JP2008096794A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機ＥＬなどの自発光素子の劣化に応じて発光時間を制御することにより、焼付きパターンを解消する。
【解決手段】画素毎の駆動トランジスタ３１は、書込み信号電圧と三角波信号により有機ＥＬ３６の発光時間を制御する。書込み信号電圧を、有機ＥＬ３６の温度変化や経年劣化による特性の変動に無関係に、書込み容量３０に書き込むことにより、有機ＥＬ３６の内部抵抗の増加による劣化時において、有機ＥＬ３６の発光時間を長くして、劣化による輝度低下を補償する。その結果、固定パターンの焼付きを解消する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機ＥＬ素子その他の自発光タイプの表示素子である自発光素子を搭載した表示装置に関する。
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機ＥＬ素子等に代表される自発光素子において、その発光輝度は自発光素子を流れる電流量に比例するという性質があり、自発光素子を流れる電流量を制御することで、階調表示が可能になる。このような自発光素子を複数配置して表示装置を作成することができる。
しかし、自発光素子を長時間使用した場合、経時的に自発光素子の劣化が進行し、その発光輝度が低下するという特徴を有しており、その劣化の度合いは発光時間に依存する。したがって、個々の画素の発光状態（表示パターン）に応じて、焼付き状のパターンが生じてしまう。
自発光素子の経時的な劣化によって生じる焼付きパターンを解消する技術として、各画素列（縦方向１列）の駆動電流を測定し、その電流量から劣化の度合いを検出して、この結果を信号電圧にフィードバックすることにより、上記焼付きパターンを解消する技術が下記特許文献１に開示されている。
特開２００２−２７８５１４号公報
しかし、上記特許文献１の技術は、画素列毎に電流検出回路である直列抵抗とＡＤＣ（Ａ/Ｄコンバータ）を、ガラス基板上に設ける必要があり、回路規模、面積（額縁）が増大するとともに、パネル外部から信号電圧を供給する場合に、上記フィードバック技術を適用するためには、新規のインタフェース信号を相当量必要とするという問題がある。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、パネル外（ガラス基板外）へのフィードバックのためのインタフェース信号を設けることなく、劣化に応じて自発光素子の発光時間を制御することにより、焼付きパターンを解消した表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数の画素が配置された表示パネルと、前記表示パネルに配置された画素を選択する走査線駆動手段と、前記走査線駆動手段で選択された画素に信号電圧を供給するデータ線駆動手段とを有する表示装置において、
前記画素には、発光素子と、前記発光素子を駆動するトランジスタと、前記トランジスタの入力基準電圧を基に信号電圧を書き込む容量とが備えられ、
前記トランジスタは、前記発光素子の特性に応じてシフトされる入力基準電圧を基に、発光素子の発光時間を制御することを特徴とする。
また、本発明は、書込み信号電圧に従って発光電流の総和が制御される自発光素子がマトリクス状に配置された表示素子部と、入力データに応じた書込み信号電圧を生成する書込み信号電圧制御手段と、書込み信号電圧を記憶する書込み容量と、全画素の書込み終了後の発光期間において１周期となる三角波を生成する三角波生成手段と、書込み期間においては書込み信号電圧、発光期間においては三角波信号を各画素の書込み容量に供給する信号線と、自発光素子の発光電流を供給する電源装置と、書込み信号電圧と三角波信号の比較結果に従って発光時間を制御する駆動トランジスタと、自発光素子と並列に接続され自発光素子の特性と無関係に駆動トランジスタの特性を記憶する特性容量と、駆動トランジスタのゲートとソースの間に接続されるリセットスイッチと、駆動トランジスタのソースと特性容量の一端の間に接続される特性保持スイッチと、駆動トランジスタのソースと自発光素子の一端の間に接続される発光制御スイッチで構成される自発光表示装置において、
書込み期間において、リセットスイッチ、特性保持スイッチの制御により、特性容量に記憶される発光素子の特性に無関係な駆動トランジスタの閾値電圧を基準として書込み信号電圧を書込み容量に記憶し、
発光期間において、発光制御スイッチの制御により、自発光素子を発光状態とするとともに、信号線から三角波を入力することにより、
三角波のレベルは書込み容量に記憶された自発光素子の特性と無関係な特性を基準としているのに対し、駆動トランジスタが自発光素子の特性を加味した閾値電圧となるため、自発光素子の温度や経年劣化による特性の変化に応じて発光時間が制御されることを特徴とする。
本発明によれば、画素間で安定した発光輝度を有し、経時劣化による焼付きパターンのない表示装置を提供する。このように、固定パターンの焼付きを解消できるため、アイコン表示を必須とするＤＶＣ（デジタルビデオカメラ）や、ＤＳＣ（デジタルスチルカメラ）、携帯電話等に好適である。
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の一実施例である自発光素子表示装置の例である。図１において、１は垂直同期信号、２は水平同期信号、３はデータイネーブル信号、４は表示データ（アナログでもデジタルでもよい）、５は同期クロックである。垂直同期信号１は、表示データ４を表示するための１画面周期（１フレーム周期）の信号、水平同期信号２は、１水平周期の信号、データイネーブル信号３は、表示データ４が有効である期間（表示有効期間）を示す信号で、全ての信号が同期クロック５に同期して入力される。
本実施例では、１画面分の表示データ４が、表示画面の左上端の画素から順次ラスタスキャン形式で転送され、１画素分の情報は６ビットのデジタルデータからなるものとして以下説明する。
また、図１において、６は表示制御部、７はデータ線制御信号、８は走査線制御信号であり、表示制御部６は、垂直同期信号１、水平同期信号２、データイネーブル信号３、表示データ４、同期クロック５から、データ線制御信号７、走査線制御信号８を生成する。
また、９はデータ線駆動手段、１０はデータ線駆動信号であり、データ線駆動手段９は、データ線制御信号７に従って自発光素子で構成される画素に書き込む信号電圧と三角波信号を生成しデータ線駆動信号１０として出力する。
１１は駆動電圧生成手段、１２はパネル供給駆動電圧であり、駆動電圧生成手段１１は、自発光素子を発光させるための電流を供給する電源電圧を生成して、パネル供給駆動電圧１２として出力する。
１３は走査線駆動手段、１４は走査線駆動信号、１５は表示パネルであり、表示パネル１５には、マトリクス状に配置された複数の発光ダイオードや有機ＥＬ等を用いた自発光素子が配置されている。表示パネル１５の表示動作は、走査線駆動手段１３から出力される走査線駆動信号１４によって選択された画素に、データ線駆動手段９から出力されるデータ線駆動信号１０に応じた信号電圧を書込み、その後、画素に三角波信号を供給することによって、自発光素子を発光させる。自発光素子を駆動する電圧はパネル供給駆動電圧１２として供給する。
なお、データ線駆動手段９、走査線駆動手段１３は、各々ＬＳＩで実現してもよいし、１つのＬＳＩで実現してもよいし、自発光素子からなる画素部と同一のガラス基板上に形成してもよい。
本実施例では、表示パネル１５は、２４０×３２０ドットの解像度を持ち、１ドットが左からＲ（Ｒｅｄ）Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３画素で構成されるもの、つまりディスプレイの水平方向は７２０画素で構成されるものとして以下説明する。
表示パネル１５において、自発光素子に流れる電流量と、自発光素子の発光時間によって、自発光素子が発光する輝度を調整する。自発光素子に流れる電流量が大きいほど自発光素子の輝度が高くなる。自発光素子の発光時間が長くなるほど自発光素子の輝度が高くなる。
図２は、図１における表示パネル１５の内部構成の一実施例である。自発光素子として、有機ＥＬ素子を用いた場合の例を示す。図２において、１６は第１ドットＲデータ線、１７は第１ドットＧデータ線、１８は第１ラインリセット選択線、１９は第１ライン特性保持選択線、２０は第１ライン発光選択線、２１は第２ラインリセット選択線、２２は第２ライン特性保持選択線、２３は第２ライン発光選択線、２４は第１列有機ＥＬ駆動電圧供給線、２５は第２列有機ＥＬ駆動電圧供給線、２６は第１行第１列画素、２７は第１行第２列画素、２８は第２行第１列画素、２９は第２行第２列画素である。
第１ドットＲデータ線１６と第１ドットＧデータ１７は、各々第１ドットＲ信号と第１ドットＧ信号、及び、三角波信号を画素へ入力するための信号線である。
第１ラインリセット選択線１８、第１ライン特性保持選択線１９、第１ライン発光選択線２０、第２ラインリセット選択線２１、第２ライン特性保持選択線２２、第２ライン発光選択線２３は、各々のラインの選択線によって選択されるライン上の画素に、各々のデータ線を介して信号電圧を書込み、信号電圧と三角波信号に従って各々の列の有機ＥＬ駆動電圧供給線から供給される有機ＥＬ駆動電圧によって、発光する画素の発光時間を制御する。
ここでは、画素の内部の構成を第１行第１列画素２６にのみ示しているが、第１行第２列画素２７、第２行第１列画素２８、第２行第２列画素２９についても同様の構成である。
また、図２において、３０は書込み容量、３１は駆動トランジスタ、３２はリセットスイッチ、３３は特性保持スイッチ、３４は特性保持容量、３５は発光制御スイッチ、３６は有機ＥＬである。
リセットスイッチ３２は、第１ラインリセット選択線１８によってオン状態、特性保持スイッチ３３は、第１ライン特性保持選択線１９によってオン状態となり、駆動トランジスタ３１の入出力状態を短絡した状態で閾値特性を特性保持容量３４に記憶するとともに、この特性を基準として第１ドットＲデータ線１６からの信号電圧を、書込み容量３０に蓄積する。
駆動トランジスタ３１は、全画素の書込み終了後の発光期間において、書込み容量３０に蓄積された書込み信号電圧に従って変動する三角波信号のレベルと、第１ライン発光選択線２０によってオン状態となる発光制御スイッチ３５によって有機ＥＬ３６の特性も含めた閾値に応じてオン、オフを切替え、第１列有機ＥＬ駆動電圧供給線２４から有機ＥＬ３６に駆動電流を供給する時間を制御する。したがって、有機ＥＬ３６の発光輝度は、書込み容量３０に書き込む信号電圧と有機ＥＬ駆動電圧によって決まる。
また、表示パネル１５の画素数は、２４０×３２０となっているため、ライン選択線は、水平方向の線が、垂直方向に第１ラインから第３２０ラインまで、各々３本、計９６０本並び、データ線は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、各々垂直方向の線が、水平方向に第１ドットから第２４０ドットまで２４０本、合計７２０本並んでいるものとして、以下説明する。さらに、有機ＥＬ駆動電圧供給線は、表示パネル１５の下側から、データ線と平行な線で全画素へ配線される。つまり、垂直方向の線は、水平方向に合計１４４０本並ぶものとして、以下説明する。
図３は、図１におけるデータ線駆動手段９の内部構成の一実施例である。図３において、３７はデータ線制御信号７に含まれるデータスタートパルス、３８も同じくデータ線制御信号７に含まれるデータクロック、３９も同じくデータ線制御信号７に含まれる表示入力データ、４０はデータシフト手段、４１は帰線期間信号、４２はシフトデータである。
データシフト手段４０は、データクロック３８に従い、データスタートパルス３７を取り込み開始の基準として、１ライン分の表示入力データ３９を１水平期間中に取り込み、シフトデータ４２として出力するとともに、取り込み終了後、次の取り込み開始までを示す帰線期間信号４１を生成する。
また、図３において、４３は水平ラッチクロック、４４は１ラインラッチ手段、４５は１ラインラッチデータであり、１ラインラッチ手段４４はシフトデータ４２を１ライン分ラッチし、水平ラッチクロック４３に同期して１ラインラッチデータ４５として出力する。
また、４６は階調電圧選択手段、４７は１ライン表示データであり、階調電圧選択手段４６は、１ラインラッチデータ４５に従って６４レベルの階調電圧のうちの１レベルを選択し、１ライン表示データ４７として出力する。
以上のデータ線制御信号７から１ライン表示データ４７を生成する方法は、帰線期間信号４１の生成動作を除くと、従来と同様の方法である。
図３において、４８は三角波生成手段、４９は三角波信号、５０は三角波切替信号であり、三角波生成手段４８は、帰線期間信号４１に従って、帰線期間中に三角波信号４９を生成して、出力するとともに、三角波をデータ線に出力する期間を示す三角波切替信号５０を生成する。
また、５１は階調電圧／三角波切替手段であり、階調電圧／三角波切替手段５１は、三角波切替信号５０に従って、１ライン表示データ４７と三角波信号４９を切り替え、データ線駆動信号１０として出力する。
図４は、図１における走査線駆動手段１３の内部構成の一実施例である。図４において、５２は図１に示す走査線制御信号８に含まれる垂直スタートパルス、５３も同じく走査線制御信号８に含まれる垂直シフトクロック、５４は垂直シフトレジスタ、５５は第１ライン選択信号、５６は第２ライン選択信号、５７は第３２０ライン選択信号である。
垂直シフトレジスタ５４は、垂直ラインの先頭を示す垂直スタートパルス５２を垂直シフトパルス５３に従って、第１ライン選択信号５５、第２ライン選択信号５６から第３２０ライン選択信号５７までを順次出力する。
また、図４において、５８は図１に示す走査線制御信号８に含まれるリセット信号、５９も同じく走査線制御信号８に含まれる特性保持信号、６０も同じく走査線制御信号８に含まれる発光制御信号、６１はライン選択回路、６２は図１に示す走査線駆動信号１４に含まれる第３２０ラインリセット選択線、６３も同じく走査線駆動信号１４に含まれる第３２０ライン特性保持選択線、６４も同じく走査線駆動信号１４に含まれる第３２０ライン発光選択線である。
ライン選択回路６１は、信号電圧書込み時にオン制御を行うリセット信号５８と特性保持信号５９を、第１ライン選択信号５５、第２ライン選択信号５６から第３２０ライン選択信号５７のうち、選択されているラインのみに、オン状態となる信号を、第１ラインリセット選択線１８と第１ライン特性保持選択線１９、又は、第２ラインリセット選択線２１と第２ライン特性保持選択線２２、又は、第３２０ラインリセット選択線６２と第３２０ライン特性保持選択線６３に出力する。
さらに、全画素に信号電圧書込み後の発光期間において、オン制御を行う発光制御信号６０から、発光期間に全ライン同時にオン状態となる信号を、第１ライン発光選択線２０と第２ライン発光選択線２３と第３２０ライン発光選択線６４に出力する。
表示パネル１５の画素数は、２４０×３２０となっているため、ライン選択信号は、水平方向の線が、垂直方向に第１ラインから第３２０ラインまで３２０本並び、リセット選択線、特性保持選択線、発光選択線も各々水平方向の線が垂直方向に第１ラインから第３２０ラインまで３２０本ずつ並ぶため、走査線駆動信号１４の本数は計９６０本並ぶものとして、以下説明する。
図５は、図４に示す垂直シフトレジスタ５４、ライン選択回路６１の動作と、図２に示す第１行第１列画素２６における信号電圧書込みと三角波信号による発光時間の制御の動作を示す図である。なお、三角波信号としては、直線傾斜部を曲線傾斜部とした信号でもよい。
図５において、６５は垂直スタートパルス波形、６６は垂直シフトクロック波形、６７はリセット信号波形、６８は特性保持信号波形、６９は発光制御信号波形、７０は第１ライン選択信号波形、７１は第１ラインリセット選択線波形、７２は第１ライン特性保持選択線波形、７３は第１ライン発光選択線波形、７４は第２ライン選択信号波形、７５は第２ラインリセット選択線波形、７６は第２ライン特性保持選択線波形、７７は第２ライン発光選択線波形、７８は第１ドットＲデータ線波形、７９は書込み信号電圧レベル、８０は三角波ハイ電圧レベル、８１は三角波ロー電圧レベル、８２は第１行第１列画素駆動トランジスタ３１の出力、８３は第１ラインデータ書込み期間、８４はデータ書込み期間、８５は三角波期間、８６は発光期間、８７は非発光期間、８８は１フレーム期間である。
第１ライン選択信号波形７０と第２ライン選択信号波形７４は、垂直スタートパルス波形６５を垂直シフトクロック波形６６に従ってシフトすることで順次“ハイ”となる。第１ラインリセット選択線波形７１は、通常“ロー”状態で、第１ライン選択信号波形７０が“ハイ”、リセット信号波形６７が“ハイ”のとき、“ハイ”となる。第１ライン特性保持選択線波形７２は、通常“ロー”状態で、第１ライン選択信号波形７０が“ハイ”、特性保持信号波形６８が“ハイ”のとき、“ハイ”となる。第２ラインリセット選択線波形７５は、通常“ロー”状態で、第２ライン選択信号波形７４が“ハイ”、リセット信号波形６７が“ハイ”のとき、“ハイ”となる。第２ライン特性保持選択線波形７６は、通常“ロー”状態で、第２ライン選択信号波形７４が“ハイ”、特性保持信号波形６８が“ハイ”のとき、“ハイ”となる。
つまり、垂直シフトレジスタ５４は、第１ラインから第３２０ラインまで順次“ハイ”となる選択信号を出力し、ライン選択回路６１は、各々のライン選択信号波形が“ハイ”のときのみ、リセット信号、特性保持信号を有効とする。ここでは、リセット信号波形６７と特性保持信号波形６８が同じ波形であるものとして、以下説明する。
第１ライン発光選択線波形７３と第２ライン発光選択線波形７７は、三角波期間８５の期間“ハイ”となる発光制御信号波形６９を出力したもので、全ライン共通である。
第１ドットＲデータ線波形７８は、１フレーム期間８８におけるデータ書込み期間８４において、表示データに対応した書込み信号電圧レベル７９となり、全ラインデータ書込み終了後、三角波ハイ電圧レベル８０とした後、１フレーム期間８８からデータ書込み期間８４を除いた三角波期間８５の期間内で三角波ロー電圧レベル８１、再び三角波ハイ電圧８０へと変化させる。
ここでは、全画面同じ階調を表示することとし、その階調に該当する書込み信号電圧レベルがＶｓｉｇ＿１であるものとして、以下説明する。ここで書き込まれた電位Ｖｓｉｇ＿１は、書込み容量３０に保持され、駆動トランジスタ３１のゲート入力の基準電圧となる。第１行第１列画駆動トランジスタ出力波形８２は、三角波期間８５の期間内において、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を上回る期間では“ロー”、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を下回る期間では“ハイ”となる。
したがって、第１行第１列画素駆動トランジスタ出力波形８２が“ロー”の期間は、有機ＥＬ３６への電源供給は“オフ状態”となり、非発光期間８７となる。また、第１行第１列画素駆動トランジスタ出力波形８２が“ハイ”の期間は、有機ＥＬ３６への電源供給は“オン状態”となり、発光期間８６となる。以上で、信号電圧に従った発光期間が決定される。また、以上の信号電圧（データ）入力と三角波入力は、一定の周期で行われることとし、ここでは、６０Ｈｚの周波数となる１フレーム期間８８の期間内で行われるものとして、以下説明する。
図６は、図２に示す駆動トランジスタ３１における信号電圧の基準電圧設定の詳細を示す図である。図６において、８９は駆動トランジスタ３１の入出力特性、９０は入出力短絡条件、９１は駆動トランジスタ３１の信号電圧書込み基準電位である。駆動トランジスタ３１は、データ書込み時に入出力が短絡されるため、入力と出力の電位は、入出力特性８９とＶｉｎ＝Ｖｏｕｔの直線で示す入出力短絡条件９０との交点における信号電圧書込み基準電位９１と基準出力なる。信号電圧の書込みは、この信号電圧書込み基準電圧９１を基準として動作する。
また、９２は駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ３６との発光時初期の発光初期入出力特性、９３は閾値シフト量、９４は有機ＥＬ発光閾値である。駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ３６との直列の発光初期入出力特性９２は、駆動トランジスタ３１が発光時には有機ＥＬ３６が接続されることにより、入力に対する出力の電圧が上昇するため、出力の電圧が基準出力となるように、閾値の電圧が閾値シフト量９３だけシフトし、有機ＥＬ発光閾値９４となる。
図７は、図２に示す駆動トランジスタ３１の発光期間制御動作の詳細を示す図である。図７において、９５は書込み容量電圧、９６は駆動トランジスタ入力電圧であり、書込み容量電圧９５は、信号電圧書込み基準電位９１を基準に信号電圧を書き込んだときに蓄えられる電圧であり、本実施例では、書込み信号電圧をＶｓｉｇ＿１としているため、次式（１）で表すことができる。
書込み容量電圧９５＝Ｖｓｉｇ＿１−信号電圧書込み基準電位９１ ・・・・・・（１）
また、図７において、駆動トランジスタ入力電圧９６は、第１ドットＲデータ線波形７８との電圧差を、書込み容量電圧９５に保った状態の電圧となる。また、信号電圧書込み基準電位９１も書込み信号電圧レベル７９との電圧差が、書込み容量電圧９５となるレベルとなり、有機ＥＬ発光閾値９４は、信号電圧書込み基準電位９１から閾値シフト量９３だけ上昇したレベルとなる。
その結果、駆動トランジスタ出力波形８２は、駆動トランジスタ入力電圧９６が有機ＥＬ発光閾値９４より大きい場合は“ロー”、駆動トランジスタ入力電圧９６が有機ＥＬ発光閾値９４より小さい場合は“ハイ”となり、“ハイ”の期間が、発光期間８６となる。
図８は、図６に示す信号電圧の基準電圧設定において、有機ＥＬ３６が温度変化や経時劣化した場合の詳細を示す図である。図８において、９７は駆動トランジスタ３１に直列に接続される有機ＥＬ３６が劣化したときの劣化時入出力特性、９８は閾値劣化シフト量、９９は劣化時有機ＥＬ発光閾値である。劣化時入出力特性９７は、駆動トランジスタ３１に接続された有機ＥＬ３６の劣化により、出力の電圧が発光初期に比べ上昇するため、閾値の電圧が閾値劣化シフト量９８だけさらにシフトし、劣化時有機ＥＬ発光閾値９９となる。
図９は図７に示す発光期間制御動作において、有機ＥＬ３６が温度変化や経時劣化した場合の詳細を示す図である。図９において、１００は劣化時駆動トランジスタ出力波形、１０１は劣化時発光期間であり、劣化時有機ＥＬ発光閾値９９は、信号電圧書込み基準電位９１から閾値シフト量９３だけ上昇したレベルから、さらに閾値劣化シフト量９８だけシフトする。その結果、劣化時駆動トランジスタ出力波形１００は、駆動トランジスタ入力電圧９６が劣化時有機ＥＬ発光閾値９９より大きい場合は“ロー”、駆動トランジスタ入力電圧９６が劣化時有機ＥＬ発光閾値９９より小さい場合は“ハイ”となり、“ハイ”の期間が、劣化時発光期間１０１となる。劣化時発光時間１０１は、図７に示す発光時間８６に比べて、有機ＥＬ３６の経時劣化による特性変化分、長くなる。
図１０は、図１における表示パネル１５の表示において固定パターンの焼付きが生じやすい表示例である。図１０において、１０２は動作モードアイコン、１０３は動作状態アイコンであり、動作モードアイコン１０２は、ＤＳＣや携帯電話等で、動画表示を行う状態になっていることを示し、動作状態アイコン１０３は、実際の動画撮影、一時停止といった動作状態を示すアイコンである。いずれも、決まった位置に、例えば、表示パネル１５の上下左右の画素領域に、長時間表示されるものであり、固定パターンの焼付きとなりやすい。
以下、図１〜１０を用いて、本実施例における電流検出時の制御について説明する。まず、図１を用いて、表示データの流れを説明する。
図１において、表示制御部６は、垂直同期信号１、水平同期信号２、データイネーブル信号３、表示データ４、同期クロック５から、表示パネル１５の表示タイミングに合わせて、データ線制御信号７、走査線制御信号８を生成する。
データ線駆動手段９は、信号電圧書き込み期間では階調情報を含むデータ線駆動信号７を、表示パネル１５のデータ線にデータ線駆動信号１０として出力し、発光期間では三角波信号をデータ線にデータ線駆動信号１０として出力する。
走査線駆動手段１３は、表示パネル１５の走査選択線を制御するよう、走査線駆動信号１４を出力する。
駆動電圧生成手段１１は、有機ＥＬを発光させるための駆動電圧を生成し、パネル供給駆動電圧１２として、表示パネル１５に供給する。最後に、表示パネル１５において、走査線駆動信号１４によって選択された走査線上の画素が、データ線駆動信号１０の信号電圧と三角波信号によって、信号電圧に従って、かつ、焼付きとなる自発光素子の劣化を補償するよう発光時間を制御し、パネル供給駆動電圧１２によって発光する。
図２〜９を用いて、データ線駆動手段９と走査線駆動手段１３による表示パネル１５の発光制御と焼付き補償駆動の詳細について説明する。まず、図２、３、５を用いて、データ線駆動手段９による信号電圧書込みと三角波信号入力の詳細について説明する。
図３において、データシフト手段４０は、データスタートパルス３７、データクロック３８に従って、表示入力データ３９をラッチし、シフトデータ４２として出力する。１ラインラッチ手段４４は、データシフト手段４０で取り込んだシフトデータ４２を水平ラッチクロック４３に従ってラッチし、１ラインラッチデータ４５として出力する。階調電圧選択手段４６は、６ビットの１ラインラッチデータ４５に従って、階調電圧６４レベルのうち１レベルを選択し、１ライン表示データ４７として出力する。
三角波生成手段４８は、帰線期間信号４１に従って、三角波信号４９と三角波切替信号５０を生成する。図５に示すように、三角波期間８５の期間内で、最高レベルから、最低レベルまで落ちた後、再び最高レベルまで到達する三角波信号４９を生成する。
また、図３において、階調電圧／三角波切替手段５１は、三角波切替信号５０に従って、１ライン表示データ４７と、三角波信号４９を切り替えて、データ線駆動信号１０として出力する。また、階調電圧／三角波切替手段５１は、図５に示すように、データ書込み期間８４において、１ライン表示データ４７を選択し、三角波期間８５において、三角波信号４９を選択し、データ線駆動信号１５として出力する。
図２に示すデータ線駆動信号１５は、各々、第１ドットＲデータ線１６、第１ドットＧデータ線１７から第２４０ドットＢデータ線（図示せず）を介して、各画素の書込み容量３０へ供給される。
以上で、データ書込み期間において、信号電圧を書き込み、発光期間において、三角波信号を出力するデータ線駆動手段９が実現できる。
次に、図２、４、５〜９を用いて、走査線駆動手段１３による信号電圧書込みと発光時間制御、及び、焼付き補償動作の詳細について説明する。
まず、図４において、垂直シフトレジスタ５４は、垂直スタートパルス５２を垂直シフトクロック５３に従ってシフトし、第１ライン選択信号５５、第２ライン選択信号５６、第３２０ライン選択信号５７を、順次出力する。
また、ライン選択回路６１は、リセット信号５８と特性保持信号５９を、垂直シフトレジスタ５４からライン毎に順次出力される第１ライン選択信号５５、第２ライン選択信号５６、第３２０ライン選択信号５７とのＡＮＤをとって、第１ラインリセット選択線１８、第１ライン特性保持選択線１９、第２ラインリセット選択線２１、第２ライン特性保持選択線２２、第３２０ラインリセット選択線６２、第３２０ライン特性保持選択線６３にライン毎に出力する。
また、発光期間を示す発光制御信号６０を、全ライン共通の発光“オン”状態とする第１ライン発光選択線２０、第２ライン発光選択線２３、第３２０ライン発光選択線６４に出力する。ここで、発光制御信号６０は、図１に示す表示制御部６が生成するものとして説明しているが、信号の意味としては、図３に示す帰線期間信号４１と同様のため、この信号を流用することも可能である。
次に、図２おいて、図５に示すデータ書込み期間８４においては、第１ラインリセット選択線１８によってリセットスイッチ３２が“オン”状態、第１ライン特性保持選択線１９によって特性保持スイッチ３３が“オン”状態となるため、駆動トランジスタ３１の入出力が短絡状態となり、図６に示す書込み基準電位９１が決定し、この基準電位９１が特性保持容量３４に蓄積され、同時に、この基準電位９１を基準として第１ドットＲデータ線１６から入力される信号電圧が書込み容量３０に蓄積される。
これから説明する発光期間における動作は、有機ＥＬ３６の経時劣化がない初期状態の場合と、経時劣化による素子特性変動がある場合とに分けて説明する。まず、図２、６、７を用いて初期状態の場合について説明する。
図２において、第１ラインリセット選択線１８と第１ライン特性保持選択線１９によって、リセットスイッチ３２と特性保持スイッチ３３を“オフ”とし、第１ライン発光選択線２０により発光制御スイッチ３５を“オン”とすることにより、有機ＥＬ３６の抵抗成分により、駆動トランジスタ３１の出力電圧が上昇し、駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ３６との直列の入出力特性が、図６に示すように発光初期入出力特性９２のようになり、出力電圧が基準出力に達する閾値電圧は閾値シフト量９３だけシフトし、有機ＥＬ発光閾値９４となる。
この状態で、第１ドットＲデータ線１６から三角波信号を入力すると、図７に示す駆動トランジスタの入力電圧９６は、書込み容量電圧９５の電位差を持って同様の形で変化する。ここで、駆動トランジスタ３１の閾値電圧は、先に説明したように有機ＥＬ発光閾値９４となるため、図７に示す駆動トランジスタ出力波形８２は、駆動トランジスタ入力電圧９６が有機ＥＬ発光閾値９４より大きい場合は“ロー”となり、駆動トランジスタ入力電圧９６が有機ＥＬ発光閾値９４より小さい場合は“ハイ”となり、“ハイ”の期間が、素子劣化のない初期状態での発光期間８６となる。
次に、図２、８、９を用いて、経時劣化により有機ＥＬ素子３６の特性が変動している、つまり焼付き現象が起こっている場合について説明する。
初期状態の場合と同様に、図２において、第１ラインリセット選択線１８と第１ライン特性保持選択線１９によって、リセットスイッチ３２と特性保持スイッチ３３を“オフ”とし、第１ライン発光選択線２０により発光制御スイッチ３５を“オン”とすることにより、有機ＥＬ３６の抵抗成分により、駆動トランジスタ３１の出力電圧が上昇するが、このときの抵抗成分は、劣化により電流が流れにくくなっている、つまり抵抗値が上昇し、図８に示すように駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ３６との直列の入出力特性が、劣化時入出力特性９７のようになり、出力電圧が基準出力に達する閾値電圧は、さらに閾値劣化シフト量９８だけシフトし、劣化時有機ＥＬ発光閾値９９となる。
この状態で、第１ドットＲデータ線１６から三角波信号を入力すると、図９に示す駆動トランジスタの入力電圧９６は、初期状態の場合と同様に、書込み容量電圧９５の電位差を持って同様の形で変化する。ここで、駆動トランジスタ３１の閾値電圧は、先に説明したように劣化時有機ＥＬ発光閾値９９となるため、図９に示す劣化時駆動トランジスタ出力波形１００は、駆動トランジスタ入力電圧９６が劣化時有機ＥＬ発光閾値９９より大きい場合は“ロー”、駆動トランジスタ入力電圧９６が劣化時有機ＥＬ発光閾値９９より小さい場合は“ハイ”となり、“ハイ”の期間が、素子が劣化した状態での劣化時発光期間１０１となる。
以上で、有機ＥＬ素子が劣化した場合の発光時間が長くなり、図１０に示すような固定パターンによる焼付き現象が起きた画素に対して適切な発光時間補償、輝度補償が可能となり、焼付きが解消されることとなる。
また、輝度補償の量は、三角波信号の傾きを制御することで可能であることから、この傾きを有機ＥＬ素子の劣化時の輝度低下量に応じて可変とすることができる。
なお、本実施例では、入力電圧を反転する駆動トランジスタをｐＭＯＳトランジスタ、他のスイッチをｎＭＯＳトランジスタにより構成しているが、各々、インバータ、スイッチの役割を果たすものであれば、その構成を限定するものではない。さらに、スイッチの数等の画素構成は、信号電圧書込み時に有機ＥＬ素子を切断して駆動トランジスタ（インバータ）の特性を保持し、発光期間においてのみ接続する動作が可能であれば、これに限定するものではない。
また、実施例によれば、任意の表示パターンに対する画素毎の輝度補償を可能とするため、その結果、固定焼付きパターンを解消するという効果を奏する。さらには、画面全体の劣化による輝度低下に対しても効果を期待できる。
図１１は、図１に示す表示パネル１５の内部構成の他の実施例であって、図２と異なるのは、入力電圧を反転する駆動トランジスタ（インバータ）３１として、直列接続したｐＭＯＳトランジスタ１０４とｎＭＯＳトランジスタ１０５を用いた。これによって、本実施例では、図２における特性保持容量３４を省略できるので、この特性保持容量３４を制御するための特性保持スイッチ３３と、この特性保持スイッチ３３を制御する第１ライン特性保持選択線１９が省略できる。
図１１において、ｐＭＯＳトランジスタ１０４の入力とｎＭＯＳトランジスタ１０５の入力は、接続され、さらに、書込み容量３０とリセットスイッチ３２の接続点に接続されている。また、直列接続したｐＭＯＳトランジスタ１０４とｎＭＯＳトランジスタ１０５の接続点は、発光制御スイッチ３５に接続されている。さらに、ｐＭＯＳトランジスタ１０４の直列接続点とは反対側の電極は、第１列有機ＥＬ駆動電圧供給線２４に接続され、ｎＭＯＳトランジスタ１０５の直列接続点とは反対側の電極は接地されている。
本実施例では、図２に示す特性保持容量３４の代わりに、ｐＭＯＳトランジスタ１０４とｎＭＯＳトランジスタ１０５の直列接続点における浮遊容量を用いている。書込み容量３０への信号電圧の書き込み動作と有機ＥＬ３６の発光動作は、実施例１と同様である。
本発明の一実施例である自発光素子表示装置の例 図１に示す表示パネル１５の内部構成の一実施例 図１に示すデータ線駆動手段９の内部構成の一実施例 図１に示す走査線駆動手段１３の内部構成の一実施例 図４に示す垂直シフトレジスタ５４とライン選択回路６１の動作図と、図２に示す第１行第１列画素２６における信号電圧書込みと三角波信号による発光時間の制御の動作を示す図 図２に示す駆動トランジスタ３１における信号電圧の基準電圧設定の詳細図 図２に示す駆動トランジスタ３１の発光期間制御動作の詳細図 図６に示す信号電圧の基準電圧設定において、有機ＥＬ３６が経時劣化した場合の詳細図 図７に示す発光期間制御動作において、有機ＥＬ３６が経時劣化した場合の詳細図 図１に示す表示パネル１５の表示において固定パターンの焼付きが生じやすい表示例 図１に示す表示パネル１５の内部構成の他の実施例
符号の説明
１…垂直同期信号、２…水平同期信号、３…データイネーブル信号、４…表示データ、５…同期クロック、６…表示制御部、７…データ線制御信号、８…走査線制御信号、９…データ線駆動手段、１０…データ線駆動信号、１１…駆動電圧生成手段、１２…パネル供給駆動電圧、１３…走査線駆動手段、１４…走査線駆動信号、１５…表示パネル、１６…第１ドットＲデータ線、１７…第１ドットＧデータ線、１８…第１ラインリセット選択線、１９…第１ライン特性保持選択線、２０…第１ライン発光選択線、２１…第２ラインリセット選択線、２２…第２ライン特性保持選択線、２３…第２ライン発光選択線、２４…第１列有機ＥＬ駆動電圧供給線、２５…第２列有機ＥＬ駆動電圧供給線、２６…第１行第１列画素、２７…第１行第２列画素、２８…第２行第１列画素、２９…第２行第２列画素、３０…書込み容量、３１…駆動トランジスタ、３２…リセットスイッチ、３３…特性保持スイッチ、３４…特性保持容量、３５…発光制御スイッチ、３６…有機ＥＬ、３７…データスタートパルス、３８…データクロック、３９…表示入力データ、４０…データシフト手段、４１…帰線期間信号、４２…シフトデータ、４３…水平ラッチクロック、４４…１ラインラッチ手段、４５…１ラインラッチデータ、４６…階調電圧選択手段、４７…１ライン表示データ、４８…三角波生成手段、４９…三角波信号、５０…三角波切替信号、５１…階調電圧−三角波切替手段、５２…垂直スタートパルス、５３…垂直シフトクロック、５４…垂直シフトレジスタ、５５…第１ライン選択信号、５６…第２ライン選択信号、５７…第３２０ライン選択信号、５８…リセット信号、５９…特性保持信号、６０…発光制御信号、６１…ライン選択回路、６２…第３２０ラインリセット選択線、６３…第３２０ライン特性保持選択線、６４…第３２０ライン発光選択線、６５…垂直スタートパルス波形、６６…垂直シフトクロック波形、６７…リセット信号波形、６８…特性保持信号波形、６９…発光制御信号波形、７０…第１ライン選択信号波形、７１…第１ラインリセット選択線波形、７２…第１ライン特性保持選択線波形、７３…第１ライン発光選択線波形、７４…第２ライン選択信号波形、７５…第２ラインリセット選択線波形、７６…第２ライン特性保持選択線波形、７７…第２ライン発光選択線波形、７８…第１ドットＲデータ線波形、７９…書込み信号電圧レベル、８０…三角波ハイ電圧レベル、８１…三角波ロー電圧レベル、８２…第１行第１列画素駆動トランジスタ出力、８３…第１ラインデータ書込み期間、８４…データ書込み期間、８５…三角波期間、８６…発光期間、８７…非発光期間、８８…１フレーム期間、８９…駆動トランジスタ３１の入出力特性、９０…入出力短絡条件、９１…信号電圧書込み基準電位、９２…発光初期入出力特性、９３…閾値シフト量、９４…有機ＥＬ発光閾値、９５…書込み容量電圧、９６…駆動トランジスタ入力電圧、９７…劣化時入出力特性、９８…閾値劣化シフト量、９９…劣化時有機ＥＬ発光閾値、１００…劣化時駆動トランジスタ出力波形、１０１…劣化時発光期間、１０２…動作モードアイコン、１０３…動作状態アイコン、１０４…ｐＭＯＳトランジスタ、１０５…ｎＭＯＳトランジスタ

Claims (10)

  1. 複数の画素により構成された表示パネルと、前記画素に信号電圧を入力するためのデータ線を有する表示装置において、
    前記画素には、
    前記データ線に一端が接続された第１の容量と、
    前記第１の容量の他端に入力が接続された入力電圧反転トランジスタと、
    前記トランジスタの出力によって制御される発光素子と、
    前記トランジスタの入力端と出力端の間に設けられた第１のスイッチ手段と、
    前記トランジスタの出力端と前記発光素子との間に設けられた第２のスイッチ手段とが備えられていることを特徴とする画像表示装置
  2. 前記第１のスイッチ手段をオン状態、前記第２のスイッチ手段をオフ状態としながらデータ線に信号電圧を入力する第１の期間と、前記第１のスイッチ手段をオフ状態、前記第２のスイッチ手段をオン状態としながらデータ線に三角波信号を入力する第２の期間とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の表示装置
  3. 前記第１の期間と第２の期間を合せると１フレーム期間となることを特徴とする請求項２に記載の表示装置
  4. 前記三角波信号の傾きを、前記発光手段の劣化時の輝度低下量に応じて可変とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置
  5. 複数の画素が配置された表示パネルと、前記表示パネルに配置された画素を選択する走査線駆動手段と、前記走査線駆動手段で選択された画素に信号電圧を供給するデータ線駆動手段とを有する表示装置において、
    前記画素には、発光素子と、前記発光素子を駆動するトランジスタと、前記トランジスタの入力基準電圧を基に信号電圧を書き込む容量とが備えられ、
    前記トランジスタは、前記発光素子の特性に応じてシフトされる入力基準電圧を基に、発光素子の発光時間を制御することを特徴とする表示装置
  6. 前記画素には、トランジスタの入力と出力を短絡するリセットスイッチと、トランジスタと発光素子との間に発光制御スイッチとが備えられていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置
  7. 前記リセットスイッチは、第１の期間と第２の期間とからなる１フレーム期間の第１の期間にオンとなり、前記発光制御スイッチは、第２の期間にオンとなることを特徴とする請求項６に記載の表示装置
  8. 前記データ線駆動手段は、前記第１の期間に信号電圧を画素に供給し、前記第２の期間に三角波信号を画素に供給することを特徴とする請求項７に記載の表示装置
  9. 前記三角波信号の直線傾斜部を曲線傾斜部とすることを特徴とする請求項８に記載の表示装置
  10. 前記発光素子の特性は、温度や経年変化による劣化で、その抵抗値が変化する特性であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置
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