベル）を出力する。これにより、その検出用光センサ３１の位置では光が検出されたものと判定される。

一方、表示部１０上で指示物体が接触又は近接する位置のｙ軸上の位置では、光源用有機ＥＬ素子２１から発せられた光は、指示物体によって遮られる。そのため、この位置にある検出用光センサ３１が検出した光の強さは、参照用光センサ３２が検出する光源用有機ＥＬ素子２１から発せられた光の強さと比して、少なくとも小さくなる。

この位置の検出用光センサ３１の出力（電流または電圧）と参照用光センサ３２の出力（電流または電圧）は、その検出用光センサ３１に接続されたコンパレータ３３により比較される。

ここで、この位置の検出用光センサ３１の出力が、参照用光センサ３２の出力よりも小さくなるため、コンパレータ３３は、所定の電圧（Ｌｏｗレベル）を出力する。このコンパレータ３３の接続されている検出用光センサ３１の位置が、表示部１０上の点Ｐのｙ座標となる。

なお、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂの各光源用有機ＥＬ素子２１からの光がレーザー光のような指向性を持たない拡散光である場合、点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標は、以下に説明するように決定してもよい。

即ち、発光させる光源用有機ＥＬ素子を順次切り換えてゆき、逐次、光を検出しない検出用光センサの位置をモニタリングすることで決定してもよい。この場合の点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標を決定する過程を、図３を参照して説明する。

図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）は、点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標を決定する過程の一例を説明する表示パネル１の概略平面図である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）では、説明を簡便に行うため、光源用有機ＥＬ素子及び検出用光センサの個数を、図１（ａ）に示した個数よりも減らして示すものとする。

図３（ａ）に示すように、ガラス基板５０（不図示）を通して、これに垂直に、第１の光源部２０ａの一端に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ａから光が発せられる。この光は、第１の光源部２０ａ上方に設けられた第１の光反射板４０ａ（不図示）により、ガラス基板５０に対して水平方向に反射される。この水平方向に反射された光は、指示物体ＰＴによって遮られない位置では、第１の光検出部３０ａ上方に設けられた第１の光反射板４０ａ（不図示）によって表示パネル１裏面の方向に再度反射され、第１の光検出部３０ａに導かれる。

また、その光は、第２の光検出部３０ｂ上方に設けられた第２の光反射板４０ｂ（不図示）によって表示パネル１裏面の方向に再度反射され、第２の光検出部３０ｂに導かれる。こうして第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂに導かれた光は、その光が導かれた位置に対応する検出用光センサ（図３（ａ）の例では検出用光センサ３１ａ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ）によって検出される。

一方、水平方向に反射された光が、指示物体ＰＴによって遮られる位置では、この光は指示物体によって遮られ、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂには導かれない。即ち、この位置に対応した検出用光センサ（図３（ａ）の例では検出用光センサ３１ｂ，３１ｃ）は、光を検出しない。

このように、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの検出用光センサのうち、光を検出しない検出用光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等の記憶媒体（不図示）に記憶させる。この作業が終了後、光源用有機ＥＬ素子２１ａを消灯させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、光源用有機ＥＬ素子２１ａに隣接する光源用有機ＥＬ素子２１ｂから光が発せられる。そして、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの検出用光センサのうち、光を検出しない検出用光センサ（図３（ｂ）の例では検出用光センサ３１ａ，３１ｂ）のｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶させる。この作業が終了後、光源用有機ＥＬ素子２１ｂを消灯させる。

同様に、第１の光源部２０ａにおいて互いに隣接する光源用有機ＥＬ素子２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを順次切り換えて発光及び消灯させ、その都度、光を検出しない検出用光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶する作業を繰り返す。そして、図３（ｃ）に示すように、光源用有機ＥＬ素子２１ｆを発光させた場合、光を検出しない検出用光センサ（図３（ｃ）の例では検出用光センサ３１ｊ）のｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶する。

そして、第１の光源部２０ａの端部に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ａから、もう一方の端部に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ｆまでの発光及び消灯が完了した後、第２の光源部２０ｂにおいて、その端部の光源用有機ＥＬ素子２１ｇから、もう一方の端部の光源用有機ＥＬ素子２１ｊまでを、順次切り換えて発光及び消灯させ、その都度、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂにおいて、光を検出しない検出用光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶させる。

以上に示したように、第１及び第２の光源部２０ａ，２０ｂからの光を検出しない第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの検出用光センサを調べ、その位置に対応するｘ座標もしくはｙ座標を、順次モニタリングしてメモリ等（不図示）に記憶させる。

そして、順次モニタリングして記憶した光を検出しない検出用光センサのｘ座標もしくはｙ座標を総合的に判断することにより、指示物体ＰＴが接触又は近接する位置である点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標が特定される。この後、次回の点Ｐ（ｘ,ｙ）の検出のため、メモリ等に記憶された内容は初期化される。

なお、参照用光センサ３２は、常に光が照射されないように、光を光遮蔽膜５１で遮るようにしてもよい。

上述した点Ｐのｘ座標及びｙ座標の検出は、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂのブロック単位で行われる。ブロック単位による点Ｐのｘ座標及びｙ座標の検出を、以下に図４を参照して説明する。

ブロックを選択するための信号(例えばＨｉｇｈまたはＬｏｗレベル)が供給されるブロック切り換え信号線Ｓｂが、ブロック選択用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）７０のゲートに接続されている。ブロック選択用ＴＦＴ７０のソース７０sには、検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２に電源を供給する電源電圧Ｖｄｄが接続されている。ブロック選択用ＴＦＴ７０のドレイン７０ｄは、複数の光センサ選択用ＴＦＴ８０のソース８０sに接続されると共に、同一ブロックに設けられた参照用光センサ３２（例えばフォトダイオード）に接続されている。

各光センサ選択用ＴＦＴ８０のゲートには、オンにする検出用光センサ３１を順に切り換える信号を供給する切り換え信号線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が、それぞれ接続されている。また、そのドレイン８０ｄは、複数の検出用光センサ３１（例えばフォトダイオード）にそれぞれ接続されている。

それらの複数の検出用光センサ３１は、複数のコンパレータ３３の一方の入力端子に接続されている。また、各コンパレータ３３の他方の入力端子には、参照用光センサ３２が共通に接続されている。これらの各コンパレータ３３からは出力線ＯＵＴ1，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４，ＯＵＴ５，ＯＵＴ６がそれぞれ延びている。

次に、上述した第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂのブロック及び検出用光センサ３１の切り換え動作について説明する。なお、ここでは、ブロック選択用ＴＦＴ７０，光センサ選択用ＴＦＴ８０はすべて、Ｎチャンネル型ＴＦＴであるとして説明する。

第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの最初に選択されたブロックにおいて、ブロック切り替え信号線ＳｂがＨｉｇｈレベルになると、ブロック選択用ＴＦＴ７０がオンする。これにより、複数の光センサ選択用ＴＦＴ８０のソース８０sに電源電圧Ｖｄｄが供給される。

このとき、同時に、電源電圧Ｖｄｄは参照用光センサ３２にも供給される。従って、参照用光センサ３２は、ブロック切り換え信号線ＳｂがＨｉｇｈである間、受光量に応じた電圧を出力しつづける。

まず、切り換え信号線Ｓ１乃至Ｓ６の全てがＬｏｗになっている。このときは全ての検出用光センサ３１に電源電圧Ｖｄｄが供給されていないため、全てＬｏｗ出力であり、全てのコンパレータ３３において、参照用光センサ３２の出力が高いため、出力線ＯＵＴ１乃至ＯＵＴ６の全てがＬｏｗ出力である。

次に、最初の光センサ選択用ＴＦＴ８０の切り換え信号線Ｓ１がＨｉｇｈレベルとなり、それに対応する光センサ選択用ＴＦＴ８０に接続された検出用光センサ３１が選択される。

そして、検出用光センサ３１の出力と参照用光センサ３２の出力がコンパレータ３３により比較され、前述した点Ｐのｘ座標またはｙ座標の検出が行われる。ここで、コンパレータ３３による比較結果は、所定の電圧（例えばＨｉｇｈまたはＬｏｗレベル）として出力線ＯＵＴ１より出力される。

例えば、参照用光センサ３２に光があたっているとき選択された検出用光センサ３１に影がおちている場合、検出用光センサ３１の出力電圧が下がるため、コンパレータ３３の出力がＨｉｇｈになり、その逆の場合はＬｏｗが出力される。

その後、切り換え信号線Ｓ１はＬｏｗレベルとなり、その光センサ選択用ＴＦＴ８０はオフとなる。そして隣接する次の光センサ選択用ＴＦＴ８０の切り換え信号線Ｓ２がＨｉｇｈレベルとなり、次の光センサ選択用ＴＦＴ８０がオンする。

以上の切り換え動作及び点Ｐのｘ座標またはｙ座標の検出が、切り換え信号線Ｓ６に対応する光センサ選択用ＴＦＴ８０に至るまで、順次繰り返される。この後、ブロック切り換え信号線ＳｂはＬｏｗレベルとなり、隣接する次のブロックが選択される。

即ち、隣接する次のブロックにおけるブロック切り換え信号線Ｓｂがハイレベルになり、そのブロックの参照用光センサ３１がオンされ、複数の光センサ選択用ＴＦＴ８０のドレインに電源電圧Ｖｄｄからの電流が供給される。

その後の光センサ選択用ＴＦＴ８０の切り換え動作及び点Ｐのｘ座標またはｙ座標の検出は、最初のブロックにおけるものと同様である。以上のブロック切り換え動作が、最後のブロックに至るまで繰り返し行われる。

ここで、上記光センサ選択用ＴＦＴ８０の切り換えに際しては、切り換え信号線Ｓ１乃至Ｓ６を同一のシフトレジスタに接続して、切り換え信号線Ｓ１乃至Ｓ６に供給する信号を順次切り換えて、各検出用光センサ３１を順次動作させることができるようにしてもよい。

なお、上述の実施形態においては、検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２を、例えばフォトダイオードで形成するものとしたが、１つの検出用光センサ３１または参照用光センサ３２の少なくともいずれか一方を、複数のフォトダイオードを並列接続して形成してもよい。この場合の第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの詳細な構造を、図面を参照して説明する。

図５は、検出用光センサ３１及び参照用光センサ３２が、複数のフォトダイオードを並列接続して形成された場合の、第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの上面図である。また、図６は、このときの第１及び第２の光検出部３０ａ，３０ｂの１ブロック分の等価回路図である。

図５に示すように、複数のフォトダイオードを並列接続した検出用光センサ３１ｐ及び参照用光センサ３２ｐに対応して開口部をもつように、光遮蔽膜５１ｐが設けられている。図５のＤ−Ｄ線に沿った断面図は、図２（ｂ）と同じ構造を有している。

また、図６に示すように、検出用光センサ３１ｐ及び参照用光センサ３２ｐは、フォトダイオードの並列接続により形成されている。これにより、検出用光センサ３１ｐ及び参照用光センサ３２ｐの各出力信号が大きくできるので、その光検出精度は高められ、前述した点Ｐのｘ座標及びｙ座標の検出精度も向上する。

なお、上述の実施形態においては、検出用光センサ３１，３１ｐ及び参照用光センサ３２，３２ｐを例えばフォトダイオードで形成するものとしたが、検出用光センサ３１，３１ｐまたは参照用光センサ３２，３２ｐの少なくともいずれか一方は、フォトダイオード以外の光電子デバイスから構成されるものであってもよい。

また、以上の実施形態に係る表示装置は、画素毎にＴＦＴが形成されるアクティブマトリックス方式による表示装置であるが、これには限定されず、画素毎にＴＦＴを有していないパッシブマトリックス方式による表示装置であってもよい。

また、以上の実施形態は、ＥＬ素子の光が、ＥＬ素子の形成されたガラス基板５０を介して外部に放出される、ボトムエミッション型のＥＬ表示装置に適用できる。また、ガラス基板５０が、ＥＬ素子が形成されたガラス基板と対向して設けられた基板である場合、つまり、ＥＬ素子の光が、ＥＬ素子の形成された基板と逆側に放出される、トップエミッション型のＥＬ表示装置であっても適用可能である。

また、以上の実施形態では、光遮蔽膜５１，５１ｐに形成される開口部は、円状の形状を呈しているが、これには限定されず、光源用有機ＥＬ素子２１からの光を通過させて外乱光の入射を抑止し得るものであれば、その他の形状を呈したものであってもよい。

上述したように、指示物体を検出するための光源を、表示用有機ＥＬ素子１１と同様の有機ＥＬ素子で形成した。これにより、指示物体を検出するための光源を、別の素子により新たに形成することが不要となる。従って、これらの表示用及び光源用の両有機ＥＬ素子を同時に形成することができる。

また、光センサ（検出用光センサ３１,３１ｐ、参照用光センサ３２，３２ｐ）をＴＦＴで形成するため、画素毎にＴＦＴを有するアクティブマトリックス型ＥＬ表示装置では、それらの光センサと画素とを同時に形成することができる。

また、以上の実施形態は、無機材料を発光層とする無機ＥＬにも適用できる。

このように、工程数を増やすこと無く、上述したようなタッチパネル機能を有したＥＬ表示装置を実現することができる。

本発明を実施するための最良の形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図、Ａ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。 図１の有機ＥＬ表示装置の動作を示す表示パネルの概略平面図である。 図１の第１及び第２の光検出部の上面図、及びＣ−Ｃ線断面図である。 図３の第１及び第２の光検出部の等価回路図である。 図１の第１及び第２の光検出部の上面図である。 図５の第１及び第２の光検出部の等価回路図である。

符号の説明

１ 表示パネル １０ 表示部 １１ 表示用有機ＥＬ素子
２０ａ 第１の光源部 ２０ｂ 第２の光源部 ２１ 光源用有機ＥＬ素子
３０ａ 第１の光検出部 ３０ｂ 第１の光検出部 ３１，３１ｐ 検出用光センサ３２，３２ｐ参照用光センサ ３３ コンパレータ
４０ａ 第１の光反射板 ４０ｂ 第２の光反射板 ５０ ガラス基板
５１，５１ｐ 光遮蔽膜 ５２ 絶縁膜 ６０ 収納容器
７０ ブロック選択用ＴＦＴ ８０ 光センサ選択用ＴＦＴ
Ｖｄｄ 電源電圧 Ｓｂ ブロック切り換え信号線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６ 切り換え信号線
ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４，ＯＵＴ５，ＯＵＴ６ 出力線

Claims (11)

1. 表示用ＥＬ素子を含む表示画素をマトリクス状に配置して成る表示部と、
   この表示部の第１の辺に沿って配置された複数の光源用ＥＬ素子を含む第１の光源部と、
   前記第１の辺に対向する辺に沿って配置された複数の検出用光センサを含む第１の光検出部と、
   前記表示部の第２の辺に沿って配置された複数の光源用ＥＬ素子を含む第２の光源部と、
   前記第２の辺に対向する辺に沿って配置された複数の検出用光センサを含む第２の光検出部とを有し、
   前記第１及び第２の光検出部は、参照用光センサと、
   この参照用光センサの出力と前記複数の検出用光センサの各出力とをそれぞれ比較する複数のコンパレータとを有することを特徴とするＥＬ表示装置。
2. 前記表示部、前記第１及び第２の光源部、及び前記第１及び第２の光検出部が、同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
3. 前記第１の光源部から発光する光を、前記第１の検出部に導入するための１対の第１の光反射板と、
   前記第２の光源部から発光する光を、前記第２の検出部に導入するための１対の第２の光反射板とを有することを特徴とする請求項２記載のＥＬ表示装置。
4. 前記第１及び第２の光検出部の前記複数の検出用光センサと、前記参照用光センサが、フォトダイオードから成ることを特徴とする請求項３記載のＥＬ表示装置。
5. 前記第１及び第２の光検出部の前記複数の検出用光センサと前記参照用光センサが、複数のフォトダイオードを並列接続して成ることを特徴とする請求項４記載のＥＬ表示装置。
6. 前記表示画素にスイッチング素子を有するアクティブ型のＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
7. 前記表示用ＥＬ素子と前記光源用ＥＬ素子が、同時に形成されることを特徴とする請求項１または請求項６記載のＥＬ表示装置。
8. 前記表示画素内のスイッチング素子と前記検出用光センサが、同時に形成されることを特徴とする請求項６または請求項７記載のＥＬ表示装置。
9. 前記表示用ＥＬ素子と前記光源用ＥＬ素子の構造が同じであることを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
10. 前記検出用光センサと前記参照用光センサの構造が同じであることを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
11. 前記検出用光センサは、シフトレジスタによって順次動作することを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。

Images