JP2009283676A - Organic el display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL display apparatus compatible with a touch panel function with preventing increase of thickness and degradation of field of view angle characteristics and display quality and the like. <P>SOLUTION: An organic EL element 34 outputs light L2 weaker than light L1 output to a sealing substrate 14 side to a glass substrate 12 side. A light sensor that detects reflection light L3 on back side of the glass substrate 12 of the light L2 is formed on the glass substrate 12 side of the organic EL element 34. Without providing additional member, such as a protection glass plate or the like, the reflection light L3, which is obtained by that the light L2 output to the glass substrate 12 side from the organic EL element 34 is reflected by contact of a finger F on the back side of the glass substrate 12, can be detected by the light sensor. With preventing increase of thickness caused by added members and degradation of field angle characteristics and display quality and the like, the apparatus can deal with a touch panel function which detects contact of the finger F or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、第１基板と第２基板との間に配置された有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。   The present invention relates to an organic EL display device including an organic EL element disposed between a first substrate and a second substrate.

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(ＥＬ)表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性の有機ＥＬ素子をマトリクス状に備えており、広視野角、低消費電力で、かつ、高応答性を有しているとともに、バックライトが必要なく、薄型化も可能であることから、その適用範囲が広がってきている。   In recent years, organic electroluminescence (EL) display devices have attracted attention as flat display devices. This organic EL display device includes self-luminous organic EL elements in a matrix, has a wide viewing angle, low power consumption, high responsiveness, does not require a backlight, and is thin. The range of application is expanding.

例えば、このような有機ＥＬ表示装置を、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、あるいは携帯電話などの携帯端末に用いる際には、使用者が指などで触れることでタッチパネル式の入力インタフェースとして利用可能とすることが考えられる(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００３−２９６０２２号公報 For example, when such an organic EL display device is used for a PDA (Personal Digital Assistant) or a portable terminal such as a cellular phone, it can be used as a touch panel type input interface when the user touches it with a finger or the like. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-296022

しかしながら、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子をマトリクス状に有するアレイ基板に対して表示側である封止基板を対向配置させて構成されているので、封止基板側に使用者が指で触れると、その触れ方が強いときに封止基板が撓んで有機ＥＬ素子と接触し、素子欠陥を生じるおそれがある。   However, since the top emission type organic EL display device is configured by disposing a sealing substrate on the display side opposite to an array substrate having organic EL elements in a matrix, a user is placed on the sealing substrate side. When touching with a finger, when the touch is strong, the sealing substrate may bend and come into contact with the organic EL element, which may cause an element defect.

このため、封止基板側に保護用の強化ガラスを配置して、封止基板側に強く触れた際の素子欠陥を防止することが考えられるものの、このような構成では、強化ガラスを配置する分、厚みが増加してしまうとともに、強化ガラスによって視野角特性が損なわれ、かつ、強化ガラスの背面側の位置からの表示となって表示品位が低下するなど、有機ＥＬ表示装置としての利点を著しく損なうという問題点を有している。   For this reason, although it is considered that protective tempered glass is disposed on the sealing substrate side to prevent element defects when strongly touching the sealing substrate side, in such a configuration, tempered glass is disposed. In addition to the increase in thickness, the viewing angle characteristics are impaired by the tempered glass, and the display quality is lowered due to the display from the position on the back side of the tempered glass. There is a problem of significant damage.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、厚みの増加、視野角特性および表示品位の低下などを防止しつつタッチパネル機能に対応できる有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an organic EL display device capable of supporting a touch panel function while preventing an increase in thickness, a viewing angle characteristic, and a deterioration in display quality.

本発明は、透光性を有する第１基板と、透光性を有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板上に形成され、前記第２基板側に光を出力するとともに、この第２基板側に出力する光よりも弱い光を前記第１基板側に出力可能な有機ＥＬ素子と、前記第１基板上でかつ前記有機ＥＬ素子の前記第１基板側に形成され、前記有機ＥＬ素子から前記第１基板側へと出力された光の前記第１基板の背面側での反射光を検出可能な光センサとを具備したものである。   The present invention provides a first substrate having translucency, a second substrate having translucency and disposed opposite to the first substrate, and formed on the first substrate, and on the second substrate side. An organic EL element capable of outputting light to the first substrate side while outputting light and light weaker than the light output to the second substrate side; and the first substrate of the organic EL element on the first substrate And an optical sensor that is capable of detecting reflected light on the back side of the first substrate of light output from the organic EL element to the first substrate side.

そして、有機ＥＬ素子により、第２基板側に出力する光よりも弱い光を第１基板側へと出力し、この光の第１基板の背面側での反射光を検出可能な光センサを有機ＥＬ素子の第１基板側に形成する。   Then, an organic EL element is used to output light that is weaker than the light output to the second substrate side to the first substrate side, and to detect the reflected light on the back side of the first substrate. It is formed on the first substrate side of the EL element.

本発明によれば、追加の部材などを設けることなく、有機ＥＬ素子から第１基板側へと出力された光の第１基板の背面側での接触物の接触による反射光を光センサで検出でき、厚みの増加、視野角特性および表示品位の低下などを防止しつつ、被検出物の接触を検出するタッチパネル機能に対応できる。   According to the present invention, without providing an additional member or the like, the reflected light due to the contact of the contact object on the back side of the first substrate of the light output from the organic EL element to the first substrate side is detected by the optical sensor. It is possible to cope with a touch panel function that detects contact of an object to be detected while preventing an increase in thickness, a viewing angle characteristic, and a deterioration in display quality.

以下、本発明の一実施の形態の有機ＥＬ表示装置の構成を図１ないし図４を参照して説明する。   Hereinafter, the configuration of an organic EL display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１および図２において、11はトップエミッション型でかつアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置を示し、この有機ＥＬ表示装置11は、透光性および絶縁性を有する第１基板としてのガラス基板12を備え背面側をなすアレイ基板13と、透光性および絶縁性を有しアレイ基板13に対向配置されて表面側すなわち表示面側をなす第２基板としての封止基板14とを、接着剤により枠状に形成された図示しない接着部を介して互いに貼り合わせて形成されている。そして、この有機ＥＬ表示装置11は、接着部によって囲まれた領域が表示領域16となっており、この表示領域16には、例えば白色を構成する原色である赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)のそれぞれの色に対応した副画素SPR，SPG，SPBがマトリクス状に配置され、これら副画素SPR，SPG，SPBで１つの画素Ｐをマトリクス状に構成しているとともに、これら画素Ｐのそれぞれに対応して、光センサ部17(図３)が形成されている。なお、以下、副画素SPR，SPG，SPBの少なくともいずれか、あるいは全体を、単に副画素SPということがある。なお、図１において、アレイ基板13側は、アンダコート層および絶縁層などの各種の層を省略している。   1 and 2, reference numeral 11 denotes a top emission type and active matrix type organic EL display device. The organic EL display device 11 includes a glass substrate 12 as a first substrate having translucency and insulating properties. And an array substrate 13 on the back side, and a sealing substrate 14 as a second substrate that has translucency and insulating properties and is disposed opposite to the array substrate 13 and forms the surface side, that is, the display surface side, by an adhesive. They are bonded to each other via an unillustrated adhesive portion formed in a frame shape. In the organic EL display device 11, a region surrounded by the bonding portion is a display region 16. The display region 16 includes, for example, red (R) and green (G) which are primary colors constituting white. And sub-pixels SPR, SPG, SPB corresponding to the respective colors of blue and blue (B) are arranged in a matrix, and these sub-pixels SPR, SPG, SPB constitute one pixel P in a matrix, and these Corresponding to each of the pixels P, an optical sensor unit 17 (FIG. 3) is formed. Hereinafter, at least one of the sub-pixels SPR, SPG, and SPB, or the entire sub-pixel SPR may be simply referred to as a sub-pixel SP. In FIG. 1, various layers such as an undercoat layer and an insulating layer are omitted on the array substrate 13 side.

アレイ基板13は、例えば研磨によって０．１ｍｍ程度の厚みとしたガラス基板12上に、光センサ部17が形成され、この光センサ部17の上部に、複数の書き込み制御線である走査線21および複数の信号線22が格子状に形成されているとともに、それぞれの走査線21に対応して、これら走査線21に対して平行に保持容量線23、高電位電源線である電源供給線24、センサ用制御線25，26がそれぞれ形成されている。また、走査線21と信号線22との交差位置には、副画素SPをそれぞれ独立駆動させるスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)31がそれぞれ形成されており、これら薄膜トランジスタ31に対して、保持容量32および駆動制御素子としての駆動トランジスタ33がそれぞれ電気的に接続され、かつ、この駆動トランジスタ33に、有機ＥＬ素子34が電気的に接続されている。   In the array substrate 13, for example, an optical sensor unit 17 is formed on a glass substrate 12 having a thickness of about 0.1 mm by polishing, and a scanning line 21 and a plurality of write control lines are formed on the optical sensor unit 17. A plurality of signal lines 22 are formed in a lattice shape, and corresponding to each scanning line 21, a storage capacitor line 23, a power supply line 24, which is a high-potential power line, parallel to these scanning lines 21, Sensor control lines 25 and 26 are respectively formed. Thin film transistors (TFTs) 31 as switching elements for independently driving the sub-pixels SP are formed at the intersections between the scanning lines 21 and the signal lines 22, respectively. The driving transistor 33 as a driving control element is electrically connected to the driving transistor 33, and the organic EL element 34 is electrically connected to the driving transistor 33.

走査線21および信号線22は、導電性の部材により形成され、各走査線21が走査線駆動回路であるゲートドライバ36に電気的に接続され、各信号線22が信号線駆動回路であるソースドライバ37に接続されている。   The scanning lines 21 and the signal lines 22 are formed of conductive members, each scanning line 21 is electrically connected to a gate driver 36 that is a scanning line driving circuit, and each signal line 22 is a source that is a signal line driving circuit. Connected to driver 37.

薄膜トランジスタ31は、ゲート電極が走査線21に電気的に接続され、ソース電極が信号線22に電気的に接続され、かつ、ドレイン電極が保持容量32および駆動トランジスタ33に電気的に接続されている。そして、この薄膜トランジスタ31は、ゲートドライバ36からの信号が走査線21を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御されてオンされる副画素SPとオフされる副画素SPとを電気的に分離するとともに、ソースドライバ37から信号線22を介して入力されたオン副画素SPへの映像信号を保持するものである。   The thin film transistor 31 has a gate electrode electrically connected to the scanning line 21, a source electrode electrically connected to the signal line 22, and a drain electrode electrically connected to the storage capacitor 32 and the drive transistor 33. . The thin film transistor 31 electrically connects a sub-pixel SP that is turned on and a sub-pixel SP that is turned off by applying a signal from the gate driver 36 to the gate electrode via the scanning line 21. In addition to the separation, the video signal to the on-subpixel SP input from the source driver 37 via the signal line 22 is held.

保持容量32は、駆動トランジスタ33のゲート電位を所定時間保持するものである。   The holding capacitor 32 holds the gate potential of the driving transistor 33 for a predetermined time.

駆動トランジスタ33は、薄膜トランジスタ31と同様の薄膜トランジスタであり、ゲート電極が薄膜トランジスタ31のドレイン電極に電気的に接続され、ソース電極が電源供給線24に電気的に接続され、かつ、ドレイン電極が有機ＥＬ素子34に電気的に接続されている。そして、この駆動トランジスタ33は、薄膜トランジスタ31を介して供給される映像信号に基づき、有機ＥＬ素子34に駆動電流を供給するものである。   The drive transistor 33 is a thin film transistor similar to the thin film transistor 31, the gate electrode is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor 31, the source electrode is electrically connected to the power supply line 24, and the drain electrode is an organic EL. It is electrically connected to the element 34. The drive transistor 33 supplies a drive current to the organic EL element 34 based on the video signal supplied via the thin film transistor 31.

有機ＥＬ素子34は、ＯＬＥＤ(ＯＥＬＤ)などとも呼ばれるもので、副画素SPR，SPG，SPBに対応する有機ＥＬ素子34R，34G，34Bから構成されている。そして、これら有機ＥＬ素子34R，34G，34Bは、有機発光層としての光活性層である有機ＥＬ層41のガラス基板12側に、第１電極としての画素電極である反射電極42が形成されているとともに、有機ＥＬ層41の封止基板14側に、第２電極としての対向電極である半透明電極43が形成されている。   The organic EL element 34 is also called an OLED (OELD) or the like, and includes organic EL elements 34R, 34G, and 34B corresponding to the subpixels SPR, SPG, and SPB. In the organic EL elements 34R, 34G, and 34B, a reflective electrode 42 that is a pixel electrode as a first electrode is formed on the glass substrate 12 side of an organic EL layer 41 that is a photoactive layer as an organic light emitting layer. In addition, a translucent electrode 43 as a counter electrode as a second electrode is formed on the sealing substrate 14 side of the organic EL layer 41.

有機ＥＬ層41は、有機ＥＬ素子34R，34G，34Bに対応して、赤、緑あるいは青に発光する発光機能を有する有機系材料により形成された図示しない発光層と、ホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層あるいはバッファ層などの機能層とを有している。   The organic EL layer 41 includes a light emitting layer (not shown) formed of an organic material having a light emitting function that emits red, green, or blue light corresponding to the organic EL elements 34R, 34G, and 34B, a hole injection layer, and hole transport. A functional layer such as a layer, a blocking layer, an electron transport layer, or a buffer layer.

反射電極42は、光反射性を有する導電部材、例えばアルミニウム(Ａｌ)などにより、有機ＥＬ層41のガラス基板12側に隣接して島状に形成されている。   The reflective electrode 42 is formed in an island shape adjacent to the glass substrate 12 side of the organic EL layer 41 by a light reflective conductive member such as aluminum (Al).

また、半透明電極43は、透光性を有する導電部材、例えばマグネシウム銀(ＭｇＡｇ)などにより、有機ＥＬ層41の封止基板14側に隣接して形成されている。   The translucent electrode 43 is formed adjacent to the sealing substrate 14 side of the organic EL layer 41 with a light-transmitting conductive member such as magnesium silver (MgAg).

ここで、有機ＥＬ素子34は、通常のトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置と比較して、半透明電極43の透過率を例えば６０％〜８５％程度に低減させるように組成調整したり、あるいは、半透明電極43の膜厚を増加させたりすることにより、光を、主として半透明電極43を透過させて封止基板14側へと出力する(光L1)とともに、光の一部を、反射電極42を透過させてガラス基板12側へと出力する(光L2)ように構成されている。すなわち、有機ＥＬ素子34は、ガラス基板12側へと、封止基板14側に出力する光L1よりも弱い光L2を出力するように構成されている。もちろん、反射電極42の膜厚を薄くするようにしてもよく、また、封止基板14側に出射した光のこの基板界面における反射光もガラス基板12側へと出力する光L2の一部となったり、実際には有機ＥＬ層41は図１に示すように平坦ではなく図示しない各色の分離を兼ねたリブ内に形成されているため、凹凸形状を有することから下面側への光放射も発生したりする。   Here, the composition of the organic EL element 34 is adjusted so that the transmissivity of the semitransparent electrode 43 is reduced to, for example, about 60% to 85%, compared to a normal top emission type organic EL display device, or By increasing the film thickness of the semitransparent electrode 43, light is mainly transmitted through the semitransparent electrode 43 and output to the sealing substrate 14 side (light L1), and part of the light is reflected The electrode 42 is transmitted and output to the glass substrate 12 side (light L2). That is, the organic EL element 34 is configured to output light L2 weaker than light L1 output to the sealing substrate 14 side toward the glass substrate 12 side. Of course, the thickness of the reflective electrode 42 may be reduced, and the reflected light at the substrate interface of the light emitted to the sealing substrate 14 side is also a part of the light L2 output to the glass substrate 12 side. In reality, the organic EL layer 41 is not flat as shown in FIG. 1 and is formed in a rib that also serves to separate each color (not shown). Occur.

また、光センサ部17は、図１ないし図３に示すように、ガラス基板12上に、光センサ51、センサ容量52、出力制御用スイッチング素子としての制御用薄膜トランジスタ53、増幅部としての薄膜トランジスタであるソースフォロワアンプ54、および、プリチャージ用スイッチング素子としてのプリチャージ制御用薄膜トランジスタ55を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the optical sensor unit 17 includes an optical sensor 51, a sensor capacitor 52, a control thin film transistor 53 as an output control switching element, and a thin film transistor as an amplification unit on a glass substrate 12. A source follower amplifier 54 and a precharge control thin film transistor 55 as a precharge switching element are provided.

光センサ51は、例えばＰＩＮダイオードであり、図４に示すように、ガラス基板12上にアンダコート層61が形成され、このアンダコート層61上に半導体層62が島状に形成され、この半導体層62にｐ＋領域62a、ｐ−領域62bおよびｎ＋領域62cが図中の左右方向に並んで形成されてダイオードが構成されている。さらに、この半導体層62上には、第１絶縁層63が形成され、この第１絶縁層63上のｐ−領域62bに対応する位置に電極であるゲート電極64が形成され、このゲート電極64を覆って第２絶縁層65が形成され、第１絶縁層63と第２絶縁層65とを貫通してコンタクトホール66，67が形成されている。そして、これらコンタクトホール66，67は、それぞれｐ＋領域62aとｎ＋領域62cとに臨んでおり、コンタクトホール66に電極としての一方の電極であるアノード68が形成され、コンタクトホール67に電極としての他方の電極であるカソード69が形成されて、それぞれｐ＋領域62aとｎ＋領域62cとに電気的に接続されている。また、カソード69は、その一部がゲート電極64側に延設されており、有機ＥＬ素子34からガラス基板12側へと出力された光L2を光センサ51に対して遮断する遮光部70を形成している。 The optical sensor 51 is, for example, a PIN diode. As shown in FIG. 4, an undercoat layer 61 is formed on the glass substrate 12, and a semiconductor layer 62 is formed in an island shape on the undercoat layer 61. p + region 62a in the layer 62, p - region 62b and the n + region 62c is a diode are formed side by side in the left-right direction in the diagram is constructed. Further, a first insulating layer 63 is formed on the semiconductor layer 62, and a gate electrode 64 as an electrode is formed at a position corresponding to the p − region 62b on the first insulating layer 63. A second insulating layer 65 is formed so as to cover the first and second contact layers 66 and 67 through the first insulating layer 63 and the second insulating layer 65. These contact holes 66 and 67 face the p + region 62a and the n + region 62c, respectively. An anode 68, which is one electrode as an electrode, is formed in the contact hole 66, and an electrode is formed in the contact hole 67 as an electrode. The other electrode 69 is formed, and is electrically connected to the p + region 62a and the n + region 62c, respectively. A part of the cathode 69 is extended to the gate electrode 64 side, and a light shielding portion 70 that blocks the light L2 output from the organic EL element 34 to the glass substrate 12 side from the optical sensor 51 is provided. Forming.

さらに、光センサ51は、図３に示すように、アノード68側およびゲート電極64が副画素SPG用の信号線22Gに電気的に接続され、カソード69側がソースフォロワアンプ54のゲート電極に電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 3, in the optical sensor 51, the anode 68 side and the gate electrode 64 are electrically connected to the signal line 22G for the subpixel SPG, and the cathode 69 side is electrically connected to the gate electrode of the source follower amplifier 54. It is connected to the.

なお、上記アンダコート層61、半導体層62、第１絶縁層63、ゲート64、第２絶縁層65、コンタクトホール66，67、アノード68およびカソード69は、例えばそれぞれ薄膜トランジスタ31の対応する各構成を形成するときに同時に形成されるものである。   The undercoat layer 61, the semiconductor layer 62, the first insulating layer 63, the gate 64, the second insulating layer 65, the contact holes 66 and 67, the anode 68, and the cathode 69 have, for example, respective configurations corresponding to the thin film transistor 31. It is formed at the same time as forming.

センサ容量52は、光センサ51に対して並列に接続され、これらセンサ容量52および光センサ51は、制御用薄膜トランジスタ53およびソースフォロワアンプ54を介して、副画素SPR用の信号線22Rに電気的に接続されているとともに、プリチャージ制御用薄膜トランジスタ55を介して副画素SPB用の信号線22Bに電気的に接続されている。   The sensor capacitor 52 is connected in parallel to the optical sensor 51. The sensor capacitor 52 and the optical sensor 51 are electrically connected to the signal line 22R for the subpixel SPR via the control thin film transistor 53 and the source follower amplifier 54. And electrically connected to the signal line 22B for the sub-pixel SPB through the precharge control thin film transistor 55.

制御用薄膜トランジスタ53は、センサ用制御線25にゲート電極が接続され、副画素SPR用の信号線22Rにドレイン電極が接続されて、センサ用制御線25に印加される信号に応じてオンオフされる。   The control thin film transistor 53 has a gate electrode connected to the sensor control line 25, a drain electrode connected to the signal line 22R for the subpixel SPR, and is turned on / off according to a signal applied to the sensor control line 25. .

ソースフォロワアンプ54は、制御用薄膜トランジスタ53のソース電極にドレイン電極が接続され、副画素SPG用の信号線22Gにソース電極が接続されている。   In the source follower amplifier 54, the drain electrode is connected to the source electrode of the control thin film transistor 53, and the source electrode is connected to the signal line 22G for the subpixel SPG.

また、プリチャージ制御薄膜トランジスタ55は、センサ用制御線26にゲート電極が接続され、ソースフォロワアンプ54のゲート電極にソース電極が接続され、かつ、副画素SPB用の信号線22Bにドレイン電極が接続され、センサ用制御線26に印加される信号に応じてオンオフされる。   The precharge control thin film transistor 55 has a gate electrode connected to the sensor control line 26, a source electrode connected to the gate electrode of the source follower amplifier 54, and a drain electrode connected to the signal line 22B for the sub-pixel SPB. In response to a signal applied to the sensor control line 26, the signal is turned on / off.

そして、光センサ部17は、図２に示すように、プリチャージ部としてのプリチャージ回路75、露光時間可変部としての露光時間可変回路76、制御部としての制御回路77、変換部としてのＡ／Ｄ変換回路78、および、出力部としての出力回路79などにより制御されている。   As shown in FIG. 2, the optical sensor unit 17 includes a precharge circuit 75 as a precharge unit, an exposure time variable circuit 76 as an exposure time variable unit, a control circuit 77 as a control unit, and an A as a conversion unit. It is controlled by a / D conversion circuit 78, an output circuit 79 as an output unit, and the like.

プリチャージ回路75は、各ドライバ36，37による映像信号の書き込みが行われていない水平ブランキング期間を利用して信号線22に信号を出力することで制御されている。具体的に、プリチャージ回路75は、各画素Ｐ中の副画素SPGの信号線22Gに、光センサ部17のアース電位に相当する基準電圧を印加し、副画素SPBの信号線22Bに、センサ容量52にプリチャージするためのプリチャージ電圧を印加し、副画素SPRの信号線22Rに、例えば５Ｖなどの所定の電圧を印加する。なお、プリチャージ電圧と基準電圧とは、例えば同位相で振動している。   The precharge circuit 75 is controlled by outputting a signal to the signal line 22 using a horizontal blanking period in which video signals are not written by the drivers 36 and 37. Specifically, the precharge circuit 75 applies a reference voltage corresponding to the ground potential of the optical sensor unit 17 to the signal line 22G of the subpixel SPG in each pixel P, and applies a sensor to the signal line 22B of the subpixel SPB. A precharge voltage for precharging the capacitor 52 is applied, and a predetermined voltage such as 5 V is applied to the signal line 22R of the sub-pixel SPR. Note that the precharge voltage and the reference voltage vibrate in the same phase, for example.

露光時間可変回路76は、センサ用制御線25を制御して各画素Ｐに配置されたプリチャージ制御用薄膜トランジスタ55のオンオフを切り換えることにより、プリチャージ回路75によって信号線22に出力された信号をセンサ容量52に書き込むものである。   The exposure time variable circuit 76 controls the sensor control line 25 to switch on / off of the precharge control thin film transistor 55 arranged in each pixel P, and thereby outputs the signal output to the signal line 22 by the precharge circuit 75. This is written in the sensor capacitor 52.

制御回路77は、センサ用制御線26を制御して各画素Ｐに配置された制御用薄膜トランジスタ53のオンオフを切り換えることにより、光センサ部17の出力を信号線22に取り出すものである。   The control circuit 77 controls the sensor control line 26 to switch on / off the control thin film transistor 53 disposed in each pixel P, thereby extracting the output of the optical sensor unit 17 to the signal line 22.

Ａ／Ｄ変換回路78は、光センサ部17が信号線22を介して出力する信号をデジタル信号に変換するものである。   The A / D conversion circuit 78 converts a signal output from the optical sensor unit 17 via the signal line 22 into a digital signal.

出力回路79は、Ａ／Ｄ変換回路78により変換されたデジタル信号を図示しないセンサ用ＩＣに出力するものである。   The output circuit 79 outputs the digital signal converted by the A / D conversion circuit 78 to a sensor IC (not shown).

そして、センサ用ＩＣは、この出力されたデジタル信号により、撮像データを得るもので、例えば有機ＥＬ表示装置11の外部に所定のインタフェースを介して接続されている。また、このセンサ用ＩＣにより得られた撮像データは、図示しないメモリに格納される。   The sensor IC obtains imaging data from the output digital signal, and is connected to the outside of the organic EL display device 11 via a predetermined interface, for example. Further, the image data obtained by the sensor IC is stored in a memory (not shown).

一方、封止基板14は、アレイ基板13の有機ＥＬ素子34などに対して離間されて形成されている。また、この封止基板14の表面には、円偏光板81が貼着されている。   On the other hand, the sealing substrate 14 is formed apart from the organic EL elements 34 of the array substrate 13 and the like. A circularly polarizing plate 81 is attached to the surface of the sealing substrate 14.

また、接着部は、例えば光硬化部材(光硬化樹脂)などを用いて形成されている。   Moreover, the adhesion part is formed using a photocuring member (photocuring resin), for example.

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。   Next, the operation of the above embodiment will be described.

有機ＥＬ表示装置11では、図示しない外部回路からの映像信号に対応して、ゲートドライバ36を介して各走査線21にゲート電圧が印加されることで、各走査線21にゲート電極が接続された薄膜トランジスタ31がオンされ、ソースドライバ37を介して薄膜トランジスタ31のソース電極に供給された映像信号が、薄膜トランジスタ31により駆動トランジスタ33へと供給され、この映像信号に応じて、駆動トランジスタ33により、各有機ＥＬ素子34へと駆動電流が供給されて各有機ＥＬ素子34が発光する。   In the organic EL display device 11, a gate voltage is applied to each scanning line 21 via the gate driver 36 in response to a video signal from an external circuit (not shown), so that the gate electrode is connected to each scanning line 21. The thin film transistor 31 is turned on, and the video signal supplied to the source electrode of the thin film transistor 31 through the source driver 37 is supplied to the drive transistor 33 by the thin film transistor 31. A drive current is supplied to the organic EL elements 34, and each organic EL element 34 emits light.

これら有機ＥＬ素子34から出力された光L1は、半透明電極43、封止基板14および円偏光板81を通過して表面側へと出力されて、画像信号により規定される画像が表示される。   The light L1 output from these organic EL elements 34 passes through the translucent electrode 43, the sealing substrate 14 and the circularly polarizing plate 81 and is output to the front side, and an image defined by the image signal is displayed. .

また、有機ＥＬ素子34から出力された光L2は、ガラス基板12などを通過して背面側すなわち裏側へと出力される。   The light L2 output from the organic EL element 34 passes through the glass substrate 12 and the like and is output to the back side, that is, the back side.

この出力された光L2は、ガラス基板12の背面側に使用者が指Ｆなどを触れていたり、指Ｆが近接したりしている場合に、この指Ｆなどにより反射されて反射光L3となる。   The output light L2 is reflected by the finger F and the reflected light L3 when the user touches the finger F or the like on the back side of the glass substrate 12 or the finger F is in proximity. Become.

ここで、光センサ部17では、有機ＥＬ素子34へと駆動電流が供給されていない水平ブランキング期間において、プリチャージ回路75により、信号線22Gに一定の周期で振動する基準電圧を印加するとともに、信号線22Bに基準電圧と同位相で振動するプリチャージ電圧を印加する。続いて、露光時間可変回路76により、センサ用制御線25にゲート電圧を印加することでプリチャージ制御用薄膜トランジスタ55がオンされ、信号線22Bからこのプリチャージ制御用薄膜トランジスタ55を介してセンサ容量52にプリチャージ電圧が印加され、所定の露光時間の間、光センサ51に入射する反射光L3の光量に応じて光センサ51にリーク電流が発生し、センサ容量52の電位が変化する。   Here, in the optical sensor unit 17, in the horizontal blanking period in which the drive current is not supplied to the organic EL element 34, the precharge circuit 75 applies a reference voltage that oscillates at a constant cycle to the signal line 22G. A precharge voltage that oscillates in the same phase as the reference voltage is applied to the signal line 22B. Subsequently, by applying a gate voltage to the sensor control line 25 by the exposure time variable circuit 76, the precharge control thin film transistor 55 is turned on, and the sensor capacitor 52 is connected from the signal line 22B via the precharge control thin film transistor 55. A precharge voltage is applied to the photosensor 51, and a leak current is generated in the photosensor 51 in accordance with the amount of reflected light L3 incident on the photosensor 51 for a predetermined exposure time, and the potential of the sensor capacitor 52 changes.

そして、プリチャージ回路75により信号線22Rを例えば５Ｖにプリチャージし、制御回路77によりセンサ用制御線26にゲート電圧を印加して制御用薄膜トランジスタ53をオンし、ソースフォロワアンプ54を信号線22Rに導通させる。このソースフォロワアンプ54のゲート電極に接続されているセンサ容量52の残存電圧に応じて信号線22Rの電圧が変化する。   Then, the signal line 22R is precharged to, for example, 5V by the precharge circuit 75, the gate voltage is applied to the sensor control line 26 by the control circuit 77 to turn on the control thin film transistor 53, and the source follower amplifier 54 is connected to the signal line 22R. To conduct. The voltage of the signal line 22R changes according to the residual voltage of the sensor capacitor 52 connected to the gate electrode of the source follower amplifier 54.

この後、Ａ／Ｄ変換回路78において、信号線22Rの電圧値と所定の基準電位とを比較することで、各光センサ51(各画素Ｐ)に入射した反射光L3の光量が計測され、この光量が、Ａ／Ｄ変換回路78によりデジタル信号に変換され、出力回路79を介してセンサ用ＩＣに入力されて撮像データとなり、このセンサ用ＩＣにて、メモリに格納されている過去の撮像データとの差分が計算され、この差分画像を解析することにより、使用者の指Ｆが近接している座標、および、指Ｆがガラス基板12に接触しているか否かを検出する。   Thereafter, the A / D conversion circuit 78 compares the voltage value of the signal line 22R with a predetermined reference potential, thereby measuring the amount of reflected light L3 incident on each photosensor 51 (each pixel P). This amount of light is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 78 and input to the sensor IC via the output circuit 79 to become imaging data, and the past imaging stored in the memory by this sensor IC. The difference with the data is calculated, and by analyzing this difference image, it is detected whether the user's finger F is in close proximity and whether the finger F is in contact with the glass substrate 12.

上述したように、上記一実施の形態では、有機ＥＬ素子34により、封止基板14側に出力する光L1よりも弱い光L2をガラス基板12側へと出力し、この光L2のガラス基板12の背面側での反射光L3を検出可能な光センサ51を有機ＥＬ素子34のガラス基板12側に形成する構成とした。   As described above, in the one embodiment, the organic EL element 34 outputs light L2 weaker than the light L1 output to the sealing substrate 14 side to the glass substrate 12 side, and the glass substrate 12 of this light L2 is output. The optical sensor 51 capable of detecting the reflected light L3 on the back side is formed on the glass substrate 12 side of the organic EL element 34.

したがって、封止基板14側に指Ｆなどを接触させることでタッチパネル機能を得る場合のように、使用者が指Ｆなどで比較的強く触れた場合でも撓んで有機ＥＬ素子34が損傷することがないので、保護用のガラス板などの追加の部材を設けることなく、有機ＥＬ素子34からガラス基板12側へと出力された光L2がガラス基板12の背面側で指Ｆなどの接触物の接触によって反射された反射光L3を光センサ51で検出でき、部材の追加に伴う厚みの増加、視野角特性および表示品位の低下などを防止しつつ、指Ｆなどの接触物の接触を検出するタッチパネル機能に対応できる。   Therefore, even when the user touches the finger F or the like with a relatively strong touch with the finger F or the like as in the case of obtaining a touch panel function by bringing the finger F or the like into contact with the sealing substrate 14 side, the organic EL element 34 may be bent and damaged. Since there is no additional member such as a protective glass plate, the light L2 output from the organic EL element 34 to the glass substrate 12 side contacts a contact object such as a finger F on the back side of the glass substrate 12. The touch panel that can detect the reflected light L3 reflected by the light sensor 51 and detects the contact of a contact object such as a finger F while preventing an increase in thickness, a decrease in viewing angle characteristics and a display quality due to the addition of members. Can correspond to the function.

すなわち、広視野角、低消費電力で、高応答性を有し、かつ、薄型である有機ＥＬ表示装置11の利点を生かした、タッチパネル機能対応の表示装置を得ることができる。   In other words, it is possible to obtain a display device compatible with the touch panel function that takes advantage of the thin organic EL display device 11 having a wide viewing angle, low power consumption, high response, and thinness.

また、有機ＥＬ素子34からガラス基板12側へと出力される光L2を光センサ51に対して遮断する遮光部70を備えることで、光センサ51の検出が有機ＥＬ素子34からの直接の光L2によって阻害されることを防止でき、検出精度を向上できる。   In addition, the light sensor 51 includes a light shielding unit 70 that blocks the light L2 output from the organic EL element 34 toward the glass substrate 12 to the optical sensor 51, so that the light sensor 51 can detect light directly from the organic EL element 34. Inhibition by L2 can be prevented, and detection accuracy can be improved.

さらに、光センサ51をＰＩＮダイオードとし、この光センサ51のカソード69の一部を延ばして遮光部70を形成することで、別個に遮光部を形成する場合と比較して、構成を簡略化できるとともに、カソード69を製造する際に、このカソード69のパターン形状を変えるだけで遮光部70を形成できるので、遮光部70を形成する工程を別個に必要とせず、製造工数の増加を防止できる。   Further, the light sensor 51 is a PIN diode, and a part of the cathode 69 of the light sensor 51 is extended to form the light shielding part 70, so that the configuration can be simplified as compared with the case where the light shielding part is separately formed. At the same time, when manufacturing the cathode 69, the light shielding part 70 can be formed simply by changing the pattern shape of the cathode 69. Therefore, a separate process for forming the light shielding part 70 is not required, and an increase in the number of manufacturing steps can be prevented.

そして、例えば光センサを液晶表示装置に内蔵する場合には、液晶表示装置のアレイ基板の板厚を薄くしても、液晶表示装置に必須の偏光板を介して指などを接触させなければならないので、内蔵された光センサと指との距離がアレイ基板の板厚と偏光板の厚みとの和になるため、解像度が低下するのに対して、上記のように光センサ51を有機ＥＬ表示装置11に内蔵することにより、光センサ51と指Ｆとの距離が、ほぼアレイ基板13の厚みのみとなるため、アレイ基板13のガラス基板12を０．１ｍｍ程度に薄板化すると、解像度の低下が抑制され、光センサ51の数や密度を増加させることによって、例えば指紋認証などにも対応できる。   For example, in the case where the optical sensor is built in the liquid crystal display device, even if the thickness of the array substrate of the liquid crystal display device is reduced, a finger or the like must be brought into contact with the liquid crystal display device through an indispensable polarizing plate. Therefore, since the distance between the built-in optical sensor and the finger is the sum of the thickness of the array substrate and the thickness of the polarizing plate, the resolution is lowered, whereas the optical sensor 51 is displayed as an organic EL display as described above. Since the distance between the optical sensor 51 and the finger F is almost only the thickness of the array substrate 13 by being incorporated in the apparatus 11, the resolution is lowered when the glass substrate 12 of the array substrate 13 is thinned to about 0.1 mm. Is suppressed, and by increasing the number and density of the optical sensors 51, for example, fingerprint authentication can be dealt with.

なお、上記一実施の形態において、有機ＥＬ素子34から出力される光L2が直接光センサ51に入射しない構成であれば、遮光部70を設けなくてもよい。   In the above embodiment, if the light L2 output from the organic EL element 34 does not directly enter the optical sensor 51, the light shielding unit 70 may not be provided.

また、光センサ51としては、ＰＩＮダイオード以外でも、例えばフォトトランジスタなど、他の様々なものを用いることが可能である。   In addition to the PIN diode, various other devices such as a phototransistor can be used as the optical sensor 51.

本発明の一実施の形態の有機ＥＬ表示装置を示す説明断面図である。It is explanatory sectional drawing which shows the organic electroluminescence display of one embodiment of this invention. 同上有機ＥＬ表示装置を示す平面図である。It is a top view which shows an organic electroluminescent display apparatus same as the above. 同上有機ＥＬ表示装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an organic electroluminescent display apparatus same as the above. 同上有機ＥＬ表示装置の光センサを示す説明断面図である。It is explanatory sectional drawing which shows the optical sensor of an organic electroluminescent display apparatus same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

11 有機ＥＬ表示装置
12 第１基板としてのガラス基板
14 第２基板としての封止基板
34 有機ＥＬ素子
51 光センサ
69 電極としてのカソード
70 遮光部 11 Organic EL display device
12 Glass substrate as the first substrate
14 Sealing substrate as second substrate
34 Organic EL devices
51 Light sensor
69 Cathode as electrode
70 Shading part

Claims (3)

透光性を有する第１基板と、
透光性を有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板上に形成され、前記第２基板側に光を出力するとともに、この第２基板側に出力する光よりも弱い光を前記第１基板側に出力可能な有機ＥＬ素子と、
前記第１基板上でかつ前記有機ＥＬ素子の前記第１基板側に形成され、前記有機ＥＬ素子から前記第１基板側へと出力された光の前記第１基板の背面側での反射光を検出可能な光センサと
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 A first substrate having translucency;
A second substrate having translucency and disposed opposite to the first substrate;
An organic EL element that is formed on the first substrate and outputs light to the second substrate side, and is capable of outputting light weaker than the light output to the second substrate side to the first substrate side;
Reflected light on the back side of the first substrate formed on the first substrate and on the first substrate side of the organic EL element, and output from the organic EL element to the first substrate side. An organic EL display device comprising: a photosensor capable of detection. 前記有機ＥＬ素子から前記第１基板側へと出力される光を前記光センサに対して遮断する遮光部
を具備したことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。 2. The organic EL display device according to claim 1, further comprising: a light blocking unit configured to block light output from the organic EL element to the first substrate side with respect to the photosensor. 前記光センサは、ＰＩＮダイオードであり、
前記遮光部は、前記ＰＩＮダイオードの電極の一部を延設して形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ表示装置。 The optical sensor is a PIN diode;
The organic EL display device according to claim 2, wherein the light shielding portion is formed by extending a part of an electrode of the PIN diode.
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