JP2005326830A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ表示装置において、駆動用トランジスタの電力損失を抑制し、表示装置の発熱や消費電力を低減する。
【解決手段】複数のＲ画素（５１Ｒ）に対応して第１の電源回路（７１）が設けられ、複数のＧ画素（５１Ｇ）に対応して第２の電源回路（７２）が設けられ、複数のＢ画素（５１Ｂ）に対応して第３の電源回路（７３）が設けられている。第１の電源回路（７１）は、電圧ＰＶＤＤ−Ｒと電圧ＣＶ−Ｒを生成する。また、第２の電源回路（７２）は電圧ＰＶＤＤ−Ｇと電圧ＣＶ−Ｇを生成する。また、第３の電源回路（７３）は電圧ＰＶＤＤ−Ｂと電圧ＣＶ−Ｂを生成する。これらの電源回路が生成する電圧は、ホワイトバランス調整のために、マイクロプロセッシングユニット（８０）によって独立に制御されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、表示装置に関し、特にＲＧＢ３原色等の複数のカラー画素を備えた表示装置に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（Organic Electro Luminescence Element：以下、「有機ＥＬ素子」と略称する）を用いた有機ＥＬ表示装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。特に、各画素の有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する駆動用トランジスタとして、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と略称する）を備えたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が開発されている。

このような有機ＥＬ表示装置では、フルカラー表示を実現するために、Ｒ（赤）色の光を発する有機ＥＬ素子を有したＲ画素、Ｇ（緑）色の光を発する有機ＥＬ素子を有したＧ画素、Ｂ（青）色の光を発する有機ＥＬ素子を有したＢ画素を備えている。あるいは、白色の光を発する有機ＥＬ素子による白色光を、各画素に対応したＲ、Ｇ、Ｂの各色のカラーフィルターを通すようにしてフルカラー表示を実現した有機ＥＬ表示装置もある。

そして、駆動用トランジスタを介して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各映像データに応じた駆動電流を各画素の有機ＥＬ素子に供給することで、これらの有機ＥＬ素子を発光させ、これらの有機ＥＬ素子から発せられるＲ、Ｇ、Ｂの各色の光を混合することで所望のフルカラー表示を実現している。

図１４に示すように、有機ＥＬ素子１００を発光させるための駆動電流Ｉの最大値は、駆動用トランジスタ１０１のソースドレイン間に印加される電圧、すなわち、電圧ＰＶＤＤ、電圧ＣＶの差によって規定される。そして、有機ＥＬ素子１００の最大発光輝度はこの駆動電流Ｉの最大値によって定まる。
特開２００３−２４１７１１号公報

ＲＧＢ３原色の各色の有機ＥＬ素子の発光効率、すなわち、駆動電流に対する輝度の比率は一定ではない。そこで、各有機ＥＬ素子の最大輝度値においてホワイトバランス調整を行うためには、最も発光効率の悪い色の有機ＥＬ素子を有する画素に合わせて、共通の電圧ＰＶＤＤ、電圧ＣＶを設定していた。そのため、比較的発光効率の良い他の有機ＥＬ素子を有する画素では、不要に高い電源電圧（電圧ＰＶＤＤと電圧ＣＶの差、ＰＶＤＤ−ＣＶによって定義する）が供給されてしまい、結果として、駆動用トランジスタの電力損失が生じ、表示装置の発熱や消費電力が増大してしまうという問題を有していた。

また、多階調表示を実現するために、特開平２００３−２４１７１１号公報に開示されるような時分割駆動方式を用いた表示装置においては、ホワイトバランス調整を行うと、ＲＧＢ毎に必要な輝度を得るための発光時間がＲＧＢの画素毎に異なってしまい、その結果、階調再生の精度が劣化してしまうという問題も有していた。

本発明の表示装置の主たる特徴構成は以下の通りである。

すなわち、本発明の表示装置は、マトリクスに配列された複数の画素と、前記複数の画素にデータ電圧を供給するデータドライバーとを備え、前記複数の画素は、第１の画素と、第２の画素と、第３の画素とを含み、前記第１の画素は、電流の供給を受けて第１色の光を発する第１の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第１の電流を前記第１の発光素子に供給する第１の駆動用トランジスタと、前記第２の画素は、電流の供給を受けて第２色の光を発する第２の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第２の電流を前記第２の発光素子に供給する第２の駆動用トランジスタと、前記第３の画素は、電流の供給を受けて第３色の光を発する第３の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第３の電流を前記第３の発光素子に供給する第３の駆動用トランジスタと、を備え、さらに、前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタに対応して設けられ、これらの駆動用トランジスタにそれぞれ異なる電源電圧を供給する第１、第２及び第３の電源回路と、を備えることを特徴とするものである。

また、上記構成に加えて、前記第１、第２及び第３の電源回路の電源電圧を制御する電源制御回路を備えることを特徴とするものである。

さらに、上記構成に加えて、前記電源制御回路の電源電圧制御によりホワイトバランス調整を行うことを特徴とするものである。

さらにまた、上記構成に加えて、前記データ電圧の大きさに応じた時間だけ前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタを導通させて前記第１、第２及び第３の発光素子に電流を供給する駆動制御回路を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、発光色の異なる有機ＥＬ素子を有する画素毎に、駆動用トランジスタの電源電圧を独立制御可能にしているので、画素毎に、ホワイトバランス調整するための電源電圧が最適化される。その結果、画素内の駆動用トランジスタの電力損失が最小に抑えられ、表示装置の発熱が抑制され、またその消費電力が削減される。

また、電源回路にとっては、全画素に共通に高い電源電圧を供給する必要がなくなり、その負担が複数の電源回路に分散されるため、電源の効率も向上する。

さらに、発光効率の良い有機ＥＬ素子を備えた画素では、電源電圧が下げられる結果、その有機ＥＬ素子に供給される電流も小さくなり、ピーク電流（最大輝度時の供給電流）が抑制され、信頼性の向上につながる。

さらにまた、多階調表示を実現するために、時分割駆動方式を用いた表示装置において、ホワイトバランス調整を行う際に、ＲＧＢ３原色の各色の画素毎の発光時間を互いに等しくできるために、多階調再生の精度が向上する。

次に、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について図面を参照しながら説明する。まず、本発明が適用される時分割駆動方式を用いた表示装置の構成について説明する。

この有機ＥＬ表示装置は、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(５)に、走査ドライバー(３)とデータドライバー(４)を接続して構成されている。ＴＶ受信機等の映像ソースから供給される映像信号は、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、これによって得られるＲＧＢ３原色の映像信号が、有機ＥＬディスプレイ(２)のデータドライバー(４)へ供給される。
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(３)及びデータドライバー(４)へ供給される。更に、タイミング信号発生回路(７)から得られるタイミング信号がランプ電圧発生回路(８)へ供給され、
これによって、後述の如く有機ＥＬディスプレイ(２)の駆動に用いられるランプ電圧が生成され、該ランプ電圧が表示パネル(５)の各画素へ供給される。尚、図１に示す各回路、各ドライバー及び有機ＥＬディスプレイには電源回路(図示省略)が接続されている。

表示パネル(５)は、図２に示す回路構成の画素（５１）をマトリクス状に配列して構成されている。各画素（５１）は、有機層によって構成される有機ＥＬ素子（５０）と、ゲートに対するオン／オフ制御信号の入力に応じて有機ＥＬ素子（５０）に対する通電を制御する駆動用トランジスタＴＲ２と、前記走査ドライバー（３）からの走査電圧がゲートに印加されて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、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前記データドライバー（４）からのデータ電圧が印加されるデータ保持用の容量素子Ｃと、前記ランプ電圧発生回路（８）から供給されるランプ電圧ＲＡＭＰと容量素子Ｃの出力電圧とが正負一対の入力端子に供給されて、両電圧を比較するコンパレータ(９)とを備え、コンパレータ(９)の出力信号が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートへ供給されている。

駆動用トランジスタＴＲ２のソースには電流供給ライン（５４）が接続され、この電流供給ライン（５４）に電圧ＰＶＤＤが印加されている。駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子（５０）のアノードに接続され、有機ＥＬ素子（５０）のカソードには電圧ＣＶが印加されている。

書込み用トランジスタＴＲ１の一方の電極(例えばソース)には前記データドライバー（４）が接続され、書込み用トランジスタＴＲ１の他方の電極(例えばドレイン)は、容量素子Ｃの一端に接続されると共に、コンパレータ(９)の反転入力端子に接続されている。コンパレータ(９)の非反転入力端子には前記ランプ電圧発生回路(８)の出力端子が接続されている。

上記有機ＥＬディスプレイ(２)においては、図３ (ａ)に示す様に、１フィールド期間が、前半の走査期間と、後半の発光期間とに時分割される。このとき、発光期間は画素毎に異なる。走査期間には、各水平ラインについて、各画素（５１）を構成する書込み用トランジスタＴＲ１に走査ドライバーからの走査電圧が印加され、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となり、これによって、容量素子Ｃには、データドライバーからのデータ電圧が印加され、該電圧が電荷として蓄積される。この結果、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する全ての画素に対して、１フィールド分のデータが設定されることになる。

又、ランプ電圧発生回路(８)は、図３ (ｂ)に示す如く１フィールド期間毎に、前半の走査期間ではハイの電圧値を維持し、後半の発光期間では、ローの電圧値からハイの電圧値まで直線的に変化するランプ電圧を発生する。前半の走査期間に、ランプ電圧発生回路(８)からのハイの電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、反転入力端子への入力電圧に拘わらず図３（ｃ）に示す如く常にハイとなる。

又、後半の発光期間にランプ電圧発生回路(８)からのランプ電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されると同時に、容量素子Ｃの出力電圧(データ電圧)がコンパレータ(９)の反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、図３（ｃ）に示す如く両電圧の比較結果に応じてロー及びハイの２つの値をとる。即ち、ランプ電圧がデータ電圧を下回っている期間はコンパレータの出力がローとなり、ランプ電圧がデータ電圧を上回っている期間はコンパレータの出力がハイとなる。ここで、コンパレータの出力がローとなる期間の長さは、データ電圧の大きさに比例することになる。

この様にして、コンパレータ(９)の出力がデータ電圧の大きさに比例する期間だけローとなることによって、該期間だけ駆動用トランジスタＴＲ２がオンとなり、有機ＥＬ素子（５０）への通電がオンとなる。この結果、表示パネル（５）を構成する各画素（５１）の有機ＥＬ素子（５０）は、１フィールド期間内で、各画素（５１）に対するデータ電圧の大きさに比例する期間だけ発光することになり、これによって多階調の表示が実現される。

上述の如く、この有機ＥＬ表示装置によれば、１フィールド期間内に１回の走査を行なうだけで多階調表示が行なわれるので、高速の走査は不要であり、然も擬似輪郭が発生することはない。又、この有機ＥＬ表示装置は、デジタル駆動方式を採用しているので、駆動用トランジスタＴＲ２の特性のばらつきに影響され難く、然も、電源電圧の低減による低消費電力化が可能である。

更にまた、図４ (ａ)(ｂ)に示す如く、ＲＧＢ３原色の各色のライン上に並ぶ画素について、ランプ電圧の変化率(傾斜)を色毎に変えることによって、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させることも可能であって、これによってホワイトバランス調整を行うことが可能である。この場合、図５に示す如く、ＲＧＢ３原色の各色のライン毎に、Ｒランプ電圧発生回路（８１）、Ｇランプ電圧発生回路（８２）及びＢランプ電圧発生回路（８３）を設ける。

ところで、ＲＧＢ３原色の各色の有機ＥＬ素子の発光効率、すなわち、駆動電流に対する輝度の比率は一定ではない。そこで、各有機ＥＬ素子（５０）の最大輝度値においてホワイトバランス調整を行うためには、最も発光効率の悪い色の有機ＥＬ素子（５０）を有する画素に合わせて、共通の電圧ＰＶＤＤ、電圧ＣＶを設定していた。

そのため、比較的発光効率の良い他の有機ＥＬ素子（５０）を有する画素（５１）では、不要に高い電源電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）が供給されてしまい、結果として、駆動用トランジスタＴＲ２の電力損失が生じ、表示装置の発熱や消費電力が増大してしまうという問題を有していた。

また、上述したように、ランプ電圧の変化率(傾斜)を色毎に変えることによって、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させ、これによってホワイトバランスの調整を行うと、ＲＧＢ毎にホワイトバランス調整がなされた状態での発光輝度を得るための発光期間が異なってしまう。その結果、多階調再生の精度が劣化してしまうという問題も有していた。

そこで、ＲＧＢ３原色の各色の有機ＥＬ素子を駆動する駆動用トランジスタＴＲ２毎に、それに印加される電源電圧を発生する電源回路を独立に設けた。そのような有機ＥＬ表示装置の構成について図７を参照しながら説明する。図７は図１の表示パネル（５）及びその周辺回路を示している。走査ドライバー（３）、データドライバー（４）等のその他の構成は、図１を参照して説明した有機ＥＬ表示装置と全く同じである。

図７において、ＲＧＢ３原色に対応した複数のＲ画素（５１Ｒ）、複数のＧ画素（５１Ｇ）、複数のＢ画素（５１Ｂ）がマトリクス状に配列されている。図においては、これらの３つの画素が行方向に並んで配列され、１つの画素グループ（６０）を構成し、複数の画素グループ（６０）がマトリクス状に配列されている。

Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）、Ｂ画素（５１Ｂ）の各画素は、図２に示した画素（５１）と同じ構成を有しており、ＲＧＢの各色を発光する有機ＥＬ素子（５０）の有機層の構成のみが異なっている。また、複数のＲ画素（５１Ｒ）、複数のＧ画素（５１Ｇ）、複数のＢ画素（５１Ｂ）の各画素にはランプ電圧が共通に供給されている。

そして、複数のＲ画素（５１Ｒ）に対応して第１の電源回路（７１）が設けられ、複数のＧ画素（５１Ｇ）に対応して第２の電源回路（７２）が設けられ、複数のＢ画素（５１Ｂ）に対応して第３の電源回路（７３）が設けられている。第１の電源回路（７１）は、入力ＤＣ電圧を所望の高いＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｒと電圧ＣＶ−Ｒを生成する。

また、第２の電源回路（７２）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｇと電圧ＣＶ−Ｇを生成する。また、第３の電源回路（７３）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｂと電圧ＣＶ−Ｂを生成する。これらの電源回路が生成する電圧は、ホワイトバランス調整のために、マイクロプロセッシングユニット（８０）によって独立に制御されている。

第１の電源回路（７１）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｒは電源ライン（７４）を通して複数のＲ画素（５１Ｒ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第１の電源回路（７１）からの電圧ＣＶ−Ｒは電源ライン（７５）を通して複数のＲ画素（５１Ｒ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードに共通に供給される。

また、第２の電源回路（７２）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｇは電源ライン（７６）を通して複数のＧ画素（５１Ｇ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第２の電源回路（７２）からの電圧ＣＶ−Ｇは電源ライン（７７）を通して複数のＧ画素（５１Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードに共通に供給される。

同様にして、第３の電源回路（７３）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｂは電源ライン７８を通して複数のＢ画素（５１Ｂ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第３の電源回路（７３）からの電圧ＣＶ−Ｇは電源ライン（７９）を通して複数のＢ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードに共通に供給される。

図１２は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方式を説明する図である。この図から明らかなように、ＲＧＢ３原色に対応したＲＧＢの各画素に共通な電源電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）を供給した場合、図１、図５の時分割駆動方式の有機ＥＬ表示装置では、発光効率の最も悪いＢ画素に合わせて高い電源電圧が設定されるため、この状態でホワイトバランス調整を行うために、比較的発光効率の良いＲ画素、さらに発光効率の良いＧ画素の発光期間が短く設定されることとなり、駆動用トランジスタの電力損失が生じ、表示装置の発熱や消費電力が増大し、あるいは多階調再生の精度が劣化してしまうなどの問題があった。

これに対して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方式では、時分割駆動方式の有機ＥＬ表示装置において、ＲＧＢの各画素に独立の電源電圧を供給するようにしたので、ＲＧＢの各画素に最も適した電源電圧を加えることができる。この例では、発光効率の悪い画素の順、すなわちＢ画素、Ｒ画素、Ｇ画素に高い電源電圧が供給されるようにマイクロプロセッシングユニット（８０）によって制御されている。なお、発光効率は有機ＥＬ素子（５０）を形成している有機層の特性等に依存するため、必ずしもＢ画素、Ｒ画素、Ｇ画素の順に発光効率が悪いという訳ではない。

また、ＲＧＢの各画素の発光時間を互いに等しく設定して、各画素に供給される電源電圧を独立に最適化することでホワイトバランス調整を行うことできるので、多階調再生の精度が向上する。

ここで、ＲＧＢの各画素に独立の電源電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）を供給すると、駆動用トランジスタＴＲ２の電力損失が抑制される理由について図６を参照して説明する。図６は薄膜トランジスタによって形成された駆動用トランジスタＴＲ２の電流Ｉｄ対電圧Ｖｄｓ特性を示す。Ｉｄはドレイン電流、Ｖｄｓはソースドレイン間電圧である。

独立電源電圧の最適化によって電流ＩｄがＩｄ１からＩｄ２に減少したとすると、これに伴って、ＶｄｓはＶｄｓ１からＶｄｓ２に減少する。電流Ｉｄ対電圧Ｖｄｓ特性は（飽和特性）非線形特性を示すため、Ｉｄｓの減少率に比してＶｄｓの減少率の方がずっと大きい。すなわち、独立電源電圧の最適化によって、電源電圧が減少するとそれに伴って駆動電流であるドレイン電流Ｉｄが減少し、Ｖｄｓが大きく減少するため、駆動トランジスタＴＲ２の電力損失が抑制されることになる。

なお、第１の電源回路（７１）が生成する電圧ＣＶ−Ｒ、第２の電源回路（７２）が生成する電圧ＣＶ−Ｇ、第３の電源回路（７３）が生成する電圧ＣＶ−Ｂは、互いに異なる電圧でもよいし、全て同じ電圧でもよい。電圧ＣＶ−Ｒ、ＣＶ−Ｇ、ＣＶ−Ｂが互いに異なる場合には、Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）、Ｂ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードは物理的に互いに分離される。電圧ＣＶ−Ｒ、ＣＶ−Ｇ、ＣＶ−Ｂが全て同じ場合には、それらのカソードは分離されることなく、物理的に一体化される。

また、図７に示した有機ＥＬ表示装置では、ＲＧＢの各画素に対応して独立に第１の電源回路（７１）、第２の電源回路（７２）、第３の電源回路（７３）を設けたが、ＲＧＢの各画素を２つのグループに分けて、グループ毎に共通の電源電圧を供給するようにしてもよい。

そのような有機ＥＬ表示装置の構成について図８を参照しながら説明する。図８は、図７と同様に図１の表示パネル（５）及びその周辺回路を示している。この有機ＥＬ表示装置では、Ｒ画素（５１Ｒ）とＧ画素（５１Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０）の発光効率が、Ｂ画素（５１Ｂ）に比べると、互いに近似しているため、これらの２種類の画素を同じグループに分類し、残りのＢ画素（５１Ｂ）を別のグループに分類している。このグループ分けは一例であり、実際の各画素の有機ＥＬ素子の発光効率に応じてこれと異なるグループ分けをしてもよい。以下で、その詳しい回路構成について説明する。

図８において、図７と同様に、ＲＧＢ３原色に対応した複数のＲ画素（５１Ｒ）、複数のＧ画素（５１Ｇ）、複数のＢ画素（５１Ｂ）がマトリクス状に配列されている。図においては、これらの３つの画素が行方向に並んで配列され、１つの画素グループ６０を構成し、複数の画素グループ６０がマトリクス状に配列されている。

Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）、Ｂ画素（５１Ｂ）の各画素は、図２に示した画素５１と同じ構成を有しており、ＲＧＢの各色を発光する有機ＥＬ素子５０の有機層の構成のみが異なっている。また、複数のＲ画素（５１Ｒ）、複数のＧ画素（５１Ｇ）、複数のＢ画素（５１Ｂ）の各画素にはランプ電圧が共通に供給されている。

そして、複数のＲ画素（５１Ｒ）及びＧ画素（５１Ｇ）に対応して第１の電源回路（９１）が設けられ、複数のＢ画素（５１Ｂ）に対応して第２の電源回路（９２）が設けられている。第１の電源回路（９１）は、入力ＤＣ電圧を所望の高いＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−ＲＧと電圧ＣＶ−ＲＧを生成する。また、第２の電源回路（９２）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｂと電圧ＣＶ−Ｂを生成する。これらの電源回路が生成する電圧は、ホワイトバランス調整のために、マイクロプロセッシングユニット（８０）によって独立に制御されている。

第１の電源回路（９１）からの電圧ＰＶＤＤ−ＲＧは電源ライン（９３）を通して複数のＲ画素（５１Ｒ）及びＧ画素（５１Ｇ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第１の電源回路（９１）からの電圧ＣＶ−ＲＧは電源ライン９４を通して複数のＲ画素（５１Ｒ）及びＧ画素（５１Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードに共通に供給される。

また、第２の電源回路（９２）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｂは電源ライン（９５）を通して複数のＢ画素（５１Ｂ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第２の電源回路（９２）からの電圧ＣＶ−Ｂは電源ライン（９６）を通して複数のＢ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードに共通に供給される。このように、この有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの画素を有機ＥＬ素子（５０）の発光効率の近いもの同士をグループ化し、このグループに供給する電源回路を他のグループに供給する電源回路から独立させたものであるが、図７の表示装置と実質的に同様の効果を得ることができる。

なお、第１の電源回路（９１）が生成する電圧ＣＶ−ＲＧ、第２の電源回路（９２）が生成する電圧ＣＶ−Ｂは、互いに異なる電圧でもよいし、全て同じ電圧でもよい。電圧ＣＶ−ＲＧと電圧ＣＶ−Ｂが互いに異なる場合には、Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０）のカソードとＢ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０）にカソードは物理的に互いに分離される。電圧ＣＶ−ＲＧと電圧ＣＶ−Ｂが同じ場合には、それらのカソードは分離されることなく、物理的に一体化される。

次に、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、時分割駆動方式の有機ＥＬ表示装置において、ＲＧＢの画素毎に駆動用トランジスタＴＲ２に電源電圧を供給する電源回路を独立させたものであるが、本実施形態では、時分割駆動方式ではないアナログ電圧駆動方式の有機ＥＬ表示装置において、ＲＧＢの画素毎に駆動用トランジスタＴＲ２に電源電圧を供給する電源回路を独立させたものである。

図９は、この有機ＥＬ表示装置のＲＧＢの各画素を示す回路図である。この有機ＥＬ表示装置の全体構成は図１の表示装置のランプ電圧発生回路８を削除したものと同じである。表示パネル(５)は、図９に示す回路構成のＲ画素（５２Ｒ），Ｇ画素（５２Ｇ），Ｂ画素（５２Ｂ）をマトリクス状に配列して構成されている。

各画素は、有機層によって構成され、ＲＧＢの各色の光を発する有機ＥＬ素子（５０Ｒ），（５０Ｇ），（５０Ｂ）と、ＤＡＴＡ−Ｒ、ＤＡＴＡ−Ｇ、ＤＡＴＡ−Ｂのアナログデータ電圧に応じて有機ＥＬ素子（５０Ｒ），（５０Ｇ），（５０Ｂ）への通電を行なう駆動用トランジスタＴＲ２と、走査ドライバー（３）からの走査電圧がゲートに印加されて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、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ドライバー（４）からのアナログデータ電圧が印加されるデータ保持用の容量素子Ｃを備え、このアナログデータ電圧が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートへ供給されている。

そして、Ｒ画素（５２Ｒ）の駆動用トランジスタＴＲ２のソースには、電圧ＰＶＤＤ−Ｒが印加されている。この駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子（５０Ｒ）のアノードに接続され、有機ＥＬ素子（５０Ｒ）のカソードには電圧ＣＶ−Ｒが印加されている。Ｇ画素（５２Ｇ）の駆動用トランジスタＴＲ２のソースには、電圧ＰＶＤＤ−Ｇが印加されている。この駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子（５０Ｇ）のアノードに接続され、有機ＥＬ素子（５０Ｇ）のカソードには電圧ＣＶ−Ｇが印加されている。Ｂ画素（５２Ｂ）の駆動用トランジスタＴＲ２のソースには、電圧ＰＶＤＤ−Ｂが印加されている。この駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子（５０Ｂ）のアノードに接続され、有機ＥＬ素子（５０Ｂ）のカソードには電圧ＣＶ−Ｂが印加されている。

そのような有機ＥＬ表示装置の構成について図１０を参照しながらさらに詳しく説明する。図１０は図１の表示パネル（５）及びその周辺回路を示している。走査ドライバー（３）、データドライバー（４）等のその他の構成は、図１を参照して説明した有機ＥＬ表示装置と全く同じである。

図１０において、ＲＧＢ３原色に対応した複数のＲ画素（５２Ｒ）、複数のＧ画素（５２Ｇ）、複数のＢ画素（５２Ｂ）がマトリクス状に配列されている。図においては、これらの３つの画素が行方向に並んで配列され、１つの画素グループ（６５）を構成し、複数の画素グループ（６５）がマトリクス状に配列されている。

そして、複数のＲ画素（５２Ｒ）に対応して第１の電源回路（１１１）が設けられ、複数のＧ画素（５２Ｇ）に対応して第２の電源回路（１１２）が設けられ、複数のＢ画素（５２Ｂ）に対応して第３の電源回路（１１３）が設けられている。第１の電源回路（１１１）は、入力ＤＣ電圧を所望の高いＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｒと電圧ＣＶ−Ｒを生成する。

また、第２の電源回路（１１２）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｇと電圧ＣＶ−Ｇを生成する。また、第３の電源回路（１１３）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｂと電圧ＣＶ−Ｂを生成する。これらの電源回路が生成する電圧は、ホワイトバランス調整のために、マイクロプロセッシングユニット（８０）によって独立に制御されている。

第１の電源回路（１１１）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｒは電源ライン（１１４）を通して複数のＲ画素（５２Ｒ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第１の電源回路（１１１）からの電圧ＣＶ−Ｒは電源ライン（１１５）を通して複数のＲ画素（５２Ｒ）の有機ＥＬ素子（５０Ｒ）のカソードに共通に供給される。

また、第２の電源回路（１１２）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｇは電源ライン（１１６）を通して複数のＧ画素（５２Ｇ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第２の電源回路（１１２）からの電圧ＣＶ−Ｇは電源ライン（１１７）を通して複数のＧ画素（５２Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０Ｇ）のカソードに共通に供給される。

同様にして、第３の電源回路（１１３）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｂは電源ライン（１１８）を通して複数のＢ画素（５２Ｂ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第３の電源回路（１１３）からの電圧ＣＶ−Ｂは電源ライン（１１９）を通して複数のＢ画素（５２Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０Ｂ）のカソードに共通に供給される。

図１３は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方式を説明する図である。この図から明らかなように、ＲＧＢ３原色に対応したＲＧＢの各画素に共通な電源電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）を供給した場合、発光効率の最も悪いＢ画素に合わせて高い電源電圧が設定されるため、この状態でホワイトバランス調整を行うと、比較的発光効率の良いＲ画素、さらに発光効率の良いＧ画素では、無駄な電力消費が生じるという問題があった。

これに対して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方式では、ＲＧＢの各画素に独立の電源電圧を供給するようにしたので、ＲＧＢの各画素に最も適した電源電圧を加えることができる。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２の電力損失が最小に抑えられ、表示装置の発熱も防止される。

この例では、発光効率の悪い画素の順、すなわちＢ画素、Ｒ画素、Ｇ画素に高い電源電圧が供給されるようにマイクロプロセッシングユニット（８０）によって制御されている。なお、発光効率は有機ＥＬ素子を形成している有機層の特性等に依存するため、必ずしもＢ画素、Ｒ画素、Ｇ画素の順に発光効率が悪いという訳ではない。

なお、第１の電源回路（１１１）が生成する電圧ＣＶ−Ｒ、第２の電源回路（１１２）が生成する電圧ＣＶ−Ｇ、第３の電源回路（１１３）が生成する電圧ＣＶ−Ｂは、互いに異なる電圧でもよいし、全て同じ電圧でもよい。電圧ＣＶ−Ｒ、ＣＶ−Ｇ、ＣＶ−Ｂが互いに異なる場合には、Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）、Ｂ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０Ｒ）（５０Ｇ）（５０Ｂ）のカソードは物理的に互いに分離される。電圧ＣＶ−Ｒ、ＣＶ−Ｇ、ＣＶ−Ｂが全て同じ場合には、それらのカソードは分離されることなく、物理的に一体化される。

また、図１０に示した有機ＥＬ表示装置では、ＲＧＢの各画素に対応して独立に第１の電源回路（１１１）、第２の電源回路（１１２）、第３の電源回路（１１３）を設けたが、ＲＧＢの各画素を２つのグループに分けて、グループ毎に共通の電源電圧を供給するようにしてもよい。

そのような有機ＥＬ表示装置の構成について図１１を参照しながら説明する。図１１は、図１０と同様に図１の表示パネル（５）及びその周辺回路を示している。この有機ＥＬ表示装置では、Ｒ画素（５２Ｒ）とＧ画素（５２Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０Ｒ），（５０Ｇ）の発光効率が、Ｂ画素（５２Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０Ｂ）に比べると、互いに近似しているため、これらの２種類の画素を同じグループに分類し、残りのＢ画素（５２Ｂ）を別のグループに分類している。このグループ分けは一例であり、実際の各画素の有機ＥＬ素子の発光効率に応じてこれと異なるグループ分けをしてもよい。以下で、その詳しい回路構成について説明する。

図１１において、図１０と同様に、ＲＧＢ３原色に対応した複数のＲ画素（５２Ｒ）、複数のＧ画素（５２Ｇ）、複数のＢ画素（５２Ｂ）がマトリクス状に配列されている。図１１においては、これらの３つの画素が行方向に並んで配列され、１つの画素グループ（６５）を構成し、複数の画素グループ（６５）がマトリクス状に配列されている。

そして、複数のＲ画素（５２Ｒ）及びＧ画素（５２Ｇ）に対応して第１の電源回路（１２１）が設けられ、複数のＢ画素（５２Ｂ）に対応して第２の電源回路（１２２）が設けられている。第１の電源回路（１２１）は、入力ＤＣ電圧を所望の高いＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−ＲＧと電圧ＣＶ−ＲＧを生成する。また、第２の電源回路（１２２）も、同様のＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、電圧ＰＶＤＤ−Ｇと電圧ＣＶ−Ｇを生成する。これらの電源回路が生成する電圧は、ホワイトバランス調整のために、マイクロプロセッシングユニット（８０）によって独立に制御されている。

第１の電源回路（１２１）からの電圧ＰＶＤＤ−ＲＧは電源ライン（１２３）を通して複数のＲ画素（５２Ｒ）及びＧ画素（５２Ｇ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第１の電源回路（１２１）からの電圧ＣＶ−ＲＧは電源ライン（１２４）を通して複数のＲ画素（５２Ｒ）及びＧ画素（５２Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０Ｒ），（５０Ｇ）のカソードに共通に供給される。

また、第２の電源回路（１２２）からの電圧ＰＶＤＤ−Ｂは電源ライン（１２５）を通して複数のＢ画素（５２Ｂ）の駆動トランジスタＴＲ２のソースに共通に供給され、第２の電源回路（１２２）からの電圧ＣＶ−Ｂは電源ライン（１２６）を通して複数のＢ画素（５２Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０Ｂ）のカソードに共通に供給される。
このように、この有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの画素を有機ＥＬ素子の発光効率の近いもの同士をグループ化し、このグループに供給する電源回路を他のグループに供給する電源回路から独立させたものであるが、図１０の表示装置と実質的に同様の効果を得ることができる。

なお、第１の電源回路（１２１）が生成する電圧ＣＶ−ＲＧ、第２の電源回路（１２２）が生成する電圧ＣＶ−Ｂは、互いに異なる電圧でもよいし、全て同じ電圧でもよい。電圧ＣＶ−ＲＧと電圧ＣＶ−Ｂが互いに異なる場合には、Ｒ画素（５１Ｒ）、Ｇ画素（５１Ｇ）の有機ＥＬ素子（５０Ｒ）（５０Ｇ）のカソードとＢ画素（５１Ｂ）の有機ＥＬ素子（５０Ｂ）にカソードは物理的に互いに分離される。電圧ＣＶ−ＲＧと電圧ＣＶ−Ｂが同じ場合には、それらのカソードは分離されることなく、物理的に一体化される。

また、第１及び第２の実施形態では、ＲＧＢ３原色の画素を例に説明したが、これに限られることなく、本発明は、異なる色を発光する３種類以上の画素を備えた表示装置にも同様に適用できるものである。

また、第１及び第２の実施形態では、ＲＧＢの画素に対応した有機ＥＬ素子はそれぞれＲＧＢの色で発光するが、これに限られることなく、本発明は、白色光の有機ＥＬ素子とＲＧＢの色のカラーフィルター層とを組み合わせてフルカラー表示を行う表示装置にも同様に適用できるものである。そのような白色光の有機ＥＬ素子とＲＧＢの色のカラーフィルター層とを組み合わせた表示装置においても、ＲＧＢ毎に発光効率が異なる。

そこで、そのような表示装置においても、第１及び第２の実施形態と同様に、駆動用トランジスタの電源電圧を独立制御可能にすることが電源の効率を向上させる上で有効である。そのような表示装置の画素の断面図を図１５に示す。

この画素は、ガラス基板４１上に、ＴＦＴからなる駆動トランジスタＴＲ２、絶縁膜４２が形成され、この絶縁膜４２の中にカラーフィルター層４３が形成されている。カラーフィルター層４３は、Ｒ画素では赤色のカラーフィルター層であり、Ｇ画素では緑色のカラーフィルター層であり、Ｂ画素では青色のカラーフィルター層である。そして、カラーフィルター層４３の上に白色光の有機ＥＬ素子４４が形成されている。この有機ＥＬ素子４４は、ＩＴＯからなるアノード層４ａ、白色の有機ＥＬ層４ｂ及びカソード層４ｃを積層して構成されている。

この画素はボトムエミッション型であり、有機ＥＬ素子４４で発生した白色光は、カラーフィルター層４３を通して着色光となり、さらに絶縁膜４２及びガラス基板４１を通して外部に放出される。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素の回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動タイミング図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動タイミング図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の他の全体構成図である。 駆動用トランジスタの電流対電圧特性図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示パネル部の回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示パネル部の他の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＲＧＢ画素の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示パネル部の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示パネル部の他の回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の動作を説明する図である。 従来例に係る有機ＥＬ表示装置の画素を説明する図である。 白色光の有機ＥＬ素子とカラーフィルターとを組み合わせて構成された画素の断面図である。

符号の説明

２ 有機ＥＬディスプレイ ３ 走査ドライバー ４ データドライバー
５ 表示パネル ６ 映像信号処理回路 ７ タイミング信号発生回路
８ ランプ電圧発生回路 ９ コンパレータ
ＴＲ１ 書込み用トランジスタ ＴＲ２ 駆動用トランジスタ
５０ 有機ＥＬ素子 ５１ 画素 ６０ 画素グループ ７１ 第１の電源回路
７２ 第２の電源回路 ７３ 第３の電源回路
８０ マイクロプロセッシングユニット

Claims (17)

1. マトリクスに配列された複数の画素と、前記複数の画素にデータ電圧を供給するデータドライバーとを備え、前記複数の画素は、第１の画素と、第２の画素と、第３の画素とを含み、
   前記第１の画素は、電流の供給を受けて第１色の光を発する第１の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第１の電流を前記第１の発光素子に供給する第１の駆動用トランジスタと、
   前記第２の画素は、電流の供給を受けて第２色の光を発する第２の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第２の電流を前記第２の発光素子に供給する第２の駆動用トランジスタと、
   前記第３の画素は、電流の供給を受けて第３色の光を発する第３の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第３の電流を前記第３の発光素子に供給する第３の駆動用トランジスタと、を備え、
   さらに、前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタに対応して設けられ、これらの駆動用トランジスタにそれぞれ異なる電源電圧を供給する第１、第２及び第３の電源回路と、を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記第１、第２及び第３の電源回路の電源電圧を制御する電源制御回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記電源制御回路の電源電圧制御によりホワイトバランス調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記データ電圧の大きさに応じた時間だけ前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタを導通させて前記第１、第２及び第３の発光素子に電流を供給する駆動制御回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記駆動制御回路は、ランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路と、このランプ電圧と前記データ電圧とを比較するコンパレータを備え、このコンパレータの出力に応じて前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタを導通させることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１、第２及び第３の電源回路がＤＣ−ＤＣコンバータで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. マトリクスに配列された複数の画素と、前記複数の画素にデータ電圧を供給するデータドライバーとを備え、前記複数の画素は、第１の画素と、第２の画素と、第３の画素とを含み、
   前記第１の画素は、電流の供給を受けて第１色の光を発する第１の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第１の電流を前記第１の発光素子に供給する第１の駆動用トランジスタと、
   前記第２の画素は、電流の供給を受けて第２色の光を発する第２の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第２の電流を前記第２の発光素子に供給する第２の駆動用トランジスタと、
   前記第３の画素は、電流の供給を受けて第３色の光を発する第３の発光素子と、前記データドライバーからのデータ電圧に応じた第３の電流を前記第３の発光素子に供給する第３の駆動用トランジスタと、を備え、
   さらに、前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタのうち、いずれか１つの駆動用トランジスタに第１の電源電圧を供給する第１電源回路と、残りの２つの駆動用トランジスタに共通の第２の電源電圧を供給する第２電源回路を備えることを特徴とする表示装置。
8. 前記第１及び第２の電源回路の電源電圧を制御する電源制御回路を備えることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記電源制御回路の電源電圧制御によりホワイトバランス調整を行うことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記データ電圧の大きさに応じた時間だけ前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタを導通させて前記第１、第２及び第３の発光素子に電流を供給する駆動制御回路を備えることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
11. 前記駆動制御回路は、ランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路と、このランプ電圧と前記データ電圧とを比較するコンパレータを備え、このコンパレータの出力に応じて前記第１、第２及び第３の駆動用トランジスタを導通させることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第１及び第２の電源回路がＤＣ−ＤＣコンバータで構成されたことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
13. 前記第１、第２、第３の駆動用トランジスタが薄膜トランジスタで形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の表示装置。
14. 前記第１色、第２色、第３色が、それぞれ赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の表示装置。
15. 前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子の発光効率が互いに異なることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の表示装置。
16. 発光効率の悪い発光素子に対応した駆動用トランジスタの電源電圧が、発光効率の良い発光素子に対応した駆動用トランジスタの電源電圧よりも高いことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記第１の発光素子は白色発光素子と第１色のカラーフィルター層からなり、前記第２の発光素子は白色発光素子と第２色のカラーフィルター層からなり、前記第３の発光素子は白色発光素子と第３色のカラーフィルター層からなることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の表示装置。

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