WO2019058491A1 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

表示装置は、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、表示パネル駆動回路と、タッチパネル駆動回路とを備える。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。フレーム期間内に設けられた表示オフ期間において、タッチパネル駆動回路はタッチパネルからの信号の読み出しを行い、表示パネル駆動回路はすべての画素回路に対して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。補正部は、入力映像信号に対して、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う。

Description

表示装置およびその駆動方法

　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。

　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。

　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。

　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。

日本国特開２０１１－２１０２５４号公報

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

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表示装置の画素回路の回路図である。 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８に示す走査線駆動回路の単位回路の回路図である。 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。 タッチパネル付き有機ＥＬパネルの断面図である。

　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。

　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。

　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。

　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）。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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

Claims (18)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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