JP3547561B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発光素子を用いた表示装置に関し、特に、電流駆動型の発光素子を用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス板、あるいは透明な有機フィルム上に形成した蛍光体に電流を流して発光させる有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子と称する）が知られている。
図６にかかる有機ＥＬ素子の概略構成を示す。図６において、ガラス基板１０１の上面には透明電極１０２が形成されており、この透明電極１０２の上面には有機層１０３が形成されている。有機層は、有機物を中心とした複数の種類の物質で積層されており、その中の一部分、あるいは、層と層の境界で発光すると考えられている。更に、かかる有機層１０３の上面には金属電極１０４が形成されている。
【０００３】
かかる構成において有機ＥＬ素子は、スイッチ１０５をオフ状態からオン状態に切り換えて、駆動源１０６から出力される直流の発光駆動電圧Ｖｄを透明電極１０２及び金属電極１０４間に印加して電流を流すことにより、有機層１０３内に励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光して、透明電極１０２及びガラス基板１０１を介して外部に放出されるのである。さらに、スイッチ１０５がオン状態からオフ状態に切り換わると、上記発光駆動電圧Ｖｄの印加が停止するので上記発光が停止する。
【０００４】
また、図７は、有機ＥＬ素子を等価的に表した電気回路図である。一般に有機ＥＬ素子は図７に示されるが如く、回路抵抗成分Ｒと、容量成分Ｃと、ダイオード成分Ｄとにより等価的に表される容量性の発光素子であると考えられている。よって、有機ＥＬ素子は、発光駆動電圧が印加されると、先ず、素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて一定の電圧（障壁電圧）を越えると、電極から有機層に電流が流れ始め、この電流に比例して発光すると考えられている。
【０００５】
したがって、素子の瞬時発光輝度は、発光成分Ｄに注入される順方向電流の大きさに比例し、素子の量子効率が一定ならば、所定時間における素子の平均発光輝度は、平均をとるべき時間内に素子に注入された全電荷量により決まる。言い換えれば、素子の平均発光輝度は、印加電流の大きさ及び印加時間の２つのパラメータを有し、素子に所定時間印加される電流を時間によって積分した値、即ち電流量、に比例する。
【０００６】
図８は、かかる有機ＥＬ素子を表示用の発光素子として用いて構成された表示装置の主要部の一例を示す図である。当該表示装置は、陰極線走査回路１０７と、陽極線ドライブ回路１０８と表示パネル１０９とから構成される。表示パネル１０９には、陰極線走査回路１０７と陽極線ドライブ回路１０８との接続のための接続端子ａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｎが設けられており、陰極線走査回路１０７と表示パネル１０９とは、接続部を構成する接続端子ｂ１〜ｂｎを介して接続され、陽極線ドライブ回路１０８と表示パネル１０９とは、同様に接続部を構成する接続端子ａ１〜ａｍを介して接続されている。
【０００７】
図９は図８の表示装置の各部の詳細を示しており、同図の駆動方法は、単純マトリクス駆動方式と呼ばれるもので、陽極線Ａ１〜Ａｍと陰極線Ｂ１〜Ｂｎを格子状に配置し、この格子状に配置した陽極線と陰極線の各交差位置に対応して、発光素子Ｅ１，１〜Ｅｍ，ｎを接続し、この陽極線又は陰極線のいずれか一方を一定の時間間隔で順次選択して走査すると共に、この走査に同期して他方の線を駆動源たる電流源５２１〜５２ｍでドライブしてやることにより、任意の交差位置に対応する発光素子を発光させるようにしたものである。
【０００８】
図９では、陰極線走査、陽極線ドライブの例を示しており、陰極線走査回路１０７にて、各陰極線が順次選択され、選択された陰極線はアース電位に接続される。この時、陽極線ドライブ回路は、選択された陰極線に接続されている発光素子の中の発光させるべき素子を駆動電流源と接続し、電流を供給する。
図９では、Ｅ２，１、Ｅ３，１、Ｅｍ，１を発光させる時の各部の動作を示しており、陰極線Ｂ１が選択されてアース電位に接続され、この走査処理と共に陽極線Ａ２、Ａ３、Ａｍに駆動源が接続され、該当発光素子の発光がなされる。
また、走査中の陰極線以外の陰極線については、陽極線ドライブによって、発光素子陽極に生じる電位とほぼ同電位の逆バイアス電圧Ｖｃｃを印加し誤発光を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような表示装置は様々な電子機器に応用可能である。例えば、
図１０（ａ）に示すように同一の発光面積と形状を有する発光素子を前述のマトリクスに規則正しく配列して、いわゆるドットマトリクスを構成することで、多様な表示をなすこともできる。また、図１０（ｂ）に示すように、共通する部分を１つの表示部分としてマトリクスを構成し表示することで、表示装置の構成を簡素化することも可能である。
ところが、後者の場合、発光素子として前述の有機ＥＬ素子を用いると、各発光素子の表示面積が異なるため、各発光素子の駆動電流を同じにすると、発光面積の大きい素子ほど単位面積当りの電流密度が小さくなり、したがって平均発光輝度も、発光面積が小さい素子の平均発光輝度に比べて低くなる。
【００１０】
このため、複数の素子を同時に発光させた場合に発光むらが生じて、視覚的に均一な明るさで発光表示ができないという問題がある。
特に、前述のように１つの極線に複数の発光素子が接続されマトリクスを組む場合は、面積の同じ発光素子を同じ陽極線に接続し、かつ、各陽極線の電流量を発光輝度が均一になるように各々設定すれば各発光素子の輝度は均一化できるが、制約が多く実用的でない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、発光むらのない高い表示品位を維持できる、発光素子を有する表示装置を提供することを目的とし、請求項１記載の発明は、入力される電流の電流量に応じた発光強度で発光し発光面積が異なる複数の発光素子がマトリクス状に配置されている表示手段と、各発光素子の発光面積に基づいた駆動電流量に対応する制御情報を記憶した参照テーブルと、表示手段の各発光素子をそれぞれ電流駆動する駆動手段と、駆動手段の駆動電流量を制御する制御手段とを備えた表示装置であって、制御手段は、駆動指令に基づき、発光させるべき発光素子に対応する制御情報を参照テーブルより選択し、駆動手段の駆動電流量を可変することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の表示装置において、駆動手段は、相異なる駆動電流値を有する電流源を複数備え、制御手段は、制御情報に基づき、それぞれの発光素子に対応して、複数の電流源の少なくとも一つを選択する制御をなすことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の表示装置において、複数の電流源は一の基準値及び、基準値の２ｎ倍又は１／２ ｎ （ｎ＝０，１，２，・・・）のいずれかの値で構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一に記載の表示装置において、制御手段は、制御情報に基づき、それぞれの発光素子に対応して、駆動手段の駆動時間を設定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一に記載の表示装置において、複数の発光素子は、有機エレクトロルミネセンス素子により構成されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明は以上のように構成したので、種々のパターン形状で形成され発光面積が異なる複数の発光素子を同一表示パネル内に有する表示装置であっても、各発光素子は、それぞれの発光面積に応じた電流量で駆動されるので、発光むらを生じることがなく、視覚的に均一な明るさで発光表示される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施形態を図１乃至図３に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における表示装置の概略構成ブロック図である。同図において、コントローラ１は、発光駆動指令に応じて、予めメモリ２に記憶された制御データに基づき、表示装置のドライブ回路３が有する複数の電流源の中から一又は複数の電流源を適宜選択し、表示部４に設けられた複数の発光素子中の発光させるべき素子に接続させて、当該発光素子を発光させるように制御する。
【００１８】
次に、各部の構成について詳述する。
図２は、ドライブ回路３及び表示部４の構成例を示したものであり、説明を簡単にするため、４つの発光素子（Ｅ１〜Ｅ４）が２×２マトリクス接続されて構成されたものとして示されており、各素子の陽極は、外部端子Ｘ１、Ｘ２に接続され、各素子の陰極は、外部端子Ｙ１、Ｙ２に接続されている。また、各発光素子は、それぞれ異なるパターン形状を有し、発光素子Ｅ１の発光表示面積をＳとすると、発光素子Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、それぞれ２Ｓ（＝２×Ｓ）、３Ｓ（＝３×Ｓ）、４Ｓ（＝４×Ｓ）なる発光表示面積で形成されているものとして説明する。
【００１９】
また、ドライブ回路３は、陽極線ドライブ回路３ａ及び陰極線走査回路３ｂを有し、各陽極線ｘ１、ｘ２、並びに各陰極線ｙ１、ｙ２は、それぞれ表示部４の外部端子Ｘ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２を介して陽極線ドライブ回路３ａ、陰極線走査回路３ｂに接続される。陽極線ドライブ回路３ａは、陽極線ドライブ回路３ａ１、陽極線ドライブ回路３ａ２を含み、相異なる駆動電流値（Ｉ、２Ｉ（＝２×Ｉ）、４Ｉ（＝４×Ｉ））を有する複数の電流源を備え、それぞれの電流源は、コントローラ１の制御により複数のスイッチ（ＳＷ０、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）のいずれかを介して、表示部４の陽極線ｘ１、ｘ２と接続可能になっている。さらに、各陽極線ｘ１、ｘ２には、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ２が接続され、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ２の他端は、アース電位に接地されている。
【００２０】
また、陰極線走査回路３ｂは、コントローラ１により制御される複数のスイッチ（ＳＷＹ１、ＳＷＹ２）を含み、各スイッチは、接地又は逆バイアス電圧Ｖｃｃを選択可能に構成され、各外部端子が順次択一的に接地される様に所定の時間間隔でスイッチング走査を行う。
【００２１】
また、図３は、メモリ２が記憶するデータ内容を表した参照テーブルの一例である。
メモリ２は、例えばＲＯＭ等の記憶素子で構成され、表示部４を形成する各発光素子が有する表示面積に対応する面積情報（駆動電流情報）を、コントローラ１が制御可能な制御データに変換して記憶している。すなわち、メモリ２は、同図に示すように、表示部４の４つの発光素子（Ｅ１〜Ｅ４）がそれぞれ有する表示面積に対応する４つの制御データ（Ｄ１〜Ｄ４）を、各発光素子の両極に接続される陽極線ｘ１、ｘ２と、陰極線ｙ１、ｙ２をパラメータとして記憶している。
【００２２】
制御データＤ１〜Ｄ４は、表示部４の各発光素子が一又は複数選択されて発光する場合に、互いに発光むらが生じないように制御するためのデータであり、コントローラ１は、駆動指令に基づき参照テーブルより該当する制御データを読みだし、ドライブ回路３より出力される電流量を各発光素子の発光面積に対応して制御する。
【００２３】
次に、コントローラ１が、駆動指令を受けて、表示部において駆動指令に応じた発光表示を行う制御動作について述べる。
先ず、図２において、コントローラ１が、例えば、表示部４の発光素子Ｅ３を所定時間発光するように駆動指令を受けると、メモリ２より発光素子Ｅ３に対応する制御データを読出す。発光素子Ｅ３の制御データは、図３に示す参照テーブルによって確定され、ここでは素子Ｅ３に対応して記憶された制御データＤ３が選択される。
【００２４】
次に、コントローラ１は、制御データＤ３に基づきドライブ回路３を駆動制御する。
具体的には、コントローラ１は、走査のタイミングで陰極線走査回路３ｂを制御し、スイッチＳＷＹ２をアース電位側に設定し、スイッチＳＷＹ１を逆バイアス駆動のためのＶｃｃ電位に設定するようにスイッチＳＷＹ１、ＳＷＹ２を制御すると共に、陽極線ドライブ回路のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷａ１を閉じ、発光素子Ｅ３のみに電流値Ｉと２Ｉの合成された３Ｉの値の電流を流すように制御し、発光素子Ｅ３を発光させる。なお、この時スイッチＳＷ０、ＳＷ１、ＳＷａ２は、開状態になるように制御される。
【００２５】
また、コントローラ１が、発光素子Ｅ１の発光駆動指令を受けた場合には、同様にしてメモリ２の参照テーブルから、発光素子Ｅ１に対応する制御データＤ１を得て、発光素子Ｅ１の陰極側のスイッチＳＷＹ１が、走査にてアース電位に接続される期間に、各スイッチを選択制御し、発光素子Ｅ１に電流Ｉを流すように制御する。
【００２６】
さらに、発光素子Ｅ２、Ｅ４を発光駆動する場合にも同様にして制御され、発光素子Ｅ２を駆動する場合には、発光素子Ｅ２に２Ｉの電流が流れるように、また、発光素子Ｅ４を駆動する場合には、発光素子Ｅ４に電流値４Ｉが流れるように制御される。
【００２７】
ここで、各々の発光素子にかかる電流密度を比較すると、発光素子Ｅ１に対しては電流値Ｉの電流が流れるので電流密度はＩ／Ｓとなる。また、発光素子Ｅ２に対しては電流値２Ｉの電流が流れるので、同じく電流密度はＩ／Ｓ（＝２Ｉ／２Ｓ）となる。更に発光素子Ｅ３、Ｅ４についても電流密度はＩ／Ｓとなり、各発光素子を同時に発光させても発光むらが生じなくなり、視覚的に均一な輝度で発光する。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、表示装置が有する表示部４は、説明を簡単にする為４つの有機ＥＬ素子で構成し、発光表示面積比が互いに整数倍となるように構成したが、使用する有機ＥＬ素子の数、各有機ＥＬ素子の表示面積、使用する電流源は、本発明を逸脱しない範囲で任意に設定できることは言うまでもない。
また、本実施例では各素子の電流密度が同じ（Ｉ／Ｓ）となるように駆動電流値を設定しているが、必ずしも正確に同じに設定しなくても、視覚的に発光むらを生じない程度の範囲をもたせることで、使用する電流源の数を簡素化することも可能である。
【００２９】
また、陽極線ドライブ回路についても、図２に示すような複数の電流源を切換えるものでなくとも良い。例えば図４に示すように、電流値４Ｉの電流源を各陽極線に持ち、スイッチＳＷ４、ＳＷ５によって、各電流源と、対応する陽極線ｘ１、ｘ２との接続をＯＮ／ＯＦＦ可能に構成した陽極線ドライブ回路３ｃを用いてドライブ回路３を構成し、制御データに基づき、電流源の接続時間を可変するようにコントローラ１にて制御しても良い。この場合に、例えば、発光素子Ｅ１を発光させる時には、図５（ａ）に示すように時間ｔ１だけ電流源と陽極線ｘ１との接続を行い、発光素子Ｅ４を発光させる時には、図５（ｂ）に示すように時間４ｔ１（＝４×ｔ１）だけ電流源と陽極線ｘ１との接続を行うように制御することで同様な効果が得られ、使用電流源の数の削減が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したため、種々のパターン形状で形成され発光面積が異なる複数の発光素子、を有する表示装置であっても、各発光素子は、それぞれの発光面積に応じた電流量で駆動されるので、発光むらを生じることがなく、視覚的に均一な明るさで発光表示され、高い表示品位を維持でき、特に有機ＥＬ素子のような電流駆動型の発光素子を用いる表示装置に適している。
また、参照テーブルの制御データの変更を行うことで容易に多種の表示パネルに対応できるので、表示パネルの設計上の制約が少なく、実用的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における表示装置の概略構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における表示装置が有するドライブ回路及び表示部の構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態における表示装置が有するメモリに記憶されるデータ内容を表した参照テーブルである。
【図４】本発明のその他の実施形態における表示装置が有するドライブ回路及び表示部の構成を示した図である。
【図５】図４の表示装置のドライブ回路の各陽極線と接続されるスイッチが、コントローラからの制御指令によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるタイミングチャートである。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図７】従来の有機ＥＬ素子を等価的に表した電気回路図である。
【図８】従来の有機ＥＬ素子を発光素子として用いて構成された表示装置の主要部の一例を示す図である。
【図９】図８に示す従来の表示装置の主要部の詳細を示した図である。
【図１０】従来の有機ＥＬ素子を発光素子として用いて構成された表示装置の表示パネル上の発光素子の配列構成の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・コントローラ
２・・・・・メモリ
３・・・・・ドライブ回路
３ａ・・・・陽極線ドライブ回路
３ａ１ ・・・陽極線ドライブ回路
３ａ２ ・・・陽極線ドライブ回路
３ｂ・・・・陰極線走査回路
３ｃ・・・・陽極線ドライブ回路
４・・・・・表示部

Claims (5)

  1. 入力される電流の電流量に応じた発光強度で発光し発光面積が異なる複数の発光素子がマトリクス状に配置されている表示手段と、
    前記各発光素子の発光面積に基づいた駆動電流量に対応する制御情報を記憶した参照テーブルと、
    前記表示手段の各発光素子をそれぞれ電流駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段の駆動電流量を制御する制御手段と、を備えた表示装置であって、
    前記制御手段は、駆動指令に基づき、発光させるべき発光素子に対応する制御情報を前記参照テーブルより選択し、前記駆動手段の駆動電流量を可変することを特徴とする表示装置。
  2. 前記駆動手段は、相異なる駆動電流値を有する電流源を複数備え、前記制御手段は、前記制御情報に基づき、前記それぞれの発光素子に対応して、前記複数の電流源の少なくとも一つを選択する制御をなすことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  3. 前記複数の電流源は一の基準値及び、前記基準値の２ｎ倍又は１／２ｎ（ｎ＝０，１，２，・・・）のいずれかの値を有して構成されることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
  4. 前記制御手段は、前記制御情報に基づき、前記それぞれの発光素子に対応して、前記駆動手段の駆動時間を設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の表示装置。
  5. 前記複数の発光素子は、有機エレクトロルミネセンス素子により構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の表示装置。
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