JP4099572B2 - 有機el表示装置 - Google Patents
有機el表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4099572B2 JP4099572B2 JP2002144225A JP2002144225A JP4099572B2 JP 4099572 B2 JP4099572 B2 JP 4099572B2 JP 2002144225 A JP2002144225 A JP 2002144225A JP 2002144225 A JP2002144225 A JP 2002144225A JP 4099572 B2 JP4099572 B2 JP 4099572B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic
- light
- display
- light emitting
- light emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 64
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 102220043349 rs138107830 Human genes 0.000 description 1
- 102220082674 rs538303703 Human genes 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光画素の発光素子(電気光学素子)として、有機材料のエレクトロルミネッセンス(以下、有機EL(electroluminescence) と記す)素子を用いた有機EL表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子は、10V以下の駆動電圧で数100nitの輝度が得られる自発光型の発光素子である。この有機EL素子を発光画素の発光素子として用いてなる有機EL表示装置は、視野角依存性がなくかつコントラスト比が高く、液晶表示装置に代表されるホールド型ディスプレイに比べて動画の表示性能が優れているなどの特長を持つため、将来のフラットパネルディスプレイとして有望視されている。
【0003】
しかし、有機EL素子に代表される発光素子は、高輝度化のために高い電圧または大きな電流で駆動し続けると、素子特性が変化したり、消費電力が増大するという課題がある。また一般的に、有機EL表示装置においては、通常、画素の駆動が一定の条件で行われているため、発光輝度およびコントラストは有機EL素子の特性に依存している。同様に、消費電力についても有機EL素子の特性に依存しているのが現状である。このような状況から、有機EL表示装置では、ブラウン管を使用したディスプレイのように、十分な余裕を持った輝度で常時画素を発光させることは、有機EL素子の特性変化や消費電力増大による温度上昇の観点からも困難とされている。
【0004】
しかしながら、有機EL表示装置においては、そのリニアな階調特性や応答速度の速さなどから、例えば映画のような比較的暗い信号においても映像の質を損なうことなく再現することができるため、視聴環境に応じてディスプレイの発光輝度の制御を行うことは非常に重要であると考えられている。そのため、従来、周囲の明るさを受光素子で検出し、その検出結果に応じて有機EL素子の駆動電圧を変化させることによって発光輝度をコントロールする技術が種々提案されている(例えば、特開平1−100697号公報、特開2002−062856号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術ではいずれも、周囲の明るさを検出するためにフォトトランジスタ等の専用の受光素子をパネル外部に設けた構成を採っているため、部品点数が増加することによってコストアップを招くことになったり、あるいは例えばフォトトランジスタでの明るさ検出の場合には1点による明るさ検出となってしまい、面の表示領域に対して明るさを検出できる位置に偏りが生じるため、周囲の明るさ環境を的確に検出することが難しいという課題があった。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、周囲の明るさ環境に応じて発光輝度を正確にコントロールすることが可能な有機EL表示装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、有機EL素子を含む発光画素がマトリクス状に配置されてなる表示画素領域を有する有機EL表示装置において、表示画素領域の有機EL素子を発光素子または受光素子として機能させる。具体的には、1フィールド期間における有機EL素子の非発光期間に当該有機EL素子を受光素子として機能させる。そして、受光素子として機能するときの有機EL素子の受光出力に基づいて、発光素子として機能するときの有機EL素子の発光輝度を制御する。具体的には、RGBの各有機EL素子の受光特性に合わせてこれら有機EL素子の受光出力に電気的補正を掛けて各発光時間を制御する。
【0008】
上記構成の有機EL表示装置において、表示画素領域の有機EL素子を、表示画素領域の周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用することで、パネル外部に特別な受光素子を設ける必要がなくなる。また、R,G,Bの有機EL素子が、それぞれの発光特性と同様に受光特性を持つことから、その受光特性に合わせてR,G,Bの各検出値に電気的補正を掛けて発光輝度の制御を行うようにしていることにより、特定の波長の光に左右されることなく、広い波長帯域で周囲の明るさを検出できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0010】
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示す正面図である。図1から明らかなように、本実施形態に係る有機EL表示装置はその正面側に、画像表示を行う表示画素領域11と、この表示画素領域11の周囲の明るさ、即ち表示画素領域11に対する照度を検出する受光画素領域12と、ブランド名、メーカー名などのマーク(本例では、「DISPLAY」)を表示するバッチ領域13とを有する構成となっている。
【0011】
表示画素領域11は、走査線およびデータ線がマトリクス状に配線され、その交差部に有機EL素子を含む発光画素が配置された構成となっている。発光画素は、能動素子として例えばポリシリコン薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)を用い、当該薄膜トランジスタを形成した基板上に有機EL素子を形成した構成となっている。図2に、発光画素の回路構成の一例を示す。
【0012】
図2から明らかなように、発光画素回路は、アノードが例えばグランド(GND)に接続された有機EL素子21と、ドレインが有機EL素子21のカソードに、ソースが例えば負電源Vssにそれぞれ接続されたTFT22と、このTFT22のゲートと負電源Vssとの間に接続されたキャパシタ23と、ゲートが走査線27に、ドレインがデータ線28にそれぞれ接続されたTFT24と、ドレインがTFT24のソースに、ソースが負電源Vssに、ゲートがTFT22のゲートにそれぞれ接続されたTFT25と、ドレインがTFT25のドレインに、ゲートが制御線29に、ソースがTFT22のゲートにそれぞれ接続されたTFT26とを有する構成となっている。
【0013】
上記構成の発光画素回路は、輝度情報が電流の形で書き込まれる電流書き込み型の画素回路となっている。すなわち、当該画素回路には走査線27が選択された状態において、輝度情報がデータ線28を通して電流として書き込まれる。この電流輝度情報はTFT24によって画素回路内に取り込まれ、TFT25によって電圧輝度情報に変換されてキャパシタ23に保持される。
【0014】
TFT22は、キャパシタ23に保持された電圧輝度情報を電流に変換し、この電流(駆動電流)を有機EL素子21に流すことによって当該有機EL素子21を発光駆動する。これにより、有機EL素子21は、書き込まれた電流輝度情報に応じた輝度で発光する。この書き込まれた輝度情報は、走査線27が非選択となった後もキャパシタ23に保持される。したがって、有機EL素子21はその保持された電圧輝度情報に応じた輝度で発光状態を持続する。
【0015】
この発光状態において、制御線29を通して発光時間制御信号がTFT26のゲートに与えられると、これに応答してTFT26がオン状態となる。これにより、キャパシタ23に保持されていた電圧輝度情報(電荷)がTFT26を通して放電される。そして、TFT22のゲート-ソース間電位がしきい値を下回ると、TFT22がオフ状態となって有機EL素子21への駆動電流の供給を停止する。その結果、発光状態にあった有機EL素子21が非発光状態に移行する。すなわち、TFT26は、制御線29を通して与えられる発光時間制御信号に応じてオン/オフすることによって、有機EL素子21の発光時間をコントロールする。
【0016】
なお、図2には、発光画素回路の一例を示したに過ぎず、これに限られるものではない。すなわち、発光画素回路としては、他の回路構成の電流書き込み型画素回路であっても良く、また電流書き込み型に限らず、輝度情報が電圧の形で書き込まれる電圧書き込み型の画素回路を用いることも可能である。
【0017】
図3は、有機EL素子の構造の一例を示す断面図である。図3から明らかなように、有機EL素子は、透明ガラス等からなる基板31上に、透明導電膜からなる第1の電極(例えば、陽極)32を形成し、その上にさらに正孔輸送層33、発光層34、電子輸送層35および電子注入層36を順次堆積させて有機層37を形成した後、この有機層37の上に金属からなる第2の電極(例えば、陰極)38を形成した構成となっている。かかる構成の有機EL素子21では、第1の電極32と第2の電極38との間に直流電圧Eを印加することで、発光層34において電子と正孔が再結合する際に発光するようになっている。
【0018】
再び図1において、受光画素領域12は、表示画素領域11を囲むようにその周囲に、発光画素を構成する有機EL素子21と同一の構造を有する有機EL素子(図示せず)を含む受光画素が適当な間隔をもって多数配置された構成となっている。ここで、共に有機EL素子で構成される表示画素領域11と受光画素領域12とは同時に形成される。一例として、発光画素と受光画素とはCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって同時に蒸着される。また、画素の形成と同様に、表示画素領域11を保護する保護ガラス14についても、発光画素と受光画素とを同一の同一のガラスで同時に張り合わすことができる。
【0019】
受光画素領域12は、表示画素領域11とは独立した検出用の回路配線を有する。受光画素は発光画素と異なり、マトリクス状にR(赤)G(緑)B(青)の3色を配列して駆動する必要はない。ただし、製造プロセスを考慮した場合は、受光画素領域12もマトリクス配列とすることで、表示画素領域11と共通化する方が望ましい。また、受光画素領域12については、表示画素領域11の周囲の明るさ環境に対して十分な検出感度を得るためにも、可能な限り広い面積とするのが好ましい。
【0020】
図4に、受光画素の回路構成の一例を示す。図4から明らかなように、受光画素回路は、有機EL素子41、検出抵抗R11、電流検出アンプ42、検出抵抗R12、ADコンバータ43および発光時間設定回路44を有する構成となっている。有機EL素子41は例えばグランドと正電源Vddとの間に検出抵抗R11と直列に接続されて受光素子として機能する。有機EL素子41および検出抵抗R11には、有機EL素子41が周囲光(明かり)を受光することで、その周囲光の光量に応じた検出電流Idが流れる。
【0021】
電流検出アンプ42は、検出抵抗R11の両端に各一端がそれぞれ接続された抵抗R13,R14と、これら抵抗R13,R14の各他端に非反転(+)入力端および反転(−)入力端がそれぞれ接続されたオペアンプOPと、このオペアンプOPの出力端にベースが、非反転入力端にコレクタがそれぞれ接続されたバイポーラトランジスタQとを有する構成となっている。検出抵抗R12は、トランジスタQのエミッタとグランドとの間に接続されている。
【0022】
なお、図4の回路例では、有機EL素子41が1個の場合を例に挙げたが、実際には、受光画素領域12には多数の有機EL素子が配置されることになる。したがって、これら多数の有機EL素子に対しては、全てのアノードをグランドに共通に接続するとともに、全てのカソードを検出抵抗R11に共通に接続するようにすれば良い。これにより、多数の有機EL素子で検出した明るさの平均値を検出抵抗R11で検出できることになる。
【0023】
ここで、受光画素領域12の具体的な構成例について説明する。表示画素領域11のサイズ(ディスプレイサイズ)を例えば15インチとするとき、表示画素領域11の周囲それぞれ例えば1cmずつを受光画素領域12とする。そして、受光素子(有機EL素子)材料として、アノード電極にITO(200nm)、有機材料にCuPc(15nm)、α−NPD(45nm)、Alq3(50nm)、カソード電極にMgAg(100nm)を用いる。
【0024】
これは、表示画素領域11の有機EL素子を作成する場合と同一条件に設定した場合の例である。この条件で形成された受光素子(有機EL素子)では、暗所における検出電流Idがほとんどゼロであるのに対して、一般的な蛍光灯の照明(およそ250ルクス)の下において、バイアス電圧7Vで42mA/m2 の特性が得られることが本願発明者によって確認されている。
【0025】
ここで、15インチディスプレイの外周それぞれ1cmずつ受光画素領域12が形成されており、このときの受光画素領域12の面積が0.0114m2であることから、42mA/m2 ×0.0114m2=0.479mA、つまり約0.5mAの検出電流Idが有機EL素子41および検出抵抗R11に流れることになる。よって、検出抵抗R11の抵抗値を例えば100Ω、電流検出アンプ42を20倍程度に設定すると、約0.5mAの検出電流Idを検出抵抗R12によって約1Vの検出電圧Vdとして得られる。
【0026】
この検出電圧Vdは、ADコンバータ43によって例えば4ビットのデジタルデータに変換される。ここでは、4ビットのAD変換を行う場合を例に挙げているが、4ビットに限られるものではない。ビット数は多い方が細かな制御が可能となるため、できるだけ多い方が望ましい。デジタル化されたデータは、発光時間設定回路44に与えられる。
【0027】
発光時間設定回路44は、例えば検出電圧Vdと発光画素の発光時間との対応表を参照テーブル(LUT)として持っており、当該参照テーブルに従ってADコンバータ43から供給される検出電圧Vdに対応するデジタルデータから1フィールド期間における発光画素(有機EL素子21)の発光時間を決定する。この発光時間の制御は、発光時間設定回路44で1フィールド期間ごとに発光時間が設定された発光時間制御信号により、図2において、制御線29を通してTFT26をオン/オフ制御することによって実現できる
【0028】
発光時間の実際の値としては、リフレッシュレートが60Hzの信号の場合、1フィールドすべての時間について有機EL素子21を発光させると約16.67msであり、これを100%とする。また、このときの有機EL素子21は、一定の電流値において50%の発光時間で約300cd/m2の発光輝度が得られるように設計されている。
【0029】
ここで、表示画素領域11の周囲が暗く、受光素子である有機EL素子41による検出電流Idが小さい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子21)の発光時間を短く設定し、図5(B)に示すように、例えば25%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は150cd/m2に制御され、表示画面の明るさが制限されることにより、暗い環境下であっても適切な明るさで表示画像を見ることができる。
【0030】
逆に、表示画素領域11の周囲が明るく、有機EL素子41による検出電流Idが大きい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子21)の発光時間を長く設定し、図5(A)に示すように、例えば50%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は300cd/m2に制御され、暗い環境での輝度に比べて2倍の明るさで発光するため、明るい環境下においても最適な明るさで表示画像を見ることができる。
【0031】
なお、以上述べた表示画素領域11の周囲の明るさ環境に応じた発光時間の制御はあくまでも一例であり、制御の可変範囲をさらに大きく設定することも可能である。
【0032】
上述したように、第1実施形態に係る有機EL表示装置においては、表示画素領域11の周囲の明るさを検出するための受光素子として、表示画素領域11の発光画素と同じ有機EL素子を用いることにより、フォトトランジスタなどの専用の受光素子を別途設けなくても明るさを検出できるため、低コストにて周囲の明るさ環境に応じた最適な画像表示が可能になるとともに、EL素子を蒸着プロセスによって構成する場合においても特別な工程を必要とせず、同時に作成することができる。
【0033】
そして、周囲の明るさ環境に応じて表示画素領域11の発光画素の輝度を制御することにより、次のような作用効果を得ることができる。先ず、無駄な消費電力による温度上昇を抑制し、発光画素の特性変化を最小限に抑えることが可能になる。また、寝室におけるパーソナルユースのテレビジョンを考えると、夜間に視聴する場合も、朝あるいは昼間に視聴する場合においても、それぞれの状況の明るさ環境に応じた最適な制御で発光輝度を設定できるため、画質を損なうことがない。さらに、カーナビゲーションに代表される車載型ディスプレイにおいても、従来の液晶表示装置がバックライトのコントロールによって発光輝度を制御しているのと同様な効果を、有機EL表示装置にて容易に実現可能となる。
【0034】
また、先述したように、有機EL素子は応答速度が速いことが知られており、この応答速度の速い有機EL素子を受光素子として用いることにより、周囲の明るさの変化を迅速に検出して、有機EL素子21の発光輝度の制御に反映させることができる。特に、受光画素領域12の有機EL素子41を、表示画素領域11を囲むようにその周囲に多数配置しているため、表示画面が受ける周囲の明るさを的確に検出できるため、周囲の明るさ環境に応じたより正確な輝度制御を実現できる。
【0035】
なお、上記実施形態では、表示画素領域11の周囲の明るさに応じた発光輝度の制御を、有機EL素子21の発光時間を制御することによって行う場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、有機EL素子21の輝度は入力データの関数であるため、有機EL素子21の駆動電流を制御することによっても、上記の場合と同様に、有機EL素子21の発光輝度を制御することが可能である。
【0036】
ただし、有機EL素子21の発光時間を制御、具体的にはアクティブマトリクス型において、1画素が1フィールド期間に発光する時間をコントロールし、発光輝度を調整するようにした方が、コントラストや階調性能など画質性能を劣化させることなく、発光輝度を調整できる利点がある。
【0037】
また、上記実施形態においては、周囲の明るさ検出および発光輝度の制御を常時行い、周囲の明るさに応じて発光輝度をリニアにコントロールすることを前提としているが、例えばカーナビゲーションに代表されるように、昼モードと夜モードの2段階切り替えを始め、数段階に切り替えるコントロール方法もアプリケーションによっては有効な方法である。これらの切り替えについては、図4の発光時間設定回路44で行うようにすれば良い。
【0038】
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示す正面図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。図6から明らかなように、本実施形態に係る有機EL表示装置はその正面側に、画像表示を行う表示画素領域11とそれを保持するフレーム15とを有し、フレーム15の下部の中央には、ブランド名、メーカー名などのマーク(本例では、「DISPLAY」)を表示するバッチ領域13が第2の表示画素領域として設けられた構成となっている。
【0039】
表示画素領域11は、第1実施形態の場合と同様に、走査線およびデータ線がマトリクス状に配線され、その交差部に有機EL素子を含む発光画素が配置された構成となっている。バッチ領域13のフレーム部分は透明となっており、文字については、有機EL素子によって表示されるようになっている。このバッチ領域13の有機EL素子は、文字等の画表示を行う発光素子として機能とすると同時に、受光素子としても機能する。有機EL素子が受光素子としての機能を併せ持つことは周知である。
【0040】
バッチ領域13の発光/受光画素は、表示画素領域11の発光画素と同時に形成される。例えば、表示画素領域11の発光画素とバッチ領域13の発光/受光画素とはCVD法によって同時に蒸着される。バッチ領域13においては、有機EL素子が発光素子および受光素子の両機能を持つことから、表示画素領域11とは独立した回路配線を有する。また、バッチ領域13の発光/受光画素については、表示画素領域11の発光画素と異なり、マトリクス状にRGBの3色を配列して駆動する必要はない。ただし、文字部分を白色で発光させる場合は、表示画素領域11の発光画素と同様に、マトリクス状にRGBの3色を配列して駆動する必要がある。
【0041】
図7は、バッチ領域13の発光/受光画素の回路構成の一例を示す回路図である。図7から明らかなように、発光/受光画素回路は、有機EL素子51と、この有機EL素子51を発光素子として機能させるか、受光素子として機能させるかを切り替える切替スイッチ52と、有機EL素子51が発光素子として機能するときにこれを駆動する画素駆動回路53と、有機EL素子51が受光素子として機能するときに有機EL素子51に流れる電流Idを検出する検出回路54とを有する構成となっている。
【0042】
本回路例においては、有機EL素子51が1個の場合を例に挙げているが、実際には、バッチ領域13には表示する文字に応じて多数の有機EL素子が配置され、また文字部分を白色で発光させる場合は有機EL素子の数がさらに多数となる。したがって、これら多数の有機EL素子に対しては、全てのアノードをグランドに共通に接続するとともに、切替スイッチ52の固定接点B側を共通に接続するようにすれば良い。
【0043】
画素駆動回路53は、負電源Vssと切替スイッチ52の一方の固定接点Aとの間に接続された駆動トランジスタTFTと、負電源VssとトランジスタTFTのゲートとの間に接続された抵抗R21と、この抵抗R21に対して並列に接続されたキャパシタCと、トランジスタTFTのゲートとグランドとの間に接続された抵抗R22とからなる定電流源の構成となっている。
【0044】
検出回路54は、第1実施形態の受光画素回路(図4を参照)と同じ構成となっている。ただし、検出抵抗R11のグランド側の端部は切替スイッチ52の他方の固定接点Bに接続されている。
【0045】
次に、上記構成の発光/受光画素回路の回路動作について説明する。有機EL素子51を通常発光させて使用しているとき、即ちバッチ領域13において文字を有機EL素子51によって発光表示しているとき、切替スイッチ52は固定接点A側に切り替わっており、定電流源からなる画素駆動回路53によって一定の電流(通常発光時電流In)にて有機EL素子51が駆動されることで、当該有機EL素子51は発光状態にある。
【0046】
ディスプレイの電源を入れたときや、意図的に周囲の明るさを検出したいときは、切替スイッチ52を固定接点B側に切り替える。この切り替えは、手動で行っても良いし、また自動的に行うようにすることも可能である。また、周囲の明るさを常に監視する場合は、ADコンバータ43と発光時間設定回路44、さらにはディスプレイの垂直走査タイミングと同期をとることによって、数10μsという時間、即ち視覚的に認識できない程度の早さで切替スイッチ52を切り替えることにより、周囲の明るさを常時検出することが可能となる。
【0047】
この検出時の電流は、明るさ検出電流Idとして検出抵抗R11に流れる。以降の検出動作は、第1実施形態の受光画素回路の場合と同じである。すなわち、明るさ検出電流Idは、電流検出アンプ42によって増幅されることにより、検出抵抗R12の両端に検出電圧Vdとして現れる。この検出電圧Vdは、ADコンバータ43によって例えば4ビットのデジタルデータに変換される。発光時間設定回路44は、参照テーブル(LUT)に従ってADコンバータ43から供給される検出電圧Vdに対応するデジタルデータから1フィールドにおける発光画素(有機EL素子21)の発光時間を決定する。
【0048】
ここで、表示画素領域11の周囲が暗く、受光素子である有機EL素子51による検出電流Idが小さい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子21)の発光時間を短く設定し、例えば25%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は150cd/m2に制御され、表示画面の明るさが制限されることにより、暗い環境下であっても適切な明るさで表示画像を見ることができる。
【0049】
逆に、表示画素領域11の周囲が明るく、有機EL素子51による検出電流Idが大きい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子21)の発光時間を長く設定し、例えば50%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は300cd/m2に制御され、暗い環境での輝度に比べて2倍の明るさで発光するため、明るい環境下においても最適な明るさで表示画像を見ることができる。
【0050】
なお、以上述べた表示画素領域11の周囲の明るさ環境に応じた発光時間の制御はあくまでも一例であり、制御の可変範囲をさらに大きく設定することも可能である。
【0051】
上述したように、第2実施形態に係る有機EL表示装置においては、第1実施形態に係る有機EL表示装置の作用効果に加えて、バッチ領域13の有機EL素子を、表示画素領域11の周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用することで、専用の受光画素領域を設ける必要がないため、ディスプレイの外観に特別な制約なく周囲の明るさの検出が可能になる。
【0052】
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置は、その基本的な外観構成が第2実施形態に係る有機EL表示装置(図6を参照)と同じである。違うのは、第2実施形態に係る有機EL表示装置では、バッチ領域13の有機EL素子を、周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用していたのに対して、第3実施形態に係る有機EL表示装置では、表示画素領域11の発光画素を周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用するようにしている点にある。
【0053】
本実施形態に係る有機EL表示装置においては、表示画素領域11の有機EL素子(図2の有機EL素子21に相当)の駆動を、垂直走査タイミング内で発光用と受光用とに切り替えることにより、発光素子としての有機EL素子に受光素子としての機能を持たせている。具体的には、1フィールド期間における発光時間を制御することによって発光輝度を決定するアクティブマトリクス型有機EL表示装置において、図5のタイミングチャートに示すように、発光時間を25%〜50%に設定するのが一般的であることから、その非発光時間を受光期間に割り当てるようにする。この場合、受光期間として75%〜50%の期間を確保でき、しかも有機EL素子は応答性に優れているため、周囲の明るさを確実に検出できる。
【0054】
図8は、表示画素領域11の有機EL素子を受光素子として兼用する場合の発光/受光画素の回路構成の一例を示す回路図である。本構成例に係る発光/受光画素回路は、RGB3色それぞれについて一つ以上設けられる。
【0055】
具体的には、R(赤)の発光/受光画素回路は、有機EL素子61Rと、この有機EL素子61Rを発光素子として機能させるか、受光素子として機能させるかを切り替える切替スイッチ62Rと、有機EL素子61Rが発光素子として機能するときにこれを入力信号に応じて駆動する画素駆動回路63Rと、有機EL素子61Rが受光素子として機能するときに有機EL素子61Rに流れる電流Idを検出する検出回路64Rとを有する構成となっている。
【0056】
G(緑)の発光/受光画素回路も同様に、有機EL素子61G、切替スイッチ62G、画素駆動回路63Gおよび検出回路64Gを有し、B(青)の発光/受光画素回路も同様に、有機EL素子61B、切替スイッチ62B、画素駆動回路63Bおよび検出回路64Bを有する構成となっている。なお、表示画素領域11内にはRGBごとに多数の有機EL素子が配置されていることから、これら多数の有機EL素子に対しては、全てのアノードをグランドに共通に接続するとともに、切替スイッチ52の固定接点B側を共通に接続するようにすれば良い。
【0057】
切替スイッチ62R,62G,62Bは、発光時間制御信号がアクティブのとき固定接点A側に切り替わり、発光時間制御信号が非アクティブのとき固定接点B側に切り替わる。画素駆動回路63R,63G,63Bとしては、第1実施形態の画素回路(図2を参照)と同じ構成のものが用いられる。また、検出回路64R,64G,64Bとしては、第1実施形態の受光画素回路(図4を参照)と同じ構成のものが用いられる。ただし、検出回路64R,64G,64Bにおいて、検出抵抗R11、電流検出アンプ42、検出抵抗R12およびADコンバータ43については各色ごとに設けられるものの、発光時間設定回路44については各色に対して共通に設けられることになる。
【0058】
次に、上記構成の発光/受光画素回路の回路動作について説明する。先ず、発光時間制御信号がアクティブのときは、切替スイッチ62R,62G,62Bは固定接点A側に切り替わる。これにより、画素駆動回路63R,63G,63Bは、入力データ(輝度データ)に応じて有機EL素子61R,61G,61Bを発光駆動する。このとき、有機EL素子61R,61G,61Bの1フィールド期間における発光時間は、図5のタイミングチャートから明らかなように、25%〜50%に設定されるのが一般的である。
【0059】
次に、発光時間制御信号が非アクティブのとき、即ち画素が非発光状態にあるときは、切替スイッチ62R,62G,62Bは固定接点B側に切り替わる。これにより、それまで発光素子として機能していた有機EL素子61R,61G,61Bが受光素子として機能する。そして、各色ごとにすべての画素について、周囲の明るさに応じて電流IdR,IdG,IdBが各色ごとの検出抵抗R11R,R11G,R11Bに流れる。
【0060】
以降の検出動作は、第1実施形態の受光画素回路の場合と同じである。すなわち、各色ごとの明るさ検出電流IdR,IdG,IdBは、電流検出アンプ42R,42G,42Bによって増幅されることにより、検出抵抗R12R,R12G,R12Bの両端に検出電圧VdR,VdG,VdBとして現れる。これら検出電圧VdR,VdG,VdBは、ADコンバータ43R,43G,43Bによって例えば4ビットのデジタルデータに変換されて発光時間設定回路44に供給される。
【0061】
発光時間設定回路44では、RGBそれぞれの有機EL素子61R,61G,61Bの特性に合わせた演算が行われる。例えば、図9に示す有機EL素子の受光特性からも明らかなように、有機EL素子の受光出力レベルは、赤に対して青が1/2、緑が1/6というデータとなる。そこで、青の受光データを2倍、緑の受光データを6倍とする演算を行うことで、より平均化された受光データを得ることができる。
【0062】
また、一般的な白色レベルを検出するために、R:G:B=3:6:1という値になるように演算を行うことで、検出する波長レベルの整合をとることもできる。発光時間設定回路44は、上記演算によって得られた結果を基に、参照テーブル(LUT)に従って1フィールド期間における発光画素(有機EL素子61R,61G,61B)の発光時間を決定する。
【0063】
ここで、表示画素領域11の周囲が暗く、有機EL素子61R,61G,61Bによる検出電流IdR,IdG,IdBが小さい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子61R,61G,61B)の発光時間を短く設定し、例えば25%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は150cd/m2に制御され、表示画面の明るさが制限されることにより、暗い環境下であっても適切な明るさで表示画像を見ることができる。
【0064】
逆に、表示画素領域11の周囲が明るく、有機EL素子61R,61G,61Bによる検出電流IdR,IdG,IdBが大きい場合、発光時間設定回路44は参照テーブルに従い、発光画素(有機EL素子61R,61G,61B)の発光時間を長く設定し、例えば50%とする。これにより、このディスプレイの最大輝度は300cd/m2に制御され、暗い環境での輝度に比べて2倍の明るさで発光するため、明るい環境下においても最適な明るさで表示画像を見ることができる。
【0065】
なお、以上述べた表示画素領域11の周囲の明るさ環境に応じた発光時間の制御はあくまでも一例であり、制御の可変範囲をさらに大きく設定することも可能である。
【0066】
上述したように、第3実施形態に係る有機EL表示装置においては、第1実施形態に係る有機EL表示装置の作用効果に加えて、表示画素領域11の有機EL素子を、表示画素領域11の周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用することで、パネル外部に特別な受光素子を設ける必要がないため、外観上は全くそのままで周囲の明るさ状況に応じた発光輝度の制御を行うことができるとともに、フォトトランジスタなどの1点による観測とは異なり、周囲の明るさ状況を平均的に観測することができる。
【0067】
また、R,G,Bの有機EL素子が、それぞれの発光特性と同様に受光特性を持つことから、その受光特性に合わせてR,G,Bの各検出値に電気的補正を掛けて発光輝度の制御を行うようにしていることにより、特定の波長の光に左右されることなく、広い波長帯域で周囲の明るさを検出でき、安定した発光輝度の制御を行うことができるため、周囲の明るさ環境に応じた良好な画像表示が可能になる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、有機EL素子を含む発光画素がマトリクス状に配置されてなる表示画素領域を有する有機EL表示装置において、表示画素領域の有機EL素子を、表示画素領域の周囲の明るさを検出するための受光素子として兼用することにより、パネル外部に特別な受光素子を設ける必要がないため、外観上は全くそのままで周囲の明るさ状況に応じた発光輝度の制御を行うことができるとともに、フォトトランジスタなどの1点による観測とは異なり、周囲の明るさ状況を平均的に観測できる。
また、R,G,Bの有機EL素子の受光特性に合わせてR,G,Bの各検出値に電気的補正を掛けて発光輝度の制御を行うことにより、特定の波長の光に左右されることなく、広い波長帯域で周囲の明るさを検出でき、安定した発光輝度の制御を行うことができるため、周囲の明るさ環境に応じた良好な画像表示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示す正面図である。
【図2】発光画素の回路構成の一例を示す回路図である。
【図3】有機EL素子の構造の一例を示す断面図である。
【図4】第1実施形態に係る有機EL表示装置における受光画素の回路構成の一例を示す回路図である。
【図5】発光時間による輝度制御を示すタイミングチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示す正面図である。
【図7】第2実施形態に係る有機EL表示装置における発光/受光画素の回路構成の一例を示す回路図である。
【図8】第3実施形態に係る有機EL表示装置における発光/受光画素の回路構成の一例を示す回路図である。
【図9】R,G,Bの各有機EL素子の受光特性を示す特性図である。
【符号の説明】
11…表示画素領域、12…受光画素領域、13…バッチ領域、14…保護ガラス、15…フレーム、21,41,51,61R,61G,61B…有機EL素子、42,42R,42G,42B…電流検出アンプ、43,43R,43G,43B…ADコンバータ、44…発光時間設定回路、52,52R,52G,52B…切替スイッチ、53,53R,53G,53B…画素駆動回路、54,54R,54G,54B…検出回路
Claims (1)
- 有機EL素子を含む発光画素がマトリクス状に配置されてなる表示画素領域と、
前記表示画素領域の有機EL素子を発光素子または受光素子として機能させる切替手段と、
前記切替手段の切り替えによって受光素子として機能するときの前記有機EL素子の受光出力に基づいて、前記切替手段の切り替えによって発光素子として機能するときの前記有機EL素子の発光輝度を制御する制御手段とを備え、
前記切替手段は、1フィールド期間における前記有機EL素子の非発光期間に当該有機EL素子を受光素子として機能させ、
前記制御手段は、R(赤)G(緑)B(青)の各有機EL素子の受光特性に合わせてこれら有機EL素子の受光出力に電気的補正を掛けて各発光時間を制御する
ことを特徴とする有機EL表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002144225A JP4099572B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 有機el表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002144225A JP4099572B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 有機el表示装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008003893A Division JP4613963B2 (ja) | 2008-01-11 | 2008-01-11 | 有機el表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003338372A JP2003338372A (ja) | 2003-11-28 |
JP4099572B2 true JP4099572B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=29703958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002144225A Expired - Fee Related JP4099572B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 有機el表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4099572B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7227517B2 (en) | 2001-08-23 | 2007-06-05 | Seiko Epson Corporation | Electronic device driving method, electronic device, semiconductor integrated circuit, and electronic apparatus |
JP2008112191A (ja) * | 2001-08-23 | 2008-05-15 | Seiko Epson Corp | 電子装置の駆動方法、電子装置、半導体集積回路及び電子機器 |
US7026597B2 (en) * | 2003-04-09 | 2006-04-11 | Eastman Kodak Company | OLED display with integrated elongated photosensor |
JP4192819B2 (ja) | 2004-03-19 | 2008-12-10 | ソニー株式会社 | 情報処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
JP2005308857A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Sony Corp | アクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法 |
JP2006106294A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
JP2006209054A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | 照明装置及びこれを用いた表示装置 |
KR100707638B1 (ko) | 2005-04-28 | 2007-04-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광 표시장치 및 그의 구동 방법 |
JP2007003640A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Tohoku Pioneer Corp | 自発光パネル |
JP4984874B2 (ja) * | 2006-12-18 | 2012-07-25 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電気光学装置の製造方法 |
WO2021053459A1 (ja) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4114216B2 (ja) * | 1997-05-29 | 2008-07-09 | カシオ計算機株式会社 | 表示装置及びその駆動方法 |
JPH10312173A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Pioneer Electron Corp | 画像表示装置 |
JP3792950B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2006-07-05 | セイコーインスツル株式会社 | 有機el表示装置、及び、有機el素子の駆動方法 |
JP2001085160A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-03-30 | Nec Corp | 発光出力補正機能付き発光素子 |
JP4145495B2 (ja) * | 2000-01-11 | 2008-09-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、コンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置、ゲーム機器、携帯情報端末、及び画像再生装置 |
JP5110748B2 (ja) * | 2000-06-06 | 2012-12-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
JP2003308046A (ja) * | 2002-02-18 | 2003-10-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 表示装置 |
-
2002
- 2002-05-20 JP JP2002144225A patent/JP4099572B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003338372A (ja) | 2003-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7893892B2 (en) | Image display device and the color balance adjustment method | |
EP1444683B1 (en) | Display driver circuits for electro-optic displays | |
KR100829286B1 (ko) | 화상 표시 장치 | |
US7605792B2 (en) | Driving method and circuit for automatic voltage output of active matrix organic light emitting device and data drive circuit using the same | |
JP5449641B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2002229513A (ja) | 有機el表示パネルの駆動装置 | |
US7812794B2 (en) | Display device and driving method thereof | |
US7321350B2 (en) | Image display | |
WO2002075711A1 (fr) | Ecran auto-lumineux | |
EP1516310A2 (en) | Data driver circuit for oled display | |
AU2003265682A1 (en) | Full-color electronic display with separate power supply lines | |
JP4099572B2 (ja) | 有機el表示装置 | |
US20080252572A1 (en) | Organic electroluminescent display and image correction method thereof | |
CN112599099B (zh) | 像素驱动电路及其像素驱动方法 | |
TW200425012A (en) | Display device | |
JP2004004759A (ja) | 自発光素子の駆動装置 | |
KR20000035708A (ko) | 전자 발광 표시 장치 | |
JP4613963B2 (ja) | 有機el表示装置 | |
JP2002341790A (ja) | 表示画素回路 | |
JP2003108073A (ja) | 自己発光型表示装置 | |
JP2003131619A (ja) | 自己発光型表示装置 | |
JP5192208B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP2008171020A (ja) | 画像表示装置と色バランス調整方法 | |
JP2002341829A (ja) | 表示画素回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050418 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071022 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071113 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080111 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080303 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |