CN100356429C - 显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置及其控制方法。当将分光光谱对于波长设为平面时，由于不能确保发光区域中颜色的再现范围，所以得不到正确的颜色再现性。在像素中包含具有在单一母体(相同有机EL材料)中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的构造的有机EL元件的有机EL显示装置中，预先在存储器部(52)中存储分光辐射亮度-电流特性的图表，通过在数据处理部(51)和定时处理部的控制下，配合分光辐射亮度-电流特性，根据输入的图像数据的电平调整在有机EL元件中流动的电流值和发光时间的组合，来减轻每个显示装置的亮度偏差和色品偏差，即使在因在像素(23)中流动的电流值使电流-分光辐射亮度特性变化的材料中，也能得到良好的发光特性。

Description

显示装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及显示装置和其控制方法，特别涉及配置包含发光元件(电光学元件)的像素而构成的显示装置和该显示装置的控制方法。

背景技术

作为构成显示装置像素的发光元件，例如，已知有机材料的场致发光(以下记为有机EL(electroluminescence))元件。有机EL元件具有以阳极和阴极的2个电极夹住有机材料的结构，通过在电极间施加电压，从阴极将电子注入有机层(发光部)，并从阳极将空穴注入有机层，通过在该有机层使电子和空穴再结合来发光。该有机EL元件用10V以下的驱动电压能得到数百～数万cd/m²的亮度。因而，将该有机EL元件作为像素的发光元件使用的有机EL显示装置有望作为下一代平板型显示器。

在有机EL显示装置中，作为成为该发光元件的材料的特性，如果不是电流--亮度线性优良，电流--发光效率稳定且电流--分光辐射亮度特性不变化的特性，则发生相对于输入信号的亮度的灰度系数(γ)特性在每个R(红)、G(绿)、B(蓝)的材料都变化，或者在每个灰度等级每个R、G、B单色的色品都变化这个问题。

特别在用相同有机EL材料(单一母体)实现R、G、B发光的有机EL元件，例如白色有机EL元件中，由于有机EL材料的开发难度，上述问题尤其明显地表现出来。因此，以往白色有机EL元件中的发光部，由至少包含发主色光的主材料、发该主材料发光色的互补色光的掺杂材料、吸收主材料的发光并发出从主材料的发光中心波长向可视区域的长波长侧的光的波长变换物质的3个有机荧光体的单一或多个层构成，由此得到对于波长是平面的分光光谱(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】(日本)特开2000-243565号公报

但是，如上述那样，当将分光光谱相对于波长设为平面时，由于在发光区域中不能确保颜色的再现范围，尤其在将电视作为用途的有机EL显示装置中，难以取得白平衡，不能得到正确的颜色再现性。因此，实际在制造有机EL材料时，设法在发光区域中能确保颜色再现范围，但使其优先时，产生因在像素流动的电流使分光辐射亮度特性模拟变化的情况。因在像素流动的电流而使分光辐射亮度特性变化时，如上述那样，相对于输入信号的亮度的γ特性在每个R、G、B的材料中都变化、或者在每个灰度等级每个R、G、B单色的色品都变化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使电流--分光辐射亮度特性变化，也能确保发光区域中颜色的再现范围，并得到正确颜色再现性的显示装置和其控制方法。

为了完成上述目的，本发明在配置包含具有在单一母体中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的结构的发光元件的像素而构成的显示装置中，事先存储上述发光元件的电流-分光辐射亮度特性的图表，根据该电流-分光辐射亮度特性，按照输入的图象信号的电平控制上述发光元件的电流值或电压值和发光时间，在1帧内的全象数的亮度平均值随着时间变化时，将上述电流-分光辐射亮度特性的图表变更成对应于上述亮度平均值的最新值的图表，上述发光元件是有机EL元件。

在配置包含具有在单一母体中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的构造的发光元件的像素而构成的显示装置中，配合分光辐射亮度-电流特性，控制在按照输入的图象信号的电平发光中流动的电流值或电压值和发光时间，由此可以减轻每个显示装置的亮度偏差和色品偏差，而与发光元件的材料无关系。

按照本发明，由于可以减轻每个显示装置的亮度偏差和色品偏差，而与发光元件的材料无关系，即使因在像素中流动的电流而使电流-分光辐射亮度特性变化的材料中，也能得到良好的发光光谱特性，所以即使电流-分光辐射亮度特性变化，也能用驱动系统进行其调整，同时也能用驱动系统调整因显示板化而引起的每个显示板的特性差。而且，由于可以活用材料的发光效率特性，所以也可以实现显示板省电力化。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的显示装置结构例的方块图。

图2是表示显示板(像素阵列部)结构例的方块图。

图3是表示有机EL显示装置的像素具体结构的一例的电路图。

图4是表示像素电路的驱动脉冲的定时关系的时序图。

图5是表示显示板驱动电路的具体结构的一例的功能方块图。

图6是以在像素中流动的电流密度除分光辐射亮度的特性的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

图1是表示本发明一实施方式的显示装置的结构的方块图。如图1所示，本实施方式的显示装置成为具有显示板11、垂直驱动电路12和显示板驱动电路13的有源矩阵型显示装置的结构。以下具体说明这些构成元件的每一个。

首先，如图2所示，显示板11将水平方向(横方向)像素数n部分的数据线21-1～21-n布线成垂直方向(纵方向)，同时将垂直方向像素线m部分的扫描线22-1～22-m布线，在各个数据线21-1～21-n和各个扫描线22-1～22-m的各交差部分以规定的颜色排列多个包含发光元件的像素23而配置成阵列状，构成像素阵列部。另外，与扫描线22-1～22-m平行，还布线熄灯线24-1～24-m。在该显示板11的各像素23上，从显示板驱动电路13通过数据线21-1～21-n，用例如电流写入亮度信息。

图3是表示本实施方式的显示装置作为像素23的发光元件使用例如有机EL元件构成的有机EL显示装置的像素23的具体电路结构的一例的电路图。在本例中，作为像素23的有源元件使用场效应晶体管，例如多晶硅TFT(ThinFilm Transistor：薄膜晶体管)。这里，不过表示了像素23电路结构的一例，作为像素23的电路结构，不限于以下说明的电路构成，可以包含TFT的导电型等并进行各种变更。

如图3所示，本例的像素电路的结构是具有：有机EL元件31，阴极连接到第1电源(例如接地GND)；P沟道TFT32，漏极连接到有机EL元件31的阳极，源极连接到第2电源(例如正电源VCC)；电容器33，连接在该TFT32的栅极和第2电源之间；N沟道TFT34，源极连接数据线21(21-1～21-n)，栅极连接扫描线22(22-1～22-m)的；P沟道TFT35，漏极和栅极连接到TFT34的漏极，源极连接第2电源；N沟道TFT36，源极连接TFT35的漏极和栅极，漏极连接TFT32的栅极，栅极连接熄灯线24(24-1～24-m)。

在上述结构的像素电路中，TFT34和TFT36具有作为模拟开关的功能。TFT35具有将对应于写入亮度信息的电流变换成电压的功能。电容器33具有保持用TFT35从电流变换成电压的亮度信息的功能。TFT32具有将由电容器33中保持的亮度信息再从电压变换成电流，并使该变换了的电流流到有机EL元件的功能。TFT35和TFT32形成电流镜电路。有机EL元件31是具有在单一母体(相同有机EL材料)上添加表示不同发光颜色(例如，R、G、B)的多个发光中心的构造的例如白色有机EL元件。

在图1和图2中，垂直驱动电路12成为具有例如写入用和熄灯用的双系统的移位寄存器的结构。如图4的时序图所示，写入用移位寄存器通过提供垂直起动脉冲VS(A)，与垂直时钟脉冲VS(B)同步地依次输出扫描脉冲WS(Write Scan)-1～WS-n，并驱动扫描线22-1～22-m。同样，熄灯用移位寄存器通过提供垂直起动脉冲VS(A)，与垂直时钟脉冲VS(B)同步地依次输出熄灯脉冲ES(Erane Scan)-1～ES-m，驱动熄灯线24-1～24-m.。

这里，熄灯脉冲ES-1～ES-m，用于在通过扫描脉冲WS-1～WS-n以行为单位将亮度信息Vdata写入到像素23后，接着在写入新亮度信息Vdata的一个扫描周期之间使有机EL元件31从点灯状态变成熄灯状态。即，如从图4的时序图很明显，通过控制熄灯脉冲ES-1～ES-n的发生定时，就能控制像素23的发光时间(点灯时间)。

接着，说明显示板驱动电路13的结构。显示板驱动电路13具有进行必要的数据处理的数据处理部，和从输入信号生成显示板11的驱动所必需的驱动信号的定时处理部(定时发生系统)的功能。图5中表示显示板驱动电路13的具体的结构的一例。

从图5很明显，本例的显示板驱动电路13成为具有数据处理部51、存储器部52和定时处理部53的结构。数据处理部51具有进行输出电流(或输出电压)变换的R、G、B的各数据变换电路511r、511g、511b和帧内像素亮度平均计算电路512及时效监控电路513。在存储器部52中，预先对应于有机EL材料，在每个显示板11中存储最佳分光辐射亮度-电流特性的图表。定时处理部53具有对每个R、G、B输出负荷波形和脉冲驱动波形的占空比控制电路531r、531g、531b。

在该显示板驱动电路13，数据变换电路511r、511g、511b从存储器部52中存储的分光辐射亮度-电流特性的图表取出对应于输入的R、G、B各图象数据的电平的特性数据，对于输入的R、G、B各图象数据附加该特性数据并输出。具体地说，检测输入的R、G、B各图象数据的电平，从分光辐射亮度-电流特性的图表取出对应于该检测的电平的特性数据，附加在输入的R、G、B各图象数据中。由此，根据分光辐射亮度-电流特性，决定对应于输入的图象数据的电平的输出电流(或输出电压)。

帧内像素亮度平均计算电路512对每一帧计算并求出该帧内的全像素的亮度平均值。用该帧内像素亮度平均计算电路512求出的亮度平均值以依次更新的形式存储在存储器部52中。时效监控电路513经常监控存储器部52中存储的帧内像素亮度平均值，在和初始值之间产生差别时，即在因时效(随着时间经过)使帧内像素亮度平均值变化时，将存储部52中存储的分光辐射亮度-电流特性的图表变更成对应于最新的帧内像素亮度平均值的图表。

占空比控制电路531r、531g、531b以输入的图象数据中含有的同步信号为基础，根据输入的R、G、B各图象数据的电平，进行用于设定必要的有机EL元件的发光时间，也就是发光时间和熄灯时间的比，即占空率的定时控制。具体地说，对于各单色，控制熄灯脉冲ES(参照图4)的发生定时。

这里，考虑以在像素23流动的电流密度除分光辐射亮度的特性。图6表示该特性的示意图。注意R、G、B的发光波长时，若设定电流值为10倍，则B(波长约460nm)时发光强度成为2倍。在R(波长约610nm)时，若设定电流值为1/10，则发光强度成为2倍。G(波长约500～550nm)几乎不变。在这样的状况下，在R、G、B的分光辐射亮度的强度特性设为完全相同时，将在像素中流动的电流值的比率设定成R∶G∶B＝1∶1∶10。而且，将发光时间设定成R∶G∶B＝10∶15∶1。

如上述那样，在像素23中包含具有在单一母体(相同有机EL材料)中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的构造的发光元件，例如白色有机EL元件的有机EL显示装置中，预先存储分光辐射亮度-电流特性的图表，配合该分光辐射亮度-电流特性，通过根据输入的图像数据的电平调整在有机EL元件流动的电流值和有机EL元件发光时间(占空比)的组合，由于能减轻每个显示装置的亮度偏差和色品偏差，所以即使在因在像素23中流动的电流值使电流-分光辐射亮度特性变化的材料中，也能得到良好的发光特性。

因而，随着材料开发进展，即使认为电流-分光辐射亮度特性变化，也能用驱动系统进行其调整，同时也能用驱动系统调整因显示板化引起的每个显示板的特性差。并且，由于能有效地利用材料的发光效率特性，所以能实现显示板省电力化。而且，由于能在现在的定时发生器IC上简单地追加该功能，所以即使不构筑大规模系统，也能得到材料所必要的最佳发光光谱特性。

而且，对每一帧计算并求出该帧内的全像素的亮度平均值，并以依次更新的形式存储该平均值，另一方面，经常监控该存储的帧内像素亮度平均值，在因时效使帧内像素亮度平均值变化时，通过将存储部52中存储的分光辐射亮度-电流特性的图表变更成对应于最新的帧内像素亮度平均值的图表，即使因时效变化而使有机EL元件31的特性变化，在附加其时效的基础上，能得到良好的发光光谱特性。

在上述实施例中，对于R、G、B的全部颜色，以控制在有机EL元件中流动的电流值(或者电压值)和发光时间的情况为例进行说明，但不限于此，也能采用配合有机EL材料控制在至少一色的有机EL元件中流动的电流值(或者电压值)和发光时间的结构。

本发明的有机EL显示装置，由于即使电流-分光辐射亮度特性变化，也能用驱动系统进行其调整，所以在制造有机EL材料时在发光区域中能确保颜色的再现范围。因而，得到正确的颜色再现性，所以能用作为例如以重视颜色再现性的电视为用途的显示装置使用。

Claims (4)

1.一种显示装置，其特征在于具有：

显示部，配置包含发光元件的像素，所述发光元件具有在单一母体中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的构造；

存储部，存储上述发光元件的电流-分光辐射亮度特性的图表；

控制部件，基于上述电流-分光辐射亮度特性，根据输入的视频信号的电平控制上述发光元件的电流值或电压值和发光时间，

上述控制部件在1帧内的全像素的亮度平均值随着时间变化时，将上述电流-分光辐射亮度特性的图表变更成对应于上述亮度平均值的最新值的图表，

上述发光元件是有机EL元件。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

上述发光元件以红、绿、蓝的颜色发光，同时用规定的颜色排列，以像素为单位配置成阵列状，

上述控制部件控制发出红、绿、蓝的至少一种颜色光的发光元件的电流值或电压值和发光时间。

3.一种显示装置的控制方法，用于控制显示装置，所述显示装置配置包含发光元件的像素，所述发光元件具有在单一母体中添加表示不同发光颜色的多个发光中心的构造，其特征在于该控制方法包含：

存储上述发光元件的电流-分光辐射亮度特性的图表的第1步骤；

基于上述电流-分光辐射亮度特性，根据输入的视频信号的电平控制上述发光元件的电流值或电压值和发光时间的第2步骤，

在上述第2步骤中，在1帧内的全象数的亮度平均值随着时间变化时，将上述电流-分光辐射亮度特性的图表变更成对应于上述亮度平均值的最新值的图表，

上述发光元件是有机EL元件。

4.如权利要求3所述的显示装置的控制方法，其特征在于：

上述发光元件以红、绿、蓝的颜色发光，同时用规定的颜色排列，以像素为单位配置成阵列状，

上述第2步骤，控制发出红、绿、蓝的至少一种颜色光的发光元件的电流值或电压值和发光时间。

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