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1. (WO2019058491) DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING SAME
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明 細 書

発明の名称 表示装置およびその駆動方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008   0009  

課題を解決するための手段

0010   0011  

発明の効果

0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058  

符号の説明

0059  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 表示装置およびその駆動方法

技術分野

[0001]
 本発明は、表示装置に関し、特に、電気光学素子を含む画素回路とタッチパネルとを備えた表示装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、有機エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:以下、ELという)素子を含む画素回路を備えた有機EL表示装置が実用化されている。また、有機ELパネルの表面にタッチパネルを設ける技術も実用化されている。以下、タッチパネル付き有機ELパネルとタッチパネル付き有機EL表示装置について検討する。
[0003]
 図12は、タッチパネル付き有機ELパネルの断面図である。図12に示す有機ELパネル70では、トップエミッション方式が採用されている。有機ELパネル70の表示基板は、ガラス基板71上に、ゲート電極72、ゲート絶縁膜73、チャネル半導体層74、ドレイン/ソース電極75、データ線76、アノード電源配線77、層間絶縁膜78、反射電極79、有機層81、層間絶縁膜82、および、上部電極83を形成することにより得られる。層間絶縁膜78には、コンタクトホール84が形成される。上部電極83は、すべての画素回路内の反射電極79に対向するように面状に形成される。上部電極83を覆うようにカバーガラス85、偏光板86、および、タッチパネル87が設けられ、表示基板とカバーガラス85の間には窒素が充填される。画素回路内の駆動電流は、ドレイン/ソース電極75からコンタクトホール84、反射電極79、有機層81、および、上部電極83に流れる。有機層81は、駆動電流に応じた輝度で発光する。
[0004]
 先行技術として特許文献1には、すべての画素内のフォトセンサ部がバックライトの消灯期間内に電荷を蓄積する液晶表示装置が記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 日本国特開2011-210254号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 従来のタッチパネル付き有機EL表示装置は、表示とセンシングを互いに独立して独自のタイミングングで行う。このため、従来のタッチパネル付き有機EL表示装置には、表示に起因するノイズによってセンス感度が低下し、センシングに起因するノイズによって表示品位が低下するという問題がある。
[0007]
 例えば、図12に示す有機ELパネル70で表示を行うと、すべての画素回路における駆動電流が上部電極83に流れ、上部電極83の電位は局所的に変動する。これに伴い、センシング時にフォロワノイズが発生し、センシングのS/N比が低下する。このため、表示中にセンシングを行うと、表示基板からの駆動ノイズ91によってセンス感度が低下する。
[0008]
 タッチパネル87には、ドライブ線とセンス線(いずれも図示せず)が形成される。センシング時には、ドライブ線に所定の電圧が印加され、ドライブ線とセンス線の間に形成された容量(図示せず)の変化が検出される。ドライブ線の電圧はパルス状に変化するので、ドライブ線の電圧は急峻に変化する。これに伴い、表示基板内の画素回路のデータ電圧が変化し、データ電圧にノイズが発生する。このため、センシング中に表示を行うと、タッチパネル87の駆動ノイズ92によって表示品位が低下する。
[0009]
 それ故に、センス感度と表示品位の低下を防止したタッチパネル付き表示装置を提供することが課題として挙げられる。

課題を解決するための手段

[0010]
 上記の課題は、例えば、それぞれが電気光学素子を有する複数の画素回路を含む表示パネルと、表示パネルの表面に設けられたタッチパネルと、表示パネルを駆動する表示パネル駆動回路と、タッチパネルを駆動するタッチパネル駆動回路とを備え、表示パネル駆動回路とタッチパネル駆動回路は、表示パネルへのデータ電圧の書き込みとタッチパネルからの信号の読み出しとを互い異なる期間で行う表示装置によって解決することができる。
[0011]
 上記の課題は、例えば、それぞれが電気光学素子を有する複数の画素回路を含む表示パネルと、表示パネルの表面に設けられたタッチパネルとを有する表示装置の駆動方法であって、表示パネルを駆動するステップと、タッチパネルを駆動するステップとを備え、表示パネルを駆動するステップとタッチパネルを駆動するステップは、表示パネルへのデータ電圧の書き込みとタッチパネルからの信号の読み出しとを互い異なる期間で行う表示装置の駆動方法によっても解決することができる。

発明の効果

[0012]
 上記の表示装置およびその駆動方法によれば、表示オフ期間にセンシングを行うことにより、表示に起因するノイズの影響を受けずにセンシングのS/N比を高くすることができる。また、非センシング期間に表示を行うことにより、センシングに起因するノイズの影響を受けずに表示品位を高くすることができる。したがって、表示に起因するノイズによるセンス感度の低下と、センシングに起因するノイズによる表示品位の低下を防止することができる。

図面の簡単な説明

[0013]
[図1] 実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。
[図2] 図1に示す有機EL表示装置の画素回路の回路図である。
[図3] 図1に示す有機EL表示装置のタッチパネルの構成を示す図である。
[図4] 図3に示すタッチパネルに形成される容量を示す図である。
[図5] 図1に示す有機EL表示装置のタッチ検出回路の回路図である。
[図6] 図1に示す有機EL表示装置の動作タイミングを示す図である。
[図7] 図1に示す有機EL表示装置のタイミングチャートである。
[図8] 図1に示す有機EL表示装置の走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。
[図9] 図8に示す走査線駆動回路の単位回路の回路図である。
[図10] 図8に示す走査線駆動回路のタイミングチャートである。
[図11] 図2に示す画素回路内の有機EL素子の電圧-輝度特性を示す図である。
[図12] タッチパネル付き有機ELパネルの断面図である。

発明を実施するための形態

[0014]
 図1は、実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示す有機EL表示装置10は、有機ELパネル11、表示制御回路12、走査線駆動回路13、データ線駆動回路14、電源回路15、補正部16、タッチパネル20、および、タッチパネル駆動回路30を備えたタッチパネル付き有機EL表示装置である。タッチパネル20(破線で示す)は、有機ELパネル11の表面に設けられる。以下、m、n、M、および、Nは2以上の整数、iは1以上n以下の整数、jは1以上m以下の整数、pは1以上N以下の整数、qは1以上M以下の整数であるとする。
[0015]
 有機ELパネル11は、n本の走査線G1~Gn、m本のデータ線D1~Dm、および、(m×n)個の画素回路17を含んでいる。走査線G1~Gnは、互いに平行に配置される。データ線D1~Dmは、走査線G1~Gnと直交するように互いに平行に配置される。走査線G1~Gnとデータ線D1~Dmは、(m×n)箇所で交差する。(m×n)個の画素回路17は、走査線G1~Gnとデータ線D1~Dmの交点に対応して配置される。
[0016]
 表示制御回路12は、走査線駆動回路13、データ線駆動回路14、電源回路15、および、タッチパネル駆動回路30に対して、それぞれ、制御信号CS1~CS4を出力する。また、表示制御回路12は、有機EL表示装置10の外部から入力された映像信号X1を補正部16に対して出力する。補正部16は、表示制御回路12から出力された映像信号X1に対して補正処理(詳細は後述)を行い、補正後の映像信号X2をデータ線駆動回路14に対して出力する。
[0017]
 走査線駆動回路13とデータ線駆動回路14は、表示パネル(有機ELパネル11)を駆動する表示パネル駆動回路として機能する。走査線駆動回路13は、制御信号CS1に基づき走査線G1~Gnを駆動する。データ線駆動回路14は、制御信号CS2と補正後の映像信号X2に基づきデータ線D1~Dmを駆動する。より詳細には、各ライン期間において、走査線駆動回路13は、走査線G1~Gnの中から1本の走査線を選択し、選択した走査線に選択電圧(画素回路17内の書き込み制御トランジスタがオンする電圧)を印加する。これにより、選択された走査線に接続されたm個の画素回路17が一括して選択される。データ線駆動回路14は、補正後の映像信号X2に応じたm個のデータ電圧をデータ線D1~Dmにそれぞれ印加する。これにより、選択されたm個の画素回路にm個のデータ電圧がそれぞれ書き込まれる。このように走査線駆動回路13とデータ線駆動回路14は、有機ELパネル11にデータ電圧を書き込む。走査線駆動回路13は、画素回路17と共に有機ELパネル11上に形成される(ゲートドライバモノリシック構成)。
[0018]
 有機ELパネル11には、上部電極(図示せず)と電源配線18が形成される。上部電極は、有機ELパネル11上の(m×n)個の画素回路17に対応して設けられる。電源回路15は、制御信号CS3に基づき、上部電極に対してローレベル電源電圧ELVSSを印加し、電源配線18に対してハイレベル電源電圧ELVDDを印加する。
[0019]
 タッチパネル駆動回路30は、制御信号CS4に基づき、タッチパネル20を駆動する。タッチパネル駆動回路30は、タッチパネル20からの出力信号に基づきタッチパネル20におけるタッチ位置を検出し、タッチ位置を示す位置信号PSを表示制御回路12に対して出力する。タッチパネル駆動回路30は、タッチ検出回路31を用いてタッチパネル20から信号の読み出しを行う。
[0020]
 図2は、i行j列目の画素回路17の回路図である。画素回路17は、トランジスタT1、T2、容量C1、および、有機EL素子L1を含んでいる。有機EL素子L1は、赤、緑、および、青のいずれかの色に発光する電気光学素子である。トランジスタT1、T2は、Nチャネル型の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)である。トランジスタT1、T2は、例えば、インジウムガリウム亜鉛酸化物(Indium Gallium Zinc Oxide :IGZO)などの酸化物半導体、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、低温ポリシリコン、単結晶シリコンなどを用いて構成される。
[0021]
 トランジスタT1のドレイン端子は、ハイレベル電源電圧ELVDDが印加された電源配線18に接続される。トランジスタT1のソース端子は、有機EL素子L1のアノード端子に接続される。有機EL素子L1のカソード端子は、ローレベル電源電圧ELVSSが印加された上部電極19に接続される。トランジスタT2の一方の導通端子(図2では左側の端子)は、データ線Djに接続される。トランジスタT2の他方の導通端子は、トランジスタT1のゲート端子に接続される。トランジスタT2のゲート端子は、走査線Giに接続される。容量C1は、トランジスタT1のゲート端子とドレイン端子の間に設けられる。以下、トランジスタT1のゲート端子が接続されたノードをNaという。
[0022]
 走査線Giの電圧がハイレベルである間、トランジスタT2はオンし、ノードNaにはデータ線Djの電圧が印加される。走査線Giの電圧がローレベルになると、トランジスタT2はオフする。トランジスタT2がオフした後、ノードNaはフローティング状態になり、容量C1にはトランジスタT1のゲート-ドレイン間電圧が保持される。トランジスタT1と有機EL素子L1を流れる駆動電流は、トランジスタT1のゲート-ソース間電圧に応じて変化する。有機EL素子L1は、駆動電流に応じた輝度で発光する。トランジスタT1は駆動トランジスタとして機能し、トランジスタT2は書き込み制御トランジスタとして機能する。
[0023]
 図3は、タッチパネル20の平面図である。タッチパネル20は、N本のドライブ線Tx1~TxN、M本のセンス線Sn1~SnM、および、層間絶縁膜21を含んでいる。ドライブ線Tx1~TxNは、互いに平行に配置される。センス線Sn1~SnMは、ドライブ線Tx1~TxMと直交するように互いに平行に配置される。ドライブ線Tx1~TxNとセンス線Sn1~SnMは、層間絶縁膜21を挟んで異なる配線層に形成される。ドライブ線Tx1~TxNとセンス線Sn1~SnMは、(M×N)箇所で交差する。これにより、タッチパネル20には(M×N)個の容量が形成される。
[0024]
 図4は、タッチパネル20に形成される容量を示す図である。図4には、p番目のドライブ線Txpとq番目のセンス線Snqの交点に形成された容量Cpqが記載されている。容量Cpqの一方の電極はドライブ線Txpに接続され、他方の電極はセンス線Snqに接続される。ドライブ線の本数M、および、センス線の本数Nは任意でよい。例えば、本数M、Nは10~30本程度でもよい。
[0025]
 図5は、タッチパネル駆動回路30に含まれるタッチ検出回路31の回路図である。図5に示すタッチ検出回路31は、オペアンプ32、スイッチ34、34、および、容量35を含んでいる。スイッチ34、34の一端(図5では左端)は、センス線Snqに接続される。スイッチ33の他端は、オペアンプ32の反転入力端子に接続される。スイッチ34の他端とオペアンプ32の非反転入力端子には、ローレベル電源電圧VSSが印加される。容量35は、オペアンプ32の反転入力端子と出力端子の間に設けられる。オペアンプ32と容量35は、積分回路を構成する。
[0026]
 タッチ検出回路31は、以下のように動作する。センシング時には、スイッチ33はオン状態に制御される。始めに、スイッチ34が所定時間だけオン状態に制御される。これにより、センス線Snqにローレベル電源電圧VSSが印加される。次に、ドライブ線Txpにパルス状のドライブ電圧が印加される。これにより、容量Cpqに初期電荷が蓄積される。このときに蓄積される初期電荷の量Qiniは、次式(1)で与えられる。
  Qini=Cx×Vini …(1)
 ただし、式(1)において、Cxは容量Cpqの初期値、Viniはドライブ電圧とローレベル電源電圧VSSの差である。
[0027]
 タッチ部(指やペンなど)がタッチパネル20内でドライブ線Txpとセンス線Snqの交点付近に触れると、容量Cpqに蓄積された電荷はタッチ部に移動し(図4を参照)、容量Cpqに蓄積された電荷は減少する。これに伴い、センス線Snqの電圧は変化する。オペアンプ32は、センス線Snqの電圧の変化量を積分し、積分結果を示す信号Voutを出力する。信号Voutは、タッチ部がタッチパネル20の表面に触れたときの容量Cpqの変化を示す。
[0028]
 タッチパネル駆動回路30は、タッチパネル20に形成された(M×N)個の容量について以上の処理を行うことにより、(M×N)個の積分結果を含むマッピングデータを求める。タッチパネル駆動回路30は、マッピングデータに基づきタッチパネル20内のタッチ位置を検出し、タッチ位置を示す位置信号PSを表示制御回路12に対して出力する。
[0029]
 上述したように、従来のタッチパネル付き有機EL表示装置は、表示とセンシングを互いに独立して独自のタイミングングで行う。これに対して、有機EL表示装置10は、表示とセンシングを同期して行う。表示パネル駆動回路(走査線駆動回路13とデータ線駆動回路14)とタッチパネル駆動回路30は、有機ELパネル11へのデータ電圧の書き込みとタッチパネル20からの信号の読み出しとを互いに異なる期間で行う。より詳細には、有機EL表示装置10では、1フレーム期間内に1回、黒表示を行う期間(以下、黒表示期間という)が設定される。タッチパネル駆動回路30は、黒表示期間において、タッチパネル20からの信号の読み出しを行う。表示パネル駆動回路は、黒表示期間において、すべての画素回路17に対して有機EL素子の発光を停止させる電圧VZを書き込む。有機EL表示装置10では、表示とセンシングは互いに異なる期間で行われる。すなわち、表示中にセンシングは行われず、センシング中に表示は行われない。
[0030]
 図6は、有機EL表示装置10の動作タイミングを示す図である。図7は、有機EL表示装置10のタイミングチャートである。図6および図7示すように、各フレーム期間の先頭には、黒表示期間が設けられる。黒表示期間では、走査線G1~Gnの電圧はハイレベルに制御され、データ線D1~Dmには黒表示のための電圧VZが印加される。このため、すべての画素回路17において、トランジスタT2がオンし、ノードNaにはトランジスタT2を介して電圧VZが印加される。このとき、駆動電流はトランジスタT1を流れないので、有機EL素子L1は発光しない。したがって、黒表示期間では黒画面が表示される。i行目の画素回路17内の有機EL素子L1は、第iライン期間まで発光しない。黒表示期間は表示オフ期間に該当し、電圧VZは表示オフ電圧に該当する。
[0031]
 図7において、EMiは、i行目の画素回路17内の有機EL素子L1の発光期間を示す。図7に示すように、i行目の画素回路17内の有機EL素子L1の発光期間EM1は、第iライン期間の開始から黒表示期間の開始までの期間である。例えば、1行目の画素回路17内の有機EL素子L1の発光期間EM1は、第1ライン期間の開始から黒表示期間の開始までの期間である。n行目の画素回路17内の有機EL素子L1の発光期間EMnは、第nライン期間の開始から黒表示期間の開始までの期間である。発光期間EMiの長さは、画素回路17の行ごとに異なる。
[0032]
 図8は、走査線駆動回路13の構成を示すブロック図である。走査線駆動回路13は、n個の単位回路41を多段接続した構成を有する。以下、i段目の単位回路41をSRiという。単位回路41は、クロック端子CK、全オン制御端子AON、クリア端子CLR、セット端子S、リセット端子R、および、出力端子Qを有する。表示制御回路12から走査線駆動回路13に出力される制御信号CS1には、2相のクロック信号CK1、CK2、全オン制御信号ALL_ON、クリア信号CLEAR、ゲートスタートパルスGSP、および、ゲートエンドパルスGEPが含まれる。走査線駆動回路13は、これらの信号に基づき、n個の出力信号Q1~Qnを出力する。走査線駆動回路13の出力信号Q1~Qnは、それぞれ、走査線G1~Gnに印加される。
[0033]
 全オン制御信号ALL_ONとクリア信号CLEARは、それぞれ、各段の単位回路41の全オン制御端子AONとクリア端子CLRに供給される。クロック信号CK1は、奇数段目の単位回路41のクロック端子CKに供給される。クロック信号CK2は、偶数段目の単位回路41のクロック端子CKに供給される。ゲートスタートパルスGSPは、1段目の単位回路SR1のセット端子Sに供給される。2~n段目の単位回路41のセット端子Sには、前段の単位回路41の出力信号が供給される。ゲートエンドパルスGEPは、n段目の単位回路SRnのリセット端子Rに供給される。1~(n-1)段目の単位回路41のリセット端子Rには、次段の単位回路41の出力信号が供給される。
[0034]
 図9は、単位回路41の回路図である。単位回路41は、トランジスタT11~T16を含んでいる。トランジスタT11~T16は、Nチャネル型のTFTである。トランジスタT11~T16は、画素回路17内のトランジスタと同様に、例えば、IGZOなどの酸化物半導体、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、低温ポリシリコン、単結晶シリコンなどを用いて構成される。
[0035]
 トランジスタT11のドレイン端子とゲート端子は、セット端子Sに接続される。トランジスタT11のソース端子とトランジスタT15のドレイン端子は、トランジスタT12のゲート端子に接続される(以下、トランジスタT12のゲート端子が接続されたノードをNbという)。トランジスタT12のドレイン端子は、クロック端子CKに接続される。トランジスタT13のドレイン端子には、ハイレベル電源電圧DCが印加される。トランジスタT12、T13のソース端子、および、トランジスタT14、T16のドレイン端子は、出力端子Qに接続される。トランジスタT14~T16のソース端子には、ローレベル電源電圧VSSが印加される。トランジスタT13のゲート端子は、全オン制御端子AONに接続される。トランジスタT14、T15のゲート端子は、リセット端子Rに接続される。トランジスタT16のゲート端子は、クリア端子CLRに接続される。トランジスタT12のゲート端子とドレイン端子の間には寄生容量Cgdが存在し、トランジスタT12のゲート端子とソース端子の間には寄生容量Cgsが存在する。なお、走査線駆動回路13に供給されるハイレベル電源電圧DC、および、ローレベル電源電圧VSSは、有機ELパネル11に供給されるハイレベル電源電圧ELVDD、および、ローレベル電源電圧ELVSSとは一般的には異なる。
[0036]
 図10は、走査線駆動回路13のタイミングチャートである。クロック信号CK1は、所定の時間ずつハイレベルとローレベルになる信号である。クロック信号CK2は、クロック信号CK1の反転信号である。全オン制御信号ALL_ONは、黒表示期間においてハイレベルになる。ゲートスタートパルスGSPとクリア信号CLEARは、黒表示期間の後にクロック信号CK1の半周期だけハイレベルになる。ゲートエンドパルスGEPは、黒表示期間の前にクロック信号CK1の半周期だけハイレベルになる。
[0037]
 黒表示期間の開始時に、全オン制御信号ALL_ONがハイレベルに変化する。これに伴い、すべての単位回路41においてトランジスタT13がオンし、出力信号Q1~Qnはハイレベルになる。黒表示期間の終了時に、全オン制御信号ALL_ONはローレベルに変化し、クリア信号CLEARがハイレベルに変化する。これに伴い、すべての単位回路41においてトランジスタT13がオフし、トランジスタT16がオンし、出力信号Q1~Qnはローレベルになる。
[0038]
 また、黒表示期間の終了時に、ゲートスタートパルスGSPがハイレベルに変化する。これに伴い、1段目の単位回路SR1では、トランジスタT11がオンし、ノードNbの電圧がハイレベルに変化し、トランジスタT12がオンする。このとき、クロック信号CK1はローレベルであるので、出力信号Q1はローレベルである。
[0039]
 ゲートスタートパルスGSPは、第1ライン期間の開始時にローレベルに変化する。これに伴い、1段目の単位回路SR1では、トランジスタT11はオフし、ノードNbはフローティング状態になる。また、第1ライン期間の開始時に、クロック信号CK1がハイレベルに変化する。これに伴い、1段目の単位回路SR1の出力信号Q1はハイレベルになる。このとき寄生容量Cgd、Cgsの作用によって、ノードNbの電圧は通常のハイレベルよりも高いハイレベルになる(図10のSR1_Nbを参照)。したがって、出力信号Q1のハイレベルは、トランジスタT12の閾値電圧分だけ低下することなく、クロック信号CK1のハイレベルと同じレベルになる。
[0040]
 クロック信号CK1は、第1ライン期間の終了時にローレベルに変化する。これに伴い、1段目の単位回路SR1の出力信号Q1はローレベルになる。第2ライン期間では、2段目の単位回路SR2の出力信号Q2がハイレベルになる。2段目の単位回路41の出力信号Q2は、1段目の単位回路41のリセット端子Rに入力される。このため、2段目の単位回路41の出力信号Q2がハイレベルになると、1段目の単位回路41では、トランジスタT14、T15がオンする。トランジスタT15がオンすることにより、ノードNbの電圧はローレベルに変化する。トランジスタT14がオンすることにより、出力信号Q1は速やかにローレベルに変化する。このように第1ライン期間では、1段目の単位回路SR1の出力信号Q1がハイレベルになる。同様に、第2~第nライン期間では、それぞれ、2~n段目の単位回路41の出力信号Q2~Qnがハイレベルになる。
[0041]
 第nライン期間の終了時に、ゲートエンドパルスGEPがハイレベルに変化する。これに伴い、n段目の単位回路SRnでは、トランジスタT14、T15がオンし、ノードNbの電圧はローレベルに変化し、出力信号Qnは速やかにローレベルに変化する。ゲートエンドパルスGEPは、黒表示期間の開始時にローレベルに変化する。これに伴い、n段目の単位回路SRnでは、トランジスタT14、T15はオフする。
[0042]
 このように走査線駆動回路13に対して、図10に示すクロック信号CK1、CK2、全オン制御信号ALL_ON、クリア信号CLEAR、ゲートスタートパルスGSP、および、ゲートエンドパルスGEPを供給することにより、走査線G1~Gnを図7に示すタイミングで駆動することができる。
[0043]
 以下、補正部16について説明する。図7に示すように、有機EL表示装置10では、有機EL素子L1の発光期間の長さは、画素回路17の行ごとに異なる。有機EL素子L1の輝度は、発光期間の長さに比例する。このため、外部から供給された映像信号X1を用いてデータ線D1~Dmを駆動した場合、表示画面の輝度は先に選択される走査線に対応する部分(図面では表示画面の上部)では明るくなり、後で選択される走査線に対応する部分では暗くなる。そこで、補正部16は、映像信号X1に対して、有機EL素子L1の発光期間の長さの差に起因する輝度の差を補償するための補正処理を行うことにより、補正後の映像信号X2を求める。
[0044]
 補正処理を行う前に有機EL表示装置10の検査工程において、以下の方法で有機EL素子L1の電圧-輝度特性を求める。まず、有機EL素子L1に印加する電圧を最小値から最大値まで段階的に切り替えて、各電圧を印加したときの有機ELパネル11の輝度を測定する。輝度の測定結果に基づき、有機EL素子L1が1フレーム期間内で連続的に発光したときの電圧-輝度特性を求める。これにより、有機EL素子L1について、例えば、図11に示す電圧-輝度特性が得られる。補正部16は、得られた電圧-輝度特性を記憶する。電圧-輝度特性は、電気光学素子(有機EL素子L1)の特性データに該当する。
[0045]
 映像信号X1に含まれるi行j列目の画素の階調データがXであるとする。補正部16は、以下の方法で、階調データXに基づき補正後の階調データX’を求める。まず、補正部16は、階調データXに対応した電圧Vxを求める。次に、補正部16は、記憶した有機EL素子L1の電圧-輝度特性を用いて、電圧Vxに対応した輝度Yxを求める。次に、補正部16は、輝度Yxに対して次式(2)に示す係数Kiを乗算することにより、補正後の輝度(Ki×Yx)を求める。
  Ki=Len_F/Len_EMi …(2)
 ただし、式(2)において、Len_Fは1フレーム期間の長さ、Len_EMiはi行目の画素回路17内の有機EL素子L1の発光期間EMiの長さを表す。
[0046]
 次に、補正部16は、有機EL素子L1の電圧-輝度特性を用いて、補正後の輝度(Ki×Yx)に対応した補正後の電圧Vx’を求める(図11を参照)。次に、補正部16は、補正後の電圧Vx’に対応した補正後の階調データX’を求める。このように補正部16が有機EL素子L1の発光期間の長さの差に起因する輝度の差を補償する補正処理を行うことにより、画像を正しい輝度で表示することができる。
[0047]
 なお、以上の説明では、補正部16は各色の階調データに対して同じ処理を行うこととしたが、補正部16は各色の階調データに対して色ごとに異なる処理を行ってもよい。この場合、補正部16は、電気光学素子の特性データを色ごとに記憶し、色ごとに記憶した特性データを用いて補正処理を行う。補正部16は、例えば、例えば、赤色に発光する有機EL素子、緑色に発光する有機EL素子、および、青色に発光する有機EL素子について電圧-輝度特性を記憶し、各色に対応した電圧-輝度特性を参照して階調データXに基づき補正後の階調データX’を求める。これにより、有機EL素子の特性の発光色による違いを考慮して、補正処理をより高い精度で行い、画像をより正しい輝度で表示することができる。
[0048]
 このように補正部16は、入力映像信号(映像信号X1)に対して、有機EL素子L1の発光期間の長さの差に起因する輝度の差を補償するための補正処理を行い、補正後の映像信号X2を表示パネル駆動回路(データ線駆動回路14)に対して出力する。
[0049]
 以下、本実施形態に係る有機EL表示装置10の効果を説明する。上述したように、従来のタッチパネル付き有機EL表示装置には、表示に起因するノイズによってセンス感度が低下し、センシングに起因するノイズによって表示品位が低下するという問題がある。
[0050]
 これに対して、有機EL表示装置10は、各フレーム期間に設定された黒表示期間においてセンシングを行うことにより、表示とセンシングを互いに異なる期間で行う。黒表示期間では、画素回路17内の有機EL素子L1に電流は流れない。このため、黒表示期間では、上部電極19に印加されたローレベル電源電圧ELVSSはほとんど変化しない。したがって、黒表示期間にセンシングを行うことにより、表示に起因するノイズの影響を受けずにセンシングのS/N比を高くすることができる。
[0051]
 有機EL表示装置では、表示中に、すべての画素回路に共通する上部電極にすべての画素回路から電流が流れる。上部電極に直流のローレベル電源電圧ELVSSが印加されている場合、従来のタッチパネル付き有機EL表示装置では、表示中に上部電極の電圧に揺れ(ΔELVSS)が発生し、表示中にセンシングを行うと大きなノイズが発生する。有機EL表示装置10では、上部電極19に電流が流れない黒表示期間においてセンシングを行うことにより、センシング時のノイズの発生を防止することができる。
[0052]
 また、有機EL表示装置10は、表示中にセンシングを行わない。このため、センシング中にタッチパネル20に形成された容量の電極電圧(ドライブ線Tx1~TxNの電圧、センス線Sn1~SnMの電圧)がノイズによって変動しても、表示中の画素回路17がその影響を受けることはない。したがって、非センシング期間に表示を行うことにより、センシングに起因するノイズの影響を受けずに表示品位を高くすることができる。
[0053]
 このように本実施形態に係る有機EL表示装置10によれば、表示に起因するノイズによるセンス感度の低下と、センシングに起因するノイズによる表示品位の低下を防止することができる。
[0054]
 なお、有機EL表示装置10では、上部電極19に印加されるローレベル電源電圧ELVSSと、黒表示期間においてタッチパネル20のドライブ線Tx1~TxNに印加される電圧とは、同じレベルであることが好ましい。言い換えると、表示パネルが複数の画素回路17に対応する共通電極(上部電極19)を含み、タッチパネル20がドライブ線Tx1~TxNを含む場合、共通電極には、表示オフ期間においてドライブ線Tx1~TxNに印加される基準電圧と同じレベルの電圧が印加されることが好ましい。これにより、センシングをより安定的に行うことができる。
[0055]
 上記の実施形態については、各種の変形例を構成することができる。例えば、上記の実施形態では、電気光学素子を含む画素回路を備えた表示装置の例として、有機EL素子(有機発光ダイオード)を含む画素回路を備えた有機EL表示装置について説明したが、同様の方法で、無機発光ダイオードを含む画素回路を備えた無機EL表示装置や、量子ドット発光ダイオードを含む画素回路を備えたQLED(Quantum-dot Light Emitting Diode)表示装置を構成してもよい。
[0056]
 有機ELパネル11の画素回路として、図2に示す画素回路17以外の任意の画素回路を使用してもよい。走査線駆動回路13の単位回路として、図9に示す単位回路41以外の単位回路を使用してもよい。有機ELパネル11の画素回路、および、走査線駆動回路13の単位回路に含まれるトランジスタの極性は、Nチャネル型でもPチャネル型でもよい。タッチパネル20のセンス方式は、相互容量方式でも自己容量方式でもよい。タッチパネル20の構成は、インセル方式、オンセル方式、および、アウトセル方式のいずれでもよい。
[0057]
 有機ELパネル11の構成は、トップエミッション方式でも、ボトムエミッション方式でもよい。有機ELパネル11は、赤、緑、および、青のサブ画素を含むストライプ構成を有していてもよく、赤、緑、および、青のサブ画素を含むストライプ構成以外の構成を有していてもよく、赤、緑、および、青以外の色のサブ画素を含んでいてもよい。有機層形成プロセスでは、蒸着技術やインクジェット技術など任意の方式を用いてもよい。有機層形成プロセスでは、RGB塗り分け方式を用いてもよく、カラーフィルター方式を用いてもよい。
[0058]
 有機ELパネル11の走査線駆動回路は、有機ELパネル11の片側に配置されていてもよく、有機ELパネル11の両側に配置されていてもよい。後者の場合、有機ELパネル11の両側に配置された2個の走査線駆動回路は、走査線を両側から駆動してもよく、奇数番目の走査線と偶数番目の走査線を別々に駆動してもよい。走査線駆動回路は、有機ELパネル11上に画素回路17と共に形成されていてもよく、有機ELパネル11の外部に設けられていてもよい。

符号の説明

[0059]
 10…有機EL表示装置
 11…有機ELパネル
 12…表示制御回路
 13…走査線駆動回路
 14…データ線駆動回路
 15…電源回路
 16…補正部
 17…画素回路
 18…電源配線
 19…上部電極
 20…タッチパネル
 21…層間絶縁膜
 30…タッチパネル駆動回路
 31…タッチ検出回路
 32…オペアンプ
 33、34…スイッチ
 35…容量
 41…単位回路

請求の範囲

[請求項1]
 それぞれが電気光学素子を有する複数の画素回路を含む表示パネルと、
 前記表示パネルの表面に設けられたタッチパネルと、
 前記表示パネルを駆動する表示パネル駆動回路と、
 前記タッチパネルを駆動するタッチパネル駆動回路とを備え、
 前記表示パネル駆動回路と前記タッチパネル駆動回路は、前記表示パネルへのデータ電圧の書き込みと前記タッチパネルからの信号の読み出しとを互い異なる期間で行うことを特徴とする、表示装置。
[請求項2]
 前記タッチパネル駆動回路は、フレーム期間内に設けられた表示オフ期間において、前記タッチパネルからの信号の読み出しを行うことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
[請求項3]
 前記表示パネル駆動回路は、前記表示オフ期間において、すべての前記画素回路に対して前記電気光学素子の発光を停止させる表示オフ電圧を書き込むことを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。
[請求項4]
 入力映像信号に対して、前記電気光学素子の発光期間の長さの差に起因する輝度の差を補償するための補正処理を行い、前記表示パネル駆動回路に対して補正後の映像信号を出力する補正部をさらに備えた、請求項3に記載の表示装置。
[請求項5]
 前記補正部は、前記電気光学素子の特性データを色ごとに記憶し、前記特性データを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項4に記載の表示装置。
[請求項6]
 前記表示パネルは、複数の走査線と複数のデータ線とをさらに含み、
 前記表示パネル駆動回路は、前記表示オフ期間において、すべての前記走査線に選択電圧を印加し、すべての前記データ線に前記表示オフ電圧を印加することを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
[請求項7]
 前記表示パネルは、前記複数の画素回路に対応する共通電極をさらに含み、
 前記タッチパネルは、ドライブ線を含み、
 前記共通電極には、前記表示オフ期間において前記ドライブ線に印加される基準電圧と同じレベルの電圧が印加されることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
[請求項8]
 前記電気光学素子は、有機発光ダイオードであることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の表示装置。
[請求項9]
 前記電気光学素子は、無機発光ダイオードおよび量子ドット発光ダイオードのいずれかであることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の表示装置。
[請求項10]
 それぞれが電気光学素子を有する複数の画素回路を含む表示パネルと、前記表示パネルの表面に設けられたタッチパネルとを有する表示装置の駆動方法であって、
 前記表示パネルを駆動するステップと、
 前記タッチパネルを駆動するステップとを備え、
 前記表示パネルを駆動するステップと前記タッチパネルを駆動するステップは、前記表示パネルへのデータ電圧の書き込みと前記タッチパネルからの信号の読み出しとを互い異なる期間で行うことを特徴とする、表示装置の駆動方法。
[請求項11]
 前記タッチパネルを駆動するステップは、フレーム期間内に設けられた表示オフ期間において、前記タッチパネルからの信号の読み出しを行うことを特徴とする、請求項10に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項12]
 前記表示パネルを駆動するステップは、前記表示オフ期間において、すべての前記画素回路に対して前記電気光学素子の発光を停止させる表示オフ電圧を書き込むことを特徴とする、請求項11に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項13]
 入力映像信号に対して、前記電気光学素子の発光期間の長さの差に起因する輝度の差を補償するための補正処理を行い、前記表示パネルを駆動するステップに対して補正後の映像信号を出力するステップをさらに備えた、請求項12に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項14]
 前記補正処理を行うステップは、前記電気光学素子の特性データを色ごとに記憶し、前記特性データを用いて前記補正処理を行うことを特徴とする、請求項13に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項15]
 前記表示パネルは、複数の走査線と複数のデータ線とをさらに含み、
 前記表示パネルを駆動するステップは、前記表示オフ期間において、すべての前記走査線に選択電圧を印加し、すべての前記データ線に前記表示オフ電圧を印加することを特徴とする、請求項12に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項16]
 前記表示パネルは、前記複数の画素回路に対応する共通電極をさらに含み、
 前記タッチパネルは、ドライブ線を含み、
 前記共通電極には、前記表示オフ期間において前記ドライブ線に印加される基準電圧と同じレベルの電圧が印加されることを特徴とする、請求項12に記載の表示装置の駆動方法。
[請求項17]
 前記電気光学素子は、有機発光ダイオードであることを特徴とする、請求項10~16のいずれかに記載の表示装置の駆動方法。
[請求項18]
 前記電気光学素子は、無機発光ダイオードおよび量子ドット発光ダイオードのいずれかであることを特徴とする、請求項10~16のいずれかに記載の表示装置の駆動方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]