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Abstract
【解決手段】有機EL素子OELの駆動電流を発光駆動トランジスタT23に供給させるための電圧を保持するコンデンサCs2と並列に、容量値と抵抗を変化させることができる可変素子Ev21を接続する。走査ラインLsに走査パルスが出力されると、データラインLdに出力されている電圧がコンデンサCs2に印加される。その際、可変素子Ev21の容量値に応じてデータラインLdの電圧の変化が遅延する。判定回路57aは、デジタル電圧/アナログ電圧変換回路(DAVC)54aに入力される電圧値データとデジタル信号に変換されたノードN23(データラインLd)の電圧とを比較して、人の指等が表示パネルに触れたか否かを判定する。
【選択図】図4
Description
また、タッチパネル上で指定された位置を検出するための回路を表示パネルとは別に設ける必要があるため、実装面積が増大する。
前記各走査ラインに走査信号を供給することによって当該走査ラインに接続されている前記各表示画素を選択し、前記各データラインに表示信号を供給することによって選択されている前記各表示画素を駆動する駆動回路と、
を備え、
前記各表示画素は、発光素子と、当該発光素子に前記各データラインを介して供給される前記表示信号に応じた駆動電流を供給するとともに、外部から加えられる圧力に応じて物理パラメータが変化し、当該物理パラメータの変化により前記各データラインに供給された表示信号に応じた電位を変調する可変素子を含む画素駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、前記可変素子による前記各データラインの電位の変調の有無を判定し、前記電位が変調されていると判定した前記データラインに対応する列を、圧力が加えられている位置として特定する判定回路を有する、
ことを特徴とする。
前記判定回路は、前記測定タイミングで前記各データラインの電圧値を取得し、当該取得された電圧値と前記可変素子により前記電位が変調されていないときの前記データラインの電圧値との比較に基づいて、前記電位の変調の有無を判定する、
ことを特徴とする。
前記判定回路は、前記測定タイミングで前記各データラインの電圧値を取得し、当該取得された電圧値と前記可変素子により前記電位が変調されていないときの前記データラインの電圧値との比較に基づいて、前記電位の変調の有無を判定する、
ことを特徴とする。
前記画素駆動回路は、前記表示信号に対応する電圧を保持するコンデンサを含み、
前記各表示画素は、前記選択期間に、前記データラインに前記コンデンサを含む回路と前記可変素子とが並列に接続される、
ことを特徴とする。
前記各表示素子は、前記選択期間に、前記可変素子の前記抵抗素子を前記データラインと所定の基準電圧との間に接続する、
ことを特徴とする。
前記駆動回路は、前記各電源ラインに前記所定の基準電圧を出力する電源ドライバを備え、
前記各画素駆動回路は、
制御端子が前記コンデンサの一方の電極に接続され、当該電流路の一端が前記コンデンサの他方の電極と前記発光素子のアノード電極と前記可変素子の一方の電極とに接続され、電流路の他端が前記電源ラインに接続された第1のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記第1のトランジスタの制御端子と前記コンデンサの一方の電極とに接続され、電流路の他端が前記電源ラインと前記第1のトランジスタの電流路の他端とに接続された第2のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記データラインに接続され、電流路の他端が前記コンデンサの他方の電極と前記可変素子の一方の電極と前記第1のトランジスタの電流路の一端と前記発光素子のアノード電極とに接続された第3のトランジスタと、
を含み、
前記可変素子の他方の電極に前記所定の基準電圧が印加されている、
ことを特徴とする。
前記駆動回路は、前記各電源ラインに前記所定の基準電圧を出力する電源ドライバを備え、
前記各画素駆動回路は、
制御端子が前記コンデンサの一方の電極と前記可変素子の一方の電極に接続され、当該電流路の一端が前記コンデンサの他方の電極と前記発光素子のアノード電極に接続され、電流路の他端が前記電源ラインに接続された第1のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記データラインに接続され、電流路の他端が前記第1のトランジスタの制御端子と前記コンデンサの一方の電極と前記可変素子の一方の電極とに接続された第2のトランジスタと、
を含み、
前記可変素子の他方の電極に前記所定の基準電圧が印加されている、
ことを特徴とする。
前記複数の走査ラインに接続され、前記各走査ラインに前記各表示画素を順次選択するための前記走査信号を順次供給する走査ドライバと、
前記電位が変調されていると前記判定回路によって判定された場合に、前記走査ドライバが前記走査信号を出力している走査ラインに対応する行の位置と前記判定回路により特定された列の位置とに基づいて、圧力が加えられている前記表示パネル上の位置を特定する位置検出回路と、
を有することを特徴とする。
以下に、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置1aについて説明する。有機EL表示装置1aは、図1に示すように、表示パネル2aと、走査ドライバ3と、電源ドライバ4aと、データドライバ5aと、システムコントローラ6と、表示信号生成回路7とを有している。
なお、図1は、例えば白黒画像を表示する場合の例である。カラー画像を表示する場合には、RGBの各色を発する一組の表示画素21がマトリクス状に配置される。例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれの色の光を発する表示画素21を一組として、この組が行方向に繰り返し複数配置されるとともに、列方向に同一色の画素が複数配置される。
データドライバ5aは、システムコントローラ6から供給されるデータ制御信号(シフトクロック信号CLK、サンプリングスタート信号STR、データラッチ信号STB)等に基づいて、表示データ(D1〜Dm)を所定のタイミングで取り込んで保持し、所定のタイミングで表示データ(D1〜Dm)に対応する表示信号(階調電圧:−Vdata)を生成して、各データラインLd1〜Ldmに出力する。
データレジスタ回路52は、シフトレジスタ回路51から供給されるシフト信号のタイミングで表示データD1〜Dmを順次取り込む。
データラッチ回路53は、システムコントローラ7からデータラッチ信号STBが供給されると、データレジスタ回路52に取り込まれている1行分の表示データD1〜Dmをラッチして、保持する。
DAVC54aは、データラッチ回路53に保持されている表示データD1〜Dmをアナログ電圧の表示信号(負の階調電圧:−Vd)に変換して、各データラインLd1〜Ldmに出力する。
画素駆動回路21Dは、第1入力トランジスタT21と、第2入力トランジスタT22と、発光駆動トランジスタT23と、コンデンサCs2と、可変素子Ev21とを含む。
第1入力トランジスタT21と第2入力トランジスタT22と発光駆動トランジスタT23は、アモルファスシリコンまたはポリシリコンを用いたnチャネル型TFT(薄膜トランジスタ:Thin Film Transistor)である。
なお、以下では、個々の走査ラインを示す場合、走査ラインLsのように、適宜添え字1〜nを省略する。電源ラインLvとデータラインLdについても同様である。
第2入力トランジスタT22は、ゲートが走査ラインLsに接続され、ソースがデータラインLdに接続され、ドレインがノードN21に接続されている。
発光駆動トランジスタT23は、ゲートがノードN22に接続され、ソースがノードN21に接続され、ドレインが電源ラインLvと第1入力トランジスタT21のドレインに接続されている。
可変素子Ev21は、一方の電極がノードN21に接続され、他方の電極に基準電圧Vssが印加されている。可変素子Ev21は、容量値を変化させることができる可変コンデンサとして機能するとともに、抵抗を変化させることができる可変抵抗としても機能する素子である。
有機EL素子OELは、アノード電極からカソード電極に向かって電流が流れると、発光層において正孔注入層から供給された正孔と電子注入層から供給された電子とが再結合することによって発生するエネルギーによって発光する。
図4には、データラッチ回路53と、DAVC54aと、検出用抵抗55と、ADC56aをそれぞれ1個示してあるが、実際にはこれらはデータラインLd1〜Ldmの各々に対応して、それぞれm個設けられている。
なお、検出用抵抗55の抵抗値は、例えば数Ω程度の、比較的小さいものであってもよい。この検出用抵抗55は、抵抗素子としてDAVC54aとADC56aとの接続点との間に設けられるものであってもよいし、DAVC54aとADC56aとの接続点との間に設けられている配線の配線抵抗からなるものであってもよい。
DAVC54aは、データラッチ回路53から電圧値データVdataが供給されると、アナログ電圧である負の階調電圧(−Vd)に変換し、検出用抵抗55を介してデータラインLdに出力する。負の階調電圧(−Vd)は検出用抵抗55で電圧の大きさが減少する。すなわち、検出用抵抗55による電圧降下分だけ変化した電圧(−Vd’)がデータラインLdに出力される。電圧(−Vd’)がデータラインLdに出力されると、電流Idが画素駆動回路21DからDAVC54aに流れる。
本実施形態の有機EL表示装置1aでは、人の指やタッチペン等が表示パネル2aに接触していないとき、可変素子Ev21は、その容量値が無視できる程度に小さく、抵抗の大きさが十分に大きく無限大であると見なせるように構成されている。このときには走査ドライバ3と電源ドライバ4aとデータドライバ5aは図5に示すように動作し、表示パネル2aに画像が表示される。
データドライバ5aのDAVC54aは、表示データの階調値に応じた電圧値データVdataに対応する負の電圧(−Vd)を出力し、図5(C)に示すように、検出用抵抗55を介してノードN23に電圧(−Vd’)を印加する。すなわち、DAVC54aは電源ドライバ4aから表示画素21の画素駆動回路21Dを介して電流Idを吸い込む。
このとき、第1入力トランジスタT21のソースとドレイン間は導通しているため、発光駆動トランジスタT23のゲートとドレインの電位は両方とも基準電圧Vssである。発光駆動トランジスタT23は、ダイオード接続状態とされているため、飽和領域で動作する。
なお、有機EL素子OELのカソード電極に印加されている電圧は基準電圧Vssであり、アノード電極に印加されている電圧はノードN21の電圧に等しく、基準電圧Vssに等しいかそれより低い電圧となるため、有機EL素子OELに電流は流れない。
このため、発光駆動トランジスタT23は、図6(B)に示すように、ゲートとソース間の電圧、すなわち、コンデンサCs2の両方の電極間に保持されている電圧Vgs1に応じて有機EL素子OELのアノード電極に駆動電流Iem1を供給する。このため、駆動電流Iem1は選択期間tsにノードN21を流れた電流Idと同じ電流値を有する。
判定回路57aは、データラッチ回路53から出力される電圧値データVdataとADC56aによってデジタル信号に変換されたノードN23(データラインLd)の電圧を比較する。判定回路57aは、選択期間tsが終了する直前の時点で、これらの電圧の比較によって抽出される差分の大きさに基づいて、データラインLdに出力された表示信号に応じたデータラインLdの電位の変調の有無を判定する。
可変素子Ev21の一方の電極と、発光駆動トランジスタT23のソースとを接続した場合の表示画素21の構造の例を図7と図8に示す。図7は、表示画素21の平面図の一例であり、図8は、図7に示すXI−XI間断面図の一例である。図7と図8は、表示画素21がトップエミッション構造である場合の例である。
また、第2入力トランジスタT22のドレイン22dは、アノード電極121に接続されており、ソース電極22sは、コンタクト部141を介してデータラインLdに接続されている。また、第2入力トランジスタT22のゲート22gは、コンタクト部142を介して走査ラインLsと接続されている。
第1入力トランジスタT21のドレイン21dと発光駆動トランジスタT23のドレイン23dは、電源ラインLvに接続されている。
発光駆動トランジスタT23のソース23sは、後述するように、コンタクト部144を介して、可変素子Ev21の一方の電極をなす可変素子アノード電極118と接続されている。
なお、コンタクト部141〜144は、異なる層に形成された電極、配線等を上下に導通させるものであり、絶縁膜等に開口を設け、これに導電材料を充填することによって形成される。
画素基板113上には、第2入力トランジスタT22のゲート22gと発光駆動トランジスタT23のゲート23gが形成される。更に、画素基板113上には、コンデンサCs2の一方の電極Cs21と、データラインLdが形成されており、更にこれらを覆うように絶縁膜114が形成される。画素基板113上に形成されたコンデンサ電極Cs21と、絶縁膜114と、アノード電極121とが、表示画素21に含まれるコンデンサCs2として機能する。
表示画素21がインクジェット法で製造される場合、層間絶縁膜115には、図9に示すように、平面形状が略方形の開口115aが形成される。この開口115aによって表示画素21の発光領域が画される。層間絶縁膜115上には更に、隔壁116が形成される。
可変素子アノード電極118は、コンタクト部144により、発光駆動トランジスタT23のソース23sと接続される。コンタクト部144は、隔壁116とカソード電極125に開口を設け、これに導電材料を充填することによって形成される。
そして、封止基板111の側から表示パネル2aに更に圧力が加えられると、可変素子アノード電極118と可変素子カソード電極112が両方とも導電性微粒子132に接触する。このとき、可変素子Ev21の容量値は極めて小さくなり、同時に可変素子Ev21の抵抗も極めて小さくなる。
このように、可変素子Ev21は、容量値を変化させることができる可変コンデンサ、または抵抗を変化させることができる可変抵抗、または可変コンデンサと可変抵抗の両方として機能する。
ここで、封止基板111の表面側から表示パネル2aに圧力を加えることを、表示パネル2aに圧力を加えるということとする。
まず、表示パネル2aに加えられた圧力が弱く、可変素子Ev21の容量値の値がそれほど大きくない場合について説明する。図10は、可変素子Ev21がコンデンサとして機能し始めた場合の表示画素21の各部の電圧または電流の一例を示す図である。図10(A)および図10(B)は、それぞれ走査ラインLsおよび電源ラインLvの電圧を示す。図10(C)は、検出用抵抗55とデータラインLdの接続点であるノードN23の電圧を示す。また、図10(D)は、判定回路57aの出力を示す。図10(E)は、発光駆動トランジスタT23のゲートとソース間の電圧Vgs(すなわち、コンデンサCs2の両方の電極間の電圧)を示し、図10(F)は有機EL素子OELに流れる電流Ioelを示す。また、図11は、可変素子Ev21がコンデンサとして機能しているときの、可変素子Ev21とコンデンサCs2の充電動作に係わる等価回路を示す。
一方、可変素子Ev21は、一方の電極がノードN21に接続されており、他方の電極に基準電圧Vssが印加されている。このため、コンデンサCs2と可変素子Ev21は、選択期間tsには、図11の等価回路に示すように、ノードN23と基準電圧Vssの間に並列に接続された並列回路を構成する。そのため、コンデンサCs2の容量値をC1、可変素子Ev21の容量値をC2としたとき、ノードN23と基準電圧Vssの間に設けられる容量の容量値Ct1は容量値C1と容量値C2とを合計した値となる。
ただし、可変素子Ev21の容量値が比較的小さく、図10(C)に示すように、選択期間tsの間に、ノードN23の電圧V(N23)の電圧が、図5(C)における電圧(Vss−Vd’)に概ね達する場合には、図10(E)に示すように、選択期間tsの間に、コンデンサCs2の両方の電極間の電圧(発光駆動トランジスタT23のゲートとソース間の電圧)Vgs2は、図5(D)における、発光駆動トランジスタT23のドレインとソース間に電流Idが流れるときの電圧Vgs1に概ね等しくなる。また、図10(F)と図12(B)に示すように、発光期間teにおいて有機EL素子OELに供給される電流Iem2は、図5(E)における電流Iem1と概ね同じ電流値を有する。
図13は、このときの画素駆動回路21Dの各部の電圧または電流の一例を示す図である。図13(A)および図13(B)は、それぞれ走査ラインLsおよび電源ラインLvの電圧を示す。図13(C)は、検出用抵抗55とデータラインLdの接続点であるノードN23の電圧を示す。また、図13(D)は、判定回路57aの出力を示す。図13(E)は、発光駆動トランジスタT23のゲートとソース間の電圧Vgs(すなわち、コンデンサCs2の両方の電極の電圧)を示し、図13(F)は有機EL素子OELに流れる電流Ioelを示す。
位置検出回路61はこの番号を受信すると、走査ドライバ3が走査パルスを出力していた走査ラインの番号(1〜nのいずれか)を取得する。走査ラインの番号は、例えば、走査ドライバ3が走査ラインLs1に最初の走査パルスを出力してから、判定回路57aによってデータラインLdの電位が変調されていると判定されるまでに、走査ドライバ3に印加されるクロック信号のパルス数をカウントすることによって、知ることができる。あるいは、走査ラインの番号は、走査ドライバ3が走査ラインLs1に最初の走査パルスを出力してから、判定回路57aによってデータラインLdの電位が変調されていると判定されるまでに、走査ドライバ3が走査ラインLs2〜Lsnに順次出力する走査パルスの数をカウントすることによって知ることができる。
このとき、可変素子Ev21の抵抗が極めて小さくなり、コンデンサCs2と可変素子Ev21で構成される回路のインピーダンスが低下する。このため、図15(A)に示すように、選択期間tsにDAVC54aに引き込まれる電流Idは、主に基準電圧Vssから可変素子Ev21を通って流れる。なお、このとき、ダイオード接続状態とされた発光駆動トランジスタT23のドレイン・ソース間にも有る程度の電流が流れるが、通常、発光駆動トランジスタT23のドレイン・ソース間は少なくとも1KΩ以上の比較的高い抵抗値を有するため、可変素子Ev21の抵抗値がほぼ0とみなせる場合には、基準電圧Vssから可変素子Ev21を通って流れる電流に対して発光駆動トランジスタT23のドレイン・ソース間に流れる電流は、ほぼ無視できる程度の電流値となる。この場合、ノードN23(データラインLd)の電圧は基準電圧Vssに近づく。そして、可変素子Ev21の抵抗値がほぼ0とみなせる場合には、ノードN23(データラインLd)の電圧は基準電圧Vssにほぼ等しくなる。
また、このとき、同時に複数のデータラインの番号と走査ラインの番号が特定される場合がある。この場合、位置検出回路61は、例えば、複数のデータラインの番号と走査ラインの番号により特定される表示パネル2aの複数の位置を人の指やタッチペンが触れた複数の位置として特定するものであってもよい。あるいは、位置検出回路61は、複数のデータラインの番号と電源ラインの番号により特定されるエリアの中心を人の指やタッチペンが表示パネル2aに触れた位置とするものであってもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置1bについて説明する。有機EL表示装置1bは、図17に示すように、表示パネル2bと、走査ドライバ3と、電源ドライバ4bと、データドライバ5bと、システムコントローラ6と、表示信号生成回路7とを有している。
表示パネル2bは、図18に示すように、表示画素22を含む。表示画素22に含まれる画素駆動回路22Dは、2個のトランジスタで構成される点で、第1の実施形態の画素駆動回路21Dと異なっている。このため、電源ドライバ4bとデータドライバ5bも図1の電源ドライバ4aとデータドライバ5aと異なっている。図1と図17における同一の構成要素には同一の符号が付されている。
画素駆動回路22Dは、入力トランジスタT31と、発光駆動トランジスタT32と、コンデンサCs3と、可変素子Ev31とを含む。
入力トランジスタT31と発光駆動トランジスタT32は、アモルファスシリコンまたはポリシリコンを用いたnチャネル型TFTである。
発光駆動トランジスタT32は、ゲートがノードN31に接続され、ソースがノードN32に接続され、ドレインが電源ラインLvに接続されている。
可変素子Ev31は、一方の電極がノードN31に接続され、他方の電極に基準電圧Vssが印加されている。可変素子Ev31は、第1の実施形態のEV21と同様に容量値を変化させることができる可変コンデンサ、または抵抗を変化させることができる可変抵抗、または可変コンデンサと可変抵抗の両方として機能する可変素子である。
有機EL素子OELのアノード電極は、ノードN32に接続され、カソード電極には基準電圧Vssが印加されている。
図18のデータドライバ5bは、正の階調電圧Vdを出力する点で図4のデータドライバ5aと異なる。図4のデータドライバ5aと図18のデータドライバ5bにおける同一の構成要素には同一の符号が付されている。
第1の実施形態では、DAVC54aがデータラッチ回路53から供給された電圧値データVdataをアナログ電圧である負の階調電圧(−Vd)に変換したのに対し、本実施形態では、DAC54bは電圧値データVdataを正の階調電圧Vdに変換する。
正の階調電圧Vdは検出用抵抗55を介してノードN33(データラインLd)に印加される。
判定回路57aは、選択期間tsが終了する直前の測定タイミングtmで、ADC56bによってデジタル信号に変換されたノードN33(データラインLd)の電圧を取得し、取得したノードN33(データラインLd)とデータラッチ回路53から出力される電圧値データVdataの電圧を比較する。判定回路57aは、選択期間tsが終了する直前の時点で、これらの電圧の比較によって抽出される差分の大きさに基づいてデータラインLdの電位の変調の有無を判定する。判定回路57aにおける判定方法は第1の実施形態と同様である。
走査ドライバ3の動作は第1の実施形態と同様である。すなわち、走査ドライバ3は、図19(A)〜(D)に示すように、システムコントローラ6から供給される走査制御信号に基づいて、走査ラインLs1から走査ラインLsnまで選択期間tsの間ハイレベルの電圧Vhighとなる走査パルスを順次出力し、走査ラインLs1〜Lsnに接続された表示画素22を順次選択する。
電源ドライバ4bは、第1の実施形態の電源ドライバ4aと異なり、図19(E)に示すように、ノードN11を介して電源ラインLv1〜Lvnに基準電圧Vssより高いレベルの電源電圧Vccを常時出力する。
選択期間tsに、走査ドライバ3は、図20(A)に示すように、走査ラインLsに基準電圧Vssより高いハイレベルの電圧Vhighの走査パルスを出力する。走査ラインLsに走査パルスが出力されると、入力トランジスタT31のソースとドレイン間が導通する。電源ドライバ4bは、図20(B)に示すように、電源ラインLvに、基準電圧Vssより高い電源電圧Vccを常時出力している。
ノードN33(データラインLd)に印加された電圧は、入力トランジスタT31のドレインとソース間を通って、発光駆動トランジスタT32のゲートに印加される。データラインLdには殆ど電流は流れないため、ノードN33(データラインLd)の電圧は、図20(C)に示すように、階調電圧Vdにほぼ等しくなる。
発光駆動トランジスタT32のゲートとソース間には、コンデンサCs3が接続されている。発光駆動トランジスタT32のゲートとソース間に印加される電圧(コンデンサCs3の両方の電極間に印加される電圧)Vgs5は、有機EL素子OELのアノード電極とカソード電極間の電圧をVoelとしたとき、図20(E)と図21(A)に示すように、電圧Vd―Voelとなる。
これにより、図20(F)と図21(B)に示すように、発光駆動トランジスタT32は、コンデンサCs3の両方の電極間に保持されている電圧Vgs5(Vd―Voel)に応じた駆動電流Iem5を有機EL素子OELのアノード電極に継続して供給し、有機EL素子OELはこの駆動電流Iem5に応じて継続して発光する。
この場合、判定回路57aは、電圧値データVdataとノードN33(データラインLd)の電圧とが概ね等しく、その差分が比較的小さく所定の範囲内にあるため、データラインLdの電位は変調されていないと判定する。言い換えると、判定回路57aは、コンデンサCs3が表示信号を保持していると判定する。
表示パネル2bに圧力が加えられ、可変素子アノード電極118と可変素子カソード電極112の間隔が狭くなるに連れて、可変素子Ev31は、その容量値が増加し、コンデンサとして機能し始める。
このとき、図23の等価回路に示すように、コンデンサCs3と有機EL素子OELとが直列に接続された回路と可変素子Ev31とは、ノードN33(データラインLd)と基準電圧Vssの間に並列に接続された並列回路を構成する。そのため、コンデンサCs3と有機EL素子OELの容量成分とが直列接続された容量の容量値をC3、可変素子Ev31の容量値をC4としたとき、ノードN33と基準電圧Vssの間に設けられる容量の容量値Ct2は容量値C3と容量値C4とを合計した値となる。
ただし、可変素子Ev31の容量値が比較的小さく、図22(C)に示すように、選択期間tsの間に、ノードN33(データラインLd)の電圧が階調電圧Vdにほぼ達する場合には、選択期間tsの終了時における発光駆動トランジスタT32のゲートとソース間の電圧Vgs6は、図22(E)に示すように、図20(E)における電圧Vgs5にほぼ等しくなる。このため、有機EL素子OELは、図22(F)に示すように、発光期間teにおいては、図20(F)とほぼ同じ輝度で発光する。
図24は、この場合の画素駆動回路22Dの各部の電圧または電流の一例を示す図である。図24(A)および図24(B)は、それぞれ走査ラインLsおよび電源ラインLvの電圧を示す。図24(C)は、検出用抵抗55とデータラインLdの接続点であるノードN33の電圧を示す。また、図24(D)は、判定回路57aの出力を示す。図24(E)は、発光駆動トランジスタT32のゲートとソース間の電圧Vgs(すなわち、コンデンサCs3の両方の電極間の電圧)を示し、図24(F)は有機EL素子OELに流れる電流Ioelを示す。
位置検出回路61は、受け取ったデータラインの番号と、そのとき走査ドライバ3が走査パルスを出力していた走査ラインの番号を、圧力が加えられている表示パネル2bの位置として特定する。特定された位置によって、人の指やタッチペンが表示パネル2bに触れた位置を知ることができる。
この場合、可変素子Ev31の容量値は極めて小さくなり、同時に可変素子Ev31の抵抗も極めて小さくなる。このとき、図25(A)に示すように、DAVC54bから出力される階調電圧VdによってデータラインLdに流れる電流は、主にデータドライバ5bから可変素子Ev31を通って基準電圧Vssへ流れる。
次に、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置1cについて説明する。有機EL表示装置1cは、図27に示すように、表示パネル2aと、走査ドライバ3と、電源ドライバ4aと、データドライバ5cと、システムコントローラ6と、表示信号生成回路7とを有している。
有機EL表示装置1cは、システムコントローラ6が表示データに対応する表示信号を電流値で指定する点で図1に示した有機EL表示装置1aと異なっている。この差異により、データドライバ5cの構成は、有機EL表示装置1aに含まれるデータドライバ5aと異なる。この点を除いて、有機EL表示装置1cは有機EL表示装置1aと同一の構成を有する。図1と図27における同一の構成要素には同一の符号が付されている。
データドライバ5cにおけるシフトレジスタ回路51とデータレジスタ回路52とデータラッチ回路53とADC56aとの構成は、データドライバ5aのものと同一である。
以下に、データドライバ5cとデータドライバ5aとの異なる点について説明する。
DAIC54cは、例えば、基準電流を元に多段のミラー回路を用いて電流値データIdataに対応する負の階調電流(−Id)を生成してデータラインLdに出力する。すなわち、DAIC54cは、DAIC54cが接続されているデータラインLdから電流Idを吸い込む。有機EL素子OELは、電流Idの電流値に応じた電圧に基づいて発光する。
人の指やタッチペンが表示パネル2aに触れて、可変素子Ev21の容量値の値が増加すると、DAIC54cからデータラインLdに出力される階調電流(−Id)の一部が可変素子Ev21の充電のために使われて、発光駆動トランジスタT23のドレインとソース間に流れる電流が階調電流(−Id)より減少する。これによって、第1の実施形態と同様に、表示パネル2aに加えられる圧力に応じてデータラインLdの電位が変調される。
従って、本実施形態に係る判定回路57bは、第1の実施形態に係る判定回路57aと同様の方法でノードN23(データラインLd)の電圧を調べることにより、人の指やタッチペン等が表示パネル2aに接触しているか否かを判定し、人の指やタッチペン等が表示パネル2aに接触している場合には、その位置を特定することができる。
画像を表示パネル2aに表示する時、判定回路57bは、データラッチ回路53から出力される電流値データIdataを電圧値のデータに変換する。そして、判定回路57bは、電流値データIdataとノードN23(データラインLd)に生じる電圧の対応関係が記憶されたテーブルを参照して、データラッチ回路53から出力される電流値データIdataを電圧値のデータに変換する。判定回路57bは、この電圧値のデータとADC56aによってデジタル信号に変換されたノードN23b(データラインLd)の電圧とを比較する。判定回路57bは、選択期間tsが終了する直前の時点で、これらの電圧の比較によって抽出される差分の大きさに基づいて、データラインLdに出力された表示信号に応じたデータラインLdの電位の変調の有無を判定する。
このため、同一の電流値データIdataで有機EL素子OELの発光の階調を指定しても、有機EL表示装置1cの稼動時間が長くなるにつれてノードN23(データラインLd)に生じる電圧は増大する。
しかし、発光駆動トランジスタT23のしきい値電圧Vthが増大した場合であっても、表示パネル2aに加えられる圧力が大きいと、判定回路57bは人の指やタッチペンが表示パネル2aに触れたことを判断することができる。このため、発光駆動トランジスタT23のしきい値電圧Vthの変化は、判定回路57bによる人の指やタッチペン等が表示パネル2aに接触しているか否かの判定に大きな影響は及ぼさない。
例えば、図30に示すように、データドライバ5aとデータドライバ5bに含まれる検出用抵抗55をバイパスするためのバイパススイッチ58を設けても良い。
タッチパネル機能を使用しない場合には、バイパススイッチ58をオンとすることによって、検出用抵抗55をバイパスしてDAVC54aから出力される電圧をノードN23(データラインLd)に直接印加する。
一方、タッチパネル機能を使用する場合には、バイパススイッチ58をオフにして検出用抵抗55を介してDAVC54aから出力される電圧をノードN23(データラインLd)に印加する。この場合、バイパススイッチ58をオンとしたときと同等の電圧がノードN23(データラインLd)に印加されるように、DAVC54aは検出用抵抗55で生じる電圧降下を考慮した電圧を出力する。
タッチパネル機能を使用しない場合にはバイパススイッチ58をオンにすることにより、検出用抵抗55で消費される電力を削減することができる。
また、上記実施形態に示した可変素子Ev21の構造は一例であり、他の様々な構造とすることができる。
Claims (11)
- 行方向及び列方向に配設された複数の走査ライン及び複数のデータラインの各交点近傍に配設された複数の表示画素を備える表示パネルと、
前記各走査ラインに走査信号を供給することによって当該走査ラインに接続されている前記各表示画素を選択し、前記各データラインに表示信号を供給することによって選択されている前記各表示画素を駆動する駆動回路と、
を備え、
前記各表示画素は、発光素子と、当該発光素子に前記各データラインを介して供給される前記表示信号に応じた駆動電流を供給するとともに、外部から加えられる圧力に応じて物理パラメータが変化し、当該物理パラメータの変化により前記各データラインに供給された表示信号に応じた電位を変調する可変素子を含む画素駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、前記可変素子による前記各データラインの電位の変調の有無を判定し、前記電位が変調されていると判定した前記データラインに対応する列を、圧力が加えられている位置として特定する判定回路を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記判定回路は、前記各表示画素が選択されている選択期間内の所定の測定タイミングで、選択されている前記各表示画素について前記データラインの電位の変調の有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記駆動回路は、前記表示信号に対応した電圧値を有する信号電圧を生成し、前記各データラインに出力する階調電圧生成回路を有し、
前記判定回路は、前記測定タイミングで前記各データラインの電圧値を取得し、当該取得された電圧値と前記可変素子により前記電位が変調されていないときの前記データラインの電圧値との比較に基づいて、前記電位の変調の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 前記駆動回路は、前記表示信号に対応した電流値を有する信号電流を生成し、前記各データラインに出力する階調電流生成回路を有し、
前記判定回路は、前記測定タイミングで前記各データラインの電圧値を取得し、当該取得された電圧値と前記可変素子により前記電位が変調されていないときの前記データラインの電圧値との比較に基づいて、前記電位の変調の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 前記可変素子は、外部から加えられる圧力に応じて前記物理パラメータとして容量値が変化する容量素子を含み、
前記画素駆動回路は、前記表示信号に対応する電圧を保持するコンデンサを含み、
前記各表示画素は、前記選択期間に、前記データラインに前記コンデンサを含む回路と前記可変素子とが並列に接続される、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記容量素子は、外部から加えられる圧力の増加に応じて前記容量値が増加することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
- 前記可変素子は、外部から加えられる圧力に応じて前記物理パラメータとして電気抵抗値が変化する抵抗素子を含み、
前記各表示素子は、前記選択期間に、前記可変素子の前記抵抗素子を前記データラインと所定の基準電圧との間に接続する、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記抵抗素子は、外部から加えられる圧力の増加に応じて前記電気抵抗の値が減少することを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記表示パネルは、前記各走査ラインと対をなし、対応する走査ラインが接続されている前記表示画素に接続された複数の電源ラインを含み、
前記駆動回路は、前記各電源ラインに前記所定の基準電圧を出力する電源ドライバを備え、
前記各画素駆動回路は、
制御端子が前記コンデンサの一方の電極に接続され、当該電流路の一端が前記コンデンサの他方の電極と前記発光素子のアノード電極と前記可変素子の一方の電極とに接続され、電流路の他端が前記電源ラインに接続された第1のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記第1のトランジスタの制御端子と前記コンデンサの一方の電極とに接続され、電流路の他端が前記電源ラインと前記第1のトランジスタの電流路の他端とに接続された第2のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記データラインに接続され、電流路の他端が前記コンデンサの他方の電極と前記可変素子の一方の電極と前記第1のトランジスタの電流路の一端と前記発光素子のアノード電極とに接続された第3のトランジスタと、
を含み、
前記可変素子の他方の電極に前記所定の基準電圧が印加されている、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の表示装置。 - 前記表示パネルは、前記各走査ラインと対をなし、対応する走査ラインが接続されている前記表示画素に接続された複数の電源ラインを含み、
前記駆動回路は、前記各電源ラインに前記所定の基準電圧を出力する電源ドライバを備え、
前記各画素駆動回路は、
制御端子が前記コンデンサの一方の電極と前記可変素子の一方の電極に接続され、当該電流路の一端が前記コンデンサの他方の電極と前記発光素子のアノード電極に接続され、電流路の他端が前記電源ラインに接続された第1のトランジスタと、
制御端子が前記走査ラインに接続され、電流路の一端が前記データラインに接続され、電流路の他端が前記第1のトランジスタの制御端子と前記コンデンサの一方の電極と前記可変素子の一方の電極とに接続された第2のトランジスタと、
を含み、
前記可変素子の他方の電極に前記所定の基準電圧が印加されている、
ことを特徴とする請求項7または8に記載の表示装置。 - 前記駆動回路は、
前記複数の走査ラインに接続され、前記各走査ラインに前記各表示画素を順次選択するための前記走査信号を順次供給する走査ドライバと、
前記電位が変調されていると前記判定回路によって判定された場合に、前記走査ドライバが前記走査信号を出力している走査ラインに対応する行の位置と前記判定回路により特定された列の位置とに基づいて、圧力が加えられている前記表示パネル上の位置を特定する位置検出回路と、
を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の表示装置。
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