JP2006091462A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の表示装置は、発光素子と撮像素子を有し、撮像素子は発光素子の輝度を検出する機能と読み取り対象物の情報を検出する機能と有する。また、本発明の表示装置は、撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、撮像素子の出力に基づき映像信号と電源電位を補正回路とを有する。上記構成を有する本発明は、発光素子を用いた表示機能と、撮像素子を用いた読み取り機能及び補正機能とを有する表示装置を提供することができる。
【選択図】図1
Description
(実施の形態1)
表示機能は、複数の画素206の各々が含む発光素子が点灯又は非点灯することにより機能する。具体的には、補正回路264から出力される映像信号が、ソースドライバ202を介して、複数の画素206の各々に伝達され、発光素子は、その映像信号に基づき、点灯又は非点灯する。
つまり、画素206が図2の構成を有する場合、まず、奇数列の副画素211〜213を順に点灯させて、その度に副画素214により発光素子の輝度の検出し、続いて、偶数列の副画素211〜213を順に点灯させて、その度に副画素214により発光素子の輝度の検出するという手法を採用してもよい。この手法では、全ての副画素211〜213の各々が含む発光素子の輝度を検出するために、6回の検出動作が必要となる。同様に、画素206が図3の構成を有する場合、まず、奇数列の副画素211〜213の発光素子の輝度の検出を行い、続いて、偶数列の副画素211〜213の発光素子の輝度の検出を行うという手法を採用してもよい。この手法では、全ての副画素211〜213の各々が含む発光素子の輝度を検出するために、2回の検出動作が必要となる。
この場合は、補正用撮像素子による検出結果と基準輝度との差が何階調分なのかを演算し、その階調分だけ上積みするように、映像信号を補正する。例えば、入力した映像信号がA番目の階調目の映像信号であり、検出結果と基準輝度との差がB階調分であり、次に入力する映像信号がC階調目の信号であるとしたら、その映像信号はD番目(D=B+C)の階調目の映像信号に補正する。そして、補正した映像信号は、ソースドライバ202に出力され、画素領域207内の各画素206に出力される。
この場合は、記憶回路263におくられた補正用撮像素子による検出結果と、記憶回路263に記憶された基準輝度とを比較し、その結果、発光素子の輝度が低下していたら、その低下分を補償するために、画素領域207の電源電位を補正する。より具体的には、電源電位を高く設定する。なお、電源電位を補正する場合は、各画素206に対して同じ補正を行うことになるため、特性変化の進行具合が最も低い発光素子に合わせて、電源電位を補正する。そして、それ以外の、特性変化の進行が進んだ発光素子に対して、階調を上げるようにして補正した映像信号を供給するとよい。
この場合は、補正用撮像素子による検出結果と基準輝度との差が何階調分なのかを演算し、その階調分だけ、下げるように、映像信号を補正する。例えば、入力した映像信号がA番目の階調目の映像信号であり、検出結果と基準輝度との差がB階調分であり、次に入力する映像信号がC階調目の信号であるとしたら、その映像信号はD番目(D=C−B)の階調目の映像信号に補正する。
但し、このように映像信号を補正すると、表示画面全体の輝度が低下してしまう。従って、映像信号の階調を減らして補正する場合は、映像信号の補正と電源電位の補正とを組み合わせるとよい。より具体的には、電源電位の補正を、特性変化の進行具合が最も進んだ発光素子(最も劣化した発光素子)に合わせて行い、それ以外の特性変化が進行していない発光素子に対して、階調を下げた映像信号を供給するとよい。
その動作とは、まず、発光素子により、無地の中間調や白表示といったテスト画像の表示を行い、同時に、補正用撮像素子により、発光素子の輝度を検出する。検出結果は、記憶回路263において記憶される。次に、補正回路264は、補正用撮像素子による検出結果と、基準輝度とを比較し、輝度の低下を補償するための、映像信号の補正と電源電位の補正の一方又は両方を行う。つまり、通常の画像ではなく、テスト画像の表示を行い、そのときの輝度を検出し、その検出結果に基づき、映像信号の補正と電源電位の補正の一方又は両方を行うものである。
絶縁表面を有する基板101上に、読み取り用撮像素子301と、補正用撮像素子302と、薄膜トランジスタ303とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子304が設けられている(図4参照)。発光素子304は、画素電極である導電層305と、電界発光層306と、対向電極である導電層307の積層体に相当する。薄膜トランジスタ303のソース電極又はドレイン電極は、ソースドレイン配線として機能する導電層308に接続し、該導電層308は導電層309に接続する。薄膜トランジスタ303は、発光素子304の動作を制御する。
また、上記の構造を有する表示装置により読み取り対象物144の情報を検出する場合は、基板101側に読み取り対象物144を配置し、読み取り対象物144において反射した光を、読み取り用撮像素子301が検出するしくみになっている。
補正用撮像素子302も、N型領域351と、N型領域352と、I型領域353と、P型領域354と、N型領域355と、N型領域356とを有する。N型領域351が含む不純物元素の濃度は、N型領域352が含む不純物元素の濃度よりも低い。また、N型領域356が含む不純物元素の濃度は、N型領域355が含む不純物元素の濃度よりも低い。
また、上記の構造を有する表示装置により、読み取り対象物144の情報を検出する場合は、対向基板143側に読み取り対象物144を配置し、読み取り対象物144において反射した光を、読み取り用撮像素子301が検出するようになっている。
薄膜トランジスタ321は補正用撮像素子325の動作を制御し、薄膜トランジスタ322は発光素子324の動作を制御し、薄膜トランジスタ323は読み取り用撮像素子326の動作を制御する。
また、上記の断面構造を有する表示装置により、読み取り対象物144の情報を検出する場合、対向基板143側に読み取り対象物144を配置し、読み取り対象物144において反射した光を、読み取り用撮像素子326が検出するようになっている。
絶縁表面を有する基板101上に、読み取り用撮像素子331と、補正用撮像素子332とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子333が設けられる(図7参照)。読み取り用撮像素子331と補正用撮像素子332は、隔壁334と重なるように設けられる。
上記の構造では、読み取り用撮像素子331と補正用撮像素子332に、P型領域と、I型領域と、N型領域を有するPIN型フォトダイオードを適用した場合を示す。また、上記の構造では、発光素子333の一部と補正用撮像素子332とが重なるように設けられていることを特徴とし、上記特徴により発光素子333が光を発すると、補正用撮像素子332に光が入るようになっている。そのため、随時、発光素子333の輝度を検出することができる。
また、上記の構造を有する表示装置により、読み取り対象物144の情報を検出する場合、基板101側に読み取り対象物144を配置し、読み取り対象物144において反射した光を、読み取り用撮像素子331が検出するようになっている。
(実施の形態2)
表示機能は、複数の画素206の各々が含む発光素子が点灯又は非点灯することにより機能する。
なお、本実施の形態では、読み取り用の撮像素子と補正用の撮像素子とを1つの撮像素子で賄うため、上記の実施の形態とは異なり、読み取り対象物として、キャリブレーションシートを検出することにより、発光素子の輝度の情報を得るようにする。
キャリブレーションシートは、白色のものを1枚用いるか、又は、白色のものと黒色のものの合わせて2枚用いる。本発明の表示装置を折り畳み式の電子機器に用いた場合は、折り畳んだ状態で、発光素子の輝度の検出を行ってもよく、そうすると、黒色のキャリブレーションシートの情報を検出するときと同じ情報を得ることができる。
キャリブレーションシートを検出することにより得られた情報は、記憶回路263におくられる。続いて、補正回路264は、記憶回路におくられた情報に基づき、映像信号の補正と電源電位の補正の一方又は両方を行う。
絶縁表面を有する基板101上に、薄膜トランジスタ103、104と、撮像素子105とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子142が設けられている(図11参照)。薄膜トランジスタ104は、発光素子142の動作を制御する。上記の構造では、撮像素子105に、P型領域とI型領域とN型領域を含むフォトダイオードを適用した場合を示す。
絶縁表面を有する基板101上に、薄膜トランジスタ341と、撮像素子342とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子343が設けられている(図12参照)。薄膜トランジスタ341は、撮像素子342の動作を制御する。上記の構造では、撮像素子342に、P型領域とI型領域とN型領域を含むフォトダイオードを適用した場合を示す。
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
そして、基板101と対向するように、着色層161〜163を含む対向基板143が設けられる。着色層161〜163のうち、1つは赤色に対応し、1つは緑色に対応し、1つは青色に対応する。白色発光素子157〜159は、着色層161〜163のいずれかを介すると、赤・緑・青のいずれかの色の光を発する。
青色発光素子と色変換層を用いる場合には、白色発光素子157〜159を青色発光素子とし、着色層161〜163を色変換層とすればよい。
本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
モニター用回路266は、1つ又は複数のモニター用発光素子275を有する。モニター用発光素子275の2つの電極のうち、一方の電極は対向電源273に接続し、他方の電極はリミッタ用トランジスタ276を介してバッファアンプ271の入力端子に接続する。リミッタ用トランジスタ276のゲート電極は、電源274に接続する。電源274は、リミッタ用トランジスタ276をオン状態にする電位を、リミッタ用トランジスタ276のゲート電極に与える。リミッタ用トランジスタ276は、モニター用発光素子275に電流が流れすぎないように設けられたトランジスタである。
画素領域207が含む発光素子277とモニター用回路266が含むモニター用発光素子275は、同一の基板上に設けられ、同一の条件で同一の工程で作成されたものであり、環境温度の変化と経時変化に対して同じ特性又はほぼ同じ特性を有する。
定電流源272は、リミッタ用トランジスタ276を介して、モニター用発光素子275の2つの電極のうちの一方の電極に接続する。なお、補償回路265が含む各回路は、画素領域207やモニター用回路266と共に、同一の基板上に設けられていてもよいし、別々の基板上に設けられていてもよい。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
スイッチ用トランジスタ511のゲート電極はゲート線Gyに接続する。消去用トランジスタ591のゲート電極はリセット線Ryに接続する。駆動用トランジスタ512のソース電極及びドレイン電極の一方は電源線Vxを介して、電源595に接続する。直列に接続された駆動用トランジスタ512と発光素子513は、電源595と電源518の間に設けられている。電源595と電源518は、互いに異なる電位に設定されている。
そのため、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタと消去用トランジスタを含む副画素(3TFT/Cell)により行われる動作を、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタのみを含む副画素(2TFT/Cell)を用いて実現してもよい。この動作は、ゲート選択期間分割駆動と呼ばれる。
ゲート選択期間分割駆動では、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタのみを含む副画素(2TFT/Cell)と、書き込み用のゲートドライバと、消去用のゲートドライバと、ソースドライバとを必要とする。書き込み用のゲートドライバと消去用のゲートドライバは、相補的にゲート線を制御する。1つのゲート選択期間は前半・後半の2つに分割され、前半の期間では消去用のゲートドライバにより各副画素が制御され、後半の期間では書き込み用のゲートドライバにより各副画素が制御される。また、前半の期間はソースドライバにより各副画素に消去用の映像信号が書き込まれ、後半の期間はソースドライバにより通常の映像信号が書き込まれる。上記のゲート選択期間分割駆動を採用することにより、1つの副画素を構成するトランジスタや配線の本数が減少するため、高開口率、高精細化、高歩留まりを実現する。なお、このゲート選択期間分割駆動については、特開2001−324958号公報に詳しく記載されているので、そちらを参考にするとよい。
また、赤色のものと緑色のものとを三重項励起発光材料で形成し、青色のものを一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、さらなる低消費電力化を図ることができる。なお三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などがある。また、電界発光層には、低分子材料、中分子材料、高分子材料のいずれの材料を用いてもよい。
また、電界発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、発光素子の光の出射側に特定の波長の光を透過するフィルターを設けた構成とすれば、カラー表示を行うことができる。
また、対向基板143の一表面には偏光板409が設けられ、基板101の一表面には偏光板408が設けられる。なお、偏光板408、409は、容易に傷が付きやすいため、表示画面となる対向基板143に貼る偏光板は、外側に貼らずに、図示するように、内側に貼るとよい。
また、ここでは、基板101上に形成される素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な結晶質半導体(ポリシリコン)により形成しているため、モノリシック化が実現される。従って、接続する外部ICの個数が減少させて、小型・軽量・薄型を実現することができる。
従来のタッチパネル機能を設けた装置として、抵抗膜を用いたものがあるが、この方式は、表示画面の表面に抵抗膜が必要であった。そうすると、使用者は、抵抗膜を介して画像を見ることになるため、画像の輝度を損なうことがあった。また、使用するほど、変形して破壊することがあり、耐久性に問題があった。また、破壊までには至らないとしても、変形により、ペン入力の検出精度に問題が発生することがあった。しかしながら、本発明の表示装置にタッチパネル機能を設けた場合、表示する画像の輝度を損なうことなく、鮮明な画像を表示することができる。また、耐久性に優れ、検出精度が良好な状態を維持することができる。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
起動後は、まず自動的に表示モードになり、表示部がオン、センサ部はオフとなる。ここで述べる表示部とは、発光素子を含む副画素と、その副画素を制御するドライバに相当する。また、センサ部とは、撮像素子(読み取り用撮像素子と補正用撮像素子の2つの撮像素子を設けるときは読み取り用撮像素子)を含む副画素と、その副画素を制御するドライバに相当する。
続いて、表示モードから読み取りモードに移るときは、表示装置に設けられたボタンや入力ペン等を用いて行う。読み取りモードでは、表示部とセンサ部の両者がオンとなる。また、読み取りモードから表示モードに移るときも、表示装置に設けられたボタンや入力ペン等を用いて行う。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
203 ゲートドライバ
204 センサ用ソースドライバ
205 センサ用ゲートドライバ
206 画素
207 画素領域
211〜221副画素
250 スイッチ用トランジスタ
251 駆動用トランジスタ
252 容量素子
253 発光素子
254 選択用トランジスタ
255 増幅用トランジスタ
256 リセット用トランジスタ
257 撮像素子
258 容量素子
261 センサ用ソースドライバ
262 センサ用ゲートドライバ
263 記憶回路
264 補正回路
265 補償回路
266 モニター用回路
Claims (7)
- 発光素子と、
前記発光素子の輝度を検出する補正用撮像素子と、
読み取り対象物の情報を検出する読み取り用撮像素子と、
前記補正用撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された情報に基づき、映像信号と電源電位を補正する補正回路とを有し、
前記発光素子は、前記補正回路から出力される映像信号に基づき、点灯又は非点灯することを特徴とする表示装置。 - 複数の画素を有する画素領域と、
補正用撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された情報に基づき映像信号と電源電位を補正する補正回路とを有し、
前記複数の画素の各々は、発光素子と、前記発光素子の輝度を検出する前記補正用撮像素子と、読み取り対象物の情報を検出する読み取り用撮像素子とを有することを特徴とする表示装置。 - 発光素子と、
前記発光素子の輝度と読み取り対象物の情報を検出する撮像素子と、
前記撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された情報に基づき、映像信号と電源電位を補正する補正回路とを有し、
前記発光素子は、前記補正回路から出力される映像信号に基づき、点灯又は非点灯することを特徴とする表示装置。 - 複数の画素を有する画素領域と、
撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された情報に基づき映像信号と電源電位を補正する補正回路とを有し、
前記複数の画素の各々は、発光素子と、前記発光素子の輝度と読み取り対象物の情報を検出する前記撮像素子とを有し、
前記発光素子は、前記補正回路から出力される映像信号に基づき、点灯又は非点灯することを特徴とする表示装置。 - 請求項2又は請求項4において、
前記複数の画素の各々は、前記発光素子を制御する複数のトランジスタと、前記光電変換素子を制御する複数のトランジスタとを含むことを特徴とする表示装置。 - 請求項2又は請求項4において、
前記発光素子はパッシブマトリクス状に配置されることを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、
モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプとを有し、
前記モニター発光素子の一方の電極は、前記バッファアンプを介して、前記発光素子の一方の電極に接続することを特徴とする表示装置。
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