JP2008299019A - カソード電位制御装置、自発光表示装置、電子機器及びカソード電位制御方法 - Google Patents

カソード電位制御装置、自発光表示装置、電子機器及びカソード電位制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ブートストラップ動作に起因する駆動電流の変動が発光輝度の温度特性補正に考慮されていない。
【解決手段】アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置に、（ａ）有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子と、（ｂ）電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源と、（ｃ）電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、（ｄ）両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部とを搭載する。
【選択図】図６

Description

この明細書で説明する発明は、自発光型の表示パネルの各画素を構成する自発光素子の温度特性に起因する駆動電流の変動補正技術に関する。
なお発明は、カソード電位制御装置、自発光表示装置、電子機器及びカソード電位制御方法としての側面を有する。
今日、様々な種類のフラットパネルディスプレイが実用化されている。これらの一つに、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を表示領域内に行列配置した有機ＥＬディスプレイパネルがある。有機ＥＬディスプレイパネルは、軽く薄膜化が容易なだけでなく、応答速度が速く動画表示特性にも優れている。
ただし、駆動電流の大きさによって発光輝度が変化するディスプレイパネルに共通する特性として、環境温度やパネル自体の発熱に伴う温度変化に応じて駆動電流が変化すると、発光輝度が変化する問題が指摘されている。
実際、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性は温度特性を有している。従って、駆動トランジスタを同じ電圧で駆動しても温度により駆動電流の大きさが変動してしまう。そこで、温度依存特性による輝度変化を低減するための技術の開発が求められている。
特開２００６−１１３８８号公報 この特許文献には、一定電流をモニタ素子に流した場合にモニタ素子のアノード電極に現れる電圧に基づいて、画素部（本明細書の有効表示領域に対応する。）に印加する高電位側電源電圧を可変制御する技術が開示されている。
すなわち、高電位電源（可変制御）と低電位側電源（固定）の電位差を可変制御する技術が開示されている。しかし、この補正技術では、ブートストラップ動作に伴う駆動トランジスタの駆動電圧（ゲート・ソース間電圧Ｖgs）の変動により輝度変化を発生することの影響が考慮されていない。
そこで、発明者らは、自発光素子の温度特性が駆動トランジスタのブートストラップ動作に与える影響をカソード電位の可変制御により補正する技術手法を提案する。
この明細書では、電圧測定用の自発光素子を用いる場合と、表示兼測定用の自発光素子を用いる場合のそれぞれについて補正技術を提案する。
（Ａ）補正技術１
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置であって、以下のデバイスを有するカソード電位制御装置を提案する。
（ａ）有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子
（ｂ）電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源
（ｃ）電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部
（ｄ）両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部
（ｅ）決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部
（Ｂ）補正技術２
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置であって、以下のデバイスを有するカソード電位制御装置を提案する。
（ａ）有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の定電流源であって、有効表示領域内に配置される表示兼測定用の特定画素を構成する自発光素子に定電流を供給する定電流源
（ｂ）両極間電圧の測定時、特定画素を構成する自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部
（ｃ）両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部
（ｄ）決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部
発明者らの提案する発明の場合には、自発光素子の両極間電圧の測定値と基準電圧値（常温時における自発光素子の両極間電圧）との差分値に応じてカソード電位値を制御する。
例えば温度が常温より低い場合、自発光素子の両極間電圧が基準電圧値よりも小さい方向に変化する。従ってこの場合、カソード電位値を差分値だけ高くする方向に制御する。
これに対し、例えば温度が常温より高い場合、自発光素子の両極間電圧が基準電圧値よりも大きい方向に変化する。従ってこの場合、カソード電位値を差分値だけ下げる方向に制御する。
この結果、温度が変化してもブートストラップ動作後の駆動トランジスタの駆動電圧は常温時と同じ状態に制御される。すなわち、自発光素子の電流−電圧特性の温度変化が、駆動電流の変化として現れないように制御することができる。
以下、発明を、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイパネルのカソード電位制御に適用する場合について説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
（Ａ）駆動電流の温度特性の発生原理
（ａ）有機ＥＬ素子の温度特性に起因した駆動電流の変動原理
まず、電流制御型の有機ＥＬディスプレイパネルを例に、有機ＥＬ素子の温度特性に起因して駆動トランジスタの駆動電流が変動する仕組みを説明する。
図１に、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性が一般に有する温度特性を示す。図１に示すように、有機ＥＬ素子に一定電流を流す場合、有機ＥＬ素子の両極間に発生する電圧Ｖｅｌは温度の上昇と共に降下する。
以下、図２に示す画素回路図を用い、図３に示す駆動トランジスタのブートストラップ動作を説明する。因みに図２は、画素回路が２つのＮ型薄膜トランジスタＴ１及びＴ２で構成される場合について示す。
このうち、薄膜トランジスタＴ１は、画素データの記憶容量Ｃへの書き込みを制御するトランジスタである。一方、薄膜トランジスタＴ２は、記憶容量Ｃの保持電圧Ｖgsに応じた大きさの駆動電流Ｉｄを有機ＥＬ素子に供給するトランジスタである。この薄膜トランジスタＴ２が、ここでの説明対象である駆動トランジスタに対応する。
画素回路の動作は以下のよう進行する。まず、トランジスタＴ１がオン状態に制御される。これにより、画素回路は信号線Ｖsig と接続される。このとき、信号線Ｖsig に印加されている信号電位Ｖdataに対応する電荷が記憶容量Ｃに蓄えられる。なお、信号電位Ｖsig の書き込み時、電源電圧ＶＤＤは接地電位に制御される。
信号電位Ｖsig の書き込みが終了すると、トランジスタＴ１がオフ制御され、同時に、電源電圧ＶＤＤが駆動電圧（正の電源電圧）に制御される。この制御に伴い、トランジスタＴ１をオフ制御した瞬間のゲート・ソース間電圧Ｖgs（記憶容量Ｃの保持電圧）に応じた駆動電流が流れ始める。
このとき、有機ＥＬ素子の両極間には駆動電流の大きさに応じた電圧（両極間電圧）Ｖｅｌが発生する。もっとも、両極間電圧Ｖｅｌの大きさは温度特性に応じて変動する。この両極間電圧Ｖｅｌによりソース電位ＶｓがＶｓ’に変化するときの上昇量がＶanode である。またこのとき、駆動トランジスタＴ２のゲート電位ＶｇはＶｇ’に上昇する。
このように、駆動電流の供給に伴ってソース電位Ｖｓとゲート電位Ｖｇが変化する動作をブートストラップと呼ぶ。結果的に、駆動トランジスタＴ２の駆動電流は、変化後のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’に応じた値に変化する。
なお、ブートストラップ後のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’とブートストラップ動作前のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓとの間には次式の関係が認められる。
Ｖｇｓ’＝Ｖｇｓ−（１−Ｇｂ）×Ｖanode
ここでの値Ｇｂはブートストラップゲインと呼ばれる。なお、Ｇｂは１以下の値となる。
図４に、有機ＥＬ素子のブートストラップ動作の温度変化を示す。図４では、常温時の動作を細破線で示し、高温時の動作を太実線で示す。
駆動温度が高くなるのにつれて、有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖｅｌは減少する方向に変化する。これに伴い、ブートストラップ動作に伴うソース電位Ｖｓの上昇量を規定するＶanode は常温時よりも降下する。
このことは、前式の（１−Ｇｂ）×Ｖanode が小さくなることを意味し、結果的にゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’ は大きくなる。当然、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’が常温時より大きくなれば、駆動電流量も常温時より増加する。
一方、駆動温度が常温時より低い場合には、有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖｅｌは大きくなり、ブートストラップ動作に伴うソース電位Ｖｓの上昇量を与えるＶanode は常温時より大きくなる。
結果的に、前式の（１−Ｇｂ）×Ｖanode が大きくなり、ブートストラップ動作後のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’が小さくなり、駆動電流が減少することになる。
以上が、ブートストラップ動作後の駆動電流に温度特性が現れる理由である。
（ｂ）駆動トランジスタの温度特性に起因した駆動電流の変動原理
次に、駆動トランジスタＴ２の温度特性に起因して駆動電流の変動が変動する仕組みを説明する。
図５に、駆動トランジスタの電流−電圧特性が一般に有する温度特性を示す。
図５に示すように、駆動トランジスタＴ２は、駆動温度の上昇に伴って移動度が増加し、同じゲート・ソース間電圧Ｖｇｓを印加した場合は高温のほうが駆動トランジスタの流す電流が増加し、逆に低温では電流が減少する。
（ｃ）まとめ
前述したように、電流制御型の有機ＥＬディスプレイパネルでは、環境温度や発光に伴うディスプレイ自体の発熱等を原因とする温度変動により駆動電流が変動し、発光輝度が変動する。
（Ｂ）駆動電流の変動補正原理
有機ＥＬ素子の温度特性に起因する駆動電流の変動を補正するには、ブートストラップ後のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’ を温度変化によらず一定値に保つ必要がある。
図６に高温時のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’を常温時と同じ値に補正するための制御原理を示す。
図６に示すように、発明者らは、有機ＥＬ素子のカソード（負極）電位Ｖcathode
を接地電位ＧＮＤより持ち上げることにより有機ＥＬ素子のアノード（陽極）電位を常温時と同じ電圧値に制御する。
この制御により、ソース電位Ｖｓの上昇量を規定するＶanode は常温時と同じ値となり、結果的にゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ’ は常温時と同じ状態に制御される。かくして、有機ＥＬ素子の温度特性に起因した駆動電流の変動が補正される。
ところで、この補正動作の実現には、駆動温度の変動に伴う有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖｅｌの変化を測定し、常温時の両極間電圧Ｖｅｌとの差分値を有機ＥＬ素子のカソード電位にフィードバックする必要がある。
ところが、有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖｅｌの測定用に、駆動トランジスタＴ２から駆動電流を供給するのには問題がある。前述したように駆動トランジスタＴ２は温度特性（図５）を有しており、駆動温度に応じて駆動電流が変動するためである。
そこで、発明者らは、駆動トランジスタＴ２とは異なり温度特性を有しない定電流源（温度によらず一定電流を流すことが可能な電流源）を別途用意し、当該定電流源から有機ＥＬ素子に電流を供給することにより、有機ＥＬ素子の両極間電圧を測定する手法を提案する。
このように定電流源を用意することで、駆動トランジスタＴ２の温度特性を有機ＥＬ素子の両極間電圧の測定値から切り離すことができる。かくして、有機ＥＬ素子の温度特性のみを反映した補正動作を確保する。
（Ｃ）形態例１
この形態例では、有効表示領域内の一部の画素（表示兼測定用画素）を用いて有機ＥＬ素子の両極間電圧（アノード電極とカソード電極間の電圧）Ｖelを測定し、有機ＥＬパネルに供給するカソード電位を制御する場合について説明する。
（Ｃ−１）表示兼測定用画素の配置例
図７に、通常の画面表示にも測定にも使用される画素（表示兼測定用画素）の配置例を示す。図７に示す表示兼測定用画素７は、有機ＥＬパネルモジュール１を構成する有機ＥＬパネル３上に配置される。なお、この場合、表示兼用測定画素７は、有効表示領域５内に配置される。
図７（Ａ）は、有機ＥＬパネル３を構成する有効表示領域５の右下隅に表示兼測定用画素７を配置する例を表し、図７（Ｂ）は、有効表示領域５の右上隅に表示兼測定用画素７を配置する例を表している。
なお、表示兼測定用画素７の個数及び配置位置は任意である。ただし、表示品質に与える影響やパネル設計の観点からは、有効表示領域５内に分散的に配置するのが望ましい。より好ましくは画面周辺部に分散的に配置するのが望ましい。複数の表示兼測定用画素７を有効表示領域５内に分散的に配置することで、画面内に温度バラツキがあっても、測定値を平均化することによりその影響を除去することができる。
また、表示兼測定用画素７の画素構造は、有機ＥＬ素子のアノード電位を測定するための引き出し配線を追加的に形成する以外は、有効表示領域５の他の画素構造と同じものとする。従って、表示兼測定用画素７は、有効表示領域５内の他の画素と全く同一のプロセスにより形成される。
（Ｃ−２）全体構成
図８に、有機ＥＬパネルモジュール１の主要構成部分を示す。図８に示す有機ＥＬパネルモジュール１は、有機ＥＬパネル３、データ線ドライバ１１、走査線ドライバ１３及びカソード電位制御部１５を主要な構成要素とする。
この形態例の場合、有機ＥＬパネル１３はカラー表示用であり、パネル解像度に応じて画素９が発光色の配列に従ってマトリクス状に配置される。ただし、複数色の有機発光層を積層した構造を有する有機ＥＬ素子が画素９を構成する場合、１つの画素が複数の発光色に対応する。
なお、画素９のうちの一つが、有機ＥＬ素子のアノード電位測定用の表示兼測定用画素７に対応する。この形態例の場合、表示兼測定用画素７は、有効表示領域５の右下隅に１つのみ配置されるものとする。
データ線ドライバ１１は、画素データ（信号電圧Ｖdata）を対応するデータ線ＤＬに印加する回路デバイスである。ここでの画素データは、有効表示領域を構成する画素９及び表示兼測定用画素７に対応する画像位置の画素データである。
走査線ドライバ１３は、信号電圧Ｖdataの書き込みタイミングを与える回路デバイスである。勿論、走査線ドライバ１３は、表示兼測定用画素７が接続される走査線ＷＬも駆動制御する。なお、書き込みタイミングの供給先となる走査線ＷＬは、水平走査期間単位で順次切り替え制御される。
カソード電位制御部１５は、アノード電位の測定用に設けられた表示兼測定用画素７に対する測定用の電流の供給を切り替え制御し、測定用の電流の供給時に発生するアノード電位に基づいて全画素に共通するカソード電位を制御する処理デバイスである。
図９に、カソード電位制御部１５に内部構成を示す。なお、図９に示す表示兼測定用画素７の画素構造は、有効表示領域５を構成する一般的な画素構造と同じである。因みに、実装時には、駆動トランジスタＴ２の閾値補正や移動度補正に使用するトランジスタその他の素子が接続されることがある。
カソード電位制御部１５は、切替スイッチ（薄膜トランジスタＴ３）と、定電流源２１と、両極間電圧測定部２３と、カソード電位決定部２５と、カソード電位印加部２７とで構成される。
この形態例の場合、切替スイッチは、Ｎ型薄膜トランジスタＴ３で構成される。すなわち、薄膜トランジスタＴ３はスイッチとして動作する。この形態例の場合、薄膜トランジスタＴ３の切り替えタイミングは、両極間電圧測定部２３から与えられる制御信号により切り替え制御する。もっとも、切り替えタイミングは、専用線を用いて外部から与えることもできる。
ここで、表示兼測定用画素７に入力画像を表示する場合、薄膜トランジスタＴ３はオフ制御される。一方、表示兼測定用画素７を構成する有機ＥＬ素子のアノード電位を測定する場合、薄膜トランジスタＴ３はオン制御される。
定電流源２１は、温度特性を有しない常に一定の電流を供給できる電流源であり、既知の電流源を使用する。
両極間電圧測定部２３は、表示兼測定用画素７を構成する有機ＥＬ素子Ｄのアノード電位を測定する回路デバイスである。
図１０に、両極間電圧測定部２３の内部構成例を示す。両極間電圧測定部２３は、アノード電位Ｖｓ測定用のボルテージフォロア回路３１、アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）３３及び両極間電圧算出部３５で構成される。
ここで、ボルテージフォロア回路３１を用いるのは、有機ＥＬ素子Ｄに供給される駆動電流の大きさがナノオーダーと非常に微小なためである。なお、ボルテージフォロア回路３１を通じて測定されたアノード電位Ｖｓはアナログ値である。
アナログディジタル変換回路３３は、アナログ電位として測定されたアノード電位Ｖｓをディジタル値に変換する回路デバイスである。
両極間電圧算出部３５は、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電極に発生するアノード電位Ｖｓとカソード電位値Ｄcathode との電位差を算出する処理デバイスである。これらの演算処理はディジタル処理により実行される。
この演算処理により、有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧Ｖｅｌの測定値ＤＶelが算出される。このような演算処理をするのは、カソード電極に印加されるカソード電位Ｖcathode(p)も有効表示領域５を構成する他の画素９と同様に可変制御されるためである。
この形態例の場合、前述した薄膜トランジスタＴ３の切り替えタイミング信号は、両極間電圧算出部３５が出力する。両極間電圧Ｖｅｌに対応する測定値ＤＶｅｌを算出するためである。両極間電圧算出部３５は、算出された測定値ＤＶｅｌをカソード電位決定部２５に供給する。
カソード電位決定部２５は、両極間電圧測定部２３の測定値ＤＶｅｌと常温時の両極間電圧Ｖｅｌとの差分値を算出し、当該差分値を補正値とする。この後、カソード電位決定部２５は、この補正値を基準電圧値に加減算し、制御目標値としてのカソード電位値Ｄcathode を決定する。
ここでの基準電圧値は、固定電位としてのカソード側の電源電位の与え方により異なる。例えば図１１に示すように、カソード電位印加部２７の基準電位Ｖcathode(i)が負電源の場合、基準電圧値には０（ゼロ）を使用する。勿論、基準電位Ｖcathode(i)は、補正値の変化幅よりも十分低く設定される。
この場合、カソード電位決定部２５は、補正値（差分値）をそのままカソード電位値Ｄcathode
として出力する。
結果的に、低温時のカソード電位値Ｄcathode は０Ｖ以下になり、常温時のカソード電位値Ｄcathode は０Ｖになり、高温時のカソード電位値Ｄcathode は０Ｖ以上になる。
また例えば図１２に示すように、カソード電位印加部２７の基準電位Ｖcathode(i)が接地電位の場合、基準電圧値にはオフセット電位（＞０）を使用する。
この場合、低温時のカソード電位値Ｄcathode はオフセット電位以下になり、常温時のカソード電位値Ｄcathode はオフセット電位になり、高温時のカソード電位値Ｄcathode はオフセット電位以上になる。
カソード電位印加部２７は、決定されたカソード電位値Ｄcathode に対応する共通カソード電位Ｖcathode(p)を発生し、有機ＥＬパネル３の共通カソード電極に印加する回路デバイスである。
図１３に、カソード電位印加部２７の内部構成例を示す。図１３に示すカソード電位印加部２７は、ディジタルポテンショメータ４１、ボルテージフォロア回路（オペアンプＯＰ１及びＰチャネル型の電界効果トランジスタＴ１１）４３で構成する。
ディジタルポテンショメータ４１は、ディジタル入力されるカソード電位値Ｄcathodeのビット長に応じたステップ数（例えば２５６ステップ（８ビット））で電圧を発生する半固定型の抵抗器である。
ボルテージフォロア回路４３は、フィードバック制御により入力電圧値と同じカソード電位Ｖcathode(p)を共通カソード電極に印加する回路デバイスである。かくして、有機ＥＬパネル３の共通カソード電位は、有機ＥＬ素子の温度変化に追従して制御されることが可能になる。
（Ｃ−３）効果
以上説明したように、この形態例の場合、有機ＥＬ素子と駆動トランジスタＴ２の温度特性の切り分けを実現でき、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性の温度特性に起因する駆動電流の変動を容易に補正することができる。
また、この形態例の場合、温度の上昇に伴って有機ＥＬ素子のカソード電極に印加される電位が上昇する。このため、画素回路部分に加わる電圧はその上昇分だけ低下することができる。この電圧関係を図１４に示す。
図１４より、電源電圧ＶＤＤと基準電位Ｖcathode(i)との間に加わる電圧は固定であり、画素回路部分に印加される電圧の変化量だけボルテージフォロア回路４３に加わる電圧が増減する関係にあることが分かる。
従って、この制御方法を採用しても、有機ＥＬパネルモジュール全体としての消費電力は変わらずに済む。
むしろ、温度の上昇時には画素回路部分で消費される電力が低下するので（すなわち、発熱量が低下するので）、パネル温度の上昇を抑制する効果も期待できる。
また、この形態例の場合には、温度変動に伴う有機ＥＬそしの両極間電圧の測定時以外には、薄膜トランジスタＴ３をオフ制御して表示兼測定用画素７を通常の表示動作に使用できる。従って、測定専用のダミー画素を用意する場合に比して回路構成を簡略化できる。結果的に装置のコストアップを回避できる。
また、この形態例の場合には、有効表示領域内に配置された画素を使用できるので、パネル面内の温度分布のばらつきも補正動作に直接加味することができる。
（Ｄ）形態例２
この形態例では、有効表示領域内の画素と同構造のダミー画素を用いて有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖelを直接測定し、有機ＥＬパネルのカソード電位を制御する場合について説明する。もっとも、測定素子を専用化するだけで、実際の処理動作は同じである。
（Ｄ−１）測定兼用画素の配置例
図１５に、通常の画面表示にも測定にも使用される画素（測定兼用画素）の配置例を示す。図１５に示すダミー画素５７も、有機ＥＬパネルモジュール５１を構成する有機ＥＬパネル５３上に配置する。
ただし、ダミー画素５７の配置位置は、有効表示領域５５の外側である。すなわち、ダミー画素５７は、画面表示には関係しない領域（通常、ユーザーからは見えない領域）に配置する。
図１５（Ａ）は、有機ＥＬパネル５３を構成する有効表示領域５５の右外側にダミー画素５７を配置する例を表し、図１５（Ｂ）は、有効表示領域５５の下外側にダミー画素５７を配置する例を示す。
なお、ダミー画素５７の画素構造は、有効表示領域５５を構成する画素と同じである。従って、ダミー画素５７は、有効表示領域５５の画素と同じプロセスにより形成される。
（Ｄ−２）全体構成
図１６に、有機ＥＬパネルモジュール５１の主要構成部分を示す。有機ＥＬパネルモジュール５１は、有機ＥＬパネル５３、データ線ドライバ１１、走査線ドライバ１３、カソード電位制御部１５及びフレーム平均値算出部５９を主要な構成要素とする。
図１６は、ダミー画素５７が１つの場合である。ところで、両極間電圧Ｖｅｌは、劣化の進行度合いによっても変動することが知られている。このため、測定精度の観点からは、ダミー画素５７の劣化状態がパネル全体の劣化状態を反映していることが望ましい。そこで、この形態例では、入力画像Ｄinのフレーム平均値を算出するフレーム平均値算出部５９を配置し、測定タイミング以外の期間、ダミー画素５７に供給する。
もっとも、ダミー画素５７がパネル全体の劣化状態や駆動温度を反映しているとみなせる場合には、フレーム平均値算出部５９は必ずしも必要でない。その場合は、測定タイミング以外の期間では、ダミー画素５９を特定の階調値で発光制御すれば良い。
例えば定電流源２１の駆動電流を供給しても良い。もっとも、その場合は定電流源２１の駆動電流を継続的に供給するのではなく、供給期間と供給停止期間が一定の比率になるように制御するのが好ましい。
（Ｄ−２）効果
この形態例の場合も、ダミー画素５７を用いる以外は、形態例１と同様の効果を実現することができる。
（Ｅ）他の形態例
（Ｅ−１）カソード電位制御部の他の回路構成
前述した形態例の場合には、切替スイッチ（薄膜トランジスタＴ３）を定電流源２１と有機ＥＬ素子のアノード電極とを接続する配線路上に配置する場合について説明した。
しかし、この切替スイッチを配置することで抵抗成分が発生し、測定されるアノード電圧Ｖanode の精度に影響すると考えられる場合には、切替スイッチを用いない構成を推奨する。
（Ｅ−２）発光特性の温度特性の補正
前述した形態例の場合には、有機ＥＬ素子の温度特性のみに起因する駆動電流の変動を無くすようにカソード電位を制御する場合について説明した。
しかし、有機ＥＬ素子の温度特性に起因する駆動電流の変動を補正しても、有機ＥＬ素子の駆動電流に対する発光特性により発光輝度が変動する可能性がある。
この場合には、カソード電位決定部２５において算出される補正値（差分値）を、発光特性の温度特性に基づいて補正すれば良い。
（Ｅ−３）ホワイトバランスの調整
前述した形態例の場合には、発光色の違いに関係なく全画素に共通するカソード電位を測定結果に応じて可変制御する場合について説明した。
しかし、ＲＧＢ別にカソード電極が分割配置されている場合には、ＲＧＢ別に有機ＥＬ素子の両極間電圧Ｖｅｌを測定し、ブートストラップ動作後のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが一定になるように各カソード電位を制御すれば良い。
この場合、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性の温度特性が色毎に異なる場合でも、駆動電流の変動を補正してホワイトバランスを保つことができる。
もっとも、ＲＧＢ別に分割されたカソード電極を個別に制御する方法は、回路構成が複雑化するのを避け得ない。
従って、回路構成の簡略化を優先する場合には、形態例と同様に全色について共通のカソード電極を用意し、ＲＧＢ別に測定された両極間電圧Ｖｅｌの平均値又はどれか一つを用いてカソード電位を制御するのが望ましい。
（Ｅ−４）製品例
（ａ）ドライブＩＣ
前述の説明では、画素アレイ部（有機ＥＬパネル）と駆動回路（データ線ドライバ、走査線ドライバ、カソード電位制御部等）とが１つの基体上に形成された有機ＥＬパネルモジュールについて説明した。
しかし、画素アレイ部と駆動回路部等とは別々に製造し、それぞれ独立した製品として流通することもできる。例えば、駆動回路はそれぞれ独立したドライブＩＣ（integrated circuit）として製造し、画素アレイ部とは独立に流通することもできる。
（ｂ）表示モジュール
前述した各形態例に係る有機ＥＬパネルモジュールは、図１７に示す外観構成のパネル有機ＥＬモジュール６１の形態で流通することもできる。
有機ＥＬパネルモジュール６１は、支持基板６５の表面に対向部６３を貼り合わせた構造を有している。
対向部６３は、ガラスその他の透明部材を基材とし、その表面にはカラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が配置される。
なお、有機ＥＬパネルモジュール６１には、外部から支持基板６５に信号等を入出力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６７等が設けられていても良い。
（ｃ）電子機器
前述した形態例における有機ＥＬパネルモジュールは、電子機器に実装された商品形態でも流通される。
図１８に、電子機器７１の概念構成例を示す。電子機器７１は、前述した有機ＥＬパネルモジュール７３及びシステム制御部７５で構成される。システム制御部７５で実行される処理内容は、電子機器７１の商品形態により異なる。
なお、電子機器７１は、機器内で生成される又は外部から入力される画像や映像を表示する機能を搭載していれば、特定の分野の機器には限定されない。
この種の電子機器７１には、例えばテレビジョン受像機が想定される。図１９に、テレビジョン受像機８１の外観例を示す。
テレビジョン受像機８１の筐体正面には、フロントパネル８３及びフィルターガラス８５等で構成される表示画面８７が配置される。表示画面８７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
また、この種の電子機器７１には、例えばデジタルカメラが想定される。図２０に、デジタルカメラ９１の外観例を示す。図２０（Ａ）が正面側（被写体側）の外観例であり、図２０（Ｂ）が背面側（撮影者側）の外観例である。
デジタルカメラ９１は、保護カバー９３、撮像レンズ部９５、表示画面９７、コントロールスイッチ９９及びシャッターボタン１０１で構成される。このうち、表示画面９７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
また、この種の電子機器７１には、例えばビデオカメラが想定される。図２１に、ビデオカメラ１１１の外観例を示す。
ビデオカメラ１１１は、本体１１３の前方に被写体を撮像する撮像レンズ１１５、撮影のスタート／ストップスイッチ１１７及び表示画面１１９で構成される。このうち、表示画面１１９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
また、この種の電子機器７１には、例えば携帯端末装置が想定される。図２２に、携帯端末装置としての携帯電話機１２１の外観例を示す。図２２に示す携帯電話機１２１は折りたたみ式であり、図２２（Ａ）が筐体を開いた状態の外観例であり、図２２（Ｂ）が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。
携帯電話機１２１は、上側筐体１２３、下側筐体１２５、連結部（この例ではヒンジ部）１２７、表示画面１２９、補助表示画面１３１、ピクチャーライト１３３及び撮像レンズ１３５で構成される。このうち、表示画面１２９及び補助表示画面１３１の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
また、この種の電子機器７１には、例えばコンピュータが想定される。図２３に、ノート型コンピュータ１４１の外観例を示す。
ノート型コンピュータ１４１は、下型筐体１４３、上側筐体１４５、キーボード１４７及び表示画面１４９で構成される。このうち、表示画面１４９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
これらの他、電子機器７１には、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。
（Ｅ−５）他の表示デバイス例
形態例の説明においては、有機ＥＬパネルモジュールの共通カソード電位を制御する場合について説明した。
しかし、カソード電位制御機能は、その他の自発光表示装置に対しても適用することができる。例えば無機ＥＬディスプレイ装置、ＬＥＤを配列する表示装置その他のダイオード構造を有する発光素子を画面上に配列した表示装置に対しても適用できる。
（Ｅ−６）制御デバイス構成
前述の説明では、カソード電位制御機能をハードウェア的に実現する場合について説明した。
しかし、カソード電位制御機能の一部は、ソフトウェア処理により実現しても良い。
（Ｅ−７）その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
有有機ＥＬ素子の電流−電圧特性が有する温度特性を説明する図である。 画素回路例を示す図である。 ブートストラップ動作に伴う駆動トランジスタのゲート・ソース電圧の変化を説明する図である。 ブートストラップ動作に伴う駆動トランジスタのゲート・ソース電圧の温度特性を説明する図である。 駆動トランジスタの電流−電圧特性が有する温度特性を説明する図である。 発明の補正原理を説明する図である。 表示兼測定用画素の配置例を示す図である。 有機ＥＬパネルモジュールの回路構成例を示す図である。 カソード電位制御部の内部構成例を示す図である。 両極間電圧測定部の内部構成例を示す図である。 基準電位Ｖcathode(i)に設定例に応じたカソード電位値の設定手法を説明する図である。 基準電位Ｖcathode(i)に設定例に応じたカソード電位値の設定手法を説明する図である。 カソード電位印加部の内部構成例を示す図である。 カソード電位印加部で消費される電力と有機ＥＬパネルで消費される電力との関係を示す図である。 ダミー画素の配置例を示す図である。 有機ＥＬパネルモジュールの回路構成を示す図である。 表示モジュールの構成例を示す図である。 電子機器の機能構成例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。
符号の説明
１ 有機ＥＬパネルモジュール
３ 有機ＥＬパネル
５ 有効表示領域
７ 表示兼測定用画素
９ 画素
１１ データ線ドライバ
１３ 走査線ドライバ
１５ カソード電位制御部
２１ 定電流源
２３ 両極間電圧測定部
２５ カソード電位決定部
２７ カソード電位印加部
５１ 有機ＥＬパネルモジュール
５３ 有機ＥＬパネル
５５ 有効表示領域
５７ ダミー画素
５９ フレーム平均値算出部

Claims (15)

  1. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置であって、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子と、
    前記電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    前記電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
    を有することを特徴とするカソード電位制御装置。
  2. 請求項１に記載のカソード電位制御装置において、
    前記基準電圧値は、常温時の両極間電圧値である
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  3. 請求項１に記載のカソード電位制御装置において、
    カソード電極側の電源電圧が接地電位で与えられる場合、前記カソード電位決定部は、オフセット電位値を前記差分値で補正した値を前記カソード電位値として決定する
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  4. 請求項１に記載のカソード電位制御装置において、
    カソード電極側の電源電圧が負電源で与えられる場合、前記カソード電位決定部は、前記差分値をカソード電位値として決定する
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  5. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置であって、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の定電流源であって、有効表示領域内に配置される表示兼測定用の特定画素を構成する自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    両極間電圧の測定時、前記特定画素を構成する自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
    を有することを特徴とするカソード電位制御装置。
  6. 請求項５に記載のカソード電位制御装置において、
    前記基準電圧値は、常温時の両極間電圧値である
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  7. 請求項５に記載のカソード電位制御装置において、
    カソード電極側の電源電圧が接地電位で与えられる場合、前記カソード電位決定部は、オフセット電位値を前記差分値で補正した値を前記カソード電位値として決定する
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  8. 請求項５に記載のカソード電位制御装置において、
    カソード電極側の電源電圧が負電源で与えられる場合、前記カソード電位決定部は、前記差分値をカソード電位値として決定する
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  9. 請求項５に記載のカソード電位制御装置は、
    前記特定画素を構成する自発光素子に対する定電流の供給を切替制御するスイッチ素子であって、両極間電圧の測定時には閉制御される一方で入力画像の表示時には開制御されるスイッチ素子を、前記定電流源と前記特定画素との配線路上に配置する
    ことを特徴とするカソード電位制御装置。
  10. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子と、
    前記電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    前記電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
  11. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の定電流源であって、有効表示領域内に配置される表示兼測定用の特定画素を構成する自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    両極間電圧の測定時、前記特定画素を構成する自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
  12. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子と、
    前記電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    前記電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と、
    システム制御部と、
    前記システム制御部に対する操作入力部と
    を有することを特徴とする電子機器。
  13. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
    有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の定電流源であって、有効表示領域内に配置される表示兼測定用の特定画素を構成する自発光素子に定電流を供給する定電流源と、
    両極間電圧の測定時、前記特定画素を構成する自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する両極間電圧測定部と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定するカソード電位決定部と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と、
    システム制御部と、
    前記システム制御部に対する操作入力部と
    を有することを特徴とする電子機器。
  14. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御方法であって、
    前記自発光型の表示パネルが、有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の自発光素子と、前記電圧測定用の自発光素子に定電流を供給する定電流源とを有する場合に、
    前記電圧測定用の自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する処理と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定する処理と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給する処理と
    を有することを特徴とするカソード電位制御方法。
  15. アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御方法であって、
    前記自発光型の表示パネルが、有効表示領域の外部に配置される電圧測定用の定電流源であって、有効表示領域内に配置される表示兼測定用の特定画素を構成する自発光素子に定電流を供給する定電流源を有する場合に、
    両極間電圧の測定時、前記特定画素を構成する自発光素子のアノード電極に現れる電位を測定し、当該自発光素子の両極間電圧を測定する処理と、
    両極間電圧の測定値と基準電圧値との差分値を補正値としてカソード電位値を決定する処理と、
    決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を前記表示パネルの共通カソード電極に供給する処理と
    を有することを特徴とするカソード電位制御方法。
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