WO2017154278A1 - 有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス及び照明装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス及び照明装置 Download PDF

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organic electroluminescence
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organic
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一由 小俣
司 八木
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence module with a multi-touch function having a plurality of light emitting areas, and a smart device and a lighting device including the same.
  • a light emitting diode using a light guide plate Light Emitting Diode, hereinafter abbreviated as “LED”
  • LED Light Emitting Diode
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • LED Light Emitting Diode
  • OLED organic electroluminescence element
  • an icon part which is a common function key button provided in the lower area 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.
  • a capacitive information input unit using an LED light source by increasing the sensitivity of the sensor electrode, it is possible to reliably detect changes in capacitance by the sensor circuit, and to handle user input operations stably.
  • an air layer having the same shape is provided between a flexible printed circuit (hereinafter abbreviated as “FPC”) on which a sensor electrode is formed and a surface panel so as to avoid a part such as an icon.
  • FPC flexible printed circuit
  • organic electroluminescence devices can express a display function by printing a mark or the like on the cover glass side constituting the icon portion in advance and arranging the mark on the back side of the corresponding portion.
  • a touch detection function is essential, and a capacitive detection device for touch detection is arranged on the lower surface side of the cover glass until reaching the display unit and the common function key unit. It is customary.
  • a film / film type touch sensor is often used which is enlarged to the same size as the cover glass and laminated.
  • a glass / glass type may be used.
  • a capacitive method is often employed in recent years.
  • a method called “projection capacitive method” which has fine electrode patterns in the x-axis and y-axis directions, is adopted. In this method, two or more points called “multi-touch” are used. Can be detected.
  • the anode, cathode, or metal foil layer used for protection constituting the organic electroluminescence element is the above-mentioned surface capacitance type capacitance.
  • the touch detection function including hovering detection function
  • the organic electroluminescence panel is assembled on the light emitting surface side as an assembly on the flexible substrate. It is necessary to arrange a touch detection electrode for detecting a touch function constituted by a flexible printed circuit (abbreviation: FPC) with a different configuration, for example, an electrical connection unit provided with a capacitance type detection circuit and a wiring portion on There were significant restrictions on its configuration.
  • FPC flexible printed circuit
  • an FPC or the like needs to be additionally procured as a device for detecting the touch function, which imposes an economical load, increases the thickness of the device, and increases the number of steps in the manufacturing process. Have such problems.
  • an anode electrode also referred to as an anode or simply “anode” or a cathode electrode (also referred to as a cathode or simply “cathode”) is used as a touch detection electrode (hereinafter referred to as “anode”).
  • anode the capacitance between the finger to be touched and the touch detection electrode
  • Cf the capacitance between the anode electrode and the cathode electrode
  • the electric capacity is “Cf + Cel”, and is “Cel” when there is no finger approaching.
  • Cf ⁇ Cel in the normal case, touch detection is difficult.
  • Multi-touch is an input method that can be operated by touching (touching) or bringing them close (hovering) with a finger or a touch pen.
  • a multi-touch device can instruct each position and movement in contact with or in proximity to a plurality of locations.
  • Examples of operation patterns with fingers used in the multi-touch method include operations such as double tap, long press, scroll, pan, flick, two-finger tap, two-finger scroll, pinch, spread, and rotation.
  • an in-cell type organic electroluminescence element that provides a touch detection function in addition to a light emitting function
  • a multi-touch function such as a scroll operation or a tap operation
  • the cathode can be further divided into two units of organic electroluminescence elements as shown in FIG. 1C, but this method increases the number of wires. This complicates the configuration of the organic electroluminescence device.
  • an organic electroluminescence module that efficiently arranges an organic electroluminescence element and a wiring material that controls the driving thereof, achieves a reduction in size and thickness, and is suitable for smart devices. Yes.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a solution to the problem is an organic electroluminescence element having an electrode having a light emitting function and a touch detection function, a specific control circuit, and a small format. It is to provide a multi-touch detection type organic electroluminescence module capable of achieving a reduction in thickness and thickness, and a simplification of a manufacturing process, and a smart device and a lighting device including the same.
  • the present inventor has driven an organic electroluminescence module having a touch function, a capacitive touch detection circuit unit, and a light emitting element drive for driving an organic electroluminescence panel.
  • the organic electroluminescence panel has a plurality of light emitting areas, and has at least two pair of planar electrodes at opposed positions inside, and one of the pair of electrodes is touched.
  • a detection electrode wherein one or both of the pair of electrodes are connected to the touch detection circuit unit, one of the pair of electrodes is divided into a plurality of pieces, and the other electrode has a single configuration
  • at least one of the electrodes divided into the plurality is applied with the same potential during the touch detection period.
  • the organic electroluminescent module characterized the door, found that it is possible to solve the above problems, have completed the present invention.
  • An organic electroluminescence module having a touch function for detecting contact or proximity by an operating body, A touch detection circuit unit having a capacitive touch detection circuit unit, and a light emitting element driving circuit unit having a light emitting element driving circuit unit for driving an organic electroluminescence panel;
  • the organic electroluminescence panel has a plurality of light emitting areas, has a pair of at least two planar electrodes at opposed positions inside, and the pair of electrodes are connected to the light emitting element driving circuit unit, Either one of the pair of electrodes is a touch detection electrode, and both or one of the pair of electrodes is connected to the touch detection circuit unit, Of the pair of electrodes, one electrode is divided into a plurality of electrodes, and the other electrode has a single configuration. And at least one of the electrodes divided into the plurality is applied with the same potential in the touch detection period, An organic electroluminescence module characterized by that.
  • the first potential is characterized in that the same potential is applied to the one electrode group divided into the plurality of electrodes and the other single configuration electrode among the pair of electrodes during the touch detection period.
  • the organic electroluminescence module according to 1.
  • the light emission period of the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element drive circuit unit is separated from the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit, and the capacitance of the organic electroluminescence panel is not detected in the touch detection period.
  • at least one of the pair of electrodes is in a floating potential state, and the other electrode of the pair of electrodes is in the same potential state.
  • the organic electroluminescent module as described in any one.
  • the light emission period of the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element drive circuit unit is separated from the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit, and the capacitance of the organic electroluminescence panel is not detected in the touch detection period.
  • the pair of electrodes are in the same potential state,
  • the organic electroluminescence module according to any one of the first to fifth aspects.
  • the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element driving circuit unit emits light continuously, and the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit appears periodically.
  • the organic electroluminescence module according to any one of items up to 7.
  • a smart device comprising the organic electroluminescence module according to any one of items 1 to 9.
  • An illuminating device comprising the organic electroluminescence module according to any one of items 1 to 9.
  • an organic electroluminescence element having an electrode configuration having both a light emitting function and a multi-touch detection function, a specific control circuit configuration, and achieving a small format and thickness reduction and simplification of the process.
  • An organic electroluminescence module that can be provided, and a smart device and a lighting device including the same can be provided.
  • an organic electroluminescence module applied to an icon display unit of a smart media includes an organic electroluminescence panel having a pair of electrode units arranged at opposing positions, and a touch detection electrode for touch detection, for example, flexible Since the printed circuit (FPC) is composed of an assembly in which the light emitting function and the touch detection function are separated from each other, it has a thick structure, which is a big obstacle to the small format.
  • FPC printed circuit
  • the cathode is shared in a floating state and divided into the anode 1 and the anode 2 in the touch detection period.
  • the anode 1 and the anode 2 are electrically connected via the electric capacitance Cel of the organic EL element.
  • the capacitance between the finger to be touched and the touch detection electrode is Cf, “Cel> Cf” is satisfied, and thus it is not possible to determine whether the touch operation touches the anode 1 or the anode 2. .
  • a touch detection circuit unit having a detection circuit unit and a light-emitting element drive circuit unit having a light-emitting element drive circuit unit for driving the organic electroluminescence panel are provided, and a plurality of light-emitting areas are formed as an organic electroluminescence panel.
  • the other electrode has a single configuration, and at least one electrode group divided into a plurality of the electrodes is configured to have the same potential applied during the touch detection period, so that it is stable and high. Multi-touch with accuracy is possible.
  • At least one electrode group divided into a plurality of electrodes is applied with the same potential during the touch detection period, thereby eliminating a potential difference between the plurality of electrode groups divided into the plurality of electrodes. Therefore, the influence of the electric capacitance Cel of the organic EL element is eliminated, and it can be determined whether the touch operation has touched the anode 1 or the anode 2, and multi-touch with high accuracy is possible.
  • FIG. 2A is a timing chart showing an example of the potential state of each electrode in the first embodiment (detection method 1).
  • the schematic diagram which shows another example (Embodiment 2, detection method 2) of the principle of the multi-touch system of this invention.
  • Timing chart showing an example of the potential state of each electrode in the second embodiment (detection method 2) shown in FIG.
  • FIG. 3A Schematic sectional drawing which shows an example of a structure (Embodiment 1) of the organic electroluminescent module which has two light emission areas of this invention.
  • Schematic sectional view showing an example of the configuration of the organic electroluminescence module having two light emitting areas of the present invention (Embodiment 2, cathode electrode is floating)
  • Drive circuit diagram showing an example of a circuit for driving Embodiment 1 (one ground) of the organic electroluminescence module
  • FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of a light emission period and a touch detection period in the drive circuit (Embodiment 1) illustrated in FIG.
  • FIG. 1 Schematic sectional drawing which shows an example of a structure (Embodiment 1) of the organic electroluminescent module which has two light emission areas of this invention.
  • FIG. 1 Schematic sectional view showing an example of the configuration of the organic electroluminescence module having two light emitting areas of the present invention (Embodiment 2, cathode electrode is floating)
  • FIG. 6 is a timing chart showing another example of the light emission period and the touch detection period (applying a reverse applied voltage) in the drive circuit (Embodiment 1) shown in FIG. Circuit operation
  • Drive circuit diagram showing an example of a circuit for driving Embodiment 2 (the cathode electrode is floating) of the organic electroluminescence module 12 is a timing chart illustrating an example of a light emission period and a touch detection period in the drive circuit (second embodiment) illustrated in FIG.
  • FIG. 12 is a timing chart showing another example of the light emission period and the touch detection period (applying a reverse applied voltage) in the drive circuit (Embodiment 2) shown in FIG.
  • Drive circuit diagram showing an example of a circuit for driving Embodiment 3 (two grounds) of the organic electroluminescence module Circuit operation
  • the timing chart comprised by the light emission period which emits light continuously, and an intermittent touch detection period in Embodiment 5
  • the schematic block diagram which shows an example of the smart device which comprised the organic electroluminescent module of this invention
  • the organic electroluminescence module (hereinafter, also referred to as “organic EL module”) of the present invention is an organic electroluminescence module having a touch function, and includes a capacitive touch detection circuit unit and an organic electroluminescence panel (hereinafter, “The organic electroluminescence panel has a plurality of light emitting areas, and has at least two planar pairs of electrodes at positions facing each other inside the light emitting element driving circuit unit.
  • One of the pair of electrodes is a touch detection electrode, and either one or both of the pair of electrodes are connected to the touch detection circuit unit, and one of the pair of electrodes includes a plurality of electrodes.
  • the other electrode has a single structure and is divided into at least the plurality of electrodes.
  • One electrode being, characterized in that each touch detection period are the same potential is applied. This feature is a technical feature common to or corresponding to each claim.
  • one of the plurality of electrodes divided into the plurality of electrodes and the other single-structured electrode All are preferable in that the same potential is applied during the touch detection period, so that reliable multi-touch detection can be performed without malfunction.
  • one of the electrodes divided into a plurality of electrodes for touch detection in that reliable multi-touch detection can be performed without causing malfunction.
  • the light emission period of the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element driving circuit unit and the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit are separated from each other because high detection accuracy can be obtained. It is an aspect.
  • the light emission period of the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element driving circuit unit and the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit are separated, and the capacitance of the organic electroluminescence panel is detected in the touch detection period. From the viewpoint that the light emission period and the touch detection period can be more clearly separated when at least one of the pair of electrodes is in a floating potential state and the pair of electrodes are in the same potential state. preferable.
  • the light emission period of the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element driving circuit unit and the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit are separated, and the capacitance of the organic electroluminescence panel is detected in the touch detection period.
  • the pair of electrodes be in the same potential state from the viewpoint that the light emission period and the touch detection period can be more clearly separated.
  • the circuit is simplified by adopting a driving method in which the organic electroluminescence panel controlled by the light emitting element driving circuit unit emits light continuously and the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit appears periodically. This is preferable from the viewpoint of realizing an efficient sensing function.
  • the organic electroluminescence element refers to an element composed of a pair of counter electrodes and an organic functional layer unit.
  • an organic EL panel means the panel of the structure which sealed the organic EL element with sealing resin and the sealing member.
  • the organic EL module has a configuration in which a capacitive 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 have both a light emitting function and a touch detection function.
  • contact or proximity by the operating body refers to the touch panel, for example, using a finger or a touch pen as the operating body, and performing an operation based on a change in capacitance by contact (touch) or proximity (hovering).
  • touch detection detection based on contact (touch) or proximity (hovering) is collectively referred to as “touch detection”.
  • the organic EL module of the present invention is an organic electroluminescence module having a touch function for detecting contact or proximity of an operating body, for example, a finger or a touch pen, and has a capacitive touch detection circuit unit. And a light emitting element driving circuit unit having a light emitting element driving circuit unit for driving the organic electroluminescence panel, and the organic electroluminescence panel has a plurality of light emitting areas and is provided at least at two opposing positions inside.
  • a pair of planar electrodes the pair of electrodes is connected to the light emitting element driving circuit unit, one of the pair of electrodes is a touch detection electrode, and either or both of the pair of electrodes One is connected to the touch detection circuit unit, and one of the pair of electrodes is duplicated. Is divided into pieces, the other electrode is a single structure, and one electrode which is divided into at least said plurality, characterized in that the same potential, respectively is applied in a touch detection period.
  • organic EL panel (2) constituting the organic EL module (1) include, for example, an anode divided on a transparent substrate (3) as illustrated in FIG.
  • the electrode (4A and 4B, anode) and the organic functional layer unit (5) are laminated, and a cathode electrode (6, cathode) is laminated as a common electrode on the organic functional layer unit (5).
  • An organic EL element having two light emitting areas is formed.
  • An organic EL panel (2) in which 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 can be mentioned.
  • 1) Of the pair of planar electrodes the same potential is applied to the one electrode group divided into a plurality of electrodes and the other single configuration electrode in the touch detection period. 2) The light emission period and the touch detection period are separated in time, 3) Dividing into a plurality of electrodes as described in 1), and using one of the electrodes as a touch detection electrode; 4) In the touch detection period, the influence of the capacitance (Cel) of the organic EL element is eliminated. 5) In the touch detection period, the influence between the divided electrodes is eliminated by one electrode. 6) In the touch detection period, the same potential is applied to each electrode so that the influence of the capacitance (Cel) of the organic EL element is eliminated and the influence between the divided electrodes is eliminated by one electrode. Applying, Is a preferred form.
  • Multi-touch method with conventional organic EL panel] 1A to 1C are schematic diagrams showing an example of a conventional multi-touch method, and are diagrams for explaining a multi-touch determination method.
  • two anodes (4A and 4B) are arranged apart from each other on a common cathode (6) to constitute two light emitting areas.
  • the cathode (6) is a common electrode (common cathode), and the anode 1 (4A) and the anode 2 (4B) are divided into the two light emitting areas, respectively. There is a configuration that is arranged. At this time, the cathode (6) is not electrically connected anywhere and is in a floating state with a capacity of “0”.
  • the capacitance on the anode 1 (4A) side becomes the capacitance Cf by the finger.
  • the capacity on the anode 2 (4B) side not touched is that the cathode (6) is in a floating state, and the capacity is detected via the route R. Therefore, the detected capacity is , (Cel ⁇ Cf) / (2Cf + Cel), and the capacitance is approximately similar to Cf. Therefore, in such a configuration, there is no capacity difference between the capacitance of the touched anode 1 (4A) and the non-touched anode 2 (4B), and it cannot be determined which anode is touched. .
  • the two light emitting areas are divided into a pair of independent electrodes, anode 1 (4A), cathode 1 (6A), and anode 2 (4B).
  • the cathode 2 (6B) enable independent detection and multi-touch detection is possible, but the configuration shown in FIG. 1C increases the number of wires and complicates the configuration of the organic EL device. I have a problem.
  • Detection method 1 The same detection waveform is applied to a divided cathode and a common cathode, and individual detection: Embodiment 1)
  • 2A and 2B are schematic diagrams illustrating an example (first embodiment) of the principle of multi-touch detection applicable to the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining a touch detection period.
  • the organic EL panel (2) has two light emitting areas, and is arranged in series by a divided anode (4A and 4B) and a common cathode (6).
  • the finger touches the anode (4A) which is a touch detection electrode.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams illustrating an example of a configuration in which the cathode electrode according to the third embodiment is in a floating state as another example of the principle of the multi-touch method applicable to the present invention.
  • the anode as the anode is divided into two electrodes, anode 1 (4A) and anode 2 (4B), as in the configuration shown in FIG. 2A.
  • the other electrode has a common cathode (6), but the cathode is not connected to the touch detection circuit portion and is in a floating state.
  • the floating (potential) state in the present invention refers to a floating potential state that is not connected to the power supply or the ground of the device, and the anode electrode (anode) or the cathode electrode (cathode) at the time of touch detection takes a floating potential. For this reason, the capacitance Cel of the organic EL panel is not detected, and as a result, touch detection by touch is possible.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration (embodiment 1) of an organic EL module having two light emitting areas and applicable to the detection method 1.
  • the anode 1 (4A) and the anode 2 (4B) divided in two are arranged in parallel to form two light emitting areas on the transparent substrate (3).
  • An organic functional layer unit that is separated and has a common configuration on the anode group for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. (5) is laminated to form a light emitting region.
  • a cathode electrode (6, cathode) shared by two light emitting areas is laminated on the organic functional layer unit (5) to constitute an organic EL element.
  • the outer periphery of the organic EL element is sealed with a sealing adhesive (7), and the surface of the organic EL element is intended to prevent penetration of harmful gases (oxygen, moisture, etc.) from the external environment into the light emitting part.
  • the sealing member (8) is arrange
  • the organic EL panel (2) according to the present invention may have a configuration having a metal foil layer on the outermost surface side for the purpose of protecting the organic EL element.
  • the anode group (4A and 4B) and the cathode electrode (6) which are a pair of electrodes, are connected to a light emitting element driving circuit unit (12) that controls light emission.
  • an anode group (4A and 4B) and a cathode electrode (6) which are a pair of electrodes are electrodes having a function as a touch detection electrode, and an anode group (4A and 4B) and a cathode which are a pair of electrodes.
  • the electrode (6) is connected to a touch detection circuit unit (14) for detecting contact (touch) or proximity (hovering) of the finger (15) or the like.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration (Embodiment 2) of an organic EL module that has two light emitting areas and can be applied to the detection method 2.
  • a pair of electrodes, an anode group (4A and 4B) and a cathode electrode (6), are connected to a light emitting element driving circuit unit (12) that controls light emission.
  • FIG. 6 is a drive circuit diagram showing an example of a circuit configuration for driving the organic EL module according to the first embodiment shown in FIG.
  • the organic EL panel (2) shown in the broken line at the center is one anode (4A) divided into two as a first organic EL unit.
  • Constituting the anode electrode wiring (25A) and the cathode electrode wiring (26) constituting the shared cathode (6), and an organic EL element (22A) which is a diode between the two wirings, and the capacitor (21A, Cel1) is connected.
  • an anode electrode wiring (25B) constituting the other anode (4B) divided into two and a cathode electrode wiring (26) constituting the common cathode (6) are provided.
  • an organic EL element (22B) which is a diode and a capacitor (21B, Cel2) are connected between the wirings.
  • the anode electrode wiring (25A) drawn from the anode (4A) of the first organic EL unit is connected to the light emitting element driving circuit unit (23 through the switch 1 (SW1)).
  • the anode electrode wiring (25B) led out from the anode (4B) of the second organic EL unit is connected to the light emitting element driving circuit section (23) via the switch 2 (SW2).
  • the cathode electrode wiring (26) drawn from the cathode (6) is also connected to the light emitting element drive circuit section (23) via the switch 3 (SW3). Further, the light emitting element driving circuit section (23) is connected to the ground (27). This ground (27) is specifically called a signal ground.
  • the light emitting element driving circuit unit (12) incorporates a constant current driving circuit or a constant voltage driving circuit, controls the light emission timing of the organic EL element, and applies reverse bias (reverse applied voltage) as necessary.
  • the light emitting element driving circuit unit (23) and SW1 to SW3 are shown as independent components, but if necessary, the light emitting element driving circuit unit (23) includes a switch 1 ( SW1), switch 2 (SW2), and switch 3 (SW3) may be incorporated.
  • the light emitting element driving circuit unit (12) in the present invention is the anode electrode wiring (25A and 25B), SW1, SW2, the light emitting element driving circuit section (23), SW3, and the cathode electrode as shown by the solid line in FIG.
  • the configuration of the light emitting element driving circuit unit (23) according to the present invention is not particularly limited, and various conventionally known light emitting element driving circuit units (organic EL element driving circuits) can be applied.
  • the light-emitting element driving circuit includes, for example, each organic EL that is a light-emitting element that forms two light-emitting areas between an anode and a cathode according to a preset light-emitting pattern of the light-emitting element as shown in FIG. It has a function of applying a current in accordance with the amount of light emitted from the element.
  • this optical element driving circuit there is known a constant current circuit comprising 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.
  • FIG. 7 is a schematic circuit diagram showing an example of the configuration of a light emitting element driving circuit unit applicable to the present invention.
  • the light emitting element drive circuit section (23) includes a step-up or step-down DC-DC converter circuit (31), a switch element control circuit (32) of the DC-DC converter, and a current value feedback circuit (33).
  • the detection resistance is R 1 and the comparison potential is V ref
  • the anode potential of the organic EL element (22) so that the current I OLED flowing through the organic EL element (22) that is a diode becomes V ref / R 1.
  • the touch detection circuit unit (14) referred to in the present invention is a range indicated by a solid line on the right side of FIG. 6, and includes anode electrode wiring (25A and 25B), SW4 and SW5, touch detection circuit unit (24), SW6, and cathode.
  • the anode electrode wiring (25A and 25B) drawn from the anode electrode functioning as a touch detection electrode is connected to the touch detection circuit unit (24) via the switch 4 (SW4) and the switch 5 (SW5). )It is connected to the.
  • the cathode electrode wiring (26) constituting the common cathode (6) is not in a floating state, but is connected to the touch detection circuit unit (24) via the switch 6 (SW6).
  • the touch detection circuit unit (24) is connected to the ground (27).
  • the touch detection circuit unit (24) may include a switch 4 (SW4), a switch 5 (SW5), and a switch 6 (SW6).
  • ⁇ Contact (touch) circuit> There is no restriction
  • the touch detection circuit is composed of an amplifier, a filter, an AD converter, a rectifying / smoothing circuit, a comparator, and the like. Typical examples include a self-capacitance detection method, a series capacitance division comparison method (OMRON method), and the like.
  • Switch 1 and switch 3 are not particularly limited as long as they have a switching function such as FET (field effect transistor), TFT (thin film transistor), and the like.
  • the organic EL module of the present invention can also cope with a hovering detection (proximity detection) method.
  • Hovering detection is also referred to as proximity detection or three-dimensional touch panel detection, and is a method capable of acquiring finger coordinate position information even in a hovering state (proximity state) where the finger is not in contact with the touch panel or the like.
  • a method of obtaining finger hovering position information As a method of obtaining finger hovering position information (proximity position information), (1) An ultrasonic sensor system that applies ultrasonic waves to a finger and measures the coordinate position of the adjacent finger from the reflected wave; (2) An optical sensor type in-cell touch panel that measures the coordinates of a nearby finger from the received light intensity of the optical sensor arranged in the display cell; (3) a capacitive touch panel that measures the coordinates of a nearby finger from the amount of change in the capacitance value on the touch panel;
  • the proximity position information can be obtained over the entire touch panel surface, the proximity position information can always be obtained with a stable operation, and the addition of a new device is unnecessary.
  • Hovering detection proximity detection by the capacitance method described in (3) is performed.
  • hovering detection proximity detection
  • Capacitance-based hover detection detects the proximity of a finger to the touch panel based on the capacitance generated between one electrode (for example, the anode) of the touch panel, the other electrode (for example, the cathode) and the ground. It is a method of detection.
  • the touch detection circuit detects the contact by measuring the capacitance generated between the finger and the touch detection electrode. Since the finger has conductivity, a capacitance is generated between the finger and the touch detection electrode (including the cover glass).
  • the area of two conductor plates parallel to each other is S [m 2 ]
  • the distance between the two conductor plates is D [m]
  • the dielectric constant of the dielectric filled between the two conductor plates is ⁇
  • the capacitance C [F] generated between the two conductor plates is expressed by the following formula (1).
  • the hovering detection circuit unit (24) measures the generated capacitance (C).
  • the value of the measured capacitance (C) is equal to or greater than a predetermined threshold Cth1 (contact threshold Cth1).
  • the hovering detection circuit unit determines that the finger has approached (contacted) enough to be considered to have contacted the hovering detection electrode through the cover glass.
  • the hovering detection electrode uses a position where an electrostatic capacitance equal to or greater than the contact threshold Cth1 is measured as a contact point, and outputs coordinate information of the contact point to the hovering detection circuit unit.
  • the hovering detection circuit unit (24) can detect a finger approaching the hovering detection electrode with a certain distance. In this manner, the function of detecting the approach of a finger even when the cover glass screen of the hovering detection electrode is not in contact is called a hovering function.
  • the threshold value of the capacitance generated in this “approached to some extent” state can be determined in advance as an approach threshold value Cth2 ( ⁇ Cth1). That is, when the measured capacitance (C) is smaller than the contact threshold value Cth1 but not less than the approach threshold value Cth2, the finger (15) is not in contact with the hovering detection electrode portion through the cover glass. It is in a state of approaching with a certain interval. At that time, the hovering detection unit can determine that the finger is not in contact with the hovering detection electrode through the cover glass, but has approached to some extent.
  • Specific control methods related to hovering detection include, for example, JP-T 2009-543246, JP-A 2010-231565, JP-A 2013-80290, JP-A 2014-99189, JP-A 2014-2014.
  • the methods described in JP-A-132441, JP-A-2014-157402, JP-A-2014-229302, and the like can be appropriately selected and employed.
  • FIG. 8 is a timing chart illustrating an example of the light emission period and the touch detection period in the first embodiment.
  • the ON / OFF control of each switch is performed, and the light emission period of the organic EL panel controlled by the light emitting element driving circuit unit (12), By separating and driving the touch detection period controlled by the touch detection circuit unit (14), it is possible to develop a touch sensor function that can go to the light emitting display unit.
  • FIG. 8 is a graph showing the ON / OFF operation timings of SW1 to SW3 in the light emitting element driving circuit unit (12), and similarly below that, SW4 to SW6 in the touch detection circuit unit (14). The operation timing is shown. In the graph shown here, the high period indicates the ON state of the switch. The same applies to the timing charts described below.
  • the bottom graph shows the history of the applied voltage to the two organic EL elements (OLED).
  • OLED organic EL elements
  • SW4 to 6 are switches for controlling the drive of the touch detection circuit unit (14).
  • SW1 to SW3 are “ON”
  • SW4 to 6 are set to “OFF”
  • SW1 to SW3 are set to “OFF”.
  • SW4 to SW6 are turned “ON” to perform touch detection.
  • the timing at which SW4 to SW6 are turned “ON” is set to “ON” after a predetermined standby time (t) has passed after SW1 to SW3 described above are turned “OFF”.
  • the standby period (t) is preferably in the range of about 0 ⁇ to 5 ⁇ of the OLED charge / discharge time constant ⁇ .
  • the period from when SW1 to SW3 is turned “ON” to when it is turned “OFF” is the light emission period (LT), and SW1 to SW3 are turned “OFF” and the standby time ( After t), SW 4 to SW 6 are set to “ON”, touch detection is performed, and the period until “OFF” is set is the touch detection period (ST), and LT + ST is referred to as one frame period (1FT). .
  • the light emission period (LT), touch detection period (ST), and one frame period (1FT) in the organic EL module 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 each OLED is 0.1 to 2.0 msec.
  • the touch detection period (ST) is 0.05 to 0.3 msec.
  • one frame period (1FT) is preferably within a range of 0.15 to 2.3 msec.
  • the one frame period (1FT) is preferably 60 Hz or more from the viewpoint of reducing flicker.
  • FIG. 9 is a timing chart showing another example of the light emission period and the touch detection period (applying a reverse bias voltage to each OLED) in the drive circuit (Embodiment 1) shown in FIG.
  • FIG. 10 is a circuit operation diagram illustrating an example of the operation of the circuit in the light emission period (LT) of the first embodiment.
  • the light emission element drive circuit unit (23) controls the light emission conditions, and the light emission control information route (two organic EL units) ( According to 28A and 28B), the two organic EL elements (22A and 22B) are caused to emit light.
  • SW4 to SW6 of the touch detection circuit unit (14) are in the “OFF” state.
  • FIG. 11 is a circuit operation diagram illustrating an example of circuit operation in the touch detection period (ST) of the first embodiment.
  • SW1 to SW3 of the light emitting element driving circuit unit (12) are turned “OFF” to open the light emitting element driving circuit, and the switches 4 (SW4) to 6 (SW6) of the touch detection circuit unit (14) are opened.
  • the upper surface of the glass substrate of the anode electrode wiring (25A and 25B) including the anodes (4A and 4B) which are detection electrodes constituting the organic EL panel (2) is placed on the finger (15 ), A capacitance Cf is generated between the finger (15) and the anode electrodes (4A and 4B) which are detection electrodes.
  • the electrostatic capacitance Cf is connected to the ground (ground).
  • 29A to 29C are touch detection information routes at the time of sensing.
  • FIG. 12 is a drive circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of the second embodiment in which the cathode (6) illustrated in FIGS. 3 and 5 is in a floating state.
  • the first organic EL unit is divided into two parts.
  • a capacitor (21A, Cel1) is connected.
  • an anode electrode wiring (25B) constituting the other anode (4B) divided into two and a cathode electrode wiring (26) constituting the common cathode (6) are provided.
  • an organic EL element (22B) which is a diode and a capacitor (21B, Cel2) are connected between the wirings.
  • the anode electrode wiring (25A) drawn from the anode (4A) of the first organic EL unit is connected to the light emitting element driving circuit unit (23 through the switch 1 (SW1)).
  • the anode electrode wiring (25B) led out from the anode (4B) of the second organic EL unit is connected to the light emitting element driving circuit section (23) via the switch 2 (SW2).
  • the cathode electrode wiring (26) drawn from the cathode (6) is also connected to the light emitting element drive circuit section (23) via the switch 3 (SW3). Further, the light emitting element driving circuit section (23) is connected to the ground (27).
  • the anode electrode wiring (25A and 25B) drawn out from the anode electrode functioning as the touch detection electrode is replaced with the switch 4 (SW4) and the switch 5 (SW5) as in the first embodiment.
  • the second embodiment is characterized in that the cathode electrode wiring (26) constituting the common cathode (6) is in a floating state and is not connected to the touch detection circuit section (24).
  • FIG. 13 is a timing chart showing an example of a light emission period and a touch detection period in the drive circuit (Embodiment 2) shown in FIG. 12, and FIG. 14 shows light emission in the drive circuit (Embodiment 2) shown in FIG. It is a timing chart which shows another example (reverse application voltage provision) of a period and a touch detection period.
  • Both timing charts are the same as the timing charts described in FIGS. 8 and 9 in the first embodiment except that the switch configuration on the touch detection side is SW4 and SW5, and detailed description thereof is omitted. To do.
  • FIG. 15 is a drive circuit diagram of Embodiment 3 in which a touch detection circuit unit and a light emitting element drive circuit unit, which are examples of an organic EL module, are connected to independent grounds.
  • the organic EL panel (2), the light emitting element drive circuit unit (12), and the touch detection circuit unit (14) having a plurality of organic EL units shown in the center.
  • the configuration is the same as that in the first embodiment described with reference to FIG.
  • an independent ground (27A) is connected to the optical element drive circuit unit (12), and an independent ground (27B) is also arranged for the touch detection circuit unit (14).
  • the light-emitting element drive circuit unit (23) may include a switch 1 (SW1) to a switch 3 (SW3).
  • the capacitors Cs1 to Cs3 may be incorporated in the touch detection circuit unit (24).
  • Embodiment 5 shown in FIG. 17 is a circuit operation diagram showing an example of circuit operation in a touch detection period in which the organic EL module has one ground and the OLED always emits light.
  • the two organic EL elements (22A and 22B) constituting the organic EL panel controlled by the light emitting element driving circuit section (23) emit light continuously, and touch.
  • the drive circuit diagram of the drive system which the touch detection period controlled by a detection circuit part (24) appears periodically is illustrated. Specifically, the capacitor (31) is provided between the wirings connecting the grounds of the light emitting element drive circuit unit (23) and the touch detection circuit unit (24).
  • the touch detection circuit unit (14) shown on the right side the anode electrode wiring (25) drawn from the anode electrode functioning as the touch detection electrode is connected to the touch detection circuit unit (24) via the switch 3 (SW3).
  • the touch detection circuit unit is connected to the ground (27) via the capacitor (31) on the way.
  • SW4 to SW6 of the touch detection circuit unit (14) are set to the “ON” state, and the anode electrode wiring (25A) including the anode electrode (4) which is the detection electrode constituting the organic EL panel (2).
  • 25B) by touching the upper surface of the glass substrate with the finger (15), a capacitance Cf is generated between the finger (15) and the anode electrodes (4A and 4B) which are detection electrodes, and the touch can be detected. it can.
  • FIG. 18 is a timing chart including a light emission period (ST) for continuous light emission and an intermittent touch detection period (ST) in the fifth embodiment, and there are SW1 to SW3 as shown in FIG. Since the drive circuits of the two organic EL elements are always connected, the applied voltage to the two organic EL elements is always “ON” and always emits light as shown in the lower part. ing. On the other hand, touch detection (ST) can be periodically performed by “ON / OFF” the SW4 to SW6 of the touch detection circuit unit (14).
  • ⁇ Structure of organic electroluminescence panel> As a typical example of the organic EL panel (2) constituting the organic EL module (1), for example, as illustrated in FIG. 4, the anode electrodes (4A and 4B) divided on the transparent substrate (3) are used. , Anode) and organic functional layer units (5A and 5B) that are also divided, and a cathode electrode (6, cathode) as a common electrode is stacked on top of the organic functional layer units (5A and 5B).
  • an organic EL element having two light emitting units is configured.
  • 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 transparent substrate (3) preferably used include glass, quartz, and resin films.
  • 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.
  • the resin material constituting the resin film examples include polyethylene terephthalate (abbreviation: PET), polyester such as polyethylene naphthalate (abbreviation: PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (abbreviation: TAC), Cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (abbreviation: CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate and their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate , Norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide, polyethersulfone (abbreviation: P S), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyether imide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic and
  • a gas barrier layer may be provided on the transparent substrate (3) as described above, if necessary.
  • the material for forming the gas barrier layer may be any material that has a function of suppressing intrusion of components such as moisture and oxygen that cause deterioration of the performance of the organic EL element, such as silicon oxide, silicon dioxide, and silicon nitride.
  • An inorganic substance can be used.
  • anode electrode anode
  • the anode constituting the organic EL element include metals such as Ag and Au, alloys containing metal as a main component, CuI, indium-tin composite oxide (ITO), and metal oxides such as SnO 2 and ZnO.
  • metals such as Ag and Au
  • alloys containing metal as a main component CuI
  • metal oxides such as SnO 2 and ZnO.
  • a metal or a metal-based alloy is preferable, and silver or a silver-based alloy is more preferable.
  • the purity of silver is preferably 99% or more. Further, palladium (Pd), copper (Cu), gold (Au), or the like may be added to ensure the stability of silver.
  • the transparent anode is a layer composed mainly of silver.
  • the transparent anode may be formed of silver alone or may be composed of an alloy containing silver (Ag).
  • alloys include silver-magnesium (Ag-Mg), silver-copper (Ag-Cu), silver-palladium (Ag-Pd), silver-palladium-copper (Ag-Pd-Cu), silver -Indium (Ag-In) and the like.
  • 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 at 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 organic EL device has a structure in which two or more organic functional layer units each composed of an organic functional layer and a light emitting layer are laminated between an anode and a cathode, and has two or more organic functions. It is possible to adopt a structure in which the layer units are separated by an intermediate electrode layer unit having independent connection terminals for obtaining electrical connection.
  • the light emitting layer constituting the organic EL element preferably has a structure containing a phosphorescent light emitting compound as a light emitting material.
  • the 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 that a non-light emitting intermediate layer is provided between the light emitting layers.
  • the total thickness of the light emitting layers is preferably in the range of approximately 1 to 100 nm, and more preferably in the range of 1 to 30 nm from the viewpoint that light can be emitted with a lower driving voltage.
  • 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.
  • the light emitting layer may be a mixture of a plurality of light emitting materials, 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.
  • the host compound a known host compound may be used alone, or a plurality of types of host compounds may be used. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to control the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of kinds of light emitting materials described later, it is possible to mix different light emitting components, 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). )
  • Examples of host compounds applicable to the present invention include, for example, JP-A Nos. 2001-257076, 2001-357777, 2002-8860, 2002-43056, 2002-105445, 2002-352957, 2002-231453, 2002-234888, 2002-260861, 2002-305083, US2005 / 0112407, US2009 No./0030202, International Publication No. 2001/039234, International Publication No. 2008/056746, International Publication No. 2005/089025, International Publication No. 2007/063754, International Publication No. 2005/030900, International Publication No. 2009. / 08 028, WO 2012/023947, can be mentioned JP 2007-254297, JP-European compounds described in Japanese Patent No. 2034538 Pat like.
  • a phosphorescent compound also referred to as a phosphorescent compound, a phosphorescent material, or a phosphorescent dopant
  • a fluorescent compound a fluorescent compound or a fluorescent compound
  • the 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.), and the phosphorescence quantum yield is 0 at 25 ° C. A preferred phosphorescence quantum yield is 0.1 or more, although it is defined as 0.01 or more compounds.
  • 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 compound in the light emitting layer varies in the thickness direction of the light emitting layer. It may be an embodiment.
  • Preferred phosphorescent compounds in the present invention include organometallic complexes having Ir as a central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, and a metal-sulfur bond is preferable.
  • the phosphorescent compound described above (also referred to as a phosphorescent metal complex) is described in, for example, Organic Letter, vol. 16, 2579-2581 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 30, No. 8, pp. 1685-1687 (1991), J. Am. Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 40, No. 7, pages 1704-1711 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 41, No. 12, pages 3055-3066 (2002) , New Journal of Chemistry. 26, 1171 (2002), European Journal of Organic Chemistry, Vol. 4, pages 695-709 (2004), and methods disclosed in the references and the like described in these documents Can be synthesized.
  • 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.
  • Organic functional layer unit As each layer other than the light emitting layer constituting the organic functional layer unit, a charge injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and a blocking layer will be described in this order.
  • 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.
  • the organic EL element and its industrialization front line June 30, 1998, NT. The details are described in Volume 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of “Part 2” of S Co., Ltd., and there are 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 hole injection layer is a layer disposed adjacent to the anode, which is a transparent electrode, in order to lower the driving voltage and improve the luminance of light emission.
  • the organic EL element and its industrialization front line June 30, 1998 The details are described in Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of Volume 2 of “issued by TS Co., Ltd.”.
  • the details of the hole injection layer are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc.
  • 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, polyarylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives, Indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, polyvinylcarbazole, aromatic amines introduced into the main chain or side chain Child material or oligomer, polysilane, a conductive polymer or oligomer
  • 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.
  • hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 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
  • Chapter 2 “Electrode materials” pages 123 to 166) of the second edition of “Organic EL devices and their industrialization front line (issued by NTS, November 30, 1998)” ) Is described in detail.
  • JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer are as follows. Metals represented by strontium and aluminum, alkali metal compounds represented by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkali metal halide layers represented by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc. Examples thereof include an alkaline earth metal compound layer typified by magnesium, a metal oxide typified by molybdenum oxide and aluminum oxide, and a metal complex typified by lithium 8-hydroxyquinolate (Liq).
  • Metals represented by strontium and aluminum alkali metal compounds represented by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc.
  • 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.
  • Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175 and J.P. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
  • 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
  • electrons injected from the cathode are used. What is necessary is just to have the function to transmit to a light emitting layer.
  • 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.
  • blocking layer examples include a hole blocking layer and an electron blocking layer.
  • the blocking layer is a layer provided as necessary. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and the forefront of industrialization (published by NTT Corporation on November 30, 1998)” on page 237. Hole blocking (hole block) layer and the like.
  • 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 layer that functions to supply holes to the organic functional layer unit or 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.
  • sealing member As a sealing means used for sealing the organic EL element, for example, as shown in FIG. 2, a sealing member (8), a cathode (6) and a transparent substrate (3) are bonded for sealing. The method of adhering with an agent (7) can be mentioned.
  • the sealing member (8) 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 (8) a polymer film and a metal film can be preferably used from the viewpoint that the organic EL element can be thinned. 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 (7) examples include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, moisture curing types such as 2-cyanoacrylates, and the like. Can be mentioned. Moreover, heat
  • an inert gas such as nitrogen or argon or fluoride in the gas phase and liquid phase Inert liquids such as hydrocarbons and silicon oil can also be injected.
  • 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.
  • an organic functional layer unit including an anode, a light emitting layer, and a cathode 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.
  • the anode is formed by a method such as sputtering.
  • a connection electrode portion connected to an external power source is formed at the anode end portion.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like are sequentially laminated thereon as an organic functional layer unit.
  • each of these organic functional layers includes spin coating, casting, ink jet, vapor deposition, printing, etc., but it is easy to obtain a homogeneous layer and it is difficult to generate pinholes.
  • a vacuum deposition method or a spin coating method is particularly preferable. Further, different formation methods may be applied for each layer.
  • 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 the respective conditions within the range of a deposition rate of 0.01 to 50 nm / second, a substrate temperature of ⁇ 50 to 300 ° C., and a layer thickness of 0.1 to 5 ⁇ m.
  • a cathode is formed on the upper portion by an appropriate forming method such as vapor deposition or sputtering. At this time, the cathode is patterned in a shape in which a terminal portion is drawn from the upper side of the organic functional layer unit to the periphery of the transparent substrate while maintaining an insulating state with respect to the anode by the organic functional layer unit.
  • the organic functional layer unit including the transparent base material, the anode, the light emitting layer, and the cathode are sealed with a sealing material. That is, a sealing material that covers at least the organic functional layer unit is provided on the transparent base material with the terminal portions of the anode and the cathode exposed.
  • each electrode of the organic EL element is electrically connected to the light emitting element driving circuit unit (12) or the touch detection circuit unit (14).
  • the electrical connecting member that can be used is not particularly limited as long as it is a member having conductivity, but is preferably an anisotropic conductive film (ACF), a conductive paste, or a metal paste.
  • 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 may be appropriately selected depending on the intended purpose. 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 any one of nickel, copper, gold, and palladium.
  • the metal paste may be a commercially available metal nanoparticle paste.
  • the organic electroluminescence module of the present invention is an organic electroluminescence module 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.
  • FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing an example of a smart device (100) having the icon portion of the organic EL module of the present invention.
  • the organic EL module of the present invention can be applied to a main screen or the like other than the icon part.
  • the smart device (100) of the present invention includes the organic electroluminescence module (MD) having a multi-touch detection function described in FIGS. 4 to 18, a liquid crystal display device (120), and the like.
  • a conventionally known liquid crystal display device can be used as the liquid crystal display device (120).
  • FIG. 19 shows a state where two organic EL elements constituting the organic electroluminescence module (MD) of the present invention emit light, and light emission of two touch detection units (111A and 111B) when viewed from the front side. Is visible.
  • the shape of the display pattern (111A and 111B) shown in FIG. 19 is an example having a multi-touch function, and is not limited thereto, and may be any figure, character, pattern, or the like.
  • the “display pattern” means a design (design or pattern in the figure), characters, images, etc. displayed by light emission of the organic EL element.
  • the organic electroluminescence module of the present invention can also be applied to a lighting device.
  • the lighting device provided with the organic electroluminescence module of the present invention is also useful for display devices such as household 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 module of the present invention is an organic electroluminescence module 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、スモールフォーマット化及び薄型化を達成し、製造工程の簡素化を達成することができるマルチタッチ検出方式の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及び照明装置を提供することである。 本発明の有機ELモジュールは、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を有し、有機ELルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、一対の電極が発光素子駆動回路ユニットに接続され、一対の電極のいずれか一方がタッチ検出電極であり、一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、かつタッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されていることを特徴とする。

Description

有機エレクトロルミネッセンスモジュール、スマートデバイス及び照明装置
 本発明は、複数の発光エリアを有するマルチ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と、それを具備したスマートデバイス及び照明装置に関する。
 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。
 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領域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、センサー電極の感度を高めることにより、センサー回路による静電容量の変化の検出を確実にして、使用者の入力操作を安定して処理することを目的として、センサー電極が形成されたフレキシブルプリント回路(以下、「FPC」と略記する。)と、表面パネルとの間に、アイコン等の部位を回避する位置に、同形状の空気層よりも誘電率の高い接着剤層を設けることにより、静電容量を検出する検出電極の精度を向上させる方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
 アイコン部の表示方法として、LED光源を用いる上記方法等に対し、近年、より低消費電力化、発光輝度の均一性向上を目的として、面発光型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを利用しようという動きがある。これらの有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、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印刷しておき、その該当部分裏側に配置されることで表示機能を発現することができる。
 一方、スマートデバイスの利用に際しては、タッチ検出機能が必須であり、ディスプレイ部および共通機能キー部にいたるまで、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へ配置するのが通例となっている。
 このタッチ検出用のデバイスとしては、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。タッチ検出方式としては、近年は静電容量方式のものが採用されることが多い。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軸方向それぞれに精細な電極パターンを有する方式が採用され、この方式では、いわゆる「マルチタッチ」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の利用においては、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、あるいは「オンセル」型のディスプレイが登場したことにより、共通機能キー用の発光デバイスに、独自にタッチ検出機能を設ける構成が強く求められてきた。
 特に、面発光型の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成している陽極、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、有機エレクトロルミネッセンスデバイスにタッチ検出機能(含む、ホバリング検出機能)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共に、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として、例えば、FPC等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。
 また、有機エレクトロルミネッセンスパネル又は有機エレクトロルミネッセンス素子の構成において、アノード電極(陽極、あるいは単に「アノード」ともいう。)又はカソード電極(陰極、あるいは単に「カソード」ともいう。)をタッチ検出電極(以下、単に「検出電極」ともいう。)として適用する場合、タッチする指とタッチ検出電極間の静電容量をCfとし、アノード電極とカソード電極間の静電容量をCelとすると、タッチ時の静電容量は「Cf+Cel」となり、指の接近がない状態では「Cel」となるが、通常の場合は、Cf<Celであるため、タッチ検出が困難であった。
 一方、スマートデバイス等に対しては、マルチタッチ機能の付与が要望されている。マルチタッチとは、指やタッチペンなどで触れたり(タッチ)、近接させたり(ホバリング)して操作する方法で、複数のポイントに同時に触れたりして操作することができる入力方式である。マルチタッチ方式のデバイスは、複数個所に接触あるいは近接してそれぞれの位置や動きを指示することができる。マルチタッチ方式で用いられる指による操作パターンとしては、例えば、ダブルタップ、ロングプレス、スクロール、パン、フリック、2本指タップ、2本指スクロール、ピンチ、スプレッド、回転等の操作が挙げられる。
 発光機能に加えて、かつタッチ検出機能を付与するインセル型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、スクロール操作やタップ操作などのマルチタッチ機能を付与させようとする場合には、インセル型の有機エレクトロルミネッセンス素子では、アノード電極そのものをエリア分割する必要があった。
 しかしながら、後述の図1Bで説明するように、従来のマルチタッチ方式において、複数の発光エリアを有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスでは、カソードをフローティング状態で共通化し、アノード1及びアノード2に分割する方法が取られているが、このような構成では、タッチ操作がアノード1あるいはアノード2のいずれにタッチしたのかを判別することができなかった。
 上記問題の解決策としては、上記構成に対し、図1Cで示すように、更にカソードを分割し、2ユニットの有機エレクトロルミネッセンス素子とする方法が挙げられるが、この方法では、配線数が増加し、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成を複雑化するものであった。
 従って、有機エレクトロルミネッセンス素子と、それの駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、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有機エレクトロルミネッセンスモジュールの開発が求められている。
特開2012-194291号公報 特開2013-065429号公報
 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電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、特定の制御回路を有し、スモールフォーマット化及び薄型化を達成し、製造工程の簡素化を達成することができるマルチタッチ検出方式の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及び照明装置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、タッチ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で、静電容量方式のタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネルを駆動する発光素子駆動回路ユニットとを有し、有機エレクトロルミネッセンスパネルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、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、前記一対の電極の双方又はいずれか一方が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極が、タッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスモジュールにより、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.操作体による接触又は近接を検出するタッチ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であって、
 静電容量方式のタッチ検出回路部を有するタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネルを駆動する発光素子駆動回路部を有する発光素子駆動回路ユニットとを有し、
 前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、前記一対の電極が前記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、前記一対の電極の双方又はいずれか一方が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、
 前記一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、
 かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極が、タッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されている、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
 2.前記一対の電極のうち、前記複数個に分割され一方の電極群、及び前記他方の単一構成の電極の全てが、タッチ検出期間に同一電位が印加されていることを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
 3.前記複数個に分割されている電極の一方が、タッチ検出電極であることを特徴とする第1項又は第2項に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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離される状態であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
 5.前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されない状態であることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極の少なくとも一方の電極がフローティング電位の状態であり、かつ前記一対の電極の他方の電極が同電位な状態にあることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極が同電位な状態にあることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルが連続的に発光し、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間が周期的に出現する駆動方式であることを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
 9.前記発光期間の最後に、逆印加電圧期間を有することを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
 10.第1項から第9項までのいずれか一項に記載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ことを特徴とするスマートデバイス。
 11.第1項から第9項までのいずれか一項に記載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ことを特徴とする照明装置。
 本発明の上記手段により、発光機能とマルチタッチ検出機能を兼ね備えた電極構成の有機エレクトロルミネッセンス素子と、特定の制御回路構成を有し、スモールフォーマット化及び薄型化と、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モジュールと、それを具備したスマートデバイス及び照明装置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エレクトロルミネッセンスモジュール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と推測している。
 従来、スマートメディアのアイコン表示部に適用されている有機エレクトロルミネッセンスモジュールは、対向する位置に配置されている一対の電極ユニットを有する有機エレクトロルミネッセンスパネルと、タッチ検出用のタッチ検出電極、例えば、フレキシブルプリント回路(FPC)とにより、それぞれ発光機能とタッチ検出機能とが分離したアセンブリにより構成されているため、厚い構成となり、スモールフォーマット化に対する大きな障害となっていた。
 一方、スマートデバイス等に対しマルチタッチ機能の付与が要望されているが、発光機能に加えて、タッチ検出機能を付与するインセル型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、スクロール操作やタップ操作などのマルチタッチ機能を付与させようとする場合には、インセル型の有機エレクトロルミネッセンス素子では、アノード電極そのものをエリア分割する必要があった。
 しかしながら、後述の図1Bで説明するように、単に、複数の発光エリアを有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいては、タッチ検出期間では、カソードをフローティング状態で共通化し、アノード1及びアノード2に分割する方法が取られているが、このような構成では、アノード1及びアノード2間が有機EL素子の電気容量Celを介して電気的に接続された状況となる。この時、タッチする指とタッチ検出電極間の静電容量をCfとすると「Cel>Cf」となる為、タッチ操作がアノード1あるいはアノード2のいずれにタッチしたのかを判別することができなかった。また、更にカソードを分割し、2ユニットに有機エレクトロルミネッセンス素子とする方法では、配線数が増加し、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構成を複雑化するものであり、有機エレクトロルミネッセンス素子と、それの駆動を制御する配線材料が効率的に配置され、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マルチタッチ検出を可能とする有機エレクトロルミネッセンスモジュールの開発が求められていた。
 本発明者は、有機エレクトロルミネッセンスモジュールにマルチタッチ方式を導入させる方法について鋭意検討を進めた結果、後述の図2A、図2B及び図3A、図3Bで説明するように、静電容量方式のタッチ検出回路部を有するタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネルを駆動する発光素子駆動回路部を有する発光素子駆動回路ユニットとを設け、有機エレクトロルミネッセンスパネルとして複数の発光エリアを構成し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、一対の電極を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、前記一対の電極が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極群に対し、タッチ検出期間で同一電位が印加されている構成とすることにより、安定して、高い精度でのマルチタッチが可能となった。
 本発明では、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極群に対し、タッチ検出期間で同一電位が印加することで、前記複数個に分割されている一方の電極群間の電位差が無くなることから、有機EL素子の電気容量Celの影響は排除され、タッチ操作がアノード1あるいはアノード2のいずれにタッチしたのかを判別することができ、高い精度でのマルチタッチが可能となった。
従来型のマルチタッチ方式の構成の一例を示す上面図 図1A記載の構成の従来型のマルチタッチ方式の一例を示す模式図 従来型のマルチタッチ方式の他の一例を示す模式図 本発明のマルチタッチ方式の原理の一例(実施形態1、検出方法1)を示す模式図 図2Aに示す実施形態1(検出方法1)における各電極の電位状態の一例を示すタイミングチャート 本発明のマルチタッチ方式の原理の他の一例(実施形態2、検出方法2)を示す模式図 図3Aに示す実施形態2(検出方法2)における各電極の電位状態の一例を示すタイミングチャート 本発明の2つの発光エリアを有する有機エレクトロルミネッセンスモジュールの構成(実施形態1)の一例を示す概略断面図 本発明の2つの発光エリアを有する有機エレクトロルミネッセンスモジュールの構成(実施形態2、カソード電極がフローティング)の一例を示す概略断面図 有機エレクトロルミネッセンスモジュールの実施形態1(グランド1つ)を駆動させる回路の一例を示す駆動回路図 本発明に係る発光素子駆動回路ユニットの構成の一例を示す概略回路図 図6に記載の駆動回路(実施形態1)における発光期間とタッチ検出期間の一例を示すタイミングチャート 図6に記載の駆動回路(実施形態1)における発光期間とタッチ検出期間の他の一例(逆印加電圧付与)を示すタイミングチャート 実施形態1の発光期間における回路作動の一例を示す回路作動図 実施形態1のタッチ検出期間における回路作動の一例を示す回路作動図 有機エレクトロルミネッセンスモジュールの実施形態2(カソード電極がフローティング)を駆動させる回路の一例を示す駆動回路図 図12に記載の駆動回路(実施形態2)における発光期間とタッチ検出期間の一例を示すタイミングチャート 図12に記載の駆動回路(実施形態2)における発光期間とタッチ検出期間の他の一例(逆印加電圧付与)を示すタイミングチャート 有機エレクトロルミネッセンスモジュールの実施形態3(グランド2つ)を駆動させる回路の一例を示す駆動回路図 実施形態4(スイッチをコンデンサーに変更)のタッチ検出期間における回路作動の一例を示す回路作動図 有機エレクトロルミネッセンスモジュールの他の一例(常時発光)である実施形態5のタッチ検出期間における回路作動の一例を示す回路作動図 実施形態5における連続して発光する発光期間と間欠タッチ検出期間により構成されるタイミングチャート 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概略構成図
 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュール(以下、「有機ELモジュール」ともいう。)は、タッチ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で、静電容量方式のタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネル(以下、「有機ELパネル」ともいう。)を駆動する発光素子駆動回路ユニットを有し、有機エレクトロルミネッセンスパネルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、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、前記一対の電極の双方又はいずれか一方が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極が、タッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されていることを特徴とする。この特徴は、各請求項に共通する又は対応する技術的特徴である。
 本発明の実施形態としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記一対の電極のうち、前記複数個に分割され一方の電極群、及び前記他方の単一構成の電極の全てが、タッチ検出期間に同一電位が印加されていることにより、誤作動を起こすことなく、確実なマルチタッチ検出を行うことができる点で好ましい。
 また、複数個に分割されている電極の一方をタッチ検出する電極とすることが、誤作動を起こすことなく、確実なマルチタッチ検出を行うことができる点で好ましい。
 また、発光素子駆動回路部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とを分離した状態とすることが、高い検出精度を得ることができる点で好ましい態様である。
 また、タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されない状態とすることが、より高い検出精度を得ることができる点で好ましい態様である。
 また、発光素子駆動回路部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極の少なくとも一方の電極がフローティング電位の状態であり、かつ前記一対の電極が同電位な状態とすることが、発光期間とタッチ検出期間をより明確に分離できる観点から好ましい。
 また、発光素子駆動回路部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極が同電位な状態にあることが、同じく、発光期間とタッチ検出期間をより明確に分離できる観点から好ましい。
 また、前記発光素子駆動回路部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルが連続的に発光し、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間が周期的に出現する駆動方式とすることが、回路を簡素化でき、効率的なセンシング機能を実現することができる観点から好ましい。
 また、発光期間の最後に逆印加電圧期間を設けることが、発光期間とタッチ検出期間をより明確に分離できる観点から好ましい。
 本発明において、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。)とは、一対の対向電極及び有機機能層ユニットにより構成されている素子をいう。また、有機ELパネルとは、有機EL素子を、封止樹脂及び封止部材により封止した構成のパネルをいう。有機ELモジュールとは、有機ELパネルに、静電容量方式の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有しているものをいう。
 本発明でいう「操作体による接触又は近接」とは、タッチパネルに対し、操作体として、例えば、指やタッチペンを用い、接触(タッチ)や近接(ホバリング)により静電容量の変化による操作を行う方法であり、以下、これらの接触(タッチ)や近接(ホバリング)による検出を、総称して「タッチ検出」という。
 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モジュールの構成》
 本発明の有機ELモジュールは、操作体、例えば、指やタッチペン等による接触又は近接を検出するタッチ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であって、静電容量方式のタッチ検出回路部を有するタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネルを駆動する発光素子駆動回路部を有する発光素子駆動回路ユニットとを有し、前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、前記一対の電極が前記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、前記一対の電極の双方又はいずれか一方が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極が、タッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されていることを特徴とする。
 本発明に係る有機ELモジュール(1)を構成する有機ELパネル(2)の具体例としては、例えば、後述の図4で例示するような、透明基材(3)上に、分割されたアノード電極(4A及び4B、陽極)と、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)の上部には、共通の電極としてカソード電極(6、陰極)が積層されて、2つの発光エリアを有する有機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)で封止し、その表面に、封止部材(8)が配置されている有機ELパネル(2)を挙げることができる。
 更に具体的な構成要件としては、
 1)面状の一対の電極のうち、複数個に分割され一方の電極群、及び他方の単一構成の電極の全てが、タッチ検出期間に同一電位が印加されていること、
 2)発光期間とタッチ検出期間とが、時間的に分離されていること、
 3)1)項に記載の複数個に分割され電極の一方をタッチ検出電極とすること、
 4)タッチ検出期間では、有機EL素子の容量(Cel)の影響が排除される構成であること
 5)タッチ検出期間では、一方の電極で、分割された電極間どうしの影響が排除される構成であること
 6)タッチ検出期間では、有機EL素子の容量(Cel)の影響を排除し、かつ一方の電極で、分割された電極間どうしの影響が排除されるように、各電極に同電位を印加すること、
 が好ましい形態である。
 [有機ELモジュールの全体構成]
 本発明の有機ELモジュールの全体構成を説明する前に、従来型の比較例の有機ELパネルの概略構成について説明する。
 〔従来型の有機ELパネルによるマルチタッチ方式〕
 図1A~図1Cは、従来型のマルチタッチ方式の一例を示す模式図で、マルチタッチの判定方法について、説明する図である。
 図1Aに示すマルチタッチ部(MT)においては、共通のカソード(6)上に、離間して2つのアノード(4A及び4B)が配置されて、2つの発光エリアを構成している。
 図1A及び図1Bで示す2つの発光エリアを有する構成では、カソード(6)を共通の電極(共通cathode)とし、2つの発光エリアに、それぞれアノード1(4A)とアノード2(4B)を分割して配置している構成ある。このとき、カソード(6)は、電気的にはどこにも接続されておらず、容量が「0」であるフローティングの状態にある。
 このような構成で、例えば、アノード1(4A)側に指(15)でタッチした場合、アノード1(4A)側の容量は、指による容量Cfとなる。これに対し、タッチを行っていないアノード2(4B)側の容量は、カソード(6)がフローティング状態にあり、ルートRを経由して容量が検知されることになるため、検出される容量は、(Cel×Cf)/(2Cf+Cel)で表され、ほぼCfに近似の容量となる。従って、このような構成においては、タッチしたアノード1(4A)の容量と、タッチしていないアノード2(4B)の間の容量差がなく、いずれのアノードにタッチしたかを判定することができない。
 上記のような問題に対しては、図1Cで示すように、2つの発光エリアを、それぞれ独立した一対の電極である、アノード1(4A)とカソード1(6A)と、アノード2(4B)とカソード2(6B)とする構成により、それぞれ独立した検知となり、マルチタッチによる検出は可能となるが、図1Cで示す構成では、配線数が増加し、有機ELデバイスの構成を複雑化するという問題を抱えている。
 〔本発明に係る有機ELパネルによるマルチタッチ検出の原理〕
 (検出方法1:分割したアノードと共通のカソードに同一検知波形を印加して、個別検知:実施形態1)
 図2A及び図2Bは、本発明に適用が可能なマルチタッチ検出の原理の一例(実施形態1)を示す模式図である。
 図2Aはタッチ検出期間を説明するための模式図であり、有機ELパネル(2)では2つの発光エリアを有し、分割したアノード(4A及び4B)と共通のカソード(6)により直列配置されており、指(15)がタッチ検出電極であるアノード(4A)に指触した例を示してある。
 指(15)やタッチペン等の操作体による接触(タッチ)又は近接(ホバリング)を検出するときには、図2Bに示すように、分割したアノード(4A及び4B)及び共通のカソード(6)の全ての電極に同一電位(V)を印加する。この時、図2Aで示すように、アノード1(4A)とカソード(6)間では、いずれも電位Vを印加しているため、各電極間の電位差ΔVは「0」となる。同様に、アノード2(4B)とカソード(6)間の電位差ΔVも「0」となる。このような各電極に同一電位を印加した状態では、有機EL素子の容量(Cel)は検出されない状態となる。
 上記説明した各電極の電位の関係において、アノード1(4A)に対し指(15)によるタッチを行うと、アノード1(4A)における過渡電流Ianod1=d(Cf×(V-V))/dtとなる。一方、タッチしていないアノード2(4B)側では、過渡電流Ianod2=0となるため、過渡電流Ianod1と過渡電流Ianod2間で差が生じるため、Ianod1とIanod2でアノード1(4A)へのタッチ検出が可能となる。
 (検出方法2:分割したアノードと共通のカソードで構成され、カソードがフローティング状態であるタッチ検出方法:実施形態2)
 図3A及び図3Bは、本発明に適用が可能なマルチタッチ方式の原理の他の一例で、実施形態3であるカソード電極がフローティング状態にある構成の一例を示す模式図である。
 図3Aで示す有機ELパネル(2)では、陽極であるアノードは上記図2Aで示す構成と同様に、アノード1(4A)とアノード2(4B)の2つの電極に分割されている。また、他方の電極とし、共通のカソード(6)を有しているが、カソードはタッチ検出回路部には接続していない、フローティング状態にある。
 タッチ検出期間では、図3Bで示すように、分割しているアノード1(4A)とアノード2(4B)の2つの電極に、同一電位(V)を印加する。この時、図3Aで示すように、アノード1(4A)とカソード(6)間では、カソード(6)がフローティング状態にあるため、両者の電極間の電位差ΔVは「0」となる。同様に、アノード2(4B)とカソード(6)間の電位差ΔVも「0」となる。このようなアノード1(4A)とアノード2(4B)の2つの電極に同一電位を印加した状態では、有機EL素子の容量(Cel)は検出されない状態となる。このような構成でも、過渡電流Ianod1と過渡電流Ianod2間で差が生じるため、Ianod1とIanod2でアノード1(4A)へのタッチ検出が可能となる。
 なお、本発明でいうフローティング(電位)状態とは、電源や機器のグランドに接続されていない浮遊電位状態をいい、タッチ検出時のアノード電極(陽極)又はカソード電極(陰極)はフローティング電位をとるため、有機ELパネルの静電容量Celは検出されない状態となり、その結果、指触によるタッチ検出が可能となる。
 上記説明した各電極の電位の関係において、アノード1(4A)に指(15)によるタッチを行うと、アノード1(4A)における過渡電流Ianod1=d(Cf×(V-V))/dtとなる。一方、タッチしていないアノード2(4B)側では、過渡電流Ianod2=0となるため、両電極間で過渡電流に差が生じることにより、個別で検知が可能となる。
 [有機ELモジュールの概略構成図]
 次いで、本発明の有機ELモジュールの具体的な構成について説明する。
 はじめに、2つの発光エリアを有するマルチタッチ検出機能を備えた有機ELモジュールの全体構成について、断面図を用いて説明する。
 (検出方法1に適用可能有機ELモジュールの概略構成:実施形態1)
 図4は、2つの発光エリアを有し、検出方法1に適用が可能な有機ELモジュールの構成(実施形態1)を示す概略断面図である。
 図4に示す有機ELモジュール(1)では、透明基材(3)上に、2つ発光エリアを構成するため、2つに分割されているアノード1(4A)及びアノード2(4B)を並列離間して有し、そのアノード群の上に、共通の構成となる、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、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、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、2つの発光エリアで共有するカソード電極(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素子の外周部は封止用接着剤(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。
 また、本発明に係る有機ELパネル(2)においては、有機EL素子の保護を目的として、最表面側にメタルホイル層を有する構成であってもよい。
 図4の記載の構成においては、一対の電極であるアノード群(4A及び4B)とカソード電極(6)は、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット(12)に接続されている。
 図4では、一対の電極であるアノード群(4A及び4B)とカソード電極(6)が、タッチ検出電極としての機能を有する電極であり、一対の電極であるアノード群(4A及び4B)とカソード電極(6)は、指(15)等の接触(タッチ)あるいは近接(ホバリング)を検出するためのタッチ検出回路ユニット(14)に接続されている。
 (検出方法2に適用可能有機ELモジュールの概略構成:実施形態2)
 図5は、2つの発光エリアを有し、検出方法2に適用が可能な有機ELモジュールの構成(実施形態2)を示す概略断面図である。
 図5に示す有機ELモジュールは、一対の電極であるアノード群(4A及び4B)とカソード電極(6)は、発光を制御する発光素子駆動回路ユニット(12)に接続されている。
 ただし、上記図4で説明した実施形態1に対し、実施形態2の構成では、カソード電極(6)がフローティング状態にあるため、タッチ検出回路ユニット(14)には接続していない違いがある。
 《有機ELモジュールの駆動回路》
 次いで、本発明の有機ELモジュールの駆動回路とその駆動方法について、説明する。
 〔実施形態1の代表的な駆動回路図〕
 図6は、図4で示した有機ELモジュールの実施形態1を駆動させる回路構成の一例を示す駆動回路図である。
 図6に示す有機ELモジュール(1)の回路図において、中央の破線内に示した有機ELパネル(2)は、第1の有機ELユニットとして、2つに分割されている一方のアノード(4A)を構成するアノード電極配線(25A)と、共有するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)を有し、両配線間にダイオードである有機EL素子(22A)と、コンデンサー(21A、Cel1)が接続されている。更に、第2の有機ELユニットとして、2つに分割されている他方のアノード(4B)を構成するアノード電極配線(25B)と、共通するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)を有し、両配線間にダイオードである有機EL素子(22B)と、コンデンサー(21B、Cel2)が接続されている。
 左側の発光素子駆動回路ユニット(12)では、第1の有機ELユニットのアノード(4A)より引き出されたアノード電極配線(25A)がスイッチ1(SW1)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続され、第2の有機ELユニットのアノード(4B)より引き出されたアノード電極配線(25B)がスイッチ2(SW2)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続されている。
 一方、カソード(6)から引きだされたカソード電極配線(26)も、スイッチ3(SW3)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続されている。また、発光素子駆動回路部(23)は、グランド(27)につながれている。このグランド(27)は、詳しくはシグナル・グランドと呼ばれている。
 (発光素子駆動回路ユニット)
 この発光素子駆動回路ユニット(12)には、定電流駆動回路、あるいは定電圧駆動回路が組み込まれ、有機EL素子の発光のタイミングを制御し、必要に応じて、逆バイアス印加(逆印加電圧)することができる発光素子駆動回路部(23)を有する。また、図6では、発光素子駆動回路部(23)と、SW1~SW3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、発光素子駆動回路部(23)内に、スイッチ1(SW1)、スイッチ2(SW2)、スイッチ3(SW3)が組み込まれた構成であってもよい。
 本発明でいう発光素子駆動回路ユニット(12)とは、図6の実線で示すように、アノード電極配線(25A及び25B)、SW1、SW2、発光素子駆動回路部(23)、SW3及びカソード電極配線(26)で構成されている回路範囲をいう。
 本発明に係る発光素子駆動回路部(23)としては、その構成に特に制限はなく、従来から知られている様々は発光素子駆動回路部(有機EL素子駆動回路)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、図6に示すような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、2つの発光エリアを構成する発光素子である各有機EL素子の発光光量に応じて電流を印加する機能を有するものである。この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。
 以下に、図7を用いて、発光素子駆動回路部の具体的な構成について説明する。
 図7は、本発明に適用可能な発光素子駆動回路ユニットの構成の一例を示す概略回路図である。
 図7において、発光素子駆動回路部(23)は、昇圧型又は降圧型のDC-DCコンバーター回路(31)、DC-DCコンバーターのスイッチ素子制御回路(32)、電流値のフィードバック回路(33)を有している。例えば、検出抵抗をR、比較電位をVrefとすると、ダイオードである有機EL素子(22)に流れる電流IOLEDがVref/Rとなるように、有機EL素子(22)のアノード電位がDC-DCコンバーター回路(31)で昇圧又は降圧されることにより、定電流回路とすることができる。ここで、フィードバック回路(33)は、V=Vrefとなるように、DC-DCコンバーター回路(31)の出力Voutにフィードバックを掛ける。例えば、Vref=0.19V、R=100Ωとすると、定電流値Vref/R=1.9mAとなるように、VoutがDC-DCコンバーター回路(31)により調整される。
 (タッチ検出回路ユニット)
 本発明でいうタッチ検出回路ユニット(14)とは、図6の右側の実線で示す範囲であり、アノード電極配線(25A及び25B)、SW4、SW5、タッチ検出回路部(24)、SW6及びカソード電極配線(26)で構成されている回路範囲をいう。
 タッチ検出回路ユニット(14)は、タッチ検出電極として機能させるアノード電極から引き出したアノード電極配線(25A及び25B)を、スイッチ4(SW4)及びスイッチ5(SW5)を介してタッチ検出回路部(24)に接続されている。実施形態1においては、共通するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)はフローティング状態ではなく、スイッチ6(SW6)を介して、タッチ検出回路部(24)に接続されている。
 このタッチ検出回路部(24)は、グランド(27)につながれている。このタッチ検出回路部(24)内部に、スイッチ4(SW4)、スイッチ5(SW5)及びスイッチ6(SW6)が組み込まれている構成であってもよい。
 〈接触(タッチ)方式の回路〉
 接触方式のタッチ検出回路部(24)としては、その構成に特に制限はなく、従来の公知のタッチ検出回路部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、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、また、特表2009-543246号公報、特開2010-231565号公報、特開2012-073783号公報、特開2013-088932号公報、特開2013-80290号公報、特開2014-053000号公報、特開2014-99189号候公報、特開2014-132441号公報、特開2014-157402号公報、特開2014-229302号公報等に記載されているタッチ検出回路を参照することができる。
 スイッチ1及びスイッチ3(SW1及びSW3)は、FET(電界効果トランジスター)、TFT(薄膜フィルムトランジスター)等のスイッチ機能を備えたものであればよく、特に制限はない。
 〈近接(ホバリング)方式の回路〉
 本発明の有機ELモジュールにおいては、ホバリング検出(近接検出)方式に対しても対応することができる。
 ホバリング検出とは、近接検出あるいは3次元タッチパネル検出ともいわれ、指がタッチパネル等に接触していないホバリング状態(近接状態)にあっても、指の座標位置情報を取得することができる方法である。
 指のホバリング位置情報(近接位置情報)を取得することができる方法としては、
 (1)超音波を指にあてて、その反射波から近接する指の座標位置を計測する超音波センサー方式、
 (2)ディスプレイのセルに配置した光センサーの受光強度から、近接する指の座標を計測する光センサー方式インセルタッチパネル、
 (3)タッチパネル上の静電容量値の変化量から近接する指の座標を計測する静電容量方式タッチパネル、
 を挙げることができるが、タッチパネル全面で近接位置情報を得ることができること、常に安定した操作で近接位置情報を得ることができること、及び新規のデバイスの追加が不要であること等から、本発明では、(3)に記載の静電容量方式によるホバリング検出(近接検出)を行う。
 次いで、静電容量方式によるホバリング検出(近接検出)の一例について説明する。
 静電容量方式によるホバリング検出は、タッチパネルの一方の電極(例えば、アノード)と、他方の電極(例えば、カソード)とグラウンドとの間に生じる静電容量を基に、タッチパネルへの指の近接を検知する方法である。
 静電容量方式において、タッチ検出の場合には、タッチ検出回路が、指とタッチ検出電極との間に発生する静電容量を計測することによって、接触を検知する。指は導電性を有するので、指とタッチ検出電極(含むカバーガラス)との間で、静電容量が発生する。一般に、互いに平行な2枚の導体板の面積をS[m]、2枚の導体板間の距離をD[m]、2枚の導体板間に充填された誘電体の誘電率をεとすると、その2枚の導体板間に発生する静電容量C[F]は、下式(1)で表される。
 式(1)
   C=(ε×S)/D
 上記式(1)に示すように、2枚の導体板間の距離(D)が小さいほど、発生する静電容量(C)の大きさは大きくなり、2枚の導体板間の距離(D)が大きいほど、発生する静電容量(C)の大きさは小さくなる。したがって、指とホバリング検出電極との距離(D)が小さくなるほど静電容量(C)は大きくなる。
 ホバリング検出回路部(24)では、発生する静電容量(C)を計測する。そして、指がホバリング検出電極に限りなく近づいて、距離(D)が限りなく0に近くなると、計測された静電容量(C)の値が予め定められた閾値Cth1(接触閾値Cth1)以上となる。そのとき、ホバリング検出回路部は、指がカバーガラスを介してホバリング検出電極に接触したとみなしてよいほど接近(接触)したと判断する。さらに、ホバリング検出電極は、その接触閾値Cth1以上の静電容量が計測された位置を接触点とし、その接触点の座標情報を、ホバリング検出回路ユニットに出力する。
 一方、使用者が手袋を着けている場合やホバリング状態にある場合には、式(1)に示すように、指とカバーガラスを介してホバリング検出電極とが接触していなくても、静電容量は発生する。そこで、接触閾値Cth1の値を下げることによって、指がカバーガラスを介してホバリング検出電極に対し非接触のホバリング状態であっても、指の近接により感知することができる。このように、接触していない状態であっても、ホバリング検出回路部(24)は、ホバリング検出電極からある程度の間隔を空けて接近した指を検知することができる。このように、ホバリング検出電極が有するカバーガラス画面に接触していなくても指の接近を検知する機能を、ホバリング機能という。
 ホバリング機能では、この「ある程度まで接近した」状態で発生する静電容量の閾値を、接近閾値Cth2(<Cth1)と予め定めることができる。つまり、計測された静電容量(C)が、接触閾値Cth1よりも小さいが接近閾値Cth2以上である場合、指(15)は、カバーガラスを介してホバリング検出電極部に接触していないが、ある程度の間隔を空けて接近した状態である。そのとき、ホバリング検出部は、指がカバーガラスを介してホバリング検出電極に接触はしていないが、ある程度接近したと判断することができる。
 ホバリング検出に関する具体的な制御方法については、例えば、特表2009-543246号公報、特開2010-231565号公報、特開2013-80290号公報、特開2014-99189号候公報、特開2014-132441号公報、特開2014-157402号公報、特開2014-229302号公報等に記載されている方法を、適宜選択して採用することができる。
 (実施形態1における駆動方法1)
 図8は、実施形態1における発光期間とタッチ検出期間の一例を示すタイミングチャートである。
 図6に示す回路構成からなる実施形態1の有機ELモジュール(1)においては、各スイッチのON/OFF制御を行い、発光素子駆動回路ユニット(12)により制御する有機ELパネルの発光期間と、タッチ検出回路ユニット(14)により制御するタッチ検出期間とを分離して駆動させることで、発光表示部に行けるタッチセンサー機能を発現させることができる。
 図8における上段には、発光素子駆動回路ユニット(12)におけるSW1~SW3のON/OFFの作動タイミングを示すグラフであり、その下に、同様に、タッチ検出回路ユニット(14)におけるSW4~SW6の作動タイミングを示してある。ここで示すグラフでは、ハイ期間がスイッチのON状態を示している。以降説明するタイミングチャートでも同様である。
 最下段のグラフは、2つの有機EL素子(OLED)に対する印加電圧の履歴を示すグラフで、SW1~SW3が「ON」の状態になると、各OLEDではオフ電圧から電圧が上昇し、発光に必要な電圧となった時点で発光が開始される。次いで、SW1~SW3を「OFF」にすると、各OLEDへの電流供給が停止し、消灯される。しかしながら、SW1~SW3を「OFF」にしても、瞬時に消灯することはなく、OLED充放電時定数τに従い、一定の時間を要して消灯する。
 一方、SW4~6は、タッチ検出回路ユニット(14)の駆動をコントロールするスイッチであり、SW1~SW3が「ON」の状態ではSW4~6は「OFF」の状態とし、SW1~SW3を「OFF」にした後、SW4~SW6を「ON」にして、タッチ検出を行う。ただし、SW4~6を「ON」とするタイミングは、上記説明したSW1~SW3を「OFF」にしたのち、所定の待機時間(t)を経たのち、「ON」とする。この待機期間(t)としては、OLED充放電時定数τの0τ~5τ程度の範囲内であることが好ましい。
 図8に示すタイミングチャートにおいては、SW1~SW3を「ON」にしてから「OFF」にするまでの期間が、発光期間(LT)であり、SW1~SW3を「OFF」にして、待機時間(t)を経て、SW4~SW6を「ON」にしてタッチ検出を行った後、「OFF」にするまでの期間が、タッチ検出期間(ST)であり、LT+STを1フレーム期間(1FT)と称する。
 本発明の有機ELモジュールにおける発光期間(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、各OLEDの発光期間(LT)は、0.1~2.0msec.の範囲内とし、タッチ検出期間(ST)は0.05~0.3msec.の範囲内とし、1フレーム期間(1FT)を、0.15~2.3msec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、フリッカ低減の観点からは、60Hz以上とすることが好ましい。
 (実施形態1における駆動方法2)
 図9は、図6に記載の駆動回路(実施形態1)における発光期間とタッチ検出期間の他の一例(各OLEDに逆バイアス電圧付与)を示すタイミングチャートである。
 図9では、図8に記載のOLED印加電圧パターンに対し、SW1~SW3を「ON」にした後、発光期間(LT)の最後の「OFF」にする直前に、アノードとカソード間に逆印加電圧(逆バイアス電圧)を付与することにより、OLED消灯時の充放電を抑制したタイミングチャートで、SW4~SW6のパターンとしては、図8で示したような待機時間(t)を設ける必要がない。
 (実施形態1における発光期間の回路駆動)
 図10は、実施形態1の発光期間(LT)における回路の作動の一例を示す回路作動図である。
 実施形態1において、発光期間(LT)では、SW1~SW3を「ON」の状態にし、発光素子駆動回路部(23)で発光条件を制御して、2つの有機ELユニットの発光制御情報ルート(28A及び28B)に従って、2つの有機EL素子(22A及び22B)を発光させる。
 この時、タッチ検出回路ユニット(14)のSW4~SW6は「OFF」の状態とする。
 (実施形態1におけるタッチ検出期間の回路駆動)
 図11は、実施形態1のタッチ検出期間(ST)における回路作動の一例を示す回路作動図である。
 図11においては、発光素子駆動回路ユニット(12)のSW1~SW3を「OFF」にして、発光素子駆動回路を開放にし、タッチ検出回路ユニット(14)のスイッチ4(SW4)~スイッチ6(SW6)を「ON」にした状態で、有機ELパネル(2)を構成している検出電極であるアノード(4A及び4B)を含むアノード電極配線(25A及び25B)のガラス基板上面部を指(15)によりタッチすることにより、指(15)と検出電極であるアノード電極(4A及び4B)間に静電容量Cfが生じる。静電容量Cfはアース(接地)につながっている。29A~29Cは、センシング時のタッチ検出情報ルートである。
 〔実施形態2の代表的な駆動回路図〕
 図12は、図3及び図5で示したカソード(6)がフローティングになっている実施形態2の回路構成の一例を示す駆動回路図である。
 図12に示す有機ELモジュール(1)の回路図では、先の実施形態1で説明した図6で示した回路図と同様に、第1の有機ELユニットとして、2つに分割されている一方のアノード(4A)を構成するアノード電極配線(25A)と、共有するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)を有し、両配線間にダイオードである有機EL素子(22A)と、コンデンサー(21A、Cel1)が接続されている。更に、第2の有機ELユニットとして、2つに分割されている他方のアノード(4B)を構成するアノード電極配線(25B)と、共通するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)を有し、両配線間にダイオードである有機EL素子(22B)と、コンデンサー(21B、Cel2)が接続されている。
 左側の発光素子駆動回路ユニット(12)では、第1の有機ELユニットのアノード(4A)より引き出されたアノード電極配線(25A)がスイッチ1(SW1)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続され、第2の有機ELユニットのアノード(4B)より引き出されたアノード電極配線(25B)がスイッチ2(SW2)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続されている。
 一方、カソード(6)から引きだされたカソード電極配線(26)も、スイッチ3(SW3)を介して、発光素子駆動回路部(23)に接続されている。また、発光素子駆動回路部(23)は、グランド(27)につながれている。
 一方、タッチ検出回路ユニット(14)では、実施形態1と同様にタッチ検出電極として機能させるアノード電極から引き出したアノード電極配線(25A及び25B)を、スイッチ4(SW4)及びスイッチ5(SW5)を介してタッチ検出回路部(24)に接続されている。ただし、実施形態2においては、共通するカソード(6)を構成するカソード電極配線(26)はフローティング状態にあり、タッチ検出回路部(24)と接続されていない構成が特徴である。
 実施形態2の構成を取ることによっても、図3でその原理を説明したように、マルチタッチが可能となる。
 (実施形態2における駆動方法1及び駆動方法2)
 図13は、図12に記載の駆動回路(実施形態2)における発光期間とタッチ検出期間の一例を示すタイミングチャートであり、図14は、図12に記載の駆動回路(実施形態2)における発光期間とタッチ検出期間の他の一例(逆印加電圧付与)を示すタイミングチャートである。
 いずれもタイミングチャートも、先の実施形態1における図8及び図9に記載したタイミングチャートと、タッチ検出側のスイッチ構成がSW4及びSW5になった以外は、同様であり、その詳細な説明は省略する。
 〔その他の有機ELモジュールの回路図〕
 (実施形態3:各回路ユニットに独立したグランドを配置した例)
 図15は、有機ELモジュールの一例である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、それぞれ独立したグランドに接続されている実施形態3の駆動回路図である。
 図15に示す有機ELモジュール(1)の回路図において、中央に示した複数の有機ELユニットを有する有機ELパネル(2)、発光素子駆動回路ユニット(12)及びタッチ検出回路ユニット(14)の構成は、前記図6で説明した実施形態1におけるそれぞれと同一構成である。
 実施形態3においては、光素子駆動回路ユニット(12)に独立したグランド(27A)がつながれ、タッチ検出回路ユニット(14)に対しても独立したグランド(27B)が配置されている。
 (実施形態4:SW3に代えてコンデンサーを使用)
 図16に示す実施形態4では、前記図6に記載した実施形態1の駆動回路に対し、タッチ検出回路ユニット(14)を構成しているスイッチ4(SW4)~スイッチ6(SW6)を、それぞれコンデンサーCs1~Cs3に変更した構成である。コンデンサーCs1~Cs3を回路に組み入れることにより、スイッチ4~6と同様の機能を付与することができる。
 この時、発光素子駆動回路部(23)に、スイッチ1(SW1)~スイッチ3(SW3)が組み込まれた構成であってもよい。また、タッチ検出回路部(24)内部にコンデンサーCs1~Cs3が組み込まれている構成であってもよい。
 (実施形態5)
 図17に示す実施形態5では、有機ELモジュールがグランド1つで、OLEDが常時発光する方式のタッチ検出期間における回路作動の一例を示す回路作動図である。
 図17に記載の有機ELモジュール(実施形態5)では、発光素子駆動回路部(23)により制御する有機ELパネルを構成する2つの有機EL素子(22A及び22B)が連続的に発光し、タッチ検出回路部(24)により制御するタッチ検出期間が周期的に出現する駆動方式の駆動回路図を例示してある。具体的には、発光素子駆動回路部(23)とタッチ検出回路部(24)のグラウンドを結ぶ配線間にコンデンサー(31)を具備した構成である。
 図17において、発光素子駆動回路ユニット(12)側は、スイッチが存在していないため、常時回路がつながった状態にあり、有機EL素子(22)が連続して発光している。一方、右側に記載したタッチ検出回路ユニット(14)では、タッチ検出電極として機能させるアノード電極から引き出したアノード電極配線(25)を、スイッチ3(SW3)を介してタッチ検出回路部(24)に接続され、このタッチ検出回路部は、途中に、コンデンサー(31)を経由してグランド(27)につながれている。
 図17では、タッチ検出回路ユニット(14)のSW4~SW6を「ON」の状態とし、有機ELパネル(2)を構成している検出電極であるアノード電極(4)を含むアノード電極配線(25A及び25B)のガラス基板上面部を指(15)によりタッチすることにより、指(15)と検出電極であるアノード電極(4A及び4B)間に静電容量Cfが生じ、タッチを検出することができる。
 図18は、実施形態5における連続して発光する発光期間(ST)と間欠タッチ検出期間(ST)により構成されるタイミングチャートであり、前記図8で示したようなSW1~SW3が存在しておらず、2つの有機EL素子の駆動回路は常時繋がった状態になっているため、下段に示すように、2つの有機EL素子に対する印加電圧は、常に「ON」の状態にあり、常時発光している。これに対し、タッチ検出回路ユニット(14)のSW4~SW6を「ON/OFF」することにより、タッチ検出(ST)を周期的に行うことができる。
 《有機エレクトロルミネッセンスパネルの構成》
 有機ELモジュール(1)を構成する有機ELパネル(2)の代表例としては、例えば、前記図4で例示したように、透明基材(3)上に、分割されたアノード電極(4A及び4B、陽極)と、同じく分割された有機機能層ユニット(5A及び5B)が積層されて、有機機能層ユニット(5A及び5B)の上部には、共通の電極としてカソード電極(6、陰極)が積層されて、2つの発光ユニットを有する有機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)で封止し、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)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
 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。
 本発明に適用可能な有機EL素子の詳細な構成については、例えば、特開2013-157634号公報、特開2013-168552号公報、特開2013-177361号公報、特開2013-187211号公報、特開2013-191644号公報、特開2013-191804号公報、特開2013-225678号公報、特開2013-235994号公報、特開2013-243234号公報、特開2013-243236号公報、特開2013-242366号公報、特開2013-243371号公報、特開2013-245179号公報、特開2014-003249号公報、特開2014-003299号公報、特開2014-013910号公報、特開2014-017493号公報、特開2014-017494号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
 次いで、本発明に係る有機EL素子を構成する各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な透明基材(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。
 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する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(略称:PET)、ポリエチレンナフタレート(略称: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(略称: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(略称: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(略称: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素子の性能劣化を引き起こす成分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。
 (アノード電極:陽極)
 有機EL素子を構成する陽極としては、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、あるいはインジウム-スズの複合酸化物(ITO)、SnO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。
 透明陽極を、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。
 透明陽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、あるいは銀(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。
 上記陽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している層とは、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、陽極が、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。
 〔中間電極〕
 本発明に係る有機EL素子においては、陽極と陰極との間に、各有機機能層と発光層から構成される有機機能層ユニットを二つ以上積層した構造を有し、二つ以上の有機機能層ユニット間を、電気的接続を得るための独立した接続端子を有する中間電極層ユニットで分離した構造をとることができる。
 〔発光層〕
 有機EL素子を構成する発光層は、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている構成が好ましい。
 当該発光層は、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設ける構成であることが好ましい。
 発光層の厚さの総和は、概ね1~100nmの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧で発光させることができる点から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。
 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、あるいは、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、電荷の移動を制御することが可能となり、有機EL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、異なる発光成分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。
 本発明に適用可能なホスト化合物としては、例えば、特開2001-257076号公報、同2001-357977号公報、同2002-8860号公報、同2002-43056号公報、同2002-105445号公報、同2002-352957号公報、同2002-231453号公報、同2002-234888号公報、同2002-260861号公報、同2002-305083号公報、米国特許公開第2005/0112407号明細書、米国特許公開第2009/0030202号明細書、国際公開第2001/039234号、国際公開第2008/056746号、国際公開第2005/089025号、国際公開第2007/063754号、国際公開第2005/030900号、国際公開第2009/086028号、国際公開第2012/023947号、特開2007-254297号公報、欧州特許第2034538号明細書等に記載されている化合物を挙げることができる。
 〈発光材料〉
 本発明で用いることのできる代表的な発光材料としては、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℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃で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が、二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。
 本発明に使用できる公知のリン光発光性化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等を挙げることができる。
 Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許公開第2006/835469号明細書、米国特許公開第2006/0202194号明細書、米国特許公開第2007/0087321号明細書、米国特許公開第2005/0244673号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
 また、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2009/000673号、米国特許第7332232号明細書、米国特許公開第2009/0039776号明細書、米国特許第6687266号明細書、米国特許公開第2006/0008670号明細書、米国特許公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7396598号明細書、米国特許公開第2003/0138657号明細書、米国特許第7090928号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
 また、Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2006/082742号、米国特許公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7534505号明細書、米国特許公開第2007/0190359号明細書、米国特許第7338722号明細書、米国特許第7279704号明細書、米国特許公開第2006/103874号明細書等に記載の化合物も挙げることができる。
 さらには、国際公開第2005/076380号、国際公開第2008/140115号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/073149号、特開2009-114086号公報、特開2003-81988号公報、特開2002-363552号公報等に記載の化合物も挙げることができる。
 本発明において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1つの配位様式を含む錯体が好ましい。
 上記説明したリン光発光性化合物(リン光発光性金属錯体ともいう)は、例えば、Organic Letter誌、vol3、No.16、2579~2581頁(2001)、Inorganic Chemistry,第30巻、第8号、1685~1687頁(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第40巻、第7号、1704~1711頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第41巻、第12号、3055~3066頁(2002年)、New Journal of Chemistry.,第26巻、1171頁(2002年)、European Journal of Organic Chemistry,第4巻、695~709頁(2004年)、さらにこれらの文献中に記載されている参考文献等に開示されている方法を適用することにより合成することができる。
 〈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。
 〔有機機能層ユニット〕
 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として、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、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)にその詳細が記載されており、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が好ましい。
 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り、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細が記載されている。
 正孔注入層は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、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。
 また、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているような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、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
 電子注入層は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、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、陰極が透明電極である場合は、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、上記材料の一種又は二種以上からなる一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。その例としては、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報及びJ.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
 このように、正孔輸送層のp性を高くすると、より低消費電力の有機EL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や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(陰極)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:Alq)、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一種又は二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5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、特開平11-204258号公報、同11-204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(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。
 〔陰極〕
 陰極は、有機機能層ユニットや発光層に正孔を供給するために機能する電極層であり、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、TiO及びSnO等の酸化物半導体などが挙げられる。
 陰極は、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の範囲内で選ばれる。
 なお、有機EL素子が、陰極側からも発光光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、図2で示すように、封止部材(8)と、陰極(6)及び透明基板(3)とを封止用接着剤(7)で接着する方法を挙げることができる。
 封止部材(8)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(8)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/m・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/m・24h・atm(1atmは、1.01325×10Pa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/m・24h以下であることが好ましい。
 封止用接着剤(7)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および熱硬化型接着剤、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を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱および化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、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(7)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もできる。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素子の製造方法〕
 有機EL素子の製造方法としては、透明基材上に、陽極、発光層を含む有機機能層ユニット及び陰極を積層して形成することができる。
 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、陽極を形成する。同時に、陽極端部に、外部電源と接続する接続電極部を形成する。
 次に、この上に、有機機能層ユニットとして、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。
 これらの各有機機能層の形成は、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。
 以上のようにして有機機能層ユニットを形成した後、この上部に陰極を蒸着法やスパッタ法などの適宜の形成法によって形成する。この際、陰極は、有機機能層ユニットによって陽極に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層ユニットの上方から透明基板の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。
 陰極の形成後、これら透明基材、陽極、発光層を含む有機機能層ユニット及び陰極を封止材で封止する。すなわち、陽極及び陰極の端子部分を露出させた状態で、透明基材上に、少なくとも有機機能層ユニットを覆う封止材を設ける。
 また、有機ELパネルの製造において、例えば、有機EL素子の各電極と、発光素子駆動回路ユニット(12)、あるいはタッチ検出回路ユニット(14)と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、異方性導電膜(ACF)、導電性ペースト、又は金属ペーストであることが好ましい態様である。
 異方性導電膜(ACF)とは、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、目的に応じて適宜選択することができ、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、金属ペーストとしては、市販されている金属ナノ粒子ペースト等を挙げることができる。
 《有機ELモジュールの適用分野》
 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールは、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モジュールであり、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。
 〔スマートデバイス〕
 図19は、アイコン部に本発明の有機ELモジュールを具備したスマートデバイス(100)の一例を示す概略構成図である。本発明の有機ELモジュールは、アイコン部以外にも、主画面等に適用が可能である。
 本発明のスマートデバイス(100)は、図4~図18で説明したマルチ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(MD)と、液晶表示装置(120)等を備えて構成されている。液晶表示装置(120)としては、従来公知の液晶表示装置を用いることができる。
 図19では、本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュール(MD)を構成する2つの有機EL素子が発光している状態を示しており、正面側から見て2つのタッチ検出部(111A及び111B)の発光が視認される。なお、図19に示される表示パターン(111A及び111B)の形状は、マルチタッチ機能を有する一例であってこれらに限られるものでなく、いずれの図形、文字、模様等であっても良い。ここで、「表示パターン」とは、有機EL素子の発光により表示される図案(図の柄や模様)、文字、画像等をいう。
 〔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。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンスモジュールは、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モジュールであり、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、MD 有機ELモジュール
 2 有機ELパネル
 3 透明基材
 4A、4B アノード電極
 5 有機機能層ユニット
 6 カソード電極
 7 封止用接着剤
 8 封止部材
 10 従来型のタッチ検出電極
 11 カバーガラス
 12 発光素子駆動回路ユニット
 14 タッチ検出回路ユニット
 15 指
 16 接地(アース)
 21A、21B コンデンサー(Cel)
 22A、22B 有機EL素子
 23 発光素子駆動回路部
 24A、24B タッチ検出回路部
 25A、25B アノード電極配線
 26 カソード電極配線
 27、27A、27B グランド
 28A、28B 発光制御情報ルート
 29A、29B、29C タッチ検出情報ルート
 31、Cs1,Cs2,Cs3 コンデンサー(Cs)
 100 スマートデバイス
 111A、111B 表示パターン
 120 液晶表示装置
 1FT 1フレーム期間
 Cf 指食時の静電容量
 LT 発光期間
 ST タッチ検出期間
 SW1 スイッチ1
 SW2 スイッチ2
 SW3 スイッチ3
 SW4 スイッチ4
 SW5 スイッチ5
 SW6 スイッチ6
 t 待機時間
 τ OLED充放電時定数

Claims (11)

  1.  操作体による接触又は近接を検出するタッチ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であって、
     静電容量方式のタッチ検出回路部を有するタッチ検出回路ユニットと、有機エレクトロルミネッセンスパネルを駆動する発光素子駆動回路部を有する発光素子駆動回路ユニットとを有し、
     前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、複数の発光エリアを有し、内部の対向する位置に少なくとも2つの面状の一対の電極を有し、前記一対の電極が前記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、前記一対の電極の双方又はいずれか一方が前記タッチ検出回路ユニットに接続され、
     前記一対の電極のうち、一方の電極は複数個に分割され、他方の電極は単一構成であり、
     かつ、少なくとも前記複数個に分割されている一方の電極が、タッチ検出期間でそれぞれ同一電位が印加されている、
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
  2.  前記一対の電極のうち、前記複数個に分割され一方の電極群、及び前記他方の単一構成の電極の全てが、タッチ検出期間に同一電位が印加されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
  3.  前記複数個に分割されている電極の一方が、タッチ検出電極であることを特徴とする請求項1又は請求項2に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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離される状態であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
  5.  前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されない状態であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極の少なくとも一方の電極がフローティング電位の状態であり、かつ前記一対の電極の他方の電極が同電位な状態にあることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルの発光期間と、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間とが分離され、前記タッチ検出期間では、有機エレクトロルミネッセンスパネルの電気容量が検出されないように、前記一対の電極が同電位な状態にあることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に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部により制御する有機エレクトロルミネッセンスパネルが連続的に発光し、前記タッチ検出回路部により制御するタッチ検出期間が周期的に出現する駆動方式であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
  9.  前記発光期間の最後に、逆印加電圧期間を有することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
  10.  請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載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ことを特徴とするスマートデバイス。
  11.  請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載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ことを特徴とする照明装置。
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