JP2005062720A - Light emitting display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報を発光表示するための発光表示装置に関するもので、特に有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子を用いた発光表示装置に関する。 The present invention relates to a light-emitting display device for displaying information in a light-emitting manner, and particularly to a light-emitting display device using a light-emitting element such as an organic electroluminescence element.
発光素子をマトリクス状に配置して表示面を構成した発光表示装置の開発が広く進められている。このような発光表示装置に用いられる発光素子としては、例えば、有機発光材料を発光層として用いたエレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と称する)がある。有機EL素子を用いた発光表示装置としては、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発光表示装置と、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発光表示装置がある。 Development of a light-emitting display device in which light-emitting elements are arranged in a matrix to form a display surface has been widely promoted. As a light-emitting element used in such a light-emitting display device, for example, there is an electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) using an organic light-emitting material as a light-emitting layer. As a light-emitting display device using organic EL elements, a simple matrix light-emitting display device in which organic EL elements are simply arranged in a matrix form, and an active element in which a driving element made of a transistor is added to each of the organic EL elements arranged in a matrix form. There is a matrix type light emitting display device.
単純マトリクス型発光表示装置の駆動においては、有機EL素子を駆動する駆動電流又は駆動電圧の大きさによってその発光輝度を制御している。また、アクティブマトリクス型発光表示装置の駆動おいては、駆動素子のスイッチングによって発光のオン/オフを制御しながら、振幅変調又は時間変調(いわゆる、サブフィールド法)によって発光輝度を制御している。サブフィールド法は、発光時間を一定として駆動電流(又は駆動電圧)を制御し、有機EL素子の瞬時輝度を調整する方法である。 In driving a simple matrix light emitting display device, the light emission luminance is controlled by the magnitude of the drive current or drive voltage for driving the organic EL element. In driving an active matrix light-emitting display device, light emission luminance is controlled by amplitude modulation or time modulation (so-called subfield method) while controlling on / off of light emission by switching drive elements. The subfield method is a method of adjusting the instantaneous luminance of the organic EL element by controlling the drive current (or drive voltage) while keeping the light emission time constant.
しかしながら、いずれの駆動においても、有機EL素子の発光効率等の特性が、発光表示装置毎にバラツキやすいので、発光表示装置間で発光輝度にバラツキ生じてしまいやすいという問題がある。また、フルカラー表示の実現方法として、白色有機EL素子とカラーフィルターを用いる方法と、レッド、ブルー、グリーンの3色の有機発光材料を塗り分ける方法があるが、後者の場合、色毎の有機EL素子の特性が、発光表示装置毎にバラツキやすいので、ホワイトバランスが発光表示装置毎に異なってしまう問題がある。さらには、長時間使用していると有機EL素子の特性が変化して画像品質の劣化が発生するという問題もある。 However, in any driving, the characteristics such as the light emission efficiency of the organic EL element tend to vary from one light emitting display device to another, so that there is a problem that the light emission luminance tends to vary among the light emitting display devices. In addition, as a method for realizing full color display, there are a method using a white organic EL element and a color filter and a method of separately applying organic light emitting materials of three colors of red, blue and green. In the latter case, the organic EL for each color is used. Since the characteristics of the elements are likely to vary from one light emitting display device to another, there is a problem that the white balance differs from one light emitting display device to another. Furthermore, when used for a long time, there is a problem in that the characteristics of the organic EL element change and image quality deteriorates.
これらの原因は、発光素子の特性のバラツキによって発生するものであることから、映像信号に基づいて表示光を発光する多数の表示発光素子を備えた表示部以外に、該表示発光素子の特性を検査するためのテスト発光素子を設け、このテスト発光素子の状態から表示発光素子の駆動を制御し、上記バラツキを抑制するすることが知られている。具体的には、表示部に隣接して設けたテスト発光素子の両端の電圧である駆動電圧を測定して検出信号とし、この検出信号に応じて表示発光素子の駆動電力を制御することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Since these causes are caused by variations in the characteristics of the light emitting elements, the characteristics of the display light emitting elements other than the display unit including a number of display light emitting elements that emit display light based on video signals are It is known to provide a test light-emitting element for inspection and control the driving of the display light-emitting element from the state of the test light-emitting element to suppress the variation. Specifically, it is known that the drive voltage, which is the voltage across the test light emitting element provided adjacent to the display unit, is measured as a detection signal, and the drive power of the display light emitting element is controlled according to this detection signal. (For example, refer to Patent Document 1).
また、製造時の発光素子の特性を均一化する方法として、製品としての発光素子と共にテスト発光素子を形成しておき、エージング工程において、テスト発光素子の輝度変化を測定し、テスト発光素子の輝度が予め定めた目標輝度まで低下するようにエージング処理を施すことが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a method for making the characteristics of the light emitting device uniform during manufacturing, a test light emitting device is formed together with the light emitting device as a product, and the luminance change of the test light emitting device is measured in the aging process to measure the luminance of the test light emitting device. Is known to perform an aging process so as to decrease to a predetermined target luminance (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1のテスト発光素子は表示部に隣接して設けられており、特にこのテスト発光素子から生じるテスト光の処理が考慮されていないことから、表示部の発光素子から生じる表示光とこのテスト光が重複し、部分的な色変化や輝度ムラ等の悪影響を及ぼす問題がある。
However, the test light emitting element of
また、上記特許文献2は、発光素子の製造時に適用できるだけで、使用時間の経過による特性変化等には適用できない問題がある。
Further, the above-mentioned
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、データ信号に基づいて表示光を発光する多数の表示発光素子を備えた表示部と、該表示発光素子の特性を検査するためのテスト発光素子を備えたテスト発光部とを有する発光表示装置において、画像に悪影響を及ぼすことなく、使用時の発光表示装置間の輝度ムラを是正できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and includes a display unit including a large number of display light emitting elements that emit display light based on data signals, and a characteristic for inspecting the characteristics of the display light emitting elements. An object of the present invention is to make it possible to correct luminance unevenness between light emitting display devices in use without adversely affecting an image in a light emitting display device having a test light emitting unit including a test light emitting element.
本発明は、上記目的のために、データ信号に基づいて表示光を発光する多数の表示発光素子を備えた表示部と、該発光素子の特性を検査するためのテスト発光素子を備えたテスト発光部とを有する発光表示装置において、前記テスト発光部が、テスト発光素子から、前記表示光の発光方向である第1発光方向とは異なる発光方向である第2発光方向へテスト光を発光させるものであることを特徴とする発光表示装置を提供するものである。 For the above purpose, the present invention provides a display unit including a number of display light emitting elements that emit display light based on a data signal, and a test light emission including a test light emitting element for inspecting characteristics of the light emitting elements. The test light emitting unit emits test light from the test light emitting element in a second light emitting direction that is different from the first light emitting direction that is the light emitting direction of the display light. A light-emitting display device characterized by the above is provided.
また、本発明は、前記テスト光を受光することで得られる受光データに基づいて、前記表示発光素子の駆動電力を変化させる補正部を備えていること、
前記第2発光方向が、前記第1発光方向に対して横方向に離れる方向又は反対方向に離れる方向であること、
前記表示部がガラス基板の片面に設けられており、前記テスト発光部が該ガラス基板の他面に設けられていること、
をその好ましい態様として含むものである。
In addition, the present invention includes a correction unit that changes the driving power of the display light emitting element based on light reception data obtained by receiving the test light.
The second light emitting direction is a direction away from the first light emitting direction in a lateral direction or a direction away from the opposite direction;
The display unit is provided on one side of the glass substrate, and the test light emitting unit is provided on the other side of the glass substrate;
Is included as a preferred embodiment thereof.
本発明によれば、表示部の表示画面の表示に影響を与えることなくテスト発光部を作動させることができ、製造時のみならず製造後の使用時にも安定した良好な画像を実現するための検査と制御を行うことができるものである。 According to the present invention, the test light emission unit can be operated without affecting the display of the display screen of the display unit, and a stable and good image can be realized not only at the time of manufacture but also at the time of use after manufacture. It can be inspected and controlled.
図1〜図4に基づいて本発明に係る発光表示装置の第1の例を説明する。 A first example of the light emitting display device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の例に係る発光表示装置の断面概略図、図2は図1に示される発光表示装置の背面図、図3は図1及び図2に示される発光表示装置の1副画素に対応する回路構成図、図4は図1及び図2に示されるテスト発光部のテスト光をモニタして補正する方法の説明図である。 1 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting display device according to a first example of the present invention, FIG. 2 is a rear view of the light-emitting display device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the light-emitting display device shown in FIGS. 4 is a circuit configuration diagram corresponding to one sub-pixel, and FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of monitoring and correcting the test light of the test light emitting unit shown in FIGS.
本例の発光表示装置は、表示発光素子及びテスト発光素子としていずれも有機EL素子を用いたもので、大別して表示部1とテスト発光部2とから構成されている。
The light emitting display device of this example uses an organic EL element as both the display light emitting element and the test light emitting element, and is roughly composed of a
表示部1は、透明な板状のガラス基板3の表面側に、図示しない駆動回路(各副画素の回路構成は別途後述する。)及び陰極としての金属製の電極である金属電極4を重ねて載置し、その上に有機発光材料で構成された発光層5を載置し、その上に陽極としてITO電極6を順次重ねた積層構造となっている。この表示部1からは、図1に矢印で示される表示光7が前面側に取り出されるものとなっている。
The
テスト発光部2は、表示部1と同様の積層構造をなすもので、ガラス基板3の背面側に、金属電極8と有機発光材料で構成された発光層9とITO電極10を順次積層した構造となっている。これらの金属電極8と発光層9とITO電極10とは、それぞれ表示部1の金属電極4と発光層5とITO電極6と同一の特性のものを用いて構成されている。このテスト発光部2からは、図1に矢印で示されるテスト光11が、上記表示光7とは反対方向に離れる方向にに取り出されるものとなっている。また、表示光7が取り出される前面側にテスト光11が漏れないように、金属電極8に十分な遮光性が持たされており、この金属電極8が遮光層を兼ねたものとなっている。
The test
図2に示されるように、上記テスト発光部2は、ガラス基板3の背面側四隅に、それぞれレッドの有機EL素子12Rとグリーンの有機EL素子12Gとブルーの有機EL素子12Bとを1組として設けられており、図示しない個別配線によってこれらが個別に発光可能となっている。
As shown in FIG. 2, the test
一方、表示部1も、図面上は省略されているが、レッドの有機EL素子とグリーンの有機EL素子とブルーの有機EL素子とが配列されたものとなっており、レッドの有機EL素子を含む副画素と、とグリーンの有機EL素子を含む副画素と、とブルーの有機EL素子を含む副画素とで1画素を構成している。
On the other hand, the
各副画素の回路構成の一例を図3で説明する。 An example of the circuit configuration of each sub-pixel will be described with reference to FIG.
図3において、13は上記副画素を示しており、FET(Field Effect Transistor)14(アドレス選択用トランジスタ)のゲートGは、アドレス信号を供給するアドレス走査電極線(アドレスライン)Aiに接続され、FET14のソースSはデータ信号を供給するデータ電極線(データライン)Bjに接続されている。FET14のドレインDはFET15(駆動用トランジスタ)のゲートGに接続され、キャパシタ16を通じて接地されている。FET15のソースSは接地され、ドレインDは有機EL素子(表示部1に設けられたレッドの有機EL素子、グリーンの有機EL素子またはブルーの有機EL素子)17の陰極(金属電極4)に接続され、有機EL素子17の陽極(ITO電極6)を通じて電源に接続されている。
In FIG. 3,
この回路の発光制御動作について述べると、先ず、図3において、FET14のゲートGにオン電圧が供給されると、データ電圧はFET14ドレインDに供給される。FET14のゲートGがオフ電圧であると、FET14はいわゆるカットオフとなり、FET14のドレインDはオープン状態となる。従って、FET14のゲートGがオン電圧の期間に、ソースSの電圧がキャパシタ16に充電され、その電圧がFET15のゲートGに供給されて、FET15にはそのゲート電圧とソース電圧に基づいた電流が有機EL素子17を通じてドレインDからソースSへ流れ、有機EL素子17を発光せしめる。また、FET14のゲートGがオフ電圧になると、FET14はオープン状態となり、FET15はキャパシタ16に蓄積された電荷によりゲートGの電圧が保持され、次の走査まで駆動電流が維持され、有機EL素子17の発光も維持される。なお、FET15のゲートGとソースSの間にはゲート入力容量が存在するのでキャパシタ16を設けなくとも上記と同様な動作が可能である。
The light emission control operation of this circuit will be described. First, in FIG. 3, when the ON voltage is supplied to the gate G of the
また、前記テスト発光部2を用いた表示部1の補正は、図4に示されるようにして行うことができる。
Further, the correction of the
即ち、図4に示されるように、図1及び図2で説明したテスト発光部2に設けた有機EL素子12(テスト発光部2に設けられたレッドの有機EL素子12R、グリーンの有機EL素子12Gまたはブルーの有機EL素子12B)の両端には定電流源18が接続されており、有機EL素子12に所定の電流を供給して、一定の輝度のテスト光11を保持できるようになっている。また、補正部19は、上記テスト光11を受光できる位置に受光素子20を備え、この受光素子20の出力両端に電流測定手段21が接続されている。これにより、受光素子20によってテスト光11が受光され、発生する受光電流が電流測定手段21によつて測定され、外部に受光データとして取り出され、予め設定されている設定値と受光データとを比較して、両者間に差を生じている場合に、その差を是正する方向に表示部1の駆動を制御する。この駆動の制御は、例えば図3に示すデータラインBjから供給するデータ電圧を調整することで行うことができる。具体的には、設定値より受光データが低い場合にはデータ電圧を上げ、逆に設定値より受光データが高い場合にはデータ電圧を下げることで補正を行い、表示部1の輝度を一定に保つことができる。本例の図2にも示されているように、4箇所のテスト発光部を設けている場合、各々の色毎に4箇所の平均輝度を求めて、赤(R)、緑(G)、青(B)のバランスを調整することで、表示部の色バランスを調整することができる。また、表示部の面内の輝度バラツキの補正に関しては、各々の色に関して4隅のテスト発光部の輝度から、表示部の輝度バラツキを推測(例えば、リニア近似によって面内の輝度傾斜を推測)し、表示部の補正テーブルを作成し、表示部の補正を実施することも可能である。
That is, as shown in FIG. 4, the
本例では、受光素子20から生じる電流を測定して検出信号としているが、この検出信号は受光素子20によって得られる電圧や輝度であってもよい。また、この受光データに基づく調整は、前記図3に示すデータラインBjから供給するデータ電圧の調整だけでなく、表示部1の有機EL素子17の駆動電力調整として行うことができる。
In this example, the current generated from the
以上のように、本例のテスト発光部2は、表示部1と別に独立して設けられているので、テスト発光部12の駆動が表示画面自体の有機EL素子の駆動に悪影響を与えることがない。しかも、テスト発光部2は、表示部1とは反対側のガラス基板3の背面側に設けられており、表示部1からの表示光7に対して反対側離れる方向にテスト発光部2からのテスト光11が出されるので、テスト発光部2のテスト光11が表示部1の表示光7の方向へ漏れて表示光7に混じることにより、表示画面に部分的に変色や輝光むら等が生じることを防止できる。従って、表示部1の駆動時、非駆動時を問わずテスト発光部2を用いたテストを行うことができる。従って、製造時のみならず、使用時にもテスト発光部2を用いた調整を容易に行うことができる。また、テスト発光部の光が表示部に影響しないことから、表示部の点灯時にテスト発光部に平均的な一定電流を印加することで、表示部の輝度劣化をテスト発光部で推測し補正することも可能となる。なお、ここで印加する平均的な一定電流とは、デジタルカメラ等で撮影した一般の画像を表示部に表示させた場合の、面内の平均的な輝度を発生させるための電流である。当然、表示画像によって異なるが、おおよそ最高表示輝度の約1/3程度が妥当であると考えている。これによって、表示部の駆動による輝度低下にも対応でき、常に安定した表示を実現することが可能になる。
As described above, since the test
本例のように、テスト発光部2を表示部1とは反対側のガラス基板3の背面側に設けると、ガラス基板3を大きくすることなく自由な位置にテスト光発光部2を設けることができ、発光表示装置の小型化が可能となる。
When the test
本例においては、テスト発光部2をガラス基板3の背面側四隅に設けているが、テスト発光部2はこの4箇所に限られるものではなく、1〜3箇所または5箇所以上とすることもできる。例えば、ガラス基板3の背面側中央1箇所に設けたり、四隅と中央の5箇所に設けたりすることもできる。特に複数箇所に設けておくと、位置の違いによる輝度ムラを調整することも可能となる。
In this example, the test
特に表示部1が3色塗り分け方式のカラー表示である場合、本例のように、テスト発光部2にレッドの有機EL素子12Rとグリーンの有機EL素子12Gとブルーの有機EL素子12Bとを1組として設けておいてそれぞれから生じるテスト光11に基づいて調整を行うようにすると、色毎のバラツキによるホワイトバランスの乱れを容易に調整することができる。また、本例のように、テスト発光部2からのテスト光11による検査結果を表示部1のデータ電圧に連動させることで、長時間使用時の有機EL素子の特性変化に対応させることができる。
In particular, when the
次に、図5に基づいて本発明の第2の例を説明する。 Next, a second example of the present invention will be described with reference to FIG.
図5は本発明の第2の例に係る発光表示装置の断面概略図で、図5において前述の第1の例と異なる点は、テスト発光部2を表示部1と同じガラス基板3の表面側の周縁部に配設し、テスト光11が表示光7に対して横方向に離れる方向に出光されるものとなっている点である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a light emitting display device according to a second example of the present invention. The difference from FIG. 5 in the first example is that the test
表示部11は、前記の例と同様に、ガラス基板3上に金属電極4と発光層5とITO電極6とを順次積層したもので、テスト発光部2は、金属電極8と発光層9とITO電極10とを順次積層し、さらにその上に、テスト光11が表示光7と重なる方向に出光するのを遮断するための遮光層22を重ねて載置したものとなっている。また、表示部1の金属電極4、発光層5及びITO電極6と、テスト発光部2の金属電極8、発光層9及びITO電極10とは同一の特性のものを用いて構成されている。
As in the above example, the
この構成によって、表示部1からの表示光7は前面方向(図面上の上方向)に発光する一方、テスト発光部2のテスト光11は、表示光7に対して横方向に離れる方向に発光する。このためテスト光11が表示光7と混在することによって表示画面に悪影響を与えることを防止でき、テスト光11を図3で説明した受光素子20に正確に受光させることができる。
With this configuration, the display light 7 from the
本例は、表示部1の背面側にテスト発光部2を設けるスペースがない場合に好適である。また、テスト発光部2と表示部1の形成と同時に形成することができ、製造しやすい利点もある。
This example is suitable when there is no space for providing the test
なお、前記第1の例ではテスト光11が表示光7に対して反対方向に離れる方向に出光されるものとなっているが、第1の例におけるテスト光11を、上記第2の例と同様に、表示光7に対して横方向に離れる方向に出光されるものとすることもできる。このようにすると、テスト発光部2と補正部19をガラス基板3の背面に平面的に並列させることができ、発光表示装置の厚みを薄くすることができる。
In the first example, the
また、本発明は、有機EL素子に限定することなく表示用発光素子であればよく、例えば、無機EL素子にも適用でき、単純マトリクス型発光表示装置及びアクティブマトリクス型発光表示装置のいずれにも適用できる。 In addition, the present invention is not limited to organic EL elements, and may be any display light-emitting element. For example, the present invention can be applied to inorganic EL elements, and can be applied to both simple matrix light-emitting display devices and active matrix light-emitting display devices. Applicable.
1 表示部
2 テスト発光部
3 ガラス基板
4 金属電極
5 発光層
6 ITO電極
7 表示光
8 金属電極
9 発光層
10 ITO電極
11 テスト光
12 有機EL素子(テスト発光素子
12R レッドの有機EL素子
12G グリーンの有機EL素子
12B ブルーの有機EL素子
13 副画素
14 FET
15 FET
16 キャパシタ
17 有機EL素子(表示発光素子)
18 定電流源
19 補正部
20 受光素子
21 電流測定手段
22 遮光層
DESCRIPTION OF
15 FET
16
18 constant
Claims (4)
前記テスト発光部が、テスト発光素子から、前記表示光の発光方向である第1発光方向とは異なる発光方向である第2発光方向へテスト光を発光させるものであることを特徴とする発光表示装置。 In a light-emitting display device having a display unit including a number of display light-emitting elements that emit display light based on a data signal and a test light-emitting unit including a test light-emitting element for inspecting characteristics of the light-emitting elements.
The light emitting display characterized in that the test light emitting section emits test light from a test light emitting element in a second light emitting direction that is different from the first light emitting direction that is the light emitting direction of the display light. apparatus.
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