JP2008249745A

JP2008249745A - 平面表示装置

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Publication number: JP2008249745A
Application number: JP2007087017A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogawa; 隆司小川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; System Solutions Co Ltd
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】平面表示装置における外光輝度の検出精度の向上を図る。
【解決手段】表示装置に搭載される集積化駆動回路２００の外光受光面側に外光輝度を検出するためのフォトセンサ２１０を設ける。集積化された駆動回路２００にフォトセンサ２１０を設けることでノイズの影響を受けず、精度良く外光検出ができる。また、フォトセンサ２１０で検出した外光輝度に応じ、ＥＬ素子に流す電流を制御する素子駆動用Ｔｒ２に印加するデータ信号を調整し、必要に応じてカソード電源電圧を調整することで高い表示品質と低消費電力を両立できる。フォトセンサの外光検出結果を、特定機能の実行のための命令の発生や、光発電部を備える情報機器の発電予測にも用いることができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、表示素子として、有機エレクトロルミネッセンス（Electroluminescence：以下ＥＬ）素子などの発光素子や液晶素子などを備えた平面表示装置に関する。

平面表示装置は、表示素子として、一例として、ダイオード構造の発光素子であるＥＬ素子や、液晶素子などを各画素に備え、ＣＲＴなどと比較して薄型化、小型化が可能であり、低消費電力化も容易であるなどの有利な点があり、開発が進められている。

また、各画素に、表示素子を個別に制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子を備え、画素毎に表示素子を制御するアクティブマトリクス型平面表示装置は、高精細な表示装置として期待されている。

平面表示装置は、上記のように、薄型、小型であるが故に、携帯型の情報機器に搭載されることも多いが、その使用環境によって、表示装置に要求される輝度が大きく異なる。例えば、図１５に示すように、晴れの屋外等、外光輝度が高い場合、表示イメージを視認させるためには、表示装置に対する必要輝度は非常に大きい。図１５の例では、ＥＬ表示装置の場合、晴れの屋外環境で要求される輝度は、２５０ｃｄ／ｍ²である。一方、屋内や夜間の外光輝度の低い環境で要求される輝度は、２５ｃｄ／ｍ²程度であり、視認必要輝度は１０倍も相違する。

そこで、特許文献１では、晴れの屋外環境であっても高い表示品質（高コントラスト表示）を実現するために、ＥＬ表示装置においてフォトセンサを採用し、検出結果に応じて、最大輝度レベルを調整して表示部のコントラストを一定に維持することが提案されている。

特開２００６−３０３１８号公報

特許文献１において採用されているフォトセンサは、表示部と同一のパネル基板上に内蔵形成されるＴＦＴを採用している。このようなＴＦＴは、レーザアニール処理によって低温多結晶化した多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）膜をＴＦＴ能動層に用いている。このようなフォトセンサは、パネル上に画素用ＴＦＴなどと同時に内蔵形成できるために、採用することによる特別な工程の追加が不要であり、また、表示装置の小面積化にも寄与しうる。しかし、このような低温多結晶化シリコン膜を能動層とするＴＦＴは、光電特性のばらつきが大きいことが知られており、外光量に対する高い検出精度への要求に対応できない場合もある。

また、いわゆる受光機能のみの単機能回路、つまり、ディスクリートのフォトセンサＩＣを表示装置を搭載する電子機器の所望の場所に設けて外光量を検出することも知られている。フォトセンサＩＣの出力は、表示部に供給する各種信号を処理する信号処理部にとって適切なレベルのデータに増幅することが要求されるため、信号処理部の周辺に設けたアンプによって増幅・バッファリングなどが行われる。しかし、フォトセンサＩＣが表示装置の信号処理部とは離間して設けられている場合、フォトセンサＩＣからこのアンプまでの配線経路が長くなり、センサ出力データにノイズが重畳されやすく、結果としてアンプを経て信号処理部に供給されるセンサ出力データの精度に悪影響を及ぼしやすい。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高精度に外光輝度を検出し、外光環境によらずに表示品質を維持し、さらに、所定の機能を実行可能とすることを目的とする。

本発明は、平面表示装置であって、マトリクス配置された複数の画素を備える表示部と、前記表示部を駆動するための信号処理部と、外光を受光するためのフォトセンサと、を含んで集積化され、前記表示部の設けられたパネル上に搭載された駆動回路とを備え、前記フォトセンサは、前記駆動回路の表示装置における外光受光面側に配置されている。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記複数の画素のそれぞれにはエレクトロルミネッセンス素子が設けられ、前記フォトセンサによって検出された外光輝度が基準輝度より小さい場合に、前記エレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を低下させるように前記複数の画素のそれぞれに供給するデータ信号を調整し、かつ、前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電源電圧を上昇させる。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記フォトセンサによって検出された外光輝度が基準輝度より大きい場合には、前記表示部におけるエレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を増大させるように前記複数の画素にそれぞれ供給するデータ信号を調整する。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記複数の画素は、表示素子と、該表示素子での表示を制御するスイッチ素子と、を備え、前記表示部の周辺には、前記駆動回路に設けられたフォトセンサとは別に配置された外光を検出する補助用フォトセンサを備え、前記駆動回路に設けられたフォトセンサは、前記補助用フォトセンサと異なる分光感度特性を備える。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記表示部の周辺には、前記フォトセンサの他に、補助用フォトセンサとして、前記複数の画素と共に前記パネルに内蔵形成された内蔵型フォトセンサ、または独立チップに形成され前記パネルに搭載された外付フォトセンサの少なくとも一方を備え、前記フォトセンサと、前記補助用フォトセンサとによる外光の受光結果に基づいて、外光輝度を検出する。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記駆動回路に集積化された前記フォトセンサでの非受光期間に応じ、装置における特定機能を実行する。

本発明の他の態様では、上記平面表示装置において、前記フォトセンサで検出した外光輝度に基づいて、該平面表示装置に動作電力を供給する光発電部における発電量を予測する発電予測部と、前記発電予測結果と、前記検出した外光輝度とに応じて前記表示部での表示輝度又は前記表示部において用いる電源電圧を調整する調整部と、を備える。

本発明によれば、集積化された駆動回路にフォトセンサを内蔵させ、このフォトセンサを表示装置の外光受光面側に配置することで外光輝度を精度良く検出することができる。よって、その検出結果に応じて、表示装置を制御して消費電力を低減し、表示輝度を最適化し、或いはスイッチなどの特定機能を正確に実行させることができる。

以下、図面を用いてこの発明の最良の実施の形態（以下実施形態という）について説明する。

［実施形態１］
本実施形態において、表示装置は、具体的にはアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置であり、複数の画素を備える表示部がＥＬパネル１００に形成されている。図１は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の全体の構成を示す。図２はこの表示装置のパネル部における等価回路の一例、図３は、この表示装置の一部概略断面構造を示している。

表示装置はＥＬパネル１００を備え、パネル１００は、ガラスなどの基板上１１０に、図２のような画素回路が形成された表示部と、表示部を駆動するための駆動回路２００を備える。駆動回路２００は、少なくとも、外光を受光するフォトセンサ２１０と、表示部を駆動するための各種信号を作成、処理する信号処理部３００とが集積された集積回路として構成されており、図３に示すように、基板の上に、ＣＯＧ（chip on glass）等の手法により搭載されている。

ＥＬパネル１００の表示部には、マトリクス状に複数の画素が配置され、マトリクスの水平（Ｈ）走査方向（行方向）には、順次選択信号が出力される選択ライン（ゲートラインＧＬ）１０が形成されており、垂直（Ｖ）走査方向（列方向）には、データ信号（Ｖｓｉｇ）が出力されるデータライン１２（ＤＬ）と、表示素子である有機ＥＬ素子（以下、単に「ＥＬ素子」という）１８に、駆動電源ＰＶＤＤを供給するための電源ライン１６（ＶＬ）が形成されている。

各画素は、これらのラインの交点に対応した領域に設けられており、各画素は、被駆動素子としてＥＬ素子１８を備え、また、ｎチャネルのＴＦＴより構成された選択トランジスタＴｒ１（以下、「選択Ｔｒ１」）、保持容量Ｃｓ、ｐチャネルのＴＦＴより構成された素子駆動トランジスタＴｒ２（以下、「素子駆動Ｔｒ２」）が設けられている。

選択Ｔｒ１は、そのドレインが垂直走査方向に並ぶ各画素にデータ電圧（Ｖsig）を供給するデータライン１２に接続され、ゲートが１水平走査ライン上に並ぶ画素を選択するためのゲートライン１０に接続され、そのソースは素子駆動Ｔｒ２のゲートに接続されている。

また、素子駆動Ｔｒ２のソースは電源ライン１６に接続され、ドレインはＥＬ素子１８のアノードに接続されている。ＥＬ素子のカソードは各画素共通で形成され、カソード電源ＣＶに接続されている。

ＥＬ素子１８は、ダイオード構造であり、図３に示すように、下部電極１８２と上部電極１８６の間に発光素子層１８４を備える。発光素子層１８４は、例えば少なくとも有機発光材料を含む発光層を備え、発光素子層に用いる材料特性などにより、単層構造や、２層、３層あるいは４層以上の多層構造を採用することができる。本実施形態では、下部電極１８２が画素毎に個別形状にパターニングされ上記アノードとして機能し、素子駆動Ｔｒ２のドレイン電極１２８に接続されている。また、上部電極１８６が複数の画素に共通でカソードとして機能する。

下部電極１８２としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明電極を用い、上部電極１８６としては、例えば、Ａｌ、ＭｇＡｇなどの金属電極を採用しており、発光素子層から得られた光は、図３に示すように透明な下部電極１８２からパネル基板１１０を介して外部に射出される。

図２の例において各画素に設けられる２つの画素用の選択Ｔｒ１、素子駆動Ｔｒ２は、図３に示す素子駆動Ｔｒ２と同様の構造を備える。ガラス基板１１０の上には、例えばＳｉＮ／ＳｉＯ₂の積層構造を有するバッファ層１１２が形成され、バッファ層１１２の上には、非晶質シリコン膜が成膜されその非晶質シリコン膜に対してレーザアニール等の低温アニール処理によって多結晶化され、得られた多結晶シリコンがＴＦＴの能動層１２０として用いられている。この能動層１２０を覆ってゲート絶縁膜１２２が形成され、ゲート絶縁膜１２２の上には例えばＴｉ、Ｍｏ、Ｃｕなどの高融点金属材料が成膜され、パターニングされてゲート電極１２４となっている。なお、能動層１２０を第１電極とする保持容量Ｃｓの第２電極を兼用する容量ライン１４は、ゲートライン１０と同時に同一材料を用いて形成することができる。

ゲート電極１２４を形成した後、このゲート電極１２４をマスクとして能動層１２０に対しては形成すべき導電型に応じた不純物をドープし、ゲート電極１２４の直下領域には不純物のドープされないチャネル領域が形成され、チャネル領域の両側には不純物がドープされたソース領域、ドレイン領域を得る。また、ゲート電極１２４を覆う基板全面には層間絶縁膜１２６が形成されており、層間絶縁膜１２６とゲート絶縁膜１２２を貫通するように形成されたコンタクトホールにおいてソース領域、ドレイン領域とそれぞれ対応するソース電極、ドレイン電極１２８が形成される。

なお、このソース電極、ドレイン電極１２８は、Ａｌなどを用いて形成されており、接続されるＴＦＴに応じてデータライン１２、電源ライン１６と接続される（本実施形態では、ソース電極、ドレイン電極はこれらが接続される各ラインが兼用している）。ソース電極、ドレイン電極及びデータライン１２、電源ライン１６等を覆う基板全面には、一例として透明な絶縁性樹脂などを用いた平坦化絶縁層１３０が形成され、素子駆動Ｔｒ２のドレイン電極１２８と対応する領域において、この平坦化絶縁層１３０にはコンタクトホールが形成される。そして、このコンタクトホールにおいて、平坦化絶縁層１３０の上に形成された下部電極１８２がドレイン電極１２８と接続される。下部電極１８２の端部周辺には、第２平坦化絶縁層１４０に覆われ、その後、下部電極１８２の上に形成される非常に薄い発光素子層１８４が下部電極１８２の端部で損傷して下部電極１８２と上部電極１８６とがショートすることを防止している。

また、ＥＬ素子１８の発光素子層に用いられる有機材料の耐久性をより高めるため、ＥＬパネル１００では、少なくともこの発光素子層が積層される表示部を含む領域は、封止部材１９０を基板１１０に接着して封止されている。この封止部材１９０による封止により、ＥＬ素子１８の発光素子層に外界からの水分や酸素などの侵入を抑制している。

また、ＥＬパネル１００の表示部の周辺には、図１，図２の例では、各画素を駆動するための駆動回路２００の一部の機能が、内蔵ドライバ回路として画素部のＴＦＴと同時にパネル上に形成されている。この内蔵ドライバ回路は、図１、図２の例では各ゲートライン１０に、順次、選択信号を出力するＶドライバ２２０Ｖと、データライン１２に対し、上記ゲートライン１０によって選択される画素の表示内容に応じたデータ信号Ｖsigを供給するためのＨドライバ２２０Ｈを備える。なお、このＶドライバ２２０Ｖ、Ｈドライバ２２０Ｈは、以下に説明する信号処理回路３００等と共に表示部とは別の集積回路内に設けられていても良い。

表示部の画素回路とは別に集積化された駆動回路２００は、図３に示すように、封止部材１９０によって封止された領域の外側の接着部３３０において、基板１１０に接着されている。本実施形態では、この集積化され、パネルに搭載される駆動回路２００にフォトセンサ２１０が内蔵形成されている。図３の例では、上述の通り、下部電極１８２に透明電極を用いておりＥＬ素子からの光は基板１１０側から外部に射出される。つまり、基板１１０がこのパネルの観察面、言い換えると外光受光面側となる。そして、フォトセンサ２１０は、パネルの外光受光面側にその受光面を向けて配置されている。なお、集積化された駆動回路２００には、少なくとも上記フォトセンサ２１０と信号処理部３００を備え、そのほかに、判定部２４０、ＣＶ調整部２６０、タイミング制御部（Ｔ／Ｃ）２８０等を有する。

信号処理部３００は、外部から供給される映像信号に基づいて各画素に供給するデータ信号などを作成するための処理部であり、外部からの映像信号に対し必要に応じてシリアルパラレル（Ｓ／Ｐ）変換部、輝度、コントラストを表示パネルの特性や環境に応じて調整する輝度・コントラスト調整部、かつガンマ補正を実行するガンマ補正部、外光輝度の判定結果に応じてデータ信号を調整するデータ調整部、補正処理等を施したデータを表示部に供給する前にアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部などを備える。

タイミング制御部２８０は、外部から供給される同期信号（Vsync, Hsync）、クロック信号（dotclock）などから表示に必要なタイミング信号(Ｈクロック、Ｖクロック、Ｈスタート信号、Ｖスタート信号等）を作成するタイミング制御部３１０等を備える。

判定部２４０は、フォトセンサ２１０での検出結果から外光輝度を判定し、ＣＶ調整部２６０は、判定結果に応じてカソード電圧ＣＶを後述するように調整する。

なお、駆動回路２００には、電源回路を内蔵することもできるし、電源回路については、専用の電源回路ＩＣを採用し表示部に供給しても良い。一例として電源回路は、上述のカソード電源調整部回路３００、駆動電源ＰＶＤＤ、Ｈドライバ２２０Ｈ、Ｖドライバ２２０Ｖを動作させるための電源等を、外部から供給される電源を利用し昇圧する回路を含み、作成した電源電圧を各部へ供給する（外部からそのまま各部へ供給してもよい）。

以上のような構成のＥＬパネル１００において、Ｖドライバ２２０Ｖから順次出力される選択信号によって対応する行の選択Ｔｒ１がオン制御され、オンした選択Ｔｒ１を介し、対応するデータライン１２に供給されているデータ信号Ｖsigが、素子駆動Ｔｒ２のゲート及び保持容量Ｃｓに供給される。保持容量Ｃｓは、供給されたデータ信号Ｖsigに応じた電荷を所定期間保持し、これにより、素子駆動Ｔｒ２のゲート電位が所定期間データ信号Ｖsigに応じた電位に保持され、そのゲート電位に応じて、素子駆動Ｔｒ２が電源ライン１６からＥＬ素子１８に供給する電流Ｉdsが制御される。ＥＬ素子１８には、供給される電流Ｉdsに応じた電流Ｉoledが流れ、電流量に応じた輝度で発光する。

本実施形態では、フォトセンサ２１０での外光検出結果に応じて、後述するようにデータ信号Ｖsigを調整する。さらに、データ信号Ｖsigの電圧レベルが低減される場合には、カソード電圧ＣＶを上昇させて消費電力を低減する。

以下、このようなＥＬパネル１００における外光に応じた制御について説明する。図４は、各画素の素子駆動Ｔｒ２のＶｄ−Ｉｄ特性とＥＬ素子１８のＩＶ特性を重ね合わせて示している。図４において、横軸の右端は、駆動電源電圧ＰＶＤＤであり、左側がカソード電圧ＣＶである。縦軸は、ＴＦＴのＩＶ特性についてはドレイン電流Ｉds、ＥＬ素子のＩＶ特性についてはアノードカソード間電流Ｉoledを示す。

ＴＦＴ特性Ａ，Ｂは、表示装置の使用条件Ａ，Ｂに対応してそれぞれ設定されたデータ信号Ｖsigをゲートに受けて動作する素子駆動Ｔｒ２のドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとドレイン電流Ｉdsとの関係である。例えば使用条件Ａは、晴天の屋外など外光輝度が高くＥＬパネルの視認必要輝度が高い場合であり、通常と同一内容の表示を視認させるために、通常よりも高輝度でＥＬ素子１８を発光させる必要があり、データ信号Ｖsigの最大値の絶対値Ｖsigmaxを大きく設定している（ＶsigmaxＡ）。一方、使用条件Ｂは、例えば、屋内で外光輝度が低く、ＥＬパネルの視認必要輝度が低い場合であり、基準状態と同一内容の表示を視認させるためには通常よりも低輝度でＥＬ素子１８を発光させれば良く、データ信号Ｖsigmaxの絶対値を小さく設定している（ＶsigmaxＢ）。

この設定は、図１の判定部２４０の判定に応じて実行される。判定部２４０は、フォトセンサ２１０からアンプ２３０を経て供給される外光検出値と、基準値とを比較し、比較結果に応じて、装置の使用条件を判断し、判断結果に応じてデータ信号Ｖsigのレベルの上昇、低下を決める判定信号を信号処理部３００に供給する。例えば、判定部２４０において使用条件Ａに相当する外光輝度基準値Ｒａよりも外光検出値が大きければ、データ信号ＶsigをＶsigmaxＡとする判定結果を信号処理部３００に供給する。使用条件Ｂに相当する外光輝度基準値Ｒｂよりも外光検出値が小さければ、データ信号ＶsigをＶsigmaxＢとする判定結果を信号処理部３００に供給する。後述するように、常時、使用条件Ａに対応可能に装置を設定する場合には、基準値としては、外光輝度基準値Ｒｂのみを設定し、通常データ信号をＶsigmaxＡとして、基準値Ｒｂ以下の外光輝度の場合にデータ信号をＶsigmaxＢに変更してもよい。

ここで、本実施形態では、表示部において表示を行う場合、ドレインソース間電圧Ｖｄｓの変動によるドレイン電流Ｉdsの急激な変化を防止してＥＬ素子を定電流駆動することを目的とし、素子駆動Ｔｒ２を飽和領域で動作させ、ＥＬ素子１８に電流を供給している。

この飽和領域は、素子駆動Ｔｒ２の動作しきい値Ｖｔｈ、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが、Ｖｇｓ−Ｖｔｈ＜Ｖｄｓを満たす動作領域であり、Ｖｄｓが変化してもドレイン電流Ｉdsの変化は小さく、素子駆動Ｔｒ２のゲートに供給するデータ信号Ｖsigの電圧に応じたドレイン電流Ｉdsを得ることができる。一方、Ｖｇｓ−Ｖｔｈ＞Ｖｄｓの電圧条件を満たす場合には、素子駆動Ｔｒ２は、線形領域で動作し、Ｖｄｓに応じてドレイン電流Ｉdsが線形変化する。この線形領域と飽和領域の境界となるドレインソース間電圧Ｖｄｓが、ピンチオフ電圧であり、このピンチオフ電圧は、素子駆動Ｔｒ２のゲートに供給されるデータ信号Ｖsigの絶対値が小さくなるほど、その絶対値が低下する（図４のＴＦＴピンチオフ特性参照）。

ＥＬ素子１８は、上記素子駆動Ｔｒ２と駆動電源ＰＶＤＤとカソード電源ＣＶとの間に直列接続されているため、ＥＬ素子１８のＩＶ特性線とＴＦＴ特性線Ａ及びＢとの交点Ｐａ，Ｐｂが、各使用条件Ａ，Ｂに応じたデータ信号ＶsigmaxＡ、ＶsigmaxＢが素子駆動Ｔｒ２に供給された場合のＥＬ素子１８の動作点Ｐａ，Ｐｂとなり、ＥＬ素子１８には、この動作点Ｐａ、Ｐｂにおける素子駆動Ｔｒ２のドレイン電流Ｉdsに等しい電流Ｉoledが流れ、そして、ＥＬ素子１８はこのＩoledに対応する輝度で発光する。

駆動電源電圧ＰＶＤＤは、最も高いＶsigmaxＡに対応できるように設定し、カソード電源電圧ＣＶは、素子駆動Ｔｒ２及びＥＬ素子１８に電流が流れて生ずる電圧降下を考慮し、最も高いＶsigmaxＡで素子駆動Ｔｒ２を駆動した場合にも、ＥＬ素子１８に十分な電流が流れることができるような低い電圧に設定することができる。なお、上述のように、本実施形態では、素子駆動Ｔｒ２を飽和領域で動作させて表示を行うため、図２に示すＴＦＴ特性Ａに対応するＥＬ素子１８の動作電圧（Ｐａ）とピンチオフ電圧との差が、丁度、ＥＬ素子１８のアノード電極とカソード電極との電位差の余裕、つまりカソード電源電圧ＣＶの設定しうる範囲（以下、ＣＶマージンという）に相当する。

外光輝度が低く、図４に示すＴＦＴ特性Ｂのように、データ信号の最大値Ｖsigmaxを低下させた場合、ＥＬ素子１８の動作に必要な電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）も、動作電流Ｉoledも低下し、ＴＦＴ特性Ａ（使用条件Ａ）の場合と比較すると、ＴＦＴ特性Ａに合わせて設定されたＣＶマージン（ピンチオフ電圧とＥＬ動作電圧との電位差）が拡大する。つまり、従来のようにカソード電源電圧ＣＶを一定とすると、データ信号Ｖsigmaxの電圧値を低下させた分の省電力化は図れるが、ＣＶマージンが拡大しており、カソード電流が無駄に流れてしまうことを防止することができない。

本実施形態では、フォトセンサ２１０を集積化駆動回路２００内に内蔵させることで、非常に正確に使用環境下における外光輝度を検出することができ、正確に判定した使用環境に応じて、データ信号Ｖsigmaxを変化させると共に、それに応じて、図５に示すようにＣＶマージンが拡大しないように駆動電源電圧ＰＶＤＤとカソード電源電圧ＣＶとの差を調整する。つまり、使用条件に応じ、データ信号Ｖsigmaxを低下させる際、ＥＬ素子１８の動作電圧の低下とＴＦＴピンチオフ電圧の低下とを考慮してカソード電源電圧ＣＶを上昇させ、ＰＶＤＤ−ＣＶを小さくし、ＣＶマージンがデータ信号Ｖsigmaxが変化しても所定範囲となるように調整する。上記データ信号Ｖsigmaxを低下させると、ＥＬ素子１８の動作点は、基準動作値より低下し、この基準動作値は、例えば、対応するＴＦＴ特性のピンチオフ電圧に対して、絶対値で１Ｖ以上大きく、｜ＰＶＤＤ−ＣＶ｜未満の電圧値である。さらに、この基準動作値は、一例として、パネルで実現される最大発光輝度状態におけるＥＬ素子１８の電圧値に設定することができる。本実施形態では、このようなＥＬ素子１８の動作電圧を基準動作値よりも低くする場合に、その低下分に応じて、ＰＶＤＤとＣＶとの差を上記基準動作時の条件よりも縮小する。

ＣＶマージンは、ＴＦＴのピンチオフ特性に沿って、
Ｖsigmax＝（ＰＶＤＤ−ＣＶ）−Ｖｔｈ＋ＣＶマージン・・・（１）
が成り立つように決めることが好適である。また、ＣＶマージンはＥＬ素子のＩＶ特性の経時変化や温度特性によっても最適値が変化するが、０．５＜ＣＶマージン＜５Ｖの中で決めることが望ましい。このＣＶマージンは、主として、ＥＬ素子１８のＩＶ特性の製造ばらつきと温度依存性を考慮して決定することが好適である。ＥＬ素子のＩＶ特性の製造ばらつき（ΔＶｅｌｍ）が１．５Ｖ程度のマージンを必要とし、温度依存性（ΔＶｅｌｔ）が１．５Ｖ程度のマージンを必要とする。また、ＴＦＴのピンチオフ特性の製造ばらつき（ΔＶｔｆｔｍ）、温度特性（温度依存性）（ΔＶｔｆｔｔ）もＣＶマージンに影響を及ぼし、それぞれ０．５Ｖ程度のマージンを必要とする。より具体的には、０．２Ｖ＜ΔＶｅｌｍ＜２Ｖ、０．２Ｖ＜ΔＶｅｌｔ＜２Ｖ、０．１Ｖ＜ΔＶｔｆｔｍ＋ΔＶｔｆｔｔ＜１Ｖを考慮すれば良い。その結果、ＣＶマージン≒ΔＶｅｌｍ＋ΔＶｅｌｔ＋ΔＶｔｆｔｔ＋ΔＶｔｆｔｔと考えることができるため、上記のように、０．５＜ＣＶマージン＜５Ｖを得る。

なお、カソード電源電圧ＣＶを上昇させると、ＥＬ素子１８のＩＶ特性は、その分だけ、図５において右方向（ＴＦＴのピンチオフ電圧に近づく方向）にシフトする。したがって、ＥＬ素子１８の対応するＩＶ特性ＢとＴＦＴの対応する特性（ここでは特性Ｂ）との交点（ＥＬ素子の動作点Ｐｂ）が右方向にシフトするため、その分ＣＶマージンが縮小し、図５の例ではＴＦＴ特性Ａの場合のＣＶマージンと同程度のマージンが得られている。

図６は、使用状況に応じてデータ信号Ｖsigmaxを調整することによる低消費電力化と、ＣＶマージンを調整することによる低消費電力化の効果を概念的に示している。ここで消費電力は図４に点線で囲んだ面積で表されるように電圧Ｖと電流Ｉの積で表される。よって、例えば外光が強い環境において採用されるデータ信号ＶsigmaxＡに対し、外光が弱い環境ではデータ信号Ｖsigmaxの絶対値をＶsigmaxＢ（｜ＶsigmaxＡ｜＞｜ＶsigmaxＢ｜）とすることで、対応して減少するドレイン電流Ｉds（Ｉoled）の分、消費電力が低減される。さらに、カソード電源電圧ＣＶを上昇させてＣＶマージンがほぼ一定となるようにすることにより、カソード電源電圧ＣＶのシフト分だけ消費電力が低減される。したがって、外光が弱いなどの使用環境の場合に、基準条件よりもデータ信号Ｖsigmaxを低下させ、かつカソード電源電圧ＣＶを上昇させることで、電流方向と電圧方向の両方で各画素における消費電力を低減することが可能となる。なお、図６では図示の都合上、点線で囲む面積を消費電力としているが、ＴＦＴ特性Ａの場合の各画素の消費電力は、ＴＦＴ特性線ＡとＥＬ素子のＩＶ特性線Ａとの交点とグラフの原点を対角の点とする四角形の面積で表される。ＴＦＴ特性Ｂの場合の各画素の消費電力は、カソード電源電圧ＣＶをシフトさせない場合は、ＴＦＴ特性線ＢとＥＬ素子のＩＶ特性線Ａとの交点とグラフの原点を対角の点とする四角形の面積、本実施形態のようにカソード電源電圧ＣＶをシフトさせる場合には、ＴＦＴ特性線ＢとＥＬ素子のＩＶ特性線Ｂとの交点と原点とを対角の点とする四角形の面積が消費電力となる。

このようなＣＶマージンの調整は、一例として図７に示すような構成のカソード電源電圧調整部２６０を採用することによって実行できる。図７のカソード電源調整部２６０は、複数のカソード電源電圧ＣＶを発生する電源回路２６２と、ＥＬ素子１８のカソード電極に出力する電源電圧を切り替えるスイッチ２６４を備える。発生するカソード電源数は、特に制限されるものではないが、データ信号Ｖsigmaxの調整少なくとも２種類設ける。この場合、一方は、視認必要輝度が最大の場合に対応することのできる十分低い電圧ＣＶａ（−３．５Ｖ等）、他方は、例えば、視認必要輝度が標準以下の場合に十分な電圧ＣＶｂ（０Ｖ等）とする。この場合、スイッチ２６４は、各電源ＣＶａ、ＣＶｂに対応してそれぞれ設ければよい。もちろん２種類には限らず、基準用にもう一つ電圧ＣＶrefを設けても良いし、可変抵抗などを電源回路に設けて任意のカソード電源電圧ＣＶを発生可能な構成とすることも可能であり、この場合には、スイッチ２６４を不要として任意のカソード電源電圧を出力する電源回路から、直接、表示部のカソード電極に供給することも可能である。なお、カソード電極に出力するカソード電源電圧ＣＶの切り替えは、後述するような表示装置の使用条件判定部における判定結果に応じて実行する。

次に、装置の使用条件に応じたＶsigmax及びカソード電圧の調整手順の一例について、図８をさらに参照して具体的に説明する。

ここでは、フォトセンサ２１０が外光を測定し（Ｓ１）、判定部２４０は、測定された外光輝度が、しきい値より大きいかどうかを判定する（Ｓ２）。このしきい値は、基準値として定めた所定輝度であり、例えば、図１５に示すような視認必要輝度の中間値（１５０ｃｍ／ｍ²程度：曇りの屋外又は明るい屋内程度）等を採用することができる。判定部２４０が、基準輝度よりも測定輝度が大きく、かつ、基準輝度を超えた回数が規定回数を上回ると、外光輝度が高いと判断し、信号処理部３００のデータ信号調整部がデータ信号の最大値Ｖsigmaxを高くする（Ｓ３）。具体的には、基準Ｖsigmaxよりも高くするか、又は低輝度の時のＶsigmaxより高くすればよい。さらに、カソード電源電圧調整部２６０が、データ信号Ｖsigmaxの上昇分に応じ、カソード電源電圧ＣＶを基準ＣＶよりも低くする、又は低輝度の時のＣＶより低下させる（Ｓ４）。

基準輝度よりも測定輝度が小さく、又は、基準輝度を超えた回数が規定回数以下であると、外光輝度が低いと判断し、データ信号調整部がデータ信号の最大値Ｖsigmaxを基準又は高輝度のときのＶsigmaxより低くする（Ｓ５）。さらに、カソード電源電圧調整部３００が、データ信号Ｖsigmaxの下降分に応じてカソード電源電圧ＣＶを、基準又は高輝度のときのＣＶよりも上昇させる（Ｓ６）。

このようにして外光輝度に応じてデータ信号Ｖsigmaxを調整し、それに合わせてカソード電源電圧を調整することにより、消費電力の抑制と表示品質の両立を図ることが可能となる。特に、データ信号Ｖsigmaxを低下させた際に、それによって低下するＥＬ素子の動作電圧（動作点の電圧）を考慮して、カソード電源電圧を上昇させることにより、低輝度の場合における消費電力を確実に抑制できる。

なお、データ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧の設定を３段階とし、真ん中の２段階目は、基準輝度範囲の場合に割り当てても良い。この場合、外光輝度を高輝度判定用閾値、低輝度判定用閾値でそれぞれ比較し、基準範囲内ならば、データ信号Ｖsigmaxは基準値とし、カソード電源電圧も基準値とする。そして、外光輝度が高輝度判定用閾値を超えると、データ信号Ｖsigmaxを上昇させ、カソード電源電圧ＣＶは低下させる。低輝度判定用閾値を超えるとデータ信号Ｖsigmaxを低下させカソード電源電圧ＣＶは上昇させる。このようにすることで、常時最適な発光輝度で、かつ、消費電力の低減を図ることができる。なお、外光高輝度と判定された場合において、カソード電源電圧ＣＶは、基準値のままとしても良い。カソード電源電圧ＣＶを低下させることは消費電力の増大につながり、上記の通りＣＶマージンが確保されていれば基準のカソード電源電圧を変更する必要がないからである。

また、外光輝度によるデータ信号Ｖsigmax及びカソード電源電圧ＣＶの調整だけでなく、機器に対してなされる省電力要求やその他の使用条件をさらに考慮して調整を行っても良い。図９は、輝度以外の使用条件も考慮してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する場合の手順の一例を示している。

この例では、表示装置に装置全体を制御するＣＰＵなどから省電力要求があると（Ｓ１０）、外光を測定し（Ｓ１１）、判定部２４０は、外光輝度に応じて駆動条件を変更するかどうか判定する（Ｓ１２）。判定の結果、外光輝度が低い場合にはデータ信号Ｖsigmaxを低下させ（Ｓ１３）、かつカソード電源電圧ＣＶを上昇させてＰＶＤＤ−ＣＶ電圧差を縮小する（Ｓ１５）。これにより、省電力要求があった場合に、確実に消費電力を低減することが可能となる。なお、省電力要求があった場合には、外光輝度が高くともデータ信号Ｖsigmaxは変更せず（上昇させず）、又は、要求に従って低下さる（Ｓ１３）。また、Ｖsigmaxを低下させた場合には、対応してカソード電源電圧ＣＶを低下させる（Ｓ１５）。

また、外光に加えて、温度センサを備えて装置温度を測定し（Ｓ１４）、測定温度に応じてＣＶマージンを調整してもよい（Ｓ１５）。ＥＬ素子のＩＶ特性が温度依存性を持ち、その特性の傾きが温度が低くなるほど小さくなる。したがって、基準よりも低温の場合には、ＥＬ素子のＩＶ特性の傾きが小さくなるため、ＴＦＴ特性とＥＬのＩＶ特性との交点と、ＴＦＴのピンチオフ電圧との電位差、つまり、ＣＶマージンは拡大する。よって、ＥＬ素子のＩＶ特性の傾き低下に応じてカソード電源電圧ＣＶを上昇させることでＣＶマージンの拡大を抑制し、ＣＶの上昇分、消費電力を低減することが可能となる。

また、ＥＬ素子１８のＩＶ特性は、経時変化によっても傾きが変化するため、駆動時間の長さ（寿命）を測定し、測定した駆動時間に応じた傾きを判定し（Ｓ１４）、判定結果に応じてＣＶマージンを調整しても良い（Ｓ１５）。ここで、ＥＬ素子のＩＶ特性は、駆動時間が長くなると、経時劣化によりその傾きが小さくなる傾向を備えることが多い。この場合、駆動時間に応じてカソード電源電圧ＣＶを上昇させることで消費電力の低減を図ることができる。

なお、ＥＬ素子の経時変化によるＩＶ特性の変化は、各ＥＬ素子に検査用オン表示信号とオフ表示信号を供給し、得られるカソード電流Ｉcvon、Ｉcvoffの差ΔＩｃｖを測定した結果から検出することもできる。駆動時間の積算値からＥＬ素子のＩＶ特性変化を推測することも可能であるが、データ信号として検査用のオンオフ信号を供給し、そのときのカソード電源を測定することで現実のＩＶ特性変化を精度良く検出することができる。

ここで検査用の上記表示信号は、オン表示、オフ表示とも、通常表示と同様に、素子駆動Ｔｒ２を飽和領域で動作させるデータ信号である。ＥＬ素子のＩＶ特性に経時変化（劣化）が生じ、その傾きが小さくなる環境では、上記ΔＩｃｖの値が対応して小さくなることから、確実に経時変化によるＩＶ特性の傾き変化を知ることができる。

また、オン表示信号に対応したカソード電流Ｉcvonだけでなく、オフ表示信号に対応したカソード電源Ｉcvoffとの差ΔＩｃｖを求めることにより、カソード電流検出アンプの検出誤差などがＩcvonとＩcvoffとの差を取ることでキャンセルされ、正確な計測をすることができる。

なお、カソード電流検査は、通常表示時において、例えば映像信号の１垂直ブランキング期間中に１行ずつ等の割合で実行する等の方法を採用することにより、通常表示をしながら、順次、全画面についてのΔＩｃｖを検出することが可能となる。また、このような検査を実行する場合には、図３に説明したようなカソード電極（ここでは、上部電極１８６）を全画素で共通化するのではなく、図１０に示すように、列毎に独立したカソード電極ラインＣＶＬを設け、列毎にカソード電極ラインに得られるＩｃｖを検出することが検出速度等の観点で有利である。なお、水平走査方向において、行毎にカソード電極ラインＣＶＬを設け、行毎にＩｃｖを検出しても良い。また、ＣＶマージンの調整をカソード電源ライン毎に実施しても良い。電源ライン１６については、図１０に示すように行毎に設けて行毎にその電位を制御しても良い。

さらに、外光輝度による調整に加えて、表示内容に応じてＣＶマージンを調整しても良い。これは、静止画像を表示する場合に有効で、静止画表示において、１フレーム期間中のデータ信号Ｖsigmaxを検出し、その値が基準のＶsigmaxより小さければ（Ｓ１４）、カソード電源電圧ＣＶを上昇させる（Ｓ１５）方法である。このようなＣＶマージン調整によっても、確実に消費電力の低減を図ることができる。

なお、以上の画素回路では、素子駆動Ｔｒ２として、ｐチャネルのＴＦＴを採用したが、ｎチャネルのＴＦＴを用いてもよい。さらに、以上の画素回路では、１画素について、トランジスタとして、選択トランジスタと駆動トランジスタの２つのトランジスタを備える構成を採用した例を説明したが、トランジスタが２つのタイプ及び上記回路構成には限られず、３以上のトランジスタを用いたり、電圧データ信号ではなく電流データ信号を供給するタイプの画素回路などを採用しても良い。

なお、本実施形態１のようにドライバＩＣ２００に内蔵させるフォトセンサ２１０の他に、これとは別の補助用フォトセンサを設けてもよい。この補助用フォトセンサとして、フォトセンサ２１０とは異なる分光特性のセンサを採用することにより、様々な環境下において様々な波長分布を持つ外光の存在を、精度良く検出することが容易となる。

例えば、補助用フォトセンサとして、画素用ＴＦＴやＨ，Ｖドライバ２１０Ｈ、２１０Ｖ等に採用することが可能なＬＴＰＳ（低温多結晶シリコン）を用いたＴＦＴを用い、ドライバ内蔵のフォトセンサ２１０として、能動層に砒化ガリウム材料を利用した場合、両センサの分光感度はそのセンサのバンドギャップの差異などに起因して異なっている。よって、このような複数種類のセンサを利用することでより広い波長域の光を検出することができる。なお、太陽光はその波長帯域が広いため、上記砒化ガリウムを利用したフォトセンサ２１０と，ＬＴＰＳを利用した補助用フォトセンサの一方でしか太陽光が検出されないという状況の発生確率は低い。よって、一方のセンサは非検出、他方のセンサでは検出というような矛盾する判定結果は発生しにくく、簡易な方法によって複数種類のセンサでの外光検出結果に基づいて判定部２４０にて輝度判定を行うことができる。

また、フォトセンサ２１０として、又は補助用フォトセンサとして、ＥＬ素子の寿命を早めることが指摘されている紫外線を選択的に検出可能な材料を採用し、紫外線強度を検出し、ＥＬ素子の寿命及びその寿命に応じた発光可能輝度を判定しても良い。補助用フォトセンサにこの紫外線検出センサを採用し、フォトセンサ２１０としてはより長波長側の光についても検出可能な材料（例えば上記砒化ガリウム）を用いることで、外光輝度に応じた表示制御と、寿命に応じた表示制御の両方を実行することも可能である。

［実施形態２］
実施形態２では、実施形態１において説明した集積化された駆動回路（ドライバＩＣ）２００に内蔵するフォトセンサ２１０を特定の機能を実行させるためのボタンとして用いている。図１１は実施形態２に係るＥＬ表示装置の概略構成を示している。また、図１２は、実施形態２に係る外光検出を利用した機能実行のための手順を示す。

図１１に示すドライバＩＣ２００に内蔵するフォトセンサ２１２には、情報機器又は表示装置における特定機能の実行命令機能が割り当てられている。判定部２４２は、このフォトセンサ２１２の受光面（表示装置の外光受光面側）が、人の指などの遮光体により、所定期間を超えて遮光されたかどうかを判定し、所定機能の実行命令に必要な検出信号を情報機器の制御部（ＣＰＵ）や、ドライバＩＣ２００内に表示装置制御部が設けられている場合にその制御部に向けて出力する。

また、本実施形態２では、ドライバＩＣ２００に内蔵するフォトセンサ２１２の他に、パネル基板１１０の上に画素部ＴＦＴと共に内蔵形成するＴＦＴを用いた補助用フォトセンサ２１４を採用している。このようにボタンとして割り当てられたフォトセンサ２１２に加えて補助用フォトセンサ２１４を設けることにより、表示装置の使用時において、その外光受光面側が意図せずに遮光されても、誤って特定機能が実行されてしまうことを、より確実に防止できる。

詳しくは以下に説明するが、例えば、補助用フォトセンサ２１４においては外光が検知され、かつ、フォトセンサ２１２のみが選択的に所定期間遮光された場合にのみ機能実行を命令することで、例えば、表示装置が搭載された情報機器が暗部に運ばれたような場合でも、機能実行を指示していないのに、自動的に実行命令が出されることを防止できる。なお、補助用フォトセンサ２１４は、パネル基板１１０に画素部ＴＦＴと共に内蔵形成するセンサとして説明しているが、独立したフォトセンサＩＣをパネル上に搭載して用いても良い。何れの場合においても、判定精度を高めるために、補助用フォトセンサ２１４は、表示装置（又は表示装置を搭載する情報機器）のフォトセンサ２１２とはできるだけ離間した位置に設けることが好適できあり、複数設けることで、より検出精度を高めることができる。

以下、図１２を参照して実施形態２に係るフォトセンサを利用した装置動作を説明する。まず、本実施形態２に係る表示装置では、上述のように外光を検出するフォトセンサとして、ドライバＩＣ２００に内蔵するフォトセンサ２１２と、このフォトセンサ２１２とは装置上できるだけ離間して配置した補助用フォトセンサ２１４を用いて外光検知を実行する（Ｓ２１）。

判定部２４２は、フォトセンサ２１２が所定の非受光状態かどうかを以下の２つの条件に従って判定する（Ｓ２２）。１つ目は、フォトセンサ２１２の外光受光輝度が、所定の非受光基準値未満であるかどうかであり、２つ目は、その非受光期間が、規定時間を超えるかどうかである。

この２つの条件を満たす場合（Ｙｅｓ）、判定部２４２は、補助用フォトセンサ２１４が外光を受光しているかどうかを判定する。その判定は、一例として、補助用フォトセンサ２１４における受光輝度が、基準値を超えるかどうかによって実行することができ（Ｓ２３）、他の例としては、さらにその受光が所定期間以上継続することを検出してもよい。補助用フォトセンサ２１４において外光が検出されたと判定された場合（Ｙｅｓ）、判定部２４２は、フォトセンサ２１２に対して特定の機能を実行させるための遮光動作を実行されたと判断し、その機能を実行するための制御信号を出力する（Ｓ２４）。特定機能は、例えば装置電源の停止や、特定内容の表示の実行、装置の省電力モードへの移行又は通常表示モードへの復帰など、要求に応じて様々な機能を割り当てることができる。補助用フォトセンサ２１４における受光輝度が基準値を下回る場合には（Ｎｏ）、フォトセンサ２１２だけでなく補助用フォトセンサ２１４で検出される外光輝度も低下しているのであり、表示装置の外界環境における外光輝度が低いと判断し、フォトセンサ２１２に割り当てられた機能の実行が命令されているのではないとして、フォトセンサ２１２での非受光判定処理に戻る。

また、フォトセンサ２１２における非受光判定（Ｓ２２）において、上記２つの条件が満たされない場合（Ｎｏ）、非受光判定に戻っても良いが、本実施形態２では、フォトセンサ２１２の検出した外光輝度が低い場合、表示品質の向上と及び消費電力低減を図るための判定処理を実行する。具体的には、判定部２４２が、フォトセンサ２１２における受光輝度が所定のＶsig低減基準値より小さいかどうかを判断し（Ｓ２５）、小さい場合には、その外光輝度に応じて、表示輝度を低減させるべく、データ信号の最大値Ｖsigmaxを低下させるための検出信号を信号処理部（図１の３００）に出力し、データ信号Ｖsigmaxを低下させる（Ｓ２６）。また、判定部２４２は、データ信号Ｖsigmaxを低下することによって拡大するＣＶマージンが一定範囲になるようにＣＶ電圧を上昇させるための信号を図１のＣＶ電源電圧調整部２６０に供給し、この信号に応じてＣＶ電圧が上昇する（Ｓ２７）。なお、輝度判定（Ｓ２５）において、さらに、フォトセンサ２１２において検出された外光輝度が所定基準値よりも大きい場合には、外光輝度が高いことによる視認要求輝度の上昇と判断し、データ信号Ｖsigmaxを高くしてもよい。

以上のような判定手順により、フォトセンサ２１２を特定機能のボタンとして利用すると共に、外光輝度を検出し、その輝度に応じた視認要求輝度を満たすように表示部での表示を実行させ、消費電力の低減を図ることも可能である。

［実施形態３］
実施形態３においては、図１に示したようなドライバＩＣ２００に内蔵させるフォトセンサ２１０の検出結果を利用して、太陽光などの外光によって発電する光発電部の発電予測を行う。図１３は、実施形態３に係る携帯電話機などの情報機器４００の概略図を示す。この機器４００の例えば第１面４１０には表示装置１００の表示部とフォトセンサ２１０、情報機器４００を操作するための各種ボタンを備える操作部４３０等を備える。また、第２面（上記操作部形成面の裏面など）４２０には光発電部４５０を備える。この光発電部４５０は、例えば結晶性や非結晶性シリコン材料等の光電変換機能を利用しており、いわゆるソーラパネルなどが採用できる。

フォトセンサ２１０は、表示部の近く配置されるドライバＩＣ（図示せず）に内蔵されて表示部の外光受光面側に設けられ、実施形態１において説明したように、図１に示す判定部２４０が、フォトセンサ２１０で得た外光輝度に基づいて視認必要輝度を判定する。また、本実施形態３では、この判定部２４０は、フォトセンサ２１０でえた外光輝度から光発電部４５０における予想発電量を判定する。例えば外光輝度が高ければ、視認必要輝度が高いと共に、光発電部４５０での発電量も多くなり、表示装置１００において使用可能な電力の余裕が増える。そこで、予測発電量に応じて、最大限可能はデータ信号の最大値Ｖsigmaxを採用することができる。逆に、外光輝度が低い場合、視認必要輝度は低く、光発電部４５０での発電量は少なくなる。よって、予測発電量に応じてデータ信号の最大値Ｖsigmaxを低下させると共に、データ信号Ｖsigmaxの低下によってカソードマージンが拡大しないようカソード電圧を上昇させることができる。

なお、図１３に示すフォトセンサ２１０を、さらに実施形態２で説明したように、機能実行ボタンとして用いても良い。この場合、実施形態２のように補助用フォトセンサをさらに設けることが好適である。

以上に説明した各実施形態では、表示装置としてパネル基板側から光を射出するＥＬ表示装置を例に説明しているが、図３に示す上部電極１８６側から外部にＥＬ光を射出するいわゆるトップエミッション型のＥＬ表示装置においては、上部電極１８６側が表示面（外光受光面側）となる。図１４は、このトップエミッション型のＥＬ表示装置におけるパネル１０１及びこのパネル１０１に搭載されるドライバＩＣ２００を概念的に示している。図１４において、第１基板１０２側には図３に示したように表示部の画素ＴＦＴやＥＬ素子１８が形成され、対向する第２基板１０３は、図３では封止部材１９０で示されたとして、表示観察面を構成するのに適切な透明封止基板を採用し、第１基板１０２に接着剤１０６によって接着され表示部を封止している。そして、フォトセンサ２１０は、ドライバＩＣの透明封止基板１０４側に配置する。

また、ＥＬ表示装置に限らず、例えば液晶表示装置などにおいても、パネル基板に搭載されるドライバＩＣの外光受光面側に上述のようなフォトセンサを設けて同様な効果を得ることができる。図１４を参照して説明すると、液晶表示装置の場合、第１基板１０２と第２基板１０４の間の空間に液晶が封入され、基板１０２、１０４の液晶との各対向側にそれぞれ設けられた電極間に所望の電圧を印加することで基板間の液晶の配向を制御して表示が行われる。例えば第１基板１０２側に各画素を駆動する画素用ＴＦＴ等が内蔵形成されている場合において、第２基板１０４側が観察面側（外光受光面側）であれば、第１基板１０２の上に搭載されるドライバＩＣ２００の第２基板１０４の配置面側にフォトセンサ２１０を設ける。逆に第１基板１０２側が液晶表示装置の観察面側であれば、フォトセンサ２１０は、この第１基板１０２の配置面側に設けておく。そして、このフォトセンサ２１０での外光輝度の検出結果に応じてデータ信号Ｖsigmaxを調整し、また、表示装置用の電源電圧（例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置の共通電極電圧、データ信号用電圧電源（画素電極用電圧の絶対値を調整することで実施形態１において説明したように表示品質の向上と、消費電力の低減を両立することが可能となる。また、実施形態２に示したようにフォトセンサ２１０を機能ボタンとしても用い、或いは、実施形態３に示したように光発電部の発電量予想にも利用したりすることも可能である。

本発明の実施形態１に係るＥＬ表示装置の全体構成を説明する概略図である。本発明の実施形態１に係るＥＬ表示装置の概略回路構成を説明する等価回路図である。本発明の実施形態１に係るＥＬ表示装置の一部概略断面構造を示す図である。本発明の実施形態１に係るＣＶマージンについて説明する図である。本発明の実施形態１に係るＣＶマージンの調整方法について説明する図である。本発明の実施形態１に係るＣＶマージンの調整の意義を説明する図である。本発明の実施形態１に係るカソード電源電圧調整部を説明する図である。外光輝度を検出してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する手順の一例を示す図である。輝度と輝度以外の使用条件を考慮してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する手順の一例を示す図である。図１とは異なる本実施形態１に係るＥＬ表示装置の概略回路構成を説明する等価回路図である。本発明の実施形態２に係るＥＬ表示装置の全体構成を説明する概略図である。本発明の実施形態２に係るＥＬ表示装置の外光輝度測定結果を用いた動作手順を示す図である。本発明の実施形態３に係るＥＬ表示装置の概略構成を説明する図である。本発明のフォトセンサの他の設置例を示す図である。外光輝度に応じたＥＬパネルでの視認必要輝度を説明する図である。

符号の説明

１０ゲートライン（ＧＬ）、１２データライン（ＤＬ）、１４容量ライン、１６電源ライン（ＶＬ）、１８ＥＬ素子、１００，１０１パネル、１０２第１基板、１０４第２基板，１０６接着剤、１１０パネル基板、１１２バッファ層、１２０能動層、１８２下部電極、１８４発光素子層、１８６上部電極、１９０封止部材、２００駆動回路（ドライバＩＣ）、２１０，２１２フォトセンサ、２１４補助用フォトセンサ、２２０ＨＨドライバ、２２０ＶＶドライバ、２３０アンプ、２４０，２４２判定部、２６０カソード電源電圧調整部（ＣＶ調整部）、２６２カソード電源回路、２６４スイッチ、２８０タイミング制御部（Ｔ／Ｃ）、３００信号処理部、３３０接着部、４００情報機器４３０操作部、４５０光発電部。

Claims

平面表示装置であって、
マトリクス配置された複数の画素を備える表示部と、
前記表示部を駆動するための信号処理部と、外光を受光するためのフォトセンサと、を含んで集積化され、前記表示部の設けられたパネル上に搭載された駆動回路とを備え、
前記フォトセンサは、前記駆動回路の表示装置における外光受光面側に配置されていることを特徴とする平面表示装置。
請求項１に記載の平面表示装置において、
前記複数の画素のそれぞれにはエレクトロルミネッセンス素子が設けられ、
前記フォトセンサによって検出された外光輝度が基準輝度より小さい場合に、
前記エレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を低下させるように前記複数の画素のそれぞれに供給するデータ信号を調整し、
かつ、前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電源電圧を上昇させることを特徴とする平面表示装置。
請求項１又は請求項２に記載の平面表示装置において、
前記フォトセンサによって検出された外光輝度が基準輝度より大きい場合には、
前記表示部の前記複数の各画素における表示輝度を増大させるために前記複数の画素にそれぞれ供給するデータ信号を調整することを特徴とする平面表示装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の平面表示装置において、
前記複数の画素は、表示素子と、該表示素子での表示を制御するスイッチ素子と、を備え、
前記表示部の周辺には、前記駆動回路に設けられたフォトセンサとは別に配置された外光を検出する補助用フォトセンサを備え、
前記駆動回路に設けられたフォトセンサは、前記補助用フォトセンサと異なる分光感度特性を備えることを特徴とする平面表示装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の平面表示装置において、
前記表示部の周辺には、前記フォトセンサの他に、補助用フォトセンサとして、前記複数の画素と共に前記パネルに内蔵形成された内蔵型フォトセンサ、または独立チップに形成され前記パネルに搭載された外付フォトセンサの少なくとも一方を備え、
前記フォトセンサと、前記補助用フォトセンサとによる外光の受光結果に基づいて、外光輝度を検出することを特徴とする平面表示装置。
請求項１に記載の平面表示装置において、
前記駆動回路に集積化された前記フォトセンサでの非受光期間に応じ、ディスプレイ装置又はディスプレイ装置が搭載される機器における特定機能を実行することを特徴とする平面表示装置。
請求項１に記載の平面表示装置において、
前記フォトセンサで検出した外光輝度に基づいて、該平面表示装置に動作電力を供給する光発電部における発電量を予測する発電予測部と、
前記発電予測結果と、前記検出した外光輝度とに応じて前記表示部での表示輝度又は前記表示部において用いる電源電圧を調整する調整部と、を備えることを特徴とする平面表示装置。