JP6192431B2 - 有機ｅｌ表示装置の駆動方法、及び有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

有機ｅｌ表示装置の駆動方法、及び有機ｅｌ表示装置 Download PDF

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Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス（ELECTROLUMINESCENCE：ＥＬ）表示装置及びその駆動方法に関する。
有機ＥＬ表示装置は有機発光素子である有機発光ダイオード（ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE：ＯＬＥＤ）が発する光を用いて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等の複数色を生成しカラー画像を表示する。画像表示領域に２次元配列される各画素は互いに異なる色の光を発する複数種類のサブピクセルで構成される。各サブピクセルの発光強度は独立して制御でき、それらの発光強度のバランスに応じて画素は様々な色を表現することができる。
複数色の生成の仕組みの１つとして、白色発光のＯＬＥＤとカラーフィルタとを組み合わせる構成がある。当該構成では各サブピクセルのＯＬＥＤは共通した白色で発光し、ＯＬＥＤの発光を出射させる表示面側にサブピクセルの色に対応して透過色が異なるカラーフィルタを配置する。
白色発光のＯＬＥＤの構造として、発光層が複数の発光材料を含有する単層からなる構造（単層型）、発光層が異なる色の複数の発光層（色別発光層）を積層したものである構造（積層型）などがある。積層型のＯＬＥＤは、複数の色別発光層を直接積層した構造（シングルユニット構造）と、複数の色別発光層を光透過性の中間層を介して電気的に直列接続した構造（マルチユニット構造、又はタンデム構造）とに分けられる。
単層型の白色発光ＯＬＥＤにおいて複数の発光材料の混合量を調整して所望の色温度の白色発光を得ようとすると、混合量の適切な条件を決定するために微妙な調整が必要となり、また当該適切な条件を満たすようにするには混合量の厳密な制御が可能な成膜装置が必要となるという問題がある。そのため、現在、主に検討されているのは積層型であり、特にタンデム構造が注目を集めている。
特開２００８−１９１５３９号公報 特開２０１１−１４１４１２号公報
白色発光ＯＬＥＤに所望される色温度は、それを用いる表示装置の製品に依存し得る。これは、有機ＥＬ表示装置を設計する際に、ＯＬＥＤの特性だけでなくカラーフィルタの特性や映像信号処理の特性など種々の要因が画像の色の特性に影響を与えると共に、そもそも目的とする色再現性などの特性自体が製品によって異なり得るからである。
しかし、製品に応じて、白色発光ＯＬＥＤの色温度を変えた表示パネルを設計したり製造したりすることは大変であり、またコスト増の要因となるという問題があった。
また、個々の有機ＥＬ表示装置にてそのエンドユーザが画像の色合いを調整できると便利であるが、それを映像信号処理で実現しようとするとその分、演算負荷が増加するので、より高速の演算装置が必要となったり処理回路の規模が大きくなったりするという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、有機ＥＬ表示装置において、白色発光ＯＬＥＤの色温度の調節が可能な駆動方法、構造を提供することを目的とする。
（１）本発明に係る有機ＥＬ表示装置の駆動方法は、異なる色の複数の発光材料を含んだ発光層を備え駆動電流に応じた強度で発光する有機発光素子が二次元配列された有機ＥＬ表示装置の駆動方法であって、前記有機発光素子の発光をユーザからの指示に応じた色合いにするべく、前記有機発光素子に供給する前記駆動電流を変化させ、前記駆動電流の変化前後にて発光輝度を維持するべく、前記駆動電流の変化に反比例して前記有機発光素子の発光デューティを変化させる。
（２）上記（１）に記載する駆動方法は、前記発光層が互いに異なる色の発光材料を含んだ複数の色別発光層を積層してなる有機ＥＬ表示装置に適用することができる。
（３）上記（２）において、前記有機発光素子は、異なる色の複数の発光ユニットを直列接続したタンデム構造とすることができる。
（４）上記（１）から（３）において、前記発光層における前記複数の発光材料の含有量は、発光色の波長が短いものほど多くすることができる。
（５）本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、異なる色の複数の発光材料を含んだ発光層を備え駆動電流に応じた強度で発光する有機発光素子を画素ごとに配置された有機ＥＬ表示装置であって、パルス幅が発光デューティを規定する発光制御パルスを入力され、表示される画像に応じた画素値と前記発光制御パルスのパルス電圧とに応じた電流密度の前記駆動電流を前記有機発光素子に供給する画素回路と、前記パルス電圧と前記駆動電流に応じて変化する前記有機発光素子の発光色との相関関係を記憶した記憶部と、ユーザからの発光色に関する指示を入力され、当該指示に応じた前記発光制御パルスを前記画素回路に供給する回路であって、前記相関関係に基づき前記指示に係る発光色に対応する前記パルス電圧を設定し、前記パルス電圧の変更に対し、当該パルス電圧に応じた前記駆動電流の変化に反比例して前記パルス幅を変化させる駆動回路と、を有する。
本発明によれば、白色発光ＯＬＥＤに流れる駆動電流の電流密度に応じた発光の色合いの変化を利用することで、ＯＬＥＤの構造が共通である表示パネルを、表示パネルに対し異なる色温度を要求する複数の有機ＥＬ表示装置に用いることができ、ＯＬＥＤの設計、製造上の負荷が軽減され、また有機ＥＬ表示装置のコスト低減が図られる。また、個々の有機ＥＬ表示装置において画像の色合いを簡易に調節することが可能となる。
本発明の実施形態である有機ＥＬ表示装置の表示パネルの模式的な平面図である。 図１に示すII−II線に沿った位置での表示パネルの模式的な垂直断面図である。 図２に示すIII−III線に沿ったＯＬＥＤの模式的な垂直断面図である。 本発明の実施形態である有機ＥＬ表示装置の主に表示パネルに形成される部分の概略の構成を示す模式的な回路図である。 画素回路の概略の回路図である。 画素回路の動作を説明する模式的なタイミング図である。 ＯＬＥＤに供給する駆動電流の電流密度とＯＬＥＤの色度との関係の測定結果の一例を示すグラフである。 電流密度に応じて発光デューティを変化させる制御部の処理の例を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
図１は実施形態である有機ＥＬ表示装置の表示パネル２の模式的な平面図である。本実施形態の表示パネル２はカラー画像を表示し、カラー画像における画素は例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する光を出射する画素（サブピクセル）で構成される。以下の説明では、記載を簡潔にするためにＲＧＢサブピクセルをＲＧＢ画素と表す。
本実施形態ではＲ画素４Ｒ、Ｇ画素４Ｇ、Ｂ画素４Ｂが表示領域にストライプ配列される例を説明する。当該配列では、画像の垂直方向に同じ種類（色）の画素が並び、水平方向にＲＧＢが周期的に並ぶ。なお、図１においてＲ画素４Ｒ、Ｇ画素４Ｇ、Ｂ画素４Ｂはそれぞれ有効な発光領域を模式的に示しており、それらの間の領域はバンクに対応している。
図２は図１に示すII−II線に沿った位置での表示パネル２の模式的な垂直断面図である。表示パネル２は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板１２とを、充填材１４を間に挟んで貼り合わせた構造を有する。
ＴＦＴ基板１０はガラス基板２０上に回路部２２、絶縁膜２４、ＯＬＥＤ部２６及び封止膜２８などを積層される。
回路部２２は映像信号に応じた電流をＯＬＥＤ部２６に供給して発光させる電子回路であり、配線やＴＦＴなどの回路素子からなり、ガラス基板２０の表面に形成される。例えば、表示領域には電源線や画素回路などが形成される。また、表示領域の外側には表示領域の駆動回路が形成されたり、外部回路につながるフレキシブル基板等が接続されたりする。
絶縁膜２４は回路部２２を覆ってガラス基板２０表面に積層されれ、画素ごとに設けられる画素回路の相互間や、下部電極３０と回路部２２との間などを電気的に絶縁する。絶縁膜２４は例えば酸化シリコン（ＳＩＯ２）や窒化シリコン（ＳＩＮ）等で形成される。
ＯＬＥＤ部２６は下部電極３０、有機材料積層部３２、上部電極３４及びバンク３６を含んで構成される。
下部電極３０及び上部電極３４とこれらの間に挟持される有機材料積層部３２とはＯＬＥＤを構成する。上部電極３４は基本的に表示領域の全画素の有機材料積層部３２に共通に接触する共通電極である。一方、下部電極３０は画素ごとに分離して形成され、コンタクトホール３８を介して回路部２２と電気的に接続される。本実施形態では上部電極３４がＯＬＥＤの陰極をなし、下部電極３０が陽極をなす。上部電極３４及び下部電極３０は例えば、ＩＺＯ（INDIUM ZINC OXIDE）やＩＴＯ（INDIUM TIN OXIDE）等の透明導電材を用いて形成される。有機材料積層部３２は後述する発光層を備え、発光層は両電極に印加される電圧に応じて正孔及び電子を注入され、それらの再結合により発光する。
バンク３６はＲＧＢ各画素の境界に絶縁層で形成され、下部電極３０間を電気的に分離する。
封止膜２８はＯＬＥＤ部２６の上に積層される。ＯＬＥＤの特性が水分によって劣化することに対応して、封止膜２８は充填材１４に含まれる水分からＯＬＥＤを保護する防湿機能を有する。例えば、封止膜２８はＳＩＮからなる。
カラーフィルタ基板１２は、ガラス基板４０上にカラーフィルタ４２、ブラックマトリクス４４、オーバーコート層４６を含む積層構造を形成される。
カラーフィルタ４２はガラス基板４０の表面に積層される。カラーフィルタ４２は光透過性の樹脂材料等で形成され、顔料等により複数の色に着色される。例えば、カラーフィルタ４２は色レジストで形成される。本実施形態ではＲ画素４Ｒ、Ｇ画素４Ｇ、Ｂ画素４Ｂに対応してカラーフィルタ４２として赤色（Ｒ）フィルタ４２Ｒ、緑色（Ｇ）フィルタ４２Ｇ及び青色（Ｂ）フィルタ４２Ｂが設けられる。
カラーフィルタ間の境界にはブラックマトリクス４４がクロム（ＣＲ）等からなる遮光膜をパターニングして形成される。
オーバーコート層４６は、上述したカラーフィルタ４２及びブラックマトリクス４４が積層されたガラス基板４０の表面を覆う。オーバーコート層４６は例えばアクリル樹脂等の透明な樹脂材料で作られる。
ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板１２とは間隙を設けて対向配置され、表示領域を囲んで当該間隙にはダム材（シール材）（不図示）が配され、表示領域の間隙を密閉する。充填材１４（フィル材）はダム材の内側の間隙に充填される。ダム材及び充填材１４は硬化して両基板を接着する。
図３は表示パネル２におけるＯＬＥＤの構造を示す模式図であり、図２のIII−III線に沿った垂直断面を表している。なお、図３ではＧ画素での垂直断面を示しているが、ＯＬＥＤの構造はＲＧＢ各画素で共通である。
本実施形態のＯＬＥＤはタンデム構造であり、下部電極３０と上部電極３４との間には有機材料積層部３２として複数の発光ユニット５０が光透過性かつ導電性の中間層５２を介して直列接続される。具体的には、表示パネル２の各画素のＯＬＥＤには青色発光ユニット（Ｂ発光ユニット）５０Ｄと赤緑色発光ユニット（ＲＧ発光ユニット）５０Ｕとが積層される。
各発光ユニット５０は発光層（EMISSIVE LAYER：ＥＭＬ）５４とその両側に設けられる正孔輸送層（HOLE TRANSPORT LAYER：ＨＴＬ）５６及び電子輸送層（ELECTRON TRANSPORT LAYER：ＥＴＬ）５８からなる。具体的には、Ｂ発光ユニット５０Ｄは、Ｂ色を発光するＢ発光層（Ｂ−ＥＭＬ）５４Ｂと正孔輸送層５６Ｄ及び電子輸送層５８Ｄとを備え、下部電極３０の上に、正孔輸送層５６Ｄ、Ｂ発光層５４Ｂ、電子輸送層５８Ｄの順に積層される。またＲＧ発光ユニット５０Ｕは、Ｒ色を発光するＲ発光層（Ｒ−ＥＭＬ）５４Ｒ及びＧ色を発光するＧ発光層（Ｇ−ＥＭＬ）５４Ｇと、正孔輸送層５６Ｄ及び電子輸送層５８Ｄとを備え、Ｂ発光ユニット５０Ｄの電子輸送層５８Ｄに積層された中間層５２の上に、正孔輸送層５６Ｕ、Ｇ発光層５４Ｇ、Ｒ発光層５４Ｒ、電子輸送層５８Ｕの順に積層される。各色別発光層はホスト材料と、その中に分散されたドーパント材料とからなり、例えば、Ｂ発光層のドーパント材料として蛍光材料を用い、Ｒ発光層及びＧ発光層のドーパント材料として燐光材料を用いたタンデム構造の白色発光ＯＬＥＤとすることができる。
図４は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の主に表示パネル２に形成される部分の概略の構成を示す模式的な回路図である。有機ＥＬ表示装置には表示パネル２の駆動回路として制御部６０、記憶部６２、垂直走査回路６４、水平走査回路６６、発光基準信号生成回路６８及びＯＬＥＤ駆動電圧源７０が設けられる。表示パネル２の表示領域８０には画素回路８２がマトリクス状に配置される。画素回路８２の水平方向の並び（画素行）ごとに制御線９０，９２が設けられ、画素行を構成する各画素回路８２は共通の制御線９０，９２に接続される。各行の制御線９０，９２は垂直走査回路６４に接続される。画素回路８２の垂直方向の並び（画素列）ごとに信号線９４が設けられ、画素列を構成する各画素回路８２は共通の信号線９４に接続される。各列の信号線９４はスイッチＳＷＡを介して水平走査回路６６に接続され、またスイッチＳＷＢを介して発光基準信号生成回路６８に接続される。また、各画素回路８２は、ＯＬＥＤ駆動電圧源７０から電源線９６を介して正電圧ＶＯＬＥＤを供給され、共通接地線を介して接地電位（ＧＮＤ）を供給される。
図５は画素回路８２の概略の回路図である。各画素回路８２に設けられるＯＬＥＤ１００は、上述した白色発光ＯＬＥＤである。ＯＬＥＤ１００の陰極は共通接地線に接続される。また、ＯＬＥＤ１００の陽極は、Ｎ型ＴＦＴからなる点灯スイッチ１０２と、Ｐ型ＴＦＴ（以下、駆動ＴＦＴという。）１０４を介して電源線９６に接続される。
また、駆動ＴＦＴ１０４のゲート電極は、記憶容量１０６を介して信号線９４に接続され、駆動ＴＦＴ１０４のドレイン電極とゲート電極との間には、Ｎ型ＴＦＴからなるリセットスイッチ１０８が設けられる。なお、駆動ＴＦＴ１０４のソース電極はＯＬＥＤ駆動電圧源７０からＶＯＬＥＤを印加される。また、リセットスイッチ１０８のゲート電極は、リセット制御線９２に接続され、点灯スイッチ１０２のゲート電極は、点灯制御線９０に接続される。
垂直走査回路６４はそれぞれ点灯制御線９０、リセット制御線９２を介して点灯スイッチ１０２、リセットスイッチ１０８のオン／オフを制御する点灯制御信号、リセット制御信号を供給する。具体的には、垂直走査回路６４はシフトレジスタを用いて表示領域８０にて動作対象となる画素回路の行を列方向（例えば、画面上側から下側への向き）に順番に選択し、当該選択した行の点灯制御線９０及びリセット制御線９２に点灯スイッチ１０２、リセットスイッチ１０８をオンするパルスを出力する。
水平走査回路６６は、垂直走査回路６４による垂直走査にて選択された行の各画素（サブピクセル）の画像信号を表すデータ（画素データ）を入力され、当該データをＤ／Ａ変換器でアナログ電圧に変換して画像信号に応じた画素信号電圧を生成する。水平走査回路６６は当該画素信号電圧を表示領域８０の画素回路８２の列ごとに生成し、各列の信号線９４に、選択された行の各画素の画素信号電圧を並列して出力する。
既に述べたように信号線９４にはスイッチＳＷＡ，ＳＷＢが設けられる。これらスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを用いて、水平走査回路６６に代えて発光基準信号生成回路６８を信号線９４に接続することが可能である。具体的には、スイッチＳＷＡがオン状態にあるとき、信号線９４に水平走査回路６６が接続される。スイッチＳＷＢがオン状態にあるときは、信号線９４に発光基準信号生成回路６８が接続される。これらスイッチＳＷＡ，ＳＷＢの切り換えは制御部６０により行われる。
発光基準信号生成回路６８は画素回路８２の発光基準信号を生成する。発光基準信号生成回路６８の出力電圧は信号線９４を介して各画素回路８２に供給される。
次に、画素回路の動作を説明する。図６は画素回路８２の動作を説明する模式的なタイミング図であり、垂直走査期間の１周期（１Ｖ）における各種信号の波形が示されている。具体的には、図６には、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、スイッチＳＷＡに対する制御信号ＳＡ、スイッチＳＷＢに対する制御信号ＳＢ、点灯制御信号ＳＩＬＭ、リセット制御信号ＳＲＳＴ、信号線９４の電圧ＶＳが示されている。ここで、点灯制御信号ＳＩＬＭ及びリセット制御信号ＳＲＳＴは任意の１ラインである第Ｎ行に関する波形を示している。ＶＳＹＮＣの垂直同期パルスの立ち上がりタイミング間の期間が１Ｖに相当し、当該期間に１フレームの画像についての表示処理が行われる。１フレームの表示処理では、まず書き込み期間ＰＷにて、１行ずつ画素回路８２へ画素信号電圧を書き込む処理が行われ、続く発光期間ＰＥ内にて全ラインを一斉に発光させる。
書き込み期間ＰＷのうち期間Ｐ２，Ｐ３が第Ｎ行への書き込み動作の期間であり、その前後の期間Ｐ１，Ｐ４はそれぞれ、第（Ｎ−１）行まで、及び第（Ｎ＋１）行以降の書き込み動作の期間である。垂直走査回路６４は当該期間Ｐ１，Ｐ４では、第Ｎ行の画素回路８２に対する点灯制御信号ＳＩＬＭ及びリセット制御信号ＳＲＳＴを所定の低電位であるＬＯＷレベル（以下、Ｌレベル）に維持する。これにより、点灯スイッチ１０２及びリセットスイッチ１０８はオフ状態に保たれ、駆動ＴＦＴ１０４のゲート電極は前フレームの書き込み動作にて設定された電荷蓄積状態を維持する。
第Ｎ行への書き込み動作の期間である期間Ｐ２，Ｐ３においては、水平走査回路６６から信号線９４に第Ｎ行の画素信号電圧ＶＤＡＴＡ（Ｎ）が印加される。期間Ｐ２では、垂直走査回路６４が点灯制御信号ＳＩＬＭ及びリセット制御信号ＳＲＳＴを所定の高電位であるＨＩＧＨレベル（以下、Ｈレベル）にする。これにより点灯スイッチ１０２及びリセットスイッチ１０８がオン状態となり、駆動ＴＦＴ１０４のゲート側に前フレームの画素信号電圧に応じて蓄積されていた電荷がＯＬＥＤ１００を介して接地電位（ＧＮＤ）へ排出される。この動作をリセット動作と呼び、現フレームの画素信号電圧ＶＤＡＴＡ（Ｎ）に応じた信号を記憶容量１０６へ書き込む準備が行われる。なお、このとき、駆動ＴＦＴ１０４のゲートからの放電と、ゲート電位ＶＧが下がり駆動ＴＦＴ１０４がオンすることにより、ＯＬＥＤ１００には電流が流れる。これにより、ＯＬＥＤ１００は発光するが、その発光はごく短時間であり映像に与える影響は軽微である。
期間Ｐ３では、点灯制御信号ＳＩＬＭがＬレベルとされ、点灯スイッチ１０２がオフ状態となる。リセットスイッチ１０８はオン状態を維持し、駆動ＴＦＴ１０４のゲートとドレインとを接続する。これにより、駆動ＴＦＴ１０４はいわゆるダイオード接続の状態となり、電源線９６からオン状態である駆動ＴＦＴ１０４を介して記憶容量１０６へ電流が流れる。当該電流は駆動ＴＦＴ１０４のゲート−ソース間電圧ＶＧＳが閾値電圧ＶＴＨになるまで流れる。当該電流が停止又は十分に小さくなった状態では、駆動ＴＦＴ１０４のゲート及び記憶容量１０６の一方端子の電位は（ＶＯＬＥＤ＋ＶＴＨ）になる。
この期間Ｐ３にて、信号線９４に接続される記憶容量１０６の他方端子は電圧ＶＤＡＴＡ（Ｎ）を印加されるので、記憶容量１０６の端子間には電位差（ＶＯＬＥＤ＋ＶＴＨ−ＶＤＡＴＡ（Ｎ））が設定される。期間Ｐ３が終了すると、リセット制御信号ＳＲＳＴがＬレベルとされ、リセットスイッチ１０８がオフ状態となり、駆動ＴＦＴ１０４のゲート及び記憶容量１０６の一方端子はフローティングの状態となり、記憶容量１０６は第Ｎ行の画素信号電圧に応じた電位差（ＶＯＬＥＤ＋ＶＴＨ−ＶＤＡＴＡ（Ｎ））を保持する。
発光期間ＰＥに入るとスイッチＳＷＡがオフし、スイッチＳＷＢがオンする。これにより、各列の信号線９４に発光基準信号生成回路６８から発光基準電圧ＶＲＥＦを有するパルスが供給される。当該パルスは各列の画素回路８２の記憶容量１０６に共通に印加される。ここで、画素回路８２のリセットスイッチ１０８はオフしており、記憶容量１０６の駆動ＴＦＴ１０４側の端子はフローティング状態であるので、当該端子の電位は記憶容量１０６の信号線９４側の端子の電位、つまりＶＲＥＦに応じてシフトする。その結果、例えば、第Ｎ行の駆動ＴＦＴ１０４のゲート電位ＶＧは（ＶＯＬＥＤ＋ＶＴＨ−ＶＤＡＴＡ（Ｎ）＋ＶＲＥＦ）となり、ゲート−ソース間電圧ＶＧＳは（ＶＴＨ−ＶＤＡＴＡ（Ｎ）＋ＶＲＥＦ）となる。
このようにＶＧＳが設定された状態で、垂直走査回路６４は各画素行の点灯制御信号ＳＩＬＭをＨレベルにし、点灯スイッチ１０２をオンする。これにより、駆動ＴＦＴ１０４には、その上記ＶＧＳに応じたドレイン電流が流れる。そして、当該ドレイン電流はＯＬＥＤ１００に供給され、ＯＬＥＤ１００は電流量に応じて発光する。
ちなみに、ＶＧＳが（ＶＴＨ−ＶＤＡＴＡ（Ｎ）＋ＶＲＥＦ）に設定されることにより、駆動ＴＦＴ１０４の閾値電圧ＶＴＨにばらつきがあってもＯＬＥＤ１００に供給される電流量はＶＴＨの影響を受けず、画素信号電圧ＶＤＡＴＡ（Ｎ）及び発光基準電圧ＶＲＥＦに応じて定まる。また、ＶＲＥＦはＯＬＥＤ１００が発光する画素信号電圧ＶＤＡＴＡの閾値を定めるものであることが理解される。すなわち、ＶＤＡＴＡ（Ｎ）≧ＶＲＥＦであれば、Ｐチャネルである駆動ＴＦＴ１０４はオンしＯＬＥＤ１００は発光するが、ＶＤＡＴＡ（Ｎ）＜ＶＲＥＦであれば、駆動ＴＦＴ１０４はオンせずＯＬＥＤ１００は発光しない。
発光基準信号生成回路６８は、発光期間ＰＥに包含される実発光期間ＰＤにてＯＬＥＤ１００が発光し得るＶＲＥＦを出力し、ＰＤ以外の発光期間ＰＥでは基本的に画素データの最大値に対応する画素信号電圧ＶＤＡＴＡに対してもＯＬＥＤ１００が発光しない電圧を出力する。
発光基準信号生成回路６８の出力パルスの幅及び電圧、つまり期間ＰＤの長さ及びＶＲＥＦの値は制御部６０により制御される。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、ユーザから表示画像の色温度（色合い）に関する指示を入力可能とし、その色温度指示は制御部６０に入力される。制御部６０は色温度指示に基づいて、期間ＰＤの長さ及びＶＲＥＦを制御する。
ここで、ＶＲＥＦを変化させるとＯＬＥＤ１００に流れる駆動電流が変化し、駆動電流の電流密度の変化はＯＬＥＤ１００の発光色の変化を生じる。表示パネル２はこの現象を利用して、色温度指示に基づいて発光の色合いを変化させ、色温度を調節することを可能としている。
具体的には、電流密度を変えてＯＬＥＤ１００の発光スペクトルを測定したところ、電流密度が高くなるにつれ、赤色、緑色発光の発光量の変化に比べて青色発光の増加が顕著であった。図７はＯＬＥＤ１００に供給する駆動電流の電流密度とＯＬＥＤ１００の色度との関係の測定結果の一例を示すグラフである。横軸は電流密度を対数スケールで表しており、縦軸はＯＬＥＤ１００の発光色のＸＹ色度図上での座標（Ｘ，Ｙ）のＸ値及びＹ値をそれぞれ示している。電流密度を０．０８〜１００ＭＡ／ＣＭ２まで変えたとき、白色発光ＯＬＥＤの色度は、Ｘ値が０．３６から０．３０まで、Ｙ値が０．４５から０．３４までそれぞれ変化した。これは相関色温度ではおよそ５２００Ｋから７０００Ｋへの変化に当たる。この電流密度に応じた色合いの変化は、各発光ユニットへ流れるキャリア（正孔、電子）のバランスが変化することに起因すると考えられる。
さて、電流密度が変化すると、それに応じてＯＬＥＤの発光強度も変化する。基本的には、発光強度は電流密度に比例して変化する。そこで、制御部６０は、ＯＬＥＤの発光を色温度指示に応じた色合いにするべくＯＬＥＤの駆動電流を変化させる際に、駆動電流の変化前後にて発光輝度を維持するべく、駆動電流の変化に反比例して実発光期間ＰＤを変化させる、つまり、発光期間ＰＥにおける発光デューティを変化させる。
図８は電流密度の変化に応じた発光デューティの変化の例を示す模式図であり、図の縦軸が電流密度、横軸が駆動時間ＰＤに対応している。この例では最大画素値での電流密度を１０ＭＡ／ＣＭ２とするときにＰＤ／ＰＥで定義される発光デューティを５０％に設定している。ちなみに図７に示す例では、この駆動条件でのＸＹ色度は（０．３１，０．３６）であり、相関色温度にしておよそ６５００Ｋに相当する。
制御部６０は例えば、最大画素値での輝度（発光期間ＰＥ内における発光量）が電流密度に依存せず一定となるように各電流密度における実発光期間ＰＤを設定する。例えば、制御部６０はＸＹ色度が（０．３０，０．３４）、相関色温度にしておよそ７０００Ｋとなる発光を得るために電流密度を１００ＭＡ／ＣＭ２に設定する際には、発光デューティを５％とする。また、ＸＹ色度が（０．３２，０．３７）、相関色温度にしておよそ６０００Ｋとなる発光を得るために電流密度を５．６ＭＡ／ＣＭ２に設定する場合には、発光デューティは９０％に設定される。このように、電流密度が変化しても発光デューティの調整により１フレーム期間内の平均電流密度を不変としているので、画像表示上の輝度は一定に保たれる。
なお、ここでは最大画素値での輝度を基準として当該輝度が一定となるようにしたが、他の画素値での輝度を基準としてもよい。また、制御部６０は一定とする輝度のレベルを変更できるようにすることもできる。例えば、有機ＥＬ表示装置において画面の明るさはユーザにより、または周囲の明るさを検知して自動的に調節・設定することができ、そのように設定された明るさを電流密度の変化時に維持するように構成することができる。
ちなみに上述した駆動電流と実発光期間ＰＤとの反比例関係は厳密な意味に解釈すべきではなく、電流密度の変化前後にて発光輝度を維持するという目的に即して解釈されるべきものであり、近似的な反比例関係も含む。例えば、ＯＬＥＤ１００の発光効率は電流密度に対し必ずしも一定ではなく、電流密度と発光強度とが正確に比例するとは限らない。また、ＶＲＥＦと電流密度との関係も線形であるとは限らない。そこで、制御部６０は例えば、色温度と輝度の制御の精度が低くてもよい場合などにはＶＲＥＦや電流密度に対応する実発光期間ＰＤの長さを比例反比例の関係に基づいて演算により求める構成とすることができるが、高い精度を要求される場合には予め測定した結果に基づいて色温度と輝度の制御を行うように構成される。
具体的には、予めＶＲＥＦや電流密度と実発光期間ＰＤとの対応関係、または発光効率の電流密度依存性を測定により評価して、その測定結果を記憶部６２に格納する。そして制御部６０は当該測定結果に基づいて輝度を一定にしつつ色温度を調節する制御を行う。
ここで、色温度指示、ＶＲＥＦ、電流密度、色温度及び発光デューティは互いに相関しており、記憶部６２に予め格納する相関関係は種々の形態とすることができる。例えば、記憶部６２は、色温度指示に対応するＶＲＥＦを表す値とＰＤを表す値とを予め記憶することができる。この場合、制御部６０は色温度指示を入力されると、それをキーにして記憶部６２からＶＲＥＦ及びＰＤそれぞれを表す値を読み出し、それら値に基づいて発光基準信号生成回路６８を制御し、当該値に対応するＶＲＥＦ，ＰＤをそれぞれパルス電圧、パルス幅とするパルスを発光期間ＰＥ内に出力させる。
上記実施形態の有機ＥＬ表示装置によれば、表示パネル２を用いて有機ＥＬ表示装置を製造するセットメーカーは、当該有機ＥＬ表示装置を設計する際に表示パネル２の色温度を調節して画像の色合いに関して所望の特性を得ることができる。つまり、製品に応じて、白色発光ＯＬＥＤの色温度を変えた表示パネルを設計したり製造したりしなくても済むようになり、低コスト化に有利である。例えば、セットメーカーは製品の品種に応じて好適な色温度が得られるように電流密度を初期設定したり、個別の製品ごとに出荷検査時に目的とする色温度が得られるように電流密度を調節したりする。さらに、上述したＯＬＥＤの駆動で色温度調整することで周辺システムで映像信号処理により画像の色合いを調節する処理を省略したりその負荷軽減を図ることが可能となる。また、映像信号処理での色合いの調節とＯＬＥＤ駆動による上述の色温度調整とを組合せることでより繊細な調整を可能とすることもできる。
また、色温度指示を与えるユーザは、セットメーカーだけでなく、有機ＥＬ表示装置を利用するエンドユーザであってもよい。例えば、ユーザは観る画像や設置場所の照明などに応じて好みの色温度に調節することができる。このように表示パネル２の色温度をエンドユーザが調整できるようにした有機ＥＬ表示装置は製品としての付加価値が高まる。
有機ＥＬ表示装置は例えば、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ)により色温度指示の入力を可能とすることができる。色温度指示の入力手段はその他の構成であってもよく、例えば、専用のつまみやスイッチなどのハードウェア部品をユーザに操作させ、それにより生成される電気信号を制御部６０に入力したり、有機ＥＬ表示装置のリモコンから操作させたりすることができる。
なお、上記実施形態では白色発光ＯＬＥＤが２つの発光ユニットからなるタンデム構造である場合を説明したが、本発明はこれには限定されない。例えば、白色発光ＯＬＥＤは発光ユニットが３つ以上のタンデム構造であってもよい。また、白色発光ＯＬＥＤが単層に複数色のドーパント材料（発光材料）を混ぜたＯＬＥＤである場合や、複数色の発光層を直接積層したＯＬＥＤである場合にも本発明を適用することができる。
ここで、互いに異なる色で発光する複数種類のドーパントからの光を混ぜて白色光を生成するＯＬＥＤにおいて、発光色の波長が長い、つまり励起エネルギーレベルが低いドーパント分子から優先的に発光することが知られている。そこで、発光層における複数種類のドーパント材料の含有量は、発光色の波長が短いものほど多くすることで、色温度の調節幅を拡大することが可能である。例えば、ＲＧＢのドーパントを含有するＯＬＥＤにおいて、Ｂのドーパント量をＲ，Ｇより多くすることで、電流密度を大きくしていったときにＲ，Ｇのドーパントの発光が飽和した後のＢの発光増加可能範囲を広げ、より高い色温度を得ることが可能となって色温度の調整範囲が広がる。
２ 表示パネル、４ 画素（サブピクセル）、１０ ＴＦＴ基板、１２ カラーフィルタ基板、１４ 充填材、２０，４０ ガラス基板、２２ 回路部、２４ 絶縁膜、２６ ＯＬＥＤ部、２８ 封止膜、３０ 下部電極、３２ 有機材料積層部、３４ 上部電極、３６ バンク、３８ コンタクトホール、４２ カラーフィルタ、４４ ブラックマトリクス、４６ オーバーコート層、５０ 発光ユニット、５０Ｄ Ｂ発光ユニット、５０Ｕ ＲＧ発光ユニット、５２ 中間層、５４ 発光層、５４Ｒ Ｒ発光層、５４Ｇ Ｇ発光層、５４Ｂ Ｂ発光層、５６ 正孔輸送層、５８ 電子輸送層、６０ 制御部、６２ 記憶部、６４ 垂直走査回路、６６ 水平走査回路、６８ 発光基準信号生成回路、７０ ＯＬＥＤ駆動電圧源、８０ 表示領域、８２ 画素回路、９０ 点灯制御線、９２ リセット制御線、９４ 信号線、９６ 電源線、１００ ＯＬＥＤ、１０２ 点灯スイッチ、１０４ 駆動ＴＦＴ、１０６ 記憶容量、１０８ リセットスイッチ。

Claims (8)

  1. 有機ＥＬ表示装置の駆動方法であって、
    前記有機ＥＬ表示装置は、
    複数の画素がマトリクス状に配置され、
    それぞれが駆動電流に応じて白色発光する発光層を有する発光素子と、
    前記複数の画素のそれぞれの上に配置され、前記白色発光の一部を透過するカラーフィルタとを有し、
    前記複数の画素に画像信号に応じた画素信号電圧を書き込む操作と、
    記憶部から、前記発光素子の前記駆動電流と色温度との相関関係を読み出す操作と、
    前記相関関係に応じて、所望の前記色温度で前記発光素子が発光するように、前記発光素子に供給する前記駆動電流を変化させる操作と、
    前記駆動電流の変化前後にて発光輝度を維持するべく、前記駆動電流の変化に反比例して前記発光素子の発光デューティを変化させる操作と、を含み、
    前記複数の画素はそれぞれ、信号線に接続されると共に、前記信号線の一端に設けられた第１スイッチを介して水平走査回路に接続され、前記信号線の他端に設けられた第２スイッチを介して発光基準信号生成回路に接続され、
    前記画素信号電圧を書き込む操作は、前記水平走査回路によって、前記第１スイッチを介して行われ、
    前記駆動電流を変化させる操作及び前記発光デューティを変化させる操作は、前記発光基準信号生成回路によって、前記第２スイッチを介して行われ、
    第１の駆動電流に対する前記発光素子の前記白色発光の色温度は、第２の駆動電流に対する前記発光素子の前記白色発光の前記色温度と異なること、を特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
  2. 請求項１において、
    前記発光層は、互いに異なる色の発光材料を含んだ複数の色別発光層を積層してなるこ
    と、を特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
  3. 請求項２において、
    前記発光素子は、異なる色の複数の発光ユニットを直列接続したタンデム構造であること、を特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
  4. 請求項２又は請求項３において、
    前記発光層における前記複数の発光材料の含有量は、発光色の波長が短いものほど多いこと、を特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
  5. 複数の画素がマトリクス状に配置され、
    それぞれが駆動電流に応じて白色発光する発光層を有する発光素子と、
    前記複数の画素のそれぞれの上に配置され、前記白色発光の一部を透過するカラーフィルタと、
    発光制御パルスのパルス電圧と前記駆動電流に応じて変化する前記発光素子の発光色との相関関係を記憶した記憶部と、
    前記複数の画素に画像信号に応じた画素信号電圧を書き込む水平走査回路と、
    パルス幅が発光デューティを規定する前記発光制御パルスを生成する回路であって、前記相関関係に基づき前記発光色に対応する前記パルス電圧を設定し、前記パルス電圧の変更に対し、当該パルス電圧に応じた前記駆動電流の変化に反比例して前記パルス幅を変化させる発光基準信号生成回路と、を有し、
    前記複数の画素はそれぞれ、
    前記水平走査回路によって前記画素信号電圧が書き込まれた後、前記発光基準信号生成回路から前記発光制御パルスを入力され、前記画素信号電圧と前記パルス電圧とに応じた電流密度の前記駆動電流を、前記パルス幅に応じた期間、前記発光素子に供給する画素回路を有し、
    前記画素回路は、信号線に接続されると共に、前記信号線の一端に設けられた第１スイッチを介して前記水平走査回路に接続され、前記信号線の他端に設けられた第２スイッチを介して前記発光基準信号生成回路に接続され、
    第１の駆動電流に対する前記発光素子の前記白色発光の色温度は、第２の駆動電流に対する前記発光素子の前記白色発光の前記色温度と異なること、を特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  6. 請求項５において、
    前記発光層は、互いに異なる色の発光材料を含んだ複数の色別発光層を積層してなること、を特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  7. 請求項６において、
    前記発光素子は、異なる色の複数の発光ユニットを直列接続したタンデム構造であること、を特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  8. 請求項６又は請求項７において、
    前記発光層における前記複数の発光材料の含有量は、発光色の波長が短いものほど多いこと、を特徴とする有機ＥＬ表示装置。
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