JP4088098B2

JP4088098B2 - Ｅｌ表示パネル

Info

Publication number: JP4088098B2
Application number: JP2002127447A
Authority: JP
Inventors: 仁志柘植
Original assignee: 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003323145A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子など、電流量により階調表示を行う表示装置に用いる電流出力を行うＥＬ表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、自発光素子であるため、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要であり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置として期待されている。
【０００３】
有機発光素子のように、素子の発光強度と素子に印加される電界が比例関係とならず、素子の発光強度と素子を流れる電流密度が比例関係にあるため、素子の膜厚のばらつき及び入力信号値のばらつきに対し、発光強度のばらつきは電流制御により階調表示を行うほうが小さくすることができる。
【０００４】
半導体層を有するスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置の例を図１５に示す。各画素は１５９に示すように、複数のスイッチング素子１５３と蓄積容量１５４ならびに有機電界発光素子１５２からなる。
【０００５】
スイッチング素子１５３は１フレームのうち行選択期間（期間Ａ）にはゲートドライバ１５０からの出力により１５３ａ及び１５３ｂのスイッチング素子を導通させ、１５３ｄのスイッチング素子は非導通状態とする。非選択期間（期間Ｂ）には、逆に１５３ｄを導通状態とし、１５３ａ及び１５３ｂを非導通状態とする。
【０００６】
この操作により期間Ａにおいて、ソースドライバ１５１から出力される電流値に応じて、１５３ｃを流れる電流量が決められ、１５３ｃのソースドレイン間電流とゲート電圧の関係からゲート電圧が決まり、ゲート電圧に応じた電荷が蓄積容量１５４に蓄積される。期間Ｂでは期間Ａで蓄積された電荷量に応じて、１５３ｃのゲート電圧が設定されるため、期間Ａで１５３ｃに流れた電流と同一の電流が期間Ｂにおいても１５３ｃを流れ、１５３ｄを通じて、有機発光素子１５２を発光させる。ソース信号線の電流量に応じ、蓄積容量１５４の電荷量が変わり、有機発光素子１５２の発光強度が変化する。
【０００７】
この表示装置に用いる駆動用半導体回路には電流を制御して出力できるものが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
駆動用半導体回路の入力信号は一般的に電圧により与えられる。映像信号に応じた電流を出力するためには、半導体回路内部において電圧を電流に変換することで実現する。
【０００９】
例えば、薄膜トランジスタを用いて映像信号に応じた電圧値をゲート電極に接続し、ソースもしくはドレイン電極の一方に電源を接続し、他方から映像信号に応じた電流値を取り出すことで変換する方法がある。
【００１０】
この方法ではトランジスタの電流―電圧特性にばらつきがあると、同一電圧に対して出力電流が異なるため、表示にムラが発生する恐れがある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＥＬ素子を有する画素が形成された表示領域と、前記画素に信号電流を供給する電流出力回路とを具備し、前記電流出力回路は、表示階調数に対応するＮビットの入力信号と、前記Ｎビットの入力信号を（Ｌ＋Ｍ）ビット（Ｌ、Ｍは１以上の整数）の信号に変換するガンマ補正部と、少なくとも１つの第１のトランジスタ群と、第１のトランジスタ群に対して、チャネル幅に対するチャネル長の割合が異なる少なくとも１つの第２のトランジスタ群と、前記Ｌビットの入力信号に応じて制御を行う複数の第１のスイッチ群と、前記Ｍビットの入力信号に応じて制御を行う複数の第２のスイッチ群とを具備し、前記ガンマ補正部は、前記第１のトランジスタ群により階調に対して第１の電流増加率で動作し、又、前記第２のトランジスタ群により階調に対して第２の電流増加率で動作し、前記第１のスイッチ群にはそれぞれ少なくとも１つの前記第１のトランジスタ群が接続され、前記第２のスイッチ群にはそれぞれ少なくとも１つの前記第２のトランジスタ群が接続され、前記画素に電流を供給することを特徴とするＥＬ表示パネルであることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００１３】
（実施の形態１）
図１３はパッシブマトリクス構成の有機発光素子を用いた表示装置の例である。セグメント信号線１３６、コモン信号線１３５をマトリクス状に配置し、交点に有機発光素子１３４を形成し順に表示を行わせる。
【００１４】
コモンドライバ１３３は電流を流し特定の輝度を出力する画素の行を選択し、選択された行の画素に対し、１列ずつ順にセグメントドライバ１３１から表示階調に応じた電流を流す。
【００１５】
例えば図１４において、２行目の有機発光素子に表示階調に応じた電流を流す（２行目が選択行）には、コモン信号線１３５の電位を２行目（コモン信号線１３５ｂ）の電位のみ低下させ、その他行のコモン信号線１３５ａ、１３５ｃをセグメント信号線１３６の電位よりも高くし、非選択行の画素では電位の関係をカソード電位＞アノード電位とすることで非発光状態とする。この状態においてセグメント信号線１３６より表示階調に応じた電流を電流源１４１から供給することで２行目の各有機発光素子が所定の輝度で発光する。この例では２行目を発光させているが、コモンドライバ１３３において異なる行の電位を低くすることで表示行を順に変えることが可能である。
【００１６】
このような表示装置において輝度むらのない表示を行うには有機発光素子１３４の膜厚を均一形成するほか、セグメントドライバ１３１の電流源１４１から供給される電流値の各出力のばらつきが小さいことが重要である。
【００１７】
図１５はアクティブマトリクス構成の有機発光素子を用いた表示装置の例である。ある水平走査期間において例えば１行目のゲート信号線１（例えば１５７ａ）に接続されたトランジスタが導通状態となり、他のすべて行のゲート信号線１（１５７）に接続されたトランジスタを非導通状態とする。このときに１行目の各列の画素の階調データに対応した電流をソースドライバ１５１からソース信号線１５６を通して流すことにより、電流量に応じた電荷が蓄積容量１５４に蓄えられる。
【００１８】
ゲート信号線２（１５８）は、同一行のゲート信号線１（１５７）に接続されたトランジスタが非導通状態であるときに、ゲート信号線２（１５８）に接続されたトランジスタを導通状態とし、ゲート信号線１に接続されたトランジスタが導通状態にあるときには、非導通状態とすることで、蓄積容量１５４に蓄えられた電荷量に応じた電流が有機発光素子１５２に流れる。
【００１９】
これによりソースドライバ１５１から出力される電流量に応じた階調表示を行うことが可能である。この場合もパッシブマトリクス構成の表示装置と同様に表示にムラが出ないようにするための条件の１つとして同一階調出力に対する電流出力のばらつきが小さいことが必要である。
【００２０】
また図１５において各画素はカレントコピア構成としたが、図２８に示すようなカレントミラー構成としても同様にソース信号線１５６に流れる電流により階調表示を行うことから各端子間において同一階調出力に対する電流出力のばらつきが小さいことが必要である。
【００２１】
ゲート信号線１５７、１５８の操作により図２８（ａ）の状態で、ソース信号線１５６に流れる電流に応じて、コンデンサ２８９に電荷が蓄積される。次に図２８（ｂ）の状態でコンデンサ２８９に蓄えられた電荷に応じてトランジスタ２８１ｂを通じて有機発光素子２８５に電流が流れる。
【００２２】
ソース信号線１５６を流れる電流に応じて、有機発光素子２８５に流れる電流が変化するため、ソース信号線１５６ごとの電流ばらつきが表示ムラとして観測される。そのため、このようなカレントミラー構成の画素を用いたアクティブマトリクス型の表示装置においてもソースドライバ１５１の電流出力のばらつきを小さくする必要がある。
【００２３】
このように電流量により階調表示を行う表示装置においては、電流出力を行う各端子間において、同一階調表示に対して電流値のばらつきを小さくすることが望ましい。
【００２４】
本発明では、端子間での電流値のばらつきを小さくする方法として、図８に示すように基準電流を発生する基準電流源６３１を設け、基準電流源６３１の電流に対応した電流を複数の電流源６３２に出力し、さらに各電流源６３２に対し、対応する電流を出力する複数の電流源６３３を配置することで、各ソース信号線に１つの基準電流源６３３を配置する構成とすること、電流源６３１と６３２ａ、６３２ｂと６３３ａを近傍に配置することで、トランジスタのしきい値電圧のばらつきによる電流ばらつきを小さくした。
【００２５】
階調表示は、図２または図３に示すように基準電流源６３３を流れる電流に対してある割合の電流を流す電流源８１または８２を複数個用意し、スイッチ６４１により、出力させる電流源８１または８２の数を変化させることで実現できる。
【００２６】
図２の場合、入力データＬ０からＬ４の値により流れる電流値を変化させることができる。変化の割合は１つの電流源８１に流れる電流値により決められ、この値は電流源６３３ｎ１を流れる電流値を変化させるかまたは対応する電流源のトランジスタのチャネル幅、チャネル長の比を変えることで、出力電流値を任意に設計できる。
【００２７】
図３においても同様に、出力電流値はＨ０からＨ５の値及びＡＫ０からＡＫ２の値により変化させることができる。
【００２８】
トランジスタ８１と８２のチャネル幅、チャネル長の比を変えることで、トランジスタ８１に流れる電流とトランジスタ８２に流れる電流の割合を変化させることも可能である。例えば、８１に流れる電流と８２に流れる電流を１：３の割合にする場合にはトランジスタ８１のチャネル幅を、トランジスタ８２のチャネル幅の１／３にするか、トランジスタ８１のチャネル長をトランジスタ８２のチャネル長の３倍にすることで実現できる。
【００２９】
これにより、図１６に示すように低階調側と高階調側で電流増加率を変化させることが可能である。１６１と１６２の傾きの比は、トランジスタ８１と８２のチャネル幅もしくはチャネル長の比を変えることで、可変可能である。また、全体に傾きを変化させるには６３１に流れる電流量を調整する可変抵抗６５１を調整することで実現可能である。
【００３０】
電流増加率が変化する階調Ｒ１は入力データ階調に対し、Ｌ０からＬ４及びＨ０からＨ５の値のとり方を変化させることで変化させることができる。
【００３１】
例えば６ビット入力信号に対し図４のようにＬ０からＬ４、Ｈ０からＨ５を出力すると、階調４において増加率が変化する。また図５のように出力すると階調８、図６のように出力すると階調１６で増加率が変化する。なお図４から図６において階調０から１８までを示しているが、１９以降についてはＬ０からＬ４は階調１８と同一出力で、Ｈ０からＨ５の値はＨ［５：０］の値を階調１８から１ずつ増加させた値を出力する。
【００３２】
これにより異なるガンマ特性を持つ表示素子においても適用可能となる。
【００３３】
マルチカラーディスプレイにおいては、３表示原色のそれぞれにおいて低階調側の図２及び高階調側の図３の構成が必要となり、さらに図８に示す構成は表示色ごと、低および高階調の別であわせて６つ必要である。
【００３４】
トランジスタ８１から８３のうち１つが出力する電流は数ｎＡから１μＡ程度である。一方で図８に示すように可変抵抗６５１により電流を調整する場合、ＩＣのチップサイズを考えると最大でも３００ｋΩから５００ｋΩ程度で設計する必要があり、電源電圧を５Ｖとすると数ｎＡの出力電流を取り出す場合、可変抵抗６５１を流れる電流は１０μＡ程度必要となる。カレントミラーにより入力に対し出力を１０００分の１程度にしなければならない。トランジスタ６３１及び可変抵抗６５１は大きなサイズのものとなる。チャネル幅は１ｍｍ程度必要となることがある。そのためトランジスタ６３１及び可変抵抗６５１の数を減らすことは回路のレイアウト面積を削減するのに大きな効果がある。
【００３５】
そこで、低階調側と高階調側の可変抵抗６５１とトランジスタ６３１を共通化する構成を図１に示す。
【００３６】
１つの基準となる電流源１５に対し、カレントミラーを用いて２つの電流源６３１ａ及び６３１ｂに電流を分配する。６３１はさらに複数の電流源６３２に電流を分配する。なおこの図では複雑となるため１つのみを記載する。６３２以下の構成は図８と同様である。またこの図では出力用トランジスタは３つずつ記載しているが、これに限らず、図２及び図３の構成を用いてもよい。ＬもしくはＨの信号線のビット数に応じて、８１及び８２の数を適時変更する。
【００３７】
１つの基準電流源１５に対し、出力信号線の数だけの低階調側出力及び高階調側出力が接続される形となる。これにより、最も大きなトランジスタ１５及び可変抵抗１４は表示色別の３つで済む。またトランジスタ６３１ａ及び６３１ｂはトランジスタ６３２ｎと同一サイズのトランジスタでよい。トランジスタ６３１と６３２ｎでのカレントミラーは６３１に流れる電流を複数の電流源６３２ｎに分配するためのものである。電流比の変更はトランジスタ１５と１３もしくは１５と１１、１２で行う。
【００３８】
これまでの構成を図１と同様に１出力のみ図示すると図９のようになる。比較すると図１の構成では最も大きなトランジスタ６３１の数及び可変抵抗６５１が１つずつ減ることで、回路面積を小さくできるようになった。
【００３９】
低階調側と高階調側の電流増加率の比を変化させるには可変抵抗６５１ａ及び６５１ｂを別に設定することで行うことができる。これにより例えば図７の７１及び７２ａから７２ｃいずれかの電流特性を設定できる。
【００４０】
図１の構成では、低階調側と高階調側の電流増加率の比を変化させるために、高階調側において、電流源１５とカレントミラーを構成するトランジスタの数を変化させる機能を持たせた。
【００４１】
スイッチ１６がすべて開いている時に電流源１５を流れる電流に対し、６３１ａに流れる電流が最も小さくなり、スイッチ１６を閉じるにつれ６３１ａに流れる電流が増加する。一方で６３１ｂに流れる電流は電流源１５を流れる電流に対し一定であるため、８１を流れる電流に対し、スイッチ１６により８２に流れる電流量を変化させることが可能である。これにより、スイッチ１６を全て開くと図７の７２ａ、全て閉じると図７の７２ｃに示す階調特性を出すことが可能となる。
【００４２】
トランジスタ６３１、６３２、６３３のサイズが低階調側と高階調側でそれぞれ等しければ、トランジスタ１１と１３及び８１と８２のサイズ比により、低階調側と高階調側での電流増加率の比が最小となる値が決まる。トランジスタ１１と１２を全てあわせたサイズと、１３の比及び８１と８２のサイズ比により低階調側と高階調側での電流増加率の比が最大となる値が決まる。またトランジスタ１２のサイズにより増加率の比の最小変化量が決まる。
【００４３】
なおこの図で、８２ｂを流れる電流を調整するためのトランジスタ１２の数が３個の例で説明を行ったが、トランジスタ１２の数は３つに限らず、いくつ用いてもよい。その場合トランジスタの数に応じて、スイッチ１６の数を増やす。スイッチ１６の制御により、図７に示すように低階調部での電流増加量と高階調部での電流増加量の割合を変化させることができる。
【００４４】
低階調側に対する電流増加量の比を変えるようにトランジスタ１１とスイッチ１６を介して並列にトランジスタ１２を並べて説明を行ったが、逆に高階調側を基準として、低階調側の電流増加量を変化させるように、トランジスタ１２及びスイッチ１６をトランジスタ１３と並列に配置しても同様に、低階調側と高階調側の電流増加量の比を変化させることも可能である。
【００４５】
また、温度センサを用いることで周囲温度によりスイッチ１６の制御を変化させ、温度により表示素子のガンマ特性が変化する場合にも対応することが可能である。同様に表示色ごとに、スイッチ１６の制御を行えば、表示色ごとにガンマ特性を変更することも可能である。
【００４６】
（実施の形態２）
可変抵抗６５１により電流を変化させる場合、トランジスタ６３１の電流−電圧特性が非線形であるため、抵抗値に対する電流値の変化の割合は図１２の１２１ａに示すように抵抗値により変化量が異なる。抵抗値の増加に伴い電流値の増加割合が小さくなる。
【００４７】
電流の変化の割合を一定にしようとすると、抵抗値のきざみ幅を抵抗値が大きくなるにつれて広くすればよいが、１２１ａで示す曲線はトランジスタ６３１ａの電流−電圧特性により曲線が変化するため、あらかじめきざみ幅を電子ボリュームなどのタップに入れておくことは難しい。
【００４８】
そこで、図１０に示すように、可変抵抗６５１の代わりに複数のトランジスタ１０１、１０２を設け、端子ＡＪ０からＡＪ２をグランド電位もしくは電源電圧のいずれかに設定することで、トランジスタ６３１を流れる電流を制御するようにした。
【００４９】
トランジスタ１０１のチャネルサイズは６３１に流れる電流が（最低電流値１２２）×（トランジスタ６３１を流れる電流／トランジスタ８１を流れる電流）となるようなサイズで設計する。
【００５０】
トランジスタ１０２のチャネルサイズは、オフ時の電流とオン時の電流の差が（電流値の刻み幅）×（６３１を流れる電流／８１を流れる電流）となるように設計する。
【００５１】
トランジスタのドレイン電流はゲートソース間電圧により決められるため、６３１を流れる電流は（トランジスタ１０１を流れる電流）＋（オン状態となっているトランジスタ１０２の数）×（トランジスタ１０２を流れる電流）となり、電流値の変化量を１０２のトランジスタがオンする数で制御できるため、電流値を一定の割合で変化させることが可能である。
【００５２】
これにより例えば８１を流れる電流を３０ｎＡから１０ｎＡきざみに増加することも可能となる。例えば図１７に示すように、階調と電流の関係が１７１の曲線であったとすると、オン状態となるトランジスタ１０２の数を増加させることで１７２に示す曲線の関係にすることも可能となる。
【００５３】
更に図１０の構成において、温度センサを用い温度センサの出力によって、ＡＪ０からＡＪ２の電位を変化させることで、温度により出力電流値を変化させることも可能である。例えば温度上昇に伴い同一電流値に対し輝度が低下する場合、温度によらず同一入力階調に対し輝度を一定にするために、ゲート電極をグランド電位とするトランジスタ１０２の数を増加させればよい。温度に対する輝度の変化率によりトランジスタ１０２のチャネルサイズを設定すればよい。
【００５４】
なお、本発明は実施の形態１との組み合わせでも実施可能である。図１８に示すように高階調側出力と、低階調側出力の比を変化させるためのトランジスタ１１、１２、スイッチ１６を設けてあり、更に出力電流量を調整するためのトランジスタ１８１、１８２が設けてある。電流源が図１０とは異なりｐ型トランジスタで形成されているため、調整用のトランジスタ１８１及び１８２はｎ型トランジスタで形成される。そのためにゲート電極に与える電圧もｐ型とは逆となる。これにより図１９に示すようにＡＪ０からＡＪ２を用いて、１９１、１９２の関係のように全階調領域における電流量の増減を調整し、スイッチ１６により低階調領域での電流増加量に対する高階調領域での電流増加量の割合を１９１であれば１９１ａから１９１ｂのように変化させることができる。
【００５５】
（実施の形態３）
図１１は本発明の第３の実施の形態を示した図である。図１０と異なる点は６３１に流す電流量の制御をトランジスタのゲート電位の変化で行うのではなく、ゲート電位はトランジスタがオンとなる電位に固定し、スイッチ１１２のオンオフを制御することで、トランジスタ６３１に流れる電流量を変化させ、出力電流の調整を行うことが異なる。
【００５６】
ＡＪ０からＡＪ２の信号線データにより、１階調あたりの電流増加量を変化させることができ、図１７に示すように、全階調領域での電流値が１７１と１７２に示す関係のように変化できる。更に、図１の構成と組み合わせた図２３の構成とすることで、実施の形態２と同様な効果が得られる。
【００５７】
トランジスタ１０１のチャネルサイズは６３１に流れる電流が（最低電流値１２２）×（トランジスタ６３１を流れる電流／トランジスタ８１を流れる電流）となるようなサイズで設計する。
【００５８】
トランジスタ１１２のチャネルサイズは、ｐ型トランジスタの場合ゲート電位が基板電位、ｎ型トランジスタの場合ゲート電位が電源電圧となる時の電流値が（電流値の刻み幅）×（トランジスタ６３１を流れる電流／トランジスタ８１を流れる電流）となるように設計する。
【００５９】
６３１を流れる電流は（トランジスタ１０１を流れる電流）＋（ソースもしくはドレイン電極に接続されたスイッチ１１３がオンとなっているトランジスタ１１２の数）×（１つのトランジスタ１１２に流れる電流）となり、トランジスタ１１２がに接続されたスイッチのオンオフにより制御できるため、電流値を一定の割合で変化させることが可能である。
以下は実施例２及び３に共通して実施可能である。
【００６０】
図２０は携帯情報端末の表示パネルとして図１３や図１５に示すような有機発光素子を用いた場合の図である。図２１はデジタルスチルカメラに用いた場合である。携帯情報端末やデジタルカメラ、ＰＤＡ、デジタルビデオカメラなどは屋外屋内問わず使用され、表示パネルの照度が数ルクスから数十万ルクスのような広範囲の条件下で、視認可能な表示を行うためには太陽光下では少なくとも、ピーク輝度は５００カンデラ／平方センチ必要である。一方で、室内では１００〜２００カンデラ／平方センチ程度あればよい。
【００６１】
このような機器では電池を長持ちさせるため低電力駆動させることが重要であり、太陽光下ではピーク輝度を５００カンデラ／平方センチとし、室内では１００〜２００カンデラ／平方センチとして、室内使用時での消費電力を低減させる機能を設けることが望ましい。
【００６２】
そこで、表示パネルの照度により、出力電流の大きさを変化させるようにする。図１０、１１、１８、２３のＡＪ０からＡＪ２の端子電圧をパネルもしくは筐体にあたる光強度により変化させればよい。
【００６３】
図２４に示すように、筐体もしくは表示パネルに光強度検出手段２４１を設ける。デジタルカメラやデジタルビデオカメラなど露出計などをすでに持っている場合は、これを利用してもよい。検出結果２４２により電流制御手段２４３においてＡＪ０からＡＪ２の値２４４を制御し、電流源１５に流れる電流を制御する。これにより周囲の光強度により、周囲が明るい場合ピーク輝度を上昇させ、周囲が暗い場合ピーク輝度を抑えることで、視認性を保ちつつ、消費電力が低くすることが可能である。
【００６４】
また光強度検出手段２４１で電流量を変える他にもユーザーがディスプレイの輝度調節を行えるようにしてもよい。例えば、図２０の携帯情報端末のキー２０２の操作により、図２４の電流制御手段２４３にコマンドなどを入力し、電流制御手段２４３の出力を変化させるようにする。デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＰＤＡでも同様である。図２２に示すようなテレビにおいても同様にスイッチ２２６により輝度調節を行うようにできる。輝度調節はスイッチに限らず例えばリモコンを通じて行えるようにしてもよい。また表示パネルにメニューを表示し輝度を制御できるようにする方法やタッチパネル構造にして電流制御手段２４３の出力を制御してもよい。
【００６５】
なお、図２４でＡＪ０からＡＪ２はスイッチ２３３を制御するようにしたが、図１０、１１、１８、２３において示したＡＪ０からＡＪ２を制御するようにしてもよい。
【００６６】
また上記各図において電流を制御する信号はＡＪ０からＡＪ２の３ビットの例で説明を行ったが、電流制御のきざみ数を多くするために４ビット以上として、Ｎビット目に２^(N-1)個のトランジスタを接続すれば同様に、実施可能である。さらに例えば図１０において電流調整用のトランジスタ１０２は全て同じチャネルサイズのトランジスタを、個数を変えることでＡＪ信号に対する電流量の重み付けを行っているが、各ＡＪ信号に１つのトランジスタを接続するようにして、チャネルサイズを変化させることで電流量の重み付けを行うようにしてもよい。
【００６７】
一般に階調出力を行うドライバは、カラー表示パネル用においては３原色表示用にＸ、Ｙ、Ｚの３系統がそれぞれ表示ライン数分だけ出力を持っている。図２５に示すように表示パネル２５３に対し、ソースドライバ２５１は表示部２５２に対し、上部に配置する（図２５（ａ））か、下部に配置する（図２５（ｂ））かの２通りの実装方法がある。
【００６８】
表示部２５２において赤色画素（Ｒ）、緑色画素（Ｇ）、青色画素（Ｂ）が左から順に配置されているとすると、ソースドライバ２５１を上部に配置した図２５（ａ）においてはＸ出力がＲ、Ｙ出力がＧ、Ｚ出力がＢに接続される。一方で下部に配置した図２５（ｂ）においてはＺ出力がＲ、Ｙ出力がＧ、Ｘ出力がＢに接続される。つまりドライバ２５１と表示部２５２の関係により、ドライバ出力の表示色が変わるのである。そのためＸＹＺの各出力を特定の表示色に合わせた電流出力を行うように設計することが難しい。
【００６９】
その一方で表示部２５２の３原色の各色で電流対輝度の特性が異なることが多い。そのため同一階調表示時における出力電流値は表示色ごとに異なる。ＸＹＺの各出力用に図１８、図２３の構成を３セット内蔵した場合、出力端子ＸＹＺと３表示色との関係に応じて、ＡＪ０からＡＪ２に入力する電圧を変化させることにより、表示色の電流―輝度特性に応じた電流を出力させることが可能となる。
【００７０】
またスイッチ１６の操作をＸＹＺにより異ならせることで、表示色ごとに低階調領域と高階調領域での電流増加率の比を変えることも可能となる。
【００７１】
なお表示部２５２が光の３原色で構成された例で説明を行ったが、シアン、イエロー、マゼンダの３原色でも同様に説明できる。
【００７２】
また有機発光素子は温度により同一電流密度に対する輝度が変化する。有機発光素子の構造は図２６に示すように２つの電極２６１と２６３の間に有機層２６２を形成し、電極間に電圧を印加することで陰極２６１から電子が、陽極２６３から正孔が有機層２６２に注入される。注入された電子及び正孔は電源２６４により印加された電界により対極に移動する。その移動過程で電子と正孔が再結合され、励起子を生成する。励起子が励起状態から基底状態に遷移する過程で励起子のエネルギーに応じた波長の光を発する。励起状態から基底状態への遷移過程では光を発する過程と、熱失活（非発光）過程が競争過程にあり、温度が上昇するにつれ、熱失活過程が優位となるため、光強度が減少する。
【００７３】
これにより有機発光素子は一般に温度が上昇するにつれ、同一電流密度での輝度が低下する。この低下量は有機層２６２に用いる材料により異なるが、低下することは、有機層２６２材料がけい光材料であっても、りん光材料であっても、また低分子、高分子問わず同じである。
【００７４】
この例では有機層２６２は１つの層で形成されているが、複数の層で形成されていてもよいし、１つの層が複数の材料で混ぜ合わせて形成されていてもよい。これは、層構造を変更しても、発光が励起子を介している限り、励起状態から基底状態へ遷移して発光する過程は変わらないためである。
【００７５】
同一電流を流していても温度により輝度が変化するため、ドライバは温度により輝度の変化に対応して電流出力を変化させることで、輝度を一定にする機能を持たせる必要がある。
【００７６】
出力電流値を温度により変化させるために温度検出手段２７１を設け、温度により電流制御手段２７３の出力を変化させることにより、ＡＪ０からＡＪ２の電圧値を変更しトランジスタ１５に流れる電流を変更することで、温度により電流値を変化させることができる。
【００７７】
温度が増加するにつれ電流制御手段２７３により流れる電流が大きくなるようにスイッチ２３３がオンとなる数を多くすれば実現できる。
【００７８】
スイッチ２３３がすべてオフとなるときが最低電流値で、その時はトランジスタ２３１により１５を流れる電流が制御される。温度変化による補償電流量の増加をスイッチ２３３をオンする量を変化させて行う。調整用であるためトランジスタ２３２の１つあたりに流れる電流はトランジスタ２３１に流れる電流に比べ少ない。２３１に対して、２３２のトランジスタのチャネルサイズを調整することで１段階あたりの調整量を変化できる。使用する表示パネルによりある程度大きさを決めておく。調整の段数は調整用制御信号ＡＪ（２７４）のビット幅により決まり、図２７では８段階に調整できる。８段階以上の調整が必要な場合、調整用制御信号２７４、スイッチ２３３、トランジスタ２３２の数を増やせばよい。例えば更にＡＪ３の信号線とスイッチ２３３ｄ、スイッチ２３３ｄとグランド間に接続された８つのトランジスタ２３２を設ければ、１６段階に調整できる。
【００７９】
以上の発明においてトランジスタはＭＯＳトランジスタとして説明を行ったがＭＩＳトランジスタやバイポーラトランジスタでも同様に適用可能である。
【００８０】
またトランジスタは結晶シリコン、低温ポリシリコン、高温ポリシリコン、アモルファスシリコン、ガリウム砒素化合物などどの材質でも本発明を適用可能である。
【００８１】
表示素子として、有機発光素子で説明を行ったが、無機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオードなど電流と輝度が比例関係となる表示素子ならどのような素子を用いても実施可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、カレントミラー回路部において、入力電流に対する出力電流値を出力側のトランジスタの数をスイッチにより変更することで、変更できるようにした。電流値をスイッチの制御などで変更できるため、温度、照度、表示色ごとに電流値の変更が容易にできるようになった。
【００８３】
また基準となる電流源に流す電流を調整するために、可変抵抗を用いるのではなく、複数の電流源を用意し、複数の電流源の出力数をスイッチで制御することもしくはゲート電位の操作により電流値を変更できるようにしたことで、複数の電流源のすべてもしくは１つ以外すべてのチャネルサイズを等しくすることで、電流の変化のきざみ幅を一定にできるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による低階調側の電流増加率と高階調側の電流増加率の比を変化できるようにした図
【図２】低階調側データに対する電流出力部を示した図
【図３】高階調側データに対する電流出力部を示した図
【図４】電流増加量の変化点を階調４にしたときの入力階調と低階調側データと高階調側データの関係を示した図
【図５】電流増加量の変化点を階調８にしたときの入力階調と低階調側データと高階調側データの関係を示した図
【図６】電流増加量の変化点を階調１６にしたときの入力階調と低階調側データと高階調側データの関係を示した図
【図７】本発明の第１の実施の形態における階調と電流の関係を示した図
【図８】基準となる電流を各出力まで分配する回路構成を示した図
【図９】従来の実施の形態における高階調部と低階調部の基準電流から電流を出力するための回路を示した図
【図１０】本発明の第２の実施の形態における電流源に流れる電流を電流源に接続されたトランジスタのゲート電位により調節するようにした回路を示した図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における電流源に流れる電流を、供給される複数の電流源からスイッチの制御により調整できるようにした図
【図１２】電流源に接続された抵抗値とその時に電流源に流れる電流の関係を示した図
【図１３】パッシブマトリクス型の有機発光素子を用いた表示装置を示した図
【図１４】図１３に示す表示装置の駆動方法を示した図
【図１５】アクティブマトリクス型の有機発光素子を用いた表示装置を示した図
【図１６】階調と電流の関係を示した図
【図１７】本発明の第２もしくは第３の実施の形態における同一階調に対し電流を変化できるようにしたことを示した図
【図１８】１階調あたりに変化する電流量を変化できるようにし、更に低階調部と高階調部で変化量を可変できるようにした図
【図１９】図１８の回路における階調と電流の関係を示した図
【図２０】本実施の形態のうち少なくとも１つの形態を用いた携帯情報端末を示した図
【図２１】本実施の形態のうち少なくとも１つの形態を用いたデジタルカメラを示した図
【図２２】本実施の形態のうち少なくとも１つの形態を用いたテレビを示した図
【図２３】１階調あたりに変化する電流量を変化できるようにし、更に低階調部と高階調部で変化量を可変できるようにした図
【図２４】周囲の光強度により、電流源に流れる電流値を変化できる構成とした図
【図２５】ドライバと表示部の配置を変えた場合の出力端子と表示パネルの表示色の接続関係を示した図
【図２６】有機発光素子の素子構造の一例を示した図
【図２７】周囲の温度により、電流源に流れる電流値を変化できる構成とした図
【図２８】アクティブマトリクス構成の有機発光素子を用いた表示装置において、各画素の構成をカレントミラー構成とした時の画素回路を示した図
【符号の説明】
１１、１２、１３トランジスタ
１４可変抵抗
１５トランジスタ
１６スイッチ
８１低階調側出力電流制御用トランジスタ
８２高階調側出力電流制御用トランジスタ
６３１、６３２、６３３トランジスタ
６４１スイッチ

Claims

ＥＬ素子を有する画素が形成された表示領域と、
前記画素に信号電流を供給する電流出力回路とを具備し、
前記電流出力回路は、
表示階調数に対応するＮビットの入力信号と、
前記Ｎビットの入力信号を（Ｌ＋Ｍ）ビット（Ｌ、Ｍは１以上の整数）の信号に変換するガンマ補正部と、
少なくとも１つの第１のトランジスタ群と、
第１のトランジスタ群に対して、チャネル幅に対するチャネル長の割合が異なる少なくとも１つの第２のトランジスタ群と、
前記Ｌビットの入力信号に応じて制御を行う複数の第１のスイッチ群と、
前記Ｍビットの入力信号に応じて制御を行う複数の第２のスイッチ群とを具備し、
前記ガンマ補正部は、前記第１のトランジスタ群により階調に対して第１の電流増加率で動作し、又、前記第２のトランジスタ群により階調に対して第２の電流増加率で動作し、
前記第１のスイッチ群にはそれぞれ少なくとも１つの前記第１のトランジスタ群が接続され、
前記第２のスイッチ群にはそれぞれ少なくとも１つの前記第２のトランジスタ群が接続され、
前記画素に電流を供給することを特徴とするＥＬ表示パネル。
前記電流出力回路は、前記第１及び第２のトランジスタ群とカレントミラー回路を構成する第３のトランジスタ素子と、前記第３のトランジスタ素子に第１の電流を供給する電流発生回路とを有し、
前記電流発生回路は、抵抗を有する回路で発生させた電流を段階的に変化させることにより前記第１の電流を発生することを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示パネル。
前記第１又は第２のスイッチに接続された前記第１又は第２のトランジスタ群のうちの少なくとも一方のトランジスタ群の個数は、前記第１又は第２のスイッチごとに異なることを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示パネル。
前記ＥＬ素子を有する画素ごとに設けられた、前記ＥＬ素子に流す電流量を制御する駆動用トランジスタ及び前記ＥＬ素子を有する画素に電流を供給するソース信号線に接続された第３のスイッチを具備し、
前記電流出力回路は、前記ソース信号線に前記電流を出力するものであって、
第１の期間において、前記第３のスイッチが導通状態となり、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記第３のスイッチが非導通状態となり、
前記駆動用トランジスタはｐ型トランジスタで構成され、
前記第１のトランジスタ素子群はｎ型トランジスタで構成されることを特徴とする、請求項１記載のＥＬ表示パネル。
前記表示領域は少なくとも２つの表示色に対応したものであり、
前記電流出力回路を前記表示色ごとに具備したことを特徴とする請求項２記載のＥＬ表示パネル。
温度検出手段を具備し、
前記温度検出手段の出力に応じて前記電流発生回路の出力が変化することを特徴とする請求項２又は４に記載のＥＬ表示パネル。
光検出手段を具備し、
前記光検出手段の出力に応じて前記電流発生回路の出力が変化することを特徴とする請求項２又は４に記載のＥＬ表示パネル。