JP2001236040A

JP2001236040A - 表示装置

Info

Publication number: JP2001236040A
Application number: JP2000045980A
Authority: JP
Inventors: Takami Agui; 隆美安喰
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】表示素子の特性変動に対して高精度・高速に
輝度補償制御が可能で高性能な表示装置を提供する。【解決手段】表示パネル内に配置された複数の発光素
子の各々を駆動する駆動部と、入力映像信号に応じて駆
動部を制御する制御部と、発光素子の少なくとも１つの
駆動電圧を検出する検出部と、を有し、制御部は検出部
の検出電圧の大きさに応じて複数の発光素子への駆動電
力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光表示装置、特
に、有機エレクトロルミネセンス素子等の発光素子を有
するマトリクス型表示パネルを用いた表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】発光素子をマトリクス状に配置して構成
される発光表示パネルを用いたマトリクス型ディスプレ
イの開発が広く進められている。このような表示パネル
に用いられる発光素子としては、例えば、有機材料を発
光層として用いたエレクトロルミネセンス素子（以下、
ＥＬ素子と称する）がある。有機ＥＬ素子を用いた表示
パネルとして、有機ＥＬ素子を単にマトリクス状に配置
した単純マトリクス型表示パネルと、マトリクス状に配
置した有機ＥＬ素子の各々にトランジスタからなる駆動
素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルがあ
る。

【０００３】単純マトリクス型表示パネルにおいては、
素子を駆動する駆動電流又は駆動電圧によってその発光
輝度を制御することができる。また、アクティブマトリ
クス型表示パネルおいては、駆動素子のスイッチングに
よって発光のオン／オフを制御し、輝度階調の重み付け
は振幅変調又は時間変調（いわゆる、サブフィールド
法）によってなされる。振幅変調は、発光時間を一定と
して駆動電流（又は駆動電圧）を制御し、ＥＬ素子の瞬
時輝度を調整する方法である。

【０００４】ＥＬ素子の発光特性は温度依存性を有す
る。すなわち、表示パネルの置かれた環境温度の変化に
よって発光強度が変化するので、ＥＬ素子に一定の駆動
電流（駆動電圧）を印加していても温度変化によって表
示輝度が変化するという問題が生じる。このような表示
装置における発光輝度の動作温度依存性を補償する方法
として、表示装置にサーミスタ等の温度センサを設けて
環境温度を検出し表示パネルの駆動電力を調整する方法
がある。しかしながら、ＥＬ素子が配された表示パネル
外部に設けられた温度センサによってはＥＬ素子の実際
の動作温度を検出することは困難である。また、外部の
温度センサでは温度変動を高速に検出することはできな
い。さらに、環境温度のみならず、表示パネル面内にお
いても素子の動作温度に違いが生じる場合があり、表示
画像に輝度ムラが生じるという問題があった。このよう
な発光特性の温度依存性によって輝度階調の直線性が損
なわれ、特に大画面ディスプレイや高精細度ディスプレ
イ等の画像表示装置にとっては重大な問題となってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
高精度、高速な輝度制御が可能で、高性能な表示装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、複数の発光素子が配置された表示パネルを有する表
示装置であって、複数の発光素子の各々を駆動する駆動
部と、入力映像信号に応じて駆動部を制御する制御部
と、発光素子の少なくとも１つの駆動電圧を検出する検
出部と、を有し、制御部は、検出部の検出電圧の大きさ
に応じて複数の発光素子への駆動電力を制御することを
特徴としている。

【０００７】また、本発明による表示装置は、複数の発
光素子が配置された表示パネルを有する表示装置であっ
て、複数の発光素子の各々を駆動する駆動部と、入力映
像信号に応じて駆動部を制御する制御部と、複数の発光
素子の駆動電圧を駆動タイミングに応じて検出する検出
部と、を有し、制御部は、検出部の検出電圧の大きさに
応じて複数の発光素子への駆動電力を制御することを特
徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照しつ
つ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実
質的に同等な部分には同一の参照符を付している。図１
を参照し、ＥＬ素子の素子特性の温度依存性について以
下に説明する。図１(ａ)は、ＥＬ素子の駆動電流（Ｉ）
に対する発光輝度（Ｌ）特性を温度をパラメータとして
示す図である。ＥＬ素子の発光特性は、電子デバイスの
ダイオード特性に類似しており、発光閾電流値Ｉth以下
の印加電圧では電流Ｉは極めて小さく、発光閾電流値Ｉ
th以上の電圧になると急激に電流Ｉは増加する。また、
発光閾電流値Ｉth以上では輝度Ｌは電流Ｉにはほぼ比例
して増加する。また、ＥＬ素子の発光特性の温度依存性
に関しては、動作温度が高い場合はＥＬ素子の発光閾電
流値Ｉthも低く、発光効率（すなわち、発光特性曲線の
勾配）も高い。一方、動作温度が低くなるに従い、発光
特性は低下し、閾電流値Ｉthは上昇し、発光効率は低下
する。従って、一定の動作電流値ＩopでＥＬ素子を駆動
した場合、動作温度が高くなるほど発光輝度Ｌは増大す
る。

【０００９】図１(ｂ)は、ＥＬ素子の順方向電圧（Ｖ）
に対する順方向電流（Ｉ）特性を温度をパラメータとし
て示している。図１(ａ)に示した発光輝度特性と同様
に、ＥＬ素子の動作温度が高いほど順方向電流は大きく
なる。従って、一定の動作電流値ＩopでＥＬ素子を駆動
した場合、動作温度が高くなるほど順方向電圧（Ｖ_F）
は低下する。［第１の実施例］図２は、本発明の第１の実施例である
有機ＥＬ表示パネル１０の構成を模式的に示している。

【００１０】図２において、有機ＥＬ表示パネル１０は
マトリクス状に配列された複数のＥＬ素子１２を有する
単純マトリクス型の表示パネルである。マトリクス状の
複数のＥＬ素子１２の発光部は表示領域１４（図２にお
いて実線で示された領域）を形成し、この表示領域１４
の外部で表示領域１４の四隅に隣接してセンサ素子１５
が設けられている。センサ素子１５は、発光部の各々を
構成するＥＬ素子１２と同様な構造を有している。すな
わち、表示パネル１０を形成する際に、表示領域１４内
のＥＬ素子と同一のＥＬ素子をセンサ素子１５として形
成している。従って、各センサ素子１５は、駆動電流
（又は駆動電圧）の印加によって各ＥＬ素子１２と同様
に発光する。しかしながら、センサ素子１５の発光が外
部に漏れないようにセンサ素子１５の表示パネル表面側
に遮光層を適宜設けることが好ましい。

【００１１】図３に、本発明の第１の実施例である有機
ＥＬ表示装置２０の構成を模式的に示す。有機ＥＬ表示
装置２０の各部の制御を行う制御部２１は、入力映像信
号に応じてドライバ回路２３を制御し、有機ＥＬ表示パ
ネル１０の表示制御をなす。すなわち、ドライバ回路２
３は有機ＥＬ表示パネル１０に接続され、制御部２１の
制御の下、定電流源２５からの駆動電流により有機ＥＬ
表示パネル１０内の複数の陽極線と複数の陰極線（図示
しない）の各交差位置に配された複数の発光素子１２の
各々を駆動して発光させる。有機ＥＬ表示パネル１０の
輝度を変化させるためにＥＬ素子１２の駆動電流は可変
であるように構成されている。例えば、図３に示すよう
に、定電流源２５は外部からの制御信号によって出力電
流を変化させることができる。

【００１２】有機ＥＬ表示パネル１０の表示領域１４に
隣接して設けられた各センサ素子１５の両端子は検出回
路２７に接続されている。図４に示すように、各センサ
素子１５は定電流源２５によって駆動され、検出回路２
７は、各センサ素子１５の両端電圧を監視する。すなわ
ち、各センサ素子１５は表示領域１４内のＥＬ素子１２
と同一の動作電流値で駆動され、検出回路２７はセンサ
素子１５の順方向電圧（Ｖ_F）を検出し、検出した駆動
電圧に応じた検出信号を制御部２１に供給する。制御部
２１は、受信した検出信号に応じて定電流源２５及びド
ライバ回路２３を制御して、温度変動によるＥＬ素子１
２の輝度変化を補償するように動作する。

【００１３】従って、本発明によれば、温度検出素子と
して表示パネルの発光素子と同一の素子を用いるので、
温度変動による発光素子の発光特性変化を正確に補償す
ることができる。また、このような検出素子は、表示パ
ネルを製作する工程において容易に組み込むことがで
き、また、所望の位置、所望の数だけ設けることができ
る。

【００１４】尚、有機ＥＬ表示装置２０は、複数のセン
サ素子１５からの検出信号に加重平均演算などの演算を
行う演算回路を有していてもよい。すなわち、制御部２
１は、演算結果に応じて温度補償制御を行い、これによ
って最適な温度補償を行うことが可能になる。上記した
実施例においては、センサ素子を表示領域外に設ける場
合を例に説明したが、通常、１つのセンサ素子又はＥＬ
素子の面積は表示領域に比べて十分小さいので、表示領
域内にセンサ素子を設けてもよい。または、表示に寄与
するＥＬ素子の面積よりも小さな面積を有するセンサ素
子を表示領域内に設けるようにしてもよい。これによ
り、表示パネル面内において素子の動作温度に違いが生
じる場合であっても最適な温度補償を行うことができ
る。

【００１５】また、センサ素子１５を定電流源２５によ
って駆動し、その順方向駆動電圧（Ｖ_F）を検出して温
度補償を行う場合を例に説明したが、定電流源２５の代
わりに定電圧源を用い、順方向駆動電流（Ｉ_F）を検出
するようにしてもよい。［第２の実施例］図５は、本発明の第２の実施例である
有機ＥＬ表示パネル１０の構成を模式的に示している。
本実施例が上記した第１の実施例と異なるのは、表示領
域内に設けられたセンサ素子が発光表示素子としても動
作する点である。

【００１６】図において、有機ＥＬ表示パネル１０はマ
トリクス状に配列された複数のＥＬ素子１２を有する。
マトリクス状の複数のＥＬ素子１２のうち所定のＥＬ素
子をセンサ素子１５として用いる。センサ素子１５は、
例えば、図５に示すように、表示領域の四隅及び中央付
近の対称な位置２ヶ所の素子をセンサ素子１５として用
いる。上述したように、本実施例においては、センサ素
子１５は表示素子としても動作するように構成される。
以下にこの有機ＥＬ表示パネル１０を用いた有機ＥＬ表
示装置２０の構成について説明する。

【００１７】図６に示すように、有機ＥＬ表示装置２０
において、センサ素子１５は他のＥＬ素子１２と同様
に、制御部２１の制御の下、定電流源２５及びドライバ
回路２３によって駆動されかつ表示素子としても動作す
る。サンプリング検出回路２９がセンサ素子１５に接続
され、センサ素子１５の駆動電圧を検出する。すなわ
ち、センサ素子１５の両端子は差動アンプ３１に接続さ
れ、差動電圧出力をサンプル／ホールド回路３３に供給
する。サンプルタイミング信号生成回路３５は、センサ
素子１５の発光駆動タイミングに応じた信号を生成して
サンプル／ホールド回路３３に供給する。サンプル／ホ
ールド回路３３は、サンプルタイミング信号生成回路３
５からのサンプルタイミング信号に応答して差動アンプ
３１の出力電圧、すなわちセンサ素子１５の駆動電圧を
サンプリングして検出信号として制御部２１へ供給す
る。制御部２１は、受信した検出信号に応じて定電流源
２５及びドライバ回路２３を制御して、温度変動による
ＥＬ素子１２の輝度変化を補償するように動作する。

【００１８】上記したように、表示に用いられるＥＬ素
子１２のうち所定のＥＬ素子をセンサ素子１５として用
いているので、表示パネル面内において素子の動作温度
に違いが生じる場合であっても最適な温度補償を行うこ
とができる。また、サンプリングによってＥＬ素子１２
の駆動電圧を検出しているので、表示に悪影響を及ぼす
ことなく輝度制御を行うことができる。尚、サンプリン
グ時間はＥＬ素子１２の発光時間に比べて十分短くする
ことが好ましい。

【００１９】さらに、本発明によれば、表示に用いられ
るＥＬ素子１２の特性変化を検出するので、ＥＬ素子１
２の実際の温度変動を即座に検出することができる。従
って、温度変動による発光素子の発光特性変化を正確に
しかも高速に補償することができる。また、所望の位
置、所望の数の素子をセンサ素子１５として用いること
ができる。［第３の実施例］図７は、本発明の第３の実施例である
有機ＥＬ表示装置２０の構成を模式的に示している。本
実施例が上記した実施例と異なるのは、表示領域内のＥ
Ｌ素子１２のうち任意の素子について温度変動による特
性変化を検出するように構成されている点である。

【００２０】図において、有機ＥＬ表示パネル１０はマ
トリクス状に配列された複数のＥＬ素子１２を有する。
マトリクス状の複数のＥＬ素子１２は、サンプリング検
出回路２９に接続されている。サンプリング検出回路２
９は、制御部２１からの制御信号に応答して、制御信号
の指定するＥＬ素子１２の駆動電圧をその駆動タイミン
グに応じて検出する。すなわち、サンプリング検出回路
２９は内部にスイッチング回路（図示しない）を有し、
制御部２１の指定する所望位置、所望数のＥＬ素子１２
の駆動電圧を検出し、検出信号を制御部２１に供給す
る。制御部２１は、内部に設けられた演算回路によって
最適な補償値を算出して、この補償値に応じて定電流源
２５を制御し輝度補償を行う。例えば、制御部２１は、
表示パネル１０の全走査ラインの１走査の度に、当該１
走査期間で得られた検出信号を用いて演算を実行する。
この演算は、例えば、検出信号の加算平均演算でもよ
く、または、表示パネル面内の位置に関する加重平均演
算であってもよい。

【００２１】従って、本発明によれば、表示素子の特性
が変動しても表示に悪影響を及ぼすことなく均一で高精
度・高速に輝度補償制御が可能で、高性能な表示装置を
実現することができる。尚、上記した実施例において
は、単純マトリクス型の有機ＥＬ表示装置を例に説明し
たが、アクティブマトリクス型の表示装置にも適用可能
である。また、駆動電源として可変定電流源を用いた場
合を例に説明したが、可変定電圧源を用いてもよい。

【００２２】更に、上記した実施例においては、ＥＬ素
子の動作温度が変動した場合の輝度補償の点から説明し
たが、温度変動に対する輝度補償に限らず、他の場合に
も適用することが可能である。例えば、経時的なＥＬ素
子の特性変動、すなわちＥＬ素子の劣化に対して輝度補
償制御がなされるように本発明を適用することも可能で
ある。

【００２３】尚、上記した実施例は例示であって、適宜
組み合わせて用いることが可能である。

【００２４】

【発明の効果】上記したことから明らかなように、本発
明によれば、高精度・高速に輝度補償制御が可能で、高
性能な表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＬ素子の駆動電流（Ｉ）に対する発光輝度
（Ｌ）特性、及び順方向電圧（Ｖ）に対する順方向電流
（Ｉ）特性を動作温度をパラメータとして示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例である有機ＥＬ表示パネ
ルの構成を模式的に示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例である有機ＥＬ表示装置
の構成を模式的に示す図である。

【図４】センサ素子の検出回路を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例である有機ＥＬ表示パネ
ルの構成を模式的に示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例である有機ＥＬ表示装置
におけるセンサ素子のドライバ回路及びサンプリング検
出回路を示す図である。

【図７】本発明の第３の実施例である有機ＥＬ表示装置
の構成を模式的に示す図である。

【主要部分の符号の説明】

１０表示パネル１２ＥＬ素子１４表示領域１５センサ素子２０表示装置２１制御部２３ドライバ回路２５定電流源２７検出回路２９サンプリング検出回路３１差動アンプ３３サンプル／ホールド回路３５サンプルタイミング信号生成回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光素子が配置された表示パネル
を有する表示装置であって、前記複数の発光素子の各々を駆動する駆動部と、入力映像信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、前記発光素子の少なくとも１つの駆動電圧を検出する検
出部と、を有し、前記制御部は、前記検出部の検出電圧の大きさに応じて
前記複数の発光素子への駆動電力を制御することを特徴
とする表示装置。
【請求項２】前記検出部は、前記表示パネルの表示領
域外に配置された発光素子の駆動電圧を検出することを
特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記検出部は、前記発光素子の少なくと
も１つを一定電流で駆動する定電流源を有することを特
徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】前記検出部は、前記発光素子の少なくと
も１つの駆動電圧を所定タイミングで検出するサンプリ
ング回路を有することを特徴とする請求項１ないし３の
いずれか１に記載の表示装置。
【請求項５】前記発光素子は有機エレクトロルミネセ
ンス素子であることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１に記載の表示装置。
【請求項６】複数の発光素子が配置された表示パネル
を有する表示装置であって、前記複数の発光素子の各々を駆動する駆動部と、入力映像信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、前記複数の発光素子の駆動電圧を駆動タイミングに応じ
て検出する検出部と、を有し、前記制御部は、前記検出部の検出電圧の大きさに応じて
前記複数の発光素子への駆動電力を制御することを特徴
とする表示装置。
【請求項７】前記検出部は、前記表示パネルの所定位
置に配置された少なくとも１つの発光素子の駆動電圧を
検出することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】前記制御部は、前記検出電圧の大きさに
演算を行い該演算結果に基づいて前記複数の発光素子へ
の駆動電力を制御することを特徴とする請求項６又は７
に記載の表示装置。
【請求項９】前記演算は平均化演算であることを特徴
とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】前記発光素子は有機エレクトロルミネ
センス素子であることを特徴とする請求項６ないし９の
いずれか１に記載の表示装置。