JP2009276673A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置、詳しくは通電することで発光する有機EL素子等の発光素子を含む表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device including a light emitting element such as an organic EL element that emits light when energized.
近年、フラットパネル対応の自発光型デバイスが注目されている。自発光型デバイスとしては、プラズマ発光表示素子、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネセンス(EL)素子等がある。 In recent years, self-luminous devices compatible with flat panels have attracted attention. Examples of the self-luminous device include a plasma light-emitting display element, a field emission element, and an electroluminescence (EL) element.
この中で、特に、有機EL素子に関しては、研究開発が精力的に進められており、緑単色や、青、赤等の色を加えたエリアカラータイプのアレイが製品化され、現在はフルカラー化への開発が活発化している。 In particular, organic EL elements are being researched and developed vigorously, and an array of area color types that add a single color such as green, blue, red, etc. has been commercialized and is now full color. Development is becoming more active.
ところで、有機EL素子においては、一定電流で発光を継続することで輝度が低下し、電圧が上昇する変化が起こることが知られている。 By the way, in an organic EL element, it is known that the luminance is lowered and the voltage is increased by continuously emitting light at a constant current.
このような有機EL素子の変化を補償する技術として、特許文献1は、有機EL素子の駆動電圧を検出し、その電圧に応じて対応する画素データを補正し、これをもって各発光素子の輝度の低下を画素単位で補う表示装置を開示する。
従来の方法によって、駆動電圧を検出しその電圧変化に応じて画素データを補正すると、輝度の低下を補償するために、輝度低下が無くとも輝度が低下したと判断し、より発光をするように動作するために、その部分だけより多く発光する場合があり、発光素子の電圧を検出しただけでは、輝度低下を正確に補償することができないという問題がある。 When the driving voltage is detected by the conventional method and the pixel data is corrected according to the change in the voltage, it is determined that the luminance has decreased even if there is no luminance decrease in order to compensate for the luminance decrease, so that more light is emitted. In order to operate, there is a case where more light is emitted from only that portion, and there is a problem that it is not possible to accurately compensate for a decrease in luminance simply by detecting the voltage of the light emitting element.
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、
発光素子と、
前記発光素子に駆動電流を供給する駆動部と、
前記発光素子の端子間の電圧上昇を検出する電圧検出部と、
前記検出された電圧上昇から前記発光素子の劣化量を決定し、前記劣化量を前記駆動電流の補正データとして保持する補正部と、
前記駆動部が前記補正データに応じて補正された駆動電流を前記発光素子に供給するように前記駆動部を制御する制御部と、
を有する表示装置において、
前記補正部は、前記検出された電圧上昇と、前記駆動電流の停止によって回復するオフセット電圧と、前記発光素子の駆動が開始された時点の劣化量に対応する電圧上昇とにより前記発光素子の劣化量を決定することを特徴とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
A light emitting element;
A driving unit for supplying a driving current to the light emitting element;
A voltage detector for detecting a voltage rise between the terminals of the light emitting element;
A correction unit that determines a deterioration amount of the light emitting element from the detected voltage increase, and holds the deterioration amount as correction data of the drive current;
A control unit that controls the driving unit so that the driving unit supplies a driving current corrected according to the correction data to the light emitting element;
In a display device having
The correction unit is configured to degrade the light emitting element by the detected voltage rise, an offset voltage recovered by stopping the driving current, and a voltage rise corresponding to a degradation amount at the time when the light emitting element is started to be driven. It is characterized by determining the quantity.
本発明によれば、輝度の変化を抑制した表示装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a display device in which a change in luminance is suppressed.
以下、図1乃至図6を用いて、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は本発明の一実施形態である表示装置の構成を説明するための概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
図1の表示装置は、発光素子である有機EL素子1と、該有機EL素子に電力を供給する駆動部2と、入力信号に応じて前記駆動部を制御する制御部3と、前記有機EL素子の劣化量を検出する劣化検出手段4と、前記有機EL素子1の劣化に伴って前記有機EL素子1に対する出力を補正する補正部5とを備えている。後述するように、前記補正部5においては、前記有機EL素子の劣化量と、前記有機EL素子において表示しようとする輝度から決定される補正係数を用いて、前記制御部と駆動部を通じて、前記有機EL素子への出力を補正する。
1 includes an
有機EL素子の劣化による輝度と補正係数の関係を図2に示す。 FIG. 2 shows the relationship between the luminance due to the deterioration of the organic EL element and the correction coefficient.
図2(a)、(b)は、それぞれ、有機EL素子を一定電流で連続して駆動し発光させた場合の、有機EL素子の輝度および端子間電圧の時間変化を示す。輝度は初期値を1として規格化した。電圧は初期(時刻0)の端子間電圧からの変化である。このように、輝度の低下は電圧上昇に1対1に対応している。 FIGS. 2A and 2B show changes in luminance of the organic EL element and voltage between terminals when the organic EL element is continuously driven at a constant current to emit light. The luminance was normalized with an initial value of 1. The voltage is a change from the initial inter-terminal voltage (time 0). Thus, the decrease in brightness corresponds to the increase in voltage on a one-to-one basis.
図2(c)は、図2(a)、(b)から導かれる、輝度低下(横軸)と電圧上昇(縦軸)の関係、すなわち劣化の特性を示す。 FIG. 2C shows the relationship between the luminance drop (horizontal axis) and the voltage rise (vertical axis) derived from FIGS. 2A and 2B, that is, deterioration characteristics.
図2(c)の関係がわかっていると、端子間電圧の上昇値から輝度の低下量を推定し、駆動電流を補正することにより、輝度を一定に保つこと、すなわち劣化補償を行うことができる。0.05Vの電圧上昇を検出した場合は、輝度が初期の95%だけ劣化したとみなして、輝度を5%増加させるべく駆動電流を補正をすればよい。このように、連続的な発光継続に対しては、輝度低下と電圧上昇量が一定の関係にあるため、輝度低下を正確に補償することができる。 If the relationship of FIG. 2C is known, it is possible to estimate the amount of decrease in luminance from the increase value of the voltage between terminals and correct the drive current, thereby maintaining the luminance constant, that is, to perform deterioration compensation. it can. When a voltage increase of 0.05 V is detected, it is considered that the luminance has deteriorated by 95% of the initial value, and the drive current may be corrected to increase the luminance by 5%. As described above, since the luminance reduction and the voltage increase amount are in a fixed relationship with respect to continuous light emission, the luminance reduction can be accurately compensated.
しかしながら、テレビや携帯電話等の実際の電子機器においては、発光が連続的に行われることはなく、電源のオン・オフが頻繁に行われる。 However, in an actual electronic device such as a television or a mobile phone, light emission is not continuously performed, and power is frequently turned on and off.
有機EL素子に対して駆動と休止を繰り返した場合の輝度低下と電圧上昇の時間変化を図3(a)、(b)に示す。横軸は駆動している時間の累積を表している。時刻0から延びている分枝は1回目の駆動での電圧変化である。33時間連続して駆動した後いったん駆動を停止し、その後再開したときの電圧上昇が第2の分枝に示されている。その後の第3の分枝は、65時間後に休止してさらに再開したときの電圧上昇である。
FIGS. 3A and 3B show temporal changes in luminance decrease and voltage increase when the organic EL element is repeatedly driven and paused. The horizontal axis represents the cumulative driving time. A branch extending from
図3(a)に示すように、輝度は駆動休止の前後で変化せず、駆動が再開されると、休止直前の輝度で再び発光する。輝度の低下量は累積駆動時間によって決まる。 As shown in FIG. 3A, the luminance does not change before and after the driving pause, and when the driving is resumed, light is emitted again with the luminance immediately before the pause. The amount of decrease in luminance is determined by the cumulative driving time.
これに対し、図3(b)に示すように、駆動中に上昇した電圧は駆動休止によって少し下降し、駆動中の電圧上昇の一部が回復する。再開後は電圧が急速に上昇し、休止前の電圧に近くなると上昇が緩やかになり、休止前の電圧上昇速度に戻る。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, the voltage that has been raised during driving falls slightly due to the suspension of driving, and a part of the rising voltage during driving is recovered. After restarting, the voltage rises rapidly. When the voltage approaches the voltage before the pause, the rise becomes moderate and returns to the voltage rise rate before the pause.
図3(c)は、図3(a)、(b)に対応する輝度低下と電圧上昇の関係を示す図である。各分枝は、図3(b)の分枝にそれぞれ対応している。破線Aは、駆動再開直後の電圧と輝度をプロットした点を結んで得られる曲線である。破線Bは、駆動再開後、十分に長い時間駆動を行なった後の電圧と輝度の関係から包絡線を作ったものである。いずれもほぼ直線になるが、これは本発明にとって本質的ではない。 FIG. 3C is a diagram illustrating the relationship between the decrease in luminance and the increase in voltage corresponding to FIGS. 3A and 3B. Each branch corresponds to the branch in FIG. A broken line A is a curve obtained by connecting points plotted with voltage and luminance immediately after resumption of driving. A broken line B is an envelope created from the relationship between voltage and luminance after driving for a sufficiently long time after restarting driving. Both are nearly straight, but this is not essential to the invention.
破線AとBの間隔の電圧ΔVosは休止による電圧の回復分である。この分の電圧変化は可逆であり、駆動休止中に回復して0になる。また、駆動再開直後に急速に休止前の値に戻る。 The voltage ΔVos between the broken lines A and B is the voltage recovery due to the pause. This voltage change is reversible and is recovered to zero during the driving pause. In addition, immediately after the restart of driving, the value rapidly returns to the value before suspension.
一般に有機EL素子の輝度の低下は、発光素子の内部の不可逆な変化すなわち劣化であると考えられている。しかし、図3(b)(c)の示すところによれば、駆動開始直後の一定期間、ほとんど輝度の低下を伴わない急速な電圧上昇があり、しかもこの電圧変化は、発光を停止すると元に戻る可逆な変化であることがわかった。 In general, the decrease in luminance of the organic EL element is considered to be an irreversible change, that is, deterioration inside the light emitting element. However, according to the cases shown in FIGS. 3B and 3C, there is a rapid voltage increase with almost no decrease in luminance for a certain period immediately after the start of driving, and this voltage change is based on the fact that light emission stops. It turned out to be a reversible change.
可逆な電圧変化は、発光素子の両端子間の寄生容量を充放電する現象であると考えることができる。この寄生容量は、駆動期間中に充電され、休止期間中に放電される。駆動または休止の時間が十分長いと、寄生容量電圧は飽和するが、駆動期間が短いまたは休止期間が短い場合は充放電が飽和せず、中間的な電圧が現れる。 It can be considered that the reversible voltage change is a phenomenon of charging and discharging the parasitic capacitance between both terminals of the light emitting element. This parasitic capacitance is charged during the drive period and discharged during the rest period. When the driving or resting time is sufficiently long, the parasitic capacitance voltage is saturated, but when the driving period is short or the resting period is short, charging / discharging is not saturated and an intermediate voltage appears.
破線Aで示される不可逆な電圧の上昇と輝度の低下は、不可逆という性質からみて素子の劣化を表す指標と考えられる。以下破線Aの関係を劣化特性Aと呼ぶ。劣化特性Aで示される輝度と電圧とはともに劣化の指標であり、以下これらを劣化量という。 The irreversible voltage increase and luminance decrease indicated by the broken line A are considered to be indicators representing the deterioration of the element in view of the irreversible nature. Hereinafter, the relationship of the broken line A is referred to as deterioration characteristic A. Both the luminance and voltage indicated by the deterioration characteristic A are indicators of deterioration, and these are hereinafter referred to as deterioration amounts.
これに対して破線Bの輝度−電圧の関係は、可逆な電圧変化を含んだ特性である。以下破線Bの関係を劣化特性Bと呼ぶ。劣化特性Bとして検出される有機EL素子の端子間電圧の時間変化は、不可逆変化分と可逆変化分ΔVosが合わさったものである。 On the other hand, the luminance-voltage relationship indicated by the broken line B is a characteristic including a reversible voltage change. Hereinafter, the relationship of the broken line B is referred to as deterioration characteristic B. The time change of the voltage between the terminals of the organic EL element detected as the deterioration characteristic B is a combination of the irreversible change and the reversible change ΔVos.
図4(a)−(c)は、T1,T2の休止時間が図3(a)−(c)で示した場合より短く、休止期間中に電圧が部分的にしか回復しない場合を表している。休止を経て再開した直後の電圧は、休止時間が十分長い場合は劣化特性Aの電圧にまで回復するが、短時間の休止では途中の値までしか回復せず、再開直後の電圧は休止期間の長さに依存する。 4A to 4C show a case where the pause time of T1 and T2 is shorter than that shown in FIGS. 3A to 3C, and the voltage recovers only partially during the pause period. Yes. The voltage immediately after resuming after resting is recovered to the voltage of the degradation characteristic A when the resting time is sufficiently long, but it is recovered only to an intermediate value in the brief resting, and the voltage immediately after restarting is in the resting period. Depends on length.
駆動再開後十分長い時間たった後の電圧は、1つの線(破線B)上に収束する。劣化特性Bをあらかじめ計測しておけば、駆動再開後十分長い時間たった後は、検出した電圧から輝度の変化を知ることができる。 The voltage after a sufficiently long time after the restart of driving converges on one line (broken line B). If the deterioration characteristic B is measured in advance, a change in luminance can be known from the detected voltage after a sufficiently long time after restarting driving.
または、あらかじめ劣化特性Aと破線Aと破線Bの差分に相当する電圧ΔVosとを計測しておき、検出された電圧値からを差し引き、劣化特性Aの電圧−輝度関係によって輝度の低下量を知ることができる。以下破線Aと破線Bの差分に相当する電圧ΔVosをオフセット電圧と呼ぶこととする。 Alternatively, the deterioration characteristic A and the voltage ΔVos corresponding to the difference between the broken line A and the broken line B are measured in advance, and are subtracted from the detected voltage value, and the amount of decrease in luminance is known from the voltage-luminance relationship of the deterioration characteristic A. be able to. Hereinafter, the voltage ΔVos corresponding to the difference between the broken line A and the broken line B is referred to as an offset voltage.
電圧が駆動再開直後から破線B上に収束するまでのあいだは、電圧値が休止時間の長さに依存するから、電圧値だけで輝度低下を一意的に決めることはできない。しかし、この間の変化は比較的短時間で起きるので、可逆変化のみが生じているとみなしてもよい。つまり、駆動再開後の電圧が劣化特性Bに達するまでは劣化は進行せず、この間は輝度の低下はないものとして、休止直前の劣化量(これは記憶されているものとする)によって輝度の補正を行う。 Since the voltage value depends on the length of the pause time immediately after the voltage is restarted and until the voltage converges on the broken line B, it is not possible to uniquely determine the luminance drop only by the voltage value. However, since the change during this time occurs in a relatively short time, it may be considered that only a reversible change has occurred. In other words, the deterioration does not proceed until the voltage after the restart of driving reaches the deterioration characteristic B, and during this period, it is assumed that the luminance does not decrease. Make corrections.
休止直前の劣化量は駆動再開時点の劣化量と等しい。上で説明したように、駆動再開直後の検出電圧は、休止の長さに依存するから、それによっては劣化量を知ることはできない。休止前の、駆動が停止した時点での劣化量を記憶しておくことよって休止の長さを計測する必要はなくなる。 The amount of deterioration immediately before the stop is equal to the amount of deterioration at the time of restarting driving. As described above, since the detection voltage immediately after the resumption of driving depends on the length of the pause, the amount of deterioration cannot be known by that. It is not necessary to measure the length of the pause by storing the deterioration amount at the time when the drive is stopped before the pause.
駆動再開後の電圧変化が可逆変化の範囲か、あるいは不可逆変化を含むか、つまり、電圧が劣化特性Bに達しているか否かは、検出される電圧から知ることができる。すなわち、駆動再開後の検出電圧と、休止直前の検出電圧から可逆変化分を差し引いた電圧(すなわち劣化特性Aの電圧VA)とを比較し、両者の差の絶対値がオフセット電圧ΔVosより小さい時は可逆変化の進行中とみなし、オフセット電圧ΔVosを超えると不可逆変化が生じている(電圧変化が劣化特性Bの上に達している)とみなす。 It can be determined from the detected voltage whether the voltage change after the resumption of driving is within the range of reversible change or includes an irreversible change, that is, whether the voltage has reached the deterioration characteristic B or not. That is, the detection voltage after the restart of driving is compared with the voltage obtained by subtracting the reversible change from the detection voltage immediately before the suspension (that is, the voltage V A of the deterioration characteristic A ), and the absolute value of the difference between the two is smaller than the offset voltage ΔVos. The time is considered to be a reversible change in progress, and an irreversible change occurs when the offset voltage ΔVos is exceeded (the voltage change reaches the deterioration characteristic B).
劣化特性Aは、駆動の休止や再開によって変化しない電圧上昇と輝度低下の関係であり、劣化の指標としては、劣化特性Aを通じて対応している電圧上昇と輝度低下のいずれをとってもよい。本発明でいう劣化量あるいは劣化指標とは、劣化特性Aであらわされる関係にある電圧上昇または輝度低下である。 The deterioration characteristic A is a relationship between a voltage increase and a luminance decrease that do not change due to suspension or resumption of driving. As an indicator of deterioration, either a voltage increase or a luminance decrease corresponding to the deterioration characteristic A may be taken. The deterioration amount or the deterioration index referred to in the present invention is a voltage increase or a luminance decrease in a relationship expressed by the deterioration characteristic A.
具体的な劣化量の決定手順を以下に説明する。 A specific procedure for determining the deterioration amount will be described below.
1)あらかじめ、標本の表示装置を連続駆動して劣化特性B(破線B)を測定する。さらに、標本表示装置を間欠駆動して、駆動再開直後の電圧と輝度の関係を複数測定しそれらのプロットを結んで劣化特性A(破線A)を求める。間欠駆動のときの駆動休止期間は十分長く取り、電圧上昇が劣化特性Aの電圧に回復するようにする。 1) The deterioration characteristic B (broken line B) is measured in advance by continuously driving the sample display device. Further, the specimen display device is intermittently driven, and a plurality of relations between the voltage and the luminance immediately after the restart of driving are measured, and the plots are connected to obtain the deterioration characteristic A (broken line A). The drive pause period during intermittent drive is made sufficiently long so that the voltage rise is restored to the voltage of the degradation characteristic A.
2)補正対象の表示装置に上の劣化特性Aまたは劣化特性Bの輝度−電圧関係と差電圧(オフセット電圧ΔVos)とを記憶する。 2) The luminance-voltage relationship and the difference voltage (offset voltage ΔVos) of the above deterioration characteristic A or deterioration characteristic B are stored in the display device to be corrected.
3)表示装置の電源をオンし駆動が開始された後のしばらくの期間は、有機EL素子の端子間電圧は検出するが、補正にその値は用いず、劣化特性A(破線A)によって補正を行なう。すなわち、その期間の輝度低下はそれまでの輝度低下(駆動開始時点での輝度低下。これは記憶されているものとする)がそのまま変化せずに継続しているとみなして、その輝度低下に応じた補正を行う。 3) The voltage between the terminals of the organic EL element is detected for a while after the display device is turned on and the drive is started, but the value is not used for the correction, and is corrected by the deterioration characteristic A (broken line A). To do. In other words, the luminance decrease during that period is considered to be the same as the previous decrease in luminance (the decrease in luminance at the start of driving, which is assumed to be stored). Make corrections accordingly.
検出した端子間電圧は、そのときの輝度低下に対応する劣化特性Aの電圧と比較され、差の絶対値が、記憶されているオフセット電圧ΔVosを超えるまではこの補正を続ける。 The detected inter-terminal voltage is compared with the voltage of the deterioration characteristic A corresponding to the luminance reduction at that time, and this correction is continued until the absolute value of the difference exceeds the stored offset voltage ΔVos.
4)上記の電圧差の絶対値がΔVosを超えたときは、検出した電圧が劣化特性B上の電圧であるとみなして、これからΔVosを差し引いた電圧を求め、対応する劣化特性A上の輝度から輝度低下を決定する。これに基いて補正を行う。 4) When the absolute value of the voltage difference exceeds ΔVos, the detected voltage is regarded as a voltage on the deterioration characteristic B, and a voltage obtained by subtracting ΔVos from this is obtained, and the luminance on the corresponding deterioration characteristic A From this, the luminance reduction is determined. Correction is performed based on this.
5)各電圧検出時点で決定された劣化量すなわち劣化特性A上の輝度または電圧は、その都度記憶される。3)の場合は輝度は変わらないので、劣化特性A上の点の位置も変わらず劣化量は更新されない。4)の場合は新しい劣化が起きているので、劣化特性A上の点は移動し、その点の輝度または電圧がそれまでの値と入れ替わり劣化量として記憶される。電源が切られて駆動が停止する場合も、その直前の劣化量を記憶する。 5) The deterioration amount determined at each voltage detection time, that is, the luminance or voltage on the deterioration characteristic A is stored each time. In the case of 3), since the luminance does not change, the position of the point on the deterioration characteristic A does not change, and the deterioration amount is not updated. In the case of 4), since new degradation has occurred, the point on the degradation characteristic A moves, and the luminance or voltage at that point is replaced with the previous value and stored as the degradation amount. Even when the power is turned off and the drive is stopped, the deterioration amount immediately before that is stored.
以下、駆動が再開されると3)と5)の動作、または4)と5)の動作を繰り返す。 Thereafter, when the driving is resumed, the operations 3) and 5) or the operations 4) and 5) are repeated.
このように、電圧検出後、その電圧が劣化特性Aの上の電圧値と比較され、差がΔVOSより小さい場合は可逆変化とみなされ、上記3)の方法によってそれまでの劣化量により駆動電流の補正が行われる。差がΔVOSより大きいときは、不可逆な変化が生じているとみなして、上記4)の方法により、新たな劣化量(輝度または電圧)が決定されて、それにより駆動電流の補正が行われる。 Thus, after the voltage detecting its voltage is compared with the voltage value on the deterioration characteristic A, the difference is if [Delta] V OS less are considered reversible change, driven by degradation amount up to that by the method of the 3) Current correction is performed. When the difference is larger than ΔV OS , it is considered that an irreversible change has occurred, and a new deterioration amount (luminance or voltage) is determined by the method 4) above, and the drive current is corrected accordingly. .
3)または4)の後に行う補正は駆動電流の補正である。求められた輝度低下がx%であったとすると、電流をx%だけ増やすように補正する。これにより輝度は一定に保たれる。 The correction performed after 3) or 4) is correction of the drive current. If the calculated luminance reduction is x%, the current is corrected to increase by x%. Thereby, the luminance is kept constant.
各時点で決定される輝度低下は記憶され、保存される。次の電圧検出時点で検出された電圧により新しく輝度低下が決定されると、その値に更新される。輝度低下の代わりに、劣化特性Aで決まる電圧上昇値を記憶してもよい。その場合は、電圧から輝度低下を再度算出して電流の補正を行う。 The brightness drop determined at each time point is stored and saved. When the brightness decrease is newly determined by the voltage detected at the next voltage detection time, it is updated to that value. Instead of reducing the luminance, a voltage increase value determined by the deterioration characteristic A may be stored. In that case, the luminance reduction is calculated again from the voltage and the current is corrected.
先に述べたように、オフ期間が十分に長い場合は、電圧は劣化特性A上の点に戻るが、オフ期間が短い場合はオフ期間の長さによって戻り量が異なる。本発明の補正によれば、駆動再開後、検出される端子間電圧は記憶された電圧と比較され、差が一定値以下のときは、端子間電圧は検出された電圧ではなく電源オフ直前の輝度から決まる記憶された電圧に等しいとみなされて、その値から輝度が補正されるので、休止期間の長短によらず補正ができる。 As described above, when the off period is sufficiently long, the voltage returns to the point on the deterioration characteristic A, but when the off period is short, the return amount varies depending on the length of the off period. According to the correction of the present invention, after restarting driving, the detected inter-terminal voltage is compared with the stored voltage, and when the difference is less than a certain value, the inter-terminal voltage is not the detected voltage but immediately before the power is turned off. Since it is regarded as being equal to the stored voltage determined from the luminance and the luminance is corrected from the value, the correction can be performed regardless of the length of the pause period.
また、電圧変化が可逆変化範囲にある期間は、輝度低下はないとみなすので記憶されている輝度の値は更新されず、前回の電源オフ時に記憶された値がそのまま残っている。そこで電源が切られたとするとその値が再び記憶される。この結果、電源のオンオフの間隔が短く、可逆変化の期間内に電源が切られたとしても、その時点の輝度もしくはそれに対応した破線Aの電圧が正しく記憶され、再開後に正しい補正が行うことができる。 In addition, during the period in which the voltage change is in the reversible change range, it is assumed that there is no decrease in luminance, so the stored luminance value is not updated, and the value stored at the previous power-off remains as it is. If the power is turned off, the value is stored again. As a result, even if the power ON / OFF interval is short and the power is turned off during the reversible change period, the luminance at that time or the voltage of the broken line A corresponding thereto is correctly stored, and correct correction can be performed after restarting. it can.
本発明においては、有機EL素子の端子間電圧の増加量を検出し、それをそのまま補正に用いるのでなく、駆動開始時点での輝度低下に対応する劣化特性Aの電圧と比較し、検出した電圧がその値より小さいときは、電圧変化が可逆であるとみなし、検出した電圧がその値より大きいときは、不可逆な電圧変化すなわち劣化が生じているとみなして、各時点での劣化量を決定する。電圧の不可逆変化分を劣化量(劣化の指標となる量)とするので輝度の低下との1対1の対応が取れ、輝度の直接測定を行わないで、電圧の検出から輝度の低下を知ることができる。また、各電圧検出時点での劣化量を記憶しておくことにより、その後の電圧変化が可逆か不可逆かを決定することが出来る。その結果、駆動の休止時間の長さに依存しない補正ができる。 In the present invention, the amount of increase in the voltage between the terminals of the organic EL element is not detected and used as it is for correction, but is compared with the voltage of the deterioration characteristic A corresponding to the decrease in luminance at the start of driving, and the detected voltage Is less than that value, the voltage change is considered to be reversible, and if the detected voltage is greater than that value, it is assumed that an irreversible voltage change or deterioration has occurred, and the amount of deterioration at each time point is determined. To do. Since the amount of irreversible change in voltage is used as the amount of deterioration (amount used as an indicator of deterioration), there is a one-to-one correspondence with the decrease in luminance, and the decrease in luminance is known from voltage detection without performing direct luminance measurement. be able to. Further, by storing the amount of deterioration at each voltage detection time, it is possible to determine whether the subsequent voltage change is reversible or irreversible. As a result, the correction independent of the length of the driving pause time can be performed.
オフセット電圧ΔVosが一定でなく、累積駆動時間によって変動する場合でも、輝度とオフセット電圧の関係をあらかじめ計測し、表示装置に記憶させておくことにより、輝度値からその都度オフセット電圧を求めて劣化量が決定できる。 Even when the offset voltage ΔVos is not constant and varies depending on the cumulative driving time, the relationship between the brightness and the offset voltage is measured in advance and stored in the display device, so that the offset voltage is obtained from the brightness value each time and the amount of deterioration. Can be determined.
実際の表示装置における発光素子の輝度は補正により一定に保たれるので、劣化の指標とはならない。本発明で劣化の指標とするのは、一定電流の駆動を続けたときの輝度の低下である。実際の発光素子は、補正によって電流が常時変化しているので、一定電流を連続して流したときの劣化とは異なる。しかし、発光素子の端子間電圧を検出するときの検出電流は一定にしておくので、検出電圧から上で説明した手順で求められる輝度低下または不可逆な電圧上昇量は、輝度の指標となり得る。 Since the luminance of the light emitting element in an actual display device is kept constant by correction, it does not serve as an indicator of deterioration. In the present invention, an indicator of deterioration is a decrease in luminance when driving at a constant current is continued. In an actual light emitting element, the current constantly changes due to the correction, and therefore, it is different from the deterioration when a constant current is continuously supplied. However, since the detection current when detecting the voltage between the terminals of the light emitting element is kept constant, the luminance decrease or the irreversible voltage increase obtained from the detection voltage by the procedure described above can be an indicator of luminance.
なお、実験によると、ΔVosは素子の駆動方式によっても変化し、1フレーム期間に一定期間消灯するいわゆるデューティ駆動を行なう場合は、全期間点灯の駆動と比べ、ΔVosの値は小さくなる。特にデューティ比を小さく場合はΔVosが小さくなるために、表示状態でパルス幅を変えることのできる表示装置では、デューティ比によってΔVosの値を変えると良い。 According to an experiment, ΔVos also changes depending on the element driving method, and when performing so-called duty driving in which the light is extinguished for a certain period in one frame period, the value of ΔVos is smaller than the driving for lighting for all periods. In particular, when the duty ratio is small, ΔVos is small. Therefore, in a display device that can change the pulse width in the display state, the value of ΔVos may be changed according to the duty ratio.
以下、素子電圧の検出方法について説明する。 Hereinafter, a method for detecting the element voltage will be described.
本発明の一実施形態として、所定の電流値を流した際に、素子にかかる電圧を読み取るための構成の一例を図6に示す。 As an embodiment of the present invention, FIG. 6 shows an example of a configuration for reading a voltage applied to an element when a predetermined current value is passed.
図6は複数の画素からなるマトリクス表示装置のうちの1画素を図示したものである。画素100は第1、第2のN 型トランジスター(NMOS)101、102、第1、第2のP型トランジスター(PMOS)103、104、保持容量105、データ線106、電源供給線107、第1、第2、第3の選択線108、109、110と有機EL素子1、とを少なくとも含む。データ線106は、画素外のスイッチ115によって、データ信号出力源111と電流源112および電圧検出部113との間で切り替えられるようになっている。
FIG. 6 illustrates one pixel of a matrix display device composed of a plurality of pixels. The
データ信号出力源111は、不図示の選択線駆動回路とともに図1の駆動部2を構成する。電流源112および電圧検出部113は、図1の電圧検出手段4を構成する。
The data signal output source 111 constitutes the drive unit 2 of FIG. 1 together with a selection line drive circuit (not shown). The
図7は、図6の回路の動作タイミングチャートである。 FIG. 7 is an operation timing chart of the circuit of FIG.
画素への書き込み時には、第1の選択線をHighにし、第2、第3の選択線をLowにする。これにより、第1のNMOS101はON,第2のNMOS102はOFF,第2のPMOS104はONになる。同時に、データ線106はスイッチ115によってデータ信号出力源111側に接続され、図7のデータ線電位に示すように輝度に応じたデータ信号が印加される。このデータ信号は保持容量105を充電し、第1のPMOS103が電源供給線107から有機EL素子1にデータ信号に応じた電流を流す。充電が進むにつれて、有機EL素子1の発光が開始される。発光の様子が図7の発光のレベルで示されている。
At the time of writing to the pixel, the first selection line is set to High, and the second and third selection lines are set to Low. As a result, the first NMOS 101 is turned on, the
当該画素100への書き込み期間が終了すると、第1、第2、第3の選択線はすべてLowになり、第1のNMOS101と第2のNMOS102はOFF,第2のPMOS104はONになる。保持容量105に保持された電圧に応じた電流が有機EL素子1に流れ、有機EL素子の発光が継続する。
When the writing period to the
有機EL素子1の端子間電圧を検出するときは、当該画素100の電圧検出期間に第1の選択線をLowにし、第2、第3の選択線をHighにする。第1のNMOS101と第2のPMOS104はOFF,第2のNMOS102はONになる。データ線はスイッチ115によって電流源112側に接続され、電流源112から有機EL素子1に検出電流が流れる。このときデータ線電位は有機EL素子にかかる電圧と等しくなるので、この電位を電圧検出部113で検出する。
When the voltage between the terminals of the
この際、劣化量を検出した画素以外の画素については、第1,第2の選択線をLowにし、第3の選択線をHighにする。こうすることで、電流源からの電流が、劣化量を検出したい画素だけに流れるようにすることができる。 At this time, for the pixels other than the pixel for which the deterioration amount has been detected, the first and second selection lines are set to Low and the third selection line is set to High. By doing so, the current from the current source can be made to flow only to the pixel for which the amount of deterioration is to be detected.
電圧検出部113で検出された電圧は、劣化量決定部114に送られる。
The voltage detected by the voltage detection unit 113 is sent to the deterioration
劣化量決定部114には、劣化特性Aの電圧−輝度関係、オフセット電圧ΔVOSおよび画素ごとの輝度低下が記憶されている。劣化特性とオフセット電圧ΔVOSは不図示の参照表(ルックアップテーブル)として記憶され、輝度低下は、同じく不図示のメモリに画素ごとに記憶されている。
The degradation
先に説明したように、あらかじめ駆動時の輝度と電圧の計測を行なって劣化特性Aとオフセット電圧ΔVOSを定めておく。劣化特性aは、十分に長い期間の定電流駆動と十分に長い放置を繰り返し行い、駆動再開直後のデータをプロットすることにより得られる。駆動開始から十分に長い時間の後の輝度と電圧の関係から劣化特性Bが決まる。劣化特性Aと劣化特性Bの差分よりオフセット電圧が得られる。 As described above, the luminance and voltage at the time of driving are measured in advance to determine the deterioration characteristic A and the offset voltage ΔV OS . The deterioration characteristic a is obtained by repeating constant current driving for a sufficiently long period and sufficiently long standing, and plotting data immediately after restarting driving. The deterioration characteristic B is determined from the relationship between luminance and voltage after a sufficiently long time from the start of driving. An offset voltage is obtained from the difference between the deterioration characteristic A and the deterioration characteristic B.
劣化量決定部114は、上で説明した手順3)または4)を実行し、当該画素の輝度低下を決定する。3)の手順が実行されたときは輝度低下は変わらないのでそのままに保存される。4)の手順が実行されたときは、新しく決定された輝度低下に置き換えられて記憶される。
The deterioration
次の画素100の入力信号が入ると、補正部5(図1)の別の回路がメモリに記憶された当該画素100の輝度低下データを読み出し、その値に基いて入力信号を補正し、制御部3に送る。制御部3は補正された信号を駆動部2のデータ信号出力源111に送り、データ信号出力源111で駆動信号が生成され表示が行われる。
When the input signal of the
補正動作は、各表示画素毎に行なうことが好ましいが、例えば任意のエリア単位で行なうことも可能である。このようにすると、劣化補正する精度は落ちるが、検出に要する時間を短縮できる。補正曲線、及びオフセット値については、事前に素子の劣化特性を測定することで、決めることができる。 The correction operation is preferably performed for each display pixel, but can also be performed, for example, in an arbitrary area unit. In this way, the accuracy of deterioration correction is reduced, but the time required for detection can be shortened. The correction curve and the offset value can be determined by measuring the deterioration characteristics of the element in advance.
デューティ駆動を行なう場合は、前述の方法でオフセット電圧のデューティ比依存を予め取得し、決めることが出来る。 When duty driving is performed, the duty ratio dependency of the offset voltage can be acquired and determined in advance by the method described above.
以上説明したように、劣化特性AまたはBとΔVosとを表示装置中に保持し、有機EL素子の電圧上昇量を基に素子劣化を推測し、電流補正量を求め、これに応じて入力信号を変調し、制御部を介して出力することで補正動作が可能となる。検出された電圧より、輝度が98%劣化していると判断された場合、2%分だけ素子駆動電流を増加させる動作を行なう。上の説明では、入力信号の補正を補正部4で行ったが、入力信号を駆動部3に入力し、補正部4のメモリから輝度低下のデータを送って、駆動部3で補正しても良い。
As described above, the deterioration characteristics A or B and ΔVos are held in the display device, the element deterioration is estimated based on the voltage increase amount of the organic EL element, the current correction amount is obtained, and the input signal is determined accordingly. Can be corrected and output via the control unit. If it is determined that the luminance is degraded by 98% from the detected voltage, an operation of increasing the element drive current by 2% is performed. In the above description, the correction of the input signal is performed by the
劣化特性Aは、実質的な動作開始初期電圧との差分で示しているが、差分ではなく電圧の絶対値で補正を行なっても良い。 The deterioration characteristic A is shown as a difference from the substantial initial voltage at which the operation starts, but correction may be performed using the absolute value of the voltage instead of the difference.
劣化特性Aはルックアップテーブルで保持しても良いが、劣化特性Aを近似した関数を準備しておいても良い。 The deterioration characteristic A may be held in a lookup table, but a function approximating the deterioration characteristic A may be prepared.
本発明は、一つの有機EL素子からなる表示装置(例えば照明等)に適用することも可能であるし、複数の有機EL素子からなる表示装置に適用することもできる。一つの有機EL素子からなる表示装置においては、駆動による輝度の変化を抑制することができる。複数の有機EL素子からなる表示装置に適用する場合も、輝度の変化を補償することができる。また、複数の有機EL素子のそれぞれで劣化量の判断と輝度の補正を行なうことで、素子ごとに異なる劣化量が焼きつきとして視認されることを抑制することができる。 The present invention can be applied to a display device (for example, illumination) composed of one organic EL element, or can be applied to a display device composed of a plurality of organic EL elements. In a display device composed of one organic EL element, a change in luminance due to driving can be suppressed. When applied to a display device composed of a plurality of organic EL elements, a change in luminance can be compensated. Further, by determining the deterioration amount and correcting the luminance in each of the plurality of organic EL elements, it is possible to suppress the deterioration amount that is different for each element from being visually recognized as burn-in.
また、複数の異なる色の有機EL素子を含む表示装置においては、色ごとに補正データとオフセット電圧を有してもよい。一般に有機EL素子は色ごとに劣化特性が異なるので、劣化量と表示しようとする輝度によって決まる補正量が、それぞれの色毎に異なっている必要がある。 Further, in a display device including a plurality of organic EL elements of different colors, correction data and offset voltage may be provided for each color. In general, since the organic EL element has different deterioration characteristics for each color, the correction amount determined by the deterioration amount and the luminance to be displayed needs to be different for each color.
図5はRGB3色の有機EL表示装置における本発明の実施形態を示す。 FIG. 5 shows an embodiment of the present invention in an RGB three-color organic EL display device.
第一の色(R)の有機EL素子11の劣化量は、第一の劣化検出手段41によって検出され、第一の補正手段51によって、劣化量と表示輝度から補正係数を決定する。同様に、第二(G)、第三(B)の色の有機EL素子12、13の劣化量と表示輝度は、それぞれ第二、第三の検出手段42,43と第二、第三の補正手段52、53によって決める。有機EL素子の劣化特性に合わせて補正することができるので、輝度の変化をより小さくすることができる。また、図5の例では劣化検出手段を異なる色毎に設けたが、一つの劣化検出手段で3色の有機EL素子の電圧を検出してもよい。
The deterioration amount of the organic EL element 11 of the first color (R) is detected by the first deterioration detection means 41, and the first correction means 51 determines a correction coefficient from the deterioration amount and the display luminance. Similarly, the deterioration amount and display luminance of the
劣化量を判断する手段は、必ずしも補正をかける画素そのものから検出する必要はない。該画素と同等の駆動を行なった別の画素での劣化量をもって、該画素の劣化量を推定してもよい。 The means for determining the deterioration amount does not necessarily need to be detected from the pixel itself to be corrected. The deterioration amount of the pixel may be estimated based on the deterioration amount of another pixel that has been driven in the same manner as the pixel.
電圧を検出する頻度は、各書き込み毎に行なっても良いし、一定回数書き込むごとに行なっても良い。 The frequency of detecting the voltage may be performed for each writing, or may be performed for each writing a certain number of times.
本発明の表示装置は、照明、ディスプレイ、電子写真方式の画像形成装置の露光光源等に利用できる。照明として使用する場合は、発光素子は1つまたは数点用いられる。 The display device of the present invention can be used for illumination, a display, an exposure light source of an electrophotographic image forming apparatus, and the like. When used as illumination, one or several light emitting elements are used.
ディスプレイや電子写真方式の画像形成装置の露光光源として有機EL素子を使用する場合は、多数の有機EL素子をマトリクスに配置した表示パネルを使用する。ここでいうディスプレイとは、テレビやパソコンの表示部や電子機器に搭載される表示部、またはそれらを備えた画像表示装置を含む。本発明の表示装置を備えた電子機器としては、デジタルカメラ、複写機、レーザービームプリンタ他がある。 When an organic EL element is used as an exposure light source for a display or an electrophotographic image forming apparatus, a display panel in which a large number of organic EL elements are arranged in a matrix is used. The display here includes a display unit of a television or a personal computer, a display unit mounted on an electronic device, or an image display device including them. Examples of the electronic apparatus provided with the display device of the present invention include a digital camera, a copying machine, and a laser beam printer.
(実施例1)
有機EL素子に30mA/cm2の電流密度で電流を流すと、初期の輝度は1140cd/m2、電圧は4.03Vであった。オンオフを繰り返し実施したところ、図8の電圧上昇―輝度特性が得られた。これより劣化特性Aとなる曲線Cとオフセット電圧=20mVが得られた。
Example 1
When a current was passed through the organic EL element at a current density of 30 mA / cm 2 , the initial luminance was 1140 cd / m 2 and the voltage was 4.03 V. When the on / off operation was repeated, the voltage rise-brightness characteristics shown in FIG. 8 were obtained. As a result, a curve C having a deterioration characteristic A and an offset voltage = 20 mV were obtained.
同じ構成の別の素子に、同じように30mA/cm2の電流を流しながら電圧を測定し、0.42V上昇するまで劣化させた後に、電源をオフし、しばらくしてから再び電源をオンした。その後、曲線Cとオフセット電圧20mVを用いて電流補正を行ない、1000cd/m2の輝度で発光させたところ、時間的に低下することなく、電源のオン・オフを繰り返しても一定の輝度で発光が継続した。 The voltage was measured while passing a current of 30 mA / cm 2 in the same way to another element having the same configuration, and after deteriorating until it increased by 0.42 V, the power was turned off, and after a while, the power was turned on again. . Then, the current was corrected using curve C and an offset voltage of 20 mV, and light was emitted at a luminance of 1000 cd / m 2. Even if the power was turned on and off repeatedly, the light was emitted at a constant luminance without decreasing over time. Continued.
(比較例)
オフセット電圧を考慮しない(0Vとする)以外は実施例と同様に補正駆動を行なった。1000cd/m2を表示しようとしたところ、電源オフした後再びオンすると、1000cd/m2よりも明るい表示をしていた。
(Comparative example)
Corrective driving was performed in the same manner as in the example except that the offset voltage was not taken into consideration (set to 0 V). When an attempt was made to display 1000 cd / m 2 , when the power was turned off and then turned on again, the display was brighter than 1000 cd / m 2 .
1 有機EL素子
2 駆動部
3 制御部
4 劣化検出手段
5 劣化に応じて出力を補正するための手段
11、12,13 RGB各色の有機EL素子
41、42,43 RGB各色の有機EL素子の端子間電圧検出手段
51、52,53 RGB各色の有機EL素子の補正部
100 画素
101 第1のN型トランジスタ
102 第2のN型トランジスタ
103 第1のP型トランジスタ
104 第2のP型トランジスタ
105 保持容量
106 データ線
107 電源供給線
108 第1の選択線
109 第2の選択線
110 第3の選択線
111 データ信号出力源
112 電流源
113 電圧検出部
114 劣化量決定部
115 スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発光素子に駆動電流を供給する駆動部と、
前記発光素子の端子間の電圧上昇を検出する電圧検出部と、
前記検出された電圧上昇から前記発光素子の劣化量を決定し、前記劣化量を前記駆動電流の補正データとして保持する補正部と、
前記駆動部が前記補正データに応じて補正された駆動電流を前記発光素子に供給するように前記駆動部を制御する制御部と、
を有する表示装置において、
前記補正部は、前記検出された電圧上昇と、前記駆動電流の停止によって回復するオフセット電圧と、前記発光素子の駆動が開始された時点の劣化量とにより前記発光素子の劣化量を決定することを特徴とする表示装置。 A light emitting element;
A driving unit for supplying a driving current to the light emitting element;
A voltage detector for detecting a voltage rise between the terminals of the light emitting element;
A correction unit that determines a deterioration amount of the light emitting element from the detected voltage increase, and holds the deterioration amount as correction data of the drive current;
A control unit that controls the driving unit so that the driving unit supplies a driving current corrected according to the correction data to the light emitting element;
In a display device having
The correction unit determines the deterioration amount of the light emitting element based on the detected voltage rise, the offset voltage recovered by stopping the driving current, and the deterioration amount at the time when the driving of the light emitting element is started. A display device.
前記発光素子の駆動が開始された時点の劣化量に対応する電圧上昇と前記検出された電圧上昇とを比較した結果により、異なる方法で前記発光素子の劣化量を決定することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The correction unit is
The amount of deterioration of the light emitting element is determined by a different method according to a result of comparing a voltage increase corresponding to the amount of deterioration at the start of driving of the light emitting element and the detected voltage increase. Item 4. The display device according to Item 1.
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