JP2009020521A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像が表示されている途中において発光素子の輝度補正を正確に行うことができる走査方法を提供する。
【解決手段】基板上に電気発光素子と光に感応して電気信号を発生する光検出素子とが対となって行と列とに配置されている表示装置において、ｎ行の電気発光素子の表示を書き換える際に（ｎ＋１）行の電気発光素子を消灯させ、（ｎ＋１）行の消灯期間にｎ行の発光素子の表示を書き換えた後の輝度を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、走査方法に関し、特に複数の電気発光素子が複数の行に並べられて表示面を形成している表示装置において、各前記行毎に順次表示信号を前記電気発光素子に与えるとともに、ｎ行の該電気発光素子の次に（ｎ＋１）行の該電気発光素子に与えて画像を形成する走査方法に関するものである。

フラットパネルディスプレイの技術発展の中、基板の軽量化、機械的柔軟性の向上、耐衝撃性の向上や省資源といった要求が出てきている。プラスチック板や樹脂フィルムは、このような要求に応えるものであるが、現状ではフラットパネルディスプレイの製造工程において２００℃を越える温度で基板が処理されるので、基板としてプラスチック板や樹脂フィルムを使用することは非常に困難である。

一方、発光素子自体に有機材料を用いると、従来のシリコンなどの無機材料を用いた場合と比較して、従来よりも低温のプロセスで作製することが可能となる。従って発光素子自体に有機材料を用いる場合は、プラスチック板や樹脂フィルムを基板として用いることができ、またシリコンなどの無機材料を用いたプロセスで必要とされる高コストの設備は不要になる。

このような有機材料を用いた発光素子として、自発光型素子である有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を例示することができる。ＯＬＥＤを表示画面に用いることで、液晶表示と比較して高コントラストで広視野角な薄型表示部が実現されると期待されている。

このＯＬＥＤを用いたアクティブマトリクス表示素子は、各画素を構成する駆動トランジスタやＯＬＥＤなどの製造時の特性ばらつき、使用時間による劣化が引き起こす特性ばらつきなどにより、各画素間での表示特性が異なる状態となりがちなので、高画質化のためには随時それぞれの画素の輝度を補正することが好ましい。この補正方法としては、特許文献１や特許文献２に記載されている方法を例示することができる。また、これらの特許文献中には従来例として他の補正方法も記載されている。

特許文献１には、アクティブマトリクス構成電気光学素子において、１本の走査線を走査させて各行内各画素の点灯時の電流と０階調時の電流とを順次記録し、表示時はその値をもとに補正した電圧を電気光学素子に出力する方法が記載されている。

特許文献２には、駆動中の電流や外部受光器などの間接手段によらず、画素発光体に光学的に接続された光センサとフィードバック読み出し回路を用いて、ＯＬＥＤの劣化を検出し補正駆動する画素が記載されている。また、特許文献２には、「ＯＬＥＤ材料は電磁放射に対しても反応性を有し、電気回路において適当にバイアスをかければ周辺光に従属した電流を生成することが可能である」「光センサは、基板上、発光体の真上、もしくは真下に配されてもよく、または、基板上、発光体と同一平面内に配されてもよい」と記載されており、発光素子の特性変化に対して発光輝度を用いて補正値を得ることでより優れた表示を可能としている。この方法は、特許文献１で用いている電流値をもとに補正するものに比べて、特に動作中での個々の画素に対して補正が可能となる点でも優れている。
特開２００２−２７８５１３号公報 特開２００３−２７１０９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、アクティブマトリクス構成電気光学素子を用いた機器の画像表示時には、１本の電流供給線にその列内の複数の点灯している電気光学素子が接続されていることから、画像表示動作中には補正値の再測定ができない。このため、この方法では補正値の読み込みは、起動時に行うのが適当な方法となるが、機器を使用しているときの表示特性ドリフトについては、表示中に定期的に消灯画像を入れて補正値の再測定を行わなければ対応できない。このような消灯画像はざらつき感やちらつき感を増すものであり、可能であれば消灯画像を入れないことが好ましい。特許文献１に記載されている方法では電流値や電圧値で補正値を読み出しており、特に、長時間使用した機器での発光素子の電気特性と発光特性との関係が初期状態から劣化し素子間のばらつきが大きくなった状態では、補正が実態と異なってくるという課題が生じてしまう。

また、特許文献２に記載されている方法でも、光センサが発光体と同一平面に配されている場合では特に、輝度を測定する隣の行の発光体が発する光が光センサに入射してしまうので、隣の行が点灯状態であるか消灯状態であるかによって、光センサに発生する電気信号が左右される。機器の電源を入れて使用開始時だけ補正値を読み取る場合には、走査方法により影響は回避できるが、特許文献１と同様に動作中の補正に対しては不正確さが残ってしまう。光センサが発光体の真上や真下にある場合でも、同一平面にある場合よりは少ないが、隣の行が発する光の影響はある。従って、例えばＯＬＥＤなどを利用した発光表示アクティブパネルで光学的に輝度を読み出す場合、隣の画素の状態が点灯であるのか消灯であるのかによって、光検出素子への入射光量が変わってしまい、このため、検出したい画素の輝度検出値が不正確になり、フィードバック補正などで利用する際に補正値が不正確になるという課題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像が表示されている途中において発光素子の輝度補正を正確に行うことができる走査方法を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明においては、基板上に複数の電気発光素子が複数の行に並べられて表示面を形成している表示装置において、各前記行毎に順次表示信号を前記電気発光素子に与えるとともに、該表示信号をｎ行の該電気発光素子の次に（ｎ＋１）行の該電気発光素子に与えて画像を形成する走査方法であって、前記ｎ行の電気発光素子が、第１の表示信号が与えられて第１の画像の一部を表示するステップＡと、前記ステップＡの後に、前記第１の表示信号の付与が停止されるステップＢと、前記ステップＢの後に、第２の表示信号が与えられて前記ｎ行の電気発光素子が第２の画像の一部を表示するステップＣとを含み、前記各電気発光素子には光検出素子が近接して設けられており、前記ステップＣでは、（ｎ＋１）行の前記電気発光素子が消灯しており、かつｎ行の前記電気発光素子の発光の輝度を前記光検出素子によって検出する、という構成とした。ここで、電気発光素子と、当該電気発光素子に近接して設けられた光検出素子とは対を形成していることが好ましい。

このような構成とすることにより、ｎ行の電気発光素子の画像表示時の発光輝度を測定するときに（ｎ＋１）行の電気発光素子は消灯している。従って（ｎ＋１）行の電気発光素子の光は、ｎ行の電気発光素子の輝度測定には影響を与えない。

前記ステップＣでは、（ｎ＋１）行の前記電気発光素子に実質的に０Ｖの電圧あるいは逆バイアス電圧を印加して消灯させることが好ましい。

前記ステップＣでは、ｎ行の電気発光素子の輝度を当該ｎ行の電気発光素子に近接して設けられた前記光検出素子で検出することが好ましい。

前記ステップＣでは、ｎ行の電気発光素子の輝度を（ｎ＋１）行の電気発光素子に近接して設けられた前記光検出素子で検出することが好ましい。この場合、ｎ行の電気発光素子と、（ｎ＋１）行の電気発光素子に近接して設けられた前記光検出素子とが対を形成しているということができる。

前記電気発光素子は、有機発光素子であることが好ましい。

本発明によれば、基板上に電気発光素子と光に感応して電気信号を発生する光検出素子との組が複数配置されている表示装置において、（ｎ＋１）行の電気発光素子の消灯期間にｎ行の電気発光素子の輝度を検出することで、（ｎ＋１）行の電気発光素子の光の影響が無くなり、ｎ行の電気発光素子の輝度補正値をより正確なものにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。

（実施形態１）
実施形態１に係る走査方法を、図１に示す表示装置によって概略を説明する。

本実施形態では表示装置は、電気発光素子を含む画素９１を、複数の行と列との配置であるマトリクス配置にして画素アレイ９２（表示面）としている。ここで行とは、図において画素９１が横方向に一つずつ並んだ並びであり、列は縦方向に並んでいる並びであり、図１では４行６列の配置となっている。なお、画素９１を縦横にマトリクス配置せずに、画素９１の縦横をずらして各色が視覚的に分散するように配置したり、表示する内容が限定される場合にはあらかじめ表示形状の画素セグメントを配置したりするなどの構成としても構わない。

画素９１は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と有機光ダイオード（ＯＰＤ）とで構成されている。ＯＬＥＤの輝度をＯＰＤにより検出し、その輝度の情報（出力信号）は輝度出力回路９３に送られて、必要に応じて出力信号は整形されて輝度補正記憶アレイ９６に記録される。画像を表示させる画像のデータ信号（表示信号）は、補正演算回路９７において輝度補正記憶アレイ９６に記憶された出力信号の内容を元に補正され、データドライバー９５へと送られる。データドライバー９５は、補正されたデータ信号を画素アレイ９２に送り、画素９１が駆動される。また、これら一連の動作は、走査ドライバー９４から表示選択線１５、検出選択線１６、リセット線１７などを通じて出力される信号によって、適当な行が選択されて同期した動作が行われている。すなわち、表示選択線１５は、データ信号線値をどの行の画素９１に読み込ませるのかを選択する信号を出力し、検出選択線１６は、どの行のＯＰＤ値を読み込むのかを選択する信号を出力し、リセット線１７は、ＯＰＤに対するリセット信号を出力する。なお、図１には省略したが、各回路を同期動作させる信号線やデータ線なども回路間や外部の回路と接続されている。

図５は本実施形態に係る表示装置の一部をより詳細に示した回路図である。ＯＬＥＤ２１はＯＰＤ３１と対になって画素を形成し行および列に並んでいる。ＯＬＥＤ２１は長方形の一つの角を切り欠いた形状を有しており、その切り欠かれた三角形の部分にＯＰＤ３１が配置されている。（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１は、ｎ行のＯＬＥＤ２１に近接する位置に形成されている。ＯＬＥＤ２１は、データドライバー９５から延びる表示データ線１３と、走査ドライバー９４から延びる表示選択線１５とに接続されている。ＯＰＤ３１は、輝度出力回路９３から延びる検出データ線１４と、走査ドライバー９４から延びる検出選択線１６およびリセット線１７とに接続されている。ＯＬＥＤ２１は、赤色光を発光するもの、緑色光を発光するもの、青色光を発光するものの３種類存在する。ＯＰＤ３１も、赤色光を特異的に検出するもの、緑色光を特異的に検出するもの、青色光を特異的に検出するものの３種類存在する。各行においては、赤緑青赤緑青…の順に並んでおり、各列においては一色のみが並んでいる。

本実施形態の画素の回路は図３（ａ）に示す構成を有している。このような回路は公知のＯＬＥＤおよびＯＰＤの作製方法、例えば真空蒸着法やインクジェット印刷、スピンコート印刷などによって作製することができる。ＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１を作製する際には、シャドウマスクを使った真空蒸着などで図４（ａ）に示す形状が得られるように作製する。発光素子と光検出素子とがともに同じ有機材料を用いて同じ積層順序で作製されるので、発光素子と光検出素子とを一度に作製することができ、ＯＬＥＤとＯＰＤを別々に作製するよりも工程を簡略できる。また、得られたＯＬＥＤの発光スペクトルとＯＰＤの吸収スペクトルは、同列（赤と赤、緑と緑、青と青）のものと比較して隣り合う列（例えば赤と緑、緑と青、青と赤）のものでの重なりが少なく、作製時においても他色からの迷光の影響を低減した構造となっている。これは、発光素子と光検出素子とを同じ色素を用いて作製しているからである。こうして作製されたＯＬＥＤとＯＰＤの対は、図５の回路図に示すようにマトリクス配置に配置されており、全体ではカラー表示を行う表示装置が得られる。

本実施形態を、図３（ａ）を参照にして、より詳細に説明する。

図３（ａ）に示すようにＯＬＥＤ２１は、電源線１１とグランド線１２との間に、駆動トランジスタ２２によって動作制御されるように接続されている。ＯＬＥＤ２１に適当な電流が流れるように、電源電圧とＯＬＥＤ２１の駆動電圧とに合わせＯＬＥＤ２１に直列に抵抗を挿入している。また、ＯＬＥＤ２１を多段直列接続した複数のＯＬＥＤとしてもよい。

駆動トランジスタ２２は、記憶キャパシタ２３によってゲート電圧を調整されており、ＯＬＥＤ２１に流れる電流を制御する。なお半導体装置としては、駆動トランジスタ２２の電源線１１に接続されたソースまたはドレイン電極とゲート電極との対向した領域をそのまま記憶キャパシタ２３として利用し、別にキャパシタ素子を設けないことが回路配置として実用上好ましい。記憶キャパシタ２３へのデータ値入力は、表示選択線１５の行選択信号によってデータ選択トランジスタ２４をスイッチングし、表示データ線１３に印加された電圧により記憶キャパシタ２３に充放電して行う。

検出部においては、リセット線１７に入力される信号によってリセットトランジスタ３５をスイッチングする。リセットトランジスタ３５がＯＮ状態になることで、ＯＰＤ３１に電源線１１の電圧を印加する。ＯＰＤ３１は、ダイオードの方向がＯＬＥＤ２１とは逆方向に接続されているので、電源線１１からの電圧の印加によってＯＰＤ３１内のｐｎ接合領域に電荷が蓄積される。

次に、リセット線１７に入力される信号を非選択電圧の信号とすると、リセットトランジスタ３５がＯＦＦ状態となる。このようにすると、輝度値出力トランジスタ３２のゲート電極に印加される電圧は、ＯＰＤ３１の蓄積電荷による電圧となる。

この状態でＯＰＤ３１に光が照射されると、ＯＰＤ３１内に蓄積された電荷が放電され、輝度値出力トランジスタ３２のゲート電圧が変化する。これによって輝度値出力トランジスタ３２の電気抵抗が変化する。輝度値出力トランジスタ３２の電気抵抗と輝度値出力設定抵抗３３とによって、電源線１１とグランド線１２間の電圧が分圧されており、検出選択線１６からの信号によって検出選択トランジスタ３４がスイッチングされると、この分圧された電圧値が検出データ線１４を介して輝度出力回路に読み出される。

ＯＰＤ３１と輝度値出力トランジスタ３２のゲート電極の間に挿入されている電圧分配抵抗３６の抵抗値は、検出データ線１４から読み出される輝度値出力が輝度出力回路９３からデータドライバー９５までの回路において補正に利用しやすい範囲となるように、ＯＰＤ３１の光電気特性や輝度値出力トランジスタ３２のゲート電圧依存特性などに合わせて設計される。なお、ＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１は、基板に対して同じ順番で有機材料が積層されているが、形成される配線により回路上は、ダイオードの向きが互いに逆向きである対向接続される。つまり、片方のダイオードのアノードともう一方のダイオードのカソードとが同じ極性電源（図３（ａ）ではグランド線）に接続される。

図３（ａ）により表されたＯＬＥＤとＯＰＤの接続部分付近の断面は、図８に示される模式的な構造をしている。なお、図８の輝度トランジスタ２２や輝度値出力トランジスタ３２は、ＯＬＥＤ２１やＯＰＤ３１とは材料や積層順序が異なっている。

図８では、ＯＬＥＤ２１の電極２１１は、基板１００上に配線されたグランド線１２として積層形成されている。なお、基板１００を透過させてＯＬＥＤ２１の光を表示させる場合には、電極２１１として、ＩＴＯなどの透明電極が一般に使用される。また、電極２１１は、本実施形態のようにグランド線１２を兼ねるのもよいし、グランド線１２と電気的に接続して別の電極材料を用いて設けてもよい。例えば、ＯＬＥＤ２１の光を基板１００に対しＯＬＥＤ２１とを設けたのと反対の面から外部に出す場合には、グランド線１２をＩＴＯとして、そのまま電極２１１を兼ねるようにしてもよい。また、ＯＬＥＤ２１の光を基板１００を透過させず基板に対してＯＬＥＤ２１等を設けた側から外部に出す場合には、例えば、グランド線１２をＩＴＯとした上にアルミニウムで電極２１１を設けたり、グランド線１２をアルミニウムなどで配線して電極２１１を兼ねるようにしてもよい。

電極２１１や電極３１１の上には、ＯＬＥＤ２１の第１電荷輸送層２１２およびＯＰＤ３１の第１電荷輸送層３１２がそれぞれ積層される。ＯＬＥＤ２１の第１電荷輸送層２１２の上には第２電荷輸送層２１３が、ＯＰＤ３１の第１電荷輸送層３１２の上には第２電荷輸送層３１３が積層される。第２電荷輸送層２１３、３１３は色素を含んでいる。電荷輸送層２１３と３１３の上には、電極２１４と３１４がそれぞれ積層される。電極２１４や電極３１４は、ＯＬＥＤ２１やＯＰＤ３１の直上だけでなく、回路の配線を兼ねるように配置するのが好ましい。図８に例示されるように電極２１４は駆動トランジスタ２２への配線を兼ね、電極３１４は輝度値出力トランジスタ３２やＯＬＥＤ２１への配線を兼ねている。なお、図８には、記憶キャパシタ２３が、駆動トランジスタ２２のゲート電極とゲート絶縁膜とソース・ドレイン電極とで兼ねられているのも例示されているが、例示されていないその他の構成要素でも２つ以上の機能を兼ねるものを作製するのも可能である。

なお、第２電荷輸送層２１３，３１３に色素を含ませなくてもよく、その場合は第１電荷層２１２，３１２に色素を含ませるか、あるいは第１電荷輸送層２１２，３１２と第２電荷輸送層２１３，３１３との間に色素層を設ければよい。また、特別に色素を添加せずに、第１電荷輸送層や第２電荷輸送層を構成する物質が色素であってもよい。

電極２１１としてＩＴＯや貴金属など正孔注入性のよいものを使用した場合には、電荷輸送層２１２には例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジンやＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンなどの正孔輸送性のものを用い、電荷輸送層２１３には例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムなどの電子輸送性のものを用い、電極２１４にはアルミニウムやマグネシウム、アルカリ土類金属、アルカリ金属などの電子注入性のよいものを用いるのが好ましい。

ＯＬＥＤ２１の電極２１１と電極２１４とで挟まれている層（２１１と２１４は含まない）と、ＯＰＤ３１の電極３１１と電極３１４とで挟まれている層（３１１と３１４は含まない）とが、それぞれ同じ積層構造であること、即ちそれぞれの層に同じ材料を用いて且つ同じ順番で積層されていることが好ましい。これにより、ＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１を同時に作製できるのでそれぞれ別個に作製するよりも工程数を短縮でき、また、ＯＰＤ３１の吸光特性がＯＬＥＤ２１の発光特性に類似した特性となるので、特に多色表示素子での異なる色相の隣接した画素の発光によるＯＰＤ３１への影響も低減できる。また、電極２１４と３１４と、または電極２１１と３１１とが、それぞれ同じ材料を用いて作製されていると、さらに好ましい。

また、画素には上記説明や図５，図３（ａ）で示したように、図８に示されていないその他の配線やトランジスタも接続されている。

なお、上記素子の積層順は基板１００に近い層が正孔輸送性、基板１００から遠い層が電子輸送性の材料を用いてもよいし、両者を入れ替えて（例示したのと材料的に逆順に）積層してもよい。ＯＬＥＤ２１の光を外部に出すのを基板１００に近い側とするか遠い側とするのか、基板１００に近い電極２１１や３１１と基板１００から遠い電極２１４や３１４とでどちらの方が電子注入・正孔注入しやすいのか、などの要因で、積層される材料の順序は決定される。

なお、電極と電荷輸送層との間には、銅フタロシアニンやフッ化リチウムなどで電荷注入層などを設けて電荷注入効率を改善することも可能である。

なお、電荷輸送層の途中、電荷輸送層と色素層との間に、逆極性の電荷の進入を防ぐために電荷障壁層を設けるのも可能である。

実施形態１の表示装置でｎ行に新たなデータを書き込む場合、即ち第１の表示信号の替わって第２の表示信号をｎ行のＯＬＥＤ３１に与えて画像を形成する場合には、図２に示すように以下の方法で走査する。この走査において本実施形態では、ｎ行のＯＬＥＤ２１の発光の輝度を（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１によって検出する。なお、図２は左から右へと走査が進んでいくが、図２の左端では、すでに（ｎ−１）行のＯＬＥＤに第２の表示信号であるデータが書き込まれており、ｎ行のＯＬＥＤ２１では第１の表示信号の付与による第１の画像が表示される状態が終了し、消灯状態となっている。（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ２１はいまだ前フレームのデータ（第１の表示信号）の表示状態であって、各表示選択線１５，１５および各検出選択線１６，１６は非選択状態にある。

〔Ｐ〕図２のＰで示されたタイミングにおいて、表示データ線１３に黒表示電圧（例えば０Ｖ）を印加し、かつ（ｎ＋１）行の表示選択線１５に選択電圧を印加する。同時に、（ｎ＋１）行のリセット線１７にリセット電圧を印加して、（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１の出力電圧をリセットする。この工程によって、（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ２１はしばらく後に消灯（黒表示）となる。

〔Ｑ〕Ｑで示されたタイミングにおいて、（ｎ＋１）行の表示選択線１５に非選択電圧を印加し、（ｎ＋１）行のリセット線１７に非リセット電圧を印加する。この工程により、（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ２１を非選択状態に戻す。なお、（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ２１は消灯となっている。

〔Ｒ〕Ｒで示されたタイミングにおいて、ｎ行の表示選択線１５に選択電圧を印加する。この時、表示データ線１３に、これまでの輝度値の検出結果により算出されたｎ行の補正済み表示データ電圧が印加されている。この工程によって、ｎ行の記憶キャパシタ２３にデータが書き込まれｎ行のＯＬＥＤ２１に第２の表示信号が与えられ画像の一部が表示される。

〔Ｓ〕Ｓで示されたタイミングにおいて、（ｎ＋１）行の検出選択線１６に選択電圧を印加する。これにより、（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１により検出されたｎ行のＯＬＥＤ２１の輝度検出値が検出データ線１４に出力される。

〔Ｔ〕Ｔで示されたタイミングにおいて、（ｎ＋１）行の検出選択線１６に非選択電圧を印加して、次いで、ｎ行の表示選択線１５に非選択電圧を印加する。

以上〔Ｐ〕〜〔Ｔ〕の工程によって、ｎ行のＯＬＥＤ２１に第２の表示信号を与えて表示させ、（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１でｎ行のＯＬＥＤ２１の発光の輝度を読み出して、この値を元に補正値を更新する。その後、走査する行を１行ずらして、即ち（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ２１に第２の表示信号を与えて、同様に補正値の更新を行う。このようにして各行を順次走査していく。

本実施形態ではｎ行のＯＬＥＤ２１の発光の輝度を（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１によって検出しているが、ｎ行と（ｎ＋１）行の間の距離は大きくはなく、図５に示すように（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１はｎ行のＯＬＥＤ２１に近接する位置に設けられているので、輝度の検出は十分可能である。一方、ｎ行の例えば赤の発光を検出するＯＰＤ３１では、このＯＰＤ３１が（ｎ−１）行のＯＬＥＤ２１に近接しておりｎ行のＯＬＥＤ２１の発光を検出するタイミングでは（ｎ−１）行のＯＬＥＤ２１も画像の一部を表示しているので、（ｎ−１）行の赤いＯＬＥＤ２１の発光・消灯によってｎ行目の赤いＯＬＥＤ２１の輝度の検出が、（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１によって検出する場合よりも不正確となる。また、例えば（ｎ＋１）行の赤の発光を検出するＯＰＤ３１は、発光しているｎ行の緑および青のＯＬＥＤ２１から遠い位置にあり、かつ緑や青の感度が赤と比べて低いので、緑および青の迷光の影響が小さい。従って、ｎ行の赤の輝度がより正確に検出される。このことは緑および青の輝度検出についても当てはまる。

この輝度を検出する走査は、表示装置を使用中、すなわち画像表示中に行うことができる。なお、現実のＯＬＥＤ２１の輝度特性は各表示フレーム間では大きく変化しない（低下しない）ことを考慮し、輝度検出を毎フレーム行うことはしないで、何度かのフレームを輝度検出無しで表示した後に行ってもよい。つまり、例えば３フレームに１度のように、輝度検出を行わないフレームを２回表示した後のフレームにおいて輝度検出を行って補正を行ってもよい。輝度検出を行うのは、３フレームに１度に限定されず、２フレームに１度あるいは４フレーム以上に１度でも構わない。輝度検出を行わないフレームが存する場合には消灯期間が短縮できるので、視覚的により高品質な表示が可能となる。

なお、機器始動時における表示初期化は、特許文献２と同様に、
〔１〕全行に対し黒を書き込んだ後、
〔２〕１行目から順次輝線（一つの行のＯＬＥＤ全てが光っているもの）を走査して輝度を検出し、
〔３〕補正値を得る、
という方法で行えばよい。

本実施形態では、基板上に電気発光素子と光に感応して電気信号を発生する光検出素子との組が複数配置されている表示装置において、表示装置の走査方法を、ｎ行の表示を書き換える際に（ｎ＋１）行を消灯し、この消灯期間にｎ行の表示を書き換えた後の輝度を検出することとした。これによって、ｎ行の輝度補正値をより正確なものとできる。なお、上記（ｎ＋１）行の消灯期間は、（ｎ＋１）行の表示安定のためのリフレッシュ期間を兼ねている。ここで、リフレッシュ期間とは、表示を新しい内容に書き換えるに当たって、発光素子や駆動トランジスタなどの表示中電圧が印加されつづけたり電流が流れつづけたりする個所の特性を回復させる即ち履歴を消去するために、表示期間と比較して短期間だけ黒表示電圧（０Ｖ）や逆電圧を印加する期間のことをさす。直流駆動の場合では、交流駆動の場合と比較して短期的な輝度特性低下が大きいので、リフレッシュ期間を設けるのが好ましい。本実施形態では、リフレッシュ期間と輝度検出のための消灯期間とを兼ねているので、兼ねていない場合に比べて表示の暗線数を低減でき、明度やコントラストの不要な低下を引き起こさないので好ましい。

本実施形態では、電気発光素子と光検出素子との位置関係は、ｎ行の電気発光素子の輝度を（ｎ＋１）行の光検出素子で検出している。ｎ行と（ｎ＋１）行との間には、一般に表示書き込み行を選択する走査線と輝度読み出し行を選択する走査線とリセット線（リセット線はない場合もあり）とがあるだけなので、輝度検出が十分に可能である。また、輝度を検出したいｎ行の画素に対して、ｎ行に存在し且つ当該画素隣接する列の電気発光素子の発光の影響は、発光素子の発光スペクトルと光検出素子の吸収スペクトルの重なりが少ないので小さいが、それでも、隣接していると隣の列から入射する迷光の輝度が強すぎて検出値の誤差が大きくなってしまう場合もある。本実施形態では、消灯している（ｎ＋１）行の検出素子でｎ行の電気発光素子の輝度を検出するため、隣の列からの迷光入射の影響を低減できるのでよい。

本実施形態の表示装置は、基板上に、電気発光素子と光に感応して電気信号を発生する光検出素子との組が複数配置され、光検出素子を構成する層の基板に対する積層順序が、基板上の電気発光素子のうちの少なくともひとつと同じである表示装置とした。なお、光検出素子を構成する複数の層の基板に対する積層順序が、隣接する電気発光素子の少なくともひとつと同じであるのが好ましい。また、光検出素子を構成する複数の層の基板に対する積層順序が、隣接する電気発光素子の少なくともひとつとは異なるのが、さらに好ましい。電気発光素子と光検出素子とをこの構成にして、光検出素子を構成する複数の層の基板に対する積層順序と同じ積層順序の隣接する電気発光素子の輝度を当該光検出素子が主に検出するのが好ましい。光検出素子が、検出したい電気発光素子と同じ材料で作られた構成とすると、電気発光素子の発光スペクトルと類似した光検出素子の吸収スペクトルとなる。カラー表示では、一般に隣接する列の画素は互いに異なる色で構成されているので、電気発光素子の発光スペクトルと光検出素子の吸収スペクトルとの重なりは小さく、隣接する列の発光の光検出素子への影響を低減できる。このように、光検出素子を検出したい電気発光素子と同じ材料で作られた構成とすることで、検出色の選択性を向上でき好ましい。また、作製時に電気発光素子と光検出素子とを同時に積層できるので工程数も低減できて好ましい。

本実施形態のＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１との配置は、図５に示される配置であり、これは図４（ａ）とほぼ同じである。これ以外の配置として、例えば図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を例示することができる。図４（ａ）や（ｂ）に示されている配置は、検出データ線と検出選択線がそれぞれ縦と横に配線されている際に配線が容易になる例である。また、図４（ｃ）、（ｄ）に示されている配置は、検出データ線と検出選択線がそれぞれ縦と横に配線されている場合に、ＯＬＥＤの面積を小さくして横からの配線をしたりＯＬＥＤ上に横からの配線を敷設したりしなければならないが、図４（ａ）、（ｂ）の配置に比べて隣の列から入射する迷光の影響を少なくできる例である。

本実施形態では図５に示すように、ＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１とを一対とする画素を配置しているが、図５は画素配置の一部を例示しているだけで、実際のマトリクスは、例えば、６４０×４８０や１２８０×７２０などのように縦横とも多くの画素が配置されている。また、図５では赤、緑、青、それぞれでＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１の配置を同じにしたが、同行の赤と青のＯＰＤ３１が向き合うように配置して迷光の影響をさらに防ぐなどとしてもよい。

（実施形態２）
実施形態２は、図３（ｂ）に示すように、検出部側においてリセットトランジスタ３５の代わりに電圧分配抵抗３７を１つ設けたことで、リセット線１７が不要となりトランジスタが１素子少なくなっていることが実施形態１と異なっており、それ以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なっている点を説明する。

本実施形態の場合は、実施形態１でのリセットに関する処理を行う必要がないため、画素間のリセット線１７や各画素のリセットトランジスタ３５が不要になり、これらが形成されていた装置上の領域をＯＬＥＤ２１のために利用できる。なお、新たに設けた電圧分配抵抗３７は、電源線１１と輝度値出力トランジスタ３２のゲート電極とを結ぶ配線材の電気抵抗を高くすることで実現可能であるので、面積を増加させずに配置できる。

本実施形態では、実施形態１と同様の方法によってＯＬＥＤ２１とＯＰＤ３１などを作製して図３（ｂ）の画素を作り、マトリクス配置する。本実施形態の検出部の回路は、実施形態１の検出部の回路と比較してＯＬＥＤ２１の面積を大きくできる反面、輝度検出部に流れる暗電流がわずかに増大してしまう。面積を増大したことによるＯＬＥＤ２１の電流密度の減少で得られる寿命向上の効果や視覚的な表示品質などを考慮して、使用する機器にあわせて実施形態１あるいは実施形態２の回路を適宜選択すればよい。

実施形態２の表示装置は、実施形態１での走査方法からリセット信号の動作を省略して走査することで、実施形態１の表示装置と同様に動作し、実施形態１と同じ効果を奏する。

（実施形態３）
実施形態３は、ｎ行の電気発光素子の発光輝度をｎ行の光検出素子によって検出する点が実施形態１と異なっている点であり、その他の点は実施形態１と同じであるので、実施形態１と異なっている点を説明する。

本実施形態では図７に示すように、１つのＯＬＥＤ１２１と１つのＯＰＤ１３１とを対にして１つの画素としており、ＯＬＥＤ１２１は長方形の一つの角を切り欠いた形状を有しており、その切り欠かれた三角形の部分にＯＰＤ１３１が配置されている。そして、複数の画素を行と列とに並べてマトリクス配置とし、このようにして表示装置を構成している。実施形態１と同じようにＯＬＥＤ１２１は、データドライバー１９５から延びる表示データ線１１３と、走査ドライバー１９４から延びる表示選択線１１５とに接続されている。ＯＰＤ１３１は、輝度出力回路１９３から延びる検出データ線１１４と、走査ドライバー１９４から延びる検出選択線１１６およびリセット線１１７とに接続されている。

任意のｎ行のＯＬＥＤ１２１と対になっているｎ行のＯＰＤ１３１の位置が、実施形態１では（ｎ−１）行のＯＬＥＤに隣り合う位置であったのに対し、本実施形態では（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ１２１に隣り合う位置となっている点で実施形態１とは異なっている。ＯＰＤ１３１の位置をこのようにすることにより、ｎ行のＯＬＥＤ１２１の発光輝度をｎ行のＯＰＤ１３１により検出する際に、ｎ行のＯＰＤ１３１は発光している（ｎ−１）行のＯＬＥＤ１２１からは遠いためこの発光の影響はほとんど受けず、近接している（ｎ＋１）行のＯＬＥＤ１２１は消灯しているのでｎ行のＯＰＤ１３１の輝度検出に影響を与えない。

また、画素を構成する回路は、図３（ａ）に示している実施形態１と同じものでよい。本実施形態の回路は、素子パターンを本実施形態の配置に変更するのみで、実施形態１と同様の手順で作製される。

本実施形態におけるｎ行のＯＬＥＤ１２１の表示更新は、図６に示す方法によって走査して更新を行う。本実施形態の走査は、実施形態１での走査方法での（ｎ＋１）行の検出選択線１６と（ｎ＋１）行のリセット線１７とを、それぞれ、ｎ行の検出選択線１１６とｎ行のリセット線１１７とに変更した点で、実施形態１と異なっている。この走査の差異により、実施形態１では（ｎ＋１）行のＯＰＤ３１でｎ行のＯＬＥＤ２１の輝度を検出し、本実施形態ではｎ行のＯＰＤ１３１でｎ行のＯＬＥＤ１２１の輝度を検出する。ｎ行のＯＰＤがｎ行のＯＬＥＤに対して（ｎ−１）行のＯＬＥＤに近いのか（ｎ＋１）行のＯＬＥＤに近いのかという、ＯＬＥＤとＯＰＤの相対的な配置によって、実施形態１または本実施形態の走査方法が選択される。なお、本実施形態の効果は実施形態１の効果と同じである。

（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例示であり、本発明はこれらの例に限定されない。

上記実施形態ではＯＬＥＤとＯＰＤとをシャドウマスク法を用いて初めから分離したパターンで作製しているが、連続したパターンで作製しておいた後に、例えばレーザー光で一部を加熱し昇華させたり少量の酸素共存下で焼き切ったりして分離パターンを形成してもよい。本発明は、パターンの作製方法に主旨をおくものではないので、実施形態に示していない方法でＯＬＥＤおよびＯＰＤをパターニングしても構わない。

上記実施形態ではリフレッシュ期間に黒表示電圧として０Ｖを印加したが、電圧印加による特性変化が大きい場合には、より確実な回復をさせるために逆電圧を印加しても構わない。本発明はリフレッシュ方法に主旨をおくものではなく、輝度検出時に消灯していれば、例示した以外のリフレッシュ方法を採用しても構わない。

上記実施形態では（ｎ＋１）行のＯＬＥＤを消灯してからｎ行のＯＬＥＤに表示データを書き込みｎ行のＯＬＥＤの輝度検出をしたが、ｎ行のＯＬＥＤに表示データを書き込んでから（ｎ＋１）行のＯＬＥＤを消灯し次いでｎ行のＯＬＥＤの輝度検出を行っても構わない。

また、本発明に用いるＯＬＥＤは、一般に知られている材料と積層構造を用いて作製することができる。材料としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジンや１，１−ビス（４−ビス（４−トリル）アミノフェニル）シクロヘキサンやＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンや銅フタロシアニンやトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムなどが知られている。また、特性向上のために例えば２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンや３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールなどを含む電荷ブロック層や銅フタロシアニンやフッ化リチウムなどを含む注入層、色素をドーパントとして取り込んだ発光層などを設けてもよい。真空蒸着を用いなければ、フルオレン系やチオフェン系などの高分子化合物なども使用できる。そのほかにも、カラーフィルターや乾燥剤など、ダイオード構造の外に他の構成物を備えてもよい。本発明のＯＬＥＤは、特定の材料や積層構造に依存するものではない。また、既知の材料や構造のみに限定されるものでないことは、本発明の主旨から明らかである。

対になっている電気発光素子と光検出素子との配置は図４（ａ）〜（ｄ）に示されている配置に限定されない。また、電気発光素子と光検出素子との相対的な大きさや形状等も特に限定されない。

図５、７に示す画素は、カラー表示に対応した赤、緑、青の各画素を同じ形としているが、各色のＯＬＥＤの特性によって画素の面積を変え、視覚的に高品質な表示を得るなどの方法をとることも可能である。ある色のＯＬＥＤが、本来の特性上低輝度の場合にはその色のＯＬＥＤの面積を他の色のＯＬＥＤの面積よりも大きくし、逆に、本来の特性上高輝度の場合にはその色のＯＬＥＤの面積を他の色のＯＬＥＤの面積よりも小さくした設計で、視覚的な色のバランスをとってもよい。

本発明の走査ドライバーやデータドライバー、輝度出力回路、輝度補正記録アレイ、補正演算回路は、いずれの実施形態においてもほぼ同様の動作をする。また、実施形態には示していないが、例えば中間階調を出すためのパルス幅変調表示などに対応した回路やフレームサイクル内の表示安定のため駆動トランジスタ部にさらに複雑な回路などを付加してもよい。また、輝度検出回路もより複雑なものとしてもよい。本発明の主旨を逸脱しなければ、これら実施形態の回路に限定されるものではない。

なお、本願の実施形態は表示パネルのみを示しているが、パネル単独で用いることに限定されるものではない。また、パネルに本実施形態に示されている構成物以外の、例えば乾燥剤などの付加物を設けてもよい。また、基板や封止材、外装材なども適宜変えてもよい。本発明の主旨は、これらの形状、画素数、材質などによって左右されるものではない。

以上説明したように、本発明に係る走査方法は、表示を行いながら正確な輝度補正を行うことができ、携帯機器や固定機器の表示部の走査方法等として有用である。

実施形態１に係る表示装置の概略図である。 実施形態１に係る表示装置の走査方法の概念図である。 （ａ）は実施形態に係る画素の回路図であり、（ｂ）は実施形態２に係る画素の回路図である。 本発明の画素の配置の概念図である。 実施形態１に係る表示装置の一部の回路図である。 実施形態２に係る表示装置の走査方法の概念図である。 実施形態２に係る表示装置の一部の回路図である。 実施形態１に係るＯＬＥＤとＯＰＤの近辺の模式的断面図である。

符号の説明

１１ 電源線
１２ グランド線
１３ 表示データ線
１４ 検出データ線
１５ 表示選択線
１６ 検出選択線
１７ リセット線
２１ ＯＬＥＤ
２２ 駆動トランジスタ
２３ 記憶キャパシタ
２４ データ選択トランジスタ
３１ ＯＰＤ
３２ 輝度値出力トランジスタ
３３ 輝度値出力設定抵抗
３４ 検出選択トランジスタ
３５ リセットトランジスタ
３６ 電圧分配抵抗
３７ 電圧分配抵抗
９１ 画素
９２ 画素アレイ
９３ 輝度出力回路
９４ 走査ドライバー
９５ データドライバー
９６ 輝度補正記憶アレイ
９７ 補正演算回路
１１２ グランド線
１１３ 表示データ線
１１４ 検出データ線
１１５ 表示選択線
１１６ 検出選択線
１１７ リセット線
１２１ ＯＬＥＤ
１３１ ＯＰＤ
１９３ 輝度出力回路
１９４ 走査ドライバー
１９５ データドライバー

Claims (3)

1. 基板上に複数の有機発光素子が複数の行に並べられて表示面を形成している表示装置において、
   複数の前記有機発光素子の各々に対応し、対応する当該有機発光素子の発光輝度を検出する光検出素子と、
   前記光検出素子が検出した輝度情報を信号として出力する出力回路と、
   前記出力回路が出力した信号を記録する記憶部と、
   前記記憶部に記録した信号に基づいてデータ信号の補正値を演算する演算回路と、
   前記演算回路が出力した補正値に基づいて補正後のデータ信号を前記有機発光素子に出力するデータドライバと、
   前記行の選択／非選択を制御する走査ドライバと
   を有し、
   前記有機発光素子は対向する２つの電極の間に少なくとも２つの層を設けた積層構造であり、
   前記光検出素子は対向する２つの電極の間に少なくとも２つの層を設けた積層構造であり、
   前記有機発光素子の前記少なくとも２つの層の材料及び積層順序と、当該有機発光素子と対応する前記光検出素子の前記少なくとも２つの層の材料及び積層順序とが同じである、表示装置。
2. 複数の前記有機発光素子の各々に対応し、対応する当該有機発光素子の発光輝度を検出する前記光検出素子は、当該有機発光素子に隣接する行に配置されている、請求項１に記載されている表示装置。
3. 複数の前記有機発光素子の各々に対応し、対応する当該有機発光素子の発光輝度を検出する前記光検出素子は、当該有機発光素子と同じ行に配置されている、請求項１に記載されている表示装置。

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