(57)【要約】【課題】  タッチパネル機能を有する有機ＥＬ表示装置において、部品点数を減少させると共に、指示物体の位置検出精度を向上させる。【解決手段】  表示部１０、表示部１０の辺に沿って形成された光源部２０ｘ,２０ｙ、及び検出部３０ｘ，３０ｙを同一の基板上に形成して表示パネル１を構成する。そして、光源部２０ｘ,２０ｙから発光する光を表示部１０の発光面に対して水平方向に反射する第１の反射板５１ｘ，５１ｙと、これらの反射板により反射された光をさらに反射して、この光を表示部１０裏面に導いて光検出部３０ｘ，３０ｙに導入する第２の反射板５２ｘ，５２ｙとを、表示パネル１の収納容器５０両端部に形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示用ＥＬ素子及び前記表示用ＥＬ素子を駆動するための駆動用トランジスタを含む表示画素を、マトリクス状に配置して成る表示部と、
この表示部の辺に沿って配置された複数の光源用ＥＬ素子を含む光源部と、
前記辺に対向する辺に沿って配置された複数の光センサを含む光検出部と、
前記光源部から発光する光を、前記表示部の発光面に対して水平方向に反射するための第１の反射板と、
前記第１の反射板により反射された光をさらに反射して、この光を前記表示部の裏面に導いて前記光検出部に導入するための第２の反射板とを有することを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記表示用ＥＬ素子はトップエミッション型ＥＬ素子で構成し、
前記駆動用トランジスタはトップゲート型薄膜トランジスタで構成し、
前記光センサはトップゲート型薄膜トランジスタで構成したことを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記表示用ＥＬ素子はボトムエミッション型ＥＬ素子で構成し、
前記駆動用トランジスタはトップゲート型薄膜トランジスタで構成し、
前記光センサはボトムゲート型薄膜トランジスタで構成したことを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記表示部、前記光源部、及び前記検出部が、同一の基板上に形成されていることを特徴とする請求項１，２，３のいずれかに記載のＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記光源部及び前記光検出部が、前記辺及び前記辺に対向する辺の両方に配置されていることを特徴とする請求項１，２，３，４のいずれかに記載のＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ表示装置に関し、特にタッチパネル機能を有したＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「ＥＬ」と略称する）素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。特に、有機ＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、「ＴＦＴ」と略称する）を備えた有機ＥＬ表示装置が開発されている。
【０００３】
一方、ＬＣＤ表示装置の応用例は多岐にわたり、その一例として、携帯電話及び携帯情報端末向けディスプレイなどが挙げられる。また、指またはペン型指示装置によるタッチパネルについても開発されている。
【特許文献１】特開２００２−１７５０２９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１４５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、有機ＥＬ表示装置の応用例としては、ＬＣＤ表示装置と同様、携帯電話および携帯情報端末向けディスプレイなどが挙げられるものの、指またはペン型指示装置によるタッチパネルの応用については今後の検討課題であった。そこで、本発明は、タッチパネル機能を有した有機ＥＬ表示装置を提供するものである。また、本発明は、そのような有機ＥＬ表示装置の表示部上の位置検出精度を向上させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述の課題に鑑みて為されたものであり、表示用有機ＥＬ素子及びその駆動用ＴＦＴを含む表示画素をマトリクス状に配置して表示部が形成されている。そして、この表示部の辺に沿って配置された複数の光源用有機ＥＬ素子を含む光源部が設けられている。また、この辺に対向する辺に沿って配置された複数の光センサを含む光検出部が設けられている。これらの表示部、光源部、及び検出部は、同一の基板上に形成されている。
【０００６】
そして、光源部から発光する光を表示部の発光面に対して水平方向に反射する第１の反射板と、この第１の反射板により反射された光をさらに反射して、この光を表示部の裏面に導いて光検出部に導入するための第２の反射板とを有するものである。ここで、表示用有機ＥＬ素子はトップエミッション型有機ＥＬ素子で構成され、その駆動用ＴＦＴはトップゲート型ＴＦＴで構成され、光センサはトップゲート型ＴＦＴで構成されている。
【０００７】
また、本発明の有機ＥＬ表示装置は、表示用有機ＥＬ素子をボトムエミッション型有機ＥＬ素子で構成し、駆動用ＴＦＴをトップゲート型ＴＦＴで構成し、光センサをボトムゲート型ＴＦＴで構成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、タッチパネル機能を有した有機ＥＬ表示装置を、同一基板上に一体形成して実現できる。これにより、そのような表示装置の部品数を削減できると共に、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。また、指示物体の位置を決定するために発せられた光を、反射板により外光が入射しない部位に導くと共に、光センサのゲート電極により遮られないように検出することで、指示物体の位置検出精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を、図面を参照して説明する。図１（a）は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図である。本実施形態では、表示パネル１の表示部１０において、複数の表示画素ＰＥＬ（不図示）がマトリックス状に配置されている。各表示画素ＰＥＬは、表示用有機ＥＬ素子１１Ａ（例えばトップエミッション型有機ＥＬ素子）、表示画素ＰＥＬを選択するための不図示の画素選択用ＴＦＴ（例えばトップゲート型ＴＦＴ）、及び表示用有機ＥＬ素子１１Ａを駆動する不図示の駆動用ＴＦＴ（例えばトップゲート型ＴＦＴ）等を含んでいる。
【００１０】
図１（a）に示すように、表示部１０は、平面的には長方形の形状を呈している。その表示部１０平面の第１の辺及び第２の辺は、ｘ軸及びｙ軸から成る直交座標系のｘ座標及びｙ座標にそれぞれ対応している。このｘ軸上の辺に沿って、光源部２０ｘが設けられている。光源部２０ｘには複数の光源用有機ＥＬ素子２１Ａ（例えばトップエミッション型有機ＥＬ素子）が列状に配置されている。また、その光源部２０ｘに対向する辺に沿って、光検出部３０ｘが設けられている。この光検出部３０ｘには、複数の光センサ３１Ａ（例えばトップゲート型ＴＦＴ）が列状に配置されている。光センサ３１Ａは、光を受けると所定の電流または電圧を発生し、これを電気的に検出することで光を検出することができる。
【００１１】
同様に、表示部１０のｙ軸上の辺に沿って、光源部２０ｙが設けられている。光源部２０ｙには複数の光源用有機ＥＬ素子２１Ａ（例えばトップエミッション型有機ＥＬ素子）が列状に配置されている。また、光源部２０ｙに対向する辺に沿って、光検出部３０ｙが設けられている。光検出部３０ｙには、複数の光センサ３１Ａ（トップゲート型ＴＦＴ）が列状に配置されている。
【００１２】
次に、表示パネル１の構造を、その断面図を参照して説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。また、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【００１３】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、表示部１０、光源部２０ｘ，２０ｙ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙは、同一の透明ガラス基板４０Ａ上に設けられ、表示パネル１として一体形成されている。即ち、光源部２０ｘ，２０ｙの光源用有機ＥＬ素子２１Ａは、表示部１０の表示用有機ＥＬ素子１１Ａと同一の構造（透明ガラス基板４０Ａ上方へ光を出力するトップエミッション型有機ＥＬ素子の構造）を有しており、これらは同じ製造工程を経て形成される。また、光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサ３１Ａは、ＴＦＴで形成でき、画素選択用ＴＦＴや駆動用ＴＦＴと同じ製造工程を経て形成される。従って、有機ＥＬ表示装置の部品数が削減され、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。
【００１４】
この表示パネル１は収納容器５０に収納され、表示部１０が収納容器５０の窓から露出している。そして、表示部１０からの表示光が外部へ放出されるように構成されている。
【００１５】
そして、収納容器５０内側の光源部２０ｘの上方には、表示部１０のｘ軸上の辺に沿って、光を反射する反射板５１ｘが設置されている。反射板５１ｘは、光源部２０ｘの光源用有機ＥＬ素子２１Ａから表示パネル１表面に垂直に発せられた光を、表示パネル１表面に対して水平方向に反射する。
【００１６】
また、収納容器５０内側の光検出部３０ｘ近傍には、光検出部３０ｘの上方及び下方を側面から包囲するようにして反射板５２ｘが設けられている。反射板５２ｘは、異なる所定の反射角度をもつ３つの反射面ａ，ｂ，ｃを有して形成されている。この反射板５２ｘは、光検出部３０ｘ上方の反射面ａによって、表示パネル１表面に対して水平方向に入射する光を垂直方向（光検出部３０ｘ下方の向き）に反射する。さらに、その反射された光は、反射板５２ｘの光検出部３０ｘ下方において異なる反射角をもつ２つの反射面ｂ，ｃによって、表示パネル１裏面に対して水平方向に反射され、次に垂直方向（光検出部３０ｘ上方の向き）に反射される。
【００１７】
即ち、反射板５１ｘにより表示パネル１表面に水平に反射された光源部２０ｘからの光は、表示部１０に接触または近接するペンや指先などの指示物体（不図示）によって遮られない位置では、反射板５２ｘによりさらに反射され、表示パネル１裏面から光検出部３０ｘに導入される。ここで、反射板５２ｘは外光が入射しない収納容器５０内側に形成されており、その各反射面は表示パネル１表面に対して水平に反射された光のみを導入する所定の反射角度を有しているため、表示パネル１表面の水平面とは異なる角度で入射する外光は、光検出部３０ｘに導入されない。
【００１８】
同様に、収納容器５０内側の光源部２０ｙの上方には、表示部１０のｙ軸上の辺に沿って、光を反射する反射板５１ｙが設置されている。反射板５１ｙは、光源部２０ｙの光源用有機ＥＬ素子２１Ａから表示パネル１表面に垂直に発せられた光を、表示パネル１表面に対して水平方向に反射する。
【００１９】
また、収納容器５０内側の光検出部３０ｙ近傍には、光検出部３０ｙの上方及び下方を側面から包囲するようにして反射板５２ｙが設けられている。反射板５２ｙは、異なる所定の反射角度をもつ３つの反射面ｄ，ｅ，ｆを有して形成されている。この反射板５２ｙは、光検出部３０ｙ上方の反射面ｄによって、表示パネル１表面に対して水平方向に入射する光を垂直方向（光検出部３０ｙ下方の向き）に反射する。さらに、その反射された光は、反射板５２ｙの光検出部３０ｙ下方において異なる反射角をもつ２つの反射面ｅ，ｆによって、表示パネル１裏面に対して水平方向に反射され、次に垂直方向（光検出部３０ｙ上方の向き）に反射される。
【００２０】
即ち、反射板５１ｙにより表示パネル１表面に水平に反射された光源部２０ｙからの光は、表示部１０に接触または近接するペンや指先などの指示物体によって遮られない位置では、反射板５２ｙによりさらに反射され、表示パネル１裏面から光検出部３０ｙに導入される。ここで、反射板５２ｙは外光が入射しない収納容器５０内側に形成されており、その各反射面は表示パネル１表面に対して水平に反射された光のみを導入する所定の反射角度を有しているため、表示パネル１表面の水平面とは異なる角度で入射する外光は、光検出部３０ｙに導入されない。
【００２１】
次に、表示部１０上において、ペンや指先などの指示物体が接触または近接した位置を示す点Ｐの検出過程について図１を参照して説明する。表示部１０上に接触または近接した指示物体の位置を示す点Ｐ（ｘ,ｙ）は、表示部１０のｘ座標及びｙ座標から決定される。ここで、ｘ座標は表示部１０の第１の辺に対応し、ｙ座標は、表示部１０の第２の辺に対応しているものとする。また、光源部２０ｘ，２０ｙの各光源用有機ＥＬ素子２１Ａからの光は、レーザー光のような指向性を有しているものとする。
【００２２】
点Ｐのｘ座標は、以下のように決定される。光源部２０ｘの光源用有機ＥＬ素子２１Ａから表示パネル１表面に垂直に発せられた光は、反射板５１ｘにより、表示パネル１表面に対して水平方向に反射される。この表示パネル１表面に対して水平方向に反射された光は、表示部１０に接触または近接する指示物体によって遮られない位置では、反射板５２ｘの光検出部３０ｘ上方に形成された反射面ａによって表示パネル１表面に対して垂直方向（光検出部３０ｘ下方の向き）に反射される。さらに、その反射された光は、反射板５２ｘの光検出部３０ｘ下方の反射面ｂによって再び水平方向に反射され、さらに、異なる反射角度を有する反射面ｃによって垂直方向（光検出部３０ｘ上方の向き）に反射される。
【００２３】
これにより、光源部２０ｘからの光は、指示物体によって遮られない位置では、表示パネル１裏面から光検出部３０ｘに導入され、対応する光センサ３１Ａによって検出される。一方、表示部１０上で指示物体が接触又は近接する位置では、光源部２０ｘからの光が指示物体によって遮られるため、この位置に対応した光センサ３１Ａは光を検出しない。この光を検出しない光センサ３１Ａの位置が、表示部１０上の点Ｐのｘ座標となる。
【００２４】
ここで、反射板５２ｘは外光が入射しない収納容器５０内側に形成されており、その各反射面ａ，ｂ，ｃは表示パネル１表面に対して水平に反射された光のみを導入する所定の反射角度を有しているため、表示パネル１表面の水平面とは異なる角度で入射する外光は、光検出部３０ｘの光センサ３１Ａに検出されない。これにより、外光の影響による検出誤差が減少し、点Ｐのｘ座標の検出精度を向上することができる。
【００２５】
同様に、点Ｐのｙ座標は以下のように決定される。光源部２０ｙの光源用有機ＥＬ素子２１Ａから表示パネル１表面に垂直に発せられた光は、反射板５１ｙにより、表示パネル１表面に対して水平方向に反射される。この表示パネル１表面に対して水平方向に反射された光は、表示部１０に接触または近接する指示物体によって遮られない位置では、反射板５２ｙの光検出部３０ｙ上方に形成された反射面ｄによって表示パネル１表面に対して垂直方向（光検出部３０ｙ下方の向き）に反射される。さらに、その反射された光は、反射板５２ｙの光検出部３０ｙ下方の反射面ｅによって再び水平方向に反射され、さらに、異なる反射角度を有する反射面ｆによって垂直方向（光検出部３０ｙ上方の向き）に反射される。
【００２６】
これにより、光源部２０ｙからの光は、指示物体によって遮られない位置では、表示パネル１裏面から光検出部３０ｙに導入され、対応する光センサ３１Ａによって検出される。一方、表示部１０上で指示物体が接触又は近接する位置では、光源部２０ｙからの光が指示物体によって遮られるため、この位置に対応した光センサ３１Ａは光を検出しない。この光を検出しない光センサ３１Ａの位置が、表示部１０上の点Ｐのｙ座標となる。
【００２７】
ここで、反射板５２ｙは外光が入射しない収納容器５０内側に形成されており、その各反射面ｄ，ｅ，ｆは表示パネル１表面に対して水平に反射された光のみを導入する所定の反射角度を有しているため、表示パネル１表面の水平面とは異なる角度で入射する外光は、光検出部３０ｙの光センサ３１Ａに検出されない。これにより、外光の影響による検出誤差が減少し、点Ｐのｙ座標の検出精度を向上することができる。
【００２８】
なお、光源部２０ｘ，２０ｙの各光源用有機ＥＬ素子２１Ａからの光がレーザー光のような指向性を持たない拡散光である場合、点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標は、以下に説明するように決定してもよい。
【００２９】
即ち、発光させる光源用有機ＥＬ素子を順次切り換えてゆき、逐次、光を検出しない光センサの位置をモニタリングすることで決定してもよい。この場合の点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標を決定する過程を、図２を参照して説明する。
【００３０】
図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）は、点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標を決定する過程の一例を説明する表示パネル１の概略平面図である。なお、図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）では、説明を簡便に行うため、光源用有機ＥＬ素子及び光センサの個数を、図１（ａ）に示した個数よりも減らして示すものとする。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、透明ガラス基板４０Ａ（不図示）に対して垂直に、光源部２０ｘの一端に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ａから光が発せられる。この光は、光源部２０ｘ上方に設けられた反射板５１ｘ（不図示）により、透明ガラス基板４０Ａに対して水平方向に反射される。この水平方向に反射された光は、指示物体ＰＴによって遮られない位置では、光検出部３０ｘ上方に設けられた反射板５２ｘ（不図示）によって表示パネル１裏面の方向に再度反射され、光検出部３０ｘに導かれる。また、その光は、光検出部３０ｙ上方に設けられた反射板５２ｙ（不図示）によって表示パネル１裏面の方向に再度反射され、光検出部３０ｙに導かれる。
【００３２】
こうして光検出部３０ｘ，３０ｙに導かれた光は、その光が導かれた位置に対応する光センサ（図２（ａ）の例では光センサ３１ａ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ）によって検出される。
【００３３】
一方、水平方向に反射された光が、指示物体ＰＴによって遮られる位置では、この光は指示物体によって遮られ、光検出部３０ｘ，３０ｙには導かれない。即ち、この位置に対応した光センサ（図２（ａ）の例では光センサ３１ｂ，３１ｃ）は、光を検出しない。
【００３４】
このように、光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサのうち、光を検出しない光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等の記憶媒体（不図示）に記憶させる。この作業が終了後、光源用有機ＥＬ素子２１ａを消灯させる。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示すように、光源用有機ＥＬ素子２１ａに隣接する光源用有機ＥＬ素子２１ｂから光が発せられる。そして、光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサのうち、光を検出しない光センサ（図２（ｂ）の例では光センサ３１ａ，３１ｂ）のｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶させる。この作業が終了後、光源用有機ＥＬ素子２１ｂを消灯させる。
【００３６】
同様に、光源部２０ｘにおいて互いに隣接する光源用有機ＥＬ素子２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを順次切り換えて発光及び消灯させ、その都度、光を検出しない光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶する作業を繰り返す。そして、図２（ｃ）に示すように、光源用有機ＥＬ素子２１ｆを発光させた場合、光を検出しない光センサ（図２（ｃ）の例では光センサ３１ｊ）のｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶する。
【００３７】
そして、光源部２０ｘの端部に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ａから、もう一方の端部に設けられた光源用有機ＥＬ素子２１ｆまでの発光及び消灯が完了した後、光源部２０ｙにおいて、その端部の光源用有機ＥＬ素子２１ｇから、もう一方の端部の光源用有機ＥＬ素子２１ｊまでを、順次切り換えて発光及び消灯させ、その都度、光検出部３０ｘ，３０ｙにおいて、光を検出しない光センサを調べ、そのｘ座標もしくはｙ座標上の位置をメモリ等（不図示）に記憶させる。
【００３８】
以上に示したように、光源部２０ｘ，２０ｙからの光を検出しない光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサを調べ、その位置に対応するｘ座標もしくはｙ座標を、順次モニタリングしてメモリ等（不図示）に記憶させる。
【００３９】
そして、順次モニタリングして記憶した光を検出しない光センサのｘ座標もしくはｙ座標を総合的に判断することにより、指示物体ＰＴが接触又は近接する位置である点Ｐ（ｘ,ｙ）のｘ座標及びｙ座標が特定される。この後、次回の点Ｐ（ｘ,ｙ）の検出のため、メモリ等に記憶された内容は初期化される。
【００４０】
次に、表示用有機ＥＬ素子１１Ａ等を含む表示画素ＰＥＬの詳細な構造について、図面を参照しながら説明する。図３は、表示部１０上にマトリクス状に配置された表示画素ＰＥＬの等価回路図である。なお、図３では、１つの表示画素のみを示している。
【００４１】
表示画素ＰＥＬには、表示画素ＰＥＬを選択するためのゲート信号Ｇnを供給するゲート信号線Ｌ１と、各表示画素ＰＥＬの表示信号Ｄmを供給するドレイン信号線Ｌ２とが互いに交差している。これらの信号線に囲まれた領域には、自発光素子である有機ＥＬ素子１１Ａと、この有機ＥＬ素子１１Ａに電流を供給する駆動用ＴＦＴ６１Ａ、及び表示画素を選択するための画素選択用ＴＦＴ７１Ａが配置されている。
【００４２】
即ち、画素選択用ＴＦＴ７１Ａのゲートには、ゲート信号線Ｌ１が接続されることによりゲート信号Ｇnが供給され、そのドレイン７１Ａｄには、ドレイン信号線Ｌ２が接続されることにより表示信号Ｄmが供給されている。また、画素選択用ＴＦＴ７１Ａのソース７１Ａｓは、駆動用ＴＦＴ６１Ａのゲートに接続されている。駆動用ＴＦＴ６１Ａのソース６１Ａｓには、電源線Ｌ３から正電源電圧ＰＶｄｄが供給されている。また、そのドレイン６１Ａｄは有機ＥＬ素子１１Ａのアノード１２Ａに接続されている。有機ＥＬ素子１１Ａの透明カソード１４Ａには、電源電圧ＣＶが供給されている。
【００４３】
ここで、ゲート信号Ｇnは、垂直方向に表示画素ＰＥＬを切り換える垂直ドライバ回路（不図示）から出力される。表示信号Ｄmは、水平方向に並ぶ表示画素ＰＥＬ群の表示を制御する水平ドライバ回路（不図示）から出力される。
【００４４】
また、駆動用ＴＦＴ６１Ａのゲートには、保持容量Ｃｓが接続されている。保持容量Ｃｓは、表示信号Ｄmに応じた電荷を保持することにより、１フィールド期間において表示画素ＰＥＬに供給する表示信号を保持するために設けられている。
【００４５】
上述した表示画素ＰＥＬは、次のように動作する。ゲート信号Ｇnが１水平期間、ハイレベルになると、画素選択用ＴＦＴ７１Ａがオンする。すると、ドレイン信号線Ｌ２から表示信号Ｄmが画素選択用ＴＦＴ７１Ａを通して、駆動用ＴＦＴ６１Ａのゲートに印加される。そして、そのゲートに供給された表示信号Ｄmに応じて、駆動用ＴＦＴ６１Ａのコンダクタンスが変化し、それに応じた駆動電流が駆動用ＴＦＴ６１Ａを通して有機ＥＬ素子１１Ａに供給され、有機ＥＬ素子１１Ａが点灯する。そのゲートに供給された表示信号Ｄmに応じて、駆動用ＴＦＴ６１Ａがオフ状態の場合には、駆動用ＴＦＴ６１Ａには電流が流れないため、有機ＥＬ素子１１Ａも消灯する。
【００４６】
次に、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ａ、駆動用ＴＦＴ６１Ａ、及び光センサ３１Ａの詳細な構造について、概略の断面図を参照しながら説明する。
【００４７】
図４は、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ａ、駆動用ＴＦＴ６１Ａ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサ３１Ａ近傍の概略断面図である。なお、図４では、表示部１０にマトリックス状に配置された表示画素ＰＥＬの内の１つを示している。ここで、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ａはトップエミッション型有機ＥＬ素子であり、表示用有機ＥＬ素子１１Ａを駆動するための駆動用ＴＦＴ６１Ａはトップゲート型ＴＦＴとして形成されている。また、図示しないが、画素選択用ＴＦＴ７１Ａは、駆動用ＴＦＴ６１Ａと同様にトップゲート型ＴＦＴとして形成される。そして、光センサ３１Ａはトップゲート型ＴＦＴにより形成されている。
【００４８】
これらの表示用有機ＥＬ素子１１Ａ、駆動用ＴＦＴ６１Ａ、画素選択用ＴＦＴ７１Ａ、及び光センサ３１Ａは、同一のガラス基板４０Ａ上に配置されている。以下、これらの素子の構造を詳しく説明する。
【００４９】
透明ガラス基板４０Ａ上に、例えばＳｉＮＸ、ＳｉＯ2の順に積層されたバッファ層ＢＦ、ａ−Ｓｉ膜にレーザー光を照射して多結晶化してなる能動層６２Ａ、ゲート絶縁膜６３Ａ、及びクロムやモリブデンなどの高融点金属からなるゲート電極６４Ａが順に形成されており、その能動層６２Ａには、チャネル６２Ａｃと、このチャネル６２Ａｃの両側にソース６２Ａｓ及びドレイン６２Ａｄが設けられている。
【００５０】
そして、ゲート絶縁膜６３Ａ及びゲート電極６４Ａ上の全面に、ＳｉＯ2膜、ＳｉＮＸ膜及びＳｉＯ2膜の順に積層された層間絶縁膜６５Ａが形成されている。層間絶縁膜６５Ａのソース６２Ａｓに対応した位置には、コンタクトホールＣ１が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、正電源電圧ＰＶｄｄが供給される電源線Ｌ３が配置されている。
【００５１】
また、層間絶縁膜６５Ａのドレイン６２Ａｄに対応した位置には、コンタクトホールＣ２が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、ドレイン電極３ｄが配置されている。さらに全面に、例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜６６Ａを備えている。その平坦化絶縁膜６６Ａのドレイン電極３ｄに対応した位置には、コンタクトホールＣ３が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、ドレイン電極３ｄと表示用有機ＥＬ素子１１Ａのアノード１２Ａがコンタクトされている。ここで、アノード１２Ａは、光を透過せずに反射する性質を有した電極である。このアノード１２Ａは、Ａｌやメタル等によって形成されるが、高い光反射率を有するメタル単層や、ＩＴＯとメタルによる積層構造により形成してもよい。
【００５２】
表示用有機ＥＬ素子１１Ａは、表示画素ＰＥＬごとに島状に分離形成されており、アノード１２Ａ、発光層１３Ａ、及び発光層１３Ａからの光を透過する透明カソード１４Ａが、この順に積層形成された構造を有している。透明カソード１４Ａには、電源電圧ＣＶが供給されている（不図示）。この表示用有機ＥＬ素子１１Ａでは、アノード１２Ａから注入されたホールと、透明カソード１４Ａから注入された電子とが発光層１３Ａの内部で再結合する。この再結合したホールと電子は、発光層１３Ａを形成する有機分子を励起して励起子を生じさせる。この励起子が放射失活する過程で発光層１３Ａから光が放たれ、この光が透明カソード１４Ａから外部へ放出されて発光する。
【００５３】
また、駆動用ＴＦＴ６１Ａ及び表示用有機ＥＬ素子１１Ａと同一の透明ガラス基板４０Ａ上において光検出部３０ｘ，３０ｙに対応する位置には、光センサ３１Ａが配置されている。ここで、光センサ３１Ａは、トップゲート型ＴＦＴで形成されている。
【００５４】
即ち、透明ガラス基板４０Ａ上において、例えばＳｉＮＸ、ＳｉＯ2の順に積層されたバッファ層ＢＦ、ａ−Ｓｉ膜にレーザー光を照射して多結晶化して成る能動層３２Ａ、ゲート絶縁膜３３Ａ、クロムやモリブデンなどの高融点金属からなるゲート電極３４Ａ、層間絶縁膜６５Ａ及び平坦化絶縁膜６６Ａが、この順に形成されている。さらに、平坦化絶縁膜６６Ａ上に、表示用有機ＥＬ素子１１Ａの透明カソード１４Ａを延在して形成してもよい。この場合、光センサ３１Ａ裏面に入射する外光を遮ることができる。
【００５５】
能動層３２Ａには、光源部２０ｘ，２０ｙからの光が、表示パネル１裏面，即ち透明ガラス基板４０Ａの露出面から入射される。光センサ３１Ａは、能動層３２Ａが受光した光を電気的に検出し、その光の強度に応じた電流または電圧を出力する。
【００５６】
この光センサ３１Ａの構造においては、光が入射する透明ガラス基板４０Ａと能動層３２Ａとの間には光を遮蔽するゲート電極３４Ａが存在しない。これにより、光センサ３１Ａがボトムゲート型ＴＦＴ（透明ガラス基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、能動層がこの順に積層形成）である場合に比して、光を受光する能動層３２Ａの面積が広くなり、光の検出感度が向上する。
【００５７】
また、駆動用ＴＦＴ６１Ａ及び光センサ３１Ａは同じトップゲート型ＴＦＴなので、同一工程で形成することにより製造工程の煩雑化を防ぐことができる。例えば、以下に示すような製造工程を経ることができる。
【００５８】
透明ガラス基板４０Ａ上にバッファ層ＢＦを形成し、そのバッファ層ＢＦ上に能動層３２Ａ，６２Ａを形成する。そして、それらの能動層３２Ａ，６２Ａ上にゲート絶縁膜３３Ａ，６３Ａを形成する。さらに、ゲート電極３４Ａ，６４Ａを形成し、そのゲート電極３４Ａ，６４Ａを覆うようにして、ゲート絶縁膜３３Ａ，６３Ａ上に層間絶縁膜６５Ａを形成する。そして、電源線Ｌ３及びドレイン電極３ｄを形成し、それらを覆うようにして、平坦化絶縁膜６６Ａを形成する。この平坦化絶縁膜６６Ａ上にアノード１２Ａを形成し、これに積層される発光層１３Ａ及び透明カソード１４Ａを形成する。さらに、光センサ３１Ａ上方の平坦化絶縁膜６６Ａ上に、表示用有機ＥＬ素子１１Ａの透明カソード１４Ａを形成しておけば、光センサ３１Ａ裏面に入射する外光を遮ることもできる。
【００５９】
上述したように、本発明の実施形態においては、表示部１０、光源部２０ｘ，２０ｙ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙを同一の透明ガラス基板１０Ａ上に一体形成するため、有機ＥＬ表示装置の部品数が削減され、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。また、反射板５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２ｙが光源部２０ｘ，２０ｙからの光を光検出部３０ｘ，３０ｙ裏面（外光が入射しない表示パネル１裏面と同じ側）に導入するため、この光を検出する際の外光の影響を防ぐことができる。なお、各有機ＥＬ素子上部に設けられるブラックマトリックスを光検出部３０ｘ，３０ｙ以外の領域に配することで、さらに外光の影響を防ぐことができる。
【００６０】
これにより、表示部１０表面上に接触又は近接する指示物体の位置の検出精度を向上できる。また、光センサ３１Ａの能動層３２Ａをゲート電極３４Ａにより遮られない位置に設置することにより（トップゲート型ＴＦＴ）、検出する光の受光面積を広げることができる。これにより、導入される光の検出感度を向上することができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、トップエミッション型の表示用有機ＥＬ素子及び光源用有機ＥＬ素子、トップゲート型駆動用ＴＦＴ、及びトップゲート型ＴＦＴで形成した光センサを同一基板上に一体形成したが、本実施形態では、表示用有機ＥＬ素子及び光源用有機ＥＬ素子をボトムエミッション型とし、その駆動用ＴＦＴをトップゲート型ＴＦＴとし、光センサをボトムゲート型ＴＦＴとして、同一基板上に一体形成している。
【００６２】
本実施形態について、以下に図面を参照して詳しく説明する。なお、図１（ａ）の表示用有機ＥＬ素子１１Ａをボトムエミッション型の表示用有機ＥＬ素子１１Ｂとし、光源用有機ＥＬ素子２１Ａをボトムエミッション型の光源用有機ＥＬ素子２１Ｂとし、光センサ３１Ａをボトムゲート型ＴＦＴで形成した光センサ３１Ｂとした本実施形態における平面図は、図１（ａ）の平面図と同様である。
【００６３】
図５（ａ）は、本実施形態における図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。また、図５（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【００６４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、表示部１０、光源部２０ｘ，２０ｙ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙは、同一の透明ガラス基板４０Ｂ上に設けられ、表示パネル１として一体形成されている。この構造により、第１の実施形態と同様に、有機ＥＬ表示装置の部品数が削減され、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。ここで、本実施形態の透明ガラス基板４０Ｂは、第１の実施形態とは異なり、表示パネル１表面に形成されており、発光面となっている。
【００６５】
また、収納容器５０及び反射板５１ｘ，５２ｘ，５１ｙ，５２ｙの構造については、第１の実施形態に係る図１（ｂ）及び図１（ｃ）の概略断面図と同じである。
【００６６】
また、表示部１０上に指示物体が接触又は近接した位置を示す点Ｐの本実施形態における検出過程は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
次に、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ｂ、駆動用ＴＦＴ６１Ｂ、及び光センサ３１Ｂの詳細な構造について、概略の断面図を参照しながら説明する。なお、表示画素ＰＥＬの動作は、第１に実施形態と同様である。
【００６８】
図６は、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ｂ、駆動用ＴＦＴ６１Ｂ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙの光センサ３１Ｂ近傍の概略断面図である。なお、図６では、表示部１０にマトリックス状に配置された表示画素ＰＥＬの内の１つを示している。ここで、表示画素ＰＥＬの表示用有機ＥＬ素子１１Ｂはボトムエミッション型有機ＥＬ素子であり、表示用有機ＥＬ素子１１Ｂを駆動するための駆動用ＴＦＴ６１Ｂはトップゲート型ＴＦＴとして形成されている。また、図示しないが、画素選択用ＴＦＴ７１Ｂは、駆動用ＴＦＴ６１Ｂと同様にトップゲート型ＴＦＴとして形成される。そして、光センサ３１Ｂはボトムゲート型ＴＦＴにより形成されている。
【００６９】
これらの表示用有機ＥＬ素子１１Ｂ、駆動用ＴＦＴ６１Ｂ、画素選択用ＴＦＴ７１Ｂ、及び光センサ３１Ｂは、同一の透明ガラス基板４０Ｂ上に配置されている。本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、表示用有機ＥＬ素子１１Ｂが放出した光は、透明ガラス基板４０Ｂの露出面から発光される。以下、これらの素子の構造を詳しく説明する。
【００７０】
透明ガラス基板４０Ｂ上に、例えばＳｉＮＸ、ＳｉＯ2の順に積層されたバッファ層ＢＦ、ａ−Ｓｉ膜にレーザー光を照射して多結晶化してなる能動層６２Ｂ、ゲート絶縁膜６３Ｂ、及びクロムやモリブデンなどの高融点金属からなるゲート電極６４Ｂが順に形成されており、その能動層６２Ｂには、チャネル６２Ｂｃと、このチャネル６２Ｂｃの両側にソース６２Ｂｓ及びドレイン６２Ｂｄが設けられている。
【００７１】
そして、ゲート絶縁膜６３Ｂ及びゲート電極６４Ｂ上の全面に、ＳｉＯ2膜、ＳｉＮＸ膜及びＳｉＯ2膜の順に積層された層間絶縁膜６５Ｂが形成されている。層間絶縁膜６５Ｂのソース６２Ｂｓに対応した位置には、コンタクトホールＣ３が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、正電源電圧ＰＶｄｄが供給される電源線Ｌ３が配置されている。
【００７２】
また、層間絶縁膜６５Ｂのドレイン６２Ｂｄに対応した位置には、コンタクトホールＣ４が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、ドレイン電極３ｄが配置されている。さらに全面に、例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜６６Ｂを備えている。その平坦化絶縁膜６６Ｂのドレイン電極３ｄに対応した位置には、コンタクトホールＣ５が設けられ、これにＡｌ等の金属を充填して、ドレイン電極３ｄと表示用有機ＥＬ素子１１Ｂの透明アノード１２Ｂがコンタクトされている。ここで、透明アノード１２Ｂは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等から成る透明電極である。
【００７３】
表示用有機ＥＬ素子１１Ｂは、表示画素ＰＥＬごとに島状に分離形成されており、透明アノード１２Ｂ、発光層１３Ｂ、及び発光層１３Ｂからの光を透過せずに反射するカソード１４Ｂ（例えばＡｌ，もしくはマグネシウム・インジウム合金等から成る）が、この順に積層形成された構造を有している。ここで、カソード１４Ｂには、電源電圧ＣＶ（不図示）が供給されている。発光層１３Ｂから発光された光は、透明アノード１４Ｂを透過して透明ガラス基板４０Ｂから放出される。
【００７４】
また、駆動用ＴＦＴ６１Ｂ及び表示用有機ＥＬ素子１１Ｂと同一の透明ガラス基板４０Ｂ上において光検出部３０ｘ，３０ｙに対応する位置には、光センサ３１Ｂが配置されている。ここで、光センサ３１Ｂは、ボトムゲート型ＴＦＴで形成されている。
【００７５】
即ち、透明ガラス基板４０Ｂ上において、クロムやモリブデンなどの高融点金属からなるゲート電極３４Ｂ、バッファ層ＢＦを兼ねるゲート絶縁膜３３Ｂ、ａ−Ｓｉ膜にレーザー光を照射して多結晶化して成る能動層３２Ｂ、絶縁膜３５Ｂ，３６Ｂ及び平坦化絶縁膜３７Ｂが、この順に形成されている。能動層３２Ｂには、光源部２０ｘ，２０ｙからの光が、表示パネル１裏面，即ち、カソード１４Ｂと同じ側の露出面から入射される。光センサ３１Ｂは、能動層３２Ｂが受光した光を電気的に検出し、その光の強度に応じた電流または電圧を出力する。
【００７６】
この光センサ３１Ｂの構造においては、光が入射する表示パネル１裏面の露出面と能動層３２Ｂとの間には光を遮蔽するゲート電極３４Ｂが存在しない。これにより、光センサ３１Ｂが不図示のトップゲート型ＴＦＴ（ガラス基板、能動層、ゲート絶縁膜、ゲート電極がこの順に積層形成）である場合に比して、光を受光する能動層３２Ｂの面積が広くなり、光の検出感度が向上する。
【００７７】
光センサ３１Ｂと駆動用ＴＦＴ６１Ｂは、例えば、以下に示すような製造工程を経ることができる。透明ガラス基板４０Ｂ上にゲート電極３４Ｂを形成し、そのゲート電極３４Ｂを覆うようにして、バッファ層ＢＦ兼ゲート絶縁膜３３Ｂを形成する。そして、その上に能動層３２Ｂ，６２Ｂを形成し、それらの能動層３２Ｂ，６２Ｂ上に絶縁膜３５Ｂ兼ゲート絶縁膜６３Ｂを形成する。さらに、ゲート電極６４Ｂを形成し、そのゲート電極６４Ｂを覆うようにして、絶縁膜３６Ｂ兼層間絶縁膜６５Ｂを形成する。そして、電源線Ｌ３及びドレイン電極３ｄを形成し、それらを覆うようにして平坦化絶縁膜３７Ｂ，６６Ｂを形成する。平坦化絶縁膜６６Ｂ上には、透明アノード１２Ｂを形成し、これに積層される発光層１３Ｂ及びカソード１４Ｂを形成する。
【００７８】
上述したように、本実施形態においては、表示部１０、光源部２０ｘ，２０ｙ、及び光検出部３０ｘ，３０ｙを同一の透明ガラス基板１０Ｂ上に一体形成するため、有機ＥＬ表示装置の部品数が削減され、製造工程の煩雑化を防ぐことができる。また、第１の実施形態と同様、反射板５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２ｙが光源部２０ｘ，２０ｙからの光を光検出部３０ｘ，３０ｙ裏面（外光が入射しない表示パネル１裏面と同じ側）に導入するため、外光の影響による検出誤りを防ぐことができる。これにより、表示部１０表面上に接触又は近接する指示物体の位置の検出精度を向上できる。また、光センサ３１Ｂの能動層をゲート電極により遮られない位置に設置することにより（ボトムゲート型ＴＦＴ）、検出する光の受光面積を広げることができる。これにより、導入される光の検出感度を向上することができる。
【００７９】
なお、第１及び第２の実施形態における光検出部３０ｘ，３０ｙ近傍に設けられた反射板５２ｘ，５２ｙは、表示パネル１に対して水平に入射する光を垂直に反射し、次に水平に反射し、最後に再び垂直に反射して表示パネル１裏面の光検出部３０ｘ，３０ｙに導入する反射面を有したが、最後に表示パネル１裏面の光検出部３０ｘ，３０ｙに垂直に導入できるものであれば、他の反射面ａ，ｂ，ｄ，ｅの反射角度は、光を垂直や水平以外の角度に反射するものであってもよい。
【００８０】
また、以上に示した実施形態は、無機材料を発光層とする無機ＥＬにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図、そのＡ−Ａ線に沿った概略断面図、及びＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ表示装置の動作を示す表示パネルの概略平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示画素の等価回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る表示用有機ＥＬ素子近傍及び光センサの概略断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図のＡ−Ａ線に沿った概略断面図及びＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る表示用有機ＥＬ素子近傍及び光センサの概略断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  表示パネル
１０  表示部
１１Ａ，１１Ｂ  表示用有機ＥＬ素子
２０ｘ，２０ｙ  光源部
２１Ａ，２１Ｂ  光源用有機ＥＬ素子
３０ｘ，３０ｙ  光検出部
３１Ａ，３１Ｂ  光センサ
４０Ａ，４０Ｂ  透明ガラス基板
５０  収納容器    ５１ｘ，５２ｘ，５１ｙ，５２ｙ  反射板
６１Ａ，６１Ｂ  駆動用ＴＦＴ
７１Ａ，７１Ｂ  画素選択用ＴＦＴ
【図１】
2005173881.tif 000003
【図２】
2005173881.tif 000004
【図３】
2005173881.tif 000005
【図４】
2005173881.tif 000006
【図５】
2005173881.tif 000007
【図６】
2005173881.tif 000008