JP2017013315A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)素子あるいは有機LED(Organic Light Emitting diode:OLED)素子等の経時的に輝度が低下する傾向のある発光素子を備えた発光装置であって、経時的な輝度低下等の輝度変化を補正する補正手段を有する発光装置に関するものである。 The present invention is a light-emitting device including a light-emitting element that tends to decrease in luminance over time, such as an organic electroluminescence (EL) element or an organic LED (Organic Light Emitting diode: OLED) element. The present invention relates to a light emitting device having correction means for correcting a luminance change such as a typical luminance drop.
従来の発光装置の1例を図9に示す。図9(a)は発光装置の全体の平面図、(b)は(a)のB部及びIC,LSI等から成る駆動素子24を拡大して示す回路図である。この発光装置は、有機LEDプリンタ(OLEDP)ヘッドに適用されるものであり、ガラス基板等から成る長板状の基板21の一面に、複数の発光素子23の発光(点灯)をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック22と、基板1の長手方向に沿って2列(2行または2段)に並べられて配置された複数の発光素子23と、駆動回路ブロック22を構成する配線及び駆動回路ブロック22と発光素子23を接続する配線とが、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロック22は、複数の発光素子23の列に沿って列状に並べられており、例えば1つの駆動回路ブロック22が400個の発光素子23を駆動するものであり、その駆動回路ブロック22が20個並べられている。従って、発光素子23は合計で8000個ある。また、基板21の一面の一端部には駆動回路ブロック22及び発光素子23を駆動し発光素子23の発光を制御する駆動素子24が、チップオングラス(Chip On Glass:COG)方式等の実装方法によって、設置されている。また、基板21の一面における駆動素子24設置部の近傍の縁部に、フレキシブル回路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)25が設置されている。このFPC25は、駆動素子24との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。 An example of a conventional light emitting device is shown in FIG. FIG. 9A is a plan view of the entire light emitting device, and FIG. 9B is an enlarged circuit diagram showing the drive element 24 composed of part B and IC, LSI, etc. of FIG. This light-emitting device is applied to an organic LED printer (OLEDP) head, and a plurality of light-emitting elements 23 that drive light emission (lighting) of a plurality of light-emitting elements 23 on one surface of a long plate-like substrate 21 made of a glass substrate or the like. Drive circuit block 22, a plurality of light emitting elements 23 arranged in two columns (two rows or two stages) along the longitudinal direction of the substrate 1, and wiring and drive circuit block constituting the drive circuit block 22 The wiring connecting 22 and the light emitting element 23 is formed by a thin film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The plurality of drive circuit blocks 22 are arranged in a line along the row of the plurality of light emitting elements 23. For example, one drive circuit block 22 drives 400 light emitting elements 23. Twenty blocks 22 are arranged. Therefore, there are a total of 8000 light emitting elements 23. A driving element 24 that drives the driving circuit block 22 and the light emitting element 23 to control light emission of the light emitting element 23 is mounted on one end of one surface of the substrate 21 by a chip-on-glass (COG) mounting method or the like. It is installed by. In addition, a flexible printed circuit (FPC) 25 is installed on an edge portion in the vicinity of the drive element 24 installation portion on one surface of the substrate 21. The FPC 25 inputs and outputs drive signals, control signals and the like with the drive element 24.
図9(b)に示すように、2列を成す2個の発光素子23a,23bに対して1組の駆動回路が形成されており、1組の駆動回路は、シフトレジスタ30、論理和否定(NOR)回路31、インバータ32、CMOSトランスファゲート素子33a,33b、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)34a,34bを有している。TFT34a,34bの各ドレイン電極部に有機LED素子等から成る発光素子23a,23bがそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 9B, one set of drive circuits is formed for two light emitting elements 23a and 23b in two rows. The set of drive circuits includes a shift register 30 and a logical sum negation. (NOR) circuit 31, inverter 32, CMOS transfer gate elements 33a and 33b, and thin film transistors (TFTs) 34a and 34b. Light emitting elements 23a and 23b made of organic LED elements or the like are connected to the drain electrode portions of the TFTs 34a and 34b, respectively.
1組の駆動回路は、以下のように順次動作する。シフトレジスタ30は、クロック端子(CLK)にハイ(「1」)のクロック信号(CLK)が入力されるとともに入力端子(in)にハイの同期信号(Vsync)が入力されたときに、出力端子(Q)からハイの信号が出力されるとともに反転出力端子(XQ)からロー(「0」)の信号が出力される。次に、NOR回路31は、反転出力端子(XQ)からローの信号が入力されるとともに反転イネーブル信号(XENB)であるローの信号が入力されて、ハイの信号を出力する。次に、インバータ32はローの信号を出力する。次に、CMOSトランスファゲート素子33aは、n型MOSトランジスタのゲート電極部にNOR回路31からのハイの信号が入力されるとともにp型MOSトランジスタのゲート電極部にインバータ32からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号(DATA11)を出力する。次に、データ信号(DATA11)がTFT34aのゲート電極部に入力されてTFT34aがオン状態となり、データ信号(DATA11)に応じた電源電圧(VDD)による電源電流が発光素子23aに供給される。同時に、CMOSトランスファゲート素子33bは、n型MOSトランジスタのゲート電極部にNOR回路31からのハイの信号が入力されるとともにp型MOSトランジスタのゲート電極部にインバータ32からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号(DATA12)を出力する。次に、データ信号(DATA12)がTFT34bのゲート電極部に入力されてTFT34bがオン状態となり、データ信号(DATA12)に応じた電源電圧(VDD)による電源電流が発光素子23bに供給される。以上の一連の動作が、次段の駆動回路によって順次実行されていき、すべての発光素子3が順次発光していく。 One set of drive circuits operates sequentially as follows. The shift register 30 has an output terminal when a high (“1”) clock signal (CLK) is input to the clock terminal (CLK) and a high synchronization signal (Vsync) is input to the input terminal (in). A high signal is output from (Q) and a low (“0”) signal is output from the inverting output terminal (XQ). Next, the NOR circuit 31 receives a low signal from the inverting output terminal (XQ) and a low signal that is the inverting enable signal (XENB), and outputs a high signal. Next, the inverter 32 outputs a low signal. Next, in the CMOS transfer gate element 33a, a high signal from the NOR circuit 31 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor, and a low signal from the inverter 32 is input to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. And the data signal (DATA 11) is output. Next, the data signal (DATA11) is input to the gate electrode portion of the TFT 34a, the TFT 34a is turned on, and the power supply current by the power supply voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA11) is supplied to the light emitting element 23a. At the same time, in the CMOS transfer gate element 33b, a high signal from the NOR circuit 31 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor, and a low signal from the inverter 32 is input to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. Turns on and outputs a data signal (DATA 12). Next, the data signal (DATA 12) is input to the gate electrode portion of the TFT 34b, the TFT 34b is turned on, and the power source current by the power source voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA 12) is supplied to the light emitting element 23b. The series of operations described above are sequentially executed by the drive circuit at the next stage, and all the light emitting elements 3 emit light sequentially.
また、他の従来例として、複数のEL素子を配列してなる発光素子列を備えるラインヘッドの駆動装置であって、EL素子各々の電圧電流特性を測定する測定部と、測定部で測定されたEL素子の各々の電圧電流特性に基づいて、EL素子の各々に印加する電圧を制御する制御部とを備えることによって、EL素子間の発光輝度のばらつき及び経時的なEL素子の発光強度の変化を補正して一定輝度をラインヘッドから得ることができるラインヘッドの駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。さらに他の従来例として、負荷に入力信号に応じた駆動電流を流すための駆動トランジスタを備えた回路を有し、その回路は、負荷のインピーダンスに応じた補正信号を駆動トランジスタのゲートに供給して、駆動トランジスタが負荷に流す駆動電流を補正する補正回路を有することによって、経時的に劣化する特性をもつ発光素子の場合であっても、発光素子の経時劣化による輝度低下を画素毎に検知し、補正することによって、長時間、安定した画像形成を実現する駆動回路が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。さらに他の従来例として、発光素子から出力される光を検出する光検出素子を備えており、光検出素子は、トランジスタで構成され、オフ領域で動作するように構成されることによって、効率よく高精度の光検出を行うことができる光ヘッドが提案されている(例えば、特許文献3を参照)。 Further, as another conventional example, a line head driving device including a light emitting element array in which a plurality of EL elements are arranged, which is measured by a measuring unit that measures voltage-current characteristics of each EL element, and measured by the measuring unit. And a control unit that controls the voltage applied to each EL element based on the voltage-current characteristics of each EL element, thereby varying the emission luminance between the EL elements and the emission intensity of the EL element over time. There has been proposed a line head driving device capable of correcting a change and obtaining a constant luminance from the line head (see, for example, Patent Document 1). As another conventional example, a circuit having a drive transistor for flowing a drive current corresponding to an input signal to a load is provided, and the circuit supplies a correction signal corresponding to the impedance of the load to the gate of the drive transistor. In addition, by having a correction circuit that corrects the drive current that the drive transistor flows to the load, even if it is a light-emitting element that has characteristics that degrade over time, it can detect a decrease in luminance due to deterioration of the light-emitting element for each pixel. In addition, there has been proposed a driving circuit that realizes stable image formation for a long time by correcting (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, as another conventional example, a light detection element that detects light output from the light emitting element is provided, and the light detection element is configured by a transistor and is configured to operate in an off region, thereby efficiently. An optical head capable of performing high-precision optical detection has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
図9に示す上記従来の発光装置においては、有機LED素子等の経時的に輝度が低下する傾向のある発光素子23を有しているために、長期間使用すると発光素子23の輝度が低下するとい問題点があった。そこで、特許文献1のように、測定されたEL素子各々の電圧電流特性に基づいてEL素子の各々に印加する電圧を制御することが考えられる。このような場合に、EL素子のインピーダンスを測定できれば、より高い精度でEL素子の輝度を制御できる。その目的のために、発光状態のEL素子及びその陽極(アノード電極)側に接続されたスイッチとしてのTFTに流れる電流を測定するときに、TFT自体に流れる電流を測定しようとすると、それが困難である場合があった。これについては詳細な原因は不明であるが、EL素子の陰極(カソード電極)はアルミニウム(Al)層を含む場合が多く、そのアルミニウム層を用いて測定しようとすると、アルミニウム層は発光装置の多くの部位で使用されているために、カソード電極以外の部位のアルミニウム層と容量結合等を起こしてその影響を受けやすいことに起因していると考えられる。 Since the conventional light emitting device shown in FIG. 9 has a light emitting element 23 that tends to decrease in luminance over time, such as an organic LED element, the luminance of the light emitting element 23 decreases when used for a long time. There was a problem. Therefore, as in Patent Document 1, it is conceivable to control the voltage applied to each EL element based on the measured voltage-current characteristics of each EL element. In such a case, if the impedance of the EL element can be measured, the luminance of the EL element can be controlled with higher accuracy. For that purpose, it is difficult to measure the current flowing in the TFT itself when measuring the current flowing in the TFT as a switch connected to the EL element in the light emitting state and the anode (anode electrode) side. There was a case. Although the detailed cause is unknown about this, the cathode (cathode electrode) of an EL element often includes an aluminum (Al) layer, and when an attempt is made to measure using the aluminum layer, the aluminum layer is often used for light-emitting devices. This is considered to be caused by being susceptible to the effects of capacitive coupling or the like with the aluminum layer other than the cathode electrode.
また、EL素子のインピーダンスを測定できたとしても、インピーダンスの経時変化に応じてEL素子の流す電源電流値を変化させればよいのだが、EL素子の閾値電流付近で輝度を制御することがむつかしいという問題点があった。すなわち、EL素子の輝度が低い輝度領域でEL素子の発光を制御しようとすると、誤ってEL素子を消灯する場合があるという問題点があった。 Moreover, even if the impedance of the EL element can be measured, it is only necessary to change the power supply current value flowing through the EL element in accordance with the change in impedance over time. However, it is difficult to control the luminance near the threshold current of the EL element. There was a problem. In other words, there is a problem in that the EL element may be turned off by mistake when attempting to control the light emission of the EL element in a luminance region where the luminance of the EL element is low.
また、特許文献2のように、発光素子の輝度を自動的に補正する補正回路を有する構成である場合、発光素子が発光状態であるときには補正回路を動作させて補正する必要があるために、発光装置の消費電力が非常に大きくなるという問題点があった。例えば、発光素子が発光状態であるときに動作する補正回路を有する発光装置は、その補正回路を有していない発光装置と比較して、数100倍以上の電力を消費する場合があった。また、特許文献3のように、オフ領域で動作するトランジスタから成る光検出素子を設けた場合、それによって検出されるオフリーク電流が微弱なため、発光素子の輝度を補正するのに利用しづらいという問題点があった。 Further, in the case of a configuration having a correction circuit that automatically corrects the luminance of the light emitting element as in Patent Document 2, when the light emitting element is in a light emitting state, it is necessary to operate the correction circuit to perform correction. There has been a problem that the power consumption of the light emitting device becomes very large. For example, a light-emitting device having a correction circuit that operates when a light-emitting element is in a light-emitting state may consume several hundred times more power than a light-emitting device that does not have the correction circuit. Also, as in Patent Document 3, when a photodetection element composed of a transistor operating in the off region is provided, the off-leak current detected by the transistor is weak, so that it is difficult to use to correct the luminance of the light-emitting element. There was a problem.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光素子の輝度の変化の度合いを正確に測定することができ、それに基づいて高い精度で発光素子の輝度を制御でき、また発光素子の発光開始電流である閾値電流が変化してもそれを抽出することができる発光装置とすることである。 The present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to accurately measure the degree of change in luminance of a light emitting element, and based on this, the luminance of the light emitting element can be accurately measured. And a light emitting device that can extract even if a threshold current that is a light emission start current of the light emitting element changes.
本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子から放射された光を受光する受光素子と、前記発光素子の輝度を補正する補正部と、を有しており、
前記補正部は、前記受光素子から得られた情報によって前記発光素子の電源電流における閾値電流を抽出する第1の補正と、前記発光素子を流れる前記電源電流の値から得られた前記発光素子のインピーダンスによって前記発光素子の前記電源電流を補正する第2の補正と、を行う構成である。
The light emitting device of the present invention includes a light emitting element, a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element, and a correction unit that corrects the luminance of the light emitting element.
The correction unit is configured to extract a threshold current in the power supply current of the light emitting element based on information obtained from the light receiving element, and the value of the power supply current flowing through the light emitting element. And a second correction for correcting the power supply current of the light emitting element by impedance.
本発明の発光装置は、好ましくは、前記補正部は、前記第1の補正によって前記閾値電流を前記発光素子の最小輝度として決め、前記第2の補正によって前記閾値電流以上の前記電源電流を補正する。 In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the correction unit determines the threshold current as the minimum luminance of the light emitting element by the first correction, and corrects the power supply current equal to or higher than the threshold current by the second correction. To do.
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記第2の補正は、特定の輝度に対応するように前記電源電流を補正する。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the second correction corrects the power supply current so as to correspond to a specific luminance.
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記発光素子における前記電源電流の電流経路について、薄膜トランジスタ及びそれに接続された前記発光素子を含む第1の電流経路と、前記薄膜トランジスタと前記発光素子とを接続する接続線の途中から分岐した前記発光素子を含まない第2の電流経路と、が形成されており、
前記補正部は、前記第1の電流経路における第1の電流値と前記第2の電流経路における第2の電流値から前記発光素子のインピーダンスを算出するインピーダンス演算部を有している。
In the light emitting device of the present invention, preferably, for the current path of the power supply current in the light emitting element, the first current path including the thin film transistor and the light emitting element connected thereto, and the thin film transistor and the light emitting element are connected. A second current path that does not include the light emitting element branched from the middle of the connecting line to be formed,
The correction unit includes an impedance calculation unit that calculates an impedance of the light emitting element from a first current value in the first current path and a second current value in the second current path.
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記第2の電流経路は、前記接続線に一方の電極が並列接続され、他方の電極が抵抗を通して接地部に接続されているとともに、インピーダンスが前記薄膜トランジスタのインピーダンスよりも小さい他の薄膜トランジスタを含んでいる。 In the light-emitting device of the present invention, it is preferable that the second current path has one electrode connected in parallel to the connection line, the other electrode connected to a ground portion through a resistor, and an impedance of the thin film transistor It includes other thin film transistors that are smaller than the impedance.
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記他の薄膜トランジスタは、インピーダンスが前記薄膜トランジスタのインピーダンスの100分の1以下である。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the other thin film transistor has an impedance of 1/100 or less of the impedance of the thin film transistor.
本発明の発光装置は、発光素子と、前記発光素子から放射された光を受光する受光素子と、前記発光素子の輝度を補正する補正部と、を有しており、
前記補正部は、前記受光素子から得られた情報によって前記発光素子の電源電流における閾値電流を抽出する第1の補正と、前記発光素子を流れる前記電源電流の値から得られた前記発光素子のインピーダンスによって前記発光素子の前記電源電流を補正する第2の補正と、を行う構成であることから、発光素子の発光開始電流値である閾値電流付近であっても輝度を高い精度で制御することが容易になる。
The light emitting device of the present invention includes a light emitting element, a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element, and a correction unit that corrects the luminance of the light emitting element.
The correction unit is configured to extract a threshold current in the power supply current of the light emitting element based on information obtained from the light receiving element, and the value of the power supply current flowing through the light emitting element. Since the second correction for correcting the power supply current of the light emitting element is performed by impedance, the luminance is controlled with high accuracy even in the vicinity of the threshold current that is the light emission start current value of the light emitting element. Becomes easier.
本発明の発光装置は、好ましくは、前記補正部は、前記第1の補正によって前記閾値電流を前記発光素子の最小輝度として決め、前記第2の補正によって前記閾値電流以上の前記電源電流を補正することから、第1の補正によって発光素子の最小輝度を正確に決めることができ、第2の補正によって最小輝度以上の輝度を正確に補正することができる。その結果、例えば発光素子の輝度が経時的に低下したとしても、発光素子の最小輝度以上の輝度を高い精度で制御できる。 In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the correction unit determines the threshold current as the minimum luminance of the light emitting element by the first correction, and corrects the power supply current equal to or higher than the threshold current by the second correction. Therefore, the minimum brightness of the light emitting element can be accurately determined by the first correction, and the brightness above the minimum brightness can be accurately corrected by the second correction. As a result, for example, even if the luminance of the light emitting element decreases with time, the luminance equal to or higher than the minimum luminance of the light emitting element can be controlled with high accuracy.
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記第2の補正は、特定の輝度に対応するように前記電源電流を補正することから、例えば特定の輝度について電源電流が経時変化等によって低下したとしても、特定の輝度を維持するように第2の補正によって正確に補正できる。 In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the second correction corrects the power supply current so as to correspond to a specific luminance. For example, it is assumed that the power supply current for a specific luminance decreases due to a change over time or the like. However, it can be accurately corrected by the second correction so as to maintain a specific luminance.
本発明の発光装置は、好ましくは、発光素子における電源電流の電流経路について、薄膜トランジスタ及びそれに接続された発光素子を含む第1の電流経路と、薄膜トランジスタと発光素子とを接続する接続線の途中から分岐した発光素子を含まない第2の電流経路と、が形成されており、補正部は、第1の電流経路における第1の電流値と第2の電流経路における第2の電流値から発光素子のインピーダンスを算出するインピーダンス演算部を有していることから、発光素子のインピーダンスを取得することができ、その結果、より高い精度で発光素子の輝度を制御できる。 In the light emitting device of the present invention, preferably, with respect to the current path of the power source current in the light emitting element, the first current path including the thin film transistor and the light emitting element connected to the thin film transistor, and the connection line connecting the thin film transistor and the light emitting element. A second current path not including the branched light emitting element is formed, and the correction unit emits the light emitting element from the first current value in the first current path and the second current value in the second current path. Therefore, the impedance of the light emitting element can be acquired, and as a result, the luminance of the light emitting element can be controlled with higher accuracy.
本発明の発光装置は、好ましくは、第2の電流経路は、接続線に一方の電極が並列接続され、他方の電極が抵抗を通して接地部に接続されているとともに、インピーダンスが薄膜トランジスタのインピーダンスよりも小さい他の薄膜トランジスタを含んでいることから、薄膜トランジスタのインピーダンスから発光素子のインピーダンスを導き出すことができる。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the second current path has one electrode connected in parallel to the connection line, the other electrode connected to the ground through a resistor, and an impedance higher than that of the thin film transistor. Since the small other thin film transistor is included, the impedance of the light emitting element can be derived from the impedance of the thin film transistor.
また本発明の発光装置は、好ましくは、他の薄膜トランジスタは、インピーダンスが薄膜トランジスタのインピーダンスの100分の1以下であることから、薄膜トランジスタのインピーダンスから発光素子のインピーダンスをより正確に導き出すことができる。 Further, in the light emitting device of the present invention, preferably, the impedance of the other thin film transistor is 1/100 or less of the impedance of the thin film transistor, so that the impedance of the light emitting element can be more accurately derived from the impedance of the thin film transistor.
以下、本発明の発光装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の発光装置の実施の形態における構成部材のうち、本発明の発光装置を説明するための主要部を示している。従って、本発明の発光装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成部材を備えていてもよい。 Hereinafter, embodiments of a light-emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. However, each drawing referred to below shows a main part for explaining the light emitting device of the present invention among the constituent members in the embodiment of the light emitting device of the present invention. Therefore, the light-emitting device of the present invention may include well-known components such as a circuit board, a wiring conductor, a control IC, and an LSI that are not shown in the drawing.
図1〜図5は本発明の発光装置を示すものであり、図1(a)〜(c)は、本発明の発光装置について実施の形態の1例を示す図であり、(a)は発光装置の全体の平面図、(b)は(a)のA部及び駆動素子の回路図、(c)は(b)の第1のTFT、第2のTFT及び発光素子の部位の回路図である。図1〜図5に示すように、本発明の発光装置は、発光素子3(3a,3b)と、発光素子3a,3bから放射された光を受光する受光素子7a,7bと、発光素子3a,3bの輝度を補正する補正部と、を有しており、補正部は、受光素子7a,7bから得られた情報である検出電流によって発光素子3a,3bの電源電流における閾値電流を抽出する第1の補正と、発光素子3a,3bを流れる電源電流の値から得られた発光素子3a,3bのインピーダンスによって発光素子3a,3bの電源電流を補正する第2の補正と、を行う構成である。この構成により、発光素子3a,3bの発光開始電流値である閾値電流付近であっても輝度を高い精度で制御することが容易になる。 1 to 5 show a light emitting device of the present invention, and FIGS. 1A to 1C are diagrams showing an example of an embodiment of the light emitting device of the present invention. FIG. FIG. 5B is a plan view of the entire light emitting device, FIG. 5B is a circuit diagram of the A part and the driving element in FIG. It is. As shown in FIGS. 1 to 5, the light emitting device of the present invention includes a light emitting element 3 (3a, 3b), light receiving elements 7a, 7b for receiving light emitted from the light emitting elements 3a, 3b, and a light emitting element 3a. , 3b for correcting the brightness of the light emitting elements 3a, 3b based on the detection current, which is information obtained from the light receiving elements 7a, 7b. The first correction and the second correction for correcting the power supply current of the light emitting elements 3a and 3b based on the impedance of the light emitting elements 3a and 3b obtained from the value of the power supply current flowing through the light emitting elements 3a and 3b. is there. With this configuration, it is easy to control the luminance with high accuracy even in the vicinity of the threshold current that is the light emission start current value of the light emitting elements 3a and 3b.
まず本発明の発光装置の基本構成について以下に説明する。本発明の発光装置は、有機LEDプリンタ(OLEDP)ヘッド等に適用されるものであり、ガラス基板等から成る長板状の基板1の一面に、複数の発光素子3の発光(点灯)をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック2と、基板1の長手方向に沿って2列(2行または2段)に並べられて配置された複数の発光素子3と、駆動回路ブロック2を構成する配線及び駆動回路ブロック2と発光素子3を接続する配線とが、CVD法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロック2は、複数の発光素子3の列に沿って列状に並べられており、例えば1つの駆動回路ブロック2が400個の発光素子3を駆動するものであり、その駆動回路ブロック2が20個並べられている。従って、発光素子3は合計で8000個ある。また、基板1の一面の一端部には駆動回路ブロック2及び発光素子3を駆動し発光素子3の発光を制御する駆動素子4が、COG方式等の実装方法によって設置されている。また、基板1の一面における駆動素子4設置部の近傍の縁部に、FPC5が設置されている。このFPC5は、駆動素子4との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。 First, the basic configuration of the light emitting device of the present invention will be described below. The light emitting device of the present invention is applied to an organic LED printer (OLEDP) head or the like, and emits light (lights) of a plurality of light emitting elements 3 on one surface of a long plate-like substrate 1 made of a glass substrate or the like. A plurality of driving circuit blocks 2 to be driven; a plurality of light emitting elements 3 arranged in two columns (two rows or two stages) along the longitudinal direction of the substrate 1; wirings constituting the driving circuit block 2; The wiring connecting the drive circuit block 2 and the light emitting element 3 is formed by a thin film forming method such as a CVD method. The plurality of drive circuit blocks 2 are arranged in a line along the row of the plurality of light emitting elements 3. For example, one drive circuit block 2 drives 400 light emitting elements 3. Twenty blocks 2 are arranged. Therefore, there are a total of 8000 light emitting elements 3. A driving element 4 that drives the driving circuit block 2 and the light emitting element 3 and controls the light emission of the light emitting element 3 is installed at one end of one surface of the substrate 1 by a mounting method such as a COG method. In addition, an FPC 5 is installed on an edge near the drive element 4 installation portion on one surface of the substrate 1. The FPC 5 inputs and outputs drive signals, control signals, and the like with the drive element 4.
図1(b)に示すように、2列を成す2個の発光素子3a,3bに対して1組の駆動回路が形成されており、1組の駆動回路は、シフトレジスタ10、論理和否定(NOR)回路11、インバータ12、CMOSトランスファゲート素子13a,13b、第1のTFT14a,14b、第2のTFT15a,15bを有している。第1のTFT14a,14bの各ドレイン電極部に、有機LED素子から成る発光素子3a,3bに接続される接続線がそれぞれ接続されている。また、発光素子3a,3bから放射された光を受光する受光素子7a,7bがある。受光素子7a,7bは、例えばTFTから成り、発光素子3a,3bが発光している時のソース−ドレイン間電流値Isd1と、発光素子3a,3bが非発光である時のソース−ドレイン間電流値(オフリーク電流値)Isd2との差分をとることにより、閾値電流を特定する。受光素子7a,7bには、そのオン、オフを制御するスイッチとしてのTFT6a,6b(以下、第3のTFT6a,6bともいう)が直列的に接続されている。なお、受光素子7a,7bは、TFTに限らず、フォトダイオード等から成っていてもよい。 As shown in FIG. 1B, a set of drive circuits is formed for two light emitting elements 3a and 3b in two rows. The set of drive circuits includes a shift register 10 and a logical sum negation. A (NOR) circuit 11, an inverter 12, CMOS transfer gate elements 13a and 13b, first TFTs 14a and 14b, and second TFTs 15a and 15b are provided. Connection lines connected to the light emitting elements 3a and 3b made of organic LED elements are connected to the drain electrode portions of the first TFTs 14a and 14b, respectively. There are also light receiving elements 7a and 7b that receive light emitted from the light emitting elements 3a and 3b. The light receiving elements 7a and 7b are made of, for example, TFTs. The current value Isd1 between the source and the drain when the light emitting elements 3a and 3b emit light, and the current between the source and drain when the light emitting elements 3a and 3b do not emit light. The threshold current is specified by taking the difference from the value (off-leakage current value) Isd2. The light receiving elements 7a and 7b are connected in series with TFTs 6a and 6b (hereinafter also referred to as third TFTs 6a and 6b) as switches for controlling on and off of the light receiving elements 7a and 7b. The light receiving elements 7a and 7b are not limited to TFTs, and may be formed of photodiodes or the like.
そして、1組の駆動回路は、以下のように順次動作する。シフトレジスタ10は、クロック端子(CLK)にハイ(「1」)のクロック信号(CLK)が入力されるとともに入力端子(in)にハイの同期信号(Vsync)が入力されたときに、出力端子(Q)からハイの信号が出力されるとともに反転出力端子(XQ)からロー(「0」)の信号が出力される。次に、NOR回路11は、反転出力端子(XQ)からローの信号が入力されるとともに反転イネーブル信号(XENB)であるローの信号が入力されて、ハイの信号を出力する。次に、インバータ12はローの信号を出力する。次に、CMOSトランスファゲート素子13aは、n型MOSトランジスタのゲート電極部にNOR回路11からのハイの信号が入力されるとともにp型MOSトランジスタのゲート電極部にインバータ12からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号(DATA11)を出力する。次に、データ信号(DATA11)が第1のTFT14aのゲート電極部に入力されて第1のTFT14aがオン状態となり、データ信号(DATA11)に応じた電源電圧(VDD)による電源電流が発光素子3aに供給される。同時に、CMOSトランスファゲート素子13bは、n型MOSトランジスタのゲート電極部にNOR回路11からのハイの信号が入力されるとともにp型MOSトランジスタのゲート電極部にインバータ12からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号(DATA12)を出力する。次に、データ信号(DATA12)が第1のTFT14bのゲート電極部に入力されて第1のTFT14bがオン状態となり、データ信号(DATA12)に応じた電源電圧(VDD)による電源電流が発光素子3bに供給される。以上の一連の動作が、次段の駆動回路によって順次実行されていき、すべての発光素子3が順次発光していく。 The set of drive circuits operates sequentially as follows. The shift register 10 has an output terminal when a high (“1”) clock signal (CLK) is input to the clock terminal (CLK) and a high synchronization signal (Vsync) is input to the input terminal (in). A high signal is output from (Q) and a low (“0”) signal is output from the inverting output terminal (XQ). Next, the NOR circuit 11 receives a low signal from the inverting output terminal (XQ) and a low signal that is the inverted enable signal (XENB), and outputs a high signal. Next, the inverter 12 outputs a low signal. Next, in the CMOS transfer gate element 13a, a high signal from the NOR circuit 11 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor, and a low signal from the inverter 12 is input to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. And the data signal (DATA 11) is output. Next, the data signal (DATA11) is input to the gate electrode portion of the first TFT 14a to turn on the first TFT 14a, and the power supply current by the power supply voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA11) is changed to the light emitting element 3a. To be supplied. At the same time, in the CMOS transfer gate element 13b, a high signal from the NOR circuit 11 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor and a low signal from the inverter 12 is input to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. Turns on and outputs a data signal (DATA 12). Next, the data signal (DATA 12) is input to the gate electrode portion of the first TFT 14b, the first TFT 14b is turned on, and the power source current by the power source voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA 12) is changed to the light emitting element 3b. To be supplied. The series of operations described above are sequentially executed by the drive circuit at the next stage, and all the light emitting elements 3 emit light sequentially.
また、本発明の発光装置は好ましくは、補正部は、第1の補正によって補正された閾値電流を発光素子3の最小輝度として決め、第2の補正によって閾値電流以上の電源電流を補正する。この場合、第1の補正によって発光素子3の最小輝度を正確に決めることができ、第2の補正によって最小輝度以上の輝度を正確に補正することができる。その結果、例えば発光素子3の輝度が経時的に低下したとしても、発光素子3の最小輝度以上の輝度を高い精度で制御できる。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the correction unit determines the threshold current corrected by the first correction as the minimum luminance of the light emitting element 3, and corrects the power supply current equal to or higher than the threshold current by the second correction. In this case, the minimum brightness of the light emitting element 3 can be accurately determined by the first correction, and the brightness above the minimum brightness can be accurately corrected by the second correction. As a result, for example, even if the luminance of the light emitting element 3 decreases with time, the luminance equal to or higher than the minimum luminance of the light emitting element 3 can be controlled with high accuracy.
例えば、図4(a)に示すように、発光素子3の輝度は経時的に低下する。(b)に示すように、発光素子3のインピーダンスは経時的に大きくなる。(c)に示すように、発光素子3を流れる電源電流は、電源電圧が一定であれば経時的に小さくなる。以上より、例えば、時間が経過しても発光素子3を流れる電源電流を一定として輝度を一定に保つように補正するためには、図5(a)に示すように、発光素子3に印加する電源電圧を大きくするように補正すればよい。図5(a)において、Vth1,Vth2,Vth3は、それぞれタイミングt1,t2,t3における発光開始電圧に相当する閾値電圧である。このように、時間が経過するに伴って、閾値電圧Vth1,Vth2,Vth3と、一定の輝度に対応する電源電圧は大きくなり、また輝度に対応する電源電圧の特性曲線すなわち電源電圧−輝度の特性曲線は、2次関数的な増加曲線を描く。従って、例えば、閾値電圧Vth1,Vth2,Vth3〜及び電源電圧−輝度の特性曲線の補正データを予め記憶しておき、その補正データに基づいて発光素子3の特定の輝度(例えば、最小輝度+ΔL(ΔLは輝度の増分))を一定に保つことができ、あるいは経時変化にかかわらず輝度を高い精度で制御することができる。また、閾値電圧Vth1,Vth2,Vth3〜を特定することができるので、上述したように、発光素子3の閾値電圧に相当する最小輝度から最大輝度までの広い輝度の範囲において、発光素子3の輝度を高い精度で制御できる。なお、初期の閾値電圧Vth1は2V〜5V程度であり、100時間程度の時間が経過したときの閾値電圧Vth2は3V〜6V程度、1000時間程度の時間が経過したときの閾値電圧Vth3は4V〜7V程度である。 For example, as shown in FIG. 4A, the luminance of the light emitting element 3 decreases with time. As shown in (b), the impedance of the light emitting element 3 increases with time. As shown in (c), the power supply current flowing through the light emitting element 3 decreases with time if the power supply voltage is constant. From the above, for example, in order to correct the power supply current flowing through the light emitting element 3 to be constant and maintain the luminance constant even when time elapses, it is applied to the light emitting element 3 as shown in FIG. What is necessary is just to correct | amend so that a power supply voltage may be enlarged. In FIG. 5A, Vth1, Vth2, and Vth3 are threshold voltages corresponding to the light emission start voltages at timings t1, t2, and t3, respectively. Thus, as time elapses, the threshold voltages Vth1, Vth2, and Vth3 and the power supply voltage corresponding to a certain brightness increase, and the power supply voltage characteristic curve corresponding to the brightness, that is, the power supply voltage-luminance characteristics. The curve draws a quadratic increase curve. Therefore, for example, correction data of threshold voltage Vth1, Vth2, Vth3 and power supply voltage-luminance characteristic curve is stored in advance, and specific luminance (for example, minimum luminance + ΔL () of light-emitting element 3 is stored based on the correction data. ΔL can keep the luminance increment)) constant, or the luminance can be controlled with high accuracy regardless of changes over time. Further, since the threshold voltages Vth1, Vth2, and Vth3 can be specified, the luminance of the light emitting element 3 in a wide luminance range from the minimum luminance corresponding to the threshold voltage of the light emitting element 3 to the maximum luminance as described above. Can be controlled with high accuracy. The initial threshold voltage Vth1 is about 2V to 5V, the threshold voltage Vth2 when the time of about 100 hours elapses is about 3V to 6V, and the threshold voltage Vth3 when the time of about 1000 hours elapses is 4V to It is about 7V.
また、図5(b)に示すように、発光素子3に印加する電源電流を大きくするように補正することもできる。図5(b)において、Ith1,Ith2,Ith3は、それぞれタイミングt1,t2,t3における発光開始電流に相当する閾値電流である。このように、時間が経過するに伴って、閾値電流Ith1,Ith2,Ith3と、一定の輝度に対応する電源電流は大きくなり、また輝度に対応する電源電流の特性曲線すなわち電源電流−輝度の特性曲線は、1次関数的な増加直線を描く。従って、例えば、閾値電流Ith1,Ith2,Ith3〜及び電源電流−輝度の特性直線の補正データを予め記憶しておき、その補正データに基づいて発光素子3の特定の輝度(例えば、最小輝度+ΔL(ΔLは輝度の増分))を一定に保つことができ、あるいは経時変化にかかわらず輝度を高い精度で制御することができる。また、閾値電流Ith1,Ith2,Ith3〜を特定することができるので、上述したように、発光素子3の閾値電流に相当する最小輝度から最大輝度までの広い輝度の範囲において、発光素子3の輝度を高い精度で制御できる。なお、初期の閾値電流Ith1は0.5μA〜1μA程度であり、100時間程度の時間が経過したときの閾値電流Ith2は0.7μA〜1.1μA程度、1000時間程度の時間が経過したときの閾値電流Ith3は0.9μA〜1.3μA程度である。以上より、本発明の発光装置は好ましくは、第2の補正は、特定の輝度に対応するように電源電流を補正する。この場合、例えば電源電流が経時変化等によって低下したとしても、特定の輝度に対応するように第2の補正によって正確に補正できる。 Further, as shown in FIG. 5B, the power supply current applied to the light emitting element 3 can be corrected to be increased. In FIG. 5B, Ith1, Ith2, and Ith3 are threshold currents corresponding to the light emission start currents at timings t1, t2, and t3, respectively. Thus, as time elapses, the threshold currents Ith1, Ith2, Ith3 and the power supply current corresponding to a certain luminance increase, and the characteristic curve of the power supply current corresponding to the luminance, that is, the power supply current-luminance characteristic. The curve draws an increasing straight line like a linear function. Therefore, for example, correction data of threshold currents Ith1, Ith2, Ith3 and a characteristic line of power supply current-luminance are stored in advance, and specific luminance (for example, minimum luminance + ΔL (for example) of the light emitting element 3 is stored based on the correction data. ΔL can keep the luminance increment)) constant, or the luminance can be controlled with high accuracy regardless of changes over time. Further, since the threshold currents Ith1, Ith2, Ith3 can be specified, as described above, the luminance of the light emitting element 3 in a wide luminance range from the minimum luminance corresponding to the threshold current of the light emitting element 3 to the maximum luminance. Can be controlled with high accuracy. The initial threshold current Ith1 is about 0.5 μA to 1 μA, and the threshold current Ith2 when about 100 hours have elapsed is about 0.7 μA to 1.1 μA, when about 1000 hours have elapsed. The threshold current Ith3 is about 0.9 μA to 1.3 μA. As described above, in the light emitting device of the present invention, preferably, the second correction corrects the power supply current so as to correspond to a specific luminance. In this case, for example, even if the power supply current decreases due to a change over time, it can be accurately corrected by the second correction so as to correspond to a specific luminance.
また本発明の発光装置は、好ましくは、第1のTFT14a,14bと発光素子3a,3bとの間の接続線に一方の電極(例えば、ソース電極)が並列接続され、他方の電極(例えば、ドレイン電極)が抵抗18を通して接地部(VSS)に接続されているとともに、インピーダンスが第1のTFT14a,14bのインピーダンスよりも小さく設定されている他のTFTである第2のTFT15a,15bを有している。この場合、後述するように、第1のTFT14a,14bのインピーダンスから発光素子3a,3bのインピーダンスを導き出すことができる。 In the light emitting device of the present invention, preferably, one electrode (for example, a source electrode) is connected in parallel to the connection line between the first TFTs 14a, 14b and the light emitting elements 3a, 3b, and the other electrode (for example, for example) The drain electrode) is connected to the ground (VSS) through the resistor 18, and has second TFTs 15a and 15b which are other TFTs whose impedance is set smaller than the impedance of the first TFTs 14a and 14b. ing. In this case, as will be described later, the impedance of the light emitting elements 3a and 3b can be derived from the impedance of the first TFTs 14a and 14b.
図2は、図1の発光装置における駆動素子4について実施の形態の1例であって好適な例を示す図であり、駆動素子4の内部の機能を説明するためのブロック回路図である。図2に示すように、駆動素子4は、発光素子3の駆動の制御を行う制御部41、発光素子3に駆動のための輝度に応じたデータを伝送する駆動部42、補正処理部(電流経路切替部)A(41b)、補正処理部B(43)、補正処理部C(44)を有しており、制御部41は補正制御部41a、補正処理部A(41b)を有している。すなわち、補正部は、補正制御部41a、補正処理部A(41b)、補正処理部B(43)、補正処理部C(44)から成る。 FIG. 2 is a diagram showing a preferred example of the embodiment of the drive element 4 in the light emitting device of FIG. 1, and is a block circuit diagram for explaining the internal functions of the drive element 4. As shown in FIG. 2, the driving element 4 includes a control unit 41 that controls driving of the light emitting element 3, a driving unit 42 that transmits data according to luminance for driving to the light emitting element 3, and a correction processing unit (current). (Path switching unit) A (41b), correction processing unit B (43), correction processing unit C (44), and control unit 41 includes correction control unit 41a and correction processing unit A (41b). Yes. That is, the correction unit includes a correction control unit 41a, a correction processing unit A (41b), a correction processing unit B (43), and a correction processing unit C (44).
本発明の発光装置は、補正制御部41aによって、発光素子3の経時劣化による輝度低下を発光素子3に供給される電源電流によって常時または断続的に補正するように制御することができる。以下、発光素子3の経時劣化による輝度低下を電源電流によって断続的に補正する場合について説明する。補正制御部41aは、電源電流を断続的に補正するための断続期間を漸次長くするように制御することもできる。この場合、発光素子3の経時劣化が発生しやすい初期段階で断続期間を短くして電源電流を補正することにより、高い精度で発光素子3の輝度を制御できる。また、発光素子3の経時劣化による輝度低下を発光素子3に供給される電源電流によって断続的に補正するので、消費電力の増大を抑えることができる。 The light-emitting device of the present invention can be controlled by the correction control unit 41a so as to always or intermittently correct the luminance decrease due to the deterioration of the light-emitting element 3 with the lapse of time by the power supply current supplied to the light-emitting element 3. Hereinafter, a description will be given of a case where the luminance decrease due to deterioration with time of the light emitting element 3 is intermittently corrected by the power supply current. The correction control unit 41a can also perform control so that the intermittent period for intermittently correcting the power supply current is lengthened. In this case, the luminance of the light emitting element 3 can be controlled with high accuracy by correcting the power supply current by shortening the intermittent period in the initial stage where the light emitting element 3 is likely to deteriorate with time. Moreover, since the brightness | luminance fall by the deterioration with time of the light emitting element 3 is correct | amended intermittently with the power supply current supplied to the light emitting element 3, the increase in power consumption can be suppressed.
また、補正処理部A(41b),B(43),C(44)は、補正制御部41aの指示に基づいて補正処理を行う。補正処理部A(41b),B(43)は、受光素子7a,7bの検出電流によって発光素子3の電源電流における閾値電流を抽出する第1の補正を行う。補正処理部A(41b),C(44)は、発光素子3を流れる電源電流の値から発光素子3のインピーダンスを測定するとともに、発光素子3のインピーダンスによって発光素子3の電源電流を補正する第2の補正を行う。 The correction processing units A (41b), B (43), and C (44) perform correction processing based on an instruction from the correction control unit 41a. The correction processing units A (41b) and B (43) perform first correction for extracting the threshold current in the power supply current of the light emitting element 3 based on the detection currents of the light receiving elements 7a and 7b. The correction processing units A (41b) and C (44) measure the impedance of the light emitting element 3 from the value of the power supply current flowing through the light emitting element 3, and correct the power supply current of the light emitting element 3 based on the impedance of the light emitting element 3. 2 correction is performed.
制御部41は、補正の実行、停止の制御、断続期間の長さの制御等を行う補正制御部41aと、電流経路切替部としての補正処理部A(41b)と、を有している。制御部41は、クロック信号(CLK)、同期信号(Vsync)、反転イネーブル信号(XENB)、電源電圧(VDD)を出力する。補正制御部41aは、発光素子3を通常の発光状態とする第1の状態(MODE1)と、発光素子3の輝度の補正を行う第2の状態(MODE2)とのいずれかを選択する。 The control unit 41 includes a correction control unit 41a that performs correction, stop control, intermittent period control, and the like, and a correction processing unit A (41b) as a current path switching unit. The control unit 41 outputs a clock signal (CLK), a synchronization signal (Vsync), an inversion enable signal (XENB), and a power supply voltage (VDD). The correction control unit 41a selects one of a first state (MODE 1) in which the light emitting element 3 is in a normal light emitting state and a second state (MODE 2) in which the luminance of the light emitting element 3 is corrected.
MODE2が選択されると、以下のように動作する。まず、補正処理部Aが起動されてゲート信号Vnがオンの状態とされて、第3のTFT6aをオンし、受光素子7aを駆動可能とする。ただし、ゲート信号Vmはオフの状態であり、第2のTFT15aはオンされず、スイッチ17は接地部(VSS)に接続されている。そして、補正処理部Bが起動されて、発光素子3aの閾値電流を特定するために、電源電流値を最大値付近から小さい方へ変化させていく。検出電流測定部43aによって、受光素子7aの検出電流が検出されなくなったときの電源電流値と、受光素子7aの検出電流が検出され始めたときの電源電流値とを測定し、次にそれらの差分を差分演算部43bによって算出する。次に、補正データ記憶部B(43c)によってその差分から発光素子3aの閾値電流値及び閾値電圧値を抽出する。次に、抽出された閾値電流値及び閾値電圧値を駆動部42に伝送し、駆動部42は閾値電流値及び閾値電圧値を変更し、以後保持する。これにより、第1の補正が終了する。 When MODE2 is selected, the operation is as follows. First, the correction processing unit A is activated and the gate signal Vn is turned on, the third TFT 6a is turned on, and the light receiving element 7a can be driven. However, the gate signal Vm is in an off state, the second TFT 15a is not turned on, and the switch 17 is connected to the ground portion (VSS). Then, the correction processing unit B is activated, and the power supply current value is changed from near the maximum value to a smaller value in order to specify the threshold current of the light emitting element 3a. The detection current measurement unit 43a measures the power supply current value when the detection current of the light receiving element 7a is no longer detected and the power supply current value when the detection current of the light reception element 7a starts to be detected. The difference is calculated by the difference calculation unit 43b. Next, the threshold current value and the threshold voltage value of the light emitting element 3a are extracted from the difference by the correction data storage unit B (43c). Next, the extracted threshold current value and threshold voltage value are transmitted to the drive unit 42, and the drive unit 42 changes the threshold current value and the threshold voltage value and holds them thereafter. Thereby, the first correction is completed.
次に、第2の補正が実行される。まず、補正処理部Aが起動されずにゲート信号Vmがオフの状態とされて、第1の電流値I1が測定される。補正処理部Cが起動し、電流測定部44aが電源電圧(VDD)による電源電流値を測定する。このときの電源電流値は、第1のTFT14a及びそれに接続された発光素子3aを含む第1の電流経路IK1における第1の電流値I1である。次に、補正処理部Aが第2のTFT15aをオンするためのゲート信号Vmを出力するとともに、スイッチ17を電源電圧(VDD2)側が閉状態(導通状態)となるように切り替えるスイッチ信号(SW)を出力し、発光素子3aを非発光状態とし、第1のTFT14aと第2のTFT15aと抵抗18を含むが発光素子3aを含まない第2の電流経路IK2における第2の電流値I2を測定する。 Next, a second correction is performed. First, the correction signal processing unit A is not activated and the gate signal Vm is turned off, and the first current value I1 is measured. The correction processing unit C is activated, and the current measurement unit 44a measures the power supply current value based on the power supply voltage (VDD). The power supply current value at this time is the first current value I1 in the first current path IK1 including the first TFT 14a and the light emitting element 3a connected thereto. Next, the correction processing unit A outputs a gate signal Vm for turning on the second TFT 15a, and switches the switch 17 so that the power supply voltage (VDD2) side is closed (conductive state). Is output, the light emitting element 3a is brought into a non-light emitting state, and the second current value I2 in the second current path IK2 including the first TFT 14a, the second TFT 15a, and the resistor 18 but not including the light emitting element 3a is measured. .
次に、インピーダンス演算部44bにおいて、第1の電流値I1と第2の電流値I2から発光素子3aのインピーダンスを算出する。第1の電流値I1は、第1のTFT14aのインピーダンスと発光素子3aのインピーダンスと電源電圧(VDD)の電源電流値によって決まり、第2の電流値I2は、第1のTFT14aのインピーダンスと第2のTFT15aのインピーダンスと抵抗18と電源電圧(VDD)の電源電流値によって決まる。抵抗18は既知であり、第1の電流値I1及び第2の電流値I2は測定によって得られるので、第2のTFT15aのインピーダンスを第1のTFT14aのインピーダンスよりも無視できる程度に非常に小さく設定すれば、発光素子3aのインピーダンスを求めることができる。 Next, the impedance calculator 44b calculates the impedance of the light emitting element 3a from the first current value I1 and the second current value I2. The first current value I1 is determined by the impedance of the first TFT 14a, the impedance of the light emitting element 3a, and the power supply current value of the power supply voltage (VDD), and the second current value I2 is the impedance of the first TFT 14a and the second current value I2. This is determined by the impedance of the TFT 15a, the resistor 18, and the power supply current value of the power supply voltage (VDD). Since the resistor 18 is known and the first current value I1 and the second current value I2 are obtained by measurement, the impedance of the second TFT 15a is set to be very small so as to be negligible than the impedance of the first TFT 14a. Then, the impedance of the light emitting element 3a can be obtained.
次に、発光素子3aのインピーダンスに応じた補正データを記憶している補正データ記憶部C(44c)が、駆動部42に補正データを入力し、駆動部42が補正データ(補正されたDATA11)をデータ線に入力する。駆動部42は、データを補正データに書き換えて、補正データを保持する。なお、このときDATA12はデータ線に入力されておらず、発光素子3b側はオフ状態とされている。これにより、第2の補正が終了する。 Next, the correction data storage unit C (44c) storing the correction data corresponding to the impedance of the light emitting element 3a inputs the correction data to the drive unit 42, and the drive unit 42 corrects the correction data (corrected DATA 11). To the data line. The drive unit 42 rewrites the data to correction data and holds the correction data. At this time, DATA 12 is not input to the data line, and the light emitting element 3b side is turned off. Thereby, the second correction is completed.
次に、DATA11をデータ線に入力せずに発光素子3a側をオフ状態として、上記の補正動作を発光素子3bについて実行する。これにより、発光素子3bも補正データによって駆動される。次に、次段以降の発光素子3についても同様に補正動作を実行し、すべての発光素子3のデータが補正される。 Next, the above-described correction operation is performed on the light emitting element 3b with the light emitting element 3a turned off without inputting the DATA 11 to the data line. Thereby, the light emitting element 3b is also driven by the correction data. Next, the correction operation is similarly performed for the light emitting elements 3 in the subsequent stages, and the data of all the light emitting elements 3 are corrected.
本発明の発光装置は、図1(c)に示すように、発光素子3における電源電流の電流経路について、第1のTFT14a及びそれに接続された発光素子3aを含む第1の電流経路IK1と、第1のTFT14aと発光素子3aとを接続する接続線の途中から分岐した発光素子3aを含まない第2の電流経路IK2と、が形成されており、補正処理部C(44)は、第1の電流経路IK1における第1の電流値I1と第2の電流経路IK2における第2の電流値I2から発光素子3aのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部44bを有していることが好ましい。この場合、発光素子3aのインピーダンスを取得することができ、その結果、より高い精度で発光素子3aの輝度を制御できる。上述したように、第1の電流値I1は、第1のTFT14aのインピーダンスと発光素子3aのインピーダンスと電源電圧(VDD)の電源電流値によって決まり、第2の電流値I2は、第1のTFT14aのインピーダンスと第2のTFT15aのインピーダンスと抵抗18(図1(b))と電源電圧(VDD)の電源電流値によって決まる。抵抗18は既知であり、第1の電流値I1及び第2の電流値I2は測定によって得られるので、第2のTFT15aのインピーダンスを第1のTFT14aのインピーダンスよりも無視できる程度に非常に小さく設定すれば、発光素子3aのインピーダンスを求めることができる。すなわち、I1=VDD/(R1+ROLED)、I2=VDD/(R1+R2+R)(R1は第1のTFT14aのインピーダンス、ROLEDは発光素子3aのインピーダンス、R2は第2のTFT15aのインピーダンスでR2≒0、Rは抵抗18の値)からROLEDを求めることができる。 As shown in FIG. 1C, the light-emitting device of the present invention has a first current path IK1 including a first TFT 14a and a light-emitting element 3a connected thereto, A second current path IK2 that does not include the light emitting element 3a branched from the middle of the connection line connecting the first TFT 14a and the light emitting element 3a is formed, and the correction processing unit C (44) It is preferable to have an impedance calculation unit 44b that calculates the impedance of the light emitting element 3a from the first current value I1 in the current path IK1 and the second current value I2 in the second current path IK2. In this case, the impedance of the light emitting element 3a can be acquired, and as a result, the luminance of the light emitting element 3a can be controlled with higher accuracy. As described above, the first current value I1 is determined by the impedance of the first TFT 14a, the impedance of the light emitting element 3a, and the power supply current value of the power supply voltage (VDD), and the second current value I2 is the first TFT 14a. , The impedance of the second TFT 15a, the resistor 18 (FIG. 1B), and the power supply current value of the power supply voltage (VDD). Since the resistor 18 is known and the first current value I1 and the second current value I2 are obtained by measurement, the impedance of the second TFT 15a is set to be very small so as to be negligible than the impedance of the first TFT 14a. Then, the impedance of the light emitting element 3a can be obtained. That is, I1 = VDD / (R 1 + R OLED ), I2 = VDD / (R 1 + R 2 + R) (R 1 is the impedance of the first TFT 14a, R OLED is the impedance of the light emitting element 3a, and R 2 is the second R OLED can be obtained from the impedance of the TFT 15a, R 2 ≈0, and R is the value of the resistor 18.
本発明の発光装置は、第2のTFT15aは、インピーダンスが第1のTFT14aのインピーダンスの100分の1以下であることが好ましい。この場合、第1のTFT14aのインピーダンスから発光素子3aのインピーダンスをより正確に導き出すことができる。上述したように、第1の電流値I1と第2の電流値I2から発光素子3aのインピーダンスを導き出す際に、第2のTFT15aのインピーダンスを第1のTFT14aのインピーダンスよりも無視できる程度に非常に小さく設定すれば、発光素子3aのインピーダンスを求めることができるからである。例えば、第1のTFT14aのインピーダンスが200kΩ〜300kΩ程度である場合、第2のTFT15aのインピーダンスは2kΩ〜3kΩ程度とする。またこの場合、抵抗18を100kΩとすれば、発光素子3aのインピーダンスは500kΩ程度となる。また、例えばVDD,VDD2はそれぞれ10V、Vm,Vnは10V〜16V、VSSは0Vである。 In the light emitting device of the present invention, the second TFT 15a preferably has an impedance of 1/100 or less of the impedance of the first TFT 14a. In this case, the impedance of the light emitting element 3a can be more accurately derived from the impedance of the first TFT 14a. As described above, when deriving the impedance of the light emitting element 3a from the first current value I1 and the second current value I2, the impedance of the second TFT 15a is much more negligible than the impedance of the first TFT 14a. This is because the impedance of the light emitting element 3a can be obtained by setting it small. For example, when the impedance of the first TFT 14a is about 200 kΩ to 300 kΩ, the impedance of the second TFT 15a is about 2 kΩ to 3 kΩ. In this case, if the resistance 18 is set to 100 kΩ, the impedance of the light emitting element 3a is about 500 kΩ. Further, for example, VDD and VDD2 are 10V, Vm and Vn are 10V to 16V, and VSS is 0V.
また本発明の発光装置は、発光素子3が有機EL素子から成る場合に、発光状態の発光素子3について、第1のTFT14aが発光素子3の陽極(アノード電極)側に接続されており、第1のTFT14aと発光素子3aとの間の接続線に第2のTFT15aが並列接続されており、第2の電流値I2を測定するために発光素子3の陰極側をVDD2に接続して非発光状態とすることが好適である。この場合、第1のTFT14a自体に流れる電流を測定することが容易になる。すなわち、有機EL素子の陰極はAl層を含む場合が多く、そのAl層を用いて第1のTFT14a自体に流れる電流を測定しようとすると、陰極以外の部位のAl層の影響を受けやすく、それを防ぐことができるからであると考えられる。 In the light emitting device of the present invention, when the light emitting element 3 is composed of an organic EL element, the first TFT 14a is connected to the anode (anode electrode) side of the light emitting element 3 in the light emitting state 3, A second TFT 15a is connected in parallel to the connection line between the first TFT 14a and the light emitting element 3a, and the cathode side of the light emitting element 3 is connected to VDD2 to measure the second current value I2, so that no light is emitted. It is preferable to be in a state. In this case, it becomes easy to measure the current flowing through the first TFT 14a itself. In other words, the cathode of the organic EL element often includes an Al layer, and when an attempt is made to measure the current flowing through the first TFT 14a itself using the Al layer, it is easily affected by the Al layer in parts other than the cathode. It is thought that it is possible to prevent this.
本発明の発光装置における補正制御部41aは好ましくは、電源電流を断続的に補正するための断続期間を漸次長くするように制御するが、これは発光素子3の経時劣化が使用の初期段階で比較的大きく、その後なだらかに変化していくとともにあるレベルに漸近するように変化が小さくなっていくことに基づく。 The correction control unit 41a in the light emitting device of the present invention preferably controls so as to gradually increase the intermittent period for correcting the power supply current intermittently. This is because the deterioration with time of the light emitting element 3 is in the initial stage of use. It is based on the fact that it is relatively large and then gradually changes and becomes smaller as it gradually approaches a certain level.
また、断続期間は以下のようにして決定することができる。発光素子3の輝度kの変化が、例えば、漸近線k=bに漸近する曲線k=a・exp(−t2)+b(a,bは定数、tは時間)で表される場合、tはt=(ln(a/(k−b)))1/2で表される。これにより、1回目の断続期間は、輝度kの変化Δk10=k1−k0が所定の値になるときのΔt10=(ln(a/(k1−b)))1/2−(ln(a/(k0−b)))1/2を求めて、断続期間をΔt10とすることができる。なお、k0は発光装置の使用開始時の輝度、k1は最初の断続期間の終了時の輝度である。2回目以降も同様にして、断続期間Δt21,Δt32・・・Δtnn-1(nは1以上の整数)を決定することができる。 The intermittent period can be determined as follows. When the change in the luminance k of the light emitting element 3 is expressed by, for example, a curve k = a · exp (−t 2 ) + b asymptotic to the asymptotic line k = b (a and b are constants and t is time), t Is represented by t = (ln (a / (k−b))) 1/2 . Accordingly, during the first intermittent period, Δt 10 = (ln (a / (k1-b))) 1/2 − (ln () when the change in luminance k Δk 10 = k1−k0 becomes a predetermined value. a / (k0−b))) 1/2 is obtained, and the intermittent period can be set to Δt 10 . Note that k0 is the luminance at the start of use of the light emitting device, and k1 is the luminance at the end of the first intermittent period. Similarly, after the second time, the intermittent periods Δt 21 , Δt 32 ... Δt nn-1 (n is an integer of 1 or more) can be determined.
また本発明の発光装置は、発光素子3の経時劣化は発光素子3の累積発光時間に対応させることができるので、図3に示すように、補正制御部41aは、発光素子3の累積発光時間を測定する発光時間測定部41aaの結果に基づいて補正処理を実行させることが好ましい。この場合、発光素子3の累積発光時間と発光素子3の経時劣化による輝度低下との相関に基づく補正データを予め所得しておき、その補正データに基づいて高い精度で、発光素子3に供給される電源電流によって発光素子3の輝度を断続的に補正することができる。発光素子3の累積発光時間は、例えば、発光素子3に供給される電源電流の供給時間としてカウントでき、または発光素子3から放射された光を受光するフォトダイオード等の受光素子を設けておき、受光素子の受光時間としてカウントしてもよい。また、断続期間として、発光素子3の累積発光時間に発光素子3に流した電流値を乗算した値を用いてもよい。この場合、発光素子3の劣化の度合いをより正確に予測することができる。 Further, in the light emitting device of the present invention, the deterioration with time of the light emitting element 3 can correspond to the accumulated light emitting time of the light emitting element 3, so that the correction control unit 41a has the accumulated light emitting time of the light emitting element 3 as shown in FIG. It is preferable to execute the correction process based on the result of the light emission time measuring unit 41aa that measures the above. In this case, correction data based on the correlation between the accumulated light emission time of the light emitting element 3 and the luminance decrease due to deterioration with time of the light emitting element 3 is obtained in advance, and is supplied to the light emitting element 3 with high accuracy based on the correction data. The luminance of the light emitting element 3 can be corrected intermittently by the power supply current. The accumulated light emission time of the light emitting element 3 can be counted as, for example, the supply time of the power supply current supplied to the light emitting element 3, or a light receiving element such as a photodiode that receives light emitted from the light emitting element 3 is provided. You may count as light reception time of a light receiving element. In addition, as the intermittent period, a value obtained by multiplying the accumulated light emission time of the light emitting element 3 by the current value passed through the light emitting element 3 may be used. In this case, the degree of deterioration of the light emitting element 3 can be predicted more accurately.
また本発明の発光装置は、発光素子3の累積発光時間を初期、中期、終期に分けた場合、中期の断続期間は初期の断続期間の1.1倍〜3倍であり、終期の断続期間は初期の断続期間の2倍〜5倍であることが好ましい。この場合、発光素子3の経時劣化が大きい累積発光時間の初期、発光素子3の経時劣化が次に大きい累積発光時間の中期、発光素子3の経時劣化が小さい累積発光時間の後期のそれぞれに対応して断続期間の長さを調整できる。その結果、発光素子3の経時劣化による輝度低下が認識されたり、検出されることを、長期間にわたって抑えることができる。上記した、初期の断続期間の長さ、中期の断続期間の長さ、終期の断続期間の長さのそれぞれの設定は、断続期間の平均値によって行ってもよい。すなわち、中期の断続期間の平均値が初期の断続期間の平均値の1.1倍〜3倍となるようにしてもよく、終期の断続期間の平均値が初期の断続期間の平均値の2倍〜5倍となるようにしてもよい。 Further, in the light emitting device of the present invention, when the cumulative light emission time of the light emitting element 3 is divided into the initial period, the middle period, and the final period, the intermediate period is 1.1 to 3 times the initial intermittent period, and the final intermittent period Is preferably 2 to 5 times the initial intermittent period. In this case, it corresponds to the initial stage of the cumulative light emission time in which the light emitting element 3 has a long time deterioration, the middle stage of the cumulative light emission time in which the light emitting element 3 has the next long time deterioration, and the latter period of the cumulative light emission time in which the light emitting element 3 has a small time deterioration. Thus, the length of the intermittent period can be adjusted. As a result, it is possible to suppress a reduction in luminance due to deterioration with time of the light emitting element 3 from being recognized or detected over a long period of time. The setting of the length of the initial intermittent period, the length of the intermediate intermittent period, and the length of the final intermittent period may be performed by an average value of the intermittent periods. That is, the average value of the intermediate intermittent period may be 1.1 to 3 times the average value of the initial intermittent period, and the average value of the final intermittent period is 2 times the average value of the initial intermittent period. You may make it become 2-5 times.
また本発明の発光装置は、初期は累積発光時間が0時間から100時間までの期間であり、中期は100時間を超えて1000時間までの期間であり、終期は1000時間を超えた期間であることが好ましい。この場合、発光素子3の経時劣化が大きい累積発光時間の初期、発光素子3の経時劣化が次に大きい累積発光時間の中期、発光素子3の経時劣化が小さい累積発光時間の後期のそれぞれを、有機EL素子等の経時劣化を有する発光素子3に対してより正確に設定できる。その結果、発光素子3の経時劣化による輝度低下が認識されたり、検出されることを、長期間にわたって抑えることができる。なお、上述した駆動素子4における各種の駆動、制御は、例えば駆動素子4内のROM,RAM等に格納されたプログラムソフトによって実行させることができる。 In the light emitting device of the present invention, the initial period is a period from 0 to 100 hours, the middle period is a period from 100 hours to 1000 hours, and the final period is a period from 1000 hours. It is preferable. In this case, each of the initial period of the accumulated light emission time in which the light emitting element 3 has a large deterioration with time, the middle period of the accumulated light emission time in which the light emitting element 3 has the next largest deterioration in time, and the latter period of the accumulated light emission time in which the light emitting element 3 has a small deterioration with time, It can set more correctly with respect to the light emitting element 3 which has deterioration with time, such as an organic EL element. As a result, it is possible to suppress a reduction in luminance due to deterioration with time of the light emitting element 3 from being recognized or detected over a long period of time. Note that the various types of driving and control in the driving element 4 described above can be executed by, for example, program software stored in a ROM, RAM, or the like in the driving element 4.
本発明の発光装置の発光素子が有機発光層を有する有機EL素子である場合の、発光素子及びその周辺部の詳細な構成を図6、図7に示す。図6は、発光装置の3つの発光素子及びその周辺部の平面図である。図7は、発光素子及び周辺部の断面図であり、図6のC1−C2線における断面図である。これらの図に示すように、発光装置は、ガラス基板等の透光性を有する基板51上に形成されたTFT(第1のTFT)62と、そのTFT62上にアクリル樹脂等から成る第1の絶縁層57を挟んで積層された有機発光体部71と、その有機発光体部71とTFT62のドレイン電極56bとを導電接続するコンタクトホール72と、を含む発光部を有しており、有機発光体部71は、TFT62の側からコンタクトホール72に電気的に接続された第1の電極層58、有機発光層60、第2の電極層61が積層されており、第1の絶縁層57及び第1の電極層58上に有機発光層60を囲むようにアクリル樹脂等から成る第2の絶縁層59が形成されている構成である。なお、図6、図7において、第2のTFTは図示していないが、発光素子70とTFT62との間の接続線に並列接続される。 FIG. 6 and FIG. 7 show the detailed configuration of the light emitting element and its peripheral portion when the light emitting element of the light emitting device of the present invention is an organic EL element having an organic light emitting layer. FIG. 6 is a plan view of the three light emitting elements of the light emitting device and the periphery thereof. FIG. 7 is a cross-sectional view of the light-emitting element and its peripheral portion, and is a cross-sectional view taken along line C1-C2 of FIG. As shown in these drawings, the light emitting device includes a TFT (first TFT) 62 formed on a translucent substrate 51 such as a glass substrate, and a first made of acrylic resin or the like on the TFT 62. The organic light emitting unit 71 includes an organic light emitting unit 71 stacked with an insulating layer 57 interposed therebetween, and a light emitting unit including a contact hole 72 that conductively connects the organic light emitting unit 71 and the drain electrode 56b of the TFT 62. The body portion 71 includes a first electrode layer 58, an organic light emitting layer 60, and a second electrode layer 61 that are electrically connected to the contact hole 72 from the TFT 62 side. A second insulating layer 59 made of acrylic resin or the like is formed on the first electrode layer 58 so as to surround the organic light emitting layer 60. 6 and 7, the second TFT is not shown, but is connected in parallel to a connection line between the light emitting element 70 and the TFT 62.
また、図6、図7において、70は第1の電極層58及び第2の電極層61によって有機発光層60に直接的に電界が印加されて発光する発光領域としての発光素子である。また、第1の電極層58が陽極であってインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide :ITO)等の透明電極から成り、第2の電極層61が陰極であってAl,Al−Li合金,Mg−Ag合金(Agを5〜10重量%程度含む),Mg−Cu合金(Cuを5〜10重量%程度含む)等の仕事関数(約4.0V以下)が低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層60で発光した光は基板51側から出射される。即ち、発光方向(図7の白抜き矢印で示す方向)が下方(底部方向)であるボトムエミッション型の発光装置となる。一方、第1の電極層58が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第2の電極層61が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方(頂部方向)であるトップエミッション型の発光装置となる。 6 and 7, reference numeral 70 denotes a light emitting element as a light emitting region that emits light when an electric field is directly applied to the organic light emitting layer 60 by the first electrode layer 58 and the second electrode layer 61. The first electrode layer 58 is an anode and is made of a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO), and the second electrode layer 61 is a cathode and is made of Al, Al-Li alloy, Mg. -Work function (about 4.0V or less) such as an Ag alloy (including about 5 to 10% by weight of Ag), Mg-Cu alloy (including about 5 to 10% by weight of Cu), etc. is low in light shielding and light reflecting properties. In the case of being made of a metal or alloy, light emitted from the organic light emitting layer 60 is emitted from the substrate 51 side. That is, a bottom emission type light emitting device in which the light emitting direction (the direction indicated by the white arrow in FIG. 7) is downward (bottom direction) is obtained. On the other hand, when the first electrode layer 58 is a cathode and is made of the above-described light-shielding and light-reflecting metals or alloys thereof, and the second electrode layer 61 is an anode and is made of a transparent electrode, the light emitting direction Is a top emission type light emitting device in which is upward (top direction).
TFT62は、基板51側から、ゲート電極52、ゲート絶縁膜53、チャネル部としてのポリシリコン膜54及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン(SiNx),酸化シリコン(SiO2)等から成る絶縁膜55、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された構成を有している。なお、図6において、56aLはソース電極56aにソース信号(電源電流)を伝達するソース信号線(電源線)であり、52Lはゲート電極52にゲート信号を伝達するゲート信号線である。各ゲート信号線52Lに入力するゲート信号の電圧を制御することにより、各有機発光層60の発光強度を制御することができる。このようにソース信号線56aLは電源線として機能する。 The TFT 62 includes, from the substrate 51 side, a semiconductor film including a gate electrode 52, a gate insulating film 53, a polysilicon film 54 as a channel portion, and a high-concentration impurity region 54a in which polysilicon contains impurities at a higher concentration than the channel portion. The insulating film 55 made of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), etc., the source electrode 56a, and the drain electrode 56b are sequentially stacked. In FIG. 6, 56aL is a source signal line (power supply line) for transmitting a source signal (power supply current) to the source electrode 56a, and 52L is a gate signal line for transmitting a gate signal to the gate electrode 52. By controlling the voltage of the gate signal input to each gate signal line 52L, the light emission intensity of each organic light emitting layer 60 can be controlled. Thus, the source signal line 56aL functions as a power supply line.
第1の電極層58または第2の電極層61に用いられる透明電極は、インジウム錫酸化物(ITO)、インイジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、リン,ボロンを含むシリコン(Si)等の導電性材料であって透光性を有する材料から成る。また第1の絶縁層57及び第2の絶縁層59は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA樹脂)、ポリシロキサン、ポリシラザン等を用いることができる。ポリシロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合によって骨格構造が形成されたものである。ポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素(Si)と窒素(N)の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。絶縁層として上記の有機材料から成るものを用いると、表面の平坦性を高めることができ、平坦化層とすることが容易である。 The transparent electrode used for the first electrode layer 58 or the second electrode layer 61 includes indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide added with silicon oxide (ITSO), oxidation It is made of a conductive material such as zinc (ZnO), phosphorus, or silicon (Si) containing boron and having a light transmitting property. The first insulating layer 57 and the second insulating layer 59 are made of acrylic resin, polyimide, polyamide, polyimide amide, benzocyclobutene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA resin), polysiloxane, polysilazane. Etc. can be used. Polysiloxane has a skeletal structure formed by the bond of silicon (Si) and oxygen (O). The polysiloxane has an organic group containing at least hydrogen as an oxygen substituent, such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group, and an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group as an oxygen substituent. It may be. Polysilazane is a material formed using a polymer material having a bond of silicon (Si) and nitrogen (N) as a starting material. When an insulating layer made of the above organic material is used, the flatness of the surface can be improved and a flattening layer can be easily obtained.
TFT62は、基板51側から、ゲート電極52、ゲート絶縁膜53、チャネル部としてのポリシリコン膜54及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン(SiNx),酸化シリコン(SiO2)等から成る絶縁膜55、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された構成を有している。TFT62を構成する半導体は低温ポリシリコン(Low-Temperature Poly Silicon:LTPS)、アモルファスシリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物(Indium Gallium Zinc Oxide:IGZO)等の酸化物半導体などから成っていてもよい。図7に示すTFT62はゲート電極52がチャネル部の下方にあるボトムゲート型のTFTであるが、ゲート電極52がチャネル部の上方にあるトップゲート型のTFTであってもよく、ゲート電極52がチャネル部の下方及び上方の双方にあるダブルゲート型のTFTであってもよい。トップゲート型のTFT、ダブルゲート型のTFTは、一般に遮光性を有する金属等から成るゲート電極52がチャネル部の上方にあるので、チャネル部に光が入り込むことをより抑えることができ好適である。 The TFT 62 includes, from the substrate 51 side, a semiconductor film including a gate electrode 52, a gate insulating film 53, a polysilicon film 54 as a channel portion, and a high-concentration impurity region 54a in which polysilicon contains impurities at a higher concentration than the channel portion. The insulating film 55 made of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), etc., the source electrode 56a, and the drain electrode 56b are sequentially stacked. The semiconductor composing the TFT 62 may be made of an oxide semiconductor such as low-temperature polysilicon (LTPS), amorphous silicon, or indium gallium zinc oxide (IGZO). The TFT 62 shown in FIG. 7 is a bottom gate type TFT in which the gate electrode 52 is below the channel part, but may be a top gate type TFT in which the gate electrode 52 is above the channel part. It may be a double gate type TFT located both below and above the channel portion. A top gate type TFT and a double gate type TFT are generally preferable because a gate electrode 52 made of a light-shielding metal or the like is above the channel part, so that light can be further prevented from entering the channel part. .
有機発光層60は、バックライトが不要な自発光型の有機電界発光性を有するものである。例えば有機発光層60は数100nm程度の厚みを有する積層構造体であり、陰極側から電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を積層したものである。電極層間の各層の厚みは数nm〜数100nm程度である。電極層を含む厚みは1μm程度である。有機発光層60の発光層の発光材料としては、低分子蛍光色素材料、蛍光性の高分子材料、金属錯体材料等が採用し得る。 The organic light emitting layer 60 has a self-emitting organic electroluminescent property that does not require a backlight. For example, the organic light emitting layer 60 is a laminated structure having a thickness of about several hundred nm, and is formed by laminating an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and an anode from the cathode side. The thickness of each layer between the electrode layers is about several nm to several hundred nm. The thickness including the electrode layer is about 1 μm. As the light emitting material of the light emitting layer of the organic light emitting layer 60, a low molecular fluorescent dye material, a fluorescent polymer material, a metal complex material, or the like can be adopted.
発光層に正孔を注入しやすくするためには発光層のイオン化エネルギーが6.0eV以下であることがよく、発光層に電子を注入しやすくするためには発光層の電子親和力が2.5eV以上であることがよい。発光層の発光材料としては、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq)、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体(BeBq)、トリ(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム錯体(Eu(DBM)3(Phen))、ジトルイルビニルビフェニル(DTVBi)などがある。高分子材料としては、蛍光性のポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリアルキルチオフェン等のπ共役高分子があり、これらの高分子材料は置換基の導入によってキャリア輸送性を制御することができる。電子輸送層の材料としては、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が採用し得る。正孔輸送層の材料としては、1,1-ビス(4-ジ-p-アミノフェニル)シクロヘキサン、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等が採用し得る。正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層の材料としては、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族ジアミン等が採用し得る。 In order to facilitate the injection of holes into the light emitting layer, the ionization energy of the light emitting layer is preferably 6.0 eV or less, and in order to facilitate the injection of electrons into the light emitting layer, the electron affinity of the light emitting layer is 2.5 eV. It is good that it is above. As the light emitting material of the light emitting layer, tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq), bis (benzoquinolinolato) beryllium complex (BeBq), tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex (Eu (DBM) 3 (Phen) )), Ditoluyl vinyl biphenyl (DTVBi) and the like. Examples of the polymer material include π-conjugated polymers such as fluorescent poly (p-phenylene vinylene) and polyalkylthiophene, and these polymer materials can control carrier transport properties by introducing substituents. As the material for the electron transport layer, an anthraquinodimethane derivative, a diphenylquinone derivative, an oxadiazole derivative, a perylenetetracarboxylic acid derivative, and the like can be employed. As a material for the hole transport layer, 1,1-bis (4-di-p-aminophenyl) cyclohexane, a triphenylamine derivative, a carbazole derivative, or the like can be employed. Copper phthalocyanine, metal-free phthalocyanine, aromatic diamine, etc. can be adopted as the material for the hole injection layer that injects holes into the hole transport layer.
第1の電極層58、有機発光層60、第2の電極層61は、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法等によって形成され得る。例えば、第1の電極層58はスパッタリング法等によって形成でき、有機発光層60は真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法等によって形成でき、第2の電極層61は電子ビーム(Electron Beam:EB)蒸着法、スパッタリング法等によって形成できる。 The first electrode layer 58, the organic light emitting layer 60, and the second electrode layer 61 can be formed by a thin film forming method such as an evaporation method or a sputtering method. For example, the first electrode layer 58 can be formed by a sputtering method or the like, the organic light emitting layer 60 can be formed by a vacuum deposition method, an ink jet method, a spin coating method, a printing method, or the like, and the second electrode layer 61 can be formed by an electron beam (Electron). Beam: EB) It can be formed by vapor deposition or sputtering.
図8(a),(b)は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、(a)は発光装置の全体の平面図、(b)は(a)のA1部及び駆動素子の回路図である。図8に示すように、4列を成す4個の発光素子3a,3b,3c,3dに対して1組の駆動回路が形成されていてもよい。この場合、1組の駆動回路は、シフトレジスタ10、論理和否定(NOR)回路11、インバータ12、CMOSトランスファゲート素子13a,13b,13c,13d、第1のTFT14a,14b,14c,14d、第2のTFT15a,15b,15c,15d、受光素子7a,7b,7c,7d、第3のTFT6a,6b,6c,7dを有している。また、発光素子3は2m列(mは1以上の整数)を成すように配置されていてもよい。 8A and 8B are diagrams showing another example of the embodiment of the light-emitting device of the present invention. FIG. 8A is a plan view of the entire light-emitting device, and FIG. 8B is A1 in FIG. It is a circuit diagram of a part and a drive element. As shown in FIG. 8, a set of drive circuits may be formed for four light emitting elements 3a, 3b, 3c, and 3d in four rows. In this case, a set of drive circuits includes a shift register 10, a logical sum negation (NOR) circuit 11, an inverter 12, CMOS transfer gate elements 13a, 13b, 13c, 13d, first TFTs 14a, 14b, 14c, 14d, 2 TFTs 15a, 15b, 15c, 15d, light receiving elements 7a, 7b, 7c, 7d, and third TFTs 6a, 6b, 6c, 7d. The light emitting elements 3 may be arranged to form 2m rows (m is an integer of 1 or more).
また、上記実施の形態の例においては、受光素子7a,7bを発光素子3a,3bの閾値電流を抽出するために用いたが、発光素子3a,3bの輝度を制御するために用いることもできる。例えば、発光素子3a,3bのインピーダンスは発光素子3a,3bの温度が変わると変わる傾向があるので、発光素子3a,3bの温度が所定の基準値(例えば、室温付近の25℃)からある程度(例えば、5℃程度)変化した場合、受光素子7a,7bから得られた輝度の情報によって発光素子3a,3bの電源電流を補正することができる。あるいは、発光素子3a,3bのインピーダンスによる電源電流の補正と、受光素子7a,7bから得られた輝度の情報による電源電流の補正と、を組み合わせることもできる。 In the example of the above embodiment, the light receiving elements 7a and 7b are used to extract the threshold currents of the light emitting elements 3a and 3b. However, the light receiving elements 7a and 7b can be used to control the luminance of the light emitting elements 3a and 3b. . For example, since the impedance of the light emitting elements 3a and 3b tends to change when the temperature of the light emitting elements 3a and 3b changes, the temperature of the light emitting elements 3a and 3b changes from a predetermined reference value (for example, 25 ° C. near room temperature) to some extent ( For example, in the case of a change, the power supply current of the light emitting elements 3a and 3b can be corrected based on the luminance information obtained from the light receiving elements 7a and 7b. Alternatively, the correction of the power supply current based on the impedance of the light emitting elements 3a and 3b and the correction of the power supply current based on the luminance information obtained from the light receiving elements 7a and 7b can be combined.
なお、本発明の発光装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良が施されていてもよい。 Note that the light-emitting device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate design changes and improvements may be made.
本発明の発光装置は、図1(a)に示すように長板状の基板1の長手方向に複数の発光素子を列状に並ぶように形成することによって有機LEDプリンタ(OLEDP)ヘッドとして構成し得る。また、基板1が矩形状等の形状であり、複数の発光素子3を2次元的(平面的に)並ぶように形成することによって有機EL表示装置として構成し得る。さらに本発明の発光装置及び発光装置を用いた有機EL表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、照明装置、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、自動車等の乗り物の計器用インジケータ、インスツルメントパネル、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチなどがある。 The light emitting device of the present invention is configured as an organic LED printer (OLEDP) head by forming a plurality of light emitting elements in a row in the longitudinal direction of a long plate-like substrate 1 as shown in FIG. Can do. In addition, the substrate 1 has a rectangular shape or the like, and a plurality of light emitting elements 3 are formed so as to be arranged two-dimensionally (planarly), so that an organic EL display device can be configured. Furthermore, the light emitting device and the organic EL display device using the light emitting device of the present invention can be applied to various electronic devices. The electronic devices include lighting devices, automobile route guidance systems (car navigation systems), ship route guidance systems, aircraft route guidance systems, indicators for vehicles such as automobiles, instrument panels, smartphone terminals, mobile phones, tablets. Terminals, personal digital assistants (PDAs), video cameras, digital still cameras, electronic notebooks, electronic books, electronic dictionaries, personal computers, copiers, game machine terminal devices, televisions, product display tags, price display tags, industrial use Programmable display device, car audio, digital audio player, facsimile machine, printer, automatic teller machine (ATM), vending machine, medical display device, digital display wristwatch, smart watch and the like.
1 基板
2 駆動回路ブロック
3、3a、3b 発光素子
4 駆動素子
5 FPC
6a、6b 第3のTFT
7a、7b 受光素子
14a、14b 第1のTFT
15a、15b 第2のTFT
18 抵抗
41a 補正制御部
41b 補正処理部A(電流経路切替部)
42 駆動部
43 補正処理部B
43a 検出電流測定部
43b 差分演算部
43c 補正データ記憶部B
44 補正処理部C
44a 電流測定部
44b インピーダンス演算部
44c 補正データ記憶部C
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Drive circuit block 3, 3a, 3b Light emitting element 4 Drive element 5 FPC
6a, 6b Third TFT
7a, 7b Light receiving elements 14a, 14b First TFT
15a, 15b Second TFT
18 Resistance 41a Correction control unit 41b Correction processing unit A (Current path switching unit)
42 Drive unit 43 Correction processing unit B
43a Detected current measuring unit 43b Difference calculating unit 43c Correction data storage unit B
44 Correction processing unit C
44a Current measurement unit 44b Impedance calculation unit 44c Correction data storage unit C
Claims (6)
前記補正部は、前記受光素子から得られた情報によって前記発光素子の電源電流における閾値電流を抽出する第1の補正と、前記発光素子を流れる前記電源電流の値から得られた前記発光素子のインピーダンスによって前記発光素子の前記電源電流を補正する第2の補正と、を行う発光装置。 A light emitting element; a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element; and a correction unit that corrects the luminance of the light emitting element.
The correction unit is configured to extract a threshold current in the power supply current of the light emitting element based on information obtained from the light receiving element, and the value of the power supply current flowing through the light emitting element. And a second correction for correcting the power supply current of the light emitting element by impedance.
前記補正部は、前記第1の電流経路における第1の電流値と前記第2の電流経路における第2の電流値から前記発光素子のインピーダンスを算出するインピーダンス演算部を有している請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発光装置。 About the current path of the power supply current in the light emitting element, the light emitting element branched from a first current path including a thin film transistor and the light emitting element connected thereto, and a connecting line connecting the thin film transistor and the light emitting element And a second current path not including
The correction unit includes an impedance calculation unit that calculates an impedance of the light emitting element from a first current value in the first current path and a second current value in the second current path. The light emitting device according to claim 3.
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