JP2002132218A - 表示装置、輝度制限回路及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電電力の低減を図ることで十分な寿命特
性を備えた高コントラストな表示を行うことができる表
示装置を提供する。 【解決手段】 電極間に有機発光層を挟持してなる発光
素子ＥＬを表示領域１に配列してなる表示装置におい
て、発光素子ＥＬの最大輝度を制限する輝度制限回路７
ａを設けた。この輝度制限回路７ａは、表示領域１に配
置された複数の発光素子に流れる合計の電流値に応じて
各発光素子ＥＬに流れる電流を制限するものであり、線
形抵抗素子Ｒｇからなる。この線形抵抗素子Ｒｇは、各
発光素子ＥＬに接続された駆動用の非線形素子ＴＲｂの
電極を共通に接続してなる共通グランドラインＬｇとパ
ネルグランド５との間に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置、輝度制限
回路及び表示装置の駆動方法に関し、特には自発光型の
有機ＥＬ素子を発光素子として用いた表示装置に好適な
表示装置、この表示装置に用いられる輝度制限回路及び
この表示装置の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機材料のエレクトロルミネッセンス
（Electroluminescence ：以下ＥＬと記す）を利用した
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、有機正孔輸送層
や有機発光層を積層させてなる有機材料層を挟持してい
る。このような構成の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との
間に電圧を印加することにより、陰極から注入された電
子と陽極から注入された正孔とが有機発光層で再結合す
ることで発光が生じる自発光素子であることが知られて
おり、１０Ｖ以下の駆動電圧で、数１００〜数１０００
ｃｄ／ｍ² の輝度が得られる。このため、この有機ＥＬ
素子を発光素子として用いた表示装置（すなわち有機Ｅ
Ｌディスプレイ）は、次世代フラットパネルディスプレ
イ（Flat Panel Display：以下ＦＰＤと記す）として有
望視されている。

【０００３】ところで、現在、中小型のＦＰＤとして最
も多く用いられている液晶ディスプレイ（Liquid Clyst
al Display：ＬＣＤ）は、バックライトの透過率を液晶
の配向によって制御しているが、カラーフィルタや偏光
板などによってバックライトの透過率が小さくなる。こ
のため、高輝度を実現するためには、バックライトの輝
度を非常に高くする必要がある。ところが、バックライ
トの輝度を高くすると、黒表示される画素の輝度も上昇
する。このため、液晶ディスプレイでは、高コントラス
トなディスプレイパネルを実現することが難しい。ま
た、液晶ディスプレイにおいては、黒表示を行う画素で
あっても、バックライトが必要であるため、消費電力が
大きくなる。

【０００４】これに対して、上述したような有機ＥＬ素
子を発光素子として用いた表示装置は、有機ＥＬ素子が
自発光素子であることから、黒表示を行う画素において
は発光素子自体が非発光状態になる。このため、十分に
輝度の低い黒表示が可能であり、高コントラストの表示
を行うことができる。また、黒表示を行う画素において
電力が消費さえることはない。

【０００５】図１２には、このような表示装置のうち、
画素毎に駆動回路を備えたアクティブマトリクス型の表
示装置のブロック図を示す。この図に示すアクティブマ
トリクス型の表示装置では、表示領域１に配列形成され
た各画素（図示省略）に、制御部２によって制御される
走査信号出力部３とデータ信号出力部４から、走査信号
とデータ信号とが供給される。また、表示領域１の各画
素には、各画素に設けられた発光素子に電力を供給する
ためのパネルグランド５と共通電源６とが接続されてい
る。

【０００６】一方、図１３に示す単純マトリックス型の
表示装置では、表示領域１１の各画素に設けられた発光
素子（図示省略）には、制御部１２に接続されたパネル
グランド１５と共通電源１６とから、走査信号出力部１
３及びデータ信号出力部１４を介して電圧が供給され
る。そして、走査信号出力部１３で選択された画素の発
光素子にのみ、データ信号出力部１４から供給されたデ
ータ信号に応じた電流が流される。

【０００７】以上のように、有機ＥＬ素子を発光素子と
して用いた表示装置においては、発光画素に設けられた
発光素子のみに電流が流れるため、電力は発光画素のみ
でしか消費されず、非発光画素では電力を消費しない。
よって、液晶ディスプレイと比較して、低消費電力での
表示が可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな表示装置には次のような課題があった。すなわち、
有機ＥＬ素子の発光輝度は、有機ＥＬ素子に流れる電流
値に比例するため、高コントラストのディスプレイを実
現するためには、高輝度発光を行う画素に対して大電流
を流す必要がある。しかし、有機ＥＬ素子の寿命は、大
電流を流すほど短くなる性質がある。これは、大電流を
流すことでパネルの消費電力が大きくなるとパネルの発
熱が大きくなり、これによって有機材料層−電極界面の
劣化が生じたり、有機材料層の膜質が劣化するためであ
る。

【０００９】以上のように、有機ＥＬ素子を発光素子と
して用いた表示装置においては、コントラストと寿命特
性とがトレードオフの関係にあり、これが、高コントラ
ストでの表示が可能でありながらも十分な寿命特性を有
する信頼性の高い有機ＥＬディスプレイの実現を妨げる
要因になっているのである。

【００１０】そこで本発明は、さらに低消費電力化を図
ることで、高コントラストでの表示が可能でありながら
も十分な寿命特性を有する表示装置、このような表示を
可能にする輝度制限回路及び表示装置の駆動方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明の表示装置は、電極間に発光層を挟持し
てなる発光素子を表示領域に配列してなる表示装置にお
いて、発光素子の最大輝度を制限する輝度制限回路を設
けたことを特徴としている。この輝度制限回路は、表示
領域に配列された複数の発光素子に流れる合計の電流値
に応じて当該各発光素子に流れる電流を制限するもので
あり、各発光素子の電極を共通に接続してなる共通電極
の電位を制御することによってこれを行う。

【００１２】例えば図１に示すようなアクティブマトリ
クス型の表示装置の場合、従来の技術において図１２を
用いて説明したアクティブマトリクス型の表示装置にお
ける表示領域１と、この表示領域１に接続された共通電
位であるパネルグランド５及び共通電源６のうちの少な
くともどちらかとの間に輝度制限回路７を設ける。

【００１３】また、例えば図２に示すような単純マトリ
クス型の表示装置の場合、従来の技術において図１３を
用いて説明した単純マトリクス型の表示装置における表
示領域１１と、この表示領域１１に制御部１２を介して
接続された共通電位であるパネルグランド１５及び共通
電源１６のうちの少なくともどちらかとの間に輝度制限
回路１７を設ける。

【００１４】このような構成の表示装置では、輝度制限
回路によって、表示領域に配列された複数の発光素子に
流れる合計の電流値に応じて各発光素子に流れる電流が
制限される。これは、発光素子の電極を共通に接続して
なる共通電極の電位を制御することによって行われる。
このため、例えば、輝度制限回路による設定を、合計の
電流値が大きいほど各発光素子に流れる電流が少なくな
るようにすることで、多数の発光素子に電流が流される
（合計の電流値が大きい）場合には、これらの各発光素
子に流れる電流が抑えられて消費電力が低減される。一
方、一部の発光素子にのみ電流が流される（合計の電流
値が低い）場合には、発光する一部の発光素子に大電流
が流されて最大輝度が高く保たれ、高コントラストの表
示が行われるようになる。

【００１５】また本発明の輝度制限回路は、電極間に発
光層を挟持してなる発光素子を表示領域に配列してなる
表示装置に取り付けられる輝度制限回路であって、表示
領域に配列された複数の発光素子に流れる合計の電流値
に応じて当該各発光素子に流れる電流を制限することを
特徴としている。この輝度制限回路は、各発光素子の電
極の電極を共通に接続してなる共通電極の電位を制御す
ることによって、各発光素子に流れる電流を制限する。

【００１６】このような輝度制限回路を表示装置に取り
付けることで、各発光素子の最大輝度が一定に設定され
た表示装置において、複数の発光素子に流れる合計の電
流値に応じて各発光素子の電極の電位が制御され、これ
により各発光素子に流れる電流が制限され、各発光素子
の最大輝度を制限した表示が行われるようになる。

【００１７】さらに本発明の表示装置の駆動方法は、電
極間に発光層を挟持してなる発光素子を表示領域に配列
してなる表示装置の駆動方法であって、表示領域に配列
された複数の発光素子に流れる合計の電流値を検知し、
この電流値の値が高いほど各発光素子に流れる電流が低
く制限されるように各発光素子の電極を共通に接続して
なる共通電極の電位を制御するか、またはこの電流値が
所定値を越える範囲において当該電流値が高いほど各発
光素子に流れる電流が低く制限されるように共通電極の
電位を制御することを特徴としている。

【００１８】このような駆動方法によれば、多数の発光
素子に電流が流される場合（すなわち合計の電流値が高
い場合）には、各発光素子に流れる電流が低く抑えられ
て消費電力が低減される。一方、一部の発光素子のみに
電流が流される場合（すなわち合計の電流値が低い場
合）には、発光する一部の発光素子に大電流が流されて
最大輝度が高く保たれ、高コントラストの表示が行われ
る。したがって、消費電電力の低減を図りながらも、高
コントラストでの表示が行なわれることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。ここでは、有機ＥＬ素子を
発光素子として用いた表示装置（いわゆる有機ＥＬディ
スプレイ）に本発明を適用した各実施の形態を説明す
る。尚、従来の技術において、図１２及び図１３を用い
て説明した表示装置と同様の構成要素には同一の符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００２０】（第１実施形態）図３は、本発明の第１実
施形態の表示装置を説明するためのブロック図である。
この図に示す表示装置は、アクティブマトリクス型の表
示装置であり、従来の技術において図１２を用いて説明
した従来のアクティブマトリクス型の表示装置との異な
るところは、表示領域１と共通電位であるパネルグラン
ド５との間に輝度制限回路７ａを設けた点にある。

【００２１】この輝度制限回路７ａは、例えば抵抗素子
Ｒｇからなるものであることとし、表示領域１が設けら
れている表示パネル上にパターン形成された配線抵抗
や、表示パネルの外部に外付けされている高抵抗導線等
の線形抵抗素子であることとする。ここで、この抵抗素
子Ｒｇによる発熱が表示領域に設けられた発光素子に影
響を及ぼすことを防止するために、この抵抗素子Ｒｇは
表示領域１から極力離れた位置に設けることが好まし
く、さらに好ましくは表示パネルの外部に外付けされて
いることとする。

【００２２】図４は、この表示装置における抵抗素子Ｒ
ｇの接続状態を示す要部回路図である。先ず、抵抗素子
Ｒｇの接続状態を説明するに先立ち、この図４と前出の
図３を参照して表示装置における表示領域１の回路構成
を詳細に説明する。

【００２３】表示装置における表示領域１には、走査信
号出力部３（図３のみに図示）に接続された走査線ｘ
(i),ｘ(i+1)，…と、データ信号出力部４（図３のみに
図示）に接続された信号線ｙ(i),ｙ(i+1)，…とが行列
状に配線されている。そして、各走査線ｘ(i),ｘ(i+
1)，…と信号線ｙ(i),ｙ(i+1)，…とが交わる部分に各
画素Ｚ(i,i)，Ｚ(i+1,i)，…が設けられている。尚、以
下代表して走査線ｘ、信号線ｙ、画素Ｚと記す。

【００２４】各画素Ｚは、スイッチング用の非線形素子
ＴＲａ、保持容量Ｃ及び駆動用の非線形素子ＴＲｂから
なる駆動回路と、発光素子（すなわち有機ＥＬ素子）Ｅ
Ｌとで構成されている。尚、非線形素子ＴＲａ,ＴＲｂ
は、共に薄膜トランジスタであることとし、特に駆動用
の非線形素子ＴＲｂは、飽和領域で動作するように構成
されていることとする。

【００２５】スイッチング用の非線形素子ＴＲａは、走
査線ｘにゲートを接続させ、信号線ｙと各画素Ｚを共通
に接続する共通グランドラインＬｇとにソース・ドレイ
ンを接続させた状態で設けられており、非線形素子ＴＲ
ａと共通グランドラインＬｇとの間に保持容量Ｃが接続
されている。そして、保持容量Ｃと非線形素子ＴＲａと
の間に、駆動用の非線形素子ＴＲｂのゲートが接続され
ている。この非線形素子ＴＲｂは、共通グランドライン
Ｌｇにソースを接続させ、各画素Ｚに共通の共通電源ラ
インＬｖにドレインを接続させている。そして、この非
線形素子ＴＲｂと共通電源ラインＬｖとの間に、発光素
子ＥＬが接続されている。つまり、各発光素子ＥＬは、
一方の電極が共通電源ラインＬｖ（請求項に示す共通電
極）に接続され、他方の電極が駆動用の非線形素子ＴＲ
ｂを介して共通グランドラインＬｇ（請求項に示す共通
電極）に接続されているのである。

【００２６】また、各画素Ｚに接続された共通グランド
ラインＬｇは、統合された状態でパネルグランド５に接
続されている。一方、各画素Ｚに接続された共通電源ラ
インＬｖは、統合された状態で共通電源６に接続されて
いる。

【００２７】そして特に、上述した輝度制限回路７ａと
なる抵抗素子Ｒｇは、各画素Ｚの非線形素子ＴＲｂを共
通に接続する共通グランドラインＬｇとパネルグランド
５との間、つまり、各画素Ｚの非線形素子ＴＲｂに接続
された共通グランドラインＬｇが全て統合された位置
に、パネルグランド５と各画素Ｚの非線形素子ＴＲｂと
に対して直列に設けられている。

【００２８】この様に構成された表示装置では、例えば
画素Ｚ(i,i)にデータ信号を表示させる場合、走査線ｘ
(i)を選択して電圧を印加することで、画素Ｚ(i,i)にお
けるスイッチング用の非線形素子ＴＲａがオン状態にな
り、画素Ｚ(i,i)に接続された信号線ｙ(i)のデータ信号
がこの非線形素子ＴＲａのソース・ドレイン間を通して
駆動用の非線形素子ＴＲｂのゲートに入力される。そし
て、この非線形素子ＴＲｂのゲート電圧に応じた電流が
当該非線形素子ＴＲｂのソース・ドレイン間に流れ、さ
らにこれに接続された発光素子ＥＬに流れる。これによ
り画素Ｚ(i,i)の発光素子ＥＬがデータ信号に対応する
輝度で発光するのである。

【００２９】そして、次のタイミングに、画素Ｚ(i,i)
に接続された走査線ｘ(i)をオフにするが、画素Ｚ(i,i)
における非線形素子ＴＲｂのゲート電圧は、保持容量Ｃ
によって保持される。このため、この保持容量Ｃの蓄積
電荷がキャンセルされるまで、画素Ｚ(i,i)における発
光素子ＥＬの発光は持続する。

【００３０】また、この表示装置を駆動する際には、抵
抗素子Ｒｇには、各画素Ｚの発光素子ＥＬに流れる全て
の電流が流れることになる。そして、例えば、多くの画
素Ｚの発光素子ＥＬを発光させて表示を行う場合、各画
素Ｚの発光素子ＥＬに流れる合計の電流値（以下パネル
電流と記す）が大きくなり、一部の画素Ｚのみを発光さ
せてデータ表示を行う場合、パネル電流は比較的小さな
値になる。

【００３１】このため、パネル電流が大きい場合には、
抵抗素子Ｒｇでの電圧降下が大きくなり、パネルグラン
ド５に対する共通グランドラインＬｇの電位が上昇す
る。このため、各画素Ｚにおける駆動用の非線形素子Ｔ
Ｒｂのソース・ゲート間電圧が減少し、これに応じてソ
ース・ドレイン間電流が減少する。この結果、各非線形
素子ＴＲｂに接続された発光素子ＥＬに流れる電流が減
少するのである。

【００３２】一方、パネル電流が小さい場合には、抵抗
素子Ｒｇでの電圧降下が小さく、共通グランドラインＬ
ｇの電位の上昇は小さく抑えられる。このため、各画素
Ｚにおける駆動用の非線形素子ＴＲｂのソース・ゲート
間電圧の低下が小さく抑えられ、これによってソース・
ドレイン間電流の低下が小さく抑えられる。この結果、
各非線形素子ＴＲｂに接続された発光素子ＥＬに流れる
電流の減少が小さく抑えられる。

【００３３】ここで、非線形素子ＴＲｂとして用いられ
ている電解効果トランジスタ（薄膜トランジスタ）にお
いて、ソース・ドレイン間に流れる飽和電流Ｉｄｓは、
ゲート・ソース間電圧をＶｇｓとし、閾値電圧をＶｔｈ
とすると下記式（１）を満たす。ただし、ｋは比例定数
であることとする。 Ｉｄｓ＝（ｋ／２）（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）² …（１）

【００３４】図５は、式（１）に基づくゲート・ソース
間電圧Ｖｇｓと飽和電流Ｉｄｓとの関係を示すグラフで
ある。式（１）及びこのグラフにしたがって、パネル電
流に応じてＶｇｓが低下すると、ソース・ドレイン間を
流れる電流、すなわちパネル電流がなめらかに変化す
る。

【００３５】このため、パネル電流の値に応じてなめら
かに最大輝度を変化させた表示を行うことが可能になる
ことが分かる。

【００３６】また、このグラフに示すように、抵抗素子
Ｒｇの抵抗値を大きくするにしたがって、発光面積の割
合の上昇にともなう相対輝度の低下率が大きくなること
が分かる。このため、輝度制限回路７ａとして用いる線
形抵抗素子Ｒｇの抵抗値を適切に選択することで、パネ
ル電流に応じた最大輝度の抑制効果を設定することが可
能になる。

【００３７】以上のように、大多数の画素Ｚに電流を流
して表示を行う場合には、各画素Ｚに流される電流が低
く抑えられて消費電力が抑制され、発熱や電流を流すこ
とによる発光素子ＥＬの劣化、具体的には発光素子ＥＬ
を構成する有機発光層を含む有機層の劣化を防止するこ
とができる。さらに、大電流時のパネル電流が抑制され
ることになるため、有機層の劣化によるディスプレイの
焼き付きを防止することができる。

【００３８】しかも、一部の画素Ｚにのみ電流を流して
表示を行う場合には、各画素に流される電流の最大電流
値が高く保たれ最大発光輝度を高く保った表示が可能で
あり、高コントラストの表示を行うことができる。

【００３９】この結果、十分な寿命特性を備えた高コン
トラストな表示装置を実現することが可能になる。

【００４０】また特に、本実施形態においては、輝度制
限回路７ａとして線形の抵抗素子Ｒｇを用いているた
め、複雑な回路を用いることなく抵抗素子Ｒｇを挿入す
るといった容易でかつ低コストな手段で上述の効果を得
ることができる。

【００４１】（第２実施形態）図６は、本発明の第２実
施形態の表示装置の構成を説明するための要部回路図で
ある。この図に示す表示装置は、アクティブマトリクス
型の表示装置であり、従来の技術において図１２を用い
て説明したアクティブマトリクス型の表示装置との異な
るところは表示領域１と共通電源６との間に抵抗素子Ｒ
ｖからなる輝度制限回路７ａを設けた点にある。

【００４２】この抵抗素子Ｒｖは、第１実施形態で説明
した抵抗素子と同様の非線形抵抗素子であり、第１実施
形態で説明したと同様に表示領域１から極力離れた位置
に設けることが好ましい。そして特に、上述した輝度制
限回路７ａとなる抵抗素子Ｒｖは、各画素Ｚの発光素子
ＥＬを共通に接続する共通電源ラインＬｖと共通電源６
との間、つまり、各画素Ｚの発光素子ＥＬに接続された
共通電源ラインＬｖが全て統合された位置に、共通電源
６と各画素Ｚの発光素子ＥＬとに対して直列に設けられ
ている。

【００４３】また、表示領域１の回路構成は第１実施形
態で説明した表示装置と同様であることとする。ただ
し、各画素Ｚに設けられている駆動用の非線形素子ＴＲ
ｂは、少なくともパネル電流が大きい場合にリニア領域
で動作するように設定されていることとする。例えばこ
こでは、非線形素子ＴＲｂの出力特性が図７に示すよう
である場合、非線形素子ＴＲｂがその出力特性のリニア
領域内で動作するように設定されていることとする。
このような領域で動作する非線形素子ＴＲｂのソース・
ドレイン間に流れる電流Ｉｄｓは、ゲート・ソース間電
圧をＶｇｓとし、閾値電圧をＶｔｈとし、ソース−ドレ
イン間電圧をＶｄｓとすると、下記式（３）を満たす。
ただし、ｋは比例定数であることとする。 Ｉｄｓ＝ｋ｛（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）Ｖｄｓ−Ｖｄｓ² ／２｝…（３）

【００４４】この様に構成された表示装置において、各
画素Ｚを発光させるための駆動は、上記第１実施形態と
同様である。

【００４５】また、この表示装置を駆動させる際には、
第１実施形態と同様に、各画素Ｚの発光素子ＥＬに流れ
る全ての電流（パネル電流）が抵抗素子Ｒｖに流れるこ
とになる。

【００４６】そして、パネル電流が大きい場合には、抵
抗素子Ｒｖでの電圧降下が大きくなり、共通電源ライン
Ｌｖの電位が大きく低下し、これによって各画素Ｚにお
ける駆動用の非線形素子ＴＲｂのソース・ドレイン間電
圧が低下する。このため、非線形素子ＴＲｂのソース・
ドレイン間電流が減少し、各非線形素子ＴＲｂに接続さ
れた発光素子ＥＬに流れる電流が減少するのである。

【００４７】一方、パネル電流が小さくなった場合に
は、抵抗素子Ｒｖでの電圧降下が小さく、共通電源ライ
ンＬｖの電位の低下が低く抑えられ、各画素Ｚにおける
駆動用の非線形素子ＴＲｂのソース・ドレイン間電圧、
及びソース・ドレイン間電流の低下が小さく抑えられ
る。この結果、各非線形素子ＴＲｂに接続された発光素
子ＥＬに流れる電流はほとんど減少することはなく、最
大電流値を高く維持することができ、最大輝度を高く保
った表示が行われる。

【００４８】以上説明したように、第２実施形態の表示
装置は、第１実施形態と同様に大多数の画素Ｚに電流を
流して表示を行う場合には、各画素Ｚに流される電流が
低く抑えられて消費電力が抑制され、発熱による発光素
子ＥＬの劣化、具体的には発光素子ＥＬを構成する有機
発光層を含む有機層の劣化等を防止することができる。
また、一部の画素Ｚにのみ電流を流して表示を行う場合
には、各画素Ｚに流される電流の最大電流値を高く維持
できて、高い最大輝度での表示が可能であり、高コント
ラストの表示を行うことができる。

【００４９】この結果、第1実施形態と同様に、十分な
寿命特性を備えた高コントラストな表示装置を実現する
ことが可能になる。また、第１実施形態と同様に、輝度
制限回路７ａとして線形の抵抗素子Ｒｖを用いているた
め、複雑な回路を用いることなく抵抗素子Ｒｖを挿入す
るといった容易でかつ低コストな手段で上述の効果を得
ることができる。

【００５０】（第３実施形態）ここでは、第２実施形態
の説明で用いた図６及び図７に基づいて、第３実施形態
の表示装置を説明する。本第３実施形態の表示装置と第
２実施形態の表示装置との異なるところは、駆動用の非
線形素子ＴＲｂの動作領域にある。すなわち、この表示
装置においては、駆動用の非線形素子ＴＲｂが、リニア
領域から飽和領域に掛けて設定された範囲で動作す
るように回路定数が設定されているのである。

【００５１】駆動用の非線形素子ＴＲｂの動作領域をこ
のような設定にすることで、パネル電流が所定値を越え
た場合に、すなわち抵抗素子Ｒｖでの電圧降下及びこれ
による共通電源ラインＬｖの電位の低下が所定値を越え
て各画素Ｚにおける駆動用の非線形素子ＴＲｂのソース
・ドレイン間電圧がリニア領域に達した場合にのみ、
非線形素子ＴＲｂのソース・ドレイン間電流Ｉｄｓが低
下するようになり、各非線形素子ＴＲｂに接続された発
光素子ＥＬに流れる電流が減少するのである。一方、パ
ネル電流が上記所定値を越えない場合には、各非線形素
子ＴＲｂの動作領域が飽和領域に維持されるため、各
画素Ｚにおける駆動用の非線形素子ＴＲｂのソース・ド
レイン間電流Ｉｄｓは、駆動用の非線形素子ＴＲｂのソ
ース・ドレイン間電圧Ｖｄｓに依存することなく一定値
に維持される。したがって、各画素Ｚに流される最大電
流値も維持されることになる。

【００５２】したがって、パネル電流が所定値を越えた
場合にのみ各画素Ｚの最大輝度が抑制されるような特性
を有し、高コントラストで十分な寿命特性を有する表示
装置を得ることができる。

【００５３】（第４実施形態）図８は、本発明の第４実
施形態の表示装置を説明するためのブロック図である。
上述した第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態
においては、1つの抵抗素子からなる輝度制限回路を表
示領域と共通電位（パネルグランドまたは共通電源）と
の間に接続させた場合を説明したが、輝度制限回路の構
成はこれに限定されることはなく、例えばスイッチング
機能を有するものであっても良い。そこで本第４実施形
態においては、図８を用いてスイッチング機能を有する
輝度制限回路７ｂを用いた表示装置を説明する。

【００５４】この輝度制限回路７ｂは、パネル電流のモ
ニタ７０１を備えており、このモニタ７０１とパネルグ
ランド５との間にスイッチ７０２を設けている。また、
モニタ７０１とパネルグランド５との間には、このスイ
ッチ７０２と並列に、モニタ７０１側からスイッチ７０
３及び抵抗素子Ｒｇが直列に接続されている。この抵抗
素子Ｒｇは第1実施形態と同様のものであることとす
る。そして、モニタ７０１で測定されたパネル電流によ
ってスイッチ７０２とスイッチ７０３の切り替えを制御
する電流制御部７０４を備えている。この電流制御部７
０４は、パネル電流が所定値を越えた場合には、抵抗素
子Ｒｇ側のスイッチ７０３を接続状態にしてスイッチ７
０２を遮断し、パネル電流が所定値を越えない場合に
は、抵抗素子Ｒｇ側のスイッチ７０３を遮断してスイッ
チ７０２を接続させる。このような輝度制限回路７ｂ
は、第１実施形態と同様に、表示領域１が配置されるパ
ネルの外部に配置されることが望ましい。

【００５５】このような構成の輝度制限回路７ｂを有す
る表示装置では、パネル電流が所定値を越えた場合に抵
抗素子Ｒｇが接続され、この抵抗素子Ｒｇの電圧降下に
よって、パネルグランド５に対する共通グランドライン
の電位が低下し、各画素Ｚにおける駆動用の非線形素子
ＴＲｂのソース−ドレイン間電流Ｉｄｓが低下するよう
になり、各非線形素子ＴＲｂに接続された発光素子ＥＬ
に流れる電流が減少するのである。一方、パネル電流が
所定値を越えない場合には、抵抗素子Ｒｇは接続が遮断
された状態になるため、各画素Ｚに流れる最大電流値は
一定値に維持される。

【００５６】このため、第３実施形態と同様の駆動が行
われることになり、第３実施形態の表示装置と同様の効
果を得ることができる。

【００５７】また、この場合、抵抗値の異なる複数の抵
抗素子Ｒｇをスイッチを介して並列に接続させ、パネル
電流の電流値によってこのスイッチの切り替えを行うよ
うに輝度制限回路７ｂを構成しても良い。

【００５８】このような構成の輝度制限回路７ｂを用い
た場合、パネル電流の増加分に対する発光素子ＥＬの電
流値の減少幅を、パネル電流値の範囲毎に変化させた駆
動を行うことができる。

【００５９】（第５実施形態）図９は、本発明の第５実
施形態の表示装置を説明するための要部回路図である。
上述した各実施形態においては、輝度制限回路として配
線抵抗や高抵抗導線等の線形抵抗素子を用いた場合を説
明したが、輝度制限回路の構成はこれに限定されること
はなく、例えば非線形抵抗素子を用いても良い。そこで
本第５実施形態においては、図９を用いて非線形抵抗素
子Ｒｇ’からなる輝度制限回路７ｃを用いた表示装置を
説明する。

【００６０】この輝度制限回路７ｃは、非線形抵抗素子
Ｒｇ’からなり、トランジスタのような非線形素子の出
力抵抗を利用したものである。この輝度制限回路７ｃ
は、ｎチャンネルトランジスタの非線形抵抗素子Ｒｇ’
のゲートとソースとを短絡させた状態でパネルグランド
５と各画素Ｚの非線形素子ＴＲｂとに対して直列に設け
られている。

【００６１】この非線形抵抗素子Ｒｇ’では、ソース−
ドレイン間電圧をＶｄｓとし、閾値電圧をＶｔｈとする
と、ソース−ドレイン間電流Ｉｄｓは下記式（４）を満
たす値になる。 Ｉｄｓ∝（Ｖｄｓ−Ｖｔｈ）² …（４）

【００６２】したがって、この非線形抵抗素子Ｒｇ’
は、この式（４）で決まる非線形抵抗値を有することに
なる。以上から、このような非線形抵抗素子Ｒｇ’から
なる輝度制限回路７ｂを有する表示装置であっても、パ
ネル電流の値に応じてパネルグランド５に対する共通グ
ランドラインの電位を制御して、各画素Ｚの発光素子に
流れる電流を減少させることができる。

【００６３】また、非線形抵抗素子を用いた輝度制限回
路としては、この他にも図１０に示すような構成の輝度
制限回路７ｄであっても良い。この輝度制限回路７ｄ
は、パネルグランド５と各画素Ｚの非線形素子ＴＲｂと
の間に、ソースとドレインとを接続させた非線形抵抗素
子Ｒｇ’と、非線形抵抗素子Ｒｇ’のパネルグランド５
側に接続されたパネル電流のモニタ７０７と、このモニ
タ７０７で測定されたパネル電流に応じて非線形抵抗素
子Ｒｇ’のゲート電圧を制御する制御回路７０８とで構
成されている。

【００６４】このような構成の輝度制限回路７ｄにおい
ては、非線形抵抗素子Ｒｇ’のソース−ドレイン間電流
Ｉｄｓは、ゲート−ソース間電圧をＶｇｓとし、閾値電
圧をＶｔｈとすると、下記式（５）を満たす値になる。 Ｉｄｓ∝（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）² …（５）

【００６５】したがって、このような輝度制限回路７ｄ
においては、制御回路７０８による非線形抵抗素子Ｒ
ｇ’のゲート電圧の制御によって、非線形抗素子Ｒｇ’
の抵抗特性を設定することができる。したがって、所望
の輝度特性を持つ表示装置を得ることができる。

【００６６】以上説明した各実施形態においては、アク
ティブマトリクス型の表示装置において、各画素Ｚに設
けられた駆動用の非線形素子ＴＲｂと共通電源ラインＬ
ｖとの間に発光素子ＥＬを設けた場合を説明した。しか
し、本発明はこれに限定されることはなく、図１１に示
すように、駆動用の非線形素子ＴＲｂと共通グランドラ
インＬｇとの間に発光素子ＥＬを設けた回路構成の表示
装置にも適用可能である。尚、図１１においては、第1
実施形態で説明した表示装置において表示領域の回路構
成を変更した場合を示したがこれに限定されることはな
く、第１実施形態から第５実施形態で説明した各表示装
置でも同様である。ただし、各実施形態で説明した構成
に適用する場合には、所望の表示特性が得られるよう
に、各表示装置に設けられる輝度制限回路の構成及び設
定を適切に選択することとする。

【００６７】さらに、以上説明した各実施形態において
は、アクティブマトリクス型の表示装置に本発明を適用
した場合を説明した。しかし、本発明はこれに限定され
ることはなく、単純マトリクス型の表示装置にも適用可
能である。単純マトリクス型の表示装置に本発明を適用
する場合には、課題を解決する手段において既に図２を
用いて説明したように、表示領域１１に接続された制御
部１２と、共通電位であるパネルグランド１５や共通電
源１６との間に輝度制限回路１７を設けることとする。

【００６８】ただし、単純マトリクス型の表示装置で
は、表示領域１１の全面に設けられた各画素に一度に電
流が流されることはない。このため、輝度制御回１７で
は、例えば1画面を構成する１フレーム期間中に全ての
画素に流される合計の電流値に応じて各画素の発光素子
に流れる電流を制御することとする。

【００６９】以上説明した実施形態においては、輝度制
限回路を設けた表示装置を説明した。しかし、輝度制限
回路は、表示装置に対して後付けされるものでも良く、
各実施形態で説明したそれぞれの構成を備えていること
とする。このような輝度制限回路は、各発光素子の最大
輝度が一定に設定された表示装置に対して、上述の各実
施形態で説明したような所定状態で取り付けられる。こ
れによって、各発光素子の最大輝度が一定に設定された
表示装置において、複数の発光素子に流れる合計の電流
値に応じて各発光素子に流れる電流が制限され、各発光
素子の最大輝度を制限した表示を行うことが可能にな
る。このため、表示装置を高コントラストに保ちながら
も、その劣化を防止することが可能になる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示装置、
輝度制限回路及び表示装置の駆動方法によれば、多数の
発光素子に電流が流されて表示領域全体が明るい場合に
は、各発光素子に流れる電流が抑えられて消費電力の低
減を図ることができ、一方、一部の発光素子にのみ電流
が流されて表示全体が暗めである場合には、発光する一
部の発光素子に大電流を流すことができるため最大輝度
が高く保たれ、高コントラストの表示を行うことが可能
になる。したがって、全体的な消費電電力の低減を図っ
て表示素子の劣化を防止することが可能になり、十分な
寿命特性を備えた高コントラストな表示装置を実現する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアクティブマトリクス型の表
示装置の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明を適用した単純マトリクス型の表示装置
の一例を示すブロック図である。

【図３】第１実施形態の表示装置の詳細を示すブロック
図である。

【図４】第１実施形態の表示装置の詳細を示す要部回路
図である。

【図５】非線形素子ＴＲｂにおけるソース・ドレイン間
に流れる飽和電流Ｉｄｓとゲート・ソース間電圧をＶｇ
ｓとの関係を示すグラフである。

【図６】第２実施形態の表示装置の詳細を示す要部回路
図である。

【図７】第２実施形態の表示装置に設けられる駆動用の
非線形素子の動作領域を説明するグラフである。

【図８】第４実施形態の表示装置の構成を示す表示装置
のブロック図である。

【図９】第５実施形態の表示装置の構成を説明する要部
回路図である。

【図１０】第５実施形態の表示装置の他の構成を説明す
る要部回路図である。

【図１１】本発明を適用する表示装置における表示領域
の回路構成の他の例を示す回路図である。

【図１２】従来の表示装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】従来の表示装置の他の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１，１１…表示領域、５，１５…パネルグランド、６，
１６…共通電源、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，１７…
輝度制限回路、Ｒｇ,Ｒｖ…抵抗素子（線形）、Ｒｇ’
…非線形抵抗素子、ＥＬ…発光素子、Ｌｇ…共通グラン
ドライン、Ｌｖ…共通電源ライン、ＴＲａ…スイッチン
グ用の非線形素子、ＴＲｂ…駆動用の非線形素子、Ｃ…
保持容量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯本 昭 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 笹岡 龍哉 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB14 AB17 BA06 DA01 DB03 EB00 GA03 GA04 5C080 AA06 BB05 DD26 DD30 EE28 FF03 HH09 JJ02 JJ03 JJ05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極間に発光層を挟持してなる発光素子
   を表示領域に配列してなる表示装置において、 前記発光素子の最大輝度を制限する輝度制限回路を設け
   たことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 請求項1記載の表示装置において、 前記輝度制限回路は、前記表示領域に配列された複数の
   発光素子に流れる合計の電流値に応じて当該各発光素子
   に流れる電流を制限することを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の表示装置において、 前記制御回路は、前記各発光素子の電極を共通に接続し
   てなる共通電極の電位を制御することを特徴とする表示
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の表示装置において、 前記輝度制限回路は、前記各発光素子の電極及び当該各
   発光素子に接続された駆動回路の電極のうちの少なくと
   も一方を共通に接続してなる共通電極と、当該共通電極
   に接続される一定電位との間に抵抗素子を接続させてな
   ることを特徴とする表示装置。
5. 【請求項５】 請求項1記載の表示装置において、 前記輝度制限回路は、前記表示領域が配置された表示パ
   ネルの外部に設けられていることを特徴とする表示装
   置。
6. 【請求項６】 電極間に発光層を挟持してなる発光素子
   を表示領域に配列してなる表示装置に取り付けられる輝
   度制限回路であって、 前記表示領域に配列された複数の発光素子に流れる合計
   の電流値に応じて当該各発光素子に流れる電流を制限す
   ることを特徴とする輝度制限回路。
7. 【請求項７】 前記各発光素子の電極を共通に接続して
   なる共通電極に接続され、当該共通電極の電位を制御す
   ることを特徴とする請求項６記載の輝度制限回路。
8. 【請求項８】 抵抗素子を備え、 前記各発光素子の電極または当該各発光素子に接続され
   た駆動回路の電極を共通に接続してなる共通電極と、当
   該共通電極に接続される一定電位との間に前記抵抗素子
   を接続させる状態で前記表示装置に取り付けられること
   を特徴とする請求項７記載の輝度制限回路。
9. 【請求項９】 電極間に発光層を挟持してなる発光素子
   を表示領域に配列してなる表示装置の駆動方法であっ
   て、 前記表示領域に配列された複数の発光素子に流れる合計
   の電流値を検知し、 前記電流値が高いほど前記各発光素子に流れる電流が低
   く制限されるように、当該各発光素子の電極を共通に接
   続してなる共通電極の電位を制御することを特徴とする
   表示装置の駆動方法。
10. 【請求項１０】 電極間に発光層を挟持してなる発光素
    子を表示領域に配列してなる表示装置の駆動方法であっ
    て、 前記表示領域に配列された複数の発光素子に流れる合計
    の電流値を検知し、 前記電流値が所定値を越える範囲において当該電流値が
    高いほど前記各発光素子に流れる電流が低く制限される
    ように、当該各発光素子の電極を共通に接続してなる共
    通電極の電位を制御することを特徴とする表示装置の駆
    動方法。