(57)【要約】【課題】  発光素子の輝度を一定に保つようにコンピュータなどの外部装置を使ってその補正をしなければならず表示装置の複雑化及び大型化を招いていた。発光素子の劣化特性をコンピュータに記憶させても、その履歴によって劣化特性は任意に変化してしまうので輝度変化を補正することは出来なかった。【解決手段】  表示部に設けた表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子を複数個備えている。複数のモニタ用発光素子から選ばれた少なくとも一を表示用発光素子と異なる駆動条件で動作させ、表示用発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御する。複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子が所定の電圧又は所定の時間に達したら、表示用発光素子と同等の条件で駆動していた他のモニタ用発光素子から選ばれる一と選択を切り替える。【選択図】  図１
2006058873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流源と並列に接続する複数のモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記複数のモニタ用発光素子の接続を制御する第１の接続切替手段と、
前記電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記複数のモニタ用発光素子と前記電圧発生回路との接続を制御する第２の接続切替手段と、
当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を前記第２の接続切替手段に命令するコントローラと、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
電流源と並列に接続する複数のモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記複数のモニタ用発光素子の接続を制御する第１の接続切替手段と、
前記電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記複数のモニタ用発光素子と前記電圧発生回路との接続を制御する第２の接続切替手段と、
当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を前記接続切替手段に命令するコントローラと、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
発光期間と非発光期間の比が異なる条件で駆動される複数のモニタ用発光素子と、
電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
発光期間と非発光期間の比が異なる条件で駆動される複数のモニタ用発光素子と、
電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記複数のモニタ用発光素子と前記電圧発生回路との接続を制御する接続切替手段と、
当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を前記接続切替手段に命令するコントローラと、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
発光期間と非発光期間の比が異なる条件で駆動される複数のモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記複数のモニタ用発光素子と前記電圧発生回路との接続を制御する接続切替手段と、
当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を前記接続切替手段に命令するコントローラと、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
電流源に接続し、一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％で駆動されるモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記モニタ用発光素子とに接続し、前記モニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
前記電圧発生回路の出力電圧が印加され、一フレーム期間における発光期間の割合の平均が５％乃至４５％で駆動される表示用発光素子と
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
一フレーム期間における発光期間の割合の平均が５％乃至４５％の範囲となるように駆動する表示用発光素子と、
電流源に接続し、一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動する一のモニタ用発光素子と、
前記電流源に接続し、発光期間と非発光期間の比が前記表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比が同等となるように駆動する他のモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記一のモニタ用発光素子とに接続し、前記モニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を前記接続切替手段に命令するコントローラとを有し、
前記表示用発光素子に前記電圧発生回路の出力電圧が印加されること
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
一フレーム期間における発光期間の割合の平均が５％乃至４５％の範囲となるように駆動する表示用発光素子と、
電流源に接続し、一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動する一のモニタ用発光素子と、
前記電流源に接続し、発光期間と非発光期間の比が前記表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比が同等となるように駆動する他のモニタ用発光素子と、
前記電流源と前記一のモニタ用発光素子とに接続し、前記モニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、
当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を前記接続切替手段に命令するコントローラとを有し、
前記表示用発光素子に前記電圧発生回路の出力電圧が印加されること
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、
前記電圧発生回路がボルテージフォロワ回路で構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項において、
前記モニタ用発光素子と表示用発光素子が同一基板に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項において、
前記モニタ用発光素子と表示用発光素子は、一対の電極間にエレクトロルミネセンスを発現する材料を含んだ層を介在させて形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
モニタ用発光素子と、前記モニタ用発光素子に電流を供給する電流源と、電圧発生回路と、表示用発光素子とを備え、
前記モニタ用発光素子及び前記表示用発光素子の一方の端子を固定電位とし、
前記モニタ用発光素子の他方の端子の電位を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にすること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
モニタ用発光素子と、前記モニタ用発光素子に電流を供給する電流源と、電圧発生回路と、表示用発光素子とを備え、
前記モニタ用発光素子及び前記表示用発光素子の一方の端子を固定電位とし、
前記電流源により前記モニタ用発光素子を定電流駆動して、前記モニタ用発光素子の他方の端子の電位を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にすること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
複数のモニタ用発光素子と、前記複数のモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と、電圧発生回路と、表示用発光素子とを備え、
前記複数のモニタ用発光素子を、発光期間と非発光期間の比が異なる条件でそれぞれ駆動して、前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にすること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
複数のモニタ用発光素子と、前記複数のモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と、電圧発生回路と、表示用発光素子とを備え、
前記複数のモニタ用発光素子を、発光期間と非発光期間の比が異なる条件でそれぞれ駆動して、前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にし、
当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、該電圧が設定された値に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
複数のモニタ用発光素子と、前記複数のモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と、電圧発生回路と、表示用発光素子とを備え、
前記複数のモニタ用発光素子を、発光期間と非発光期間の比が異なる条件でそれぞれ駆動して、前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にし、
当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、該累積駆動時間が設定された時間に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
請求項１５乃至１７のいずれか一項において、前記モニタ用発光素子の発光期間と非発光期間の比が、前記表示用発光素子の発光期間と非発光期間の比よりも大きいことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるようにモニタ用発光素子を駆動させ、
一フレーム期間における発光期間の割合の平均が５％乃至４５％の範囲となるように表示用発光素子を駆動させ、
前記モニタ用発光素にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にすること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
一フレーム期間における発光期間の割合が５％乃至４５％の範囲となるように表示用発光素子を駆動させ、
複数のモニタ用発光素子から選ばれた一を、一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させ、他のモニタ用発光素子を前記表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比が同等となるように駆動させ、
前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にし、
当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、該電圧が設定された値に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えると共に、該モニタ用発光素子を一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
一フレーム期間における発光期間の割合の平均が５％乃至４５％の範囲となるように表示用発光素子を駆動させ、
複数のモニタ用発光素子から選ばれた一を、一フレーム期間における発光期間の割合が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させ、他のモニタ用発光素子を前記表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比が同等となるように駆動させ、
前記複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を前記表示用発光素子の駆動電圧にし、
当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、該累積駆動時間が設定された時間に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えると共に、該モニタ用発光素子を一フレーム期間における発光期間の割合の比が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させること
を特徴とする表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその駆動方法に係り、特に発光素子を用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）（以下「ＥＬ」ともいう。）材料を用いた発光素子で、表示画面を形成する表示装置が開発されている。この種の表示装置は、駆動方式やパネル構成について複数のものが知られているが、例えば、温度モニタ用の発光素子をパネル内に設け、周囲の温度が変化しても画素の発光素子に流れる電流の大きさが一定に保たれるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、複数の発光部から構成される表示パネルと、入力信号に応じて定電流駆動信号を供給する駆動手段と、発光部に生じる電圧を検出する検出手段と、その電圧変化に応じて定電流駆動信号を制御する制御手段とを含む表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この表示装置によれば、発光素子の劣化により輝度が低下しても、駆動手段から発光素子に接続された信号電極の電圧を検出し、輝度が一定に保たれるように駆動手段からの電流を増加させることで、輝度を一定に保つようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３３３８６１号公報
【特許文献２】特許第３３９０２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光素子における発光強度（輝度）の変動は、温度要因以外にもある。例えば、発光素子の劣化により発光強度（輝度）が低下することが知られている。この劣化は、発光素子に一定電流を流して動作させた場合、時間の経過と共に輝度が低下してしまう現象である。このことは、単に発光素子に流れる電流が一定になるように制御するのみでは、発光素子の発光強度（輝度）を一定に保つことはできないことを意味している。
【０００５】
しかしながら、従来では、発光素子の輝度を一定に保つように電流値を補正するためには、コンピュータなどの外部装置を使ってその補正値を決めるなど、表示装置の複雑化及び大型化を免れることはできなかった。また、発光素子の劣化特性を予めコンピュータに記憶させておいても、発光素子の特性は製造毎にばらつき、さらに駆動条件など発光素子の履歴によって劣化特性は任意に変化してしまうので、輝度変化を正確に補正することは出来なかった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑み、発光素子の輝度特性の変化を補償することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一は、表示部に設けた発光素子と、該発光素子と同等のモニタ用発光素子を備え、この両者を異なる駆動条件で動作させ、表示部に設けた発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御することを要旨とする。
【０００８】
本発明の一は、表示部に設けた表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子を複数個備えている。複数のモニタ用発光素子から選ばれた少なくとも一を、表示用発光素子と異なる駆動条件で動作させ、表示用発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御する。このとき、他のモニタ用発光素子は、表示用発光素子と同等の条件で駆動させておけば良い。複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子が、所定の電圧又は所定の時間に達したら、表示用発光素子と同等の条件で駆動していた他のモニタ用発光素子から選ばれる一と選択を切り替える。そして、新たに選択された一のモニタ用発光素子を、表示用発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすような駆動条件で動作させる。このように、本発明は、複数のモニタ用発光素子を用いて駆動することを要旨とする。
【０００９】
発光素子の輝度の劣化は、初期劣化及び中長期的な劣化を考慮して決める。初期劣化は、発光素子に通電後、数時間から数十時間において生じる急峻な輝度の時間的な変化をいう。また、中長期的な劣化は、それ以降に継続して続く輝度の劣化であり、この劣化には電流密度に依存しない要素も含まれる。
【００１０】
本発明は、発光素子に係る劣化が、当該発光素子に流れる総電荷量に依存することに着目している。表示部に設けた発光素子の輝度の変化を補正するために、モニタ用発光素子に流れる総電荷量を単にモニタするのみでなく、発光素子に生ずる本質的な劣化を考慮して、表示部の発光素子に流れる電荷量と、モニタ用素子に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子の輝度が一定となるように補正する。
【００１１】
本発明は、表示用発光素子と、モニタ用発光素子との駆動条件を異ならせて駆動する。特に、モニタ用発光素子の駆動条件を、表示用発光素子の駆動条件よりも過負荷となるようにする。
【００１２】
異なる駆動条件とは、モニタ用発光素子を定電流駆動し、表示用発光素子を定電圧駆動する条件が含まれる。また、異なる駆動条件には、モニタ用発光素子と表示用発光素子の発光時間を異ならせた駆動条件が含まれる。なお、本明細書では、発光素子の駆動条件を表すものとして、発光期間と非発光期間の一方若しくは双方を含む一定期間における発光期間の割合（以下「デューティー比」ともいう）を用いる。一定期間の例としては、１フレーム期間を適用することができる。一定期間における発光期間の割合（デューティー比）が１００％とは連続発光する状態を示し、その割合（デューティー比）が５０％とは、一定期間内において正味の発光期間が半分であることを示す。発光時間を異ならせる駆動条件の一例としては、モニタ用発光素子の発光を連続発光させ（１００％点灯）、表示用発光素子の平均発光時間をその１０〜３５％の割合で点灯させる。若しくは、モニタ用発光素子の発光時間を５０〜１００％の割合で点灯させ、表示用発光素子の発光時間を平均１０〜３５％の割合で点灯させる。その他に、モニタ用発光素子の電流値が５０〜１００％とするのに対し、表示用発光素子の電流値が１０〜３５％となるように駆動する。
【００１３】
このように、モニタ用発光素子の駆動条件を、表示用発光素子の駆動条件よりも過負荷となるように駆動させ、表示用発光素子の輝度を一定に保つように制御することで、表示用発光素子の輝度を一定に保つように補正することができる。
【００１４】
本発明の一は、電流源に接続するモニタ用発光素子と、電流源とモニタ用発光素子とに接続しモニタ用発光素子にかかる電位を入力電位とする電圧発生回路と、電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子とを有する表示装置である。
【００１５】
本発明の一は、電流源に接続し、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が５０％乃至１００％で駆動されるモニタ用発光素子と、電流源とモニタ用発光素子とに接続し、モニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、電圧発生回路の出力電圧が印加され、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比の平均が５％乃至４５％で駆動される表示用発光素子とを有する表示装置である。
【００１６】
本発明の一は、電流源と並列に接続する複数のモニタ用発光素子と、電流源と複数のモニタ用発光素子の接続を制御する第１の接続切替手段と、電流源とモニタ用発光素子とに接続し複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、複数のモニタ用発光素子と電圧発生回路との接続を制御する第２の接続切替手段と、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を第２の接続切替手段に命令するコントローラと、電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子とを有する表示装置である。
【００１７】
本発明の一は、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が異なる条件で駆動される複数のモニタ用発光素子と、電流源とモニタ用発光素子とに接続し複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子とを有する表示装置である。
【００１８】
本発明の一は、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が異なる条件で駆動される複数のモニタ用発光素子と、電流源とモニタ用発光素子とに接続し複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、複数のモニタ用発光素子と電圧発生回路との接続を制御する接続切替手段と、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を接続切替手段に命令するコントローラと、電圧発生回路の出力電圧が印加される表示用発光素子とを有する表示装置である。
【００１９】
本発明の一は、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比の平均が５％乃至４５％の範囲となるように駆動する表示用発光素子と、電流源に接続し、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動する一のモニタ用発光素子と、電流源に接続し、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が同等となるように駆動する他のモニタ用発光素子と、電流源と一のモニタ用発光素子とに接続し、モニタ用発光素子にかかる電圧を入力電位とする電圧発生回路と、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を接続切替手段に命令するコントローラとを有し、表示用発光素子には、電圧発生回路の出力電圧が印加される表示装置である。
【００２０】
この表示装置におけるコントローラは、一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を接続切替手段に命令するコントローラに置き換えても良い。
また、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を第２の接続切替手段に命令するか、一のモニタ用発光素子の累積駆動時間を判定して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子へ電圧発生回路との接続の変更を接続切替手段に命令するか、いずれか一方を選択して命令するコントローラとしても良い。
【００２１】
本発明の一は、モニタ用発光素子とモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と電圧発生回路と表示用発光素子とを備え、モニタ用発光素子及び表示用発光素子の一方の端子を固定電位とし、モニタ用発光素子の他方の端子の電位を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にする表示装置の駆動方法である。
【００２２】
本発明の一は、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が５０％乃至１００％の範囲となるようにモニタ用発光素子を駆動させ、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比の平均が５％乃至４５％の範囲となるように表示用発光素子を駆動させ、モニタ用発光素にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にすること表示装置の駆動方法である。
【００２３】
本発明の一は、モニタ用発光素子とモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と電圧発生回路と表示用発光素子とを備え、モニタ用発光素子及び表示用発光素子の一方の端子を固定電位とし、電流源によりモニタ用発光素子を定電流駆動して、モニタ用発光素子の他方の端子の電位を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にする表示装置の駆動方法である。
【００２４】
本発明の一は、複数のモニタ用発光素子と複数のモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と電圧発生回路と表示用発光素子とを備え、複数のモニタ用発光素子を、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が異なる条件でそれぞれ駆動して、複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にする表示装置の駆動方法である。
【００２５】
本発明の一は、複数のモニタ用発光素子と複数のモニタ用発光素子に電流を供給する電流源と電圧発生回路と表示用発光素子とを備え、複数のモニタ用発光素子を、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が異なる条件でそれぞれ駆動して、複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にし、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、該電圧が設定された値に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替える表示装置の駆動方法である。
【００２６】
本発明の一は、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比の平均が５％乃至４５％の範囲となるように表示用発光素子を駆動させ、複数のモニタ用発光素子から選ばれた一を、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させ、他のモニタ用発光素子を表示用発光素子と発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が同等となるように駆動させ、複数のモニタ用発光素子から選ばれた一のモニタ用発光素子にかかる電圧を電圧発生回路により検出し、該電位を表示用発光素子の駆動電圧にし、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定して、該電圧が設定された値に達したときに、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えると共に、該モニタ用発光素子を発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が５０％乃至１００％の範囲となるように駆動させる表示装置の駆動方法である。
【００２７】
この表示装置の駆動方法において、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に接続を切り替えるときに、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧を判定する代わりに、当該一のモニタ用発光素子の累積駆動時間で判定しても良い。また、当該一のモニタ用発光素子にかかる電圧又は累積駆動時間の一方を選択して、一のモニタ用発光素子から他のモニタ用発光素子に電圧発生回路への接続を切り替えても良い。
【００２８】
本発明は、モニタ用発光素子の駆動条件を、表示用発光素子の駆動条件よりも過負荷となるように駆動させ、表示用発光素子の輝度を一定に保つように制御する表示装置及び表示装置の駆動方法である。表示用発光素子の輝度を一定に保つこの方法をコンスタントルミネセント駆動（以下「ＣＬ駆動」ともいう。）、又はコンスタントブライトネス駆動という。
【００２９】
なお、ここでいうモニタ用発光素子及び表示用発光素子は、便宜上両者を区別するためにいうものであり、これらの発光素子は、モニタ用又は表示用の用途のみに用いられるものではない。例えば、モニタ用発光素子の一部又は全てを表示用発光素子として用いても良いし、表示用発光素子の一部又は全てをモニタ用発光素子として利用しても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、温度及び経時変化を補償する回路を表示装置に設けることにより、表示用発光素子の輝度を一定に保つことができる。この補償回路は、電流源、モニタ用発光素子、電圧発生回路によって簡便に構成することが出来る。さらに、予め発光素子の劣化特性を取得しなくても、表示用発光素子を駆動しながらその場に応じて輝度の変化を補正することができる。
【００３１】
本発明によれば、発光素子に流れる電荷量に基づいて輝度の劣化を考慮することにより、表示用発光素子の電荷量と、モニタ用発光素子に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子の輝度が一定となるように補正をするＣＬ駆動を行うことができる。そして、定電圧駆動を用いる本発明は、定電流駆動を用いる場合と比較すると、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３３】
本発明の表示装置の態様について、図１を参照して説明する。図１で示す表示装置は、表示部１０９を備えている。表示部１０９には、表示用発光素子１０５が設けられている。表示用発光素子１０５は駆動用トランジスタ１０４と接続されている。画素１１０は、表示用発光素子１０５と駆動用トランジスタ１０４を含んで構成される。画素１１０には、外部から入力される映像信号によって表示用発光素子１０５の発光を制御するスイッチング用のトランジスタを必要とする場合もあるが、図１はそれを省略している。この表示部１０９は、画素１１０をマトリクス状に配列させて構成されていても良い。
【００３４】
図１で示す表示装置は、表示部１０９の表示用発光素子１０５の他に、モニタ用発光素子１０２を備えている。モニタ用発光素子１０２は、一つ又は複数設けることができる。モニタ用発光素子１０２は表示部１０９の外側に隣接して設けても良いし、表示部１０９の中に設けても良い。また、表示部１０９が形成される基板の他の部分に設けても良い。その他に走査線駆動回路１０７、データ線駆動回路１０８が備えられていても良い。これらの駆動回路は、外部から入力される信号に基づいて表示用発光素子１０５の発光又は非発光を制御する。
【００３５】
この表示装置において、モニタ用発光素子１０２と表示用発光素子１０５は、同じ製造工程で作製されたものであることが望ましい。発光素子の構造と構成する材料を同じものとして、類似の特性が得られるようにすることで、補正の精度を高めることができる。表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２の構造は、典型的には、一対の電極間にＥＬを発現する材料を含む層（以下「ＥＬ層」ともいう。）を介在させた構造を有している。
【００３６】
ＥＬ層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層と呼ばれる層を含んでいても良い。正孔注入層と正孔輸送層との区別は必ずしも厳密なものではなく、これらは正孔輸送性（正孔移動度）が特に重要な特性である意味において同じである。便宜上正孔注入層は陽極に接する側の層であり、正孔注入層に接する層を正孔輸送層と呼んで区別する。電子輸送層、電子注入層についても同様であり、陰極に接する層を電子注入層と呼び、電子注入層に接する層を電子輸送層と呼ぶ。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層とも呼ぶ。適用されるＥＬ層は、有機材料のみでなく、有機材料と無機材料との複合化物、有機材料に金属錯体を添加したものなどを用いても、同様な機能を発現するものであれば置き換えして適用することが出来る。
【００３７】
勿論、ＥＬを発現するための層構造は変化し得るものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容される。
【００３８】
電極材料は、便宜上、陽極と陰極とを区別して呼ぶ場合がある。陽極はＥＬ層に正孔を注入する側の電極であり、陰極はＥＬ層に電子を注入する側の電極である。陽極は、仕事関数が４ｅＶ以上（好ましくは４．５ｅＶ以上）の材料で形成し、主にインジウム錫酸化物（ＩＴＯとも呼ばれる。）や、酸化珪素が添加されたインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、ガリウムをドープした酸化亜鉛、窒化チタンなどを用いる。陰極は仕事関数が４ｅＶ以下の材料で形成し、主にアルカリ金属やアルカリ土類金属を含む材料を用いる。
【００３９】
また、多色表示（カラー表示）を行う場合、発光波長帯の異なるＥＬ層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応したＥＬ層を設けるとよい。この場合、赤、緑、青の各色に対応したモニタ用発光素子を設けて、各色毎に電源電位を補正する。発光素子の光の出射側に、その発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成とすると、色純度の向上や、表示部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。また、当該フィルターを設けると、従来必要であるとされていた円偏光板等を省略することが可能となり、ＥＬ層から出射する光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から表示部を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。ＥＬ層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、発光素子の光の出射側に特定の波長の光を透過するフィルターを設けた構成とすれば、多色表示を行うことができる。
【００４０】
ＥＬ層には、一重項励起からの発光を呈する材料（以下一重項励起発光材料と表記）や、三重項励起からの発光を呈する材料（以下三重項励起発光材料と表記）を用いる。例えば、赤色に発光する発光素子、緑色に発光する発光素子及び青色に発光する発光素子のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色のものを三重項励起発光材料で形成し、他のものを一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという利点がある。
【００４１】
また、赤色に発光する発光素子と、緑色に発光する発光素子とを三重項励起発光材料で形成し、青色に発光する発光素子を一重項励起発光材料で形成して、組み合わせても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、さらなる低消費電力化を図ることができる。なお三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をゲスト材料として用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などがある。また、電界発光層には、低分子材料、中分子材料、高分子材料のいずれの材料を用いてもよい。
【００４２】
モニタ用発光素子１０２は、電流源１０１と接続している。電流源１０１に接続するモニタ用発光素子１０２の一方の端子は、電圧発生回路１０３の入力側とも接続している。電圧発生回路１０３の出力側は、駆動用トランジスタ１０４において表示用発光素子１０５と接続していない他方の端子と接続している。
【００４３】
表示部１０９において表示用発光素子１０５を駆動するとき、電流源１０１はモニタ用発光素子１０２に一定の電流を供給する。モニタ用発光素子１０２を定電流駆動した状態で表示装置の温度が変化すると、モニタ用発光素子１０２の抵抗値が変化する。ここで、表示装置の温度とは、特に表示部若しくは表示部周辺の温度であり、モニタ用発光素子と表示用発光素子の電流電圧特性に影響を与える部位の温度を指している。
【００４４】
モニタ用発光素子１０２の抵抗値が変化すると、当該モニタ用発光素子１０２に流れる電流値は一定であることから、モニタ用発光素子１０２の両端における電位差が変化する。モニタ用発光素子１０２において、電流源１０１に接続しない他方の端子は一定電位となっている。従って、モニタ用発光素子１０２の電流源１０１に接続されている側の電位を電圧発生回路１０３の入力とすることで、温度変化に応じた駆動電圧を表示用発光素子１０５に与えることができる。
【００４５】
また、定電流駆動されるモニタ用発光素子１０２の発光特性が経時変化により変化する場合にも、モニタ用発光素子１０２の抵抗値が変化する。すなわち、モニタ用発光素子１０２の累積発光時間の増加により、電流効率が低下して、一定電流を流し続けても輝度が低下する。それと共に、モニタ用発光素子１０２の抵抗値が増大する。この場合にも同様に、モニタ用発光素子１０２の電位差を電圧発生回路１０３で参照することで、表示用発光素子１０５の駆動条件に反映させることができる。つまり、発光輝度の劣化の度合いに応じた駆動電圧を設定することができる。
【００４６】
電圧発生回路１０３は、モニタ用発光素子１０２が電流源１０１と接続する側の電位を検出する。電圧発生回路１０３から出力される電位は、モニタ用発光素子１０２で検出した電位と同電位であり、駆動用トランジスタ１０４を介して表示用発光素子１０５の駆動電圧として与えらえる。この電圧発生回路１０３により、モニタ用発光素子１０２が温度や経時変化による輝度変化を、表示用発光素子１０５の駆動電圧に反映させることができる。
【００４７】
電圧発生回路１０３は、例えば、オペアンプを用いたボルテージフォロワ回路で構成することができる。ボルテージフォロワ回路の非反転入力端子は高入力インピーダンスであり出力端子は低出力インピーダンスであるため、入力側と出力側を同電位として出力し、電流源１０１の電流がボルテージフォロワ回路に流れ込むことなく出力端子からは電流を流すことができる。勿論、ボルテージフォロワ回路のように、入力側と出力側を同電位として出力することが可能な回路であれば、他の回路構成を適用することもできる。
【００４８】
以上に説明したように、この表示装置は、電流源１０１、モニタ用発光素子１０２、電圧発生回路１０３によって、温度及び経時変化補償回路（以下、単に「補償回路」ともいう）を構成している。本発明は、表示部に設けた表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子の両者を、異なる駆動条件で動作させ、表示用発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の経時劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御することで、輝度の劣化を補正した表示をする。この場合、表示用発光素子の輝度を一定に保つように、モニタ用発光素子を利用して補正を行うには、モニタ用発光素子の総電荷量が表示用発光素子の総電荷量よりも多くなるように駆動する。そのような駆動方式のとして、発光素子の発光時間を制御しても良い。例えば、また、モニタ用発光素子の発光を連続発光させ（１００％点灯）、表示用発光素子の平均発光時間をその１０〜３５％の割合で点灯させる。若しくは、モニタ用発光素子の発光時間を５０〜１００％の割合で点灯させ、表示用発光素子の発光時間を平均１０〜３５％の割合で点灯させる。その他に、モニタ用発光素子の電流値が５０〜１００％とするのに対し、表示用発光素子の電流値が１０〜３５％となるように駆動する。
【００４９】
モニタ用発光素子の総電荷量が表示用発光素子の総電荷量よりも多くなるように駆動することで、モニタ用発光素子にかかるストレスは大きくなる。そこで、モニタ用発光素子を長期間、安定的に駆動するために、補償回路にモニタ用発光素子を複数個設けても良い。補償回路にモニタ用発光素子を複数個備えることで、長期間、安定的に温度及び経時劣化の補正を表示用発光素子に対して行うことができる。次に、補償回路にモニタ用発光素子を複数個設けた構成例を図２に示す。
【００５０】
モニタ用発光素子１０２ａ、モニタ用発光素子１０２ｂ、モニタ用発光素子１０２ｃは電流源１０１と並列に接続している。モニタ用発光素子１０２ａと電流源１０１との間には、スイッチング用トランジスタ１０６ａが設けられている。モニタ用発光素子１０２ｂと電流源１０１との間には、スイッチング用トランジスタ１０６ｂが設けられている。モニタ用発光素子１０２ｃと電流源１０１との間には、スイッチング用トランジスタ１０６ｃが設けられている。
【００５１】
スイッチング用トランジスタ１０６ａ〜１０６ｃは、所定のタイミングでオンオフするように、ゲートにコントローラ１１１から信号が入力される。このスイッチング用トランジスタのオンオフにより、モニタ用発光素子の発光期間を制御する。すなわち、スイッチング用トランジスタ１０６ａ〜１０６ｃは、電流源１０１とモニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｃとの間の接続切替手段を実現している。
【００５２】
このスイッチング用トランジスタ１０６ａ〜１０６ｃの選択により、発光期間と非発光期間の比であるデューティー比が、１００％で駆動するモニタ用発光素子１０２ａと、６０％で駆動するモニタ用発光素子１０２ｂと、３０％で駆動するモニタ用発光素子１０２ｃとを同時に駆動することができる。ここで、デューティー比が１００％とは、発光期間が連続していることであり、この場合、非発光期間はない。また、デューティー比が６０％とは、全期間のうち発光期間が６０％で非発光期間が４０％である場合を指す。
【００５３】
また、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｃと電圧発生回路１０３との間には接続切替手段１１２が設けられている。接続切替手段１１２はトランジスタに代表されるスイッチング素子で実現することが出来る。この接続切替手段１１２は、コントローラ１１１によって動作の制御がされ、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｃのいずれか一と電圧発生回路１０３との接続を選択する。これによって、上記のように所定のデューティー比で駆動するモニタ用発光素子の電位差を電圧発生回路１０３に入力して、表示用発光素子１０５の駆動電圧を制御することができる。
【００５４】
図２に示す構成により、モニタ用発光素子を適宜切り替えてＣＬ駆動を行うことができる。例えば、デューティー比１００％で駆動するモニタ用発光素子１０２ａと、３０％で駆動するモニタ用発光素子１０２ｂと、３０％で駆動するモニタ用発光素子１０２ｃとを同時に駆動する。そして、一定の期間、デューティー比が１００％で駆動するモニタ用発光素子１０２ａを接続切替手段１１２で選択し、その電圧を電圧発生回路１０３に入力して表示用発光素子１０５の補正を行う。
【００５５】
その後、モニタ用発光素子１０２ａの電圧が所定の値に達したら、それをコントローラ１１１で判断して、接続切替手段１１２により、モニタ用発光素子１０２ｂの接続に切り替える。また、それに伴って、スイッチング用トランジスタ１０６ｂのゲート信号を変更して、デューティー比が１００％になるように駆動条件を変更する。
【００５６】
これまで、３０％のデューティー比で駆動してきたモニタ用発光素子１０２ｂは、表示用発光素子１０５とほぼ同等の経時劣化をしているので、ここで駆動条件を補正用に変更することにより、継続して表示用発光素子１０５のＣＬ駆動をすることができる。
【００５７】
モニタ用発光素子１０２ｂの電圧が所定の値になったと判断されたら、同様にしてモニタ用発光素子１０２ｃに切り替えることで、継続してＣＬ駆動をすることができる。
【００５８】
また、モニタ用発光素子の電圧により切り替える代わりに、モニタ用発光素子がデューティー比１００％で駆動する時間をコントローラに内在させるカウンタで計測して、所定の時間が来たら選択するモニタ用発光素子を切り替えるようにしても良い。その他に、モニタ用発光素子の電圧と、駆動時間の両方をモニタして、基準値に早く達した方の値を判定基準としても良い。
【００５９】
本発明は、発光素子に生じる本質的な劣化を考慮することにより、表示用発光素子１０５の電荷量と、モニタ用発光素子１０２に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子１０５の輝度が一定となるように補正する。それにより、表示用発光素子１０５の輝度を一定に保つＣＬ駆動を行うことができる。
【００６０】
以下に、本発明に係るＣＬ駆動の原理を説明する。ここで説明に用いる発光素子は、本実施の形態に係る発光素子と同様に、一対の電極間にＥＬを発現する有機材料を含む薄膜を介在させた構造を備えている。
【００６１】
ＥＬ層に流れる電流はトラップ電荷制限電流（Ｔｒａｐ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  ；  ＴＣＬＣ）と呼ばれ、次式で表すことができる。
Ｊ＝Ｓ・Ｖn  ・・・（１）
ここで、Ｊは電流密度、Ｖは電圧、Ｓは発光素子の材料や構造で決まる値、ｎは２以上の数値である。
【００６２】
式（１）を変形すると、次式が得られる。
ｌｏｇ  Ｊ＝ｎ・ｌｏｇ  Ｖ  ＋  ｌｏｇ  Ｓ  ・・・（２）
式（２）は、対数目盛で表す電流・電圧特性において傾きｎの直線で示され、ｌｏｇ  Ｓの値が小さい程、その直線は高電圧側にシフトすることとなる。
【００６３】
図３は代表的な発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフである。素子の構造は陽極＼ＤＮＴＰＤ＼ＮＰＢ＼Ａｌｑ：Ｃ６＼Ａｌｑ＼ＣａＦ2＼Ａｌである。同グラフ中には、初期特性、室温で１０００時間保持した後の特性、室温で１０００時間定電流駆動したときの特性を示している。
【００６４】
図３で示すように、発光素子を室温で１０００時間、定電流駆動することで電流密度対電圧特性は、初期特性に比べて高電圧側にシフトしている。また、電流を流さずに同じ時間室温で保持した場合にも、同様に高電圧側にシフトしていることが示されている。
【００６５】
次に、実用的な輝度が得られる電流密度領域において、上記三種類の条件の電流密度対電圧特性を、式（２）に基づいて両対数グラフにプロットした結果を図４に示す。図４に示すグラフでは、１００〜１００００ｃｄ／ｍ2の輝度が得られる１〜１００ｍＡ／ｃｍ2の電流密度に対してプロットしている。図４で示すグラフは、電流密度対電圧の特性が傾きｎの直線で示されている。
【００６６】
このグラフより求めたｎとＳの変化を図５に示す。図５のグラフで示すように、式（２）に基づくｎとＳのパラメータは特徴的な変化を示している。このうち、Ｓは発光素子を室温で保存した状態では変化せず、電流を流すことにより大幅に減少している。これに対し、ｎは発光素子に電流を流した場合のみでなく、室温で同じ時間保持した場合でも同様に低下している。その減少率は、発光素子に電流を流したときと、流さなかった場合でほぼ同じである。すなわち、ｎは電流を流すか流さないかにかかわらず、ほぼ時間経過のみで低下していくパラメータと考えられる。
【００６７】
この結果より、ｎは時間の関数として式（３）で表すことができる。
ｎ＝ｆ（ｔ）  ・・・（３）
ｎはダイオード特性の急峻さを表すものであることから、発光素子のダイオード特性は、電流を流す、流さないにかかわらず、時間の経過と共に変化する（ｎの値が小さくなり、傾きが小さくなる）ことを示している。
【００６８】
一方、Ｓは室温で保存するだけではほとんど変化せず、電流を流すことにより変化するパラメータである。Ｓが時間に依存せず、電流を流すことにより変化するということは、総電荷量Ｑ（電流×時間）の関数で表すことができ、次式を導くことができる。
Ｓ＝ｇ（Ｑ）  ・・・（４）
なお、Ｓは発光素子に電流を流すことで減少していくことから、ｇ（Ｑ）は単調減少の関数と考えられる。Ｓはダイオード特性のしきい値と考えることが出来るので、発光素子のダイオード特性のしきい値は、電流を流すことで高電圧側にシフトすると説明できる。
【００６９】
式（１）（３）（４）より、モニタ用発光素子の電流密度対電圧特性、及び表示用発光素子の電流密度対電圧特性は次式で表すことができる。
Ｊｏ＝ｇ（Ｑｍ）・Ｖf(t)  ・・・（５）
Ｊｐ＝ｇ（Ｑｐ）・Ｖf(t)  ・・・（６）
ここで、Ｊｏはモニタ用発光素子の電流密度（一定）、Ｊｐは画素の電流密度、Ｑｍはモニタ用発光素子に流れた総電荷量、Ｑｐは画素に流れた総電荷量、Ｖは電圧、ｔは時間である。
【００７０】
式（５）（６）から、画素に流れる電流密度Ｊｐは次式で表すことができる。
Ｊｐ＝Ｊｏ・ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）  ・・・（７）
ここで、ｇ（Ｑ）は単調減少の関数なので、モニタ用発光素子と表示用発光素子の電流を変えることにより、ＪｏとＪｐは異なる値をとる。例えば、表示用発光素子よりもモニタ用発光素子の方により多くの電流を流せば（つまりＱｍ＞Ｑｐ）、常にＪｐはＪｏよりも大きくなる。
【００７１】
表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を理想的に行うには、以下のことを考慮する必要がある。まず、画素の輝度をＬ、電流効率をηとすると、次式が与えられる。
Ｌ＝η・Ｊｐ  ・・・（８）
また、初期輝度をＬｏ、初期の電流密度をＪｏとすると、電流効率ηは、
η＝（Ｌｏ／Ｊｏ）・ｅｘｐ｛−（ｋ・ｔ）β｝  ・・・（９）
という劣化曲線となる。ここで、ｋは速度定数、βは初期劣化を表すパラメータである。
【００７２】
従って、式（８）（９）より式（１０）が得られる。
Ｌ＝Ｊｐ・（Ｌｏ／Ｊｏ）・ｅｘｐ｛−（ｋ・ｔ）β｝  ・・・（１０）
ここで、輝度を一定にするためには、Ｌ＝Ｌｏ（一定）とならなければいけないため、式（１０）にＬ＝Ｌｏを代入することにより、次の式（１１）が得られる。
Ｊｐ＝Ｊｏ・ｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝  ・・・（１１）
【００７３】
つまり、Ｊｐを式（１１）に従って上昇させることにより、ＣＬ駆動をすることができる。結局、式（７）（１１）から、
ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）＝ｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝  ・・・（１２）
が得られるため、「ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）」がｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝に近くなるようにＱｐとＱｍを制御することで、ＣＬ駆動をすることができる。
【００７４】
以上のように、発光素子に流れる電荷量に基づいて輝度の劣化を考慮することにより、表示用発光素子の電荷量と、モニタ用発光素子に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子の輝度が一定となるように補正をするＣＬ駆動を行うことができる。
【００７５】
モニタ用発光素子と表示用発光素子を備えた表示装置を、本発明に基づいて動作させた一例を、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。
【００７６】
図６（Ａ）は発光素子の電流値の時間変動特性（２６０時間）を示し、図６（Ｂ）は発光素子の輝度の時間変動特性（２６０時間）を示す。図６（Ａ）（Ｂ）の両グラフにおいて、サンプルＡは本発明の補償機能を含むパネル、サンプルＢとサンプルＣは補償機能を含まないパネルである。サンプルＡ、Ｂは  定電圧駆動、サンプルＣは定電流駆動を行うパネルである。
【００７７】
図６（Ａ）、（Ｂ）の両グラフにおいて、横軸は時間（ｈｏｕｒ）であり、図６（Ａ）の縦軸は実際の電流値を規格化した値（％）であり、図６（Ｂ）の縦軸は実際の輝度を規格化した値（％）である。なお、全てのサンプルにおいて、モニタ用発光素子のデューティー比は１００％であり、表示用発光素子のデューティー比は約６４％であった。また、モニタ用発光素子と発光素子の総電流量は同じであるが、モニタ用発光素子の瞬間的な電流値と、発光素子の瞬間的な電流値とは異なるものであった。
【００７８】
図６（Ａ）から、サンプルＡは時間の経過に伴い電流値が増加傾向であることが分かる。サンプルＢは電流値の変動が激しく、時間の経過に伴い電流値が減少傾向であることが分かる。サンプルＣは電流値の変動が少なく、時間が経過しても、電流値の値はほぼ一定であることが分かる。サンプルＡにおいて、時間の経過に伴い電流値が増加傾向にあるのは、モニタ用発  光素子のデューティー比が１００％である一方、発光素子のデューティー比が６４％であるためであり、発光素子よりもモニタ用発光素子の方が経時変化の進行具合が早いことによる。
【００７９】
また、図６（Ｂ）から、サンプルＡは時間が経過しても、輝度の変化が小さく、ほぼ一定の輝度を保っていることが分かる。サンプルＢは輝度の変動が激しく、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。サンプルＣは輝度の変動が少ないものの、サンプルＢと同様に、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。
【００８０】
図６（Ａ）（Ｂ）の結果をふまえると、本発明を適用したサンプルＡは、その電流値が増加傾向にあるものの、その輝度は一定であることが分かる。これは、電流値が増加傾向にあるものの、電流値の＋Δの増加分だけ、経時変化が早く進むことに起因する。つまり、補償機能による電流値の＋Δの増加分と、経時変化の進行による電流値の減少分とがちょうどキャンセルされることにより、本発明を適用したサンプルＡはほぼ一定の輝度を保つことができる。
【００８１】
上記の動作を考慮すると、本発明の補償機能を有する表示装置は、一定の輝度を保つことができる。また、本発明のような補償機能を有することにより、ＣＬ駆動を実現することができる。この駆動方法は、上述の通り、補償機能による電流値の増加分と、経時変化による電流値の減少分とを予め求めておき、それらがちょうどキャンセルされるような電圧条件で発光素子を駆動する。
【実施例１】
【００８２】
モニタ用発光素子を備えＣＬ駆動をする表示装置の一例について、図７を参照して説明する。
【００８３】
この表示装置は走査線駆動回路１０７、データ線駆動回路１０８、表示部１０９を備えている。表示部１０９には、スイッチング用トランジスタ１１４、駆動用トランジスタ１０４、容量素子１１３、表示用発光素子１０５を含む画素１１０が配置されている。
【００８４】
データ線駆動回路１０８はパルス出力回路１１５、第１のラッチ回路１１６、第２のラッチ回路１１７を有する。このデータ線駆動回路１０８において、第１のラッチ回路１１６にデータを入力しているとき、第２のラッチ回路１１７は出力を行うことができる。
【００８５】
表示部１０９は、走査線駆動回路１０７につながる走査線Ｇ１〜Ｇｎと、データ線駆動回路１０８につながるデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍを含んでいる。走査線駆動回路１０７から信号が入力される走査線Ｇ１は、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４のゲートに信号を送る。走査線Ｇ１によって選択されたスイッチング用トランジスタ１１４はオンとなり、第２のラッチ回路１１７によりデータ信号線Ｄ１に出力されたデータ信号を容量素子１１３に書き込む動作を行う。この容量素子１１３に書き込まれたデータ信号によって、駆動用トランジスタ１０４が動作して、表示用発光素子１０５の発光状態又は非発光状態を制御する。つまり、オンにある駆動用トランジスタ１０４を介して、電源線Ｖ１〜Ｖｍの電位が表示用発光素子１０５に与えることにより、表示用発光素子１０５の発光又は非発光の制御が行われる。
【００８６】
モニタ用発光素子１０２の数は適宜選択することができる。モニタ用発光素子は一つでも構わないし、複数個を配置しても良い。図７で示す表示装置は、ｎ（ｎ＞１）個のモニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎを備え、それ画素一列分と等しい数で設けられている。ｎ個のモニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎを配置することで、個々のモニタ用発光素子における特性ばらつきを平均化することができる。
【００８７】
図７におけるモニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎは、電流源１０１と並列に接続されている。表示用発光素子１０５が、データ信号によって発光又は非発光の状態をとるのに対し、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎは、定電流駆動され常時点灯している。これらのモニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎにおいて、電流源１０１に接続する側の電極電位を検出し、電圧発生回路１０３により電源線Ｖ１〜Ｖｍの電位を設定する。電圧発生回路１０３は、代表的には、ボルテージフォロワ回路で構成されている。
【００８８】
この構成によれば、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎが定電流駆動している状態で表示装置の温度が変化すると、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎの抵抗値が変化する。その抵抗値の変化に伴って、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎの両電極間における電位が変化することとなる。その変化した電位は電圧発生回路１０３で検出し、温度変化に応じた駆動電圧を表示用発光素子１０５に与えることができる。また、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎの発光特性が経時変化により変化する場合にも、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎの抵抗値が変化するので、同様に表示用発光素子１０５の駆動電圧に劣化による変化分を反映させることができる。このような動作により、表示用発光素子１０５をＣＬ駆動することができる。
【００８９】
表示部１０９は、白色発光する表示用発光素子１０５で構成することができる。そのとき、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎも同様に白色発光素子で構成する。また、異なる発光色を呈する表示用発光素子を複数組み合わせて表示部１０９を構成しても良い。例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）若しくはそれに近い発光色を呈する発光素子を組み合わせて表示部を構成しても良い。そのとき、モニタ用発光素子１０２ａ〜１０２ｎは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）若しくはそれに近い発光色を呈する一種の発光素子で形成すれば良い。
【００９０】
図８は、モニタ用発光素子を各発光色に応じて設けた表示装置の一例を示している。データ信号線Ｄ１の接続されている画素１１０ａが赤（Ｒ）の発光色を呈する画素、データ信号線Ｄ２の接続されている画素１１０ｂが緑（Ｇ）の発光をする画素、データ信号線Ｄ３の接続されている画素１１０ｃが青（Ｂ）の発光をする画素とする。第１電流源１１０１ａはモニタ用発光素子１１０２ａに電流を供給し、第１電圧発生回路１１０３ａがモニタ用発光素子１１０２ａの電位を検出し、この電位を電源線Ｖ１に設定する。第２電流源１１０１ｂはモニタ用発光素子１１０２ｂに電流を供給し、第２電圧発生回路１１０３ｂがモニタ用発光素子１１０２ｂの電位を検出し、この電位を電源線Ｖ２に設定する。第３電流源１１０１ｃはモニタ用発光素子１１０２ｃに電流を供給し、第３電圧発生回路１１０３ｃがモニタ用発光素子１１０２ｃの電位を検出し、この電位を電源線Ｖ３に設定する。この構成によれば、各発光色に対応する表示用発光素子の駆動電圧を、それに応じたモニタ用発光素子によって設定することができる。なお、図８で示す表示装置の他の構成及び動作については、図７に示す表示装置と同様である。
【００９１】
図９は、図７及び図８の表示装置の画素１１０に適用することのできる他の構成例を示している。図９（Ａ）の画素１２０ａは、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４に加え、消去用トランジスタ１１８と消去用のゲート線Ｒｙを設けている。表示用発光素子１０５の一方は駆動用トランジスタ１０４と接続し、他方は対向電源１１９に接続している。消去用トランジスタ１１８により、強制的に表示用発光素子１０５に電流が流れない状態を作ることができるため、画素１１０に対する信号の書き込みを待つことなく、データ信号の書き込み期間の開始と同時又は直後に発光期間を設けることができる。これによりデューティー比を向上させることが出来、発光と非発光の期間を強制的に制御するので、特に動画の表示に適している。
【００９２】
図９（Ｂ）は、トランジスタ１２１とトランジスタ１２２を直列に接続して駆動用トランジスタとして機能させている。さらにトランジスタ１２１のゲートに接続する電源線Ｖａｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）とを設けた画素１２０ｂの構成を示している。電源線Ｖａｘは電源１２３に接続する。この画素１２０ｂは、トランジスタ１２１のゲートを一定電位の電源線Ｖａｘに接続することにより、トランジスタ１２１のゲート電位を飽和領域で動作する電位に固定する。トランジスタ１２２は線形領域で動作させるので、そのゲートには画素１２０ｂの発光又は非発光の情報を含むビデオ信号を入力する。線形領域で動作するトランジスタ１２２のソースとドレイン間電圧は小さいため、トランジスタ１２２のゲート及びソース間電圧の僅かな変動は、表示用発光素子１０５に流れる電流値に影響を及ぼさない。従って、表示用発光素子１０５に流れる電流値は、飽和領域で動作するトランジスタ１２２により決定される。上記構成は、トランジスタ１２１の特性バラツキに起因した表示用発光素子１０５の輝度ムラを改善して画質を高めることができる。
【００９３】
また、上記以外の画素回路として、スイッチング用トランジスタ１１４を省略して駆動用トランジスタ１０４と表示用発光素子１０５で画素を構成してもよい。この場合、パッシブマトリクス型のディスプレイと同じ動作を行う。
【００９４】
以上に説明したように、この表示装置は電流源、モニタ用発光素子、電圧発生回路によって、温度及び輝度劣化の補償回路を構成している。すなわち、表示用発光素子とそれと同等のモニタ用発光素子の両者を、異なる駆動条件で動作させ、表示部に設けた発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比を、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御することができる。
【００９５】
本実施例は、表示用発光素子の電荷量と、モニタ用発光素子に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子の輝度が一定となるように補正をする。例えば、モニタ用発光素子をデューティー比５０〜１００％で定電流駆動して、その時のモニタ用発光素子の電位差を電圧発生回路により表示用発光素子の駆動電圧に反映させることで、式（１２）で示す（ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ））がｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝に近くなるようにＱｐとＱｍを制御することが出来、表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を行うことが可能となる。
【実施例２】
【００９６】
本実施例は、モニタ用発光素子と表示用発光素子を組み合わせてＣＬ駆動する表示装置における他の構成例を示す。
【００９７】
本実施例では、画素における表示用発光素子の平均発光期間を考慮してモニタ用発光素子の電流量、すなわち電荷量を設定する。ここで、各画素の表示用発光素子の発光期間と非発光期間の比の平均値は３：７の比であることが経験的に知られている。式（１２）で説明したように、（ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ））がｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝に近くなるように、モニタ用発光素子の電荷量Ｑｍと、表示用発光素子の電荷量Ｑｐとを制御するには、モニタ用発光素子の発光期間を調整すれば良い。ここで、モニタ用発光素子のデューティー比は５０〜１００％とすれば良い。
【００９８】
図１０は、モニタ用発光素子の発光期間を制御する補償回路の一例を示す。この補償回路は、電流源１０１、モニタ用発光素子１０２、電圧発生回路１０３、容量素子１４５、第１スイッチ１２４及び第２スイッチ１２５を有している。電圧発生回路１０３の出力は、駆動用トランジスタ１０４を介して表示用発光素子１０５を駆動するのに供している。
【００９９】
モニタ用発光素子１０２に電流源１０１から電流を流すときは、第１スイッチ１２４及び第２スイッチ１２５をオンにする。この状態でモニタ用発光素子１０２に電流が流れると、容量素子１４５には、モニタ用発光素子１０２にかかる電圧Ｖｍまで電荷が蓄積される。その後、第２スイッチ１２５を、第１スイッチ１２４と同時又はそれより先にオフする。こうして、第２スイッチ１２５をオフにしたときのモニタ用発光素子１０２にかかる電圧Ｖｍが、電圧発生回路１０３に入力される。そして、電圧発生回路１０３は同じ電位を出力する。この電位は表示用発光素子１０５の駆動電圧に反映される。
【０１００】
こうして非発光期間においても、第二のスイッチ１２５をオフとしたときのモニタ用発光素子１０２の電圧Ｖｍが電圧発生回路１０３に入力される。そして電圧発生回路１０３の出力側には同電位が出力され、第二のスイッチ１２５をオフにしたときのモニタ用発光素子１０２に流れていた電流を表示用発光素子１０５に流すことができる。
【０１０１】
この構成によれば、モニタ用発光素子１０２の発光期間を５０〜１００％の範囲で制御することが出来る。そして、モニタ用発光素子に電流を流している期間に温度補償機能を果たすことができるので、劣化補償と温度補償の両方を実現することができる。
【０１０２】
ここで、時間階調表示を行う場合において、１フレーム期間あたりの表示用発光素子の発光と非発光の比は、経験的に３：７であることが知られている。よって、表示期間中に電流が流れ続ける場合、モニタ用発光素子１０２の電荷量と表示用発光素子１０５に流れる電荷量の比は１０：３になる。そこで、モニタ用発光素子１０２に電流を流す期間を１フレーム期間あたり５０〜１００％に設定することで、モニタ用発光素子の電荷量Ｑｍと、表示用発光素子の電荷量Ｑｐとの比をｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝になるように整合させることができる。
【０１０３】
また、発光色の異なる複数種の表示用発光素子を表示部に設ける場合には、それに対応したモニタ用発光素子を設けると良い。特に、複数種の表示用発光素子間で、温度特性をはじめ劣化速度や寿命時間が異なる場合には、モニタ用発光素子もそれに対応して設けることでＣＬ駆動をすることができる。さらに、発光色毎のデューティー比の平均値に合わせてそれぞれのモニタ用発光素子の発光期間を設定することで、さらなるＣＬ駆動の精度を向上することができる。
【０１０４】
以上に説明したように、この表示装置は電流源、モニタ用発光素子、電圧発生回路によって、温度及び輝度劣化の補償回路を構成している。すなわち、表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子の両者を、異なる駆動条件で動作させ、表示部に設けた発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御している。それにより、表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を行うことができる。
【実施例３】
【０１０５】
本実施例は、モニタ用発光素子と表示用発光素子を組み合わせたＣＬ駆動する表示装置において、モニタ用発光素子による補正機能を長期間維持することのできる構成例を示す。
【０１０６】
図１１にモニタ用発光素子の経時劣化を補正する補償回路の一例を示す。この補償回路は、電流源１０１、モニタ用発光素子１０２ａ及びモニタ用発光素子１０２ｂ、電圧発生回路１０３、スイッチ１２６ａとスイッチ１２６ｂを含むスイッチ回路１２６有している。電圧発生回路１０３の出力は、駆動用トランジスタ１０４を介して表示用発光素子１０５を駆動するのに供している。
【０１０７】
スイッチ１２６ａとスイッチ１２６ｂは、電流源１０１とモニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂの接続状態を切り替える。このスイッチ１２６ａとスイッチ１２６ｂを動作させることにより、モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂに、電流源１０１からの電流を交互に供給することができる。このとき、モニタ用発光素子１０２ａにかかる電位Ｖｍａ又はモニタ用発光素子１０２ｂにかかる電位Ｖｍｂを電圧発生回路１０３で検出し、その電位を表示用発光素子１０５の駆動電圧に反映させることができる。
【０１０８】
スイッチ１２６ａとスイッチ１２６ｂが切り替わる期間を適宜設定すれば、モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂの経時劣化の程度を調節することができる。例えば、スイッチ１２６ａとスイッチ１２６ｂの切り替えるタイミングを同じにすれば、見かけ上モニタ用発光素子１０２ａ及びモニタ用発光素子１０２ｂの経時劣化の速度は半減する。また、一方のモニタ用発光素子の発光期間を長くして、そのモニタ用発光素子の寿命が来たら、他方のモニタ用発光素子に切り替えて使うこともできる。この方法によれば、長期に渡って補償回路を動作させることができる。
【０１０９】
例えば、モニタ用発光素子１０２ａをデューティー比８０％で駆動し、モニタ用発光素子１０２ｂをデューティー比２０％とする。最初、モニタ用発光素子１０２ａの電圧Ｖｍａを補正電圧としてＣＬ駆動を行い、モニタ用発光素子１０２ａの電圧Ｖｍａがある一定水準まで上昇したら、モニタ用発光素子１０２ｂをデューティー比８０％で駆動するように切り替える。その後は、モニタ用発光素子１０２ｂの電圧ＶｍｂをＣＬ駆動の補正電圧とする。このようにして、表示用発光素子１０５のＣＬ駆動を長期に渡って実施することができる。
【０１１０】
いずれにしても、モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂの一方に常に電流を流し、そのモニタ用発光素子の電位を検出し、表示用発光素子の駆動電位を設定しているため、温度補償も常に行うことができる。
【０１１１】
スイッチ回路１２６はさまざまな技術的手段で実現することができる。その一例を図１２に示す。アナログスイッチ２０１及びアナログスイッチ２０２並びにインバータ２０３により実現することができる。制御信号がアナログスイッチ２０１及びアナログスイッチ２０２の制御入力端子に入力され、アナログスイッチ２０１又はアナログスイッチ２０２のいずれかがオンする。こうして、モニタ用発光素子１０２ａ又はモニタ用発光素子１０２ｂのいずれに電流を流すかを選択することができる。
【０１１２】
勿論、スイッチ回路１２６は、図１２の構成に限定されず、同様な機能を実現するものであれば、他の構成を用いることも出来る。例えば、スイッチ１２６の機能を図１３に示すようにトランジスタを用いて実現した表示装置とすることもできる。ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｃとｎチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｄを用いる。ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｃのソースと、ｎチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｄのドレインとが電流源１０１に接続され、ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｃのドレインがモニタ用発光素子１０２ａと、ｎチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｄのソースがモニタ用発光素子１０２ｂと接続されている。これらのスイッチング用トランジスタのゲートに制御信号が入力されると、どちら一方がオンすることとなる。こうしてモニタ用発光素子１０２ａ又はモニタ用発光素子１０２ｂを選択することができる。
【０１１３】
また、図１４に示すように同じ極性のトランジスタを用いてもスイッチ１２６の機能を実現することができる。一方のスイッチング用トランジスタ１２６ｅのゲートには制御信号をそのまま入力し、他方のスイッチング用トランジスタ１２６ｆには制御信号をインバータ１２７を介して入力する。これにより、制御信号が反転してスイッチング用トランジスタ１２６ｆに入力されるため、どちらか一方のスイッチング用トランジスタを選択することができる。なお、図１４においてはｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｅ及び１２６ｆを用いて説明したが、ｎチャネル型のトランジスタを用いても同様の機能を果たすことができる。
【０１１４】
図１３で示すスイッチを適用した表示装置の一例を図１５に示す。ここでスイッチング用トランジスタ１２６ｃとスイッチング用トランジスタ１２６ｄが一対となってスイッチの機能を備えている。制御線１２８から入力される制御信号を、スイッチング用トランジスタのゲートに入力する。それにより、ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｃとｎチャネル型のスイッチング用トランジスタ１２６ｄを交互にオンすることができる。すなわち、モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂに交互に電流を供給する構成となっている。他の構成は図７と同様である。
【０１１５】
図１４で示すスイッチを適用した表示装置の一例を図１６に示す。ここで、スイッチング用トランジスタ１２６ｅとスイッチング用トランジスタ１２６ｆが一対となってスイッチの機能を備えている。制御信号線１２９に入力された制御信号は、制御信号線１２９ａと制御信号線１２９ｂに伝送される。このとき、制御信号線１２９ａには、インバータ１２７により反転信号が伝送される。制御信号線１２９ａはスイッチング用トランジスタ１２６ｅに、制御信号線１２９ｂはスイッチング用トランジスタ１２６ｆのゲートに信号を入れるので、制御信号の極性に応じて一方のスイッチング用トランジスタがオンする。すなわち、モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂに交互に電流を供給する構成となっている。他の構成は図７と同様である。
【０１１６】
なお、選択するモニタ用発光素子は二つに限られず複数を並列に配置しても良い。例えば、表示用発光素子の発光色に対応させて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のモニタ用発光素子を設け、それを適宜スイッチング用トランジスタで切り替える構成としても良い。
【０１１７】
以上に説明したように、この表示装置は電流源、複数のモニタ用発光素子及び電圧発生回路によって、温度及び輝度劣化の補償回路を構成している。すなわち、表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子の両者を、異なる駆動条件で動作させ、表示部に設けた発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御している。それにより、表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を行うことができる。
【実施例４】
【０１１８】
本実施例は、発光素子の経過時間に合わせて補正を行うＣＬ駆動及びそれを行う表示装置の一例について、図１７を参照して説明する。
【０１１９】
図１７に示す表示装置は、表示部１０９に表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２とを有する。表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２は同じ作製工程で製造されたものであることが望ましい。それにより、この両者の発光素子は、環境温度の変化と経時変化に対して近い特性とすることができる。
【０１２０】
この表示装置は、時間測定回路１３０、記憶回路１３１、補正データ作成回路１３２、電源回路１３３、電流源１０１を有している。これらの回路は、表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２と共に同一の基板上に設けられていてもよいし、別部品として実装されていても良い。
【０１２１】
表示部１０９には、表示用発光素子１０５と駆動用トランジスタ１０４を含む画素１１０が設けられている。表示用発光素子１０５は、基板上に設けられた走査線駆動回路１０７とデータ線駆動回路１０８を用いて発光又は非発光の制御がされている。
【０１２２】
モニタ用発光素子１０２は一つ又は複数設けられる。一つ又は複数のモニタ用発光素子１０２は表示部１０９内に設けてもよいし、それ以外の領域に設けてもよい。モニタ用発光素子１０２には電流源１０１により一定の電流が供給される。この状態で、表示装置の温度の変化及び／又は発光素子の経時変化が生じると、モニタ用発光素子１０２自体の抵抗値が変化する。モニタ用発光素子１０２の電流値は一定なため、モニタ用発光素子１０２の両電極間にかかる電圧Ｖｍが変化する。この電圧Ｖｍを、バッファアンプなどを使って補正データ作成回路１３２の入力電圧として取得する。
【０１２３】
時間測定回路１３０は、電源回路１３３が表示用発光素子１０５を含むパネルに電源を供給していた時間を測定する機能を備えている。または、表示部１０９内の各画素に供給するビデオ信号をサンプリングして、表示用発光素子１０５の点灯時間を測定する機能を有している。複数個設けられた画素１１０の、表示用発光素子１０５の発光時間は、任意の画像を表示するため画素毎に異なっている。そのため、表示用発光素子１０５の発光時間をそれぞれ積算し、その積算値を合算して平均発光時間を設けることが好ましい。また、任意に選択された表示用発光素子１０５の発光時間を算出し、その平均値を用いることが出来る。時間測定回路１３０は、上記の機能により得た経過時間に関する情報を含む信号を、補正データ作成回路１３２に出力する。
【０１２４】
記憶回路１３１は、表示用発光素子１０５の電流電圧特性の経時変化特性を記憶する回路である。つまり、各経過時間における表示用発光素子１０５の電流電圧特性を記憶しており、好ましくは１万時間から１０万時間分のものを記憶する。記憶回路１３１は、補正データ作成回路１３２から供給される信号に基づき、その経過時間に対応した表示用発光素子１０５の電流電圧特性のデータを補正データ作成回路１３２に出力する。
【０１２５】
補正データ作成回路１３２は、モニタ用発光素子１０２の出力と、記憶回路１３１の出力に基づき、表示用発光素子１０５を動作させる最適な電圧条件を算出する。つまり、所望の輝度が得られる最適な電圧条件を決定し、その情報を含む信号を電源回路１３３に出力する。
【０１２６】
電源回路１３３では、補正データ作成回路１３２から供給された信号に基づき、補正した電源電位を表示用発光素子１０５に供給する。なお、表示用発光素子１０５を含むパネルを用いてカラー表示を行う場合、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を設けるとよい。この場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応したモニタ用発光素子１０２を設けて、各色毎に電源電位を補正するとよい。記憶回路１３１には、発光素子の劣化の加速試験を行い、加速係数を記憶させておく。そして、その加速係数を用いて補正データを算出する。
【０１２７】
本実施例によれば、モニタ用発光素子を用いて、発光素子の電圧条件を最適なものとすることで、温度変化と経時変化の両者に起因した発光素子の電流値の変化による影響を抑制することができる。また、本実施例によると、利用者による操作を必要としないため、製品としての長寿命化を図ることができる。
【実施例５】
【０１２８】
モニタ用発光素子に逆方向電圧を印加することを可能とし、ＣＬ駆動をする表示装置の一例について、図１８を用いて説明する。本実施例は、モニタ用発光素子に直列に接続する交流用トランジスタを有している。
【０１２９】
図１８において、交流用トランジスタ１３４のゲートは、スイッチ１３５を介して、電圧発生回路１０３の入力端子に接続する。また、交流用トランジスタ１３４のゲートは、スイッチ１３６を介して交流用電源１３８に接続する。交流用トランジスタ１３４のソース及びドレインの一方は交流用電源１３７に接続し、他方はモニタ用発光素子１０２に接続する。交流用トランジスタ１３４は、モニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加するために設けられたものである。ここで、逆方向電圧の印加とは、発光素子の両端子に、発光させるときに印加する電圧とは逆極性の電圧を印加することである。発光素子の一方の端子（陽極）に正の電圧を、他方の端子（陰極）に負の電圧を印加して発光させる場合には、一方の端子（陽極）に負の電圧を、他方の端子（陰極）に正の電圧を印加することで逆方向電圧の印加をする。
【０１３０】
モニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加する際は、スイッチ１３５をオフにして、電圧発生回路１０３とモニタ用発光素子１０２との間を電気的に接続しないように設定する。また、スイッチ１３６をオンにして、交流用電源１３８の電位を交流用トランジスタ１３４に与えることで、当該交流用トランジスタ１３４をオンにする。そして、対向電源１１９の電位と交流用電源１３７の電位の大小関係を適宜設定する。モニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加することで、モニタ用発光素子１０２の陽極と陰極の短絡箇所に局所的に電流を流し、当該短絡箇所を絶縁化することができる。そうすると、モニタ用発光素子１０２の短絡部による不良を解消することができる。
【０１３１】
なお、容量素子１４５は、モニタ用発光素子１０２に逆方向の電圧を印加する際、電圧発生回路１０３の入力端子の電位を維持するために設けられている。この表示装置の構成は、容量素子１４５に制約されず、電位を保持することが可能な容量素子１４５以外の回路を用いてもよい。
【０１３２】
一方、モニタ用発光素子１０２に順方向バイアスの電圧を印加する際は、スイッチ１３５をオンにして、スイッチ１３６をオフにする。なお、図示する構成では、交流用トランジスタ１３４はｐチャネル型トランジスタで示しているが、勿論ｎチャネル型のトランジスタでも良い。また、交流用トランジスタ１３４のゲートは、電圧発生回路１０３の入力端子に接続するが、本実施例の表示装置はこの構成に制約されない。独立した制御回路を設けて、当該制御回路により、交流用トランジスタ１３４のオンとオフを制御してもよい。
【０１３３】
モニタ用発光素子に逆方向電圧を印加することが出来、ＣＬ駆動をする表示装置の他の一例について、図１９を参照して説明する。
【０１３４】
電圧発生回路１０３の入力端子に接続する容量素子１４５と、表示用発光素子１０５と電圧発生回路１０３の出力端子との間に設けられた第１のスイッチ１４３と、表示用発光素子１０５と交流用電源１４６との間に設けられた第２のスイッチ１４１と、モニタ用発光素子１０２と電圧発生回路１０３の入力端子との間に設けられた第３のスイッチ１４２と、モニタ用発光素子１０２と交流用電源１４６との間に設けられた第４のスイッチ１４０と、電流源１０１と電圧発生回路１０３の入力端子の間に設けられた第５のスイッチ１４４とを有している。第１のスイッチ１４３、第２のスイッチ１４１、第３のスイッチ１４２及び第４のスイッチ１４０には、トランジスタなどの公知のスイッチング機能を有する素子を用いるとよい。
【０１３５】
表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加する場合は、制御回路１３９により、第１のスイッチ１４３と第３のスイッチ１４２と第５のスイッチ１４４を非導通状態にし、第２のスイッチ１４１と第４のスイッチ１４０とを導通状態にする。そして、対向電源１１９と交流用電源１４６の電位の大小関係を適当な関係に設定する。上述したように、表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加することで、短絡部を絶縁化し、当該短絡部による不良を解消することができる。
【０１３６】
一方、表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２に順方向電圧を印加する際は、制御回路１３９により、第１のスイッチ１４３と第３のスイッチ１４２と第５のスイッチ１４４を導通状態にし、第２のスイッチ１４１と第４のスイッチ１４０とを非導通状態にする。
【０１３７】
なお、容量素子１４５は、表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２に逆方向電圧を印加する際、電圧発生回路１０３の入力端子の電位を維持するために設けられている。本発明では容量素子１４５に制約されず、電位を保持することが可能な容量素子１４５以外の回路を用いてもよい。
【０１３８】
モニタ用発光素子に逆方向電圧を印加することが出来、ＣＬ駆動をする表示装置の一例について、図２０を参照して説明する。
【０１３９】
この表示装置は、電流源の代わりに電流源用トランジスタ１４７を有している。電流源用トランジスタ１４７は、モニタ用発光素子１０２に直列に接続されており、そのゲートは電源１４９に接続する。電流源用トランジスタ１４７のソース及びドレインの一方はモニタ用発光素子１０２の一方の電極と接続し、他方は電源１４８と接続する。
【０１４０】
電流源用トランジスタ１４７は、電流源として用いるために飽和領域で動作させる。従って、電源１４８、１４９の電位を適当な値に設定して、電流源用トランジスタ１４７のゲートとソース間電圧を適宜調整する。また、電流源用トランジスタ１４７を飽和領域で動作させるために、電流源用トランジスタ１４７のチャネル長とチャネル幅の比（Ｌ／Ｗ）は２〜１００に設定することが好ましい。なお、図２０の構成では、電流源用トランジスタ１４７の導電型はｐチャネル型であるが、本実施例はこの構成に制約されずｎチャネル型のトランジスタを適用しても良い。
【０１４１】
図２１に示す構成は、電圧発生回路１０３の入力端子とモニタ用発光素子１０２との間に設けられた抵抗素子１５０を有している。抵抗素子１５０は可変抵抗又は固定抵抗であれば良い。
【０１４２】
抵抗素子１５０は、ある一定の期間あたり（例えば１フレーム期間あたり）のモニタ用発光素子１０２の総電流量と、表示用発光素子１０５の総電流量の相違を調整する。これは、電流源１０１を用いてモニタ用発光素子１０２を通常に動作させた場合、当該モニタ用発光素子１０２のデューティー比が１００％である一方、表示用発光素子１０５のデューティー比は全白表示でも７０％程度であり、点灯率を考慮すると更に低い値となるためである。つまり、通常に動作させた場合、表示用発光素子１０５とモニタ用発光素子１０２とを比較すると、モニタ用発光素子１０２の経時劣化が早く進む。
【０１４３】
従って、この構成では、抵抗素子１５０を配置して、ある瞬間でのモニタ用発光素子１０２の電流値を表示用発光素子１０５の電流値よりも低い値にすることで、ある一定の期間当たりの総電流量を同じにして、経時劣化を調整することもできる。その結果、より表示用発光素子１０５の経時劣化に即した電源電位の補正を行うことができる。
【０１４４】
次に、上記構成と同様に抵抗素子を用いる場合であって、上記とは異なる構成について、図２２を参照して説明する。この構成ではモニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂを備えている。モニタ用発光素子１０２ａとモニタ用発光素子１０２ｂはそれぞれ複数個設けても良い。一方のモニタ用発光素子１０２ａに接続するように、抵抗素子１５１と、電圧発生回路１５３と、電流源１５５と、抵抗素子１５７とを設ける。また、他方のモニタ用発光素子１０２ｂに接続するように、抵抗素子１５２と、電圧発生回路１５４と、電流源１５６と、抵抗素子１５８とを設ける。
【０１４５】
上記構成によると、抵抗素子１５１と抵抗素子１５２の抵抗値を変えれば、一方のモニタ用発光素子１０２ａの瞬間的な電流値と、他方のモニタ用発光素子１０２ｂの瞬間的な電流値とを変えることができる。従って、一方の列のモニタ用発光素子１０２ａと、他方の列のモニタ用発光素子１０２ｂとでその総電流量を変えることができる。また、上記構成によると、バッファアンプ１５３の出力端子と、バッファアンプ１５４の出力端子は電圧発生回路１０３の入力端子に接続される。従って、電圧発生回路１０３の出力端子から出力される電位は、バッファアンプ１５３の出力とバッファアンプ１５４の出力の平均値となる。
【０１４６】
図２２に示す構成によれば、表示用発光素子のデューティー比が２０〜５０％の間である場合に活用することができる。このような場合、一方のモニタ用発光素子１０２ａの総電流量を、デューティー比が２０％の表示用発光素子の総電流量にそろえて、他方のモニタ用発光素子１０２ｂの総電流量を、デューティー比が５０％の表示用発光素子の総電流量にそろえる。そうすれば、電圧発生回路１０３からの出力は、表示用発光素子のデューティー比（２０〜５０％）の平均値である３５％の表示用発光素子の経時変化に即した電源電位とすることができる。
【０１４７】
図２３の構成は、モニタ用発光素子１０２に直列に接続する順バイアス用トランジスタ１５９を備えている。順バイアス用トランジスタ１５９のゲートは、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４と同じ行のゲート線に接続する。順バイアス用トランジスタ１５９のソース及びドレインの一方は、モニタ用発光素子１０２に接続し、他方は順バイアス用電源１６１に接続する。順バイアス用トランジスタ１５９は、モニタ用発光素子１０２に順方向バイアスの電圧を印加するために設けられたものである。
【０１４８】
モニタ用発光素子１０２に順方向バイアスの電圧を印加する際は、順バイアス用トランジスタ１５９をオンにして、対向電源１１９の電位と順バイアス用電源１６１の電位の大小関係を適宜設定する。モニタ用発光素子１０２に順方向電圧を印加することで、モニタ用発光素子１０２の短絡部に局所的に電流を流し、該短絡部を絶縁化する。その結果、モニタ用発光素子１０２の短絡による不良を抑制することができる。なお、上記構成は、順バイアス用トランジスタ１５９に加えて、リミッタ用トランジスタ１６０を設けている。
【０１４９】
本実施例で示すいずれか一の構成を適用すれば、表示装置の温度変化と経時変化に合わせて、表示用発光素子の輝度補正を行うことができる。
【０１５０】
なお、カラー表示を行う場合には、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に形成するとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を画素毎に形成する。このような場合は、赤、緑、青の各色に対応したモニタ用発光素子１０２、電流源１０１及び電圧発生回路１０３を少なくとも設けて、電源電位の補正を各色に対応させるとよい。
【実施例６】
【０１５１】
モニタ用発光素子を備え、ＣＬ駆動をする表示装置の一例について、図２４を参照して説明する。この表示装置は、画素１１０がマトリクス状に複数配置された表示部１０９と、第１走査線駆動回路１０７ａと、第２走査線駆動回路１０７ｂと、データ線駆動回路１０８とを有する。第１走査線駆動回路１０７ａと第２走査線駆動回路１０７ｂは、表示部１０９を挟んで対向するように配置する。または、表示部１０９の四方のうち一方に配置する。
【０１５２】
データ線駆動回路１０８は、パルス出力回路１１５、第１のラッチ回路１１６と第２のラッチ回路１１７、選択回路１６６を有する。選択回路１６６は、トランジスタ１６９とアナログスイッチ１６７を有する。トランジスタ１６９とアナログスイッチ１６７は、データ線Ｄｘに対応して各列に設けられる。インバータ１６８は、ＷＥ信号（Ｗｒｉｔｅ  Ｅｒａｓｅ）の反転信号を生成するためのものであり、外部からＷＥ信号の反転信号を供給する場合には設けなくてもよい。
【０１５３】
トランジスタ１６９のゲートは選択信号線１７１に接続し、ソース及びドレインの一方はデータ線Ｄｘに接続し、他方は電源１７０に接続する。アナログスイッチ１６７は、第２のラッチ回路１１７とデータ線Ｄｘの間に設けられる。つまり、アナログスイッチ１６７の入力ノードは第２のラッチ回路１１７に接続し、出力ノードはデータ線Ｄｘに接続する。アナログスイッチ１６７の２つの制御ノードは、一方は選択信号線１７０に接続し、他方はインバータ１６８を介して選択信号線１７０に接続する。電源１７１の電位は、画素１１０が含む駆動用トランジスタ１０４をオフにする電位であり、駆動用トランジスタ１０４がｎチャネル型の場合は電源１７１の電位をＬレベルとし、駆動用トランジスタ１０４がｐチャネル型の場合は電源１７１の電位をＨレベルとする。
【０１５４】
第１走査線駆動回路１０７ａはパルス出力回路１７３と選択回路１７２を有する。第２走査線駆動回路１０７ｂはパルス出力回路１７６と選択回路１７５を有する。選択回路１７２、１７５は、選択信号線１７０に接続する。ただし、第２走査線駆動回路１０７ｂが含む選択回路１７５は、インバータ１７８を介して選択信号線１７０に接続する。つまり、選択信号線１７０を介して、選択回路１７２、１７５に入力されるＷＥ信号は、互いに反転した関係にある。
【０１５５】
選択回路１７２、１７５の各々はトライステートバッファを有する。トライステートバッファの入力ノードはパルス出力回路１７３又はパルス出力回路１７６に接続し、制御ノードは選択信号線１７０に接続する。トライステートバッファの出力ノードは走査線Ｇｙに接続する。トライステートバッファは、選択信号線１７０から伝達される信号がＨレベルのときに動作状態となり、Ｌレベルのときに不定状態となる。
【０１５６】
データ線駆動回路１０８が含むパルス出力回路１１５、第１走査線駆動回路１０７ａが含むパルス出力回路１７３、第２走査線駆動回路１０７ｂが含むパルス出力回路１７６は、複数のフリップフロップ回路からなるシフトレジスタやデコーダ回路で構成される。パルス出力回路１１５、１７３、１７５として、デコーダ回路を適用すれば、データ線Ｄｘ又は走査線Ｇｙをランダムに選択することができる。データ線Ｄｘ又は走査線Ｇｙをランダムに選択することができると、時間階調方式を適用した場合に生じる疑似輪郭の発生を抑制することができる。
【０１５７】
データ線駆動回路１０８の構成は上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、第１走査線駆動回路１０７ａと第２走査線駆動回路１０７ｂの構成も上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、データ線駆動回路１０８、第１走査線駆動回路１０７ａ、第２走査線駆動回路１０７ｂに保護回路を組み入れても良い。
【０１５８】
電源制御回路１６３は、表示用発光素子１０５に電源を供給する電源回路１６５とコントローラ１６４を有する。電源回路１６５は、駆動用トランジスタ１０４と電源線Ｖｘを介して表示用発光素子１０５の画素電極に接続する。また、電源回路１６５は、電源線を介して、表示用発光素子１０５の対向電極に接続する。
【０１５９】
表示用発光素子１０５に順方向バイアスの電圧を印加して、表示用発光素子１０５を発光させるときは、第１電源線１６２ａの電位が、第２の電源線１６２ｂの電位よりも高くなるように、第１電源線１６２ａと第２電源線１６２ｂの電位差を設定する。一方、表示用発光素子１０５に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、第１電源線１６２ａの電位が、第２電源線１６２ｂの電位よりも低くなるように、第１電源線１６２ａと第２電源線１６２ｂの電位を設定する。このような電源の設定は、コントローラ１６４から電源回路１６５に所定の信号を供給することにより行う。
【０１６０】
本実施例の表示装置は、電源制御回路１６３を用いて表示用発光素子１０５に逆方向電圧を印加することで、表示用発光素子１０５の経時劣化を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、表示用発光素子１０５の短絡欠陥を修復することができる。表示用発光素子１０５おける短絡欠陥は、異物の混入や下地の突起などによりＥＬ層に欠陥があると、ＥＬ層を挟む上下の電極が短絡して発生する。このような初期不良が発生すると、信号に応じて発光又は非発光を制御することが出来なくなる。表示用発光素子に短絡欠陥があると、電流が短絡部を流れてしまい、正常な発光は望めない。このような短絡欠陥に対し、表示用発光素子に逆方向バイアスを印加すると、その欠陥部分を修復することが出来る。表示用発光素子１０５に逆方向電圧を印加することにより、短絡部のみに局所的に電流を流し、該短絡部を発熱させることが出来る。それにより、短絡部を酸化又は炭化して絶縁化することができる。その結果、短絡不良が生じても、その不良を解消し画像の表示を良好に行うことができる。
【０１６１】
表示用発光素子の短絡不良は、時間の経過と共に発生する場合があるので、適宜発光素子に逆方向バイアスを印加することが望ましい。本実施例の表示装置によれば、電源制御回路１６３により、表示用発光素子１０５に逆バイアスを印加することができるので、このような短絡欠陥が発生しても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。表示用発光素子１０５に逆方向バイアスの電圧を印加するタイミングには特に制約はない。
【０１６２】
また本実施例の表示装置は、モニタ用発光素子１０２を備えている。モニタ用発光素子１０２は制御回路１８０により制御される。制御回路１８０は定電流源とバッファを有する。制御回路１８０は、モニタ用発光素子１０２の出力に基づき、電源電位を変更する信号を電源制御回路１６３に出力する。電源制御回路１６３は、制御回路１８０から供給される信号に基づき、表示部１０９に供給する電源電位を変更する。上記構成を有する本実施例の表示装置は、温度変化に起因する発光素子の電流値の変動を抑制してＣＬ駆動をする。
【０１６３】
図２４で示す表示装置は、ガラス基板、プラスチック基板又は単結晶半導体基板などさまざまな基板を使って実現することができる。図２４における表示装置の回路の一部がある基板に形成されており、他の回路が別の基板に形成されていてもよい。例えば、図２４の表示装置において、表示部１０９と走査線駆動回路１０７とが、ガラス基板上に薄膜トランジスタを用いて形成し、データ線駆動回路１０８を単結晶半導体基板上に形成し、ドライバＩＣとしてＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）でガラス基板上に実装しても良い。あるいは、そのドライバＩＣをＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によりガラス基板と接続してもよい。
【０１６４】
図２５はモニタ用発光素子１０２とその制御回路１８０の詳細を示す。モニタ用発光素子１０２は二端子素子であり、一方の端子は一定電位の電源に接続し（図示する構成では接地している）、他方の端子は制御回路１８０に接続する。制御回路１８０は、電流源１８１と増幅回路１８２を有する。電源制御回路１６３は電源回路１６５とコントローラ１６４とを有する。なお、電源回路１６５は、供給する電源電位を変えることができる可変電源であることが好ましい。
【０１６５】
図２５において、モニタ用発光素子１０２が環境温度を検出する仕組みについて説明する。モニタ用発光素子１０２の両端子には、電流源１８１から一定の電流が供給される。この状態で表示装置の温度が変化すると、モニタ用発光素子１０２の抵抗値が変化する。モニタ用発光素子１０２の抵抗値が変化すると、モニタ用発光素子１０２の電流値は一定であることから両端子間の電位差が変化する。この温度変化によるモニタ用発光素子１０２の電位差の変化を検出することで、表示装置の温度の変化を知ることができる。より詳しくは、モニタ用発光素子１０２の一定の電位に保たれている側の電極の電位は変わらないので、電流源１８１に接続する側の電極電位の変化を検出する。このような電位の変化の情報を含む信号は、増幅回路１８２に供給されて増幅された後、電源制御回路１６３に出力される。電源制御回路１６３は、増幅回路１８２を介して表示部に供給する電源の電位を変える。それにより、温度変化に合わせて、電源電位を補正することができる。つまり、温度変化に起因した電流値の変動を抑制することができる。
【０１６６】
なお図示する構成では、モニタ用発光素子１０２を複数有するが、本実施例はこれに制約されない。モニタ用発光素子１０２はトランジスタと直列に接続して、必要なときに、モニタ用発光素子１０２に電流を流すことのできる構成としても良い。
【０１６７】
図２４で示す表示装置の動作について図２７を参照して説明する。データ線駆動回路１０８は次のように動作する。パルス出力回路１１５には、クロック信号（以下ＳＣＫと表記）、クロック反転信号（以下ＳＣＫＢと表記）及びスタートパルス（以下ＳＳＰと表記）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、第１のラッチ回路１１６にサンプリングパルスを出力する。データが入力される第１のラッチ回路１１６は、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、１列目から最終列目までビデオ信号を保持する。第２のラッチ回路１１７は、ラッチパルスが入力されると、第１のラッチ回路１１６に保持されていたビデオ信号を、一斉に第２のラッチ回路１１７に転送する。
【０１６８】
選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における選択回路１６６の動作について説明する。期間Ｔ１、Ｔ２は水平走査期間の半分の期間に相当し、期間Ｔ１を第１のサブゲート選択期間、期間Ｔ２を第２のサブゲート選択期間とも呼ぶ。
【０１６９】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号はＬレベルであり、トランジスタ１６９はオン、アナログスイッチ１６７はオフとなる。この状態で、複数の信号線Ｄ１〜Ｄｎは、各列に配置されたトランジスタ１６９を介して、電源１７１と電気的に接続する。つまり、複数の信号線Ｄ１〜Ｄｎは、電源１７１と同電位になる。このとき、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４はオンであり、当該スイッチング用トランジスタ１１４を介して、電源１７１の電位が駆動用トランジスタ１０４のゲートに伝達される。そうすると、駆動用トランジスタ１０４はオフとなり、表示用発光素子１０５の両端子間は同電位となる。つまり、表示用発光素子１０５の両端子間には電流が流れず非発光となる。このように、ビデオ線に入力されるビデオ信号の状態に関係なく、電源１７１の電位が駆動用トランジスタ１０４のゲート電極に伝達されて、当該トランジスタ１１４がオフになり、表示用発光素子１０５の両端子間の電位が同電位になる動作を消去動作と呼ぶ。
【０１７０】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号はＨレベルであり、トランジスタ１６９はオフ、アナログスイッチ１６７はオンとなる。この状態で、第２のラッチ回路１１７に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に複数の信号線Ｄ１〜Ｄｎに伝達される。このとき、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４はオンであり、それを介してビデオ信号が駆動用トランジスタ１０４のゲートに伝達される。そうすると、入力されたビデオ信号に従って、駆動用トランジスタ１０４はオン又はオフとなり、表示用発光素子１０５の両端子間は互いに異なる電位又は同電位となる。このとき、駆動用トランジスタ１０４がオンになると、表示用発光素子１０５の両端子間は互いに異なる電位となり、表示用発光素子１０５に電流が流れて発光する。なお表示用発光素子１０５に流れる電流は、駆動用トランジスタ１０４のソースとドレイン間に流れる電流と同じである。一方、駆動用トランジスタ１０４がオフになると、表示用発光素子１０５の両端子間は同電位となり電流は流れず非発光となる。このように、ビデオ信号に従って、駆動用トランジスタ１０４がオン又はオフになり、表示用発光素子１０５の発光又は非発光を制御する動作を書き込み動作と呼ぶ。
【０１７１】
次に、第１走査線駆動回路１０７ａ、第２走査線駆動回路１０７ｂの動作について説明する。パルス出力回路１７３には、Ｇ１ＣＫ、Ｇ１ＣＫＢ、Ｇ１ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路１７２に順次パルスを出力する。パルス出力回路１７６には、Ｇ２ＣＫ、Ｇ２ＣＫＢ、Ｇ２ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路１７５に順次パルスを出力する。図２７（Ｂ）には、ｉ行目、ｊ行目、ｋ行目、ｐ行目（ｉ、ｊ、ｋ、ｐは自然数、１≦ｉ、ｊ、ｋ、ｐ≦ｎ）の各列の選択回路１７２、１７５に供給されるパルスの電位を示す。
【０１７２】
ここで、データ線駆動回路１０８の動作の説明と同様に、選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における第１走査線駆動回路１０７ａが含む選択回路１７２と、第２走査線駆動回路１０７ｂが含む選択回路１７５の動作について説明する。なお、図２７（Ｂ）のタイミングチャートでは、第１走査線駆動回路１０７ａから信号が伝達された走査線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）の電位をＧｙ４１と表記し、第２走査線駆動回路１０７ｂから信号が伝達された走査線の電位をＧｙ４２と表記する。
【０１７３】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号はＬレベルである。そうすると、第１走査線駆動回路１０７ａの選択回路１７２には、ＬレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路１７２は不定状態となる。一方、第２走査線駆動回路１０７ｂが含む選択回路１７５には、ＷＥ信号が反転したＨレベルの信号が入力され、選択回路１７５は動作状態となる。つまり、選択回路１７５はＨレベルの信号（行選択信号）をｉ行目の走査線Ｇｉに伝達し、走査線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。第２走査線駆動回路１０７ｂによりｉ行目の走査線Ｇｉが選択される。その結果、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４はオンとなる。データ線駆動回路１０８の電源１７１の電位は駆動用トランジスタ１０４のゲートに伝達され、駆動用トランジスタ１０４はオフとなる。表示用発光素子１０５の両端子間は同電位となり消去動作が行われる。
【０１７４】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線１７０から伝達されるＷＥ信号はＨレベルである。そうすると、第１走査線駆動回路１０７ａの選択回路１７２には、ＨレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路１７２は動作状態となる。つまり、選択回路１７２はＨレベルの信号をｉ行目の走査線Ｇｉに伝達し、走査線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。第１走査線駆動回路１０７ａにより、ｉ行目の走査線Ｇｉが選択される。その結果、画素１１０のスイッチング用トランジスタ１１４はオンとなる。データ線駆動回路１０８の第２のラッチ回路１１７は、ビデオ信号を駆動用トランジスタ１０４のゲート電極に伝達する。駆動用トランジスタ１０４のオン又はオフが選択されることにより、表示用発光素子１０５の両端子間の電位は互いに異なる電位又は同電位となる。この期間では、表示用発光素子１０５は発光又は非発光となる書き込み動作が行われる。一方、第２走査線駆動回路１０７ｂの選択回路１７５には、Ｌレベルの信号が入力され、不定状態となる。
【０１７５】
このように、走査線Ｇｙは、期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において第２走査線駆動回路１０７ｂにより選択され、期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において第２走査線駆動回路１０７ｂにより選択される。走査線は、第１走査線駆動回路１０７ａと第２走査線駆動回路１０７ｂにより、相補的に制御される。そして、第１及び第２のサブゲート選択期間において、一方で消去動作を行って、他方で書き込み動作を行うことができる。
【０１７６】
なお第１走査線駆動回路１０７ａがｉ行目の走査線Ｇｉを選択する期間では、第２走査線駆動回路１０７ｂは動作していない状態（選択回路１７５が不定状態）、又はｉ行目を除く他の行の走査線に行選択信号を伝達する。同様に、第２走査線駆動回路１０７ｂがｉ行目の走査線Ｇｉに行選択信号を伝達する期間は、第１走査線駆動回路１０７ａは不定状態、又はｉ行目を除く他の行の走査線に行選択信号を伝達する。
【０１７７】
また上記のような動作を行う本発明は、表示用発光素子１０５を強制的にオフにすることができるために、階調数が多くなった場合にも、デューティー比の向上を実現する。さらに、表示用発光素子１０５を強制的にオフにすることができるにも関わらず、容量素子１１３の電荷を放電するトランジスタを設ける必要がないために高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。
【０１７８】
本実施例は、ゲート選択期間を２分割する上記の形態に制約されない。ゲート選択期間を３つ以上に分割してもよい。なお、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力されているが、これに限定されない。ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力されてもよい。またあるいは、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力されてもよい。各々には、異なるサブフレームに相当する信号を入力すればよい。その結果、消去期間を設けずに、点灯期間が連続的に配置されるようにして、サブフレーム期間を設けることが出来る。この場合は、消去期間を設ける必要が無いため、デューティー比を高くすることが出来る。
【０１７９】
この表示装置の動作について、縦軸が走査線、横軸が時間のタイミングチャート（図２８（Ａ）（Ｃ））と、ｉ行目の走査線Ｇｉ（１≦ｉ≦ｍ）のタイミングチャート（図２８（Ｂ）（Ｄ））を参照して説明する。時間階調方式は、１フレーム期間は複数のサブフレーム期間ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦｎ（ｎは自然数）を有する。複数のサブフレーム期間の各々は、書き込み動作又は消去動作を行う複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｎから選択された一つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎから選択された一つとを有する。複数の書き込み期間の各々は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有する。ゲート選択期間の各々の分割数は特に制約されないが、好ましくは２つ〜８つに分割し、さらに好ましくは２つ〜４つに分割するとよい。また点灯期間Ｔｓ１：Ｔｓ２：・・・：Ｔｓｎは、その長さの比を、例えば２(n-1)：２(n-2)：・・・：２1：２0とする。つまり、点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎは、各ビットで長さが異なるように設定する。
【０１８０】
以下には、交流駆動期間を含まない場合の動作について、図２８（Ａ）（Ｂ）参照して説明する。ここでは、３ビット階調（８階調）を表現する場合について例示する。この場合、１フレーム期間を３つのサブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３に分割する。サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３は、書き込み期間Ｔａ１〜Ｔａ３から選択された一と、点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３から選択された一とを有する。書き込み期間は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有するが、ここでは、複数のゲート選択期間の各々は、２つのサブゲート選択期間を有し、第１のサブゲート選択期間において消去動作を行い、第２のサブゲート選択期間において書き込み動作を行う場合について示す。なお、消去動作は、発光素子を非発光にするために行う動作であり、必要なサブフレーム期間においてのみに行う動作である。
【０１８１】
次に、交流駆動期間を含む場合の動作について、図２８（Ｃ）（Ｄ）を参照説明する。交流駆動期間ＦＲＢは消去動作のみを行う書き込み期間ＴａＲＢと、発光素子に印加する電位の上下関係（高低差）を逆にして、全ての発光素子に同時に逆方向電圧を印加する逆方向電圧印加期間ＲＢを有する。なお、交流駆動期間ＦＲＢは、各フレーム期間に設ける必要はなく、複数のフレーム期間毎に設けてもよい。また、サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３と逆方向電圧印加期間ＲＢを別に設ける必要はなく、あるサブフレーム期間の点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３中に設けてもよい。
【０１８２】
また、サブフレーム期間の順序は、上位ビットから下位ビットの順序に出現することに制約されず、出現する順序は任意でもよい。さらに、フレーム期間毎に、サブフレーム期間が出現する順序を任意にしてもよい。また、複数のサブフレーム期間から選択された１つ又は複数の期間を複数に分割してもよい。その場合、分割された１つ又は複数のサブフレーム期間の各々と、分割されていない１つ又は複数のサブフレーム期間の各々は、複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｍ（ｍは自然数）から選択された１つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｍから選択された１つとを有する。
【０１８３】
そこで、上位ビットのサブフレーム期間が複数に分割され、なお且つ、サブフレーム期間の出現する順序が任意である場合のタイミングチャートについて説明する（図２８参照）。図示するタイミングチャートは、６ビット階調を表現するものであり、サブフレーム期間ＳＦ１を３つに分割し（図中ＳＦ１−１〜ＳＦ１−３で示す）、サブフレーム期間ＳＦ２を２つに分割し（図中ＳＦ２−１、ＳＦ２−２で示す）、サブフレーム期間ＳＦ３を２つに分割（図中ＳＦ３−１、ＳＦ３−２で示す）している。そして、初行画素の表示のタイミングと、最終行画素の表示のタイミングと、消去用の走査線駆動回路の走査タイミングと、書き込み用の走査線駆動回路の走査タイミングとを示す。なお図示するタイミングチャートの表示デューティー比は５１％の例を示している。
【実施例７】
【０１８４】
実施例１〜６の表示装置において、白色発光する発光素子を用いてＣＬ駆動する表示装置の一例について図３４を参照して説明する。
【０１８５】
基板２０に表示部１０９が形成されている。表示部１０９は、駆動用トランジスタ１０４、白色の発光を呈する表示用発光素子１０５、容量素子１１３を含む画素１１０を有している。隣接する画素間において、表示用発光素子１０５は隔壁層４１１で分離されている。この隔壁層４１１は有機又は無機絶縁材料を用いて形成する。例えば、非感光性のポリイミド、アクリル又はシロキサンを含む絶縁材料を塗布して被膜を形成しその後エッチング加工して隔壁層４１１を形成することができる。または、感光性のポリイミド、アクリルなどの有機物を塗布した後、隔壁層４１１のパターンに合わせて感光させて形成することができる。この場合に、カーボン粒子、チタン粒子、顔料などを含ませて、隔壁層４１１に遮光性を持たせても良い。
【０１８６】
この基板２０に相対して対向基板４０６を用い、表示部１０９がこの両基板間に封止されるように固定する。基板２０と対向基板４０６は、表示部１０９の外側に配設された封止材４０８によって固定されている。対向基板４０６には、着色層４５１〜４５３が設けられている。この着色層４５１〜４５３は、表示用発光素子１０５に対応するように配置されている。この着色層４５１〜４５３は、表示用発光素子１０５で発光した白色光の内、特定の波長の光を透過する。着色層４５１、着色層４５２、着色層４５３の光学特性を異ならせることにより透過光の波長が異なり、多色表示が可能な表示装置とすることができる。
【０１８７】
多色表示を行うために、表示用発光素子のＥＬ層の発光色毎に異ならせる方法も有効であるが、ＥＬ層を作り分けるために画素のピッチが大きくなってしまうことがある。すなわち、表示部において隔壁層の占める割合が大きくなってしまう。これに対して、ＥＬ層を白色発光とし、着色層と組み合わせれば、ＥＬ層を作り分ける必要がないために、画素や隔壁層の間隔を広くする必要がなく、高精細化を実現することができる。
【０１８８】
白色を発光するＥＬ粗素には一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。また、白色発光を得るために、青色用の電界発光層を含め、２層或いは３層の発光層を設けることで、白色発光するような発光素子を構成すればよく、また、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで白色発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。
【０１８９】
このとき、モニタ用発光素子も表示用発光素子と同様に形成する。このとき、モニタ用発光素子は、各発光色に対応して設けても良い。好適には、表示される色は異なるものの、発光素子は同じなので、モニタ用発光素子は共通化することもできる。
【実施例８】
【０１９０】
本実施例では、実施例１〜実施例６で示した表示装置において、非表示期間に表示用発光素子の経時劣化補正を行う一例について示す。
【０１９１】
ＥＬ材料を用いた発光素子の輝度の劣化は、初期劣化と中長期的な劣化に分けることが出来る。初期劣化は、製造された直後の発光素子に電流を流してから、数時間乃至数十時間の間に起きる急激な輝度の劣化である。また、中長期的な劣化は、それ以降に継続して続く輝度の劣化であり、この劣化には電流密度に依存しない要素も含まれている。
【０１９２】
このような発光素子を用いた表示装置では、表示部の輝度調整前に発光素子の初期劣化を生じさせるエージング処理を行うことで、安定化を図ることができる。すなわち、エージング処理を行って、発光素子の初期の急減な経時変化を予め生じさせておけば、その後、経時変化が急激に進行することはないため、表示部内における発光輝度のばらつきやその固定化現象（焼き付き）などを軽減することができる。
【０１９３】
このエージング処理は、発光素子をある期間だけ点灯させることで行うが、好ましくは、通常の使用時よりも高い電圧をかけるとよい。そうすれば、初期の経時変化が短時間で生じることになる。
【０１９４】
また、本発明の表示装置を充電式の蓄電器を用いて動作させる場合には、表示装置の使用状態ではない充電中に、全ての画素を点灯又は点滅させる処理、標準画像（例えば待ち受け画像など）の明暗を反転させた画像を表示する処理、ビデオ信号をサンプリングすることにより、点灯頻度の低い画素を検出して、当該画素を点灯又は点滅させる処理などを行うとよい。
【０１９５】
上記のように、使用状態ではないときに、焼き付きの低減を目的として行う上記の処理は、フラッシュアウト処理とも呼ぶ。このフラッシュアウト処理を行えば、当該処理後に、焼き付きが生じたとしても、その焼き付いた画像の一番明るい箇所と、一番暗い箇所との差を５階調以下、さらに好ましくは１階調以下に設定することができる。また、焼き付きを軽減するためには、上記の処理以外に、画像をなるべく固定化しないようにする処理を行うとよい。
【実施例９】
【０１９６】
本発明は定電流駆動を行う表示装置にも適用することができる。本実施例では、複数のモニタ用発光素子を用いて経時変化の度合いを検出し、この検出結果を基に、ビデオ信号又は電源電位を補正する構成について図２６を参照して説明する。
【０１９７】
図２６で示す表示装置は、二つのモニタ用発光素子１０２ａ、１０２ｂを用いている。一方のモニタ用発光素子１０２ａには第１電流源１０１ａから一定の電流が供給され、他方のモニタ用発光素子１０２ｂには第２電流源１０１ｂから一定の電流が供給される。第１電流源１０１ａから供給される電流値と、第２の電流源１０１ｂから供給される電流値を変えることで、一方のモニタ用発光素子１０２ａと他方のモニタ用発光素子１０２ｂに流れる総電荷量を異ならせる。それにより、一方のモニタ用発光素子１０２ａと他方のモニタ用発光素子１０２ｂの経時劣化に違いが生じる。
【０１９８】
モニタ用発光素子１０２ａ、１０２ｂは演算回路１８３に接続している。演算回路１８３では、モニタ用発光素子１０２ａの出力と、モニタ用発光素子１０２ｂの出力の差（電圧値）を求める。演算回路１８３で算出された電圧値は、ビデオ信号発生回路１８４に供給される。ビデオ信号発生回路１８４では、演算回路１８３から供給される電圧値を基に、各画素に供給するビデオ信号を補正する。そして、その信号をデータ線駆動回路１０８に供給する。この構成により、表示用発光素子の経時変化を補償することができる。
【０１９９】
なお、モニタ用発光素子１０２ａと演算回路１８３の間と、モニタ用発光素子１０２ｂと演算回路１８３の間には、バッファアンプなどの電位の変動を防止する回路を設けても良い。画素１１０の構成はカレントミラー回路などを用いて表示用発光素子１０５を定電流駆動するのに適した回路構成とすれば良い。
【０２００】
本実施例のように、複数のモニタ用発光素子を用いて経時劣化を検出し、この検出結果を基に、ビデオ信号又は電源電位を補正することで、輝度劣化を補正することができる。すなわち、表示用発光素子と、それと同等のモニタ用発光素子の両者を、異なる駆動条件で動作させ、表示部に設けた発光素子とモニタ用発光素子に流れる総電荷量の比が、輝度の劣化を考慮した一定の関係を満たすように制御している。それにより、表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を行うことができる。
【実施例１０】
【０２０１】
本発明の表示装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。ただし、デジタルのビデオ信号を用いる場合、そのビデオ信号が電圧を用いているのか、電流を用いているのかで異なる。つまり、発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。ビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の表示装置には、定電流駆動を行うものと、定電圧駆動を行うもののどちらを用いてもよい。ただし、本発明の表示装置には電圧のビデオ信号を用いる。
【実施例１１】
【０２０２】
実施例１〜１０で示す表示装置の画素の一構成例について、図２９、図３０、図３１を参照して説明する。
【０２０３】
図２９（Ａ）で示す画素１１０は、二つのトランジスタを備えた構成を例示している。この画素１１０はデータ線Ｄｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）と、走査線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）が絶縁層を介して交差して設けられている。画素１１０は表示用発光素子１０５と、容量素子１１３と、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４を有している。スイッチング用トランジスタ１１４は、ビデオ信号の入力を制御し、駆動用トランジスタ１０４は表示用発光素子１０５の発光と非発光を制御する。これらのトランジスタは電界効果トランジスタであり、例えば、薄膜トランジスタを利用することができる。
【０２０４】
スイッチング用トランジスタ１１４のゲートは走査線Ｇｙに接続し、ソース電極及びドレインの一方はデータ線Ｄｘに接続し、さらに駆動用トランジスタ１０４のゲートに接続する。駆動用トランジスタ１０４のソース及びドレインの一方は電源線Ｖｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）を介して第１電源線１６２ａに接続し、他方は表示用発光素子１０５に接続する。表示用発光素子１０５において、第１電源線１６２ａに接続しない他方の端子は第２電源線１６２ｂに接続する。
【０２０５】
容量素子１１３は駆動用トランジスタ１０４のゲートとソースの間に設けられる。スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４は、ｎチャネル型又はｐチャネル型を選択することができる。図２９で示す画素１１０は、スイッチング用トランジスタ１１４をｎチャネル型、駆動用トランジスタ１０４をｐチャネル型とした場合を示している。第１電源線１６２ａの電位と第２電源線１６２ｂの電位も特に制約されない。表示用発光素子１０５に順方向電圧又は逆方向電圧が印加されるように、互いに異なる電位に設定する。
【０２０６】
このような画素１１０の平面図を図３０に示す。スイッチング用トランジスタ１１４、駆動用トランジスタ１０４及び容量素子１１３が配置されている。第１電極１９は、表示用発光素子１０５の一方の電極であり、この上にＥＬ層を積層することにより駆動用トランジスタ１０４に接続する表示用発光素子１０５を形成する。開口率を大きくするために、容量素子１１３は電源線Ｖｘと重畳して設けられている。
【０２０７】
また、図３０に示すＡ−Ｂ−Ｃの切断線に対応する断面構造を図３１に示す。ガラスや石英などの絶縁表面を有する基板２０上にスイッチング用トランジスタ１１４、駆動用トランジスタ１０４、表示用発光素子１０５、容量素子１１３が設けられている。スイッチング用トランジスタ１１４はオフ電流を低減するためにマルチゲートとすることが好ましい。スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のチャネル部を形成する半導体はさまざまな材料を適用できる。例えば、シリコンを主成分とする非晶質半導体、セミアモルファス半導体（微結晶半導体ともいう）又は多結晶半導体を用いることができる。その他に、有機半導体を用いることもできる。セミアモルファス半導体は、シランガス（ＳｉＨ4）とフッ素ガス（Ｆ2）を用いて形成するか、シランガスと水素ガスを用いて形成する。また、スパッタリング法などの物理的成膜法又は気相成長法など化学的成膜法で形成した非晶質半導体を、レーザビームなど電磁エネルギーの照射により結晶化させた多結晶半導体を用いることができる。スイッチング用トランジスタ１１４及び駆動用トランジスタ１０４のゲートは、タングステン（Ｗ）／窒化タングステン（ＷＮ）の積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｍｏ、Ｍｏ／窒化モリブデン（ＭｏＮ）の積層構造を採用するとよい。
【０２０８】
スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のソース又はドレインに接続する配線２４、２５、２６、２７は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、チタン（Ｔｉ）／アルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｌ−Ｓｉ／Ｍｏ、ＭｏＮ／Ａｌ−Ｓｉ／ＭｏＮの積層構造である。
【０２０９】
表示用発光素子１０５は、画素電極に相当する第１電極１９、ＥＬ層３３、対向電極に相当する第２電極３４の積層構造を有している。第１電極１９の端部は隔壁層３２で囲まれている。ＥＬ層３３と第２電極３４は、隔壁層３２の開口部で第１電極１９と重畳するように積層されている。この重畳する部位が表示用発光素子１０５となる。第１電極１９、第２電極３４の両者が透光性を有する場合、表示用発光素子１０５は、第１電極１９に向かう方向と、第２電極３４に向かう方向に光を発する。つまり表示用発光素子１０５は双方向に光を放射する構成となる。また、第１電極１９と第２電極３４の一方が透光性を有し、他方が遮光性を有する場合、表示用発光素子１０５は第１電極１９に向かう方向か、第２電極３４に向かう方向に光を発する。つまり表示用発光素子１０５は上面出射又は下面出射を行う。
【０２１０】
図３１は、表示用発光素子１０５が下面出射を行う場合の断面構造を例示している。容量素子１１３は、駆動用トランジスタ１０４のゲートとソースの間に配置され、そのゲート及びソース間電圧を保持する。容量素子１１３は、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４を形成する半導体層と同じ層に設けられた半導体層２１と、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のゲートと同じ層に設けられた導電層２２ａ、２２ｂ（以下総称して導電層２２と表記）と、その間の絶縁層により容量を形成する。
【０２１１】
また、容量素子１１３は、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のゲートと同じ層に設けられた導電層２２と、スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のソース及びドレインに接続する配線２４〜２７と同じ層に設けられた配線２３と、その間の絶縁層により容量を形成する。これにより、容量素子１１３は駆動用トランジスタ１０４のゲートとソース間電圧を保持するのに十分な容量を得ることができる。また、容量素子１１３は、電源線を構成する導電層に重畳させて形成することで、容量素子１１３の配置による開口率の減少を抑えている。
【０２１２】
スイッチング用トランジスタ１１４と駆動用トランジスタ１０４のソース又はドレインに接続する配線２３〜２７の厚さは、５００〜２０００ｎｍ、好ましくは５００〜１３００ｎｍである。配線２３〜２７は、データ線Ｄｘや電源線Ｖｘを構成しているため、上記特徴のように、配線２３〜２７の膜厚を厚くすることで、電圧降下による影響を抑制することができる。
【０２１３】
第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１は、酸化珪素や窒化珪素等の無機材料、ポリイミド、アクリル等の有機材料等を用いて形成する。第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１を同じ材料で形成してもよいし、互いに異なる材料で形成してもよい。有機材料としては、シロキサン系の材料を用いればよく、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む材料を用いる。
【実施例１２】
【０２１４】
実施例１１の表示装置の一形態である、表示部１０９と、走査線駆動回路１０７と、データ線駆動回路１０８とを搭載したパネルについて説明する。基板２０上には、表示用発光素子１０５を含む画素を複数有する表示部１０９、走査線駆動回路１０７、データ線駆動回路１０８及び接続フィルム４０７が設けられる（図３２（Ａ）参照）。接続フィルム４０７は外部回路と接続する。
【０２１５】
図３２（Ｂ）はパネルのＡ−Ｂにおける断面図を示し、表示部１０９に設けられた駆動用トランジスタ１０４と表示用発光素子１０５と容量素子１１３と、データ線駆動回路１０８に設けられたトランジスタを示す。表示部１０９と走査線駆動回路１０７、データ線駆動回路１０８の周囲には封止材４０８が設けられ、表示用発光素子１０５は、封止材４０８と対向基板４０６により封止される。この封止処理は、表示用発光素子１０５を水分から保護するための処理であり、ここではカバー材（ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等）により封止する方法を用いるが、熱硬化性樹脂や紫外光硬化性樹脂を用いて封止する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法を用いてもよい。基板２０上に形成される素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な結晶質半導体（ポリシリコン）により形成することが好適であり、そうすると、同一表面上におけるモノリシック化が実現される。上記構成を有するパネルは、接続する外部ＩＣの個数が減少するため、小型、軽量、薄型が実現される。
【０２１６】
なお上記の図３２に示す構成では、表示用発光素子１０５の第１電極１９は透光性を有し第２電極３４は遮光性を有する。従って、表示用発光素子１０５は基板２０側に光を放射する。図３３（Ａ）で示すように、上記とは異なる構成として、表示用発光素子１０５の第１電極１９は遮光性を有し第２電極３４は透光性を有する構成とすることもできる。この場合、表示用発光素子１０５は上面出射を行う。また、図３３（Ｂ）に示すように、上記とは異なる構成として、発光素子１０５の第１電極１９と第２電極３４の両者を透光性電極として、両面から光を放射する構成とすることも出来る。これらの態様において、モニタ用発光素子は、表示用発光素子と同じ構成で設ければ良い。
【０２１７】
なお、表示部１０９は絶縁表面上に形成された非晶質半導体（アモルファスシリコン）をチャネル部としたトランジスタにより構成し、走査線駆動回路１０７及びデータ線駆動回路１０８はＩＣチップにより構成してもよい。ＩＣチップは、ＣＯＧ方式により基板２０上に実装する、又は基板２０に接続する接続フィルム４０７に実装してもよい。非晶質半導体は、ＣＶＤ法を用いることで、大面積の基板に簡単に形成することができ、かつ結晶化の工程が不要であることから、安価なパネルの提供を可能とする。また、この際、インクジェット法に代表される液滴吐出法により導電層を形成すると、より安価なパネルの提供を可能とする。
【実施例１３】
【０２１８】
発光素子を含む表示部を備えた表示装置を用いた電子機器として、テレビジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（携帯電話機）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、モニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。これらの電子機器の表示部に本発明の表示装置を適用することができる。その電子機器の具体例について、図３５を参照して説明する。
【０２１９】
図３５（Ａ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯情報端末は、本体３０１、表示部３０２等を含み、本発明により表示部３０２の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２０】
図３５（Ｂ）に示す本発明の表示装置を用いたデジタルビデオカメラは、本体３０３、表示部３０４等を含み、本発明により表示部３０４の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２１】
図３５（Ｃ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯端末は、本体３０５、表示部３０６等を含み、本発明により表示部３０６の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２２】
図３５（Ｄ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のテレビジョン装置は、本体３０７、表示部３０８等を含み、本発明により表示部３０８の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２３】
図３５（Ｅ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のコンピュータは、本体３０９、表示部３１０等を含み、本発明により表示部３１０の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２４】
図３５（Ｆ）に示す本発明の表示装置を用いたテレビジョン装置は、本体３１１、表示部３１２等を含み、本発明により表示部３１２の輝度の低下を抑制して、その寿命を延ばすことができる。また、定電圧駆動を用いることで、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【０２２５】
上記に挙げた電子機器において、バッテリーを用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、バッテリーを充電する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えた表示装置の構成を説明する図である。
【図２】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えた表示装置の構成を説明する図である。
【図３】代表的な発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフである。
【図４】発光素子の実用的な輝度が得られる電流密度領域において電流密度対電圧特性を示すグラフである。
【図５】式（２）に基づくパラメータｎとＳの変化を説明するグラフである。
【図６】（Ａ）発光素子の電流値の時間変動特性を示す図。（Ｂ）発光素子の輝度の時間変動特性示す図。
【図７】本発明の表示装置であって表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えＣＬ駆動をする一構成例を示す図である。
【図８】本発明の表示装置であって表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えＣＬ駆動をする表示装置の一構成例を示す図である。
【図９】本発明の表示装置に適用できる画素回路の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えＣＬ駆動をする表示装置の一例を示す図である。
【図１１】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えた表示装置の構成を説明する図である。
【図１２】本発明におけるモニタ用発光素子の制御回路の一部を説明する図である。
【図１３】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えた表示装置の構成を説明する図である。
【図１４】本発明の表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えた表示装置の構成を説明する図である。
【図１５】本発明の表示装置での一構成例を示す図である。
【図１６】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図１７】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図１８】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図１９】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図２０】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図２１】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図２２】本発明におけるモニタ用発光素子とその制御回路の詳細を示す図である。
【図２３】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図２４】本発明の表示装置の一構成例を示す図である。
【図２５】本発明におけるモニタ用発光素子とその制御回路の詳細を示す図である。
【図２６】本発明の表示装置であって表示用発光素子とモニタ用発光素子を備えＣＬ駆動をする表示装置の一構成例を示す図である。
【図２７】本発明の表示装置の動作の一例を説明する信号波形図である。
【図２８】本発明の表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図２９】本発明の表示装置における画素の回路の一例を示す図である。
【図３０】本発明の表示装置における画素の一例を示す図である。
【図３１】本発明の表示装置における表示部の一構成例を示す縦断面図である。
【図３２】本発明の表示装置であって、表示部と走査線駆動回路とデータ線駆動回路との一構成例を示す図である。
【図３３】本発明の表示装置であって、表示部と走査線駆動回路とデータ線駆動回路との一構成例を示す図である。
【図３４】本発明の表示装置であって、表示部の一構成例を示す図である。
【図３５】本発明の電子機器の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０２２７】
１０１    電流源
１０２    モニタ用発光素子
１０３    電圧発生回路
１０４    駆動用トランジスタ
１０５    表示用発光素子
１０６    スイッチング用トランジスタ
１０７    走査線駆動回路
１０８    データ線駆動回路
１０９    表示部
１１０、１２０    画素
１１１    コントローラ
１１２    接続切替手段
１１３    容量素子
１１４    スイッチング用トランジスタ
１１５    パルス出力回路
１１６、１１７    ラッチ回路
１１８    消去用トランジスタ
１１９    対向電源
１２１、１２２    トランジスタ
１２３    電源
１２４〜１２６    スイッチ
１２７    インバータ
１２８    制御線
１２９    制御信号線
１３０    時間測定回路
１３１    記憶回路
１３２    補正データ作成回路
１３３    電源回路
１３４    交流用トランジスタ
１３５、１３６    スイッチ
１３７、１３８    交流用電源
１３９    制御回路
１４０〜１４４    スイッチ
１４５    容量素子
１４６    交流用電源
１４７    電流源用トランジスタ
１４８、１４９    電源
１５０〜１５３    抵抗素子
１５３、１５４    電圧発生回路
１５５、１５６    電流源
１５７、１５８    抵抗素子
１５９    順バイアス用トランジスタ
１６０    リミッタ用トランジスタ
１６１    順バイアス用電源
１６２    電源線
１６３    電源制御回路
１６４    コントローラ
１６５、１６６    電源回路
１６７    アナログスイッチ
１６８    インバータ
１６９    トランジスタ
１７０    選択信号線
１７１    電源
１７２    選択回路
１７３    パルス出力回路
１７５    選択回路
１７６    パルス出力回路
１７８    インバータ
１８０    制御回路
１８１    電流源
１８２    増幅回路
１８３    演算回路
１８４    ビデオ信号発生回路
２０１、２０２    アナログスイッチ
２０３    インバータ
３０１、３０３、３０５、３０７、３０９、３１１    本体
３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２    表示部
４０６    対向基板
４０７    接続フィルム
４０８    封止材
４５１〜４５３    着色層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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