JP2008185671A - 有機el表示装置、有機el表示装置の制御方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】デバイス個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いの影響を受けることなく、デバイス個々に対して最適な輝度制御を行えるようにする。
【解決手段】受光素子38の検出出力に基づいて表示画素の各々について発光輝度の変化分を発光輝度変化検出部507で検出するとともに、画素と同じ有機EL素子を検出素子として用いた温度検出部40の検出出力に基づいて画素個々の温度変化分を温度変化検出部510で検出し、データ規格化処理部511で画素個々の温度変化分に対して表示画素の各々についての輝度変化分に反映させて発光/非発光のデューティ制御のための制御信号を生成し、この制御信号に基づいてデューティ制御を行うことによって輝度補正の制御を行う。
【選択図】図11
【解決手段】受光素子38の検出出力に基づいて表示画素の各々について発光輝度の変化分を発光輝度変化検出部507で検出するとともに、画素と同じ有機EL素子を検出素子として用いた温度検出部40の検出出力に基づいて画素個々の温度変化分を温度変化検出部510で検出し、データ規格化処理部511で画素個々の温度変化分に対して表示画素の各々についての輝度変化分に反映させて発光/非発光のデューティ制御のための制御信号を生成し、この制御信号に基づいてデューティ制御を行うことによって輝度補正の制御を行う。
【選択図】図11
Description
本発明は、有機EL(Electro Luminescence)表示装置、有機EL表示装置の制御方法および電子機器に関する。
近年、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、有機EL素子などの自発光素子を表示素子として用いたパネル型の表示装置(ディスプレイ)の開発が為されている。この種の表示装置は、一般に、自発光素子をマトリクス状に多数配置することによって画面部(表示パネル)が構成され、各素子を映像信号に応じて選択的に発光させることにより、映像の表示が行われる。
表示媒体として、テレビジョン受像機、コンピュータモニター、携帯情報端末などに代表されるように、我々の日常生活の中でディスプレイは大きな役割を担っている。インターネットの進展に伴い、ヒューマンインターフェイスとしてのディスプレイの重要性は益々大きくなっている。このような状況下で、目に優しく、高精細な画面で見やすく、かつ動画に遅れなしにくっきりと綺麗に見える高解像度、高速応答のディスプレイが要求されている。
自発光素子を用いた表示装置は、非自発光素子を用いた表示装置、例えば液晶を用いた液晶表示装置(LCD;(Liquid Crystal Display)に比べて、バックライトが不要なために、薄型化、軽量化を実現でき、消費電力の点でも有利であるなどの利点がある。特に、有機EL素子を用いた有機EL表示装置は、視野角が広く、視認性が高いこと、素子の応答速度が速いことなどから、近年注目されている。
これに対して、有機EL素子には、発光に伴う発熱などによって各有機層が劣化し、発光輝度が低下するとともに、発光自体が不安定になるなどの経時的劣化の問題がある。また、有機EL素子は発光ダイオード特性を示し、温度上昇に伴ってデバイスに流れる電流が比例して大きくなり、結果的に発光輝度と比例関係にあるために、デバイスの劣化を促進する傾向にある。
その対策のために、従来は、電流量と発光輝度との比例関係を利用して、デバイスに流れる電流量を抑制することによって温度上昇による輝度劣化を抑えるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
また、走査線とデータ線との交差点の画素近傍に温度センサを配置し、当該温度センサが検出する周囲温度の変化に応じて走査線を駆動する駆動電圧の電圧レベルを制御することにより、周囲温度が変化しても均一で明るい表示を行うようにしていた(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1記載の従来技術では、デバイスに流れる電流量を抑制するようにしているために、電流量の制御によって発光輝度が低下し、良好な画像表示を提供できないなどの問題があった。
一方、有機EL素子は発光輝度-印加電圧特性の温度依存性がデバイスごとに異なる。したがって、特許文献2記載の従来技術のように、温度センサの検出出力だけを用いて発光輝度の制御を行うと、デバイス(有機EL素子)個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いに対応できないなどの問題がある。
そこで、本発明は、デバイス個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いの影響を受けることなく、デバイス個々に対して最適な輝度制御を行うことが可能な表示装置、当該表示装置の制御方法および当該表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、一対の基板間に形成された有機EL素子を含む画素が複数配置されてなる有機EL表示装置において、前記一対の基板のうちの一方の基板に、有機EL素子の各々に対応して受光素子を配置し、当該受光素子によって有機EL素子の漏れ光を検出することによって有機EL素子個々の輝度を検出するとともに、前記有機EL素子と同じ素子からなる検出素子を用いて当該検出素子の発生電流−印加電圧特性を基に前記有機EL素子の温度を検出し、前記有機EL素子への入力信号と受光素子の検出信号と温度検出部の検出信号とに基づいて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御する構成を採っている。
上記構成の有機EL表示装置および当該表示装置を用いた電子機器において、有機EL素子と同じ素子からなる検出素子を用いて当該検出素子の発生電流−印加電圧特性を基に有機EL素子個々の温度を検出するとともに、有機EL素子個々の温度情報のみならず、有機EL素子個々の輝度情報をも用いて有機EL素子の発光/非発光の割合を制御することによって発光輝度の制御を行うことで、温度の変化に伴う発光輝度の変化の仕方がデバイスごとに異なっていても、有機EL素子個々の温度変化に応じた発光輝度の制御に有機EL素子個々の輝度の変化状況を反映させることができる。
本発明によれば、有機EL素子個々の温度変化に応じた発光輝度の制御に有機EL素子個々の輝度の変化状況を反映させることができるために、有機EL素子個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いの影響を受けることなく、有機EL素子個々に対して最適な輝度制御を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(パネル構成)
図1は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型有機EL表示装置のパネル構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型有機EL表示装置のパネル構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置10は、画素(PXLC)20が行列状(マトリクス状)に2次元配置されてなる画素アレイ部11と、当該画素アレイ部11の周辺に配置され、各画素20を発光駆動する駆動回路、例えば書き込み走査回路12、電源供給走査回路13および水平駆動回路14とを有する構成となっている。
画素アレイ部11には、m行n列の画素配列に対して、画素行ごとに走査線15−1〜15−mと電源供給線16−1〜16−mとが配線され、画素列ごとに信号線17−1〜17−nが配線されている。
画素アレイ部11は、通常、ガラス基板などの透明絶縁基板上に形成され、平面型(フラット型)のパネル構造となっている。画素アレイ部11の各画素20は、アモルファスシリコンTFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)または低温ポリシリコンTFTを用いて形成することができる。
低温ポリシリコンTFTを用いて画素20を形成する場合は、書き込み走査回路12、電源供給走査回路13および水平駆動回路14についても、画素アレイ部11を形成する表示パネル(基板)18上に実装することができる。
書き込み走査回路12は、シフトレジスタ等によって構成され、画素アレイ部11の各画素20への映像信号の書き込みに際して、走査線15−1〜15−mに順次走査信号WS1〜WSmを供給して画素20を行単位で線順次走査する。
電源供給走査回路13は、シフトレジスタ等によって構成され、書き込み走査回路12による線順次走査に同期して、第1電位Vccpと当該第1電位Vccpよりも低い第2電位Viniで切り替わる電源供給線電位DS1〜DSmを電源供給線16−1〜16−mに供給する。ここで、第2電位Viniは、水平駆動回路14から与えられるオフセット電圧Vofsよりも十分に低い電位である。
水平駆動回路14は、信号供給源(図示せず)から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧Vsigとオフセット電圧Vofsのいずれか一方を適宜選択し、信号線17−1〜17−nを介して画素アレイ部11の各画素20に対して例えば行単位で一斉に書き込む。すなわち、水平駆動回路14は、入力信号電圧Vsigを行(ライン)単位で一斉に書き込む線順次書き込みの駆動形態を採っている。
(画素回路)
図2は、画素(画素回路)20の具体的な構成例を示す回路図である。図2に示すように、画素20は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子21を発光素子として有し、当該有機EL素子21に加えて、駆動トランジスタ22、書き込みトランジスタ23、保持容量24および補助容量25を有する構成となっている。
図2は、画素(画素回路)20の具体的な構成例を示す回路図である。図2に示すように、画素20は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子21を発光素子として有し、当該有機EL素子21に加えて、駆動トランジスタ22、書き込みトランジスタ23、保持容量24および補助容量25を有する構成となっている。
ここで、駆動トランジスタ22および書き込みトランジスタ23としてNチャネル型のTFTが用いられている。ただし、ここでの駆動トランジスタ22および書き込みトランジスタ23の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。
有機EL素子21は、全ての画素20に対して共通に配線された共通電源供給線19にカソード電極が接続されている。駆動トランジスタ22は、ソースが有機EL素子21のアノード電極に接続され、ドレインが電源供給線16(16−1〜16−m)に接続されている。
書き込みトランジスタ23は、ゲートが走査線15(15−1〜15−m)に接続され、ソースが信号線17(17−1〜17−n)に接続され、ドレインが駆動トランジスタ22のゲートに接続されている。保持容量24は、一端が駆動トランジスタ22のゲートに接続され、他端が駆動トランジスタ22のソース(有機EL素子21のアノード電極)に接続されている。
補助容量25は、一端が駆動トランジスタ22のソースに接続され、他端が有機EL素子21のカソード電極(共通電位供給線19)に接続されている。この補助容量25は、有機EL素子21に対して並列に接続されることで、当該有機EL素子21の容量不足を補う作用をなす。すなわち、補助容量25は必須の構成要素ではなく、有機EL素子21の容量が十分である場合は補助容量25を省略することが可能である。
かかる構成の画素20において、書き込みトランジスタ23は、書き込み走査回路12から走査線15を通してゲートに印加される走査信号WSに応答して導通状態となることにより、信号線17を通して水平駆動回路14から供給される輝度情報に応じた映像信号の入力信号電圧Vsigまたはオフセット電圧Vofsをサンプリングして画素20内に書き込む。この書き込まれた入力信号電圧Vsigまたはオフセット電圧Vofsは保持容量24に保持される。
駆動トランジスタ22は、電源供給線16(16−1〜16−m)の電位DSが第1電位Vccpにあるときに、電源供給線16から電流の供給を受けて、保持容量24に保持された入力信号電圧Vsigの電圧値に応じた電流値の駆動電流を有機EL素子21に供給することによって当該有機EL素子21を電流駆動する。
(回路動作)
次に、本実施形態に係る有機EL表示装置10の回路動作について、図3のタイミングチャートを用いて説明する。
次に、本実施形態に係る有機EL表示装置10の回路動作について、図3のタイミングチャートを用いて説明する。
図3のタイミングチャートでは、時間軸を共通にして、1H(Hは水平走査時間)における走査線15(15−1〜15−m)の電位(走査信号)WSの変化、電源供給線16(16−1〜16−m)の電位DSの変化、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgおよびソース電位Vsの変化を表している。また、時刻t2までは、走査線15の電位(走査信号)WSの波形を一点鎖線で示し、電源供給線16の電位DSを点線で示すことで、両者を識別できるようにしている。時刻t3以降については両者共実線で示している。
<発光期間>
図3のタイミングチャートにおいて、時刻t1以前は有機EL素子21が発光状態にある(発光期間)。この発光期間では、電源供給線16の電位DSが高電位Vccp(第1電位)にあり、電源供給線16から駆動トランジスタ22を通して有機EL素子21に駆動電流(ドレイン・ソース間電流)Idsが供給されるため、有機EL素子21が駆動電流Idsに応じた輝度で発光する。
図3のタイミングチャートにおいて、時刻t1以前は有機EL素子21が発光状態にある(発光期間)。この発光期間では、電源供給線16の電位DSが高電位Vccp(第1電位)にあり、電源供給線16から駆動トランジスタ22を通して有機EL素子21に駆動電流(ドレイン・ソース間電流)Idsが供給されるため、有機EL素子21が駆動電流Idsに応じた輝度で発光する。
<閾値補正準備期間>
そして、時刻t1になると線順次走査の新しいフィールドに入り、電源供給線16の電位DSが高電位Vccpから信号線17のオフセット電圧Vofsよりも十分に低い電位Vini(第2電位)に遷移すると、駆動トランジスタ22のソース電位Vsも低電位Viniに向けて下降を開始する。
そして、時刻t1になると線順次走査の新しいフィールドに入り、電源供給線16の電位DSが高電位Vccpから信号線17のオフセット電圧Vofsよりも十分に低い電位Vini(第2電位)に遷移すると、駆動トランジスタ22のソース電位Vsも低電位Viniに向けて下降を開始する。
次に、時刻t2で書き込み走査回路12から走査信号WSが出力され、走査線15の電位WSが高電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が導通状態となる。このとき、水平駆動回路14から信号線17に対してオフセット電圧Vofsが供給されているために、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgがオフセット電圧Vofsになる。また、駆動トランジスタ22のソース電位Vsは、オフセット電圧Vofsよりも十分に低い電位Viniにある。
ここで、低電位Viniについては、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが、当該駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthよりも大きくなるように設定しておくこととする。このように、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgをオフセット電圧Vofs、ソース電位Vsを低電位Viniにそれぞれ初期化することにより、閾値電圧Vthの画素ごとのばらつきを補正(キャンセル)するための閾値補正動作の準備が完了する。
<閾値補正期間>
次に、時刻t3で、電源供給線16の電位DSが低電位Viniから高電位Vccpに切り替わると、駆動トランジスタ22のソース電位Vsが上昇を開始する。やがて、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが当該駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthになり、当該閾値電圧Vthに相当する電圧が保持容量24に書き込まれる。
次に、時刻t3で、電源供給線16の電位DSが低電位Viniから高電位Vccpに切り替わると、駆動トランジスタ22のソース電位Vsが上昇を開始する。やがて、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが当該駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthになり、当該閾値電圧Vthに相当する電圧が保持容量24に書き込まれる。
ここでは、便宜上、閾値電圧Vthに相当する電圧を保持容量24に書き込む期間を閾値補正期間と呼んでいる。なお、この閾値補正期間において、駆動トランジスタ22から供給される電流が専ら保持容量24側に流れ、有機EL素子21側には流れないようにするために、有機EL素子21がカットオフ状態となるように共通電源供給線34の電位Vcathを設定しておくこととする。
次に、時刻t4で走査線15の電位WSが低電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が非導通状態となる。このとき、駆動トランジスタ22のゲートがフローティング状態になるが、ゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに等しいために、当該駆動トランジスタ22はカットオフ状態にある。したがって、ドレイン−ソース間電流Idsは流れない。
<書き込み期間/移動度補正期間>
次に、時刻t5で、信号線17の電位がオフセット電圧Vofsから映像信号の信号電圧Vsigに切り替わる。続いて、時刻t6で、走査線15の電位WSが高電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が導通状態になって映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングする。
次に、時刻t5で、信号線17の電位がオフセット電圧Vofsから映像信号の信号電圧Vsigに切り替わる。続いて、時刻t6で、走査線15の電位WSが高電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が導通状態になって映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングする。
この書き込みトランジスタ23による入力信号電圧Vsigのサンプリングにより、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgが入力信号電圧Vsigとなる。このとき、有機EL素子21は始めカットオフ状態(ハイインピーダンス状態)にあるために、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsは有機EL素子21の容量成分と補助容量25との合成容量に流れ込み、よって当該合成容量の充電が開始される。
この合成容量の充電により、駆動トランジスタ22のソース電位Vsが上昇を開始し、やがて駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧VgsはVsig+Vth−ΔVとなる。すなわち、ソース電位Vsの上昇分ΔVは、保持容量24に保持された電圧(Vsig+Vth)から差し引かれるように、換言すれば、保持容量24の充電電荷を放電するように作用し、負帰還がかけられたことになる。したがって、ソース電位Vsの上昇分ΔVは負帰還の帰還量となる。
このように、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsを当該駆動トランジスタ22のゲート入力に、即ちゲート‐ソース間電圧Vgsに負帰還することにより、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsの移動度μに対する依存性を打ち消す、即ち移動度μの画素ごとのばらつきを補正する移動度補正が行われる。
より具体的には、映像信号の信号電圧Vsigが高いほどドレイン−ソース間電流Idsが大きくなるために、負帰還の帰還量(補正量)ΔVの絶対値も大きくなる。したがって、発光輝度レベルに応じた移動度補正が行われる。また、映像信号の信号電圧Vsigを一定とした場合、駆動トランジスタ22の移動度μが大きいほど負帰還の帰還量ΔVの絶対値も大きくなるために、画素ごとの移動度μのばらつきを取り除くことができる。
<発光期間>
次に、時刻t7で走査線15の電位WSが低電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が非導通(オフ)状態となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲートは信号線17から切り離される。これと同時に、ドレイン−ソース間電流Idsが有機EL素子21に流れ始めることにより、有機EL素子21のアノード電位はドレイン−ソース間電流Idsに応じて上昇する。
次に、時刻t7で走査線15の電位WSが低電位側に遷移することで、書き込みトランジスタ23が非導通(オフ)状態となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲートは信号線17から切り離される。これと同時に、ドレイン−ソース間電流Idsが有機EL素子21に流れ始めることにより、有機EL素子21のアノード電位はドレイン−ソース間電流Idsに応じて上昇する。
有機EL素子21のアノード電位の上昇は、即ち駆動トランジスタ22のソース電位Vsの上昇に他ならない。駆動トランジスタ22のソース電位Vsが上昇すると、保持容量24のブートストラップ動作により、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgも連動して上昇する。
このとき、ゲート電位Vgの上昇量はソース電位Vsの上昇量に等しくなる。故に、発光期間中駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧VgsはVsig+Vth−ΔVで一定に保持される。そして、時刻t8で信号線17の電位が映像信号の信号電圧Vsigからオフセット電圧Vofsに切り替わる。
(パネル構造)
続いて、本実施形態に係る有機EL表示装置10における表示パネル18のパネル構造について説明する。
続いて、本実施形態に係る有機EL表示装置10における表示パネル18のパネル構造について説明する。
<上面発光型有機EL表示装置のパネル構造>
図4は、上面発光型有機EL表示装置のパネル構造の概略を示す要部断面図である。
図4は、上面発光型有機EL表示装置のパネル構造の概略を示す要部断面図である。
図4に示すように、上面発光型有機EL表示装置10Aは、支持基板31と対向基板32とを有し、これら基板31,32間に挟持される形で有機EL素子21が設けられた構成となっている。支持基板31は、石英、ガラス等の透明基板やシリコン基板などの中から適宜選択されて用いられる。
ここでは、有機EL表示装置10Aの駆動方式として、先述したアクティブマトリクス方式を採用するものとする。ただし、有機EL表示装置10Aの駆動方式としては、アクティブマトリクス方式に限られるものではなく、パッシブマトリクス方式を採用した場合であっても、本発明は適用可能である。
支持基板31上には、有機EL素子21を含む画素20ごとに、有機EL素子21を駆動する回路素子、具体的には、先述した駆動トランジスタ22、書き込みトランジスタ23、保持容量24および補助容量25が形成される。
支持基板11上にはさらに、画素アレイ部11の周辺に配置され、各画素20を発光駆動する駆動回路、具体的には、先述した書き込み走査回路12、電源供給走査回路13および水平駆動回路14などが形成される。
有機EL素子21は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子であり、支持基板31の一主面側中央部の表示領域にマトリクス状(行列状)に2次元配置されている。これら有機EL素子21は、それぞれが例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に発光するものであり、所定の配列形式に従って表示領域に配列されている。
また、有機EL素子21の相互間には、各有機EL素子21を分離する素子分離絶縁層33が形成されている。この素子分離絶縁層33の部分に、先述した走査線15や電源供給線16が画素行ごとに配線されることになる。
有機EL素子21は、支持基板31上に有機EL素子21ごとに配列形成される下部電極(アノード電極)34と、下部電極34上に形成され、各色に発光する発光層を含む有機層(電子輸送層、発光層、ホール輸送層/ホール注入層)35と、各有機層35および素子分離絶縁層33を覆う状態でベタ膜状に形成され、各有機EL素子21の共通電極となる上部電極(カソード電極)36とが順次積層されている。
なお、ここでは、下部電極34をアノード電極、上部電極36をカソード電極としているが、下部電極34がカソード電極で、上部電極36がアノード電極であってもよい。また、上部電極36と対向基板32との間には、例えば窒化シリコンからなる透明材料膜37が設けられている。
対向基板32の表面側には、各有機EL素子21の間となる位置、即ち走査線15や電源供給線16が配線される素子分離絶縁層33の部位と対向する位置に、受光素子38が有機EL素子21に対応した数だけ配置されている。具体的には、受光素子38は、対向基板32の表面側に形成された凹部32aを埋め込む状態で設けられている。この凹部32aは、支持基板31と対向基板32とを対向配置させる前に、エッチング等によって形成されることとする。
なお、ここでは、受光素子38を対向基板32の表面側に形成された凹部32aに埋め込んだ配置構造を採っているが、対向基板32における有機EL素子21側に凹部を形成し、当該凹部に受光素子38を埋め込む配置構造や、透明材料膜37の対向基板32側に凹部を形成し、当該凹部に受光素子38を埋め込む配置構造を採ることも可能である。
受光素子38は、例えばアモルファスシリコン半導体によって形成された高感度受光センサ(可視光センサ)であり、対応関係にある有機EL素子21の漏れ光を検出して光電変換し、受光量に応じた電気信号を発生する。有機EL素子21と受光素子38との対応関係については後述する。
受光素子38としては、アモルファスシリコン半導体によって形成された高感度受光センサに限られるものではなく、受光量に応じて電気信号を発生させることができる周知の受光センサを用いることができる。ただし、受光素子38として高感度受光センサを用いることで、後述するように、有機EL素子21の発光強度に対して20%程度の光量の漏れ光を検出できる利点がある。
また、有機EL素子には、その構造上受光素子としての機能を持たせることも可能であることから、有機EL素子を受光素子38として用いることも可能である。有機EL素子を受光素子38として用いることで、有機EL素子21と受光素子38とを同じプロセスで形成することができるために、製造プロセス上有利であるという利点がある。
受光素子38は、画素の配列ピッチや上部電極36および透明材料膜37の膜厚などで決まる有機EL素子21に対する配置関係から、有機EL素子21の発光強度に対して20%程度の光量の漏れ光を検出することができる。このように、受光素子38が有機EL素子21の発光強度の20%程度を受光できれば、当該受光素子38の受光出力に基づく後述する制御を十分に実現できる。
また、図5の平面図に示すように、受光素子38はスキャン方向において平面視的に隣接する各有機EL素子21の間に配置されている。そして、先述した書き込み走査回路12による画素行の走査の際に、ある画素行の有機EL素子21が選択されたときに、この選択行の有機EL素子21に隣接する一方の受光素子38が当該有機EL素子21の漏れ光をモニタリングする対応関係となっている。この対応関係が先述した有機EL素子21と受光素子38との対応関係である。
具体的には、ある画素行の有機EL素子21とこれにスキャン方向に隣接する一方の受光素子38とが対となり、有機EL素子21のスキャン周期と同周期で当該有機EL素子21と対応関係にある受光素子38が有機EL素子21の漏れ光をモニタリングすることになる。
このタイミング関係により、1つの受光素子38に対してスキャン方向における前後両側に隣接して有機EL素子21が2個存在していても、受光素子38が一方の有機EL素子21からの光漏れ量のみを受光し、他方の有機EL素子21からの漏れ光の受光を防止することができる。ここで、図5のA−A′線に沿った矢視断面図が図4の断面構成図となる。
以上により、有機EL素子21の有機層35からの発光光を対向基板32側から取り出すいわゆる上面発光型有機EL表示装置10Aのパネルモジュール(図1の表示パネル18に相当)が構成されている。
ここでは、上面発光型有機EL表示装置10Aを例に挙げたが、本発明は上面発光型有機EL表示装置10Aへの適用に限られるものではなく、有機EL素子21の有機層35からの発光光を支持基板31側から取り出すいわゆる下面(ボトム)発光型有機EL表示装置に対しても適用可能である。以下に、下面発光型有機EL表示装置のパネルモジュールの構造について説明する。
<下面発光型有機EL表示装置のパネル構造>
図6は、下面発光型有機EL表示装置のパネル構造の概略を示す要部断面図であり、図中、図4と同等部分には同一符号を付して示している。
図6は、下面発光型有機EL表示装置のパネル構造の概略を示す要部断面図であり、図中、図4と同等部分には同一符号を付して示している。
図6に示すように、下面発光型の有機EL表示装置10Bの場合は、有機層35からの発光光が支持基板31側から取り出されるため、上部電極36は反射性材料で形成され、下部電極34は透明性材料で形成される。ここで、下部電極34は、支持基板31に配置されたTFTを覆う状態で設けられた平坦化絶縁膜(図示省略)上に、各有機EL素子21に対応する状態で配置されている。
そして、受光素子38は、下部電極34間の平坦化絶縁膜上に、隣接する下部電極34とは離間する状態で配置されている。また、この受光素子38で有機EL素子21の漏れ光を検出するため、上記受光素子38を覆う状態で配置される素子分離絶縁層33は、透明材料によって生成される。
以上の点が、下面発光型有機EL表示装置10Bのパネルモジュールが上面発光型有機EL表示装置10Aのパネルモジュールと構造上相違する点であり、それ以外の構造については上面発光型有機EL表示装置10Aのパネルモジュールと基本的に同じである。
(温度検出部)
以上説明した、本実施形態に係る上面発光型有機EL表示装置10Aあるいは下面発光型有機EL表示装置10Bのパネルモジュールは、有機EL素子21の漏れ光を検出する受光素子38に加えて、画素20の有機EL素子21と同じ素子(即ち、有機EL素子)を検出素子として用いて、有機EL素子21の温度を検出する温度検出部を有している。
以上説明した、本実施形態に係る上面発光型有機EL表示装置10Aあるいは下面発光型有機EL表示装置10Bのパネルモジュールは、有機EL素子21の漏れ光を検出する受光素子38に加えて、画素20の有機EL素子21と同じ素子(即ち、有機EL素子)を検出素子として用いて、有機EL素子21の温度を検出する温度検出部を有している。
温度検出部のパネル上における配置位置としては、画素20内や画素アレイ部11の周辺部(表示領域外)などが考えられる。画素アレイ部11の周辺部に設ける場合は、有機EL素子21の温度をより正確に検出する上では、画素アレイ部11の画素行や画素列の少なくとも一方に対応して設けるのが好ましい。ただし、この配置例に限られるものではない。
本温度検出部は、検出素子として画素20の有機EL素子21と同じ有機EL素子を用い、当該有機EL素子の発生電流−印加電圧特性(I−V特性)の温度依存性を利用することで、画素20の有機EL素子21の温度を検出する構成となっている。
図7に、有機EL素子の発生電流−印加電圧特性(A)および発光輝度−印加電圧特性(B)の温度依存性を示す。同図から明らかなように、ある電圧値の印加電圧を有機EL素子に印加し、当該有機EL素子の温度が30℃のときに発生電流I1で発光している状態において、有機EL素子の温度が45℃へ、さらに60℃へ上昇すると、この温度の上昇に伴って発生電流IがI1からI2(I1<I2)へ、さらにI3(I2<I3)へと変化する。換言すれば、有機EL素子は、温度の上昇に伴って発生電流−印加電圧特性が低電圧側にシフトするダイオード特性を持っている。
一方、有機EL素子を定電流にて駆動した場合に、有機EL素子の温度変化分ΔTと電圧シフト量ΔVは、図8に示すように、相関を持った関数で表される。したがって、有機EL素子の電圧シフト量ΔVを検出することにより、温度変化分ΔTを検出することができる。
そして、温度検出部の検出素子が画素20の有機EL素子21と同じ有機EL素子であり、同じ発生電流−印加電圧特性の温度依存性を示すことから、当該温度検出部によって画素20の有機EL素子21の温度を検出できる。
温度検出部によって検出された有機EL素子21の温度情報は、後述するように、有機EL素子21個々の温度に起因する発生電流-印加電圧特性の変化の違いの影響を受けることなく、有機EL素子21個々に対して最適な輝度制御を行うのに用いられる。その詳細については後述する。
<画素内の配置例>
図9は、画素20内に配置する場合の温度検出部の回路例を示す回路図である。図9に示すように、本回路例に係る温度検出部40Aは、温度情報検出部41とレベル調整部42によって構成されている。
図9は、画素20内に配置する場合の温度検出部の回路例を示す回路図である。図9に示すように、本回路例に係る温度検出部40Aは、温度情報検出部41とレベル調整部42によって構成されている。
温度情報検出部41は、画素20の有機EL素子21と同じ構成で、カソード電極が接地された有機EL素子411と、有機EL素子411と電源Vddの間に接続された負荷抵抗412によって構成されている。
ここでは、負荷抵抗412として、例えば、ソースが電源Vddに、ドレインが有機EL素子411のアノード電極にそれぞれ接続され、ゲートに一定の電圧Vbが印加されたTFTを用いている。
レベル調整部42は、有機EL素子411のアノード電極(TFTのドレイン)に一端が接続された抵抗421と、この抵抗421の他端に非反転(+)入力端が接続されたオペアンプ422と、オペアンプ422の反転(−)入力端とグランドの間に接続された抵抗423と、オペアンプ422の出力端と反転入力端の間に接続された抵抗424からなる差動アンプ構成となっている。
上記構成の温度検出部40Aにおいて、温度情報検出部41は、有機EL素子411の両端電圧V−ELを、当該有機EL素子411の温度情報、ひいては画素20の有機EL素子21の温度情報として検出する。レベル調整部42は、温度情報検出部41の検出電圧V−ELを所定の倍率で増幅して、有機EL素子21の温度情報として出力する。
このように、画素アレイ部11の画素20の各々に温度検出部40Aを配置することにより、画素20の開口率は低下するものの、画素20個々の有機EL素子21の温度をより正確に検出することができる。
<表示領域外の配置例>
図10は、表示領域外(画素アレイ部11の周辺部)に配置する場合の温度検出部の回路例を示す回路図であり、図中、図9と同等部分には同一符号を付して示している。本回路例に係る温度検出部40Bは、温度情報検出部41に加えて、レベル調整部42とは異なる構成のレベル調整部43を有する構成となっている。
図10は、表示領域外(画素アレイ部11の周辺部)に配置する場合の温度検出部の回路例を示す回路図であり、図中、図9と同等部分には同一符号を付して示している。本回路例に係る温度検出部40Bは、温度情報検出部41に加えて、レベル調整部42とは異なる構成のレベル調整部43を有する構成となっている。
レベル調整部43は、ADC(アナログ−デジタルコンバータ)431、ROM等のメモリー432およびDAC(デジタル−アナログコンバータ)433によって構成されている。メモリー432には、例えば、レベル調整部42の増幅率に相当する線形データがあらかじめ格納されている。
上記構成の温度検出部40Bにおいて、レベル調整部43は、温度情報検出部41の検出電圧V−ELをADC431でデジタルデータに変換し、メモリー432に格納されている線形データを基に所定の倍率で増幅されたデジタルデータに変換した後、DAC433を介して有機EL素子21の温度情報として出力する。
このように、表示領域外(画素アレイ部11の周辺部)に温度検出部40Bを配置することにより、画素20の各々に配置する場合に比べて、有機EL素子21の温度の検出精度が落ちるものの、画素20の開口率を低下させることなく、かつ、画素アレイ部11の構成を変更することなく、低コストにてスマートに配置できる。
(制御部)
上述した温度検出部40(40A/40B)が配置されてなる表示パネル(パネルモジュール)18を備えた有機EL表示装置10は、当該表示パネル18に加えて、以下に説明する制御部を備えており、当該制御部による制御の下に、表示パネル18の表示駆動制御を行う構成となっている。
上述した温度検出部40(40A/40B)が配置されてなる表示パネル(パネルモジュール)18を備えた有機EL表示装置10は、当該表示パネル18に加えて、以下に説明する制御部を備えており、当該制御部による制御の下に、表示パネル18の表示駆動制御を行う構成となっている。
図11は、表示パネル18の表示駆動制御を行う制御部の構成の一例を示すブロック図である。
図11に示すように、制御部50は、相対レベル調整部501、メモリー部502、除算部503、A/D(アナログ/デジタル)変換部504、メモリー部505、乗算部506、発光輝度変化検出部507、A/D変換部508、メモリー部509、温度変化検出部510、データ規格化処理部511およびデューティ制御部512を有する構成となっている。
本制御部50は、入力されるデジタル映像信号に応じて表示パネル18内の画素アレイ部11の各画素20の表示駆動制御(有機EL素子21の発光駆動制御)を行う一方、表示パネル18に設けられた受光素子群38の各受光素子の検出信号に基づいて各画素の発光輝度変化をモニタリングするとともに、表示パネル18に設けられた温度検出部40の検出信号に基づいて各有機EL素子21の温度変化をモニタリングし、有機EL素子21個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いの影響を受けることなく、有機EL素子21個々に対して最適な輝度制御を行うべく、有機EL素子21の発光/非発光の割合であるデューティ比を制御する(デューティ制御)。
制御部50において、デジタル映像信号は、相対レベル調整部501を介してメモリー部502に供給され、当該メモリー部502に各表示画素の階調値が保存された後表示パネル18に供給される。相対レベル調整部501の機能については後述する。
表示パネル18においては、先述したように、画素20が行列状に2次元配置されてなる画素アレイ部(表示部)11の各画素20を、書き込み走査回路12および電源供給走査回路13によって行単位で選択走査するとともに、この選択行の各画素にデジタル映像信号に応じた表示データを水平駆動回路14から書き込むことにより、デジタル映像信号に応じた階調にて各画素20の有機EL素子21の発光駆動が行われる。
この行走査による表示駆動により、各画素20の有機EL素子21が行単位で順に発光すると、各受光素子38が対応関係にある各有機EL素子21の漏れ光を受光し、光電変換して受光量に応じた電圧値として出力する。受光素子38から出力される電圧値は除算部503に供給される。
除算部503は、乗算部506を介してメモリー部502から与えられる階調値で、受光素子38から出力される電圧値を除算する演算処理を行う。ここで、表示画素の発光強度(発光輝度)が強ければ(明るければ)階調が高く、逆に発光強度が弱ければ(暗ければ)階調が低いということであるため、除算部503による除算結果から表示画素の輝度の状態(高輝度であるか低輝度であるか)を認識することができる。この除算結果は、A/D変換部504でデジタルデータに変換され、メモリー部505に保存される。
乗算部506は、メモリー部502に保存されている各表示画素の階調値に対して20%の乗算処理を行う。ここで、表示画素の階調値に対して20%の乗算処理を行うのは、先述したように、受光素子38が受光する漏れ光の受光量が有機EL素子21の発光量の20%程度であることから、除算演算の対象となる受光素子38からの電圧値とメモリー部502からの階調値とを対応させる(揃える)ためである。
なお、ここでは、メモリー部502からの階調値に対して乗算部506で20%の乗算処理を行うとしたが、受光素子38からの電圧値に対して5倍の乗算処理を行うことによっても、除算部503での除算演算の対象となる受光素子38からの電圧値とメモリー部502からの階調値とを対応させることができる。
発光輝度変化検出部507は、メモリー部505の保存データから、表示画素の各々について、乗算部506を介してメモリー部502から与えられる階調値を基に、所定期間(例えば、1フレーム期間)における発光輝度(発光強度)の変化分を検出する。
表示パネル18内の温度検出部40(40A/40B)は、表示画素の非表示期間において有機EL素子21個々の温度を検出して電圧値として出力する。温度検出部40から出力される電圧値は、A/D変換部508でデジタルデータに変換され、メモリー部509に保存される。
温度変化検出部510は、特性シフト検出部5101、シフト量演算部5102および温度変化演算部5103によって構成され、メモリー部509に格納されている検出温度についての保存データに基づいて、所定期間(例えば、1フレーム期間)における温度変化分を有機EL素子21個々について検出する。
この温度変化検出部510において、特性シフト検出部5101は、温度検出部40で検出された温度情報、即ちメモリー部509に格納されている検出温度についての保存データを基に、図8に示す温度変化分ΔTと電圧シフト量ΔVの関係から、温度依存性を示す有機EL素子の発生電流−印加電圧特性(図7(A)参照)の特性シフトの有無を検出する。
シフト量演算部5102は、特性シフト検出部5101が特性シフトを検出したとき、メモリー部509の保存データから所定期間(例えば、1フレーム期間)におけるシフト量、即ちシフト電圧値を演算する。温度変化演算部5103は、シフト量演算部5102で算出されたシフト電圧値から、有機EL素子21の温度変化分(温度変化推定値)を演算する。
データ規格化処理部511は、輝度と温度との対応関係を示す数値相関データテーブルを有し、温度変化検出部510で検出された画素個々の温度変化分に、発光輝度変化検出部507で検出された輝度変化分を反映させ、有機EL素子21の発光/非発光の割合、即ちデューティ比を制御するための制御信号として出力する。
デューティ制御部513は、データ規格化処理部511から与えられる制御信号に基づいて、有機EL素子21の発光/非発光のデューティ比を制御することによって当該有機EL素子21の発光輝度を制御する。
先述した、図3のタイミングチャートに基づく動作説明から明らかなように、有機EL素子21の発光期間は、電源供給走査回路13(図1参照)から出力される電源供給線電位DS(DS1〜DSm)が第1電位Vccpから第2電位Viniに切り替わるタイミング(時刻t1)で決まる。
したがって、デューティ制御部513は、データ規格化処理部511から与えられる制御信号に基づいて、電源供給線電位DSが第1電位Vccpから第2電位Viniに切り替わるタイミングを制御することにより、有機EL素子21の発光/非発光のデューティ比を制御し、当該有機EL素子21の発光輝度を制御することができる。
有機EL素子21の発光期間をDUTY、有機EL素子21のピーク輝度をLmax、有機EL素子21の平均輝度をLaveとすると、これらの間には、
Lave=Lmax×DUTY
なる関係がある。
Lave=Lmax×DUTY
なる関係がある。
ここで、一般的に有機EL素子21の温度上昇に伴って発光輝度に上昇し、デバイス温度特性によって電流が流れやすくなることを考慮して、有機EL素子21の発光期間の制御範囲をあらかじめ広く設定することは初期より可能である。
図12に、有機EL素子21の発光/非発光のデューティ比を制御する制御信号、即ち有機EL素子21の発光期間を決める制御信号の一例を示す。ここでは、1フレームあたり(16.77mm)における発光期間をデューティ100%とした場合、デューティ25%の発光期間で平均輝度が150cd/m2 、デューティ50%の発光期間で平均輝度が300cd/m2 となるようにそれぞれ設計されている場合を例に挙げている。
<相対レベル調整部>
続いて、相対レベル調整部501の具体的な構成について説明する。相対レベル調整部501は、静止画判定部5011、切り替えスイッチ5012およびレベル調整部5013によって構成されている。
続いて、相対レベル調整部501の具体的な構成について説明する。相対レベル調整部501は、静止画判定部5011、切り替えスイッチ5012およびレベル調整部5013によって構成されている。
静止画判定部5011は、例えば図13に示すように、フレームメモリ50111、演算回路50112および判定回路50113からなり、Nフレーム目の映像信号レベルV1Nと、フレームメモリ50111に格納された1フレーム前のN−1フレーム目の映像信号レベルV1(N−1)とを用いて、演算回路50112で
[{V1N−V1(N−1)}/V1(N−1)]×100
なる演算処理を行い、その演算結果がN−1フレーム目の映像信号レベルV1(N−1)の例えば70%以下であるか否かを判定回路50113で判定し、70%以下であるときに静止画であると判定する。当然のことながら、70%を越えるときは動画となる。
[{V1N−V1(N−1)}/V1(N−1)]×100
なる演算処理を行い、その演算結果がN−1フレーム目の映像信号レベルV1(N−1)の例えば70%以下であるか否かを判定回路50113で判定し、70%以下であるときに静止画であると判定する。当然のことながら、70%を越えるときは動画となる。
切り替えスイッチ5012は、通常は、入力されるデジタル映像信号を直接メモリー部502へ供給し、静止画判定部5011の判定結果が静止画であるときは入力されるデジタル映像信号を、レベル調整部5013を介してメモリー部502へ供給する。レベル調整部5013は、静止画と判定されたときの映像信号の信号レベルを例えば100倍に乗算処理を行う。
ここで、静止画と判定されたときに映像信号の信号レベルを100倍するのは次の理由による。すなわち、先述したように、発光輝度変化検出部507において所定期間(例えば、1フレーム期間)における発光輝度(輝度レベル)の変化分の検出が行われるが、静止画であっても、デバイスの温度変化などに起因してフレーム間において輝度レベルに変動が生じる。そして、1フレーム期間における静止画の輝度レベルの変化分は、1フレーム期間における動画の輝度レベルの変化分に比べて1/100程度と極めて微小である。
したがって、静止画と判定したときに、映像信号の信号レベルに対して100倍程度の乗算処理を施すことにより、発光輝度変化検出部507において、前後のフレーム間での微弱な信号レベルの推移(輝度変化)の検出処理を容易に行うことができる。ただし、100倍という数値は一例に過ぎず、これに限られるものではなく、少なくとも、前後のフレーム間での微弱な信号レベルの推移を検出できる程度の倍率であれば良い。
なお、静止画時の信号レベルの調整については、静止画時の信号レベルとそれに対応した輝度値との対応表をレベル調整部5013にあらかじめ組み込んでおき、この対応表を用いて静止画時の信号レベルをそれに対応した輝度値に設定する構成を採ることも可能である。
上記構成の本実施形態に係る有機EL表示装置10において、発光素子として用いられる有機EL素子21は、発光に伴う発熱などによって有機層35(図4、図6参照)が劣化し、発光輝度が低下するとともに、発光自体が不安定になるなどの経時的劣化の問題を抱えている。また、先述したように、有機EL素子は発光ダイオード特性を示し(図7参照)、温度上昇に伴ってデバイスに流れる電流が比例して大きくなり、結果的に発光輝度と比例関係にある。
このように、有機EL素子を発光素子として用いた有機EL表示装置では、有機EL素子が自発光素子であるが故に、特に同じ表示状態が長く続けばそれだけ温度が上昇する。そして、デバイスの温度の上昇に伴って発光輝度が変化し、しかもその変化の仕方がデバイスごとに異なるという現状において、本実施形態に係る有機EL表示装置10では次のような構成を採ることを特徴としている。
すなわち、本実施形態に係る有機EL表示装置10は、一対の基板31,32のうちの一方の基板、具体的には光取り出し側の対向基板32側に、有機EL素子21の各々に対応して受光素子38を配置し、当該受光素子38によって有機EL素子21の漏れ光を検出することによって有機EL素子21個々の輝度を検出するとともに、温度検出部40によって有機EL素子21の各々の温度を検出し、制御部50による制御の下に、入力デジタル信号と受光素子38の検出信号と温度検出部40の検出信号とを用いて、所定期間における発光輝度の変化分を検出し、当該発光輝度の変化分を基に有機EL素子21の発光制御においてデューティ制御を行うことにより、有機EL素子21の発光輝度を制御する構成を採っている。
このように、有機EL素子21個々の温度情報のみならず、有機EL素子21個々の輝度情報をも用いて発光輝度の変化分を検出し、当該発光輝度の変化分を基に有機EL素子21の発光制御においてデューティ制御を行うことにより、温度の変化に伴う発光輝度の変化の仕方がデバイスごとに異なっていても、画素個々の温度変化に応じた発光輝度の制御に有機EL素子21個々の輝度の変化状況を反映させることができるために、デバイス個々の発光輝度-印加電圧特性の温度に起因する変化の違いの影響を受けることなく、デバイス個々に対して最適な輝度制御を行うことができる。
特に、有機EL素子21の温度を検出する温度検出部40の検出素子として、有機EL素子21と同じ温度依存性を示す発生電流−印加電圧特性(図7参照)を持つ素子、即ち有機EL素子411を用いることで、これら有機EL素子21,411の発光輝度−印加電圧特性が温度変化に応じて同じように電圧シフトするために、有機EL素子411の電圧シフト量から有機EL素子21の温度変化分を正確に検出して有機EL素子21のデューティ制御に反映させ、温度変化による輝度変化を高精度にて補正することができる。しかも、温度検出用の有機EL素子411を、画素20の有機EL素子21と同じプロセスで形成することができる。
なお、上記構成の制御部50については、画素20が行列状に配置されてなる画素アレイ部(表示部)11や、その周辺の駆動回路(書き込み走査回路12、電源供給走査回路13および水平駆動回路14)と共に、表示パネル18上に搭載する構成を採っても良いし、あるいは、表示パネル18外に設ける構成を採っても良い。
ここで、本実施形態に係る有機EL表示装置10における制御部50の各構成要素、即ち相対レベル調整部501、メモリー部502、除算部503、A/D変換部504、メモリー部505、乗算部506、発光輝度変化検出部507、A/D変換部508、メモリー部509、温度変化検出部510、データ規格化処理部511およびデューティ制御部512については、パーソナルコンピュータのように、所定プログラムを実行することによって情報記憶処理、信号処理、演算処理等の各機能を実行するコンピュータ機器を利用してソフトウェア構成によって実現することが考えられる。
ただし、ソフトウェア構成による実現に限られるものではなく、ハードウェア構成、あるいはハードウェアとソフトウェアの複合構成によって実現することも可能である。
(制御方法)
次に、上記構成の本実施形態に係る有機EL表示装置10の制御方法(本発明による有機EL表示装置の制御方法)の処理手順について、図14のフローチャートを用いて具体的に説明する。
次に、上記構成の本実施形態に係る有機EL表示装置10の制御方法(本発明による有機EL表示装置の制御方法)の処理手順について、図14のフローチャートを用いて具体的に説明する。
この制御方法による処理は、図11の制御部50による制御の下に実行される処理に相当する。なお、この一連の処理は、スキャン周期に同期して画素単位で実行されることとする。
なお、静止画の場合も動画の場合も制御方法は同じであるために、ここでは、静止画/動画の共通の制御として説明する。
先ず、画像表示のためのデジタル映像信号を取り込み(ステップS11)、当該映像信号の信号レベルで示される階調値を保存し(ステップS12)、しかる後デジタル映像信号を表示パネル18に対して入力する(ステップS13)。これにより、表示パネル18では、デジタル入力信号に基づいて画素20の表示駆動が行われ、各画素20の有機EL素子21が発光する。
有機EL素子21が発光することにより、対応関係にある受光素子38が当該有機EL素子21の漏れ光を受光し、その受光量に応じた電気信号、即ち発光輝度に応じた電圧値を出力するとともに、画素20内または表示領域外に配置された温度検出部40が有機EL素子21の温度を検出してその温度に応じた電圧値を出力する。
このように、表示パネル18が表示駆動状態にあるときに、受光素子38から出力される発光輝度に応じた電圧値(輝度電圧値)を取り込み(ステップS14)、この輝度電圧値をステップS12で保存した階調値で除算し(ステップS15)、デジタルデータ化した後保存する(ステップS16)。
次に、画素20の各々について、ステップS12で保存した階調値を基に、所定期間における発光輝度の変化分(電圧値の差分)を検出する(ステップS17)。
なお、ステップS15での除算処理や、ステップS17での輝度変化の検出に用いられる階調値は、実際には、受光素子38が受光する漏れ光の受光量が有機EL素子21の発光量の20%程度であり、受光素子38からの電圧値に対応させるために、20%の除算処理が行われたものとなる。
次いで、温度センサ40から出力される、有機EL素子21の検出温度に応じた電圧値(温度電圧値)を取り込み(ステップS18)、画素個々について温度変化分(電圧値の差分)を検出する(ステップS19)。
なお、表示画素の各々について輝度変化分を検出するためのステップS14〜S17の各処理と、画素個々について温度変化分を検出するためのステップS18,S19の各処理については、その処理の順番が逆であっても良く、また双方の検出処理を並行して行うようにしても良い。
次に、輝度と温度との対応関係を示す数値相関データテーブルを基に、画素個々の温度変化分に、画素個々の輝度変化分を反映させ、有機EL素子21の発光/非発光のデューティ比を制御するための制御信号を生成する(ステップS20)。
次に、ステップS20で生成した制御信号に基づいて有機EL素子21の発光/非発光のデューティ比を制御することで、当該有機EL素子21の温度変化に伴う発光輝度の変化分を補正する制御を行う(ステップS21)。
上述した一連の処理により、表示画素の各々について発光輝度の変化分を検出し、この輝度変化分を有機EL素子21個々の温度変化分に反映させることによって温度補正を行い、この温度補正によって得られた制御信号を基に有機EL素子21の発光/非発光のデューティ制御による輝度補正が行われるために、有機EL素子特有の発光輝度-印加電圧特性の影響を受けることなく、しかも有機EL素子21個々で特性の変化の仕方が違ったとしてもその違いの影響を受けることなく、有機EL素子21個々に最適な輝度制御を行うことができる。その結果、常に均一なコントラストにて画像表示を行うことができる。
なお、上記実施形態では、RGB各色を発光する有機EL素子21を備えた有機EL表示装置10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、白色光を発光する発光素子を備えた有機EL表示装置にも適用可能である。
また、上記実施形態では、有機EL素子21の各々の光漏れ量を、それぞれ対応する受光素子38によって一様にモニタリングすることを前提として説明を行ったが、赤色光、緑色光、青色光あるいは白色光を発光する発光素子ごとに発光強度(発光輝度)が異なることから、各発光色ごとにレベル制御を行って相対的なレベルを揃えるようにしたり、あるいは、光漏れ量をモニタリングする対象となる発光色の種類を初期設定で限定したりすることも可能である。
また、上記実施形態では、画素20として、駆動トランジスタ22と書き込みトランジスタ23の2つのトランジスタを有し、電源供給線16の電位DSを切り替えることによって有機EL素子21の発光期間を制御する回路構成のものを例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。
[適用例]
以上説明した本発明に係る有機EL表示装置10は、図15〜図19に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
以上説明した本発明に係る有機EL表示装置10は、図15〜図19に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
なお、本発明に係る有機EL表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。例えば、画素アレイ部(表示部)に透明なガラス等の対向部に貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。この透明な対向部には、カラーフィルタ、保護膜等、更には、上記した遮光膜が設けられてもよい。尚、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やFPC(フレキシブルプリントサーキット)等が設けられていてもよい。
図15は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。
図16は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図17は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図18は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図19は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す斜視図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含み、そのディスプレイ144やサブディスプレイ145として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
10,10A,10B…有機EL表示装置、11…画素アレイ部、12…書き込み走査回路、13…電源供給走査回路、14…水平駆動回路、15−1〜15−m…走査線、16−1〜16−m…電源供給線、17−1〜17−n…信号線、18…表示パネル(パネルモジュール)、20…画素、21,411…有機EL素子、22…駆動トランジスタ、23…書き込みトランジスタ、24…保持容量、25…補助容量、31…支持基板、32…対向基板、33…素子分離絶縁層、34…下部電極、35…有機層、36…上部電極、37…透明材料膜、38…受光素子、40,40A,40B…温度検出部、41…温度情報検出部、42,43…レベル調整部、50…制御部、501…相対レベル調整部、502,505,509…メモリー部、503…除算部、504,508…A/D変換部、506…乗算部、507…発光輝度変化検出部、510…温度変化検出部、511…データ規格化処理部、512…デューティ制御部
Claims (6)
- 一対の基板間に形成された有機EL素子を含む画素が複数配置されてなる画素アレイ部と、
前記一対の基板のうちの一方の基板に前記有機EL素子の各々に対応して配置され、当該有機EL素子の漏れ光を検出して光電変換する受光素子群と、
前記有機EL素子と同じ素子からなる検出素子を用いて当該検出素子の発生電流−印加電圧特性を基に前記有機EL素子の温度を検出する温度検出部と、
前記有機EL素子への入力信号と前記受光素子群の各受光素子の検出信号と前記温度検出部の検出信号とに基づいて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする有機EL表示装置。 - 前記温度検出部は、前記画素の各々に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の有機EL表示装置。 - 前記温度検出部は、前記画素アレイ部の周辺部に配置されている
ことを特徴とする請求項2記載の有機EL表示装置。 - 前記制御部は、
前記受光素子群の各受光素子の検出信号に基づいて前記有機EL素子の各々について所定期間における輝度変化分を検出する発光輝度変化検出部と、
前記温度検出部の検出信号に基づいて前記有機EL素子個々の所定期間における温度変化分を検出する温度変化検出部と、
前記温度変化検出部が検出した温度変化分に対して前記発光輝度変化検出部が検出した輝度変化分を反映させて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御する制御信号を生成する規格化処理部と、
前記制御信号に基づいて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御するデューティ制御部とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の有機EL表示装置。 - 一対の基板間に形成された有機EL素子を含む画素が複数配置されてなる有機EL表示装置の制御方法であって、
前記一対の基板のうちの一方の基板に前記有機EL素子の各々に対応して配置された受光素子群の各受光素子によって前記有機EL素子の漏れ光を検出する漏れ光検出ステップと、
前記有機EL素子と同じ素子からなる検出素子を用いて当該検出素子の発生電流−印加電圧特性を基に前記有機EL素子の温度を検出する温度検出ステップと、
前記発光素子への入力信号と前記漏れ光検出ステップでの検出信号と前記温度検出ステップでの検出信号とに基づいて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御する制御ステップと
を有することを特徴とする有機EL表示装置の制御方法。 - 一対の基板間に形成された有機EL素子を含む画素が複数配置されてなる画素アレイ部と、
前記一対の基板のうちの一方の基板に前記有機EL素子の各々に対応して配置され、当該有機EL素子の漏れ光を検出して光電変換する受光素子群と、
前記有機EL素子と同じ素子からなる検出素子を用いて当該検出素子の発生電流−印加電圧特性を基に前記有機EL素子の温度を検出する温度検出部と、
前記有機EL素子への入力信号と前記受光素子群の各受光素子の検出信号と前記温度検出部の検出信号とに基づいて前記有機EL素子の発光/非発光の割合を制御する制御部と
を備えた有機EL表示装置を有することを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007017443A JP2008185671A (ja) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | 有機el表示装置、有機el表示装置の制御方法および電子機器 |
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JP2014157221A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置及び電子機器 |
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- 2007-01-29 JP JP2007017443A patent/JP2008185671A/ja active Pending
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