JP2009025731A

JP2009025731A - 表示装置

Info

Publication number: JP2009025731A
Application number: JP2007191113A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Kawabe; 和佳川辺
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05
Also published as: US20090027424A1

Abstract

【課題】自発光型発光素子を各画素に有する表示装置において、劣化の程度の差を解消する。
【解決手段】有機ＥＬパネル４の複数の画素を同じ電圧で駆動する。同じ電圧で駆動することで、劣化の少ない画素には大きな電流が流れ、劣化の大きな画素には小さな電流が流れ、画素の劣化程度の均一化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自発光型素子を表示素子として備える表示装置に関する。

フラットパネルディスプレイとして、液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く普及しているが、このＬＣＤは各画素における光の透過量を制御するだけであり、バックライトなどを必要とする。一方、有機ＥＬディスプレイは自発光型であり、各画素の発光量を制御することができるため、コントラストが高く、広視野角であり、次世代ディスプレイとして注目されている。

しかし、自発光型のディスプレイは映像の内容に依存して、各画素の発光の程度が異なる。このため、有機ＥＬ素子の劣化具合が画素毎にばらつき、表示に関係しない以前の映像が人間に見えるくらいに残るという、いわゆる焼き付きが発生しやすい。

この焼き付きを低減するために、映像データから有機ＥＬ素子の劣化を予測し、その予測に基づいてディスプレイの非使用期間に劣化を均一化する方法が開示されている（特許文献１）。

特開２００３−２２８３２９

しかし、上記従来技術では、映像データから有機ＥＬ素子の劣化を予測しており、温度等の使用環境に依存した劣化の考慮に欠けている。このため、予測が必ずしも実際と一致しないため、効果的な劣化の均一化を図ることができない場合もあり、また均一化によって次の焼き付きを生じる可能性もある。

本発明は、各画素に自発光型の表示素子を備える表示装置であって、複数の画素において表示素子に同じ電圧を印加して発光させ、劣化の進んでいる表示素子に比較的小さな電流、劣化の遅れている表示素子に比較的大きな電流を流すことで、表示素子の劣化を均一化することを特徴とする。

また、全画素に同じ電圧を印加して発光させることが好適である。

また、前記均一化の処理は、表示装置の非使用期間において実施し、均一化処理において表示素子に供給する電流量を使用時間に応じて変更することが好適である。

また、均一化処理において表示素子に供給する電流量を表示装置の使用期間における平均的輝度データに応じて変更することが好適である。

また、均一化処理において表示素子に供給する電流量に応じて表示装置の使用期間における複数の画素に流れる平均的電流に応じて変更することが好適である。

また、各画素を複数のサブ画素で構成し、一方のサブ画素で画像信号に応じた通常の表示を行い、他方のサブ画素で均一化処理を行い、この一方と他方のサブ画素を適宜切り換えることが好適である。

また、前記自発光型の表示素子は、有機ＥＬ素子であることが好適である。

本発明によれば、均一化処理によって、各画素の劣化状態を均一化することができ、焼き付きの発生を効果的に抑制できる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１には、実施形態に係る表示装置の全体構成が示されている。外部入力から入力処理部１へ入力される入力データは、フルカラー表示の場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）もしくはこれに白（Ｗ）を加えた１ないし数ピクセル単位で転送される映像データ及びそれらを転送するクロック信号やタイミング信号である。この入力データ中の映像データは、入力処理部１で１ラインの映像データとして蓄積され、フレームメモリ２へライン単位で格納される。フレームメモリ２に格納された１画面分の映像データは、ライン単位で読み出され、出力処理部３により、有機ＥＬパネル４にライン単位で出力される。有機ＥＬパネル４は、供給される映像データを表示に反映させる。ただし、ここではフレームメモリ２へ格納するタイミング信号や、読み出し、有機ＥＬパネル４へ出力するためのタイミング信号については説明を省略する。

このように、入力処理部１と出力処理部３の間にフレームメモリ２を導入した構成では、一端フレームメモリ２に映像データが格納されると、外部より映像データを入力しなくても有機ＥＬパネルにフレームメモリ２より映像データを供給できるため、外部より映像データを入力し続ける必要がない。すなわち、外部からのデータ転送に要する消費電力を低減できることから、低消費電力化が必要な携帯端末に搭載されているＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）などでよく用いられている。その場合、入力処理部１、フレームメモリ２、出力処理部３はドライバＩＣとして実現されていることが多い。

なお、有機ＥＬパネル４に流れる電流は、電流測定部５によって測定され、供給制御部２０が電流測定部５の測定結果に応じて均一化処理のための均一化輝度データを入力処理部１に供給するが、これについては後述する。

図２には、有機ＥＬパネル４の内部構成が示されている。有機ＥＬパネルにはアクティブ型とパッシブ型とあるが、図２ではアクティブ型の例が示されている。有機ＥＬパネル４は画素７がマトリクス状に配置され、各画素の列方向にデータライン１２及び電源ライン１４、行方向にゲートライン１３が配線されている。データライン１２へは、出力処理部３により処理されたデータ信号が出力され、ゲートライン１３にはゲートドライバ６からの選択信号が出力される。ゲートドライバ６は有機ＥＬパネル４が低温ポリシリコンなどの高移動度トランジスタで形成されている場合にはそれを用いて同一ガラス基板上に形成されるが、別個のＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）として提供され、有機ＥＬパネル４に接続されていてもよい。

列方向に配線された全電源ライン１４は端部で共有され、ＶＤＤの電位が与えられており、有機ＥＬ素子８のカソード電極１５は全画素で共有され、ＶＳＳの電位が与えられている。

有機ＥＬ素子８のアノードは、駆動トランジスタ９のドレイン端子へ接続され、この駆動トランジスタ９のソース端子は電源ライン１４へ、ゲート端子は保持容量１１の一端とゲートトランジスタ１０のソース端子へ接続されている。なお、保持容量１１の他端は電源ライン１４へ接続されて画素７が形成されている。また、ゲートトランジスタ１０のゲート端子は、ゲートライン１３へ、ドレイン端子はデータライン１２へ接続されている。

ゲートドライバ６によりゲートライン１３が選択される（Ｌｏｗレベルにされる）と、ゲートトランジスタ１０は導通し、出力処理部３からデータライン１２に供給されているデータ信号が保持容量１１に書き込まれる。ゲートライン１３が非選択となる（Ｈｉｇｈレベルにされる）と保持容量１１に書き込まれたデータ信号はそれ以降保持され、その間、有機ＥＬ素子８の発光状態が維持される。

画素７の構成ならば、駆動トランジスタ９のゲート端子に適切なアナログ電圧が供給されるとそのアナログ電圧に対応した定電流が有機ＥＬ素子８に流れるため、アナログ定電流駆動が可能となるし、駆動トランジスタ９を導通するのに十分低い電圧が供給されれば、有機ＥＬ素子８に定電圧ＶＤＤ−ＶＳＳが印加されるため、定電圧が印加される時間を制御することで定電圧のデジタル駆動を適用することも可能である。

外部入力映像を表示する際は、上記のアナログ定電流駆動で行っても、定電圧のデジタル駆動で行ってもよいが、有機ＥＬ素子８の劣化の均一化処理を行うためには定電圧を与える方が都合がよい。図３を用いてその理由について説明する。

図３Ａには、有機ＥＬ素子を定電流駆動した際の輝度と駆動電圧の経時劣化、図３Ｂには有機ＥＬ素子の電圧電流特性の変化が示されている。一般的な有機ＥＬ素子では、図３Ａに示すように、輝度は時間の経過と共に減少し、また同じ電流を流す駆動電圧は時間の経過と共に上昇する。本実施形態では、このような通電による輝度劣化は駆動電圧上昇に反映されるという有機ＥＬ素子特有の性質を利用し、映像の非表示期間に全画素に同じデータを供給して有機ＥＬ素子を電圧駆動する。図３Ｂに示されるように劣化の大きい素子ｂは同じ電圧が印加されると劣化の少ない素子ａと比較して流れる電流が少ない。有機ＥＬ素子に流れる電流が大きいと素子劣化速度がより速くなるため、全画素に同じデータを供給し、電圧駆動を続けると、素子ａとｂにはやがて同じ電流が流れるようになって収束する。すなわち画素間での異なる映像表示によって生じていた劣化の不均一が平滑化され、均一化される。

非表示期間が十分長い場合には少ない電流で均一化処理がなされるが、非表示期間が短い場合には少ない電流では均一化処理が十分でない。その場合には比較的多くの電流を流して均一化処理を行えばよいが、あまり多くの電流を流しすぎると全画素の劣化が進むため、発光期間などを調整するなどして、適切な電流値に設定する必要がある。

ディスプレイの使用時間や表示されてきた平均的な映像データなどの情報により、劣化の見積りが可能であるならば、その情報に基づいて、その都度非表示期間に流す電流を異なる値に設定して、均一化を常に最適に行ってもよい。

例えば、ある時刻の平均的な画素データがＤ（ｔ）であり、Ｔ時間表示が続いたならば、平均的な輝度劣化ΔＬの程度は少なくともΔＬ∝∫０ＴＤ（ｔ）＊ｄｔと見なせるであろう。したがって、あらかじめ任意で想定した一定の想定非表示期間をτとすると、劣化均一化電流Ａ∝ΔＬ／τとなるように設定すればよい。劣化均一化電流Ａは発光期間を変えるか、電圧値を変えることにより実現される。電圧値を変えて行う場合、より電流差が大きくなる電圧値を設定するとより効果的な均一化が行える。この処理により、全く点灯しなかった画素に少なくとも平均的な劣化ストレスを与えることが期待できる。ただし、劣化均一化電流の算出結果があまりに大きいと、先の理由と消費電力の観点から現実的でないため、上限値が設定されていてもよい。

また、ユーザーが有機ＥＬ画面を再び使い始めると、進行中の劣化均一化処理は中断されるが、この非使用期間の履歴を保存し、その履歴をもとに想定非表示期間τを更新してもよい。例えば、いくつかの最近発生した非使用期間の履歴から平均的な非使用期間を算出し、想定非表示期間τを決定すると、平均非使用期間が短いユーザー（よく有機ＥＬ画面を使うユーザー）の場合には均一化処理が積極的となり、非使用期間が長いユーザー（あまり有機ＥＬ画面を使わないユーザー）の場合には均一化処理が消極的となる。

このように、全画素に同じデータを供給して均一化処理すれば、電流測定部５、供給制御部２０を用いなくとも、均一化処理を行うことができる。この場合、電流測定部５、供給制御部２０を省略できるため、ディスプレイを低コスト化できるし、外部ノイズにより電流測定が困難な場合にもより確実に均一化処理を実現できる。

また、図１に示すように、本実施形態においては有機ＥＬパネル４の全電流を計測する電流測定部５を有している。そこで、この電流測定部５を用いて有機ＥＬ素子全体に流れる電流を測定し、それを平均的なデータＤ（ｔ）の代わりに用いて劣化均一化電流Ａを算出してもよい。

供給制御部２０は、上述のようにして決定された劣化均一化電流Ａに基づいて、均一化処理の期間または供給する電圧を決定して均一化処理用の輝度データを入力処理部１に供給する。

さらに、図４のように１単位画素に２つの画素（サブ画素）を設け、一方のサブ画素が映像を表示している間に他方のサブ画素に劣化均一化処理を施してもよい。第１の有機ＥＬ素子８−１が映像を表示している間、すべての第２の有機ＥＬ素子８−２には同じデータを供給して、定電圧が印加される。図４の場合、電源ライン１４は第１、第２有機ＥＬ素子で共有されているため、劣化均一化電流Ａは発光期間で制御されることになるが、第１、第２有機ＥＬ素子が異なる電源ラインから電流の供給を受ける場合には、異なる電圧を与えてもよい。

劣化均一化電流は映像表示時にはコントラストが低下するため、あまり大きくない方がよい。劣化均一化電流を少なくして、常に一定に保ってもよいが、均一化の効果があまりえられないため、映像に応じて劣化均一化電流を変えるとよい。例えば、明るい映像の場合には、より多くの劣化均一化電流を流しても目立ちにくいが、逆に暗い映像の場合には劣化均一化電流が大きいと、この処理による映像のほうが目立つため、映像より暗くなるように劣化均一化電流を流すほうがよい。この処理は、より明るい映像が劣化を加速させるため都合がよい。

映像を表示するサブ画素と、劣化均一化処理を施すサブ画素を切替えるタイミングは例えば１日単位で行なうなど長期的に行なってもよいし、ユーザーのアクションに連動して映像が切り替わるような短期的なタイミングでもよい。両者ができる限り同じ頻度もしくは程度で表示、劣化均一化処理が行なわれるようにすると、劣化均一化の程度が等しくなるため望ましい。

単位画素に含まれるサブ画素は２つ以上であってもよく、いずれかが映像を表示している間、それ以外のサブ画素は均一化表示を行う。

ここで、どのような駆動にしても、輝度均一化の過程で劣化の大きい素子に多くの電流を流してしまうと、かえって劣化を加速させることになるため、劣化の大きい素子に電流があまり流れないように、輝度均一化表示を行うことが望ましい。そうすることで、余計な電力を消費する必要もなくなるため効果的である。

図１の入力処理部１、フレームメモリ２、出力処理部３、電流測定部５は同一のドライバＩＣに組み込んでもよいし、フレームメモリ２や電流測定部５は別々のＩＣで提供されていてもよい。

なお、供給制御部２０は、電源オフ時に、画面に「輝度補正処理を行いますか？」などの表示を行い、「行う」との入力を受け付けたときに入力処理部１に電流データを供給し、輝度均一化処理を行ことが好適である。また、所定時間経過したときであって、表示を行っていないタイミングに自動的または問い合わせた後輝度均一化処理を行ったり、劣化の画素毎の差が一定以上になったときに自動的または問い合わせの後輝度均一化処理を行うことも好適である。

また、上記例においては、有機ＥＬパネル４の全画素について同じ電圧で電圧駆動したが、所定の領域毎に分割して、順次均一化処理を行ってもよい。この場合に、複数の領域の画素数が同一であれば、電流測定部５において得られる電流量や領域毎の平均輝度データに基づいて均一化処理を変更することも好適である。

本発明の表示装置の全体構成図である。アクティブマトリクス型有機ＥＬパネルの全体構成図である。有機ＥＬ素子の劣化特性（起動電圧および輝度の経時変化）を示す図である。有機ＥＬ素子の劣化特性（電圧と電流の関係）を示す図である。１つの単位画素に２つの画素を設ける構成を示す図である。

符号の説明

１入力処理部、２フレームメモリ、３出力処理部、４有機ＥＬパネル、５電流測定部、６ゲートドライバ、７画素、８有機ＥＬ素子、９駆動トランジスタ、１０ゲートトランジスタ、１１保持容量、１２データライン、１３ゲートライン、１４電源ライン、１５カソード電極、２０供給制御部。

Claims

各画素に自発光型の表示素子を備える表示装置であって、
複数の画素において表示素子に同じ電圧を印加して発光させ、劣化の進んでいる表示素子に比較的小さな電流、劣化の遅れている表示素子に比較的大きな電流を流すことで、表示素子の劣化を均一化することを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
全画素に同じ電圧を印加して発光させることを特徴とする表示装置。
請求項１または２に記載の表示装置において、
前記均一化の処理は、表示装置の非使用期間において実施し、
均一化処理において表示素子に供給する電流量を使用時間に応じて変更することを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
均一化処理において表示素子に供給する電流量を表示装置の使用期間における平均的輝度データに応じて変更することを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
均一化処理において表示素子に供給する電流量に応じて表示装置の使用期間における複数の画素に流れる平均的電流に応じて変更することを特徴とする表示装置。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置において、
各画素を複数のサブ画素で構成し、一方のサブ画素で画像信号に応じた通常の表示を行い、他方のサブ画素で均一化処理を行い、この一方と他方のサブ画素を適宜切り換えることを特徴とする表示装置。
請求項１〜６のいずれか１つに記載の表示装置において、
前記自発光型の表示素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする表示装置。