JP6533107B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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、を行う発光装置であって、
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構成である。
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。
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、を行う発光装置であって、
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とともに、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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
る。
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
Claims (5)
- 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、を行う発光装置であって、
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発光装置。 - 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請求項1に記載の発光装置。
- 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請求項1または請求項2に記載の発光装置。 - 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請求項3に記載の発光装置。
- 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以下である請求項4に記載の発光装置。
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