JP2013506168A

JP2013506168A - 基準サブピクセルを用いるエレクトロルミネッセントデバイス経時変化補償

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Publication number: JP2013506168A
Application number: JP2012532211A
Authority: JP
Inventors: レオン、フェリペ・エイ; ホワイト、クリストファー・ジェイ
Original assignee: Global OLED Technology LLC
Current assignee: Global OLED Technology LLC
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2013-02-21
Also published as: US20110074750A1; TWI443630B; KR20120087138A; WO2011041224A1; KR101711597B1; TW201117171A; EP2483885B1; CN102687193A; EP2483885A1; US8339386B2; WO2011041224A8

Abstract

エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスであって、１つ又は複数の主ＥＬエミッターを有する照明エリアと、基準ＥＬエミッターを有する基準エリアと、ＥＬデバイスが動作している間に、基準ＥＬエミッターに光を放射させるための基準ドライバー回路と、基準ＥＬエミッターによって放射された光を検出するためのセンサーと、基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、該基準ＥＬエミッターの経時変化関連電気パラメーターを検出するための測定ユニットとを備える、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイス。本デバイスは、照明エリア内の主ＥＬエミッターごとに入力信号を受信し、検出された光及び経時変化関連電気パラメーターを用いて、各入力信号から補正済み入力信号を形成し、該補正済み入力信号を照明エリア内の個々の主ＥＬエミッターに適用するためのコントローラーを更に備える。

Description

本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスのような固体エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスに関し、より詳細には、エレクトロルミネッセントデバイス構成要素の経時変化を補償するデバイスに関する。

［関連出願の相互参照］
本発明の譲受人に譲渡された、同時係属中の、Levey他によって２００７年６月２２日に出願された「OLED Display with Aging and Efficiency Compensations」と題する米国特許出願第１１／７６６，８２３号（米国特許出願公開第２００８／０３１５７８８号）、及び本発明の譲受人に譲渡された、同時係属中の、Leon他によって２００７年１２月２１日に出願された「Electroluminescent Display Compensated Analog Transistor Drive Signal」と題する米国特許出願第１１／９６２．１８２号（米国特許出願公開第２００９／０１６０７４０号）が参照され、それらの開示は参照により本明細書に援用される。

エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスは何年にもわたって知られており、最近になって市販のディスプレイデバイス及び照明デバイスにおいて用いられるようになった。そのようなデバイスは、アクティブマトリックス制御方式及びパッシブマトリックス制御方式の両方を利用し、複数のサブピクセルを利用することができる。アクティブマトリックス制御方式では、各サブピクセルは、ＥＬエミッターと、ＥＬエミッターを流れる電流を駆動するための駆動トランジスタとを含む。ディスプレイのようないくつかの実施形態では、サブピクセルはＥＬデバイスの照明エリア内に配置され、２次元アレイに配列され、サブピクセルごとに行アドレス及び列アドレスを有し、サブピクセルに関連付けられた個々のデータ値を有する。赤色、緑色、青色及び白色のような異なる色のサブピクセルをグループにして、ピクセルを形成する。ランプのような他の実施形態では、ＥＬサブピクセルはＥＬデバイスの照明エリア内に配置され、電気的に直列に接続されて一斉に光を放射する。ＥＬサブピクセルは、任意のサイズ、例えば、０．１２０ｍｍ^２〜１．０ｍｍ^２のサイズを有することができる。ＥＬデバイスは、コーティング可能無機発光ダイオード（coatable-inorganic light-emitting diode）、量子ドット及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む、種々のエミッター技術から作製することができる。

ＥＬデバイスは有機材料の薄膜に通電して光を生成する。放射される光の色、及び電流から光へのエネルギー変換効率は、有機薄膜材料の組成によって決まる。異なる有機材料は異なる色の光を放射する。しかしながら、デバイスが使用されるにつれて、デバイス内の有機材料に経時変化が生じ、光を放射する際の効率が低下する。これにより、デバイスの寿命が短くなる。有機材料が異なると、異なる速度で経時変化が生じる可能性があるので、デバイスが使用されるにつれて、色によって経時変化に差が生じ、デバイスの白色点が変化する。さらに、個々の各ピクセルは、他のピクセルとは異なる速度で経時変化を生じるので、結果として、デバイスが不均一になる可能性がある。

材料が経時変化する速度は、デバイスを通って流れる電流の量に、それゆえ、そのデバイスから放射された光の量に関連する。この経時変化の影響を補償する種々の技法が記載されている。しかしながら、これらの技法の多くは、各ＥＬエミッターの特性を測定するために、照明エリア内に回路部を必要とする。これは、アパーチャ比、すなわち、支援回路部面積に対するＥＬエミッター面積の比を小さくするので、輝度を保持するために高い電流密度を必要とし、それゆえ、寿命を短くする可能性がある。さらに、これらの技法は、標準的な寿命プロファイルを求めるために、製造前に、代表的なデバイスを、時間をかけて測定する必要がある。

特許文献１においてHente他は、照明エリア外に配置され、各サブピクセルの測定値を比較するための基準としての役割を果たす１つ又は複数の付加的なＥＬエミッターを用いるＯＬＥＤ照明デバイス（固体照明、すなわちＳＳＬ）を記述している。この方式は、ＥＬデバイスの初期の経時変化していない状態を表すために、その基準をいつでも利用できるように、照明プロセス中に（照明がオンであるときに）、基準エリアを使用しない。しかしながら、この方式は一定のデバイス特性を必要とし、その特性を製造時に決定しなければならない。さらに、この方式は電圧又はキャパシタンスを測定するので、ＥＬエミッター効率の変化、又はＥＬエミッターによって放射される光の色度の変化に起因する光出力の変化を直接検知することはできない。

特許文献２においてCok他は、照明エリア外に基準ピクセルを備えており、経時変化を判断するためにその基準ピクセルの電圧が測定されるＥＬディスプレイを教示している。この方式では、ＥＬディスプレイが動作している（すなわち、照明又はテレビがオンにされるときのように、視認者又は使用者のための光を生成している）間に、例えば、データ値の推定平均値を用いて、基準ピクセルが駆動される。このようにして、基準ピクセルはディスプレイの性能を表す。その後、基準ピクセルの測定電圧に基づいて、ディスプレイ全体の補償が実行される。しかしながら、この方式は、隣接するサブピクセルの経時変化に差があることに起因する不均一性を補償せず、色度シフトを補償しない。

特許文献３においてNaugler, Jr他は、製造を開始する前に研究所において経時変化曲線を求め、各製造物のメモリ内にそれらの経時変化曲線を格納することによる補償のための方式を教示している。しかしながら、この方式は製造前に得られた曲線を使用するので、個々のパネル間でそれらの曲線が異なること、又は装置の経時変化、プロセス変更若しくは材料変更に起因して、製造されたディスプレイの平均特性が長期にわたって変化することを補償することができない。

特許文献４においてCok他は、照明エリア内のサブピクセルの出力を検出するための１つ又は複数の光センサーを含むＥＬディスプレイを教示している。しかしながら、上記のように、この方式は、アパーチャ比を小さくし、寿命を短くする可能性がある。

米国特許出願公開第２００８／０２１０８４７号明細書米国特許第７，３２１，３４８号明細書米国特許出願公開第２００８／００４８９５１号明細書米国特許第７，０６４，７３３号明細書

それゆえ、アパーチャ比も寿命も低下させることなく、かつ製造を開始する前に多数の測定を必要とすることなく、色度シフトを含む、経時変化の違い、並びにＥＬデバイスの製造ロット内、及び製造ロット間の変動を補正することができる、ＥＬデバイス内のＥＬエミッターの経時変化を補償するための改善された方法が引き続き必要とされている。

本発明によれば、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスであって、
ａ）１つ又は複数の主ＥＬエミッターを有する照明エリアと、
ｂ）基準ＥＬエミッターを有する基準エリアと、
ｃ）該ＥＬデバイスが動作している間に、前記基準ＥＬエミッターに光を放射させるための基準ドライバー回路と、
ｄ）前記基準ＥＬエミッターによって放射された光を検出するためのセンサーと、
ｅ）前記基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、該基準ＥＬエミッターの経時変化関連電気パラメーターを検出するための測定ユニットと、
ｆ）前記照明エリア内の主ＥＬエミッターごとに入力信号を受信し、前記検出された光及び前記経時変化関連電気パラメーターを用いて、各入力信号から補正済み入力信号を形成し、該補正済み入力信号を前記照明エリア内の個々の前記主ＥＬエミッターに適用するためのコントローラーと、
を備える、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスが提供される。

本発明の利点は、製造にばらつきがある場合であっても、主ＥＬエミッター及び基準ＥＬエミッターの電気的特性を測定することによって、サブピクセルごとのデバイス内の有機材料の経時変化を正確に補償するＯＬＥＤデバイスである。ＯＬＥＤデバイス全体にわたって複数の基準ＥＬエミッターを組み込むことによって、有機材料の空間的なばらつきを特徴付けることができ、それにより、ＯＬＥＤデバイス全体にわたって正確に補償できるようになる。本発明は、色度シフト及び効率損失を補償することができる。本発明は、製造前の測定が不要であり、アパーチャ比も寿命も低下させない。

本発明を実施する際に用いることができるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスの一実施形態の概略図である。本発明を実施する際に用いることができるＥＬデバイスの別の実施形態の概略図である。正規化された光出力を経時的に示すＥＬエミッター経時変化のプロット図である。本発明の一実施形態によるデータフロー図である。本発明を実施する際に用いることができる照明エリア内のＥＬサブピクセル及びその関連する回路部の一実施形態の概略図である。本発明を実施する際に用いることができる照明エリア内のＥＬサブピクセル及びその関連する回路部の別の実施形態の概略図である。本発明を実施する際に用いることができる基準エリアの一実施形態の概略図である。本発明を実施する際に用いることができる基準エリアの別の実施形態の概略図である。ＥＬ効率とＥＬ電圧の変化との間の代表的な関係を示すグラフである。ＥＬ効率とＥＬサブピクセル電流の変化との間の代表的な関係を示すグラフである。ＥＬ効率とＥＬエミッター色度の変化との間の代表的な関係を示すグラフである。本発明を実施する際に用いることができる基準エリアの一実施形態の概略図である。本発明の一実施形態によるデータフロー図である。

図１Ａは、ＥＬエミッター５０の経時変化を補償するために用いることができるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイス１０を示す。ＥＬデバイス１０は、アクティブマトリックスＥＬディスプレイ、又はプログラマブルアクティブマトリックスＥＬランプ、又は他の光源とすることができる。ＥＬデバイス１０は、行及び列に配列される主サブピクセル６０のマトリックスを含む照明エリア１１０を含み、各主サブピクセル６０は、主ＥＬエミッター５０と、駆動トランジスタ７０と、選択トランジスタ９０を有し、第１の電圧源１４０と第２の電圧源１５０との間に接続される。主サブピクセル６０の各行は選択線２０に接続され、主サブピクセル６０の各列はデータ線３５に接続される。選択線はゲートドライバー１３によって制御され、データ線はソースドライバー１５５によって制御される。ピクセル６５は、赤色、緑色及び青色サブピクセル、又は赤色、緑色、青色及び白色サブピクセルのような、複数のＥＬサブピクセル６０を含む。ピクセル６５は、クワッドパターン（quad pattern）、ストライプパターン、デルタパターン、又は当該技術分野において既知である他のピクセルパターンに配列することができる。「行」及び「列」は、ＥＬデバイス１０のいかなる特定の向きも意味しないことに留意されたい。

ＥＬデバイス１０は、主ＥＬエミッター５０と同じように構成される基準ＥＬエミッター５１を含む基準エリア１００も含む。基準ＥＬエミッター５１は、サイズ及び組成に関して全ての主ＥＬエミッター５０と同一であることが好ましい。好ましくは基準ＥＬエミッター５１に試験電流を供給することによって、基準ドライバー回路１５が基準ＥＬエミッター５１に光を放射させることが好ましい。基準ＥＬエミッター５１が光を放射している間に、センサー５３が基準ＥＬエミッター５１によって放射される光を検出し、測定回路１７０が基準ＥＬエミッター５１の経時変化関連電気パラメーターを検出する。経時変化関連電気パラメーターは、電流又は電圧とすることができる。本開示において、「フェードデータ」は、基準ＥＬエミッター５１の動作時間、及び経時変化関連電気パラメーター（複数の場合もあり）とともに、基準ＥＬエミッター５１が経時変化するのに応じてセンサー５３によって検出される光を指す。フェードデータは、図２Ａ、図７及び図８を参照しながら後に更に検討される。

基準エリア１００を用いて、照明エリア１１０内の主サブピクセル６０の劣化に関するデータを与える。基準ＥＬエミッター５１は、主サブピクセル６０と異なるように駆動され、最も高い電流密度の主サブピクセル６０よりも高い電流密度において駆動できることが好ましい。基準ＥＬエミッター５１からのデータは、任意の主サブピクセル６０の劣化のレベルとは直接には関連しない。各主サブピクセル６０の特性が測定され、基準ＥＬエミッター５１からのデータとともに、補償を実行するために用いられる。

ＥＬデバイス１０はコントローラー１９０を含み、コントローラーは、当該技術分野において既知のような汎用プロセッサ又は特定用途向け集積回路を用いて実装することができる。コントローラー１９０は、照明エリア１１０内の各主ＥＬエミッター５０に対応する入力信号を受信する。各入力信号は、対応する主ＥＬエミッターの個々の放射レベルを制御する。また、コントローラー１９０は、センサー５３から、測定された光に対応する信号を、及び測定ユニット１７０から、測定された経時変化関連電気パラメーターに対応する信号を受信する。コントローラー１９０は、検出された光及び電気パラメーターに対応する信号を用いて、各入力信号に対応する補正済み入力信号を形成し、補正済み入力信号を、当該技術分野において既知であるようなソースドライバー１１及びゲートドライバー１３を用いて、照明エリア１１０内の個々の主ＥＬエミッターに適用する。

基準ドライバー回路１５は、ＥＬデバイス１０が動作している間、例えば、ＥＬデバイス１０を利用するテレビが使用者によってオンにされるときに、又はＥＬデバイス１０が動作していない間、例えば、テレビがオフにされるときに、基準ＥＬエミッター５１に光を放射させることができる。ＥＬデバイス１０が動作しているときにいつでも、又はＥＬデバイス１０が動作していないときに、測定を行うことができる。

ＥＬデバイス１０は、当該技術分野において既知であるようなバッテリバックアップ式時刻機構及び関連する回路部、又は５５５若しくはロジックタイマーのような、タイマー１９２も含むことができる。タイマー１９２の機能は、コントローラー１９０によって実行することもできる。タイマー１９２は、ＥＬデバイス１０が動作している間に作動し、タイマーによって決定された間隔で、基準ＥＬエミッター５１の測定が行われる。これは、都合の良いことに、高品質の補償を保持しながら、収集されることになるデータの量を低減する。

図１Ｂを参照すると、本発明を実施する際に用いることができるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスの別の実施形態の概略図が示される。ＥＬデバイス１０は、上記のようなコントローラー１９０と、複数の基準エリア１００ａ、１００ｃとを含む。基準エリア１００ａは、複数の基準ＥＬエミッター５１ａ、５１ｂと、個々の基準ＥＬエミッター５１ａ、５１ｂに光を放射させるための対応する複数の基準ドライバー回路１５ａ、１５ｂと、個々の基準ＥＬエミッター５１ａ、５１ｂによって放射される光を検出するための対応する複数のセンサー５３ａ、５３ｂと、個々の基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、その個々の基準ＥＬエミッターの経時変化関連電気パラメーターを検出するための対応する複数の測定ユニット１７０ａ、１７０ｂとを含む。コントローラーは、複数の検出された光及び経時変化関連電気パラメーターのうちの１つ又は複数を用いて、各入力信号から補正済み入力信号を形成する。図示されるように、コントローラーは、センサー５３ａ、５３ｂから、及び測定ユニット１７０ａ、１７０ｂから測定情報を受信する（実線）。

また、ＥＬデバイス１０は、上記のように、基準ＥＬエミッター５１ｃ、基準ドライバー回路１５ｃ、センサー５３ｃ及び測定ユニット１７０ｃを有する第２の基準エリア１００ｃも含む。ＥＬデバイス１０は、任意の数の基準エリア１００を含むことができ、例示のために、ここでは２つが示される。

コントローラー１９０又は個々の基準ドライバー回路１５によって、基準ＥＬエミッター５１ごとの駆動条件を選択することができる。コントローラーは、各基準ドライバー回路（例えば、１５ａ、１５ｂ）に制御信号（破線）を与え、それにより、選択された条件において、基準ドライバー回路（１５ａ、１５ｂ）に個々の基準ＥＬエミッター（５１ａ、５１ｂ）を駆動させることができる。１つの基準ＥＬエミッター５１が存在するにしても、複数が存在するにしても、これがあてはまる。代替的には、ＥＬデバイス１０に電力が加えられるときにはいつでも、選択された電流において基準ＥＬエミッター５１が駆動されるように、基準ドライバー回路１５は、パネル上の抵抗分圧器によって設定された固定Ｖｇｓを有するＭＯＳＦＥＴを含むことができる。このバイアス技法及び他の技法がエレクトロニクス技術分野において既知である。

また、ＥＬデバイス１０は、基準ＥＬエミッター５１ａが光を放射している間に、基準ＥＬエミッター５１ａの温度に関連する温度パラメーターを測定するための温度測定ユニット５８も含むことができる。その後、コントローラーは、測定された温度パラメーターを用いて、補正済み入力信号を形成する。また、温度測定ユニット５８は、基準ＥＬエミッター５１ｂの温度も測定することができる。ＥＬデバイス１０に対して１つ、又は基準エリア１００ごとに１つ、又は基準ＥＬサブピクセル５１ごとに１つの温度測定ユニット５８を設けることができる。

基準ＥＬエミッター（複数の場合もあり）（例えば、５１ａ、５１ｂ）の測定は、ＥＬデバイス１０が熱平衡状態であるときに行えることが好都合である。都合の良いことに、これは、ＥＬデバイス１０が局所的に加熱されることに起因する構造化された測定雑音を低減する。ＥＬデバイス１０は、或る期間にわたって動作を停止された後に起動されたとき、熱平衡状態にあると考えられる。また、コントローラー１９０は、ＥＬデバイス１０の周囲の種々の場所に配置される複数の温度測定ユニット５８からの測定値を用いて、ＥＬデバイス１０が熱平衡状態にあることを判断することもできる。全ての測定値が、例えば、互いの５％以内にある場合には、そのデバイスは熱平衡状態にあると考えられる。コントローラー１９０は、入力信号を解析することによって、ＥＬデバイス１０が熱平衡状態にあると判断することができる。或る期間、例えば、１分間、全ての入力信号が互いの５％以内に或る場合には、そのデバイスは熱平衡状態にあると考えられる。

図２Ａは、代表的なＥＬデバイス、具体的には、ＯＬＥＤデバイスのためのフェードデータを示す。横座標は定電流時の時間単位の動作時間であり、縦座標は正規化された光出力であり、１．０は初期光出力である。動作曲線１０００ａ、１０００ｂ、１０００ｃはそれぞれ、１０ｍＡ／ｃｍ^２、２０ｍＡ／ｃｍ^２及び４０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流密度の場合の測定データを示す。これら３つのレベルは、ＯＬＥＤデバイスにおいて見られる範囲を代表する。図示されるように、ＯＬＥＤが経時変化するにつれて、所与の電流の場合にＯＬＥＤが出力する光が少なくなる。フェード曲線１０１０は、８０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流密度の場合の外挿されたデータを示す。この電流密度は、ＯＬＥＤデバイスにおいて通常見られる値よりも高い。所与の時間後に、ＯＬＥＤは、３つの動作曲線１０００ａ、１０００ｂ、１０００ｃのいずれかに沿ってではなく、フェード曲線１０１０に沿ってより多く経時変化した（より低い正規化された光出力を有する）。それゆえ、基準ＥＬエミッター５１の経時変化挙動は、主ＥＬエミッター５０の経時変化挙動の代理として用いることができる。この機構を設けるために、再び図１Ａを参照すると、基準ドライバー回路１５は、基準ＥＬエミッター５１に、異なる時刻において、２つのレベル、すなわち測定レベル及びフェードレベルにおいて光を放射させる。例えば、フェードレベルは８０ｍＡ／ｃｍ^２とすることができ、測定レベルは４０ｍＡ／ｃｍ^２とすることができる。フェードレベルは、測定レベルよりも大きいことが好ましい。さらに、フェードレベルは、入力信号によって指示される個々の放射レベルの最大値よりも大きいことが好ましい。

その後、基準ＥＬエミッター５１が測定レベルにおいて光を放射する間に、基準ＥＬエミッター５１の測定が行われる。都合の良いことに、これにより、主ＥＬエミッター５０において見られるレベルを代表するレベルにおいて測定を行うことができるようになり、代表リスク（representation risk）を低減する。また、都合の良いことに、基準ＥＬエミッター５１から任意の主ＥＬエミッター５０とともに用いるのに相応しい経時変化データが入手可能であるように、基準ＥＬエミッターを急速に経時変化させることもできる。

別の実施形態では、基準ドライバー回路は、基準ＥＬエミッターに、複数の測定レベルにおいて連続して光を放射させ、基準ＥＬエミッターが各測定レベルにおいて光を放射する間に、基準ＥＬエミッターの個々の測定が行われる。これは、都合の良いことに、入力信号によって指示される種々の放射レベルに関連付けられたデータを与える。

図２Ｂは、本発明の一実施形態による、ＥＬデバイス１０の構成要素を通してのデータフロー図を示す。明確にするために、１つの主ＥＬエミッターだけが示されるが、複数の主ＥＬエミッターを用いることができる。この実施形態では、コントローラーは、経時変化に起因する主ＥＬエミッター５０の効率の損失を補償する補正済み入力信号２５２を形成するように構成される。入力信号２５１は、当該技術分野において既知である画像処理電子回路又は他の構造によって与えられる。コントローラー１９０は、入力信号２５１から、主ＥＬエミッター５０の経時変化を補償する補正済み入力信号２５２を形成する。補正済み入力信号２５２はＥＬサブピクセル６０（図１Ａ）内の主ＥＬエミッター５０に供給され、主ＥＬエミッター５０に、補正済み入力信号２５２に対応する光を放射させる。また、ＥＬデバイス１０は、検出された光測定値、及び対応する経時変化関連電気パラメーター測定値を格納するためのメモリ１９５も含むことができ、コントローラーは、メモリに格納された値を用いて、補正済み入力信号を形成することができる。メモリ１９５は、フラッシュ若しくはＥＥＰＲＯＭのような不揮発性記憶装置、又はＳＲＡＭのような揮発性記憶装置とすることができる。

各入力信号２５１、及び個々の補正済み入力信号２５２は、単一のＥＬサブピクセル６０及びその主ＥＬエミッター５０に対応する。コントローラー１９０は、基準エリア１００内の測定ユニット１７０によって検出された基準ＥＬエミッター５１（図１Ａ）の経時変化関連電気パラメーターを用いて、各補正済み入力信号２５２を生成する。コントローラー１９０は、センサー５３によって検出された基準ＥＬエミッター５１からの光を用いる。複数のＥＬサブピクセル６０のための補正済み入力信号を計算するときに、これら２つの値が用いられる。また、コントローラーは、主ＥＬエミッター５０ごとに、以下に説明される、検出器２５０によって測定されたその主ＥＬエミッター５０からの経時変化関連電気パラメーターの個々の測定値も用いる。すなわち、１つの基準ＥＬエミッター５１からのフェードデータが、複数の主ＥＬエミッター５０の経時変化を補償する際に用いられる。これは、都合の良いことに、ＥＬデバイス１０の複雑さ及び記憶装置要件を軽減し、ＥＬデバイス１０上の全ての主ＥＬエミッター５０の物理的特性における根本的な類似性を利用する。

基準エリア内で測定されたフェードデータ、及び各主ＥＬエミッター５０からの経時変化関連電気パラメーター測定値を用いて、主ＥＬエミッター５０ごとの補正済み入力信号２５２を形成することによって、補正済み入力信号２５２は、経時変化に起因する各主ＥＬエミッター５０の効率の損失、すなわち、所与の電流に対する光出力の減少を補償するように構成される。補正済み入力信号２５２は、入力信号２５１よりも高い、主ＥＬエミッター５０を通る電流に対応する。主ＥＬエミッター５０が経時変化するほど、その効率が低くなり、入力信号２５１に対応する電流に対する補正済み入力信号２５２に対応する電流の比が高くなる。

当該技術分野において既知であるように、入力信号２５１は、タイミングコントローラー（図示せず）によって与えることができる。入力信号２５１、及び補正済み入力信号２５２はデジタル又はアナログとすることができ、主ＥＬエミッター５０の指示された輝度に対して線形又は非線形とすることができる。アナログである場合には、それらの信号は電圧、電流、又はパルス幅変調波形とすることができる。デジタルである場合には、それらの信号は、例えば、８ビットコード値、１０ビット線形強度、又はデューティサイクルが変化するパルス列とすることができる。

本発明の種々の実施形態による、照明エリア１１０内のＥＬサブピクセル６０（図１Ａ）及び対応する検出器２５０の２つの実施形態が図３及び図４において示される。

図３は、本発明を実施する際に用いることができるＥＬサブピクセル６０及び関連する回路部の一実施形態の概略図を示す。ＥＬサブピクセル６０は、主ＥＬエミッター５０と、駆動トランジスタ７０と、コンデンサー７５と、読出しトランジスタ８０と、選択トランジスタ９０とを含む。各トランジスタは、第１の電極と、第２の電極と、ゲート電極とを有する。第１の電圧源１４０が駆動トランジスタ７０の第１の電極に接続される。「接続される」は、素子が直接接続されるか、又は別の構成要素、例えば、スイッチ、ダイオード、別のトランジスタ等を介して接続されることを意味する。駆動トランジスタ７０の第２の電極はＥＬエミッター５０の第１の電極に接続され、第２の電圧源１５０が、ＥＬエミッター５０の第２の電極に接続される。選択トランジスタ９０が、データ線３５を駆動トランジスタ７０のゲート電極に接続し、当該技術分野において既知であるように、データ線３５からのデータを駆動トランジスタ７０に選択的に与える。行選択線２０が選択トランジスタ９０及び読出しトランジスタ８０のゲート電極に接続される。

読出しトランジスタ８０の第１の電極は駆動トランジスタ７０の第２の電極、及びＥＬエミッター５０の第１の電極にも接続される。読出し線３０が読出しトランジスタ８０の第２の電極に接続される。読出し線３０は、検出器２５０に読出し電圧を与え、検出器は、読出し電圧を測定して、ＥＬサブピクセル６０の特性を表すステータス信号を与える。検出器２５０はアナログ／デジタルコンバーターを含むことができる。

検出器２５０からのデータは、上記のようなコントローラー１９０に与えられる。コントローラー１９０は、ソースドライバー１５５に補正済み入力信号２５２（図２Ｂ）を与え、ソースドライバーは更に、対応するデータをＥＬサブピクセル６０に供給する。こうして、コントローラー１９０は、ＥＬデバイス１０が動作している間に、補償済みデータを与えることができる。また、コントローラー１９０は、ＥＬサブピクセル６０の測定中に、データ線３５に所定のデータ値を与えることもできる。

検出器２５０によって測定された読出し電圧は、読出しトランジスタ８０の第２の電極上の電圧に等しくすることもできるし、その電圧の関数とすることもできる。例えば、読出し電圧測定値は、読出しトランジスタ８０の第２の電極上の電圧から、読出しトランジスタ８０のドレイン−ソース間電圧を引いた値とすることができる。ステータス信号としてデジタルデータを用いることもできるし、ステータス信号は、後に説明されるように、コントローラー１９０によって計算することもできる。ステータス信号は、ＥＬサブピクセル６０内の駆動トランジスタ及びＥＬエミッターの特性を表す。

ソースドライバー１５５は、デジタル／アナログコンバーター、若しくはプログラマブル電圧源、プログラマブル電流源、若しくはパルス幅変調された電圧（「デジタル駆動」）ドライバー若しくは電流ドライバー、又は当該技術分野において知られている別のタイプのソースドライバーを含むことができる。

図４は、本発明を実施する際に用いることができるＥＬサブピクセル及び関連する回路部の別の実施形態の概略図を示す。ＥＬサブピクセル６０は、主ＥＬエミッター５０と、駆動トランジスタ７０と、コンデンサー７５と、選択トランジスタ９０とを含み、その全て上記で説明された通りである。この実施形態は、読出しトランジスタを含まない。第１の電圧源１４０、第２の電圧源１５０、データ線３５及び行選択線２０は上記で説明された通りである。

電流測定ユニット１６５ｃは、抵抗器及びセンス増幅器（図示せず）、ホール効果センサー、又は当該技術分野において既知の他の電流測定回路を含むことができ、ＥＬエミッター５０を通る電流を測定し、検出器２５０に電流測定値を与え、検出器２５０はアナログ／デジタルコンバーターを含むことができる。検出器２５０からのデータは、上記のようなコントローラー１９０に与えられる。コントローラー１９０が補正済み入力信号２５２（図２Ｂ）をソースドライバー１５５に与え、ソースドライバー１５５は更に、対応するデータをＥＬサブピクセル６０に供給する。こうして、コントローラー１９０は、ＥＬデバイス１０が動作している間に、補償済みデータを与えることができる。また、コントローラー１９０は、ＥＬサブピクセル６０の測定中に、データ線３５に所定のデータ値を与えることができる。電流測定ユニット１６５ｃは、ＥＬデバイス１０上に、又はＥＬデバイス１０外に配置することができる。単一のサブピクセルの電流を測定することもできるし、任意の数のサブピクセルの電流を同時に測定することもできる。

本発明の種々の実施形態による基準エリア１００の２つの実施形態が図５及び図６に示される。

図５は、基準エリア１００内の回路部の一実施形態を示す。基準エリア１００は、照明エリア（図１Ａ）内で用いられるのと同じＥＬ材料を有するＥＬエミッター５０を含む。被制御電流源が、ＥＬエミッター５０を通る電流を駆動する。被制御電流源１２０によって供給される電流量は、制御線９５を介してコントローラー１９０によって与えられる信号によって決定される。電圧測定ユニット１６０が、読出し線９６を介して、ＥＬエミッター５０の両端の電圧Ｖ_ＥＬを測定し、測定された電圧を、測定データ線９７ａを介して処理ユニット１９０に送信する。電圧測定と同時に、ＥＬエミッター５０の光出力が、センサー５３内のフォトダイオード５５によって測定される。バイアス電圧５６（Ｖ_{ＤＩＯＤＥ}）が、ダイオード給電線５７を介して、フォトダイオード５５に与えられる。バイアス電圧５６は、当該技術分野において既知であるような、従来のＤＡＣ、電圧供給源、又は信号ドライバーによって与えることができる。フォトダイオード５５を通る電流は、電流測定ユニット１６５ａによって測定され、電流測定ユニット１６５ａは、抵抗器及びセンス増幅器（図示せず）、ホール効果センサー、又は当該技術分野において既知の他の電流測定回路を含むことができる。フォトダイオード電流は、第２の電圧源１５０（図示される）に、又は別のグランドに流すことができる。

測定された電流は、測定データ線９７ｂを介して、処理ユニット１９０に送信される。処理ユニット１９０は、経時的に得られた測定値をメモリ１９５に格納し、測定値の変化を経時的に追跡する。上記の駆動及び測定のプロセスは、被制御電流源１２０を調整して複数の電流レベルを順次に与え、被制御電流源１２０が連続する各電流レベルを与える間に、対応する電圧及び光出力測定を行うことによって、２つ以上のレベルにおいて繰り返すことができる。これにより、種々の駆動条件下で、ＥＬエミッター５０の劣化を特徴付けられるようになる。フォトダイオード５５は、デバイスバックプレーン電子回路内に組み込むことができ、その場合には基準エリア１００内に配置されるか、又はデバイスバックプレーン外に設けられる。

図６を参照すると、別の実施形態では、基準エリア１００は、上記のような駆動トランジスタ７０及びコンデンサー７５を有する基準サブピクセル６１と、照明エリア１１０（図１Ａ）内のサブピクセル６０（図１Ａ）において用いられるのと同じＥＬ材料を有するＥＬエミッター５０とを含む。基準サブピクセル６１は、サブピクセル６０と同じであることが好ましいが、照明エリア１１０ではなく、基準エリア１００内に配置される。基準ＥＬサブピクセル６１はＥＬサブピクセル６０と異なるサイズ又は形状とすることができる。第１の電圧源１４０及び第２の電圧源１５０が、基準エリア１００内において、照明エリア１１０内と同じ電圧を有する。ゲート電圧がゲート制御線３５ａを介して駆動トランジスタ７０のゲートに与えられ、ＥＬエミッター５０を通って電流が流れるようにする。ゲート電圧は、図４に示されるように、ソースドライバー１５５によって与えることもできる。基準サブピクセルを通って流れる電流の量は、駆動トランジスタ７０のゲートに与えられる信号、駆動トランジスタ７０の特性、電源電圧１４０及び１５０、並びにＥＬエミッター５０の特性によって決定される。ＥＬエミッター５０にわたって流れる電流は、電流測定ユニット１６５ｃによって測定され、電流測定ユニット１６５ｃは、抵抗器及びセンス増幅器（図示せず）、ホール効果センサー、又は当該技術分野において既知の他の電流測定回路を含むことができる。測定されたデータは測定データ線９７ａを介して処理ユニット１９０に送信される。このサブピクセル電流測定と同時に、ＥＬエミッター５０の光出力がフォトダイオード５５によって測定される。バイアス電圧５６（Ｖ_{ＤＩＯＤＥ}）が、ダイオード給電線５７を介して、センサー５３内のフォトダイオード５５に与えられる。フォトダイオード５５を通る電流は、電流測定ユニット１６５ａによって測定される。フォトダイオード電流は、第２の電圧源１５０（図示される）に、又は別のグランドに流すことができる。

測定された電流は、測定データ線９７ｂを介して、処理ユニット１９０に送信される。処理ユニット１９０は、経時的に得られた測定値をメモリ１９５に格納し、測定値の変化を経時的に追跡する。上記の駆動及び測定のプロセスは、被制御電流源１２０（図５）を調整して複数の電流レベルを順次に与え、被制御電流源１２０が連続する各電流レベルを与える間に、対応する電圧及び光出力測定を行うことによって、２つ以上のレベルにおいて繰り返すことができる。これにより、種々の駆動条件下で、ＥＬエミッター５０の劣化を、そして、ＥＬエミッター５０の電気的特性の変化によって引き起こされる、基準サブピクセルを通る電流への影響を特徴付けられるようになる。

本発明の種々の実施形態によるフェードデータ及び補償方法が図７及び図８に示される。

図７は、デバイスを通して定電流が駆動されるときの、経時的な主ＥＬエミッター（図１Ａ）の電圧の変化と正規化された発光効率の変化との間の関係の例示的なフェードデータプロットを示す。これらのデータに対応する補償アルゴリズムが、図３のＥＬサブピクセル６０及び検出器２５０、及び図５の基準エリア１００を用いて実施される。種々の駆動条件下で類似のＥＬエミッターが駆動され、プロットが実証するように、ＥＬエミッターがいかに駆動されるかにかかわらず、その関係は類似する。曲線７２０、７３０、７４０、７５０は、異なるデバイス、及び経時変化中に適用される異なる電流密度を示す。それゆえ、本発明による補償アルゴリズムは、新たなとき、及び或る経時変化を受けた後の両方の場合に、主ＥＬエミッター５０ごとに測定された電圧を使用する。正規化された効率（Ｅ／Ｅ_０）を計算するために、以下の式が常に用いられる。

ただし、ΔＶ_ＥＬは電圧の新たな値とその経時変化した値との間の電圧差である。この関係は、式又はルックアップテーブルとして実現することができる。関数ｆの一例が曲線７１０として示されており、その曲線は基準ＥＬエミッター５１（図１Ａ）から経時的に測定された曲線７２０、７３０、７４０、７５０のデータの最小二乗直線あてはめである。指数関数的重み付け移動平均（ＥＷＭＡ）のような、当該技術分野において既知の他のあてはめ及び平滑化技法を用いて、測定ユニット１７０（図２Ｂ）からの検出された経時変化関連電気パラメーター、及びセンサー５３からの基準ＥＬエミッター５１の検出された光出力から、関数ｆを生成することができる。

図８は、駆動トランジスタのゲートに定電圧が印加されるときの、経時的なサブピクセルの電流の変化と正規化された発光効率の変化との間の関係の例示的なフェードデータプロットを示す。これらのデータに対応する補償アルゴリズムが、図４のＥＬサブピクセル６０及び検出器２５０、並びに図６の基準エリア１００を用いて実施される。曲線８２０、８３０、８４０は、経時変化中に適用される異なる電流密度を示す。それゆえ、本発明による補償アルゴリズムは、新たなときと、及び或る経時変化を受けた後との間にサブピクセルに関して観測される電流の変化を用いる。任意の所与の時点において正規化された効率（Ｅ／Ｅ_０）を計算するために、以下の式が常に用いられる。

ただし、Ｉ／Ｉ_０は、その新たな値に対する正規化された電流である（すなわち、任意の所与の時点における電流Ｉを元の電流Ｉ_０で割った値である）。この関係は、式又はルックアップテーブルの形をとることができる。関数ｆの一例が曲線８１０として示されており、その曲線は基準ＥＬエミッター５１から経時的に測定された曲線８２０、８３０、８４０のデータの最小二乗直線あてはめである。

図２Ｂを再び参照すると、入力信号によって指示される輝度又は電流を正規化された効率で割ることによって、コントローラー１９０は正規化された効率（Ｅ／Ｅ_０）を用いて各補正済み入力信号を生成する。例えば、入力信号に対応する主ＥＬエミッター５０についてＥ／Ｅ_０＝０．５であり、所与の電流量について、主ＥＬエミッター５０が新しいときの半分の光（５０％）しか放射しないことを示している場合、補正済み入力信号は、入力信号の２倍の電流量（１／０．５＝２）を指示する。それゆえ、補正済み入力信号によって駆動されるときに、主ＥＬエミッター５０は、その寿命にわたって光出力を保持する。

式１及び式２の関数ｆは、電圧（又は電流）変化と正規化された効率の変化との間の関係をエンコードする。これらの関数は、１つ又は複数の基準ＥＬエミッター５１上で測定される。２つ以上の基準ＥＬエミッターが測定される場合には、関数ｆは、全ての基準ＥＬエミッター５１からの結果を平均することによって、又は統計技術分野において既知の他の方法でそれらの値を合成することによって計算することができる。ＥＬデバイス１０上の種々の場所において複数の基準ＥＬエミッター５１を有する実施形態の場合、照明エリア１１０（図１Ａ）は、基準ＥＬエミッターごとに１つずつの、複数の区域（neighborhood）に分割される。基準ＥＬエミッター５１ごとに別々の関数ｆを計算し、それを用いて、個々の区域内の主ＥＬエミッター（複数の場合もあり）５０のための補正済み入力信号を計算する。補正済み入力信号を計算するとき、関数ｆは全てのサブピクセル（又は１つの区域内の全てのサブピクセル）の場合に同じであるが、個々の正規化された効率を求めるために、それゆえ、補正済み入力信号を計算するために、サブピクセルごとに個々のΔＶ_ＥＬ又はＩ／Ｉ_０が関数ｆに入力される。

図９を参照すると、広帯域（「Ｗ」）ＥＬエミッターのＣＩＥ１９３１ｘ，ｙ色度図が示されており、そのＥＬエミッターは（０．３３，０．３３）付近の公称白色放射を有する。いくつかのＥＬエミッターが経時変化するにつれて、それらのＥＬエミッターが色度（色）を変更する。これにより、目に見える不快なアーティファクトが生じる可能性がある。正方形、菱形、三角形及び円形のマーカーは、種々の電流密度において種々の相対的な効率まで経時変化した種々の代表的なＥＬエミッターの測定された色度データである。曲線９００は、全てのデータの二次あてはめであり、Ｒ^２＝０．９８５９である。マーカーライン９１０、９２０、９３０、９４０及び９５０は、それらのライン付近のデータ点の近似的な正規化された効率を示す。近似マーカーライン９１０は経時変化前のデータ点であるので、Ｅ／Ｅ_０は約１である。近似マーカーライン９２０のＥ／Ｅ_０は約０．８５であり、近似マーカーライン９３０のＥ／Ｅ_０は約０．７５であり、近似マーカーライン９４０のＥ／Ｅ_０は約０．６５であり、近似マーカーライン９５０のＥ／Ｅ_０は約０．５である。このシフトを補償するために、曲線９００は、Ｅ／Ｅ_０の関数としてパラメトリックに表すことができる。コントローラー１９０は、正規化された各効率に対応するＣＩＥ（ｘ，ｙ）対を計算するか、又はテーブルにおいて探索し、この（ｘ，ｙ）及び基準（ｘ，ｙ）を用いて、入力信号に対する調整を計算し、補正済み入力信号を形成する。図９の例の場合、
ＣＩＥｘ＝０．０９７３（Ｅ／Ｅ_０）^２−０．２１１４（Ｅ／Ｅ_０）＋０．４２９
ＣＩＥｙ＝０．１４２７（Ｅ／Ｅ_０）^２−０．２７９３（Ｅ／Ｅ_０）＋０．４８６８
がそれぞれ、ｘ及びｙ成分のための曲線９００の二次パラメトリックあてはめを規定する。曲線９００又はそのパラメトリック表現に対して、三次あてはめ又は当該技術分野において既知の他のあてはめを用いることもできる。

図１０を参照すると、本発明の一実施形態では、センサー５３を用いて、経時変化に伴うこの色度シフトを補償することができる。基準ＥＬサブピクセル５１が、複数の光子周波数を有する光１２００を生成する。センサー５３は、光１２００に応答して、コントローラー１９０に色データを与える。センサー５３は、複数のカラーフィルター及び複数の対応する光センサー、例えば、フォトダイオードを有する測色計を含む。カラーフィルター１２１０ｒ、１２１０ｇ、１２１０ｂはそれぞれ、赤色、緑色及び青色の光だけを通す。フォトダイオード５５ｒは、カラーフィルター１２１０ｒを通った赤色光に応答し、フォトダイオード５５ｇは、カラーフィルター１２１０ｇを通った緑色光に応答し、フォトダイオード５５ｂは、カラーフィルター１２１０ｂを通った青色光に応答する。各フォトダイオードはそれぞれ、電流測定ユニット１６５ｒ、１６５ｇ、１６５ｂによって測定されるそれぞれの電流を生成し、３つ全ての電流がコントローラー１９０に報告される。３つ全てのフォトダイオード５５ｒ、５５ｇ、５５ｂにバイアス電圧５６（Ｖ_{ＤＩＯＤＥ}）が与えられ、フォトダイオード電流は、上記のように、第２の電圧源１５０（図示される）に、又は別のグランドに流すことができる。フォトダイオードごとに異なるバイアス電圧を用いることができる。フォトダイオードの数は、２つ以上とすることができ、フィルターによって通される色は、Ｒ、Ｇ、Ｂ；Ｃ、Ｍ、Ｙ；又は２つのフィルターの通過帯域が概ね重ならない任意の他の組み合わせとすることができる。

また、センサー５３は三刺激値測色計も含むことができ、それにより、カラーフィルター１２１０ｒ、１２１０ｇ、１２１０ｂがそれぞれ、ＣＩＥ１９３１

、

及び

等色関数（ＣＩＥ１５：２００４、セクション７．１）に一致する光だけを通す。代替的には、センサー５３は、回折格子及びリニアセンサー又は１つ若しくは複数の光センサーを用いて、或る範囲の波長（例えば、３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）にわたって光の強度を測定する、当該技術分野において既知であるような分光光度計若しくは分光放射計、又は他の既知のカラーセンサー若しくは測色計とすることができる。分光光度計又は分光放射計において、コントローラー１９０、又はセンサー５３内の別のコントローラーが、測定されたデータの各点を、対応する波長において計算された適切な等色関数と乗算し、その積を波長にわたって積分することによって、三刺激値を計算する（ＣＩＥ１５：２００４、式７．１）。

各カラーフィルターは着色フォトレジスト（例えば、Fuji-Hunt社のＣｏｌｏｒＭｏｓａｉｃＣＢＶ青色レジスト）、又は顔料（例えば、緑色カラーフィルターにおいて有用な黄色透過顔料（yellow-transmitting pigment）の場合、Clariant社のＰＹ７４若しくはBASF社のＰａｌｉｔｏｌ（商標）ＹｅｌｌｏｗＬ０９６２ＨＤＰＹ１３８、又はToppan社の顔料）を有するフォトレジスト（例えば、Rohm & Haas社のＭＥＧＡＰＯＳＩＴＳＰＲ９５５−ＣＭ汎用フォトレジスト）とすることができる。各カラーフィルターは、ＣＩＥ１９３１ｘ，ｙ色度座標を用いて表すことができる透過スペクトルを有する。

コントローラー１９０は、フォトダイオード５５ｒ、５５ｇ、５５ｂごとにセンサー５３からの色データを受信し、そのデータを基準ＥＬエミッター５１の色度座標に変換する。例えば、ｓＲＧＢ標準規格（ＩＣＥ６１９６６−２−１：１９９９＋Ａ１）の色度に一致する色度、すなわち、それぞれ（０．６４，０．３３）、（０．３，０．６）、（０．１５，０．０６）を有する赤色、緑色及び青色カラーフィルターを用いるとき、式３（ｓＲＧＢセクション５．２、式７）に従って、線形（輝度に関して）フォトダイオードデータＲ、Ｇ、ＢをＣＩＥ三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換することができる。

その後、式４として与えられる、ＣＩＥ１５：２００４（第三版）式７．３に従って、色度座標ｘ、ｙが計算される。

これらの色度座標は、図９と同様に、正規化された効率と関連付けることができるか、又は適切な関数ｆを用いてΔＶ_ＥＬ又はＩ／Ｉ_０に直接関連付けることができる。コントローラー１９０は各入力信号を調整して、補償することができる。例えば、Ｗエミッター及びカラーフィルターを用いて赤色、緑色及び青色サブピクセルを形成するＥＬデバイスにおいて、ｙ座標が経時的に増加する場合には、緑色サブピクセルの輝度が上昇し、赤色サブピクセル及び青色サブピクセルの輝度が降下することになる。その際、コントローラー１９０は、緑色サブピクセルの対応する補正済み入力信号を下げることによって、緑色サブピクセルの指示される輝度を減少させ、赤色サブピクセル及び青色サブピクセルの対応する補正済み入力信号を上げることによって、赤色サブピクセル及び青色サブピクセルの指示される輝度を増加させて、ｙ座標におけるこの変化を補償することができる。

補正済み入力信号２５２（図２Ｂ）を主ＥＬエミッター５０に適用するときに、基準エリアにおいて測定されるフェードデータ、及び各主ＥＬエミッター５０からの経時変化関連電気パラメーター測定値を用いることによって、経時変化に起因する各主ＥＬエミッター５０の色度のシフトが補償される。ＥＬデバイス１０上のＥＬサブピクセル６０は、例えば、赤色、緑色及び青色サブピクセルを有するか、又は赤色、緑色、青色及び広帯域（「Ｗ」、例えば、白色又は黄色）サブピクセルを有するピクセル６５（図１Ａ）にグループ化される。格子配列のピクセル６５は、「ＲＧＢＷ」ピクセルと呼ばれる。

図１１は、本発明の一実施形態による、ＥＬデバイス１０の構成要素を通るデータのフロー図を示す。図１１において、太い矢印及び重なった長方形は複数の値を示す。この実施形態では、コントローラーは、経時変化に起因する個々の主ＥＬエミッター５０の色度シフトを補償する補正済み入力信号２５２を形成するように構成される。

主ＥＬエミッター５０ごとに１つずつの複数の入力信号２５１が、当該技術分野において既知の画像処理電子回路又は他の構造によって与えられる。図１Ａに示されるように、各主ＥＬエミッター５０は、対応するピクセル６５内の個々のＥＬサブピクセル６０内にある。コントローラー１９０は、上記のように、複数の入力信号２５１から個々の補正済み入力信号２５２を形成し、経時変化に起因する主ＥＬエミッター５０の色度シフトを補償する。例えば、各補正済み入力信号２５２を生成する際に、４つ全ての入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）を用いて、上記の調整を可能にすることができる。代替的には、Ｒ、Ｇ及びＢＥＬサブピクセル６０の場合、Ｗ入力信号２５１とともに、個々の入力信号２５１を用いて、補正済み入力信号２５２を生成することができる。

補正済み入力信号２５２はＥＬサブピクセル６０（図１Ａ）内の個々の主ＥＬエミッター５０に供給され、ＥＬエミッター５０に、個々の補正済み入力信号に対応する光を放射させる。ＥＬデバイス１０は、上記のように、メモリ１９５も含むことができる。

コントローラー１９０は、上記のように、基準エリア１００内の測定ユニット１７０によって検出された基準ＥＬエミッター５１（図１）の経時変化関連電気パラメーター、及びセンサー５３によって検出された基準ＥＬエミッター５１からの光を使用する。また、コントローラーは、上記のように、主ＥＬエミッター５０ごとに、１つ又は複数の検出器２５０によって測定された、該主ＥＬエミッター５０からの経時変化関連電気パラメーターの個々の測定値も使用する。したがって、複数の主ＥＬエミッター５０の経時変化を補償する際に、１つの基準ＥＬエミッター５１からの色度フェードデータが用いられる。

好ましい実施形態では、本発明は、限定はしないが、Tang他による米国特許第４，７６９，２９２号及びVanSlyke他による米国特許第５，０６１，５６９号において開示されているような小分子又はポリマーＯＬＥＤから構成される有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むデバイスにおいて利用される。そのようなデバイスを製造するために、有機発光材料の数多くの組み合わせ及び変形を用いることができる。図１Ａを参照すると、主ＥＬエミッター５０がＯＬＥＤエミッターである場合、ＥＬサブピクセル６０はＯＬＥＤサブピクセルであり、ＥＬデバイス１０はＯＬＥＤデバイスである。この実施形態では、基準ＥＬエミッター５１は、ＯＬＥＤエミッターでもある。

トランジスタ７０、８０及び９０は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）トランジスタ、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）トランジスタ、酸化亜鉛トランジスタ、又は当該技術分野において知られている他のトランジスタタイプとすることができる。それらのトランジスタは、Ｎチャネル、Ｐチャネル、又は任意の組み合わせとすることができる。ＯＬＥＤは、（図示のような）非反転構造とすることもできるし、ＥＬエミッター５０が第１の電圧源１４０と駆動トランジスタ７０との間に接続される反転構造とすることもできる。

本発明は、本発明の或る特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の趣旨及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されよう。

１０ＥＬデバイス
１３ゲートドライバー
１５基準ドライバー回路
１５ａ基準ドライバー回路
１５ｂ基準ドライバー回路
１５ｃ基準ドライバー回路
２０選択線
３０読出し線
３５データ線
３５ａデータ線
５０主ＥＬエミッター
５１基準ＥＬエミッター
５１ａ基準ＥＬエミッター
５１ｂ基準ＥＬエミッター
５１ｃ基準ＥＬエミッター
５３センサー
５３ａセンサー
５３ｂセンサー
５３ｃセンサー
５５フォトダイオードセンサー
５５ｒフォトダイオードセンサー
５５ｇフォトダイオードセンサー
５５ｂフォトダイオードセンサー
５６バイアス電圧
５７ダイオード給電線
５８温度測定ユニット
６０ＥＬサブピクセル
６１基準サブピクセル
６５ピクセル
７０駆動トランジスタ
７５コンデンサー
８０読出しトランジスタ
９０選択トランジスタ
９４ステータス線
９５制御線
９６読出し線
９７ａ測定データ線
９７ｂ測定データ線
１００基準エリア
１００ａ基準エリア
１００ｃ基準エリア
１１０照明エリア
１２０被制御電流源
１４０第１の電圧源
１５０第２の電圧源
１５５ソースドライバー
１６０電圧測定ユニット
１６５ａ電流測定ユニット
１６５ｂ電流測定ユニット
１６５ｃ電流測定ユニット
１６５ｒ電流測定ユニット
１６５ｇ電流測定ユニット
１７０測定ユニット
１７０ａ測定ユニット
１７０ｂ測定ユニット
１７０ｃ測定ユニット
１９０コントローラー
１９２タイマー
１９５メモリ
２５０検出器
２５１入力信号
２５２補正済み入力信号
７１０曲線
７２０曲線
７３０曲線
７４０曲線
７５０曲線
８１０曲線
８２０曲線
８３０曲線
８４０曲線
９００曲線
９１０マーカーライン
９２０マーカーライン
９３０マーカーライン
９４０マーカーライン
９５０マーカーライン
１０００ａ動作曲線
１０００ｂ動作曲線
１０００ｃ動作曲線
１０１０フェード曲線
１２００光
１２１０ｂカラーフィルター
１２１０ｇカラーフィルター
１２１０ｒカラーフィルター

Claims

エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスであって、
ａ）１つ又は複数の主ＥＬエミッターを有する照明エリアと、
ｂ）基準ＥＬエミッターを有する基準エリアと、
ｃ）該ＥＬデバイスが動作している間に、前記基準ＥＬエミッターに光を放射させるための基準ドライバー回路と、
ｄ）前記基準ＥＬエミッターによって放射された光を検出するためのセンサーと、
ｅ）前記基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、該基準ＥＬエミッターの経時変化関連電気パラメーターを検出するための測定ユニットと、
ｆ）前記照明エリア内の主ＥＬエミッターごとに入力信号を受信し、前記検出された光及び前記経時変化関連電気パラメーターを用いて、各入力信号から補正済み入力信号を形成し、該補正済み入力信号を前記照明エリア内の個々の前記主ＥＬエミッターに適用するためのコントローラーと、
を備える、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイス。
前記コントローラーは、前記個々の主ＥＬエミッターの効率の損失を補償する補正済み入力信号を形成するように構成される、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記センサーは、前記コントローラーに色データを与えるための測色計、分光光度計又は分光放射計を含み、前記コントローラーは、経時変化に起因する前記個々の主ＥＬエミッターの色度シフトを補償する補正済み入力信号を形成するように構成される、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準エリアは、複数の基準ＥＬエミッターと、前記個々の基準ＥＬエミッターに光を放射させるための複数の対応する基準ドライバー回路と、前記個々の基準ＥＬエミッターによって放射される光を検出するための複数の対応するセンサーと、前記個々の基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、該個々の基準ＥＬエミッターの個々の経時変化関連電気パラメーターを検出するための複数の対応する測定ユニットとを有し、前記コントローラーは、複数の前記検出された光及び前記経時変化関連電気パラメーターのうちの１つ又は複数を用いて、各入力信号から補正済み入力信号を形成する、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ＥＬエミッターが光を放射している間に、該基準ＥＬエミッターの温度に関連する温度パラメーターを測定するための温度測定ユニットを更に備え、前記コントローラーは、前記測定された温度パラメーターを用いて、前記補正済み入力信号を形成する、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ドライバー回路は、前記基準ＥＬエミッターに、異なる時点において２つのレベル、すなわち、測定レベル及びフェードレベルにおいて光を放射させ、前記基準ＥＬエミッターが前記測定レベルにおいて光を放射する間に、該基準ＥＬエミッターの測定が行われる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記フェードレベルは前記測定レベルよりも高い、請求項６に記載のＥＬデバイス。
各入力信号は、対応する前記主ＥＬエミッターの個々の放射レベルを制御し、前記フェードレベルは前記個々の放射レベルの最大値よりも大きい、請求項６に記載のＥＬデバイス。
検出された光測定値及び対応する経時変化関連電気パラメーター測定値を格納するためのメモリを更に備え、前記コントローラーは、前記メモリに格納された前記値を用いて前記補正済み入力信号を形成する、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ドライバー回路は、前記基準ＥＬエミッターに、複数の測定レベルにおいて連続して光を放射させ、前記基準ＥＬエミッターの個々の測定は、前記基準ＥＬエミッターが各測定レベルにおいて光を放射する間に行われる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ＥＬエミッター及び全ての主ＥＬエミッターは同一である、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ドライバー回路は、前記基準ＥＬエミッターに試験電流を与え、該基準ＥＬエミッターに光を放射させる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記ＥＬデバイスが動作している間に作動するタイマーを更に備え、前記基準ＥＬエミッターの測定は、前記タイマーによって決定された間隔で行われる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ＥＬエミッターの測定は、前記ＥＬデバイスが熱平衡状態にある間に行われる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記基準ＥＬエミッターの測定は、前記ＥＬデバイスが動作している間に行われる、請求項１に記載のＥＬデバイス。
第２の基準ＥＬエミッターを有する第２の基準エリアを更に含む、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記ＥＬデバイスはＥＬディスプレイである、請求項１に記載のＥＬデバイス。
前記経時変化関連電気パラメーターは電圧又は電流である、請求項１に記載のＥＬデバイス。
各主ＥＬエミッター及び基準ＥＬエミッターは有機発光ダイオードエミッターである、請求項１に記載のＥＬデバイス。