(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造であって、
基板上の走査線、データ線、バイアス線及び読出線と、
前記走査線及び前記データ線に電気的に接続されている第一スイッチ素子と、
前記第一スイッチ素子及び前記バイアス線に電気的に接続されているキャパシタと、
前記第一スイッチ素子、前記キャパシタ及び前記バイアス線に電気的に接続されている駆動素子と、
前記駆動素子に電気的に接続されている有機発光素子と、
前記走査線及び前記読出線に電気的に接続されている第二スイッチ素子と、
前記第二スイッチ素子及び前記バイアス線に電気的に接続され、且つ１つのトランジスタから構成されている光センサ素子と
を有し、
前記有機発光素子はボトムエミッション型有機発光素子であり、前記光センサ素子はトップゲート型薄膜トランジスタであり、
前記光センサ素子を覆う遮光パターンをさらに有し、
前記遮光パターンは、前記基板の外側表面上と、前記基板と前記光センサ素子との間の少なくともいずれかに加え、前記光センサ素子上の位置にも配置されている、
ことを特徴とする画素構造。
【請求項２】
請求項１に記載の画素構造において、前記バイアス線は、
前記データ線と平行に配置され、前記キャパシタ及び前記駆動素子に電気的に接続されている第一バイアス線と、
前記走査線と平行に配置され、前記光センサ素子に電気的に接続されている第二バイアス線と
を含む画素構造。
【請求項３】
請求項２に記載の画素構造において、前記光センサ素子は前記第一バイアス線と前記読出線との間に配置されている画素構造。
【請求項４】
請求項２に記載の画素構造において、前記読出線は前記第一バイアス線と前記光センサ素子との間に配置されている画素構造。
【請求項５】
請求項１に記載の画素構造において、前記バイアス線は、前記データ線と平行に配置され、前記キャパシタ、前記駆動素子及び前記光センサ素子に電気的に接続されている画素構造。
【請求項６】
請求項１に記載の画素構造において、前記バイアス線は、前記走査線と平行に配置され、前記キャパシタ、前記駆動素子及び前記光センサ素子に電気的に接続されている画素構造。
【請求項７】
請求項１に記載の画素構造において、前記第一スイッチ素子、前記駆動素子及び前記第二スイッチ素子は、それぞれボトムゲート型薄膜トランジスタである画素構造。
【請求項８】
有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造であって、
基板と、
前記基板上に配置され、第一ゲート、第二ゲート、第三ゲート及び第一電極を有する第一導電層と、
前記第一導電層を覆う第一絶縁層と、
前記第一絶縁層上に配置され、第一チャネル、第二チャネル、第三チャネル及び第四チャネルを有する半導体層と、
前記半導体層上に配置され、第一ソース、第一ドレイン、第二ソース、第二ドレイン、第三ソース、第三ドレイン、第四ソース、第四ドレイン及び第二電極を有する第二導電層であって、前記第一ゲート、前記第一チャネル、前記第一ソース及び前記第一ドレインは第一スイッチ素子を形成し、前記第二ゲート、前記第二チャネル、前記第二ソース及び前記第二ドレインは駆動素子を形成し、前記第三ゲート、前記第三チャネル、前記第三ソース及び前記第三ドレインは第二スイッチ素子を形成し、且つ前記第一電極及び前記第二電極はキャパシタを形成する第二導電層と、
前記第二導電層を覆う第二絶縁層と、
前記第二絶縁層上に配置され、第四ゲート及び下部電極を有する第三導電層であって、前記第四ゲート、前記第四チャネル、前記第四ソース及び前記第四ドレインは光センサ素子を形成し、該光センサ素子は、１つのトランジスタから構成され、前記下部電極は前記駆動素子の前記第二ドレインに電気的に接続されている第三導電層と、
前記第三導電層上に配置され、前記下部電極を露出させる第三絶縁層と、
前記下部電極上に配置されている有機発光層と、
前記有機発光層上に配置されている上部電極と
を備え、
前記基板の外側表面上と、前記基板と前記光センサ素子との間の少なくともいずれかに加え、前記光センサ素子上の位置にも配置されている遮光パターンをさらに有する
ことを特徴とする画素構造。
【請求項９】
請求項８に記載の画素構造において、前記下部電極は透明電極材料を有する画素構造。
【請求項１０】
請求項８に記載の画素構造において、前記上部電極は反射電極材料又は透明電極材料を有する画素構造。
【請求項１１】
請求項８に記載の画素構造において、前記第一導電層は走査線及び遮光パターンをさらに有し、前記走査線は前記第一ゲートに電気的に接続され、前記遮光パターンは前記第四チャネルの下方に配置されている画素構造。
【請求項１２】
請求項８に記載の画素構造において、前記第二導電層は、データ線、読出線及びバイアス線をさらに有し、前記データ線は前記第一ソースに電気的に接続され、前記読出線は前記第三ソースに電気的に接続され、前記バイアス線は前記第二電極及び前記第二ソースに電気的に接続されている画素構造。
【請求項１３】
請求項８に記載の画素構造において、前記第三導電層は、前記第四ゲート及び前記第四ドレインに電気的に接続されているバイアス線をさらに有する画素構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素構造に関するものである。特に、本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光装置としての有機エレクトロルミネッセンス装置は、視野角に制限がなく、製造コストが安価であり、応答速度が速く（液晶の反応速度よりも約１００倍以上速い）、省電力であり、直流駆動の携帯機器に適応でき、動作温度範囲が広く、軽量であり、且つ、小型・薄型の設計を可能とする点において、優れている。そのため、有機エレクトロルミネッセンス装置は、大きく発展する可能性を有し、次世代フラットパネルディスプレイとして期待されている。
【０００３】
加えて、携帯電話や携帯用パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォンなどの電気製品は、日常生活の隅々に行き渡っている。携帯可能で、小型で、且つ使いやすい情報技術（ＩＴ）製品を求める現在の需要に合わせるために、接触検出ディスプレイパネルが、従来のキーボード又はマウスに代わる入力装置として導入されてきた。接触検出ディスプレイパネルの中でも、接触検出機能及び表示機能の双方を有する接触検出ディスプレイパネルが、現在最も人気のある製品の一つである。
【０００４】
その結果、接触検出機能を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の開発が進められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、接触検出機能を有する有機発光エレクトロルミネッセンス装置の画素構造を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造は、基板上の走査線、データ線、バイアス線及び読出線と、第一スイッチ素子と、キャパシタと、駆動素子と、有機発光素子と、第二スイッチ素子と、光センサ素子とを有する。前記第一スイッチ素子は、前記走査線及び前記データ線に電気的に接続されている。前記キャパシタは、前記第一スイッチ素子及び前記バイアス線に電気的に接続されている。前記駆動素子は、前記第一スイッチ素子、前記キャパシタ及び前記バイアス線に電気的に接続されている。前記有機発光素子は、前記駆動素子に電気的に接続されている。前記第二スイッチ素子は、前記走査線及び前記読出線に電気的に接続されている。前記光センサ素子は、前記第二スイッチ素子及び前記バイアス線に電気的に接続されている。
【０００７】
有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造は、基板と、第一導電層と、第一絶縁層と、半導体層と、第二導電層と、第二絶縁層と、第三導電層と、有機発光層と、上部電極とを備える。前記第一導電層は、前記基板上に配置され、第一ゲート、第二ゲート、第三ゲート及び第一電極を有する。前記第一絶縁層は、前記第一導電層を覆っている。前記半導体層は、前記第一絶縁層上に配置され、第一チャネル、第二チャネル、第三チャネル及び第四チャネルを有する。前記第二導電層は、前記半導体層上に配置され、第一ソース、第一ドレイン、第二ソース、第二ドレイン、第三ソース、第三ドレイン、第四ソース、第四ドレイン及び第二電極を有する。前記第一ゲート、前記第一チャネル、前記第一ソース及び前記第一ドレインは、第一スイッチ素子を形成する。前記第二ゲート、前記第二チャネル、前記第二ソース及び前記第二ドレインは、駆動素子を形成する。前記第三ゲート、前記第三チャネル、前記第三ソース及び前記第三ドレインは、第二スイッチ素子を形成する。前記第一電極及び前記第二電極は、キャパシタを形成する。前記第二絶縁層は、前記第二導電層を覆っている。前記第三導電層は、前記第二絶縁層上に配置され、第四ゲート及び下部電極を有する。前記第四ゲート、前記第四チャネル、前記第四ソース及び前記第四ドレインは、光センサ素子を形成する。前記下部電極は、前記第二ドレインに電気的に接続されている。前記第三絶縁層は、前記第三導電層上に配置され、前記下部電極を露出させる。前記有機発光層は、前記露出されている下部電極上に配置されている。前記上部電極は、前記有機発光層上に配置されている。
【０００８】
有機エレクトロルミネッセンス装置の画素構造は、基板と、第一導電層と、第一絶縁層と、半導体層と、第二導電層と、第二絶縁層と、下部電極と、有機発光層と、上部電極とを備える。前記第一導電層は、前記基板上に配置され、第一ゲート、第二ゲート、第三ゲート、第四ゲート及び第一電極を有する。前記第一絶縁層は、前記第一導電層を覆っている。前記半導体層は、前記第一絶縁層上に配置され、第一チャネル、第二チャネル、第三チャネル及び第四チャネルを有する。前記第二導電層は、前記半導体層上に配置され、第一ソース、第一ドレイン、第二ソース、第二ドレイン、第三ソース、第三ドレイン、第四ソース、第四ドレイン及び第二電極を有する。前記第一ゲート、前記第一チャネル、前記第一ソース及び前記第一ドレインは、第一スイッチ素子を形成する。前記第二ゲート、前記第二チャネル、前記第二ソース及び前記第二ドレインは、駆動素子を形成する。前記第三ゲート、前記第三チャネル、前記第三ソース及び前記第三ドレインは、第二スイッチ素子を形成する。前記第四ゲート、前記第四チャネル、前記第四ソース及び前記第四ドレインは、光センサ素子を形成する。前記第一電極及び前記第二電極は、キャパシタを形成する。前記第二絶縁層は、前記第二導電層を覆っている。前記下部電極は、前記第二絶縁層上に配置され、前記第二ドレインに電気的に接続されている。前記第三絶縁層は、前記第二絶縁層上に配置され、前記下部電極を露出させる。前記有機発光層は、前記露出されている下部電極上に配置される。前記上部電極は、前記有機発光層上に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
以上を踏まえると、画素構造が内部に有機発光素子及び光センサ素子を有していることによって、前記有機エレクトロルミネッセンス装置は接触検出機能を有することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における画素構造の等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態における画素構造の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。
【図４】本発明の他の実施形態における画素構造の等価回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態における画素構造の等価回路図である。
【図６】本発明の他の実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。
【図７】本発明の他の実施形態における画素構造の断面図である。
【図８】本発明の種々の実施形態の一形態における画素構造の断面図である。
【図９】本発明の種々の実施形態の一形態における画素構造の断面図である。
【図１０】本発明の種々の実施形態の一形態における画素構造の断面図である。
【図１１】本発明の種々の実施形態の一形態における画素構造の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。
【図１３】本発明の実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態における画素構造の等価回路図を示すものである。図１を参照すると、画素構造は走査線ＳＬと、データ線ＤＬと、第一バイアス線ＢＬ１と、第二バイアス線ＢＬ２と、読出線ＲＬと、第一スイッチ素子Ｔ１と、キャパシタＣと、駆動素子Ｔ２と、有機発光素子Ｏと、第二スイッチ素子Ｔ３と、光センサ素子Ｔ４とを有する。第一スイッチ素子Ｔ１は、走査線ＳＬ及びデータ線ＤＬに電気的に接続されている。キャパシタＣは、第一スイッチ素子Ｔ１及び第一バイアス線ＢＬ１に電気的に接続されている。駆動素子Ｔ２は、第一スイッチ素子Ｔ１、キャパシタＣ及び第一バイアス線ＢＬ１に電気的に接続されている。有機発光素子Ｏは、駆動素子Ｔ２に電気的に接続されている。第二スイッチ素子Ｔ３は、走査線ＳＬ及び読出線ＲＬに電気的に接続されている。光センサＴ４は、第二スイッチ素子Ｔ３及び第二バイアス線ＢＬ２に電気的に接続されている。
【００１２】
第一スイッチ素子Ｔ１、駆動素子Ｔ２、第二スイッチ素子Ｔ３及び光センサ素子Ｔ４を、それぞれボトムゲート型薄膜トランジスタ、又はトップゲート型薄膜トランジスタとすることができる。また、第一スイッチ素子Ｔ１、駆動素子Ｔ２、第二スイッチ素子Ｔ３及び光センサ素子Ｔ４を、それぞれアモルファス薄膜トランジスタ又は低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）薄膜トランジスタとすることもできる。有機発光素子Ｏを、ボトムエミッション型有機発光素子、トップエミッション型有機発光素子又はデュアルエミッション型有機発光素子とすることができる。なお、本発明の画素構造を明確に示すために、有機発光素子Ｏ（ボトムエミッション型）、第一スイッチ素子Ｔ１（ボトムゲート型薄膜トランジスタ）、駆動素子Ｔ２（ボトムゲート型薄膜トランジスタ）、第二スイッチ素子Ｔ３（ボトムゲート型薄膜トランジスタ）及び光センサ素子Ｔ４（トップゲート型薄膜トランジスタ）を有する画素構造が記載されているが、本発明は、この構造に限定されるものではない。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態における画素構造の断面図である。図３は、本発明の一実施形態における画素構造の上面図を示す略図であり、画素構造の有機発光層及び上部電極層は図示されていない。図１、図２及び図３を参照すると、画素構造は、基板１００と、第一導電層Ｍ１と、第一絶縁層１０２と、半導体層ＣＨと、第二導電層Ｍ２と、第二絶縁層１０４と、第三導電層Ｍ３と、有機発光層１３０と、上部電極１４０とを備える。
【００１４】
基板１００は、ガラス基板やシリコン基板のような硬質基板、又は高分子基板やプラスチック基板のような可撓性基板とすることができる。
【００１５】
第一導電層Ｍ１は、基板１００上に配置され、第一ゲートＧ１と、第二ゲートＧ２と、第三ゲートＧ３と、第一電極Ｅ１とを有する。第一導電層Ｍ１は、金属材料又はその他の適切な導電性材料を有する。本実施形態において、第一導電層Ｍ１は、第一ゲートＧ１に電気的に接続されている走査線ＳＬ（図１参照）をさらに有する。
【００１６】
第一絶縁層１０２は、第一導電層Ｍ１を覆っている。第一絶縁層１０２は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素などの無機絶縁材料、又は有機絶縁材料を有する。
【００１７】
半導体層ＣＨは、第一絶縁層１０２上に配置され、第一ゲートＧ１上方の第一チャネルＣＨ１と、第二ゲートＧ２上方の第二チャネルＣＨ２と、第三ゲートＧ３上方の第三チャネルＣＨ３と、第四チャネルＣＨ４とを有する。本実施形態において、第一チャネルＣＨ１は第一ゲートＧ１の真上に、第二チャネルＣＨ２は第二ゲートＧ２の真上に、第三チャネルＣＨ３は第三ゲートＧ３の真上に配置されている。また、半導体層ＣＨは、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、又はその他の適切な半導体材料を有する。
【００１８】
第二導電層Ｍ２は、半導体層ＣＨ上に配置され、第一ソースＳ１と、第一ドレインＤ１と、第二ソースＳ２と、第二ドレインＤ２と、第三ソースＳ３と、第三ドレインＤ３と、第四ソースＳ４と、第四ドレインＤ４と、第二電極Ｅ２とを有する。第一ソースＳ１及び第一ドレインＤ１は、第一チャネルＣＨ１上に配置されている。第二ソースＳ２及び第二ドレインＤ２は、第二チャネルＣＨ２上に配置されている。第三ソースＳ３及び第三ドレインＤ３は、第三チャネルＣＨ３上に配置されている。第四ソースＳ４及び第四ドレインＤ４は、第四チャネルＣＨ４上に配置されている。第二電極Ｅ２は、第一電極Ｅ１の上方に配置されている。
【００１９】
以上より、第一ゲートＧ１、第一チャネルＣＨ１、第一ソースＳ１及び第一ドレインＤ１は、第一スイッチ素子Ｔ１を形成している。第二ゲートＧ２、第二チャネルＣＨ２、第二ソースＳ２及び第二ドレインＤ２は、駆動素子Ｔ２を形成している。第三ゲートＧ３、第三チャネルＣＨ３、第三ソースＳ３及び第三ドレインＤ３は、第二スイッチ素子Ｔ３を形成している。第一電極Ｅ１及び第二電極Ｅ２は、キャパシタＣを形成している。本実施形態において、第一スイッチ素子Ｔ１の第一ドレインＤ１は、キャパシタＣの第一電極Ｅ１及び駆動素子Ｔ２の第二ゲートＧ２に電気的に接続されている。第二スイッチ素子Ｔ３の第三ドレインＤ３は、第四ソースＳ４に電気的に接続されている。
【００２０】
さらに第二導電層Ｍ２は、データ線ＤＬと、読出線ＲＬと、第一バイアス線ＢＬ１とを有する。データ線ＤＬは、第一スイッチ素子Ｔ１の第一ソースＳ１に電気的に接続されている。読出線ＲＬは、第二スイッチ素子Ｔ３の第三ソースＳ３に電気的に接続されている。第一バイアス線ＢＬ１は、キャパシタＣの第二電極Ｅ２と、駆動素子Ｔ２の第二ソースＳ２とに電気的に接続されている。データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１は、走査線ＳＬに交差するように配置されている。本実施形態において、データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１は、互いに平行である。すなわち、データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１の延長方向と、走査線ＳＬの延長方向とは平行ではない。なお、本実施形態において、データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１の延長方向は走査線ＳＬの延長方向と垂直になっているが、本発明は、この構造に限定されるものではない。
【００２１】
さらに図３に示されるように、読出線ＲＬは、第一バイアス線ＢＬ１と光センサ素子Ｔ４（及び第二スイッチ素子Ｔ３）との間に配置されている。すなわち、光センサ素子Ｔ４（及び第二スイッチ素子Ｔ３）は、読出線ＲＬと、隣接する画素構造のデータ線（図面中に記載なし）との間に配置されている。
【００２２】
第二絶縁層１０４は、第二導電層Ｍ２を覆っている。第二絶縁層１０４は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素などの無機絶縁材料、又は有機絶縁材料を有する。
【００２３】
第三導電層Ｍ３は、第二絶縁層１０４上に配置され、第四ゲートＧ４と、下部電極１２０とを有する。第四ゲートＧ４は、第四チャネルＣＨ４の上方に配置され、第四ドレインＤ４に電気的に接続されている。第四ゲートＧ４、第四チャネルＣＨ４、第四ソースＳ４及び第四ドレインＤ４は、光センサ素子Ｔ４を形成している。下部電極１２０は、第二絶縁層１０４において形成されるコンタクトビアＶ１を介して、駆動素子Ｔ２の第二ドレインＤ２に電気的に接続されている。
【００２４】
本実施形態において、第三導電層Ｍ３は、第一スイッチ素子Ｔ１の第一ドレインＤ１とキャパシタＣの第一電極Ｅ１とを電気的に接続するための接続パターン１２２をさらに有する。詳細には、接続パターン１２２は第二絶縁層１０４上に配置され、コンタクトビアＶ２及びコンタクトビアＶ３が第二絶縁層１０４において形成されている。接続パターン１２２、コンタクトビアＶ２及びコンタクトビアＶ３を介して、第一スイッチ素子Ｔ１の第一ドレインＤ１とキャパシタＣの第一電極Ｅ１とは、電気的に接続されている。
【００２５】
さらに第三導電層Ｍ３は、第四ゲートＧ４及び第四ドレインＤ４に電気的に接続されている第二バイアス線ＢＬ２（図１及び図３参照）を有する。第二バイアス線ＢＬ２は、データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１に交差するように配置されている。本実施形態において、第二バイアス線ＢＬ２は、走査線ＳＬと平行であり、データ線ＤＬ、読出線ＲＬ及び第一バイアス線ＢＬ１と垂直である。
【００２６】
第三導電層Ｍ３は、透明な導電層であり、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を有する。第三導電層Ｍ３が透明な導電層であるので、下部電極１２０は透明電極である。
【００２７】
第三絶縁層１０６は第三導電層Ｍ３上に配置され、下部電極１２０は露出している。第三絶縁層１０６は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素などの無機絶縁材料、又は有機絶縁材料を有する。
【００２８】
有機発光層１３０は、露出した下部電極１２０上に配置されている。有機発光層１３０は、赤色有機発光材料、緑色有機発光材料又は青色有機発光材料を有することができる。また、有機発光層１３０は、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層、又はこれらを組合せた層を有することもできる。本発明に係るいくつかの実施形態においては、接触検出光源（図面中に記載なし）を、有機発光層１３０内に設けるほか、独立した層に形成することが可能である。接触検出光の波長は、可視光有機発光材料の波長と異なり、例えば、接触検出光を赤外線や他の不可視光とすることができる。
【００２９】
上部電極１４０は有機発光層１３０上に配置され、上部電極１４０、有機発光層１３０及び下部電極１２０は、有機発光素子Ｏを形成している。上部電極１４０は、反射電極材料又は透明電極材料を有する。上部電極１４０が反射電極の場合、有機発光層１３０から発せられた光Ｌは下部電極１２０及び基板１００を透過することができ、有機発光素子Ｏはボトムエミッション型有機発光素子となる。上部電極１４０が透明電極の場合、有機発光層１３０から発せられた光は下部電極１２０及び基板１００に加えて上部電極１４０を透過するので、有機発光素子Ｏはデュアルエミッション型有機発光素子となる。
【００３０】
以上より、第一スイッチ素子Ｔ１、駆動素子Ｔ２及び有機発光素子Ｏは、走査線ＳＬ、データ線ＤＬ及び第一バイアス線ＢＬ１により制御され、画素構造は、光Ｌを発したり発しなかったりするように駆動され得る。また、第二スイッチ素子Ｔ３及び光センサ素子Ｔ４は、読出線ＲＬ及び第二バイアス線ＢＬ２に電気的に接続されている。画素構造の下部からの光検出信号が基板１００を透過すると、光センサ素子Ｔ４は、光検出信号を検出又は受信して、読出線ＲＬに送信でき、画素構造は接触検出機能を有することになる。
【００３１】
図２の実施形態においては、有機発光素子Ｏがボトムエミッション型有機発光素子又はデュアルエミッション型有機発光素子であるので、有機発光素子Ｏから発せられる光Ｌは、光センサ素子Ｔ４の第四チャネルＣＨ４に向かい得ることに留意すべきである。本実施形態においては、第一導電層Ｍ１は、光センサ素子Ｔ４の下方にブラックマトリクスのような遮光パターンＳＨをさらに有することができる。光Ｌが光センサ素子Ｔ４の光検出機能に干渉しないように、光センサ素子Ｔ４の下方に配置されている遮光パターンＳＨは、光センサ素子Ｔ４の第四チャネルＣＨ４（活性層）に向かう光Ｌを遮断できる。本実施形態においては、遮光パターンＳＨは、光センサ素子Ｔ４の第四チャネルＣＨ４に対応して配置され、ライトペンのような外部光源からの光検出信号のうちコリメート光のみを通すことができる。従って、画素構造の下部から基板１００を透過した光検出信号は、依然として、光センサ素子Ｔ４の第四チャネルＣＨ４により検出され、又は受信され得る。
【００３２】
図４は、本発明の他の実施形態における画素構造の等価回路図を示すものである。図４を参照すると、この実施形態は図１に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図４の実施形態と図１の実施形態との相違点は、図４の画素構造が１本のバイアス線ＢＬ１のみを有することである。バイアス線ＢＬ１は、データ線ＤＬ及び読出線ＲＬと平行になるように配置されている。キャパシタＣの第二電極Ｅ２及び駆動素子Ｔ２の第二ソースＳ２は、バイアス線ＢＬ１に電気的に接続されており、第四ゲートＧ４及び第四ドレインＤ４も、バイアス線ＢＬ１に電気的に接続されている。
【００３３】
図５は、本発明の他の実施形態における画素構造の等価回路図を示すものである。図５を参照すると、この実施形態は図１に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図５の実施形態と図１の実施形態との相違点は、図５の画素構造が１本のバイアス線ＢＬ２のみを有することである。バイアス線ＢＬ２は、走査線ＳＬと平行になるように配置されている。キャパシタＣの第二電極Ｅ２及び駆動素子Ｔ２の第二ソースＳ２は、バイアス線ＢＬ２に電気的に接続されており、第四ゲートＧ４及び第四ドレインＤ４も、バイアス線ＢＬ２に電気的に接続されている。
【００３４】
図６は、本発明の他の実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。図６を参照すると、この実施形態は図３に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図６の実施形態と図３の実施形態との相違点は、図６の光センサ素子Ｔ４（及び第二スイッチ素子Ｔ３）が第一バイアス線ＢＬ１と読出線ＲＬとの間に配置されていることである。
【００３５】
図７は、本発明の他の実施形態における画素構造の断面図である。図７を参照すると、この実施形態は図２に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図７を参照すると、有機発光素子Ｏはトップエミッション型有機発光素子（又はデュアルエミッション型有機発光素子）であり、光センサ素子Ｔ４はボトムゲート型薄膜トランジスタである。
【００３６】
詳細には、有機発光素子Ｏの上部電極１４０は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの透明電極材料を有し、下部電極１２０は反射電極材料又は透明電極材料を有する。下部電極１２０が反射電極の場合、有機発光層１３０から発せられた光Ｌは上部電極１４０を透過することができ、有機発光素子Ｏはトップエミッション型有機発光素子となる。下部電極１２０が透明電極の場合、有機発光層１３０から発せられた光は上部電極１４０に加えて下部電極１２０及び基板１００を透過することができ、有機発光素子Ｏはデュアルエミッション型有機発光素子となる。
【００３７】
さらに、光センサ素子Ｔ４はボトムゲート型薄膜トランジスタ構造である。すなわち、第四ゲートＧ４は基板１００上の第一導電層Ｍ１の一部であり、第四チャネルＣＨ４は第四ゲートＧ４の上方に配置され、第四ソースＳ４及び第四ドレインＤ４は第四チャネルＣＨ４上に配置されている。第四ゲートＧ４が第一導電層Ｍ１に含まれているため、第四ゲートＧ４及び第四ドレインＤ４に電気的に接続されているバイアス線も、第一導電層Ｍ１に含まれ得る。画素構造の上部から光検出信号が上部電極１４０及び第三絶縁層１０６を透過すると、その信号は、光センサ素子Ｔ４の第四チャネルＣＨ４で検出又は受信される。本実施形態においては、第四ゲートＧ４が第四チャネルＣＨ４の下方に配置され、有機発光層１３０からの光Ｌが遮断されるため、遮光パターンを省略することができる。
【００３８】
図８〜１１は、本発明の種々の実施形態における画素構造の断面図である。図８に示される実施形態は、図２に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図８の実施形態と図２の実施形態との相違点は、図８の遮光パターンＢが基板１００の外側表面上に配置されていることである。詳細には、遮光パターンＢは、基板１００の外側表面上であって光センサ素子Ｔ４の下方に配置されている。遮光パターンＢは、例えばカラーフィルタパターンや黒色樹脂とすることができる。遮光パターンＢを使用することにより、特定の波長を透過させたり、光センサ素子Ｔ４の検出感度を高めたりできる。
【００３９】
図９に示される実施形態は、図８に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図９の実施形態と図８の実施形態との相違点は、図９の遮光パターンＢが基板１００の内側表面上に配置されていることである。詳細には、遮光パターンＢは、基板１００と光センサ素子Ｔ４との間に配置されている。遮光パターンＢは、カラーフィルタパターンとすることができ、周囲からの反射光及び有機発光素子Ｏの光Ｌを光センサ素子Ｔ４から遮断することで、特定の波長を透過させたり、反射光による干渉を防いだりできる。
【００４０】
図１０に示される実施形態は、図９に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。有機発光素子Ｏには、三色発光ダイオードを除く、赤外線や他の不可視光のような接触検出光源が含まれることに留意すべきである。図１０の実施形態と図９の実施形態との相違点は、図１０の遮光パターンＢが光センサ素子Ｔ４上に配置されていることである。詳細には、遮光パターンＢは、光センサ素子Ｔ４のゲートＧ４を覆っている。遮光パターンＢは、黒色樹脂とすることができ、赤外線及び不可視光を含む、有機発光素子Ｏの反射光Ｌを、光センサ素子Ｔ４から遮断する。
【００４１】
図１１に示される実施形態は、図１０に示される実施形態に類似する。そのため、同一の構成要素は、同一の符号で示されており、これらの要素の説明をここでは繰り返さないこととする。図１１の実施形態と図１０の実施形態との相違点は、図１１の遮光パターンＢが基板１００の内側表面上及び光センサ素子Ｔ４上に配置されていることである。詳細には、遮光パターンＢは、基板１００と光センサ素子Ｔ４との間に配置され、光センサ素子Ｔ４のゲートＧ４を覆っている。遮光パターンＢは、周囲からの反射光及び有機発光素子Ｏの光Ｌを、光センサ素子Ｔ４から遮断できる。
【００４２】
図１２〜１３は、本発明の実施形態における画素構造の上面図を示す略図である。図８、９、１０又は１１に示される遮光パターンＢは、図１２及び１３に示されるように、光センサ素子Ｔ４に対応して配置されている。すなわち、遮光パターンＢは、主として光センサ素子Ｔ４を覆い、画素構造における他の構成要素を露出させる。
【００４３】
以上を踏まえると、画素構造が内部に有機発光素子及び光センサ素子を有しているため、有機エレクトロルミネッセンス装置は接触検出機能を有することとなる。さらに、接触検出部（光センサ素子、第二スイッチ素子、読出線及びバイアス線を有する）の製造工程は、有機発光部（第一スイッチ素子、駆動素子、有機発光素子、走査線及びデータ線を有する）の製造工程に準拠できるので、本画素構造において、追加工程は不要である。
【００４４】
本発明の範囲及び要旨を逸脱しない限り、本発明の構造に対し種々の修正及び変形が施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。以上の観点から、これらの修正及び変形は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれる限り、本発明に含まれるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、接触検出機能を有する有機発光エレクトロルミネッセンス装置の画素構造を対象とする。
【符号の説明】
【００４６】
ＳＬ    走査線
ＤＬ    データ線
ＢＬ１  第一バイアス線
ＢＬ２  第二バイアス線
ＲＬ    読出線
Ｔ１    第一スイッチ素子
Ｃ      キャパシタ
Ｔ２    駆動素子
Ｏ      有機発光素子
Ｔ３    第二スイッチ素子
Ｔ４    光センサ素子
１００  基板
１０２  第一絶縁層
１０４  第二絶縁層
１０６  第三絶縁層
Ｍ１    第一導電層
Ｍ２    第二導電層
Ｍ３    第三導電層
Ｇ１    第一ゲート
Ｇ２    第二ゲート
Ｇ３    第三ゲート
Ｇ４    第四ゲート
Ｅ１    第一電極
ＣＨ    半導体層
ＣＨ１  第一チャネル
ＣＨ２  第二チャネル
ＣＨ３  第三チャネル
ＣＨ４  第四チャネル
Ｓ１    第一ソース
Ｄ１    第一ドレイン
Ｓ２    第二ソース
Ｄ２    第二ドレイン
Ｓ３    第三ソース
Ｄ３    第三ドレイン
Ｓ４    第四ソース
Ｄ４    第四ドレイン
Ｅ２    第二電極
１２０  下部電極
１３０  有機発光層
１４０  上部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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