JP2005300929A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示装置の輝度に関わる寿命を保ちつつ、消費電力の削減を実現できる有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係るアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ表示装置は、電力の供給を受けて発光する有機ＥＬ素子とデータドライバー３から入力されたデータ電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子に流すことにより有機ＥＬ素子を駆動する駆動用トランジスタとを夫々に有する複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル４と、各駆動用トランジスタに第１の電源電圧ＰＶＤＤを与える第１の電源５ａと、各有機ＥＬ素子に第２の電源電圧ＣＶを与える第２の電源５ｂと、各有機ＥＬ素子に流れる電流の和Ｉ_CVを検出する電流検出回路８と、電流検出回路８による検出結果に基づいて第１の電源電圧ＰＶＤＤと第２の電源電圧ＣＶとの差電圧を補正することにより、前記表示素子の輝度劣化を補償する輝度補償回路９とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を駆動する有機ＥＬ表示装置等の表示装置に関し、特にＥＬ素子の輝度劣化を補償するアクティブマトリクス駆動型表示装置に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、有機ＥＬディスプレイといい、有機ＥＬディスプレイを用いた表示装置を以下、有機ＥＬ表示装置という)の開発が進んでおり、例えば携帯電話機に有機ＥＬディスプレイを採用することが検討されている。

有機ＥＬディスプレイの駆動方式としては、走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動するパッシブマトリクス駆動型と、各画素の発光を１垂直走査線期間に亘って維持するアクティブマトリクス駆動型とが知られている。

アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイにおいては、図５に示す如く、各画素４１に、電力の供給を受けて発光する有機ＥＬ素子４０と、有機ＥＬ素子４０に対する通電を制御して有機ＥＬ素子４０を駆動するＰチャンネルのＭＯＳトランジスタ（絶縁ゲート型の電界効果トランジスタ）からなる駆動用トランジスタＴＲ２と、走査電極に対する走査電圧ＳＣＡＮの印加に応じて導通状態となるＮチャンネルのＭＯＳトランジスタからなる書込み用トランジスタＴＲ１と、該書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となることによってデータ電極からのデータ電圧ＤＡＴＡが印加されるコンデンサＣとが配備され、該コンデンサＣの出力電圧が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに印加されている。駆動用トランジスタＴＲ２のソースには一方の極性の電源電圧ＰＶＤＤが印加され、有機ＥＬ素子４０の陰極には他方の極性の電源電圧ＣＶ₀が印加されており、駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子４０の陽極に接続されている。

先ず、各走査電極に順次電圧を印加して、同一走査電極に繋がっている複数の書込み用トランジスタＴＲ１を導通状態にし、この走査に同期して各データ電極にデータ電圧(入力信号)を印加する。このとき、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態であるので、該データ電圧に応じた電荷がコンデンサＣに蓄積される。

次に、このコンデンサＣに蓄積された電荷量によって駆動用トランジスタＴＲ２の動作状態が決まり、駆動用トランジスタＴＲ２がオンになったとき、該駆動用トランジスタＴＲ２を経て有機ＥＬ素子４０にデータ電圧に応じた大きさの電流が供給される。この結果、データ電圧に応じた明るさで該有機ＥＬ素子４０が点灯する。この点灯状態は、１垂直走査線期間に亘って保持されることになる。

図６は、駆動用トランジスタＴＲ２のドレイン−ソース間電圧（Ｖｄｓ）に対するドレイン電流（Ｉｄ）の関係（以下、「Ｖｄｓ−Ｉｄ特性」という）と、有機ＥＬ素子４０の陽極−陰極間電圧（Ｖ_EL）に対する有機ＥＬ素子４０に流れる電流の関係（以下、「Ｖ_EL−Ｉ特性」という）を示したものである。

実線５０及び５１は、夫々Ｖｇｓ＝Ｖ１（一定）及びＶｇｓ＝Ｖ２（一定）の場合における、Ｖｄｓ−Ｉｄ特性を示している（但し、Ｖｇｓは駆動用トランジスタＴＲ２のゲート−ソース間電圧である）。ここで、有機ＥＬ素子４０に流れる電流の最大値に対応するＶｇｓが電圧Ｖ１であるとする。即ち、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態にあるときに、有機ＥＬ素子４０に最大の電流を流すことに対応するデータ電圧がデータ電極に印加されると、Ｖｇｓ＝Ｖ１になるとする。例えば、データ電圧の幅が１Ｖ〜５Ｖであるとすると、データ電圧が１ＶのときにＶｇｓ＝Ｖ１となり、データ電圧が３ＶのときにＶｇｓ＝Ｖ２となる。また、Ｖｇｓ＝Ｖ１において駆動用トランジスタＴＲ２が飽和領域で動作するとドレイン電流はＩ１となり、Ｖｇｓ＝Ｖ２において駆動用トランジスタＴＲ２が飽和領域で動作するとドレイン電流はＩ２となる。

また、実線５５は、初期状態における有機ＥＬ素子４０のＶ_EL−Ｉ特性を示している。ここで、「初期状態」とは、画素４１の製造時（製造直後）における状態を意味する。また、数分〜数時間程度、画素４１に電力を与えて有機ＥＬ素子４０を発光させたとしても、その程度の通電ではＶ_EL−Ｉ特性は殆ど変動しないといっていい。従って、「初期状態」とは、画素４１を備えた有機ＥＬディスプレイ或は有機ＥＬ表示装置の製造時における状態とも、出荷時における状態とも言える。

有機ＥＬ素子４０に流れる電流は駆動用トランジスタＴＲ２のドレイン電流と等しいのであるから、駆動用トランジスタＴＲ２と有機ＥＬ素子４０は、図６のＶｄｓ−Ｉｄ特性を示す曲線とＶ_EL−Ｉ特性を示す曲線の交点で動作することになる。例えば、初期状態において、Ｖｇｓ＝Ｖ１となるデータ電圧が画素４１に書き込まれると、矢印５７及び５８で示される電圧が夫々Ｖｄｓ及びＶ_ELとなり、ドレイン電流はＩ１となる。

ここで、初期状態では実線５５であったＶ_EL−Ｉ特性は、所定時間ｔの通電を行うと、有機ＥＬ素子の材料特性より実線５６のようにシフトする。一方において、初期状態においても時間ｔの通電後の状態においても、同じデータ電圧に対しては同等の輝度が得られることが望ましい。従って、上記シフト後においても駆動用トランジスタＴＲ２が飽和領域で動作するように、予め電源電圧ＰＶＤＤ及びＣＶ₀の値は定められている。

また、他の従来構成例として、陽極と陰極との間に発光層を有するＥＬ素子と、該ＥＬ素子を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ側に接続された一方の極性の電源電圧を与える第１の電源と前記ＥＬ素子側に接続された逆の極性の電源電圧を与える第２の電源とを備えたアクティブ型の有機ＥＬ表示装置において、前記発光層の表示時間の積算値に対応して前記第２の電源の電源電圧を変動させ、前記発光層の輝度劣化を補償することを特徴とする有機ＥＬ表示装置が開示されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００３−２８０５８３号公報

しかしながら、上述の如くＶ_EL−Ｉ特性のシフト後においても駆動用トランジスタＴＲ２が飽和領域で動作するように電源電圧ＰＶＤＤ及びＣＶ₀を定めると、画素４１における消費電力が大きくなるという問題がある。

また、特許文献１に記載の従来構成例では、輝度劣化の補償が充分とは言えない。

そこで本発明は、表示装置の輝度に関わる寿命を保ちつつ、消費電力の削減を実現できる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る第１の表示装置は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタ側に接続され、該駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、該表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えた表示装置において、前記表示素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段による検出結果に基づいて前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧を補正することにより、前記表示素子の輝度劣化を補償する輝度補償手段とを備えている。

また、本発明に係る第２の表示装置は、電力の供給を受けて発光する表示素子と入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタとを夫々に有する複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルと、前記駆動用トランジスタ側に接続され、各駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、各表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えたアクティブマトリクス駆動型の表示装置において、各表示素子に流れる電流の和を検出する電流検出手段と、該電流検出手段による検出結果に基づいて前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧を補正することにより、前記表示素子の輝度劣化を補償する輝度補償手段とを備えている。

表示素子に流れる電流が減少すれば表示素子の輝度も減少することになるが、上記表示装置においては、表示素子に流れる電流に応じて表示素子及び駆動用トランジスタに加わる電圧（上記差電圧）が補正されることにより、輝度劣化が補償される。

また、表示素子に流れる電流の検出結果に応じて上記差電圧を補正する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになるため、或は線形領域で用いることができるようになるため、消費電力を削減することができる。

更に、この消費電力削減に起因して表示素子の温度上昇が抑制され、通電による表示素子の発光効率の低下も抑制されるので、上記表示装置の輝度に関わる寿命は従来と同等以上に保たれる。

また、例えば、前記輝度補償手段は、前記第２の電源電圧を変動させることにより前記差電圧を補正するようにしてもよい。

第２の電源電圧を変動させることにより前記差電圧を補正すれば、駆動用トランジスタに与えられる第１の電源電圧は変動しないため、その補正に伴ってデータ電圧を変動させる必要がない。従って、このように構成すれば、容易に輝度劣化を補償できるようになる。

また、例えば、前記輝度補償手段は、所定のデータ電圧に対応した前記検出結果である電流値と前記差電圧の値との積が予め定められた一定値と等しくなるように前記補正を行う。

電流値と差電圧の値との積は、表示素子と駆動用トランジスタで消費される電力に相当する。この積が予め定められた一定値と等しくなるように上記差電圧の補正が行われるため、表示素子と駆動用トランジスタで消費される電力は略一定に保たれる。従って、上記のように構成すれば、使用を継続するにつれて消費電力が増大するという問題が生じることがなく、その結果、使用につれての消費電力増大を考慮する必要もないため、過度の放熱設計等を行う必要もない。

また、例えば、前記輝度補償手段は、所定のデータ電圧に対応した前記検出結果である電流値が予め定められた一定値と等しくなるように前記補正を行う。

このように構成すれば、表示素子に流れる電流の減少に起因した輝度劣化がなくなる。また、上述と同様、表示素子に流れる電流の検出結果に応じて上記差電圧を補正する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになるため、或は線形領域で用いることができるようになるため、消費電力を削減することができる。

更に、この消費電力削減に起因して表示素子の温度上昇が抑制され、通電による表示素子の発光効率の低下も抑制されるので、表示装置の輝度に関わる寿命は、従来例よりも向上することとなる。

また、例えば、上記表示装置は、赤、緑、青の三原色信号からなる映像信号を予め定められたガンマ特性にしたがってガンマ補正するガンマ補正手段と、前記ガンマ補正後の信号に応じて前記駆動用トランジスタに前記データ電圧を与えるデータドライバーとを備え、前記ガンマ補正手段は、前記検出結果である電流値に基づき、前記ガンマ特性が前記電流値に拠らず一定となるようにガンマ補正を行う。

これにより、ガンマ特性が変動して表示品位が劣化することもない。

また、例えば、前記表示素子に最大の電流を流すことに対応したデータ電圧が前記駆動用トランジスタに入力されたとき前記駆動用トランジスタが線形領域にて動作するように、前記差電圧は設定されている。

これにより、更に消費電力を削減することができる。この更なる消費電力削減に起因して表示素子の温度上昇が更に抑制され、通電による表示素子の発光効率の低下も更に抑制されるので、表示装置の輝度に関わる寿命は従来と同等以上に保たれる。

また、本発明に係る第３の表示装置は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタ側に接続され、該駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、該表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えた表示装置において、前記表示素子に最大の電流を流すことに対応したデータ電圧が前記駆動用トランジスタに入力されたとき前記駆動用トランジスタが線形領域にて動作するように、前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧は設定されている。

これにより、前記表示素子に最大の電流を流すことに対応したデータ電圧が前記駆動用トランジスタに入力されたとき、前記駆動用トランジスタが線形領域にて動作するため、消費電力が削減される。

この際、飽和領域で動作するに比べて、表示素子に流れる電流が減少することとなり、その電流の減少に起因した輝度の減少が発生する。しかしながら、上記消費電力削減に起因して表示素子の温度上昇が抑制され、通電による表示素子の発光効率の低下も抑制されるので、上記差電圧を適切に設定すれば、結果として、上記表示装置の輝度に関わる寿命は従来と同等以上に保たれる。

上述した通り、本発明に係る表示装置によれば、表示装置の輝度に関わる寿命を保ちつつ、消費電力の削減を実現できる。

以下、本発明をアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ表示装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。

（図１、図２：全体構成ブロック図、画素の説明）
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の全体的構成を示すブロック図である。有機ＥＬディスプレイ１０は、図１に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル４に、走査ドライバー２及びデータドライバー３を接続して構成されている。

ＴＶ受信機（不図示）等の映像ソースから供給される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色信号からなる映像信号は、映像信号処理回路６へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施される。この映像信号処理回路６には、前記映像信号を予め定められたガンマ特性にしたがってガンマ補正するガンマ補正回路６ａが含まれており、前記ガンマ補正等を経て得られるＲＧＢ３原色の映像信号が、有機ＥＬディスプレイ１０のデータドライバー３へ供給される。データドライバー３は、前記ガンマ補正後の映像信号に基づいて、前表示パネル４を構成する各画素にデータ電圧を与える。尚、詳細な動作は後述するが、ガンマ補正回路６ａは、後述する電流検出回路８からの信号に応じたガンマ補正を行う。

又、映像信号処理回路６から得られる水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsyncがタイミング信号発生回路７へ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー２及びデータドライバー３へ供給される。

表示パネル４は、図２に示す回路構成の画素４２をマトリクス状に配列して構成されている。図２において、図５と同一の部分には同一の符号を付して以下、説明を省略する場合がある。走査ドライバー２は、各走査電極（各水平ライン）に順次走査電圧（ＳＣＡＮ）を印加して、同一走査電極に繋がっている複数の書込み用トランジスタＴＲ１を導通状態にし、この走査に同期して各データ電極にデータ電圧を印加する。このとき、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態であるので、容量素子としてのコンデンサＣにはデータドライバー３からのデータ電圧ＤＡＴＡが電源電圧ＰＶＤＤを基準として印加され、該データ電圧に応じた電荷がコンデンサＣに蓄積される。

そして、このコンデンサＣに蓄積された電荷量によって駆動用トランジスタＴＲ２の動作状態が決まり、駆動用トランジスタＴＲ２がオンになったとき、該駆動用トランジスタＴＲ２を経て有機ＥＬ素子４０にデータ電圧に応じた大きさの電流が供給される。この結果、データ電圧に応じた明るさで該有機ＥＬ素子４０が点灯する。この点灯状態は、１垂直走査線期間に亘って保持されることになる。尚、図２に示す如く、駆動用トランジスタＴＲ２のソースには一方の極性の第１の電源電圧ＰＶＤＤが印加され、有機ＥＬ素子４０の陰極には他方の極性の第２の電源電圧ＣＶが印加されており、この電源電圧ＣＶは後述するように可変となっている。また、駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子４０の陽極に接続されている。

電源回路５は、夫々ＤＣ／ＤＣコンバータから成る第１の電源５ａと第２の電源５ｂとから構成され、第１の電源５ａ及び第２の電源５ｂは、夫々表示パネル４を構成する各画素４２に電源電圧ＰＶＤＤ及びＣＶを供給する。尚、この電源電圧ＰＶＤＤを有機ＥＬ表示装置１における基準電圧（例えば、接地）と共通にすれば、第１の電源５ａは単に表示パネル４に基準電圧を与えるものに過ぎず、第１の電源５ａにＤＣ／ＤＣコンバータ等は不要となる。

電流検出回路８は、電源電圧ＣＶを表示パネル４に与えている電源電圧ラインに流れる電流を検出する。即ち、電流検出回路８は、各画素４２の備える有機ＥＬ素子４０に流れる電流の総和Ｉ_CVを検出する。該電流検出回路８による検出結果である電流値Ｉ_CVは、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）でデジタル信号化されて輝度補償回路９及びガンマ補正回路６ａに与えられる。

輝度補償回路９は、前記検出結果と、第１の電源５ａの出力する電源電圧ＰＶＤＤの値と、第２の電源５ｂの出力する電源電源ＣＶの値とに基づいて、該電源電圧ＣＶを変化させるための補正信号を第２の電源５ｂに与える。

尚、図１に示す各回路、各ドライバーには電源回路(図示省略)が接続されている（但し、電源回路５は除く）。

（図３：Ｖ−Ｉ特性図による説明）
次に、図３を用いて本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の動作を説明する。図３は、図６と同様、駆動用トランジスタＴＲ２のＶｄｓ−Ｉｄ特性と、有機ＥＬ素子４０のＶ_EL−Ｉ特性を示したものである。図３中、実線５０、５１及び５５は、図６と同一のものであるため説明を省略する。

本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、Ｖｄｓ−Ｉｄ特性との関係において、初期状態の有機ＥＬ素子のＶ_EL−Ｉ特性が実線２０になるように電源電圧ＣＶが設定されている。即ち、初期状態においては、図３における電圧ＣＶａと一致するように電源電圧ＣＶが設定されており、実線５０と実線５５の交点と、実線５０と実線２０の交点との間には、（ＣＶａ−ＣＶ₀）の電圧差がある。

ここで、「初期状態」とは、画素４２の製造時（製造直後）における状態を意味する。また、数分〜数時間程度、画素４２に電力を与えて有機ＥＬ素子４０を発光させたとしても、その程度の通電ではＶ_EL−Ｉ特性は殆ど変動しないといっていい。従って、「初期状態」とは、画素４２を備えた有機ＥＬディスプレイ１０或は有機ＥＬ表示装置１の製造時における状態とも、出荷時における状態とも言える。

この初期状態にてＶｇｓ＝Ｖ１である場合、駆動用トランジスタＴＲ２は飽和領域の低電圧側（飽和領域であってＶｄｓが比較的低い側）で動作するように、或は飽和領域と線形領域の境界部分で動作するように電源電圧ＣＶは設定されており、図３の状態とは相違するが、線形領域で動作するように電源電圧ＣＶを設定することも可能である。

今、初期状態において実線２０であったＶ_EL−Ｉ特性が、所定時間ｔの通電後、破線２０ａのようにシフトしたとする。この場合、仮に第２の電源５ｂが出力する電源電圧ＣＶが電圧ＣＶａのままであるとすると、Ｖｇｓ＝Ｖ１となるデータ電圧が画素４２に与えられても、有機ＥＬ素子４０には電流Ｉ１ａしか流れないことになり、その電流減少に応じて輝度が初期状態より減少してしまう。

そこで、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１においては、その電流の減少（Ｉ１からＩ１ａへの減少）を検知して、輝度を補償するようにしている。即ち、Ｖｇｓ＝Ｖ１の状態におけるＩ_CV＝Ｉ１ａ・（画素の総数）を電流検出回路８が検出し、その検出結果を輝度補償回路９に送出する。そして、輝度補償回路９は、電源電圧ＣＶが電圧ＣＶｂ（図３参照）になるように、上記補正信号を出力して第２の電源５ｂを制御するのである。

そうすると、Ｖｄｓ−Ｉｄ特性との関係において、破線２０ａのようであったＶ_EL−Ｉ特性は実線２０ｂのように補正される。これにより、Ｖｇｓ＝Ｖ１となるデータ電圧に対応する有機ＥＬ素子４０の通電電流はＩ１ｂになるため、輝度の減少度合いが低減される。

また、輝度補償回路９は、表示パネル４の消費電力が一定に保たれるように（初期状態から変動しないように）上記補正信号を第２の電源５ｂに送出する。具体的には、Ｖｇｓ＝Ｖ１の状態において、（初期状態におけるＩ_CV）ｘ（ＰＶＤＤ−（初期状態におけるＣＶ）＝（時間ｔ通電後におけるＩ_CV）ｘ（ＰＶＤＤ−（時間ｔ通電後におけるＣＶ）が成立するように電源電圧ＣＶを電圧ＣＶｂに補正する。上述の符号を用いて換言すると、Ｉ１・（ＰＶＤＤ−ＣＶａ）＝Ｉ１ｂ・（ＰＶＤＤ−ＣＶｂ）が成立するように電源電圧ＣＶを電圧ＣＶｂに補正するのである。

上記式が成立するように輝度補償回路９は動作するため、電流検出回路８の検出結果と、電源電圧ＰＶＤＤ及びＣＶの値に基づいて、輝度補償回路９は電圧値ＣＶｂを決定するといえる。尚、式（Ｉ１・（ＰＶＤＤ−ＣＶａ））で求められる値は、有機ＥＬ表示装置１の初期状態にて決定される一定値である。

表示装置等の電化製品においては、機器全体の定格消費電力は初期状態において決定されており、使用を継続するにつれて消費電力が増大し、定格消費電力を超えてしまうということは通常認められない。しかしながら、上記有機ＥＬ表示装置１においては、上述の如く表示パネル４の消費電力を一定に保ちつつ輝度を補償するため、使用を継続するにつれて消費電力が増大するという問題は発生しない。その結果、使用につれての消費電力増大を考慮する必要がないため、過度の放熱設計等を行う必要もない。

（図４：輝度劣化の考察）
次に、図４を用いて有機ＥＬ素子４０の輝度（表示パネル４の輝度）の劣化度合いについて考察する。図４（ａ）のグラフは、参考用の従来例におけるグラフであり、Ｖｄｓ−Ｉｄ特性との関係において、初期状態のＶ_EL−Ｉ特性が実線５５になるように有機ＥＬ素子４０の陰極側の電圧を設定した場合（即ち、図５の場合）の輝度劣化特性を示している。一方、図４（ｂ）のグラフは本実施形態における輝度劣化特性を示している。

図４（ａ）（ｂ）の双方のグラフは、常にＶｇｓ＝Ｖ１となるような映像信号を双方に与えつづけた場合の輝度劣化特性を示すものとし、また、初期状態における輝度は、双方のグラフにおいて「１」であるとする。その他、特記なき限り、様々な動作条件（周囲温度等）は双方のグラフにおいて同一であるとする。そして、上記条件の下、時間ｔの通電を経て、実線５５のＶ_EL−Ｉ特性は実線５６（図６参照）のようにシフトし、実線２０のＶ_EL−Ｉ特性は実線２０ｂ（図３参照）のようにシフト（輝度補償回路９による補正済み）するものとする。

図４（ａ）では、初期状態における輝度「１」が、時間ｔの通電後、有機ＥＬ素子４０を構成する発光材料の発光効率の低下により、「α」だけ低下する。この低下分「α」は、各画素４１における消費電力「Ｉ１・（ＰＶＤＤ−ＣＶ₀）」に対応して生じた温度上昇および発光材料の劣化に起因する。

一方、図４（ｂ）のグラフでは、初期状態における輝度「１」が、時間ｔの通電後、各有機ＥＬ素子４０に流れる電流低下（Ｉ１からＩ１ｂに低下；図３参照）に起因して「α₁」（α₁＞０）だけ低下し、有機ＥＬ素子４０を構成する発光材料の発光効率の低下に起因して「α₂」（α₂＞０）だけ低下している。そして、例えば、式（α≧α₁＋α₂）が成立するように、初期状態における第２の電源５ｂの出力電圧ＣＶは定められている。

このようにα＞α₂が成立するのは、各画素４２における消費電力（初期状態では「Ｉ１・（ＰＶＤＤ−ＣＶａ）」であり、時間ｔ通電後では「Ｉ１ｂ・（ＰＶＤＤ−ＣＶｂ）」）が、各画素４１（図５参照）における消費電力より小さく、それに伴って温度上昇が抑制されるからである。

以上のように、本実施形態における画素４２においては、所定の条件下での有機ＥＬ素子４０に流れる電流量が経時的に減少していくことになるが、図３等に示すように有機ＥＬ素子４０の陰極側の電源電圧ＣＶを従来例に比べ小さく設定しているため、結果的に動作時間に対する輝度の減少度合いは、従来例の同等以下となっている。即ち、有機ＥＬ表示装置の寿命（輝度に関わる寿命）を保ちつつ、消費電力の削減が実現されている。

（ガンマ補正）
また、上述したように、電流検出回路８による検出結果である電流値Ｉ_CVは、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）でデジタル信号化されてガンマ補正回路６ａにも与えられている。有機ＥＬ素子４０のＶ_EL−Ｉ特性が上述の如く経時的にシフトすることにより、同一のデータ電圧に対する電流値Ｉ_CVが変化した場合、ガンマ補正回路６ａがそのガンマ補正に何ら変更を加えなければ、ガンマ特性が変動し表示品位が損なわれる。しかし、ガンマ補正回路６ａは、前記検出結果を参照しつつ、三原色信号のガンマ特性が電流値Ｉ_CVによらず一定になるようにガンマ補正を行っている。従って、上記有機ＥＬ表示装置１においては、ガンマ特性が変動することに起因して表示品位が経時的に劣化していくこともない。

（ＣＶ補正と差電圧補正）
また、上記実施形態では、電源電圧ＣＶを変動させることにより輝度の補償を行う例を示した。このように第２の電源電圧ＣＶのみを変動させる場合は、コンデンサＣの一方の端子に与えられている電圧、即ち第１の電源電圧ＰＶＤＤは固定されており、データ電圧と駆動用トランジスタＴＲ２のＶｇｓとの関係は変動しない。従って、輝度補償回路９による動作に伴ってデータ電圧を変動させる必要はないため、容易に輝度劣化を補償することができる。

しかしながら、電源電圧ＰＶＤＤのみを変動するように変形することも、電源電圧ＰＶＤＤ及びＣＶの双方を変動するように変形することも可能である。輝度補償回路９が、電源電圧ＰＶＤＤと電源電圧ＣＶの差電圧を補正すれば、上述と同様の作用・効果が実現されるからである。但し、それらの変形を行った場合は、電源電圧ＰＶＤＤまたはＣＶの変動に伴ってデータ電圧を変動させる必要が生じる。

（電流一定制御）
また、有機ＥＬ表示装置の実際の消費電力が定格消費電力に対して余裕がある場合等、場合によっては、Ｖｇｓ＝Ｖ１における有機ＥＬ素子４０に流れる電流の総和（Ｉ_CV）が、通電に伴うＶ_EL−Ｉ特性のシフトに拘らず一定となるように、輝度の補償をしてもよい。即ち、図３において、通電に伴いＶ_EL−Ｉ特性が破線２０ａにシフトするように変化したとき、再び実線２０のＶ_EL−Ｉ特性になるように、輝度補償回路９が第２の電源５ｂを制御するようにしてもよい。

このようにすれば、有機ＥＬ素子４０を構成する発光材料の発光効率の低下に起因する輝度の低下は上記「α₂」（図４参照）よりも若干大きくなるものの、有機ＥＬ素子４０に流れる電流低下に起因する輝度の低下（図４におけるα₁）をなくすことができる。そして、初期状態における電源電圧ＣＶを電圧ＣＶａ（図３参照）に設定しておけば、図５に示す従来例より各画素の消費電力は小さくなるのであるから、結果として動作時間に対する輝度の減少度合いは、従来例のより小さくなる。即ち、有機ＥＬ表示装置の寿命（輝度に関わる寿命）を向上させつつ、消費電力の削減が実現することができる。

（ＣＶの固定）
また、上記有機ＥＬ表示装置１において、第２の電源電圧ＣＶの値を電圧値ＣＶａで固定としてもよい（図３参照）。この場合も上述したように、初期状態において実線２０であったＶ_EL−Ｉ特性が、時間ｔの通電後、破線２０ａのようにシフトするが、電源電圧ＣＶが固定であるので（補正されないので）、Ｖｇｓ＝Ｖ１となるデータ電圧が画素４２に与えられても、有機ＥＬ素子４０には電流Ｉ１ａしか流れない。

そうすると、各有機ＥＬ素子４０に流れる電流の低下（Ｉ１からＩ１ａに低下）に起因した輝度低下量β₁は、図４（ｂ）におけるα₁よりも大きくなってしまう。しかしながら、その電流低下量が増加した分、画素４２の消費電力が減少するため、有機ＥＬ素子４０を構成する発光材料の発光効率の低下に起因した輝度低下量β₂は、図４（ｂ）におけるα₂よりも小さくなる。

そして、例えば、式（α≧β₁＋β₂）が成立するように、初期状態における第２の電源５ｂの出力電圧ＣＶを定めれば、結果的に動作時間に対する輝度の減少度合いは、従来例の同等以下となり、有機ＥＬ表示装置の寿命（輝度に関わる寿命）を保ちつつ、消費電力の削減を実現できることになる。

（その他）
また、電流検出回路８がＶｇｓ＝Ｖ１の状態における電流値Ｉ_CVを検出するためには、一瞬（例えば、数１０ｍｓｅｃ）とはいえ、例えば全ての画素４２における駆動用トランジスタＴＲ２のＶｇｓをＶ１とする必要があるが、有機ＥＬ表示装置１の電源オン時（起動時）や電源オフ時（遮断時）等に、一瞬Ｖｇｓ＝Ｖ１として電流値Ｉ_CVを検出するようにすれば有機ＥＬ表示装置１を視る者に不自然さを与えることもない。尚、前記「一瞬Ｖｇｓ＝Ｖ１として電流値Ｉ_CVを検出する」動作は、電源オンや電源オフの度に行う必要はない。

また、必ずしも全ての画素４２における駆動用トランジスタＴＲ２のＶｇｓをＶ１とした状態で電流値Ｉ_CVを検出する必要はない。即ち、一部の画素４２（例えば、ＲＧＢ三原色のうちＲの表示に対応する画素の全て或はその一部）における駆動用トランジスタＴＲ２のＶｇｓをＶ１とした状態で電流値Ｉ_CVを検出し、その電流値に基づいて輝度補償回路９及びガンマ補正回路６が動作するようにしてもよい。その場合、その一部以外の画素４２における駆動用トランジスタＴＲ２を遮断状態にして電流値Ｉ_CVを検出すればよい。

本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を駆動する有機ＥＬ表示装置等の表示装置に好適であり、特にアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ表示装置に好適である。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。 図１における表示パネルの構成する各画素の回路図である。 図２における駆動用トランジスタのＶｄｓ−Ｉｄ特性と、有機ＥＬ素子のＶ_EL−Ｉ特性を示す図である。 図１における表示パネルの輝度劣化特性を説明するための図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の表示パネルを構成する各画素の回路図である。 図５における駆動用トランジスタのＶｄｓ−Ｉｄ特性と、有機ＥＬ素子のＶ_EL−Ｉ特性を示す図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ表示装置
２ 走査ドライバー
３ データドライバー
４ 表示パネル
５ 電源回路
５ａ 第１の電源
５ｂ 第２の電源
６ 映像信号処理回路
６ａ ガンマ補正回路
７ タイミング信号発生回路
８ 電流検出回路
９ 輝度補償回路
１０ 有機ＥＬディスプレイ
ＴＲ１ 書込み用トランジスタ
ＴＲ２ 駆動用トランジスタ
Ｃ コンデンサ
４０ 有機ＥＬ素子
ＰＶＤＤ 第１の電源電圧
ＣＶ 第２の電源電圧
４２ 画素

Claims (8)

1. 電力の供給を受けて発光する表示素子と、入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタ側に接続され、該駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、該表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えた表示装置において、
   前記表示素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   該電流検出手段による検出結果に基づいて前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧を補正することにより、前記表示素子の輝度劣化を補償する輝度補償手段と
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 電力の供給を受けて発光する表示素子と入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタとを夫々に有する複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルと、前記駆動用トランジスタ側に接続され、各駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、各表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えたアクティブマトリクス駆動型の表示装置において、
   各表示素子に流れる電流の和を検出する電流検出手段と、
   該電流検出手段による検出結果に基づいて前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧を補正することにより、前記表示素子の輝度劣化を補償する輝度補償手段と
   を備えたことを特徴とする表示装置。
3. 前記輝度補償手段は、前記第２の電源電圧を変動させることにより前記差電圧を補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記輝度補償手段は、所定のデータ電圧に対応した前記検出結果である電流値と前記差電圧の値との積が予め定められた一定値と等しくなるように前記補正を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
5. 前記輝度補償手段は、所定のデータ電圧に対応した前記検出結果である電流値が予め定められた一定値と等しくなるように前記補正を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
6. 赤、緑、青の三原色信号からなる映像信号を予め定められたガンマ特性にしたがってガンマ補正するガンマ補正手段と、
   前記ガンマ補正後の信号に応じて前記駆動用トランジスタに前記データ電圧を与えるデータドライバーとを備え、
   前記ガンマ補正手段は、前記検出結果である電流値に基づき、前記ガンマ特性が前記電流値に拠らず一定となるようにガンマ補正を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
7. 前記表示素子に最大の電流を流すことに対応したデータ電圧が前記駆動用トランジスタに入力されたとき前記駆動用トランジスタが線形領域にて動作するように、前記差電圧は設定されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
8. 電力の供給を受けて発光する表示素子と、入力されたデータ電圧に応じた電流を前記表示素子に流すことにより前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタ側に接続され、該駆動用トランジスタに第１の電源電圧を与える第１の電源と、前記表示素子側に接続され、該表示素子に第２の電源電圧を与える第２の電源とを備えた表示装置において、
   前記表示素子に最大の電流を流すことに対応したデータ電圧が前記駆動用トランジスタに入力されたとき前記駆動用トランジスタが線形領域にて動作するように、前記第１の電源電圧と前記第２の電源電圧との差電圧は設定されている
   ことを特徴とする表示装置。

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