JPWO2016185775A1 - 有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス、および照明装置 - Google Patents

Abstract

一対の電極間に有機発光機能層を設けた有機電界発光素子と、前記一対の電極に接続され前記有機電界発光素子の発光を制御する発光素子駆動回路ユニットと、前記一対の電極の何れか一方の電極を検出電極とし当該検出電極におけるタッチ位置検出方向の両端に接続されたタッチ位置検出回路ユニットとを備え、前記タッチ位置検出回路ユニットは、前記検出電極の両端における電気的特性を検知することによってタッチ位置検出を行う有機エレクトロルミネッセンスモジュールである。

Description

本発明は、タッチ検出機能を有する有機エレクトロルミネッセンスモジュールと、それを具備したスマートデバイス、および照明装置に関する。

スマートフォン、タブレット等のスマートデバイスは、表示部からの情報入力を可能とするためのタッチセンサーを備えることが必須であり、例えば表示部に重ねる状態で、タッチセンサーが設けられている。

またスマートデバイスには、その操作性の観点から、主たる表示部の他に、四角形などのマークで表示された「ホームキー」や、矢印マークなどで表示された「戻るキー」などの共通機能キーボタン（いわゆるアイコン）が設けられている場合がある。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た平面状の光源体を用いて構成され、一例としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）と導光板とを組み合わせたＬＥＤ導光板を、スマートデバイスの内部に設置する構成が開示されている（例えば、下記特許文献１参照）。

スマートデバイスにおいては、以上のような共通機能キーボタンに対しても、例えば液晶表示装置を用いて構成された主たる表示部と共通のタッチセンサーが重ねて設けられている。

しかしながら、近年、主たる表示部として用いられている液晶表示装置として、センサー電極を内蔵した「インセル」型、あるいは「オンセル」型のものが登場した。これにより、共通機能キーボタンを構成する平面状の光源体に対しては、独自にタッチ検出機能を設けることが強く求められている。

タッチ検出機能を備えた平面状の光源体として、例えば、アイコンが設けられた表面パネルとＬＥＤ導光板との間に、センサー電極が形成された回路基板を設け、この回路基板におけるアイコンの形成部に抜き穴を設け、表面パネルと回路基板との間に誘電率の高い接着剤の層を設け、これによってセンサー電極による静電容量の検出精度の向上を図る構成のものが開示されている（例えば、下記特許文献２参照）。

特開２０１２−１９４２９１号公報 特開２０１３−０６５４２９号公報

ところで近年、上述したアイコン部分に適用する平面状の光源体として、ＬＥＤ導光板に換えて、有機エレクトロルミネッセンスデバイスを利用する動きがある。有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極と陰極との間に有機発光機能層を挟持した面発光型の素子であり、より低消費電力で発光輝度の均一性が高い面発光を得ることができる。

しかしながら、有機エレクトロルミネッセンスデバイスにタッチセンサーを重ねて設けた場合、陽極、陰極、あるいは保護のために利用されるメタルホイル層が、センサー電極とタッチ面との間に発生する静電容量の変化の検出に悪影響を与える。このため、有機エレクトロルミネッセンスデバイスに静電容量式の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デバイスを設けた表示パネルとは別体として、タッチセンサーを設けたタッチパネルを配置する必要があり、デバイスの薄型化および製造工数の削減を妨げる要因となっていた。

そこで本発明は、薄型化および製造工数の削減を達成することが可能な、タッチ機能付きの有機エレクトロルミネッセンスモジュール、これを用いたスマートデバイス、および照明装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明は、一対の電極間に有機発光機能層を設けた有機電界発光素子と、前記一対の電極に接続され前記有機電界発光素子の発光を制御する発光素子駆動回路ユニットと、前記一対の電極の何れか一方の電極を検出電極とし当該検出電極におけるタッチ位置検出方向の両端に接続されたタッチ位置検出回路ユニットとを備え、前記タッチ位置検出回路ユニットは、前記検出電極の両端における電気的特性を検知することによってタッチ位置検出を行う有機エレクトロルミネッセンスモジュールである。

また本発明は、このような構成の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを備えたスマートデバイスおよび照明装置である。

以上のような本発明によれば、薄型化および製造工数の削減を達成することが可能な、タッチ機能付きの有機エレクトロルミネッセンスモジュール、これを用いたスマートデバイス、および照明装置を得ることができる。

第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを説明するための構成図であり、発光期間を説明するための構成図である。 第１実施形態におけるタッチ位置検出期間を説明するための構成図である。 第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの動作（第１例）を説明するためのタイミングチャート図である。 第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの動作（第２例）を説明するためのタイミングチャート図である。 第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを説明するための構成図であり、発光期間を説明するための構成図である。 第２実施形態におけるタッチ位置検出期間を説明するための構成図である。 第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの動作を説明するためのタイミングチャート図である。 第２実施形態と第１実施形態とを組み合わせた有機エレクトロルミネッセンスモジュールを説明するための構成図であり、発光期間を説明するための構成図である。 第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを説明するための構成図であり、発光期間を説明するための構成図である。 第３実施形態におけるタッチ位置検出期間を説明するための構成図である。 第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの動作例を説明するためのタイミングチャート図である。 第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを説明するための構成図である。 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例１を説明するための平面図である。 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例２を説明するための平面図である。 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを具備したスマートデバイスの一例を示す平面図である。

以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス、および照明装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここで説明する有機エレクトロルミネッセンスモジュールは、有機エレクトロルミネッセンスデバイスに静電容量方式のタッチ検出機能を設けたものであり、表示面に対する指などの接触によって情報入力がなされるものである。またスマートデバイスおよび照明装置は、この有機エレクトロルミネッセンスモジュールを備えたものである。以下、有機エレクトロルミネッセンスモジュールの実施形態から順に説明を行う。

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１を説明するための構成図である。この図に示す有機エレクトロルミネッセンスモジュール１は、支持基板１０の一主面上に設けられた有機電界発光素子ＥＬと、発光素子駆動回路ユニット２０と、タッチ位置検出回路ユニット３０とを備えたものであり、支持基板１０の表面におけるタッチ位置Ｐを検出するタッチ検出機能を有する。以下、これらの構成要素の詳細を説明する。

＜有機電界発光素子ＥＬ＞
有機電界発光素子ＥＬは、支持基板１０側から順に、下部電極１１、有機発光機能層１３、および上部電極１５を積層した構成であり、下部電極１１と上部電極１５との間に有機発光機能層１３を設けたものである。このような有機電界発光素子ＥＬは、下部電極１１と上部電極１５との間に有機発光機能層１３が挟持された部分が発光領域となる。また有機電界発光素子ＥＬはキャパシタ構成となっているため、寄生容量Ｃｅｌを有する。

また有機電界発光素子ＥＬは、上部電極１５側から封止用接着剤１７で覆われて封止され、さらにその表面に、外部環境からの有害ガス（酸素、水分等）の浸透を防止することを目的として封止部材１９が配置されて１枚の表示パネルを構成している。このような有機電界発光素子ＥＬにおいては、下部電極１１および上部電極１５の何れか一方を陽極とし他方を陰極とし、これらの間に順方向の電流を流すことにより、有機発光機能層１３において発光光が生じる。以下、各有機電界発光素子ＥＬの各構成要素の詳細を説明する。尚、有機電界発光素子ＥＬに対して順方向に定電流または定電圧を印加するとは、陽極をプラス、陰極をマイナスとして電圧を印加する状態であり、以降同様である。

−支持基板１０−
支持基板１０は、ここでは例えば光透過性を有する材料で構成されたものであり、その表面は、有機発光機能層１３において発生した発光光が取り出される表示面となっている。また表示面は、指先やタッチペン等（以下、指先Ｆ）の接触によって情報入力がなされるタッチ面１０ａともなっている。尚、以降においてはタッチ面１０ａに対しての、指先Ｆの接触による情報入力を、タッチ操作と称する。

以上のような支持基板１０を構成する透明な基板材料としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明基板材料を挙げることができる。好ましく用いられる透明基板材料としては、ガラス、石英、またフレキシブルな可撓性を有する観点から樹脂フィルムを挙げることができる。また支持基板１０は、必要に応じてガスバリア層を設けた構成であってもよい。またさらに、支持基板１０における表示面側には必要に応じてカバーガラスを貼り合わせてもよく、この場合にはカバーガラスの表面がタッチ面１０ａとなる。

−下部電極１１−
下部電極１１は、ここでは光取り出し側の透明電極として構成される。この下部電極１１は、有機発光機能層１３に対する陽極または陰極として設けられるものであり、上部電極１５が陰極の場合には陽極として用いられ、上部電極１５が陽極の場合には陰極として用いられる。このような下部電極１１は、それぞれに適切な導電性材料のなかから、光透過性に優れた導電性材料を用いて構成される。

またここでは特に、この下部電極１１は、上部電極１５よりもタッチ面１０ａに近く配置されているため、タッチ位置Ｐを検出するための検出電極Ｅｄとして好ましく用いられる。このため検出電極Ｅｄとなる下部電極１１には、発光素子駆動回路ユニット２０と共に、タッチ位置検出回路ユニット３０が接続される。これらの接続状態は、以降に説明する。

−有機発光機能層１３−
有機発光機能層１３は、少なくとも有機材料で構成された発光層を含む層である。このよう有機発光機能層１３の全体的な層構造が限定されることはなく、一般的な層構造であって良い。有機発光機能層１３の一例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されることはない。

（ｉ）（陽極）／正孔注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／（陰極）
（ii）（陽極）／正孔注入輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入輸送層／（陰極）
（iii）陽極／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／（陰極）
（iv）（陽極）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
（ｖ）（陽極）／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／（陰極）
（vi）（陽極）／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／（陰極）

尚、発光層は積層構造であってもよく、各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。

−上部電極１５−
上部電極１５は、有機発光機能層１３に対する陰極または陽極として設けられるものであり、下部電極１１が陽極の場合には陰極となり、下部電極１１が陰極の場合には陽極として用いられる。このような上部電極１５は、有機電界発光素子ＥＬが、上部電極１５側からも発光光を取り出すものである場合には、透明電極として構成される。一方、下部電極１１からのみ発光光を取り出すものである場合には反射電極として構成される。したがって、上部電極１５は、陰極または陽極として適切な導電性材料のなかから、光透過性または光反射性に優れた導電性材料を用いて構成される。

このような上部電極１５は、下部電極１１と共に、発光素子駆動回路ユニット２０に接続される。上部電極１５に対する発光素子駆動回路ユニット２０の接続状態は、以降に説明する。また上部電極１５は、下部電極１１からなる検出電極Ｅｄに対する対向電極Ｅｏともなる。

尚、ここでは支持基板１０において外側に向かう面をタッチ面１０ａとしたが、支持基板１０とは逆の封止部材１９の外側に向かう面をタッチ面としてもよく、この場合、タッチ面に近い上部電極１５を検出電極Ｅｄとすることが好ましい。またこの場合、上部電極１５は、透明電極として構成されることになり、下部電極１１が対向電極Ｅｏとなる。

−封止用接着剤１７−
封止用接着剤１７は、封止部材１９と支持基板１０との間に挟持された有機電界発光素子ＥＬを封止するためのシール剤として用いられる。このような封止用接着剤１７は、具体的には、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接着剤、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）の接着剤等が用いられ、乾燥剤を分散させて用いてもよい。

−封止部材１９−
封止部材１９は、有機電界発光素子ＥＬ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、およ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が、有機エレクトロルミネッセンスモジュール１を薄膜化することできる観点から、ポリマーフィルム、および金属フィルムを好ましく使用することができる。ただしポリマーフィルムを用いる場合には、水蒸気透過度が低いものを用いることが重要である。

尚、封止部材１９と有機電界発光素子ＥＬとの間隙には、封止用接着剤１７を充填することに限定されず、特に表示領域（発光領域）には、気相であれば窒素やアルゴン等の不活性気体を封入し、液相であればフッ化炭化水素や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１９と有機電界発光素子ＥＬの表示領域との間隙を真空とすることや、この間隙に吸湿性化合物を封入することもできる。

尚、ここでは支持基板１０において外側に向かう面をタッチ面１０ａとしたが、封止部材１９の外側に向かう面をタッチ面としてもよく、この場合、封止部材１９は光透過性を有する材料で構成される。

＜発光素子駆動回路ユニット２０＞
発光素子駆動回路ユニット２０は、有機電界発光素子ＥＬの発光を制御すると共に、対向電極Ｅｏとしての上部電極１５をフローティング電位とすることが可能である。ここでは、発光素子駆動回路ユニット２０は、下部電極１１および上部電極１５との接続が自在に解除される構成のものである。このような発光素子駆動回路ユニット２０は、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５に接続された発光駆動回路２１と、発光駆動回路２１と下部電極１１との間に設けられたスイッチＳＷ１、および発光駆動回路２１と上部電極１５との間に設けられたスイッチＳＷ２を備えている。発光駆動回路２１は、グランド２３に接続されている。各構成要素の詳細は次のようである。

−発光駆動回路２１−
発光駆動回路２１は、下部電極１１と上部電極１５との間に電圧を印加することにより、有機電界発光素子ＥＬにおける発光を制御する。発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光の制御は、定電流駆動または定電圧駆動の何れであってもよく、通常の有機電界発光素子ＥＬにおける定電流駆動回路または定電圧駆動回路が適用される。

−スイッチＳＷ１，ＳＷ２−
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、発光駆動回路２１と下部電極１１との間の接続状態、および発光駆動回路２１と上部電極１５との間の接続状態を自在に制御するためのものである。このようなスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とその駆動を制御する制御回路とで構成される。この場合のスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＴＦＴのソース／ドレインの一方が発光駆動回路２１に接続され、他方が下部電極１１または上部電極１５に接続され、ＴＦＴのゲート電極が制御回路に接続された構成となる。これにより、ＴＦＴのゲート電極への印加電圧によって、発光駆動回路２１と下部電極１１との間の接続状態、および発光駆動回路２１と上部電極１５との間の接続状態が自在に制御される。

ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動によって発光駆動回路２１と下部電極１１および上部電極１５との間が接続された状態を、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＮ」状態であるとする。これに対して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の駆動によって発光駆動回路２１と下部電極１１および上部電極１５との間の接続が解除された状態を、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」状態であるとする。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＮ」状態となることにより、発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光の制御が可能になる。またスイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」状態となることにより、発光駆動回路２１と有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５との接続が解除される。これにより、対向電極Ｅｏとしての上部電極１５をフローティング電位とすることが可能である。

以上のようなスイッチＳＷ１，ＳＷ２の「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の制御は、以降のタイミングチャート図で説明するように、タッチ位置検出回路ユニット３０のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２に同期させて実施される。尚、図１においては、発光駆動回路２１と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とがそれぞれ独立した構成で示してあるが、必要に応じて、発光駆動回路２１にスイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれた構成であってもよい。またスイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御回路は、外部の演算装置であってもよい。

−グランド２３−
グランド２３は、回路パターンで構成されたシグナルグランドであってもよく、この有機エレクトロルミネッセンスモジュール１が設けられる金属ケースなどのフレームグランドであってもよい。

＜タッチ位置検出回路ユニット３０＞
タッチ位置検出回路ユニット３０は、有機電界発光素子ＥＬを構成する下部電極１１または上部電極１５のうち、検出電極Ｅｄとして用いられる下部電極１１におけるタッチ位置検出方向ｘの両端に接続されたものである。このタッチ位置検出回路ユニット３０は、検出電極Ｅｄの両端における電気的特性を検知する。これにより、検出電極Ｅｄの両端間における一次元方向をタッチ位置検出方向ｘとし、このタッチ位置検出方向ｘにおいてのタッチ位置を検出する。

このようなタッチ位置検出回路ユニット３０は、検出電極Ｅｄの両端に接続されたスイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２に接続された２つの電流計３３、各電流計３３に接続された演算部３５および電源３７を備えている。電源３７はグランド３９に接続されている。各構成要素の詳細は次のようである。

−スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２−
スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、検出電極Ｅｄの一端と一方の電流計３３との間の接続状態、および検出電極Ｅｄの他端と他方の電流計３３との間の接続状態を自在に制御するためのものである。このようなスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とその駆動を制御する制御回路とで構成される。この場合のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、ＴＦＴのソース／ドレインの一方が検出電極Ｅｄに接続され、他方が電流計３３に接続され、ＴＦＴのゲート電極が制御回路に接続された構成となる。これにより、ＴＦＴのゲート電極への印加電圧によって、出電極Ｅｄの一端と一方の電流計３３との間の接続状態、および検出電極Ｅｄの他端と他方の電流計３３との間の接続状態が自在に制御される。

ここで、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の駆動によって検出電極Ｅｄと電流計３３との間が接続された状態を、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２が「ＯＮ」状態であるとする（図２参照）。これに対して、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の駆動によって検出電極Ｅｄと電流計３３との間の接続が解除された状態を、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２が「ＯＦＦ」状態であるとする。

このようなスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、発光素子駆動回路ユニット２０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２と同期して駆動され、スイッチＳＷ１，Ｗ２が「ＯＮ」状態の場合には、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は「ＯＦＦ」状態となる。一方、スイッチＳＷ１，Ｗ２が「ＯＦＦ」状態の場合には、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は「ＯＮ」状態となる。尚、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の制御回路は、外部の演算装置であってもよい。

−電流計３３−
電流計３３は、検出電極Ｅｄの両端に流れる電流を、それぞれ測定する。

−演算部３５−
演算部３５は、２つの電流計３３で測定された２つの電流値ｉ１，ｉ２から、検出電極Ｅｄにおいて、タッチ面１０ａにおけるタッチ位置検出方向のどの位置にタッチ操作がなされたかを算出する。こここでは、下記式（１）のように、電流値ｉ１，ｉ２の比から抵抗比を算出し、この抵抗比に対応する検出電極Ｅｄの両端間におけるタッチ位置検出方向ｘのタッチ位置Ｐを得る。尚、下記式（１）中のｒ１は、検出電極Ｅｄの両端のうち、電流値ｉ１が測定された側の端部からタッチ位置Ｐまでの間の抵抗値であって、電流値ｉ１が測定された側の端部からタッチ位置Ｐまでの距離に対応している。またｒ２は、検出電極Ｅｄの両端のうち、電流値ｉ２が測定された側の端部からタッチ位置Ｐまでの間の抵抗値であって、電流値ｉ２が測定された側の端部からタッチ位置Ｐまでの距離に対応している。

ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）＝ｉ２／（ｉ１＋ｉ２）・・・式（１）

−電源３７−
電源３７は、所定の電圧を印加することが可能であれば、交流電源であってもよく、また直流電源であってもよい。

−グランド３９−
グランド３９は、回路パターンで構成されたシグナルグランドであってもよく、この有機エレクトロルミネッセンスモジュール１が設けられる金属ケースなどのフレームグランドであってもよい。このグランド３９は、発光素子駆動回路ユニット２０側のグランド２３と同一であっても異なるものであってもよい。

＜有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作（第１例）＞
図３は、以上のように構成された有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作の第１例を示すタイミングチャート図であり、発光素子駆動回路ユニット２０およびタッチ位置検出回路ユニット３０によって実施される有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作を示す図である。

図３における上段は、発光素子駆動回路ユニット２０におけるスイッチＳＷ１，ＳＷ２の「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の作動タイミングを示すグラフである。中段は、タッチ位置検出回路ユニット３０におけるスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の動作タイミングを示すグラフである。ここで示すタイミングチャート図では、ハイ期間が「ＯＮ」状態を示し、ロウ期間が「ＯＦＦ」状態を示している。下段は、有機電界発光素子ＥＬにおける印加電圧の履歴を示すグラフである。以上は、以降に説明する他のタイミングチャート図でも同様である。

以下、図３のタイミングチャート図に基づき、図１〜図２を参照して有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作の第１例を説明する。

図３に示すように、有機エレクトロルミネッセンスモジュール１における動作期間は、有機電界発光素子ＥＬを発光させる発光期間ＬＴと、タッチ位置Ｐの検出を実施するタッチ位置検出期間ＳＴとを１フレーム期間ＦＴ毎に交互に繰り返す。各期間では次のような駆動がなされる。

−発光期間ＬＴ−
１フレーム期間ＦＴの前半に割り当てられた発光期間ＬＴにおいて、発光素子駆動回路ユニット２０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を「ＯＮ」状態とする。一方、タッチ位置検出回路ユニット３０は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＦＦ」状態とする。

これにより、図１に示すように、発光素子駆動回路ユニット２０においては、有機電界発光素子ＥＬと発光駆動回路２１とが接続され、発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光制御が可能となる。ここで、発光駆動回路２１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＮ」状態となるのに同期させ、有機電界発光素子ＥＬに対して順方向に定電流または定電圧を印加する。これにより、図３の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬの印加電圧は、「ＯＦＦ」電位から上昇し、発光に必要な電流値または電圧値となった時点で発光が開始される。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては、発光期間ＬＴにおいてスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＦＦ」状態とするため、検出電極Ｅｄと電流計３３との接続状態が解除され、タッチ位置Ｐを検出することはできない。

−タッチ位置検出期間ＳＴ−
図３に示すように、１フレーム期間Ｔの後半に割り当てられたタッチ位置検出期間ＳＴでは、発光素子駆動回路ユニット２０はスイッチＳＷ１，ＳＷ２を「ＯＦＦ」状態とする。一方、タッチ位置検出回路ユニット３０はスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とする。

これにより、図２に示すように、発光素子駆動回路ユニット２０においては、有機電界発光素子ＥＬと発光駆動回路２１との接続が解除され、有機電界発光素子ＥＬへの電圧印加が停止される。したがって、図３の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬの印加電圧は、「ＯＦＦ」電位にまで低下し、有機電界発光素子ＥＬが消灯する。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は「ＯＮ」状態となるため、検出電極Ｅｄと電流計３３とが接続状態となり、電流計３３で測定された電流値によるタッチ位置Ｐの検出が可能となる。

ここで、タッチ位置検出期間ＳＴでは、例えば期間の開始に一致させて発光素子駆動回路ユニット２０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」状態となる。しかしながら、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」状態となっても、有機電界発光素子ＥＬが瞬時に「ＯＦＦ」電位にまで低下して消灯することはなく、有機電界発光素子ＥＬの放電時定数τ（１／ｅ）に従い、一定の時間を要して消灯する。そこで、タッチ位置検出期間ＳＴにおいては、タッチ位置検出期間ＳＴが開始してから所定の待機期間ｔ１を設け、この待機期間ｔ１が経過した時点で、タッチ位置検出回路ユニット３０のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とする。この待機期間ｔ１は、有機電界発光素子ＥＬの放電時定数τの５倍以下の範囲内であることとし、これにより待機期間ｔ１を最小限に抑えつつ、有機電界発光素子ＥＬを完全に放電させた「ＯＦＦ」電位とするにより、電流計３３において安定した電流値の測定を行い、この結果に基づいてタッチ位置Ｐの検出を実施することができる。

尚、有機エレクトロルミネッセンスモジュール１における発光期間ＬＴ、タッチ位置検出期間ＳＴ、および１フレーム期間ＦＴは、その長さに特に制限はなく、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、有機電界発光素子ＥＬの発光期間ＬＴは０．１〜２．０ｍｓｅｃ．の範囲内であり、タッチ位置検出期間ＳＴは０．０５〜０．３ｍｓｅｃ．の範囲内であり、１フレーム期間ＦＴは０．１５〜２．３ｍｓｅｃの範囲内を挙げることができる。また、１フレーム期間ＦＴ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く、一般的な画像表示の周期を適用してもよい。

また１フレーム期間ＦＴの長さが決められている場合、１フレーム期間ＦＴ中における発光期間ＬＴとタッチ位置検出期間ＳＴの割合は、この有機エレクトロルミネッセンスモジュール１におけるタッチ位置検出の精度を考慮して任意に設定される構成であってよい。

＜有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作（第２例）＞
図４は、以上のように構成された有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作の第２例を示すタイミングチャート図である。図４に示す第２例が、図３に示した第１例と異なるところは、発光期間ＬＴの最後のタイミングｔ２において、有機電界発光素子ＥＬに対して逆電圧を印加するところにある。

以下、図４のタイミングチャート図に基づき、図１〜図２を参照して有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の動作の第２例を説明する。尚、第１例と同様の動作の重複する説明は一部を省略する。

図４に示すように、有機エレクトロルミネッセンスモジュール１における動作期間は、有機電界発光素子ＥＬを発光させる発光期間ＬＴと、タッチ位置検出を実施するタッチ位置検出期間ＳＴとを１フレーム期間ＦＴ毎に交互に繰り返すところは、第１例と同様である。各期間では次のような駆動がなされる。

−発光期間ＬＴ−
本第２例では、発光期間ＬＴの最後のタイミングｔ２において、発光素子駆動回路ユニット２０の発光駆動回路２１は、有機電界発光素子ＥＬに逆電圧を印加する。この際、発光素子駆動回路ユニット２０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２は「ＯＮ」状態、タッチ位置検出回路ユニット３０のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は「ＯＦＦ」状態に保たれる。これにより、有機電界発光素子ＥＬが瞬時に放電を完了した「ＯＦＦ」電位となり、消灯する。

−タッチ位置検出期間ＳＴ−
本第２例では、タッチ位置検出期間ＳＴの開始に一致させて、タッチ位置検出回路ユニット３０は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とする。タッチ位置検出期間ＳＴを開始した時点においては、上述した逆電圧の印加によって有機電界発光素子ＥＬは「ＯＦＦ」電位となっている。このため、第１例で設けたような待機期間ｔ１（図３参照）を必要とすることなく、発光期間ＬＴがタッチ位置検出期間ＳＴの開始した時点で、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態としても、安定したタッチ位置検出を実施することができる。

＜第１実施形態の効果＞
以上説明した第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１は、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用い、そのタッチ位置検出方向ｘの両端の電流値を測定することにより、一次元のタッチ位置検出を実施することが可能である。これにより、有機電界発光素子ＥＬに対して、別体としたタッチセンサーを重ねて設ける必要がなく、薄型化および製造工数の削減が達成されたタッチ機能付き有機エレクトロルミネッセンスモジュールを得ることができる。

しかも、タッチ位置検出期間ＳＴと、有機電界発光素子ＥＬの発光期間ＬＴとを分離し、タッチ位置検出期間ＳＴにおいては、有機電界発光素子ＥＬの上部電極１５と発光素子駆動回路ユニット２０との接続を解除する構成とした。これにより、タッチ位置検出期間ＳＴにおいては、検出電極Ｅｄに対する対向電極Ｅｏとしての上部電極１５がフローティング電位となり、有機電界発光素子ＥＬの放電時定数τ経過後には、寄生容量Ｃｅｌを完全にキャンセルすることができる。

ここで、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１と上部電極１５との間の寄生容量Ｃｅｌは、タッチ面１０ａにタッチした指先Ｆと検出電極Ｅｄとの間の静電容量Ｃｆと比較して、桁違いに大きい値である。そして、有機電界発光素子ＥＬと発光駆動回路２１とを接続させた状態では、指先Ｆをタッチ面１０ａにタッチした場合に検出電極Ｅｄで検出される静電容量Ｃは、指先Ｆと検出電極Ｅｄとの間の静電容量Ｃｆと、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１と上部電極１５との間の寄生容量Ｃｅｌとの合計である「Ｃｆ＋Ｃｅｌ」となる。したがって、指先Ｆと検出電極Ｅｄとの間の静電容量Ｃｆを検知し難く、タッチ位置Ｐの検出が困難であった。

このため上述したように、タッチ位置検出期間と発光期間とを分離し、タッチ位置検出期間においては上部電極１５をフローティング電位として寄生容量Ｃｅｌをキャンセルする構成とすることにより、タッチ位置Ｐの検出を高精度に実施することが可能となる。

またタッチ位置検出期間においては、スイッチＳＷ１を「ＯＦＦ」状態とすることで、検出電極Ｅｄとしての下部電極１１と発光素子駆動回路ユニット２０との接続を解除する構成とした。これにより、タッチ位置検出期間においては、検出電極Ｅｄの電位が、発光素子駆動回路ユニット２０の各部に発生する寄生容量に影響されることを防止できる。

したがって、有機電界発光素子ＥＬの構成要素である下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用いながらも、タッチ面１０ａにおける指先Ｆと間の静電容量Ｃｆを精度良好に検出することが可能であり、タッチ位置検出の精度の向上を図ることができる。

尚、以上説明した第１実施形態においては、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５にスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、発光素子駆動回路ユニット２０との接続が自在に解除される構成とした。しかしながら、検出電極Ｅｄの電位が、発光素子駆動回路ユニット２０からの影響を受け難い場合であれば、検出電極Ｅｄに対する対向電極ＥｏのみにスイッチＳＷ２を設け、検出電極Ｅｄを常に発光素子駆動回路ユニット２０に接続させた構成であってもよい。

≪第２実施形態≫
図５は、第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２を説明するための構成図である。この図に示す第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２が、図１〜図２を用いて説明した第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１と異なるところは、発光素子駆動回路ユニット２０’の構成にあり、他の構成は第１実施形態と同様である。このため、以下においては発光素子駆動回路ユニット２０’の構成を説明し、他の構成要素の重複する説明は省略する。

＜発光素子駆動回路ユニット２０’＞
発光素子駆動回路ユニット２０’は、有機電界発光素子ＥＬの発光を制御すると共に、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５とを短絡させる構成のものである。このような発光素子駆動回路ユニット２０’は、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５に接続された発光駆動回路２１と、下部電極１１と上部電極１５とを短絡させるためのスイッチＳＷ３とを備えている。発光駆動回路２１は、グランド２３に接続されており、これらの構成は第１実施形態と同様である。スイッチＳＷ３の構成は次のようである。

−スイッチＳＷ３−
スイッチＳＷ３は、下部電極１１と上部電極１５との間の接続状態を自在に制御するためのものである。このようなスイッチＳＷ３は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とその駆動を制御する制御回路とで構成される。この場合のスイッチＳＷ３は、ＴＦＴのソース／ドレインの一方が下部電極１１に接続され、他方が上部電極１５に接続され、ＴＦＴのゲート電極が制御回路に接続された構成となる。これにより、ＴＦＴのゲート電極への印加電圧によって、下部電極１１と上部電極１５との間の接続状態が自在に制御される。

ここで、スイッチＳＷ３の駆動によって下部電極１１と上部電極１５との間が接続されて短絡した状態を、スイッチＳＷ３が「ＯＮ」状態であるとする。これに対して、スイッチＳＷ３の駆動によって下部電極１１と上部電極１５との間の接続が解除された状態を、スイッチＳＷ３が「ＯＦＦ」状態であるとする。

以上のようなスイッチＳＷ３の「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の制御は、以降のタイミングチャート図で説明するように、タッチ位置検出回路ユニット３０のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の駆動に同期させて実施される。つまり、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２が「ＯＦＦ」状態の場合には、スイッチＳＷ３を「ＯＦＦ」状態とする（図５参照）。一方、スイッチＳＷ１１，Ｗ１２が「ＯＮ」状態の場合には、スイッチＳＷ３を「ＯＮ」状態とする（図６参照）。

尚、図５および図６においては、発光駆動回路２１と、スイッチＳＷ３がそれぞれ独立した構成で示してあるが、必要に応じて、発光駆動回路２１にスイッチＳＷ３が組み込まれた構成であってもよい。またスイッチＳＷ３の制御回路は、外部の演算装置であってもよい。

＜有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の動作例＞
図７は、以上のように構成された有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の動作例を示すタイミングチャート図であり、発光素子駆動回路ユニット２０’およびタッチ位置検出回路ユニット３０によって実施される有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の動作を示す図である。

以下、図７のタイミングチャート図に基づき、図５および図６を参照して有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の動作例を説明する。

この有機エレクトロルミネッセンスモジュール２における動作期間は、第１実施形態と同様に、有機電界発光素子ＥＬを発光させる発光期間ＬＴと、タッチ位置検出を実施するタッチ位置検出期間ＳＴとを１フレーム期間ＦＴ毎に交互に繰り返す。１フレーム期間ＦＴ、発光期間ＬＴ、およびタッチ位置検出期間ＳＴの長さは第１実施形態と同様である。

−発光期間ＬＴ−
１フレーム期間ＦＴの前半に割り当てられた発光期間ＬＴでは、発光素子駆動回路ユニット２０’は、スイッチＳＷ３を「ＯＦＦ」状態とする。またタッチ位置検出回路ユニット３０は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＦＦ」状態とする。

これにより、図５に示すように、発光素子駆動回路ユニット２０’においては、有機電界発光素子ＥＬにおける下部電極１１と上部電極１５とは絶縁状態を保って発光駆動回路２１に接続される。したがって、発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光制御が可能となる。ここで、発光駆動回路２１は、スイッチＳＷ３が「ＯＦＦ」状態となるのに同期させ、有機電界発光素子ＥＬに対して順方向に定電流または定電圧を印加する。これにより、図７の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬの印加電圧は、「ＯＦＦ」電位から上昇し、発光に必要な電流値または電圧値となった時点で発光が開始される。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＦＦ」状態とするため、検出電極Ｅｄと電流計３３との接続状態が解除され、タッチ位置Ｐを検出することはできない。

また図７に示すように、この発光期間ＬＴの最後のタイミングｔ２では、発光素子駆動回路ユニット２０’の発光駆動回路２１は、下部電極１１と上部電極１５とに対して同電位を印加する。これにより、有機電界発光素子ＥＬは、下部電極１１と上部電極１５とが電位差「ゼロ」の「ＯＦＦ」状態となって消灯する。

−タッチ位置検出期間ＳＴ−
図７に示すように、１フレーム期間ＦＴの後半に割り当てられたタッチ位置検出期間ＳＴでは、発光素子駆動回路ユニット２０’は、期間の開始に一致させてスイッチＳＷ３を「ＯＮ」状態とする。またタッチ位置検出回路ユニット３０は、期間の開始に一致させてスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とする。さらに発光素子駆動回路ユニット２０’は、下部電極１１と上部電極１５に同電位を印可し続ける。

これにより、図６に示すように、発光素子駆動回路ユニット２０’においては、有機電界発光素子ＥＬにおける下部電極１１と上部電極１５とが短絡した状態となる。したがって、発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光制御は不可能となる。また図７の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬは、下部電極１１と上部電極１５とが電位差「ゼロ」の「ＯＦＦ」状態となっているため、有機電界発光素子ＥＬの消灯状態が維持される。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては、検出電極Ｅｄと電流計３３とが接続状態となり、電流計３３で測定された電流値によるタッチ位置検出が可能となる。ここで、タッチ位置検出期間ＳＴを開始した時点においては、上述した通り有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１と上部電極１５とは電位差「ゼロ」であり、有機電界発光素子ＥＬの寄生容量Ｃｅｌがキャンセルされた状態となっている。このため、第１実施形態の第１例で設けたような待機期間ｔ１（図３参照）を必要とすることなく、発光期間ＬＴがタッチ位置検出期間ＳＴの開始した時点で、スイッチＳＷ３を「ＯＮ」状態としても、安定したタッチ位置検出を実施することができる。

尚、以上説明した第２実施形態においては、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１と上部電極１５との間にスイッチＳＷ３を設けることで、下部電極１１と上部電極１５との間の接続状態を自在に制御する構成とした。しかしながら、下部電極１１と上部電極１５との電位差「ゼロ」として有機電界発光素子ＥＬの寄生容量Ｃｅｌをキャンセルすることで、下部電極１１で構成された検出電極Ｅｄの電位が十分に安定する場合であれば、スイッチＳＷ３を設ける必要はない。この場合、発光素子駆動回路ユニット２０’は、先の動作例で図７を用いて説明したように、発光駆動回路２１によって下部電極１１と上部電極１５とに対する印加電圧の制御のみを実施する構成であればよい。

＜第２実施形態の効果＞
以上説明した第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２も、第１実施形態と同様に、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用いることにより、一次元のタッチ位置検出を実施することが可能であり、薄型化および製造工数の削減が達成されたタッチ機能付き有機エレクトロルミネッセンスモジュールとなる。

また本第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２においては、タッチ位置検出期間と、有機電界発光素子ＥＬの発光期間とを分離し、タッチ位置検出期間においては有機電界発光素子ＥＬの上部電極１５と下部電極１１とを短絡させる構成とした。これにより、タッチ位置検出期間においては有機電界発光素子ＥＬの寄生容量Ｃｅｌがキャンセルされる。したがって、第１実施形態と同様に、有機電界発光素子ＥＬの構成要素である下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用いながらも、有機電界発光素子ＥＬの寄生容量Ｃｅｌに影響されることなく、タッチ位置検出の精度の向上を図ることができる。

＜第２実施形態の構成に対する組み合わせ＞
本第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の構成は、第１実施形態の構成と組み合わせることも可能である。図８は、第２実施形態と第１実施形態とを組み合わせた有機エレクトロルミネッセンスモジュール２ａを説明するための構成図であり、タッチ位置検出期間を説明するための構成図である。

図８に示すように、第２実施形態と第１実施形態とを組み合わせた有機エレクトロルミネッセンスモジュール２ａの発光素子駆動回路ユニット２０ａ’は、発光駆動回路２１およびスイッチＳＷ３と共に、発光駆動回路２１と下部電極１１との間に設けられたスイッチＳＷ１および、発光駆動回路２１と上部電極１５との間に設けられたスイッチＳＷ２を備えている。

スイッチＳＷ３の構成および「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の制御は第２実施形態と同様であり、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の構成および「ＯＮ」／「ＯＦＦ」の制御は第１実施形態と同様であり、それぞれ同期して駆動される。

このような構成の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２ａでは、第２実施形態の効果に加え、第１実施形態の効果を得ることができる。

すなわち、タッチ位置検出期間において、スイッチＳＷ２を「ＯＦＦ」状態とすることで、検出電極Ｅｄに対する対向電極Ｅｏとしての上部電極１５をフローティング電位とし、寄生容量Ｃｅｌを完全にキャンセルすることができる。またタッチ位置検出期間において、スイッチＳＷ１を「ＯＦＦ」状態とすることで、検出電極Ｅｄとしての下部電極１１と発光素子駆動回路ユニット２０ａ’との接続を解除し、検出電極Ｅｄの電位が、発光駆動回路２１の各部に発生する寄生容量に影響されることを防止できる。

したがって、有機電界発光素子ＥＬの構成要素である下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用いながらも、タッチ面１０ａにおける指先Ｆと間の静電容量Ｃｆを精度良好に検出することが可能であり、タッチ位置検出の精度の向上を図ることができる。

尚、以上説明した構成においては、検出電極Ｅｄの電位が、発光素子駆動回路ユニット２０ａ’からの影響を受け難い場合であれば、検出電極Ｅｄに対する対向電極ＥｏのみにスイッチＳＷ２を設け、検出電極Ｅｄを常に発光素子駆動回路ユニット２０ａ’に接続させた構成であってもよい。これは、第１実施形態と同様である。

また、このような構成においては、第２実施形態と同様に発光期間ＬＴの最後のタイミングｔ２で、発光素子駆動回路ユニット２０ａ’から下部電極１１と上部電極１５とに対して同電位を印可しても良い。また、最後のタイミングｔ２で同電位を印可しない場合は、第１実施形態の第1例と同様に、タッチ検出期間ＳＴ内には待機期間ｔ１を設けることが好ましい。

≪第３実施形態≫
図９は、第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３を説明するための構成図である。この図に示す第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３が、図１〜図２を用いて説明した第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１と異なるところは、発光素子駆動回路ユニット２０”の構成にあり、他の構成は第１実施形態と同様である。このため、以下においては発光素子駆動回路ユニット２０”の構成を説明し、他の構成要素の重複する説明は省略する。

＜発光素子駆動回路ユニット２０”＞
発光素子駆動回路ユニット２０”は、有機電界発光素子ＥＬの発光を制御するものである。この発光素子駆動回路ユニット２０”は、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１および上部電極１５に接続された発光駆動回路２１を備えている。発光駆動回路２１の構成は第１実施形態と同様である。この発光駆動回路２１は、次のようなグランド２３”に接続されている。

−グランド２３”−
グランド２３”は、回路パターンで構成されたシグナルグランドであってもよく、この有機エレクトロルミネッセンスモジュール３が設けられる金属ケースなどのフレームグランドであってもよい。ここでは特に、タッチ位置検出回路ユニット３０側のグランド３９とは異なるグランドであるところが重要である。

＜有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の動作例＞
図１１は、以上のように構成された有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の動作例を示すタイミングチャート図であり、発光素子駆動回路ユニット２０”およびタッチ位置検出回路ユニット３０によって実施される有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の動作を示す図である。

以下、図１１のタイミングチャート図に基づき、図９および図１０を参照して有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の動作例を説明する。

この有機エレクトロルミネッセンスモジュール３においては、動作期間中に有機電界発光素子ＥＬを連続して発光させる。そして、連続した発光期間の間に、周期的にタッチ位置検出を実施するタッチ位置検出期間ＳＴを設ける。タッチ位置検出期間ＳＴは、１フレーム期間ＦＴ毎に周期的に繰り返す。これにより、例えば１フレーム期間ＦＴの前半は、タッチ位置検出を実施せずに有機電界発光素子ＥＬの発光のみを実施する発光期間ＬＴとなり、後半はタッチ位置検出を実施するタッチ位置検出期間ＳＴとなる。１フレーム期間ＦＴ、発光期間ＬＴ、およびタッチ位置検出期間ＳＴの長さは第１実施形態と同様である。

−発光期間ＬＴ−
１フレーム期間ＦＴの前半に割り当てられた発光期間ＬＴでは、タッチ位置検出回路ユニット３０は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＦＦ」状態とする。

このような発光期間ＬＴでは、図９に示すように、発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光制御が可能である。これにより、図１１の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬの印加電圧は、駆動期間の開始した直後に「ＯＦＦ」電位から上昇し、発光に必要な電流値または電圧値となった時点で発光が開始される。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては検出電極Ｅｄと電流計３３との接続状態が解除され、タッチ位置Ｐを検出することはできない。

−タッチ位置検出期間ＳＴ−
図１１に示すように、１フレーム期間ＦＴの後半に割り当てられたタッチ位置検出期間ＳＴでは、タッチ位置検出回路ユニット３０は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とする。

このようなタッチ位置検出期間ＳＴでは、図１０に示すように、引き続き発光駆動回路２１による有機電界発光素子ＥＬの発光制御が可能であるため、図１１の下段に示すように、有機電界発光素子ＥＬの発光状態が維持される。

一方、タッチ位置検出回路ユニット３０においては、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を「ＯＮ」状態とするため、検出電極Ｅｄと電流計３３とが接続状態となり、電流計３３で測定された電流値によるタッチ位置Ｐの検出が可能となる。

＜第３実施形態の効果＞
以上説明した第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３も、第１実施形態と同様に、有機電界発光素子ＥＬの下部電極１１を検出電極Ｅｄとして用いることにより、一次元のタッチ位置検出を実施することが可能であり、薄型化および製造工数の削減が達成されたタッチ機能付き有機エレクトロルミネッセンスモジュールとなる。

また本第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３においては、有機電界発光素子ＥＬを駆動するための発光素子駆動回路ユニット２０”の発光駆動回路２１が、検出電極Ｅｄに接続されたタッチ位置検出回路ユニット３０とは別のグランド２３”に接続された構成である。これにより、有機電界発光素子ＥＬの寄生容量Ｃｅｌが、下部電極１１からなる検出電極Ｅｄとタッチ面１０ａにおける指先Ｆと間の静電容量Ｃｆに対して影響を及ぼすことがなく、タッチ位置検出の精度の向上を図ることができる。

＜第３実施形態の構成に対する組み合わせ＞
本第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の構成は、第１実施形態の構成または第２実施形態の構成と組み合わせることも可能であり、さらに第１実施形態および第２実施形態の構成の両方と組み合わせることが可能である。組み合わせた場合には、組み合わせた各実施形態の効果をプラスして得ることができる。

≪第４実施形態≫
図１２は、第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４を説明するための構成図である。この図に示す第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４が、図１〜図２を用いて説明した第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１と異なるところは、タッチ位置検出回路ユニット４０の構成にあり、他の構成は第１実施形態と同様である。このため、以下においてはタッチ位置検出回路ユニット４０の構成を説明し、他の構成要素の重複する説明は省略する。

＜タッチ位置検出回路ユニット４０＞
タッチ位置検出回路ユニット４０は、検出電極Ｅｄにおける二次元方向のそれぞれをタッチ位置検出方向ｘ，ｙとし、検出電極Ｅｄにおける二次元方向のそれぞれの両端を含む四隅に接続されたものである。ここで、検出電極Ｅｄ、すなわちここでは一例として有機電界発光素子ＥＬにおける下部電極１１は、平面四角形であることとする。そしてタッチ位置検出回路ユニット４０は、平面四角形の検出電極Ｅｄの４つの角部に接続されていることとする。このタッチ位置検出回路ユニット４０は、検出電極Ｅｄの四隅における電気的特性を検知することにより、検出電極Ｅｄにおける二次元のタッチ位置検出方向ｘ，ｙにおけるタッチ位置Ｐを検出する。

このようなタッチ位置検出回路ユニット４０は、検出電極Ｅｄの四隅に接続されたスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４、各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に接続された４つの電流計４３、各電流計４３に接続された演算部４５および電源４７を備えている。電源４７は、グランド４９に接続されている。

−スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４−
スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は、検出電極Ｅｄの四隅と各電流計４３との間の接続状態を自在に制御するためのものである。このようなスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とその駆動を制御する制御回路とで構成される。この場合のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は、ＴＦＴのソース／ドレインの一方が検出電極Ｅｄの四隅に接続され、他方が電流計４３に接続され、ＴＦＴのゲート電極が制御回路に接続された構成となる。これにより、ＴＦＴのゲート電極への印加電圧によって、検出電極Ｅｄの四隅のそれぞれと、各電流計４３との間の接続状態が自在に制御される。

以上のようなスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４の駆動によって検出電極Ｅｄの四隅と各電流計４３との間が接続された状態を、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４が「ＯＮ」状態であるとする。これに対して、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４の駆動によって検出電極Ｅｄと電流計４３との間の接続が解除された状態を、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４が「ＯＦＦ」状態であるとする。

これらのスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は、発光素子駆動回路ユニット２０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２と同期して駆動され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＮ」状態の場合には、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は「ＯＦＦ」状態となる。一方、スイッチＳＷ１，Ｗ２が「ＯＦＦ」状態の場合には、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４は「ＯＮ」状態となる。尚、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４の制御回路は、外部の演算装置であってもよい。

−電流計４３−
電流計４３は、検出電極Ｅｄの四隅に流れる電流を、それぞれ測定する。

−演算部４５−
演算部４５は、４つの電流計４３で測定された４つの電流値ｉ１〜ｉ４から、検出電極Ｅｄにおいて、タッチ面１０ａにおけるタッチ位置検出方向のどの位置にタッチ操作がなされたかを算出する。こここでは、下記式（２）、式（３）のように、電流値ｉ１〜ｉ４から検出電極Ｅｄのタッチ位置検出方向ｘ，ｙのタッチ位置を得る。すなわち、タッチ位置Ｐのタッチ位置検出方向ｘの位置は、４隅で測定された電流値ｉ１〜ｉ４の合計に対する、タッチ位置検出方向ｘの両端で測定された電流値ｉ２，ｉ３（または電流値ｉ１，ｉ４）の合計の割合から算出される。またタッチ位置Ｐのタッチ位置検出方向ｙの位置は、４隅で測定された電流値ｉ１〜ｉ４の合計に対する、タッチ位置検出方向ｙの両端で測定された電流値ｉ１，ｉ２（または電流値ｉ３，ｉ４）の合計の割合から算出される。

ｘ＝ｋ１＋ｋ２×［（ｉ２＋ｉ３）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）］・・・式（２）
ｙ＝ｋ１＋ｋ２×［（ｉ１＋ｉ２）／（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）］・・・式（３）

ただし、式（２）および式（３）中のｋ１はオフセットであり、ｋ２は倍率であり、これらの値は各有機エレクトロルミネッセンスモジュール４の設計によって固有の値となるが、理想的にはオフセットｋ１はｋ１＝０であり、倍率ｋ２はｋ２＝１である。

−電源４７−
電源４７は、所定の電圧を印加することが可能であれば、交流電源であってもよく、また直流電源であってもよい。

−グランド４９−
グランド４９は、回路パターンで構成されたシグナルグランドであってもよく、この有機エレクトロルミネッセンスモジュール４が設けられる金属ケースなどのフレームグランドであってもよい。

＜有機エレクトロルミネッセンスモジュール４の動作＞
以上のような構成の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４の駆動は、第１実施形態で説明した動作の第１例および第２例と同様に実施される。この場合、第１実施形態における動作の説明中のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２を、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４と読み替えればよい。

＜第４実施形態の効果＞
以上のような第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４は、二次元方向のタッチ位置検出が可能なタッチ機能を有するものであり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４実施形態の構成に対する組み合わせ＞
本第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４の構成は、第２実施形態の構成と組み合わせることも可能であり、第３実施形態の構成と組み合わせることも可能であり、さらに第２実施形態および第３実施形態の構成の両方と組み合わせることが可能である。この場合、図１２に示した発光素子駆動回路ユニット２０を、第２実施形態または第３実施形態さらにはこれらを組み合わせた構成の発光素子駆動回路ユニットに置き換えればよく、各実施形態に特有の効果を奏することができる。

≪有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例１≫
図１３は、有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例１を説明するための平面図である。この図に示す有機エレクトロルミネッセンスモジュール５は、例えば図１を用いて説明した第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１の上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘに複数に分割した構成のものである。ここでは一例として、上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘに３分割した構成を示した。尚、図１３は、有機エレクトロルミネッセンスモジュール５を、下部電極１１で構成された検出電極Ｅｄ側から見た平面図となっており、支持基板などの図示は省略している。

以上のように３分割された各上部電極１５（対向電極Ｅｏ）は、それぞれが、ここでの図示を省略した発光素子駆動回路ユニットに対して接続され、個別に電圧印加がなされる構成となっている。これに対して下部電極１１で構成された検出電極Ｅｄは、ここでの図示を省略したタッチ位置検出回路ユニットに対してタッチ位置検出方向ｘの両端が接続された構成となっている。

このような構成とすることにより、例えばタッチ位置検出方向ｘのどの上部電極１５に対応する位置に対してタッチ操作がなされたのかが、タッチ位置検出回路ユニットによって検出される。そこで、タッチ位置検出回路ユニットは、検出されたタッチ位置Ｐを、発光素子駆動回路ユニットの発光駆動回路にフィードバックさせる構成とする。そして、発光駆動回路は、有機電界発光素子を発光させる際に、検出されたタッチ位置Ｐに対応する上部電極１５と、下部電極１１とに対して、有機電界発光素子を発光させるための電圧を印加する構成とする。これにより、タッチ位置検出方向ｘのタッチ位置Ｐに対応する部分だけを発光させる構成とすることが可能である。

尚、有機エレクトロルミネッセンスモジュール５は、図５を用いて説明した第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の上部電極１５、図８を用いて説明した有機エレクトロルミネッセンスモジュール２ａの上部電極１５、または図９を用いて説明した第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘに複数分割した構成のものでもよい。

≪有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例２≫
図１４は、有機エレクトロルミネッセンスモジュールの応用例２を説明するための平面図である。この図に示す有機エレクトロルミネッセンスモジュール６は、例えば図１２を用いて説明した第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール４の上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘ，ｙに複数分割した構成のものである。ここでは一例として、上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘに３分割、タッチ位置検出方向ｙに２分割、合計６分割した構成を示した。尚、図１４は、有機エレクトロルミネッセンスモジュール６を、下部電極１１で構成された検出電極Ｅｄ側から見た平面図となっており、支持基板などの図示は省略している。

以上のように６分割された各上部電極１５（対向電極Ｅｏ）は、それぞれが、ここでの図示を省略した発光素子駆動回路ユニットに対して接続され、個別に電圧印加がなされる構成となっている。これに対して下部電極１１で構成された検出電極Ｅｄは、ここでの図示を省略したタッチ位置検出回路ユニットに対してタッチ位置検出方向ｘ，ｙの四隅が接続された構成となっている。

このような構成とすることにより、例えばタッチ位置検出方向ｘ，ｙのどの上部電極１５に対応する位置に対してタッチ操作がなされたのかが、タッチ位置検出回路ユニットによって検出される。このため応用例１と同様に、検出されたタッチ位置Ｐを、発光素子駆動回路ユニットの発光駆動回路にフィードバックし、検出されたタッチ位置Ｐに対応する上部電極１５と、下部電極１１とに対して、発光素子駆動回路ユニットから有機電界発光素子を発光させるための電圧を印加することで、タッチ位置に対応する部分だけを発光させる構成とすることが可能である。

尚、有機エレクトロルミネッセンスモジュール６は、図５を用いて説明した第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール２の上部電極１５、図８を用いて説明した有機エレクトロルミネッセンスモジュール２ａの上部電極１５、または図９を用いて説明した第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール３の上部電極１５を、タッチ位置検出方向ｘ，ｙに複数分割した構成のものでもよい。

≪スマートデバイス≫
図１５は、有機エレクトロルミネッセンスモジュールを用いたスマートデバイスの平面図である。この図に示すスマートデバイス７は、第１実施形態〜第４実施形態および応用例１，２で説明した本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを具備したものである。

このスマートデバイス７は、主表示部７１と、機能キーボタンとなるアイコン７３，７５を備えており、このアイコン７３，７５として、第１実施形態〜第４実施形態および応用例１，２で説明した本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールの何れかが用いられている。ここでは例えば第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンスモジュール１が用いられていることとする。

主表示部７１は、例えば液晶表示装置で構成されており、「インセル」型、あるいは「オンセル」型としてセンサー機能を内蔵した構成である。またアイコン７３，７５を構成する有機エレクトロルミネッセンスモジュール１は、タッチ面１０ａ側を前面に向けた状態で配置されている。

このアイコン７３，７５は、例えば、四角形などのマークで表示された「ホームキー」や、矢印マークなどで表示された「戻るキー」などの各種の表示パターンにパターニングされていてもよい。また、アイコン７３，７５は、画面スクロールキー、ボリュームコントロールキー、輝度コントロールキー等として用いてもよく、検出されたタッチ位置をフィードバックしてコントロール位置を発光させる構成としてもよい。

このようなアイコン７３，７５は、例えば有機エレクトロルミネッセンスモジュール１が非発光状態である場合には、表示パターンが視認されず、その表面（すなわちタッチ面１０ａ）にタッチすることにより、有機エレクトロルミネッセンスモジュール１が発光状態となって表示パターンが視認される構成であってもよい。

≪照明装置≫
本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールは、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モジュール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。

このような照明装置に、本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを適用してタッチ位置検出機能を付加することにより、例えばタッチ操作の情報をフィードバックした輝度調整を実施できる。

尚、以上説明した第１実施形態〜第４実施形態および応用例１，２においては、有機電界発光素子ＥＬを構成する一対の電極（下部電極１１および上部電極１５）のうちのタッチ面１０ａに近い電極を検出電極Ｅｄとする有機エレクトロルミネッセンスモジュールの構成を説明した。しかしながら、本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールはこれに限定されることはなく、タッチ面１０ａから遠い側の電極であっても、タッチ面１０ａに近い側の電極から平面視的に突出した部分があれば、その部分においてタッチ位置検方向を設定して検出電極Ｅｄとして同様の動作で用いることにより、同様の効果を得ることができる。

１，２，２ａ，３，４，５，６…有機エレクトロルミネッセンスモジュール（照明装置）、７…スマートデバイス、１１…下部電極、１３…有機発光機能層、１５…上部電極、２０，２０’，２０ａ’，２０”…発光素子駆動回路ユニット、３０，４０…タッチ位置検出回路ユニット、２３，２３”…グランド（発光素子駆動回路ユニット）、３９，４９…グランド（タッチ位置検出回路ユニット）、ＥＬ…有機電界発光素子、Ｅｄ…検出電極、Ｅｏ…対向電極、Ｐ…タッチ位置、ＬＴ…発光期間、ＳＴ…タッチ位置検出期間、ｘ、ｙ…タッチ位置検出方向

Claims (12)

1. 一対の電極間に有機発光機能層を設けた有機電界発光素子と、
   前記一対の電極に接続され前記有機電界発光素子の発光を制御する発光素子駆動回路ユニットと、
   前記一対の電極の何れか一方の電極を検出電極とし当該検出電極におけるタッチ位置検出方向の両端に接続されたタッチ位置検出回路ユニットとを備え、
   前記タッチ位置検出回路ユニットは、前記検出電極の両端における電気的特性を検知することによってタッチ位置検出を行う
   有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
2. 前記タッチ位置検出回路ユニットは、周期的なタッチ位置検出期間において、前記検出電極の両端における電気的特性を検知する
   請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
3. 前記発光素子駆動回路ユニットは、前記タッチ位置検出期間において、前記一対の電極のうちの他方を対向電極としてフローティング電位にする
   請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
4. 前記発光素子駆動回路ユニットは、前記タッチ位置検出期間において、前記一対の電極との接続を解除する
   請求項２または３記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
5. 前記発光素子駆動回路ユニットは、前記タッチ位置検出期間とタッチ位置検出期間との間を発光期間として前記有機電界発光素子を発光させ、当該発光期間の最後に、前記有機電界発光素子に対して逆電圧を印加する
   請求項２〜４の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
6. 前記発光素子駆動回路ユニットは、前記タッチ位置検出期間において、前記一対の電極間を短絡させる
   請求項２〜４の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
7. 前記発光素子駆動回路ユニットは、前記タッチ位置検出期間とタッチ位置検出期間との間を発光期間として前記有機電界発光素子を発光させ、当該発光期間の最後に、前記一対の電極に同電位を印加する
   請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
8. 前記発光素子駆動回路ユニットと前記タッチ位置検出回路ユニットとは、それぞれ独立したグランドに接続されている
   請求項２〜７の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
9. 前記タッチ位置検出回路ユニットは、前記検出電極の二次元方向のそれぞれを前記タッチ位置検出方向とし、当該検出電極における二次元方向のそれぞれの両端を含む四隅における電気的特性を検知することによってタッチ位置検出を行う
   請求項１〜８の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
10. 前記有機電界発光素子における前記一対の電極のうちの何れか一方側に、前記タッチ位置が検出されるタッチ面が設定され、
    前記一対の電極のうち、前記タッチ面に近く配置された電極を前記検出電極とする
    請求項１〜９の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
11. 請求項１〜１０の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを備えた
    スマートデバイス。
12. 請求項１〜１０の何れかに記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュールを備えた
    照明装置。

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