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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-11
(45)【発行日】2022-11-21
(54)【発明の名称】電流駆動表示パネル及びパネル表示装置
(51)【国際特許分類】
G09G 3/3225 20160101AFI20221114BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20221114BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20221114BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20221114BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20221114BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20221114BHJP
【ＦＩ】
G09G3/3225
G09G3/20 624B
G09G3/20 691D
G09G3/20 642A
G09G3/20 680H
G09F9/30 338
G09F9/30 349Z
G09F9/00 366A
G06F3/041 412
G06F3/044 140
G06F3/041 512
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2017058348
(22)【出願日】2017-03-24
(65)【公開番号】P2018159885
(43)【公開日】2018-10-11
【審査請求日】2020-03-18
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】502161508
【氏名又は名称】シナプティクス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100205350
【弁理士】
【氏名又は名称】狩野 芳正
(74)【代理人】
【識別番号】100117617
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭策
(72)【発明者】
【氏名】高橋 盛毅
【審査官】橋本 直明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００２４１４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－００８７７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０８５５２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０８５６８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０３３５４０７９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５３１３２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０９Ｇ ３／３２２５
Ｇ０９Ｇ ３／２０
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｇ０９Ｆ ９／００
Ｇ０６Ｆ ３／０４１
Ｇ０６Ｆ ３／０４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
センスラインと、第１スキャンラインと、
第２スキャンラインと、
第３スキャンラインと、
タッチ検出対応画素回路を含む複数の画素回路と
を備える表示パネルであって、
前記タッチ検出対応画素回路が、
データ電圧に対応する電圧を保持する保持キャパシタと、
前記保持キャパシタに接続された保持ノードと、
前記保持ノードと接地ラインとの間に接続され、前記タッチ検出対応画素回路の近傍における物体の前記表示パネルへの接触に応じて変動する容量を有する検出キャパシタと、
電流駆動素子と、
ゲートが前記保持ノードに接続され、前記データ電圧に応じて前記電流駆動素子に電流を供給し、前記検出キャパシタの容量に応じたセンス電流を前記センスラインに供給するように構成された駆動トランジスタと、
リセットトランジスタと、
を備えており、
前記保持キャパシタが前記保持ノードと前記第２スキャンラインの間に接続され、
前記リセットトランジスタが、前記第３スキャンラインの電位に応じて、所定の第１電位に固定された第１電源ラインと前記保持ノードとを電気的に接続するように構成された
表示パネル。
【請求項2】
前記複数の画素回路は、複数の行に配置されており、前記タッチ検出対応画素回路は、前記複数の行の第１行に位置している、
請求項１に記載の表示パネル。
【請求項3】
前記第１スキャンラインは、前記第１行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第１行を選択する電位にされ、前記第２スキャンラインは、前記複数の行のうち、前記第１行に隣接し、且つ、前記第１行の画素回路よりも早くデータ電圧が書き込まれる第２行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第２行を選択する電位にされ、
前記第３スキャンラインは、前記複数の行のうち、前記第２行に隣接し、且つ、前記第２行の画素回路よりも早くデータ電圧が書き込まれる第３行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第３行を選択する電位にされる
請求項２に記載の表示パネル。
【請求項4】
更に、第１エミッションラインと、
第２エミッションラインと、
データラインと
を備え、
前記駆動トランジスタのゲートが前記保持ノードに接続され、
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、
前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記データラインを前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続するように構成された第１選択トランジスタと、
所定の第２電位に固定された第２電源ラインを前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続するように構成された第２選択トランジスタと、
前記第１エミッションラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記電流駆動素子に電気的に接続するように構成された第３選択トランジスタと、
前記第２スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記センスラインに電気的に接続するように構成された第４選択トランジスタ
とを備える
請求項２に記載の表示パネル。
【請求項5】
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続するように構成された閾値補償トランジスタを備える請求項４に記載の表示パネル。
【請求項6】
更に、エミッションラインと、
データラインと
を備え、
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、
前記保持ノードと前記駆動トランジスタのゲートとの間に接続された閾値補償キャパシタと、
前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記データラインを前記保持ノードに電気的に接続するように構成された第１選択トランジスタと、
前記エミッションラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記電流駆動素子に電気的に接続するように構成された第２選択トランジスタと、
前記第２スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記センスラインに電気的に接続するように構成された第３選択トランジスタと、
前記第３スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続するように構成された閾値補償トランジスタ
とを備える
請求項２に記載の表示パネル。
【請求項7】
前記検出キャパシタが、第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた絶縁層
とを備え、
前記検出キャパシタは、その少なくとも一部分において、前記第１電極と前記第２電極の間の距離が、前記検出キャパシタの近傍において当該表示パネルに作用する圧力に依存して変化するように構成されている
請求項１に記載の表示パネル。
【請求項8】
前記絶縁層が、弾性を有する有機絶縁体で形成されている請求項７に記載の表示パネル。
【請求項9】
データ電圧を生成し、センス電流を受け取るように構成された表示ドライバと、センスラインと、第１スキャンラインと、第２スキャンラインと、第３スキャンラインと、タッチ検出対応画素回路を含む複数の画素回路とを備える表示パネルと
を備え、
前記タッチ検出対応画素回路が、
前記データ電圧に対応する電圧を保持する保持キャパシタと、
前記保持キャパシタに接続された保持ノードと、
前記保持ノードと接地ラインとの間に接続され、前記タッチ検出対応画素回路の近傍における物体の前記表示パネルへの接触に応じて変動する容量を有する検出キャパシタと、
電流駆動素子と、
ゲートが前記保持ノードに接続され、前記データ電圧に応じて前記電流駆動素子に電流を供給し、前記検出キャパシタの容量に応じたセンス電流を前記センスラインに供給するように構成された駆動トランジスタと、
リセットトランジスタと、
を備え、
前記保持キャパシタが前記保持ノードと前記第２スキャンラインの間に接続され、
前記リセットトランジスタが、前記第３スキャンラインの電位に応じて、所定の第１電位に固定された第１電源ラインと前記保持ノードとを電気的に接続するように構成された
パネル表示装置。
【請求項10】
前記複数の画素回路は、複数の行に配置されており、前記タッチ検出対応画素回路は、前記複数の行の第１行に位置している、
請求項９に記載のパネル表示装置。
【請求項11】
前記第１スキャンラインは、前記第１行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第１行を選択する電位にされ、前記第２スキャンラインは、前記複数の行のうち、前記第１行に隣接し、且つ、前記第１行の画素回路よりも早くデータ電圧が書き込まれる第２行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第２行を選択する電位にされ、
前記第３スキャンラインは、前記複数の行のうち、前記第２行に隣接し、且つ、前記第２行の画素回路よりも早くデータ電圧が書き込まれる第３行に位置する前記画素回路にデータ電圧を書き込むときに前記第３行を選択する電位にされる
請求項１０に記載のパネル表示装置。
【請求項12】
前記表示パネルが、更に、第１エミッションラインと、
第２エミッションラインと、
データラインと
を備え、
前記駆動トランジスタのゲートが前記保持ノードに接続され、
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、
前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記データラインを前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続するように構成された第１選択トランジスタと、
所定の第２電位に固定された第２電源ラインを前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続するように構成された第２選択トランジスタと、
前記第１エミッションラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記電流駆動素子に電気的に接続するように構成された第３選択トランジスタと、
前記第２スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記センスラインに電気的に接続するように構成された第４選択トランジスタ
とを備える
請求項１０に記載のパネル表示装置。
【請求項13】
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続するように構成された閾値補償トランジスタを備える請求項１２に記載のパネル表示装置。
【請求項14】
前記表示パネルが、更に、エミッションラインと、
データライン
とを具備し、
前記タッチ検出対応画素回路が、更に、
前記保持ノードと前記駆動トランジスタのゲートとの間に接続された閾値補償キャパシタと、
前記第１スキャンラインの電位に応じて、前記データラインを前記保持ノードに電気的に接続するように構成された第１選択トランジスタと、
前記エミッションラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記電流駆動素子に電気的に接続するように構成された第２選択トランジスタと、
前記第２スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記センスラインに電気的に接続するように構成された第３選択トランジスタと、
前記第３スキャンラインの電位に応じて、前記駆動トランジスタのドレインを前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続するように構成された閾値補償トランジスタ
とを備える
請求項１０に記載の表示パネル。
【請求項15】
前記検出キャパシタが、第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた絶縁層
とを備え、
前記検出キャパシタは、その少なくとも一部分において、前記第１電極と前記第２電極の間の距離が、前記検出キャパシタの近傍において当該表示パネルに作用する圧力に依存して変化するように構成され、
前記表示ドライバは、前記センス電流に基づいて前記表示パネルに作用する圧力を検出するように構成された
請求項９に記載のパネル表示装置。
【請求項16】
前記絶縁層が、弾性を有する有機絶縁体で形成されている請求項１５に記載のパネル表示装置。
【請求項17】
表示パネルの画素回路の、ゲートが保持ノードに接続されている駆動トランジスタを用いて、前記画素回路の、前記保持ノードに接続されている保持キャパシタに保持されている電圧に応じて前記画素回路の電流駆動素子に駆動電流を供給することと、前記駆動トランジスタを用いて、前記保持ノードと接地ラインとの間に接続された検出キャパシタの容量に応じてセンスラインにセンス電流を供給することと、
前記画素回路に集積化されているリセットトランジスタによって、前記駆動トランジスタが前記駆動トランジスタのゲートとドレインとが電気的に接続された状態にある間に前記保持ノードを所定電位に設定することと、
を含み、
前記容量が、前記画素回路の近傍における物体の前記表示パネルとの接触に応じて変化し、
閾値電圧補償キャパシタが、前記保持ノードと前記駆動トランジスタの前記ゲートとの間に接続され、
前記駆動電流と前記センス電流とが、前記閾値電圧補償キャパシタに保持されている電圧に依存する
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電流駆動表示パネル及びパネル表示装置に関し、特に、電流駆動素子を画素回路に用いる電流駆動表示パネルに対するタッチ検出（touch sensing）に関する。
【背景技術】
【0002】
近年のパネル表示装置は、しばしば、表示パネルへの物体（例えば、人体の指）の接触を検出するタッチ検出（touch sensing）に対応するように構成される。タッチ検出に対応した表示パネルは、単独で入出力装置として使用可能であり、ユーザフレンドリ性の向上に寄与する。なお、本明細書でいう「タッチ検出」は、表示パネルに物体が接触した位置の検出を含んでおり、加えて、接触する圧力の検出を含んでいてもよい。
【0003】
特に携帯端末に用いられるパネル表示装置について、パネル表示装置が占める体積の減少が求められている。このような要求を満たすため、液晶表示パネルについては、容量性負荷のみが接続された共通電極（「対向電極」とも呼ばれる）をタッチ検出のための検出電極として用いる技術が提案されている。共通電極をタッチ検出のための検出電極として用いることで、液晶表示パネルの外部にタッチパネルを設けることなくタッチ検出を行うことができる。
【0004】
一方で、例えばＯＬＥＤ（organic light emitting diode）表示パネルのような電流駆動素子を画素回路に用いる表示パネル（以下、「電流駆動表示パネル」という。）には、容量性負荷のみが接続された共通電極は存在しないため、このような手法によってタッチ検出を行うことはできない。このような背景から、発明者は、電流駆動表示パネル（例えば、ＯＬＥＤ表示パネル）にタッチ検出のための検出素子を集積化する技術について検討している。
【0005】
電流駆動表示パネルにタッチ検出のための検出素子を集積化する技術を検討する上で発明者が認識した課題の一つは、タッチ検出のために追加される回路素子（例えば、薄膜トランジスタ）及び配線の数の低減である。追加の回路素子及び配線の数を低減することは、設計や製造プロセスの容易化に寄与する。このように、タッチ検出のために追加される回路素子及び配線の数の低減には、技術的なニーズが存在する。
【0006】
なお、米国特許第８，４２７，４３５号及びTakahashi et al. "Embedded Liquid Crystal Capacitive Touch Screen Technology for Large Size LCD applications", SID Symposium Digest, pp. 563-566, 2009は、検出キャパシタ (sensor capacitor) を含むタッチセンサを液晶表示パネルに組み込む技術を開示している。
【0007】
また、Park et al. “High-Speed AMOLED Pixel Circuit and Driving Scheme”, SID Symposium Digest, pp. 806-809は、ＯＬＥＤ表示パネルの画素回路の構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】米国特許第８，４２７，４３５号
【非特許文献】
【0009】
【文献】Takahashi et al. "Embedded Liquid Crystal Capacitive Touch Screen Technology for Large Size LCD applications", SID Symposium Digest, pp. 563-566, 2009
【文献】Park et al. “High-Speed AMOLED Pixel Circuit and Driving Scheme”, SID Symposium Digest, pp. 806-809
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従って、本発明の目的の一つは、タッチ検出のために追加される回路素子及び配線が低減された電流駆動表示パネルを提供することにある。本発明の他の目的及び新規な特徴は、以下の開示から当業者には理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一の観点では、電流駆動表示パネルが、複数の画素回路と、センスラインとを具備する。複数の画素回路は、タッチ検出対応画素回路を含む。タッチ検出対応画素回路は、電流駆動素子と、駆動トランジスタと、データ電圧に対応する電圧を保持する保持キャパシタと、検出キャパシタとを備えている。検出キャパシタは、検出キャパシタの容量が、タッチ検出対応画素回路の近傍における物体の電流駆動表示パネルへの接触に応じて変動するように構成されている。タッチ検出対応画素回路は、駆動トランジスタが、データ電圧に応じて電流駆動素子に電流を供給すると共に、駆動トランジスタが、検出キャパシタの容量に応じたセンス電流をセンスラインに供給するように構成されている。
【0012】
本発明の他の観点では、パネル表示装置が、上記の電流駆動表示パネルと、電流駆動表示パネルにデータ電圧を供給し、電流駆動表示パネルからセンス電流を受け取るタッチコントローラ内蔵表示ドライバを備えている。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、タッチ検出のために追加される回路素子及び配線が低減された電流駆動表示パネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１の実施形態のパネル表示装置の構成を示すブロック図である。
【図2】第１の実施形態におけるＯＬＥＤ表示パネルの画素回路の構造を概略的に示す断面図である。
【図3】第１の実施形態における画素回路の回路構成を示す回路図である。
【図5】第１の実施形態の変形例におけるパネル表示装置の構成を示すブロック図である。
【図7】第２の実施形態のパネル表示装置の構成を示すブロック図である。
【図8】第２の実施形態における画素回路の回路構成を示す回路図である。
【図10】第２の実施形態の変形例におけるパネル表示装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。
【0016】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のパネル表示装置１０の構成を示すブロック図である。パネル表示装置１０は、ＯＬＥＤ表示パネル１と、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２とを備えている。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、ＯＬＥＤ表示パネル１を駆動すると共に、ＯＬＥＤ表示パネル１についてのタッチ検出を行う機能を有している。
図１は、第１の実施形態のパネル表示装置１０の構成を示すブロック図である。パネル表示装置１０は、ＯＬＥＤ表示パネル１と、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２とを備えている。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、ＯＬＥＤ表示パネル１を駆動すると共に、ＯＬＥＤ表示パネル１についてのタッチ検出を行う機能を有している。
【0017】
本実施形態では、ＯＬＥＤ表示パネル１は、電圧プログラミング法に対応した電流駆動表示パネルとして構成されている。ＯＬＥＤ表示パネル１は、表示領域３とスキャンドライバ４とエミッションドライバ５とを備えている。表示領域３には、行列に配置された画素回路６と、スキャンラインＳＬ［－１］－ＳＬ［ｎ］と、第１エミッションラインＥＭ１［１］－ＥＭ１［ｎ］と、第２エミッションラインＥＭ２［１］－ＥＭ２［ｎ］と、データラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］と、センスラインＳＮＳ［１］～ＳＮＳ［ｍ］とが配置される。スキャンドライバ４は、スキャンラインＳＬ［－１］－ＳＬ［ｎ］を駆動し、エミッションドライバ５は、第１エミッションラインＥＭ１［１］－ＥＭ１［ｎ］と、第２エミッションラインＥＭ２［１］－ＥＭ２［ｎ］とを駆動する。スキャンドライバ４とエミッションドライバ５とは、例えば、ＳＯＧ技術（system on glass）を用いてＯＬＥＤ表示パネル１に集積化されてもよい。
【0018】
各画素回路６は、ＯＬＥＤ素子を用いて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの色を表示するように構成されている。一実施形態では、各画素回路６は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの光を発光するＯＬＥＤ素子を含んでいてもよい。他の実施形態では、各画素回路６が、白色の光を発光するＯＬＥＤ素子を含んでおり、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを用いて赤色、緑色、青色のいずれかの色を表示するように構成されてもよい。赤色を表示するＯＬＥＤ素子を含む画素回路６は、Ｒ副画素として用いられる。同様に、緑色を表示するＯＬＥＤ素子を含む画素回路６は、Ｇ副画素として用いられ、青色を表示するＯＬＥＤ素子を含む画素回路６は、Ｂ副画素として用いられる。加えて、各画素回路６は、タッチ検出に対応するように構成されており、タッチ検出に用いられる検出キャパシタを含んでいる。
【0019】
図２は、ＯＬＥＤ表示パネル１の各画素回路６の構造を概略的に示す断面図である。ＯＬＥＤ表示パネル１は、下側ガラス基板１１と、上側ガラス基板１２とを備えている。下側ガラス基板１１と上側ガラス基板１２との間に、回路形成層１３と、ＯＬＥＤ素子１４と、検出キャパシタ１５と、パッシベーション層１６とが形成されている。回路形成層１３には、各画素回路６の薄膜トランジスタ、スキャンラインＳＬ［－１］－ＳＬ［ｎ］、第１エミッションラインＥＭ１［１］－ＥＭ１［ｎ］、第２エミッションラインＥＭ２［１］－ＥＭ２［ｎ］、データラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］、センスラインＳＮＳ［１］～ＳＮＳ［ｍ］、及び、これらを被覆するパッシベーション層が集積化される。ＯＬＥＤ素子１４と検出キャパシタ１５とは、回路形成層１３の上面に形成されている。ＯＬＥＤ素子１４は、アノード１４ａと、発光層１４ｂと、カソード１４ｃとを備えている。検出キャパシタ１５は、下部電極１５ａと絶縁層１５ｂと上部電極１５ｃとを備えている。なお、図２には、カソード１４ｃと上部電極１５ｃとが接続されている構造が図示されているが、カソード１４ｃと上部電極１５ｃとは、分離されていてもよい。ＯＬＥＤ素子１４と検出キャパシタ１５のそれぞれは、スペーサ１７によって他のＯＬＥＤ素子１４及び検出キャパシタ１５から分離されている。パッシベーション層１６は、ＯＬＥＤ素子１４と検出キャパシタ１５とを被覆するように形成されている。
【0020】
検出キャパシタ１５は、タッチ検出のためのセンス信号の生成に用いられる。上側ガラス基板１２が、検出キャパシタ１５の近傍の位置で、物体、例えば、人体の指１８によって押されると、検出キャパシタ１５が微小に変形して、検出キャパシタ１５の少なくとも一部分において下部電極１５ａと上部電極１５ｃとの距離が変化する。下部電極１５ａと上部電極１５ｃとの距離が変化すると、検出キャパシタ１５の容量が変化する。この検出キャパシタ１５の容量の変化は、検出キャパシタ１５の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１に作用する圧力に依存している。後に詳細に説明するように、各画素回路６は、検出キャパシタ１５の容量の変化に応じた電流レベルを有するセンス電流Ｉｓｅｎｓを生成するように構成される。検出キャパシタ１５が変形しやすいように、絶縁層１５ｂは、例えば、弾性を有する有機絶縁体で形成されることが好ましい。
【0021】
図１を再度に参照して、スキャンラインＳＬ［－１］－ＳＬ［ｎ］と、第１エミッションラインＥＭ１［１］－ＥＭ１［ｎ］と、第２エミッションラインＥＭ２［１］－ＥＭ２［ｎ］とは、ＯＬＥＤ表示パネル１の水平方向（画素回路６の行の方向）に延伸するように設けられている。スキャンラインＳＬ［－１］－ＳＬ［ｎ］は、リセットする画素回路６の行の選択、センス信号を得る画素回路６の行の選択、及び、データ電圧を書き込むべき画素回路６の行の選択のために用いられる。また、第１エミッションラインＥＭ１［１］－ＥＭ１［ｎ］と第２エミッションラインＥＭ２［１］－ＥＭ２［ｎ］とは、ＯＬＥＤ素子１４の発光を許可する画素回路６の行を選択するために用いられる。なお、図１に図示されている構成では、ＯＬＥＤ表示パネル１が、画素回路６の行のそれぞれに対応するスキャンラインＳＬ［１］～ＳＬ［ｎ］に加え、２本の追加のスキャンラインＳＬ［－１］、ＳＬ［０］を有している。該２本の追加のスキャンラインＳＬ［－１］、ＳＬ［０］は、上から２行の画素回路６について、リセットする画素回路６の行の選択、及び、センス信号を得る画素回路６の行の選択を行うために用いられる。
【0022】
データラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］、センスラインＳＮＳ［１］～ＳＮＳ［ｍ］とは、垂直方向（画素回路６の列の方向）に延伸するように設けられている。データラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］は、各画素回路６にデータ電圧を供給するために用いられる。センスラインＳＮＳ［１］～ＳＮＳ［ｍ］は、後述のように、タッチ検出において各画素回路６において生成されるセンス電流Ｉｓｅｎｓを、各画素回路６から出力するために用いられる。
【0023】
タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、外部から（例えば、アプリケーションプロセッサから）供給される画像データに応答してデータラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］にデータ電圧を供給し、これにより、データラインＤＬ［１］～ＤＬ［ｍ］を介して各画素回路６にデータ電圧を書き込む。加えて、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、各画素回路６から得られたセンス電流Ｉｓｅｎｓの電流レベルを検出してタッチ検出を行う機能も有している。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、タッチ検出の結果を示すタッチ検出データを出力する。一実施形態では、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、表面実装技術を用いてＯＬＥＤ表示パネル１の上に搭載されてもよい。
【0024】
図３は、第１の実施形態における画素回路６の回路構成を示す回路図である。なお、図３は、ｉ行目、ｊ列目に位置している画素回路６の構成を図示しているが、他の画素回路６の構成も、図３に図示されている構成と同一である。ここで、スキャンラインＳＬ［ｉ］は、ｉ行目に位置している画素回路６にデータ電圧を書き込む水平同期期間において活性化されるスキャンラインである。同様に、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］は、ｉ－１行目に位置している画素回路６にデータ電圧を書き込む水平同期期間において活性化されるスキャンラインであり、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］は、ｉ－２行目に位置している画素回路６にデータ電圧を書き込む水平同期期間において活性化されるスキャンラインである。
【0025】
第１の実施形態では、各画素回路６が、上述のＯＬＥＤ素子１４、検出キャパシタ１５に加え、駆動トランジスタＴ１と、選択トランジスタＴ２と、閾値補償トランジスタＴ３と、リセットトランジスタＴ４と、選択トランジスタＴ５、Ｔ６、Ｔ７と、保持キャパシタＣ１とを備えている。本実施形態では、駆動トランジスタＴ１と、選択トランジスタＴ２と、閾値補償トランジスタＴ３と、リセットトランジスタＴ４と、選択トランジスタＴ５、Ｔ６、Ｔ７は、いずれも、Ｐ型のＭＯＳトランジスタとして構成される。
【0026】
駆動トランジスタＴ１は、各画素回路６に書き込まれたデータ電圧に応じた駆動電流を生成し、生成した駆動電流をＯＬＥＤ素子１４に供給する。駆動トランジスタＴ１は、そのソースがノードＮ１に接続され、ゲートが保持ノードＮＨＯＬＤに接続されている。
【0027】
選択トランジスタＴ２は、データ電圧を書き込む画素回路６を選択するために用いられる。選択トランジスタＴ２は、ソースがデータラインＤＬ［ｊ］に接続され、ドレインがノードＮ１に接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ］に接続されている。選択トランジスタＴ２は、スキャンラインＳＬ［ｉ］の電位に応じて、データラインＤＬ［ｊ］とノードＮ１（即ち、駆動トランジスタＴ１のソース）とを電気的に接続する。
【0028】
閾値補償トランジスタＴ３は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインが駆動トランジスタＴ１のゲートに接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ］に接続されている。閾値補償トランジスタＴ３は、スキャンラインＳＬ［ｉ］の電位に応じて、駆動トランジスタＴ１のドレインとゲートとを電気的に接続する。
【0029】
リセットトランジスタＴ４は、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］の電位に応じて保持ノードＮＨＯＬＤと内部電源ライン３１とを電気的に接続することで保持キャパシタＣ１及び検出キャパシタ１５をリセットするために用いられる。本実施形態では、リセットトランジスタＴ４は、ソースが保持ノードＮＨＯＬＤに接続され、ドレインが内部電源ライン３１に接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ－２］に接続されている。ここで、内部電源ライン３１は、電位Ｖｉｎｔに固定された電源ラインである。
【0030】
選択トランジスタＴ５、Ｔ６は、ＯＬＥＤ素子１４を発光させる画素回路６を選択するために用いられる。詳細には、選択トランジスタＴ５は、ソースが電源ライン３２に接続され、ドレインがノードＮ１に接続され、ゲートが第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］に接続されている。ここで、電源ライン３２は、ＯＬＥＤ素子１４を駆動に用いられる電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ラインである。選択トランジスタＴ５は、第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］の電位に応じて、電源ライン３２とノードＮ１（即ち、駆動トランジスタＴ１のソース）とを電気的に接続する。また、選択トランジスタＴ６は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインがＯＬＥＤ素子１４のアノードに接続され、ゲートが第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］に接続されている。選択トランジスタＴ６は、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］の電位に応じて、駆動トランジスタＴ１のドレインとＯＬＥＤ素子１４のアノードとを電気的に接続するように構成されている。
【0031】
選択トランジスタＴ７は、センス電流Ｉｓｅｎｓを取得する画素回路６を選択するために用いられる。選択トランジスタＴ７は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインがセンスラインＳＮＳ［ｊ］に接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されている。選択トランジスタＴ７は、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］の電位に応じて、駆動トランジスタＴ１のドレインとセンスラインＳＮＳ［ｊ］とを電気的に接続するように構成されている。
【0032】
保持キャパシタＣ１は、当該画素回路６に対応する副画素の階調（即ち、ＯＬＥＤ素子１４が発光すべき輝度）に対応するデータ電圧を保持する。保持キャパシタＣ１は、保持ノードＮＨＯＬＤとスキャンラインＳＬ［ｉ－１］との間に接続されている。
【0033】
ＯＬＥＤ素子１４は、アノードが選択トランジスタＴ６のドレインに接続され、カソードが接地ライン３３に接続されている。ここで、接地ライン３３は、接地電位ＥＬＶＳＳに固定されている電源ラインである。
【0034】
検出キャパシタ１５は、上述のように、タッチ検出のためのセンス信号の生成に用いられる。検出キャパシタ１５は、保持ノードＮＨＯＬＤと接地ライン３３との間に接続されている。
【0035】
図３に図示されている画素回路６は、いわゆる６Ｔ１Ｃ型画素回路（上記の非特許文献２参照）に、選択トランジスタＴ７、第２エミッションラインＥＭ２、検出キャパシタ１５、及び、センスラインＳＮＳを追加した構成であることに留意されたい。図３に図示されている構成では、ＯＬＥＤ素子１４を駆動するために用いられる回路素子及び配線が、タッチ検出のためのセンス信号の生成にも用いられ、これにより、タッチ検出のために画素回路６に追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0036】
詳細には、まず、ＯＬＥＤ素子１４にデータ電圧に応じた駆動電流を供給する駆動トランジスタＴ１が、検出キャパシタ１５の容量に応じてタッチ検出に用いられるセンス電流Ｉｓｅｎｓを生成する増幅トランジスタとしても用いられる。
【0037】
また、保持キャパシタＣ１をリセットするために用いられるリセットトランジスタＴ４が、検出キャパシタ１５をリセットするためにも用いられる。詳細には、図３に図示されている画素回路６では、保持ノードＮＨＯＬＤ（即ち、駆動トランジスタＴ１のゲート）に保持キャパシタＣ１の一端と検出キャパシタ１５の一端が接続されており、且つ、リセットトランジスタＴ４が、保持ノードＮＨＯＬＤと内部電源ライン３１とをスキャンラインＳＬ［ｉ－２］の電位に応じて電気的に接続する。このような構成によれば、一つのリセットトランジスタＴ４によって保持キャパシタＣ１と検出キャパシタ１５の両方をリセットできる。
【0038】
更に、データ電圧を保持する保持キャパシタＣ１が、センス電流Ｉｓｅｎｓの生成においてリファレンスキャパシタとして使用される。
【0039】
このように、本実施形態の画素回路６の構成によれば、回路素子をＯＬＥＤ素子１４の駆動とタッチ検出に用いられるセンス電流Ｉｓｅｎｓの生成に兼用することで、タッチ検出のために追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0040】
図４は、図３に図示されている画素回路６（ｉ行ｊ列に位置する画素回路６）の動作を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］～［ｉ］、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］及び第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］は、いずれも、ローアクティブ（low-active）である。初期状態において、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］、ＳＬ［ｉ－１］、ＳＬ［ｉ］は、いずれも、非活性化され（deactivated）、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］、第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］は、いずれも、活性化されている（activated）ものとする。
【0041】
図３に図示されている画素回路６の動作は、リセット動作、タッチ検出動作、データ書き込み動作、及び、ＯＬＥＤ素子１４の駆動動作を含んでいる。
【0042】
リセット動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］が活性化され、更に、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］、第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］が非活性化される。ここで、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］は、ｉ－２行目の画素回路６にデータ電圧を書き込む際に活性化されるスキャンラインであることに留意されたい。これにより、リセットトランジスタＴ４がオンされ、保持ノードＮＨＯＬＤの電位、即ち、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１が、電位Ｖｉｎｔにリセットされる。
【0043】
リセット動作に続いてタッチ検出動作が行われる。タッチ検出動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］が非活性化されると共にスキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化される。上述のように、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］はローアクティブであり、且つ、保持ノードＮＨＯＬＤは、保持キャパシタＣ１を介してスキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されているから、保持ノードＮＨＯＬＤの電位、即ち、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］のプルダウンによって低下する。
【0044】
ここで、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたときの駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１の変化量ｄＶｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに依存しており、下記式で表される：
ここで、ｄＶｓｃａｎは、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたとき（即ち、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］がプルダウンされたとき）のスキャンラインＳＬ［ｉ－１］の電位の変化量である。スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたときの駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに依存することになる。
【数1】
【0045】
検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓは、当該画素回路６の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１への物体、例えば、人体の指の接触の有無に依存するから、結果として、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、ＯＬＥＤ表示パネル１への物体の接触の有無に依存することになる。当該画素回路６の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１に物体が接触していると、検出キャパシタ１５の絶縁層１５ｂの厚みが薄くなり、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加する。検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加すると、図４の凡例「タッチあり」に示されているように、ゲート電位Ｖｇｔ１の変化ｄＶｓｅｎｓが相対的に小さくなる。逆に、当該画素回路６の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１に物体が接触していない場合には、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが減少し、図４の凡例「タッチなし」に示されているように、ゲート電位Ｖｇｔ１の変化ｄＶｓｅｎｓが相対的に大きくなる。
【0046】
スキャンラインＳＬ［ｉ－１］の活性化に同期して、第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］は活性化される。これにより、電源ライン３２から選択トランジスタＴ５、駆動トランジスタＴ１及び選択トランジスタＴ７を介してセンスラインＳＮＳ［ｊ］にセンス電流Ｉｓｅｎｓを流す電流パスが形成される。センス電流Ｉｓｅｎｓは、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１に依存しているので、画素回路６から得られるセンス電流Ｉｓｅｎｓは、当該画素回路６の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１への物体、例えば、人体の指の接触の有無に依存することになる。よって、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２によってセンス電流Ｉｓｅｎｓを検出することで、各画素回路６の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１への物体の接触の有無を検出することができる。
【0047】
検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５に作用する圧力、即ち、検出キャパシタ１５の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１に作用する圧力に依存するので、センス電流Ｉｓｅｎｓを検出することにより、物体がＯＬＥＤ表示パネル１に接触して作用する圧力を検出することも可能である。例えば、物体がＯＬＥＤ表示パネル１に接触する圧力が増大すると、検出キャパシタ１５の絶縁層１５ｂの厚みが薄くなり、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加する。上記から理解されるように、センス電流Ｉｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに応じた電流レベルを有しているので、センス電流Ｉｓｅｎｓを検出することで、物体がＯＬＥＤ表示パネル１に接触して作用する圧力を検出することができる。
【0048】
単にＯＬＥＤ表示パネル１への物体の接触の有無を検出するか、加えて物体がＯＬＥＤ表示パネル１に作用する圧力を検出するかは、本実施形態のＯＬＥＤ表示パネル１の応用に応じて決めてもよい。
【0049】
タッチ検出動作に続いてデータ書き込み動作が行われる。データ書き込み動作では、第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］及びスキャンラインＳＬ［ｉ－１］が非活性化されると共にスキャンラインＳＬ［ｉ］が活性化される。このとき、データラインＤＬ［ｊ］には、当該画素回路６に書き込むべきデータ電圧が供給される。スキャンラインＳＬ［ｉ］の活性化により、選択トランジスタＴ２、駆動トランジスタＴ１及び閾値補償トランジスタＴ３を介してデータラインＤＬ［ｊ］を保持ノードＮＨＯＬＤに接続する経路が形成され、データ電圧が保持キャパシタＣ１に書き込まれる。このとき、駆動トランジスタＴ１及び閾値補償トランジスタＴ３を介して保持キャパシタＣ１にデータ電圧が書き込まれることにより、データ電圧のみならず駆動トランジスタＴ１の閾値電圧ＶＴＨに依存した電圧が保持キャパシタＣ１に書き込まれ、これにより、閾値電圧補償が実現される。なお、閾値電圧補償を行わない場合には、閾値補償トランジスタＴ３を設ける必要は無い。
【0050】
データ書き込み動作に続いてＯＬＥＤ素子１４の駆動動作が行われる。ＯＬＥＤ素子１４の駆動動作では、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］及び第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］の両方が活性化される。これにより、電源ライン３２から選択トランジスタＴ５、駆動トランジスタＴ１、選択トランジスタＴ６及びＯＬＥＤ素子１４を介して接地ライン３３に到達する電流パスが形成され、ＯＬＥＤ素子１４が駆動される。ＯＬＥＤ素子１４を流れる電流は、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１、即ち、保持キャパシタＣ１に保持される電圧に依存するので、結果として、当該画素回路６に書き込まれたデータ電圧に応じた輝度でＯＬＥＤ素子１４は発光する。
【0051】
以上に説明されているように、本実施形態のＯＬＥＤ表示パネル１では、タッチ検出に用いられる検出キャパシタ１５が画素回路６に組み込まれる。このとき、ＯＬＥＤ素子１４を駆動するために用いられる回路素子及び配線が、タッチ検出のためのセンス電流Ｉｓｅｎｓの生成にも用いられ、これにより、タッチ検出のために画素回路６に追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0052】
上記では、全ての画素回路６が検出キャパシタ１５を含むＯＬＥＤ表示パネル１が記述されているが、全ての画素回路６が検出キャパシタ１５を含んでいなくてもよい。タッチ検出の感度、分解能その他の要求に対応できるような必要な割合の画素回路６が、検出キャパシタ１５を含んでいてもよい。
【0053】
図５は、このような構成のＯＬＥＤ表示パネル１Ａを含むパネル表示装置１０Ａの構成を示すブロック図である。図５の構成では、表示領域３に、検出キャパシタ１５を含む画素回路６と検出キャパシタ１５を含まない画素回路７が、行列に配置されている。図５の構成では、３行３列の画素回路が配置された画素回路アレイが、表示領域３に行列に配置されている。各画素回路アレイにおいて、右下端の画素回路が検出キャパシタ１５を含む画素回路６であり、残りが検出キャパシタ１５を含まない画素回路７である。即ち、検出キャパシタ１５を含む画素回路６は、３行３列の画素回路アレイのうちの下端の行に位置している。
【0054】
図６は、検出キャパシタ１５を含まない画素回路７の構成の一例を示す回路図である。なお、図６には、ｉ行ｊ列に位置する画素回路７の構成が図示されている。本実施形態では、画素回路７は、いわゆる６Ｔ１Ｃ型画素回路として構成される。画素回路７は、図３に図示されている画素回路６と類似した構成を有しているが、下記の点で相違している。第１に画素回路７については、選択トランジスタＴ７、及び、検出キャパシタ１５が設けられていない。更に、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］、第２エミッションラインＥＭ２及びセンスラインＳＮＳは、検出キャパシタ１５を含まない画素回路７には接続されない。また、リセットトランジスタＴ４のゲートは、（スキャンラインＳＬ［ｉ－２］ではなく）スキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されている。更に、保持キャパシタＣ１は、電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ライン３２と保持ノードＮＨＯＬＤとの間に接続されている。
【0055】
図４に図示されている動作は、このような画素回路７についてもＯＬＥＤ素子１４を正しく駆動できるものであることに留意されたい。
【0056】
なお、図６に図示されている画素回路７の構成から理解されるように、画素回路７の配置によっては、図１の構成において表示領域３に配置されているライン（スキャンラインＳＬ、第１エミッションラインＥＭ１、第２エミッションラインＥＭ２、センスラインＳＮＳ）のうち、不必要なラインは設けられなくてもよい。検出キャパシタ１５を含まない画素回路７のみが配置されている画素回路の行については、第２エミッションラインＥＭ２が設けられる必要がなく、画素回路７のみが配置されている画素回路の列については、センスラインＳＮＳが設けられる必要がない。また、検出キャパシタ１５を含まない画素回路７のみが、最上端の画素回路の行に設けられている場合には、スキャンラインＳＬ［－１］は設けられる必要がない。
【0057】
図５に図示されているＯＬＥＤ表示パネル１Ａの構成では、検出キャパシタ１５を含む画素回路６が配置されている画素回路の行について第２エミッションラインＥＭ２が設けられ、残りの行については第２エミッションラインＥＭ２が設けられていない。また、更に、検出キャパシタ１５を含む画素回路６が配置されている画素回路の列についてセンスラインＳＮＳが設けられ、残りの列についてはセンスラインＳＮＳが設けられていない。更に、スキャンラインＳＬ［－１］は設けられていない。
【0058】
上記に説明されているのは、画素回路６、７に含まれる駆動トランジスタＴ１、選択トランジスタＴ２、閾値補償トランジスタＴ３、リセットトランジスタＴ４及び選択トランジスタＴ５、Ｔ６、Ｔ７が、いずれも、Ｐ型のＭＯＳトランジスタとして構成される実施形態であるが、これらのトランジスタとして、Ｎ型のＭＯＳトランジスタが用いられてもよい。この場合、電源ライン３２が接地される一方で、接地ライン３３の代わりに電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ラインが用いられる。また、ＯＬＥＤ素子１４は、カソードが選択トランジスタＴ６のドレインに接続され、アノードが、電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される該電源ラインに接続される。更に、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］～［ｉ］、第１エミッションラインＥＭ１［ｉ］及び第２エミッションラインＥＭ２［ｉ］は、いずれも、ハイアクティブ（high-active）の信号線として動作される。
【0059】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態のパネル表示装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。パネル表示装置１０Ｂは、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂと、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２とを備えている。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂを駆動すると共に、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂについてのタッチ検出を行う機能を有している。
図７は、第２の実施形態のパネル表示装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。パネル表示装置１０Ｂは、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂと、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２とを備えている。タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２は、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂを駆動すると共に、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂについてのタッチ検出を行う機能を有している。
【0060】
第２の実施形態のパネル表示装置１０Ｂは、第１の実施形態のパネル表示装置１０と類似した構成を有しているが、下記の点で相違している。第１に、第２の実施形態のパネル表示装置１０Ｂでは、第１の実施形態で用いられる画素回路６、７と異なる構成の画素回路８がＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに配置されている。また、第１の実施形態のパネル表示装置１０では、各画素回路６に２本のエミッションライン（第１エミッションラインＥＭ１、第２エミッションラインＥＭ２）が接続されているが、第２の実施形態では、各画素回路８に１本のエミッションラインＥＭが接続されている。エミッションドライバ５は、エミッションラインＥＭ［１］～ＥＭ［ｎ］を駆動する。
【0061】
図８は、第２の実施形態における画素回路８の構成を示す回路図である。なお、図８は、ｉ行目、ｊ列目に位置している画素回路８の構成を図示しているが、他の画素回路８の構成も、図８に図示されている構成と同一である。
【0062】
第２の実施形態では、各画素回路８が、上述のＯＬＥＤ素子１４、検出キャパシタ１５に加え、駆動トランジスタＴ１と、選択トランジスタＴ２と、閾値補償トランジスタＴ３と、リセットトランジスタＴ４と、選択トランジスタＴ５、Ｔ６と、保持キャパシタＣ１と、閾値補償キャパシタＣＶｔｈとを備えている。本実施形態では、駆動トランジスタＴ１と、選択トランジスタＴ２と、閾値補償トランジスタＴ３と、リセットトランジスタＴ４と、選択トランジスタＴ５、Ｔ６は、いずれも、Ｐ型のＭＯＳトランジスタとして構成される。
【0063】
駆動トランジスタＴ１は、各画素回路８に書き込まれたデータ電圧に応じた駆動電流を生成し、生成した駆動電流をＯＬＥＤ素子１４に供給する。駆動トランジスタＴ１は、そのソースが電源ライン３２に接続され、ゲートが保持ノードＮＨＯＬＤに接続されている。ここで、電源ライン３２は、ＯＬＥＤ素子１４を駆動に用いられる電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ラインである。
【0064】
選択トランジスタＴ２は、データ電圧を書き込む画素回路８を選択するために用いられる。選択トランジスタＴ２は、ソースがデータラインＤＬ［ｊ］に接続され、ドレインが保持ノードＮＨＯＬＤに接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ］に接続されている。
【0065】
閾値補償トランジスタＴ３は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインが駆動トランジスタＴ１のゲートに接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ－２］に接続されている。
【0066】
リセットトランジスタＴ４は、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］の電位に応じて保持ノードＮＨＯＬＤと内部電源ライン３４とを電気的に接続することで保持キャパシタＣ１、閾値補償キャパシタＣＶｔｈ及び検出キャパシタ１５をリセットするために用いられる。本実施形態では、リセットトランジスタＴ４は、ソースが内部電源ライン３４に接続され、ドレインが保持ノードＮＨＯＬＤに接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ－２］に接続されている。ここで、内部電源ライン３４は、電位Ｖｓｕｓに固定された電源ラインである。
【0067】
選択トランジスタＴ５は、ＯＬＥＤ素子１４を発光させる画素回路８を選択するために用いられる。選択トランジスタＴ５は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインがＯＬＥＤ素子１４のアノードに接続され、ゲートがエミッションラインＥＭ［ｉ］に接続されている。
【0068】
選択トランジスタＴ６は、センス電流Ｉｓｅｎｓを取得する画素回路８を選択するために用いられる。選択トランジスタＴ６は、ソースが駆動トランジスタＴ１のドレインに接続され、ドレインがセンスラインＳＮＳ［ｊ］に接続され、ゲートがスキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されている。
【0069】
保持キャパシタＣ１は、当該画素回路８に対応する階調（即ち、ＯＬＥＤ素子１４が発光すべき輝度）に対応するデータ電圧を保持する。保持キャパシタＣ１は、保持ノードＮＨＯＬＤとスキャンラインＳＬ［ｉ－１］との間に接続されている。
【0070】
閾値補償キャパシタＣＶｔｈは、駆動トランジスタＴ１の閾値電圧に対応する電圧を保持する。閾値補償キャパシタＣＶｔｈは、駆動トランジスタＴ１のゲートと保持ノードＮＨＯＬＤとの間に接続されている。
【0071】
ＯＬＥＤ素子１４は、アノードが選択トランジスタＴ５のドレインに接続され、カソードが接地ライン３３に接続されている。ここで、接地ライン３３は、接地電位ＥＬＶＳＳに固定される電源ラインである。
【0072】
検出キャパシタ１５は、上述のように、タッチ検出のためのセンス信号の生成に用いられる。検出キャパシタ１５は、保持ノードＮＨＯＬＤと接地ライン３３との間に接続されている。
【0073】
図８に図示されている画素回路８は、いわゆる５Ｔ２Ｃ型画素回路（上記の非特許文献２参照）に、選択トランジスタＴ６、検出キャパシタ１５、及び、センスラインＳＮＳを追加した構成であることに留意されたい。図８に図示されている構成では、ＯＬＥＤ素子１４を駆動するために用いられる回路素子及び配線が、タッチ検出のためのセンス信号の生成にも用いられ、これにより、タッチ検出のために画素回路８に追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0074】
詳細には、まず、ＯＬＥＤ素子１４にデータ電圧に応じた駆動電流を供給する駆動トランジスタＴ１が、検出キャパシタ１５の容量に応じてタッチ検出に用いられるセンス電流Ｉｓｅｎｓを生成する増幅トランジスタとしても用いられる。
【0075】
また、保持キャパシタＣ１及び閾値補償キャパシタＣＶｔｈをリセットするために用いられるリセットトランジスタＴ４が、検出キャパシタ１５をリセットするためにも用いられる。詳細には、図８に図示されている画素回路８では、保持ノードＮＨＯＬＤ
に保持キャパシタＣ１の一端と閾値補償キャパシタＣＶｔｈの一端と検出キャパシタ１５の一端が接続されており、且つ、リセットトランジスタＴ４が、保持ノードＮＨＯＬＤと内部電源ライン３４とをスキャンラインＳＬ［ｉ－２］の電位に応じて電気的に接続する。このような構成によれば、一つのリセットトランジスタＴ４によって、保持キャパシタＣ１及び閾値補償キャパシタＣＶｔｈのみならず、検出キャパシタ１５をリセットできる。
【0076】
更に、保持キャパシタＣ１が、センス電流Ｉｓｅｎｓの生成においてリファレンスキャパシタとして使用される。
【0077】
このように、本実施形態の画素回路８の構成によれば、回路素子をＯＬＥＤ素子１４の駆動とタッチ検出に用いられるセンス電流Ｉｓｅｎｓの生成に兼用することで、タッチ検出のために追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0078】
なお、閾値補償を行わないのであれば、閾値補償トランジスタＴ３及び閾値補償キャパシタＣＶｔｈは設けられる必要はない。この場合、駆動トランジスタＴ１のゲートは、直接、保持ノードＮＨＯＬＤに接続される。
【0079】
図９は、図８に図示されている画素回路８（ｉ行ｊ列に位置する画素回路８）の動作を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］～［ｉ］及びエミッションラインＥＭ［ｉ］は、いずれも、ローアクティブ（low-active）である。初期状態において、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］、ＳＬ［ｉ－１］、ＳＬ［ｉ］は、いずれも、非活性化され（deactivated）、エミッションラインＥＭ［ｉ］は、活性化されている（activated）ものとする。
【0080】
図９に図示されている画素回路８の動作は、リセット動作、閾値補償動作、タッチ検出動作、データ書き込み動作、及び、ＯＬＥＤ素子１４の駆動動作を含んでいる。
【0081】
リセット動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］が活性化される。ここで、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］は、ｉ－２行目の画素回路６にデータ電圧を書き込む際に活性化されるスキャンラインであることに留意されたい。これにより、リセットトランジスタＴ４がオンされ、保持ノードＮＨＯＬＤの電位が、電位Ｖｓｕｓにリセットされる。このとき、閾値補償キャパシタＣＶｔｈを介して保持ノードＮＨＯＬＤに接続されている駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１も、保持ノードＮＨＯＬＤの電位の変動に応じて変動する。電位Ｖｓｕｓは、各画素回路８にデータ書き込みが許容されるデータ電圧よりも低く、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１が低下して駆動トランジスタＴ１はオン状態になる。
【0082】
リセット動作に続いて、閾値補償動作が行われる。閾値補償動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］が活性化された状態のまま、エミッションラインＥＭ［ｉ］が非活性化される。エミッションラインＥＭ［ｉ］が非活性化された瞬間は、駆動トランジスタＴ１はオン状態であり、且つ、閾値補償トランジスタＴ３もオン状態であるので、駆動トランジスタＴ１のゲートが、電源電圧ＥＬＶＤＤが供給されている電源ライン３２に電気的に接続され、駆動トランジスタＴ１のゲートの電位が上昇する。このとき、駆動トランジスタＴ１のゲートの電位が電源電圧ＥＬＶＤＤよりも駆動トランジスタＴ１の閾値電圧の絶対値だけ低い電位まで上昇すると駆動トランジスタＴ１はオフされる。この結果、閾値補償キャパシタＣＶｔｈには、駆動トランジスタＴ１の閾値電圧に対応した電圧が保持される。
【0083】
閾値補償動作に続いてタッチ検出動作が行われる。タッチ検出動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］が非活性化されると共にスキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化される。上述のように、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］はローアクティブであり、且つ、保持ノードＮＨＯＬＤは、保持キャパシタＣ１を介してスキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されているから、保持ノードＮＨＯＬＤの電位は、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］のプルダウンによって低下する。この結果、駆動トランジスタＴ１のゲートは、閾値補償キャパシタＣＶｔｈを介して保持ノードＮＨＯＬＤに接続されているから、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１もスキャンラインＳＬ［ｉ－１］のプルダウンによって低下する。
【0084】
ここで、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたときの駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１の変化量ｄＶｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに依存している。第１の実施形態と同様に、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１の変化量ｄＶｓｅｎｓは、下記式（２）で表される：
ここで、ｄＶｓｃａｎは、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたときのスキャンラインＳＬ［ｉ－１］の電位の変化量である。スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が活性化されたときの駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに依存することになる。
【数2】
【0085】
第１の実施形態において説明したように、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓは、当該画素回路８の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１Ｂへの物体、例えば、人体の指の接触の有無に依存するから、結果として、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、ＯＬＥＤ表示パネル１Ｂへの物体の接触の有無に依存することになる。当該画素回路６の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに物体が接触していると、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加する。検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加し、図９の凡例「タッチあり」に示されているように、ゲート電位Ｖｇｔ１の変化ｄＶｓｅｎｓが相対的に小さくなる。逆に、当該画素回路６の近傍においてＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに物体が接触していない場合には、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが減少し、図９の凡例「タッチなし」に示されているように、ゲート電位Ｖｇｔ１の変化ｄＶｓｅｎｓが相対的に大きくなる。
【0086】
加えて、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］の活性化に応答して選択トランジスタＴ６がオン状態になるので、電源ライン３２から駆動トランジスタＴ１及び選択トランジスタＴ６を介してセンスラインＳＮＳ［ｊ］にセンス電流Ｉｓｅｎｓを流す電流パスが形成される。センス電流Ｉｓｅｎｓは、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１に依存しているので、画素回路８から得られるセンス電流Ｉｓｅｎｓは、当該画素回路８の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１Ｂへの物体、例えば、人体の指の接触の有無に依存することになる。よって、タッチコントローラ内蔵表示ドライバ２によってセンス電流Ｉｓｅｎｓを検出することで、各画素回路８の近傍におけるＯＬＥＤ表示パネル１Ｂへの物体の接触の有無を検出することができる。
【0087】
第１の実施形態と同様に、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５に作用する圧力に依存するので、センス電流Ｉｓｅｎｓを検出することにより、物体がＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに接触する圧力を検出することも可能である。物体がＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに接触する圧力が増大すると、検出キャパシタ１５の絶縁層１５ｂの厚みが薄くなり、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓが増加する。上記から理解されるように、センス電流Ｉｓｅｎｓは、検出キャパシタ１５の容量Ｃｓｅｎｓに応じた電流レベルを有しているので、センス電流Ｉｓｅｎｓを検出することで、物体がＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに接触する圧力を検出することができる。
【0088】
単にＯＬＥＤ表示パネル１Ｂへの物体の接触の有無を検出するか、加えて物体がＯＬＥＤ表示パネル１Ｂに接触する圧力を検出するかは、本実施形態のＯＬＥＤ表示パネル１の応用に応じて決めてもよい。
【0089】
なお、第２の実施形態におけるＯＬＥＤ表示パネル１Ｂでは、タッチ検出動作の前に閾値補償動作が行われるため、タッチ検出動作において、駆動トランジスタＴ１の閾値電圧の変動の影響が小さくできることに留意されたい。
【0090】
タッチ検出動作に続いてデータ書き込み動作が行われる。データ書き込み動作では、スキャンラインＳＬ［ｉ－１］が非活性化されると共にスキャンラインＳＬ［ｉ］が活性化される。このとき、データラインＤＬ［ｊ］には、当該画素回路８に書き込むべきデータ電圧が供給される。スキャンラインＳＬ［ｉ］の活性化により、選択トランジスタＴ２を介してデータラインＤＬ［ｊ］を保持ノードＮＨＯＬＤに接続する経路が形成され、データ電圧が保持キャパシタＣ１に書き込まれる。
【0091】
データ書き込み動作に続いてＯＬＥＤ素子１４の駆動動作が行われる。ＯＬＥＤ素子１４の駆動動作では、エミッションラインＥＭ［ｉ］が活性化される。これにより、電源ライン３２から駆動トランジスタＴ１、選択トランジスタＴ５及びＯＬＥＤ素子１４を介して接地ライン３３に到達する電流パスが形成され、ＯＬＥＤ素子１４が駆動される。ＯＬＥＤ素子１４を流れる電流は、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１に依存し、駆動トランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇｔ１は、保持キャパシタＣ１及び閾値補償キャパシタＣＶｔｈに保持される電圧に依存するので、結果として、当該画素回路８に書き込まれたデータ電圧に応じた輝度でＯＬＥＤ素子１４は発光する。
【0092】
以上に説明されているように、本実施形態のＯＬＥＤ表示パネル１Ｂでは、タッチ検出に用いられる検出キャパシタ１５が画素回路８に組み込まれる。このとき、ＯＬＥＤ素子１４を駆動するために用いられる回路素子及び配線が、タッチ検出のためのセンス電流Ｉｓｅｎｓの生成にも用いられ、これにより、タッチ検出のために画素回路８に追加される回路素子及び配線を低減することができる。
【0093】
上記では、全ての画素回路８が検出キャパシタ１５を含むＯＬＥＤ表示パネル１Ｂが記述されているが、全ての画素回路８が検出キャパシタ１５を含んでいなくてもよい。タッチ検出の感度、分解能その他の要求に対応できるような必要な割合の画素回路８が、検出キャパシタ１５を含んでいてもよい。
【0094】
図１０は、このような構成のＯＬＥＤ表示パネル１Ｃを含むパネル表示装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。図１０の構成では、表示領域３に、検出キャパシタ１５を含む画素回路８と検出キャパシタ１５を含まない画素回路９が、行列に配置されている。図１０の構成では、３行３列の画素回路が配置された画素回路アレイが、表示領域３に行列に配置されている。各画素回路アレイにおいて、右下端の画素回路が検出キャパシタ１５を含む画素回路８であり、残りが検出キャパシタ１５を含まない画素回路９である。即ち、検出キャパシタ１５を含む画素回路８は、３行３列の画素回路アレイのうちの下端の行に位置している。
【0095】
図１１は、検出キャパシタ１５を含まない画素回路９の構成の一例を示す回路図である。図１１には、ｉ行ｊ列に位置する画素回路９の構成が図示されている。本実施形態では、画素回路９は、いわゆる５Ｔ２Ｃ型画素回路として構成される。画素回路９は、図８に図示されている画素回路８と類似した構成を有しているが、下記の点で相違している。第１に、画素回路９については、選択トランジスタＴ６、及び、検出キャパシタ１５が設けられていない。更に、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］及びセンスラインＳＮＳは、検出キャパシタ１５を含まない画素回路９には接続されない。また、リセットトランジスタＴ４のゲートは、（スキャンラインＳＬ［ｉ－２］ではなく）スキャンラインＳＬ［ｉ－１］に接続されている。更に、保持キャパシタＣ１は、電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ライン３２と保持ノードＮＨＯＬＤとの間に接続されている。
【0096】
図９に図示されている動作は、このような画素回路９についてもＯＬＥＤ素子１４を正しく駆動できるものであることに留意されたい。
【0097】
なお、図１１に図示されている画素回路９の構成から理解されるように、画素回路９の配置によっては、図７の構成において表示領域３に配置されているライン（スキャンラインＳＬ、エミッションラインＥＭ、センスラインＳＮＳ）のうち、不必要なラインは設けられなくてもよい。検出キャパシタ１５を含まない画素回路９のみが配置されている画素回路の列については、センスラインＳＮＳが設けられる必要がない。また、検出キャパシタ１５を含まない画素回路９のみが、最上端の画素回路の行に設けられている場合には、スキャンラインＳＬ［－１］は設けられる必要がない。図１０に図示されているＯＬＥＤ表示パネル１Ｃの構成では、検出キャパシタ１５を含む画素回路８が配置されている画素回路の列についてセンスラインＳＮＳが設けられ、残りの列についてはセンスラインＳＮＳが設けられていない。更に、スキャンラインＳＬ［－１］は設けられていない。
【0098】
上記に説明されているのは、画素回路８、９に含まれる駆動トランジスタＴ１、選択トランジスタＴ２、閾値補償トランジスタＴ３、リセットトランジスタＴ４及び選択トランジスタＴ５、Ｔ６が、いずれも、Ｐ型のＭＯＳトランジスタとして構成される実施形態であるが、これらのトランジスタとして、Ｎ型のＭＯＳトランジスタが用いられてもよい。この場合、電源ライン３２が接地される一方で、接地ライン３３の代わりに電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される電源ラインが用いられる。また、ＯＬＥＤ素子１４は、カソードが選択トランジスタＴ６のドレインに接続され、アノードが、電源電圧ＥＬＶＤＤが供給される該電源ラインに接続される。更に、スキャンラインＳＬ［ｉ－２］～［ｉ］、エミッションラインＥＭ［ｉ］は、いずれも、ハイアクティブ（high-active）の信号線として動作される。
【0099】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。本発明が種々の変更と共に実施され得ることは、当業者には理解されよう。
【0100】
例えば、上記では、ＯＬＥＤ素子１４が各画素回路（６～９）に集積化されたＯＬＥＤ表示パネル１の実施形態が記述されているが、本発明は、他の電流駆動素子（例えば、無機材料で形成されたＬＥＤ素子）がＯＬＥＤ素子１４の代わりに各画素回路（６～９）に集積化された電流駆動表示パネルにも適用可能である。
【符号の説明】
【0101】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：ＯＬＥＤ表示パネル
２ ：タッチコントローラ内蔵表示ドライバ
３ ：表示領域
４ ：スキャンドライバ
５ ：エミッションドライバ
６、７、８、９：画素回路
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：パネル表示装置
１１ ：下側ガラス基板
１２ ：上側ガラス基板
１３ ：回路形成層
１４ ：ＯＬＥＤ素子
１４ａ ：アノード
１４ｂ ：発光層
１４ｃ ：カソード
１５ ：検出キャパシタ
１５ａ ：下部電極
１５ｂ ：絶縁層
１５ｃ ：上部電極
１６ ：パッシベーション層
１７ ：スペーサ
１８ ：指
３１ ：内部電源ライン
３２ ：電源ライン
３３ ：接地ライン
３４ ：内部電源ライン
Ｃ１ ：保持キャパシタ
ＣＶｔｈ ：閾値補償キャパシタ
ＤＬ ：データライン
ＥＭ、ＥＭ１、ＥＭ２：エミッションライン
ＳＬ ：スキャンライン
ＳＮＳ ：センスライン
Ｔ１ ：駆動トランジスタ
Ｔ２ ：選択トランジスタ
Ｔ３ ：閾値補償トランジスタ
Ｔ４ ：リセットトランジスタ
Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７：選択トランジスタ
２ ：タッチコントローラ内蔵表示ドライバ
３ ：表示領域
４ ：スキャンドライバ
５ ：エミッションドライバ
６、７、８、９：画素回路
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：パネル表示装置
１１ ：下側ガラス基板
１２ ：上側ガラス基板
１３ ：回路形成層
１４ ：ＯＬＥＤ素子
１４ａ ：アノード
１４ｂ ：発光層
１４ｃ ：カソード
１５ ：検出キャパシタ
１５ａ ：下部電極
１５ｂ ：絶縁層
１５ｃ ：上部電極
１６ ：パッシベーション層
１７ ：スペーサ
１８ ：指
３１ ：内部電源ライン
３２ ：電源ライン
３３ ：接地ライン
３４ ：内部電源ライン
Ｃ１ ：保持キャパシタ
ＣＶｔｈ ：閾値補償キャパシタ
ＤＬ ：データライン
ＥＭ、ＥＭ１、ＥＭ２：エミッションライン
ＳＬ ：スキャンライン
ＳＮＳ ：センスライン
Ｔ１ ：駆動トランジスタ
Ｔ２ ：選択トランジスタ
Ｔ３ ：閾値補償トランジスタ
Ｔ４ ：リセットトランジスタ
Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７：選択トランジスタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】