(57)【要約】【課題】ＥＬ表示装置の消費電力の低減を図る。【解決手段】外光輝度や温度、ＥＬ素子の劣化程度などの使用環境に応じ、ＥＬ素子に流す電流を制御する素子駆動用トランジスタＴｒ２に印加するためのデータ信号を調整し、かつ、駆動電源とカソード電源との電源電圧差（ＣＶマージン）を調整する。特に、データ信号を低くしてＥＬ素子の動作電圧を低下させることに対応して、カソード電源電圧を上昇させることで駆動電源とカソード電源との電源電圧差を縮小する。これによりデータ信号による電流低下分だけでなく、ＣＶシフト電圧分の消費電力も低減する。【選択図】図４
2008151946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
複数の画素を備える表示部と、前記表示部での表示動作を制御する制御部と、表示装置の使用条件を判定する判定部と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、
エレクトロルミネッセンス素子及び該エレクトロルミネッセンス素子に接続された素子駆動トランジスタを備え、
前記素子駆動トランジスタのソース及びドレインと、前記エレクトロルミネッセンス素子とは、駆動電源とカソード電源との間に直列接続され、前記素子駆動トランジスタは、飽和領域で動作し、データ信号に応じて該エレクトロルミネッセンス素子に流れる電流を制御し、
前記制御部は、
前記判定部での判定結果に応じて、前記データ信号を調整するデータ信号調整部と、
前記判定部での判定結果に応じて、前記駆動電源とカソード電源との電源電圧差を調整する電圧調整部と、を備え、
前記データ信号の調整によって前記エレクトロルミネッセンス素子の動作電圧をその動作基準値よりも低くする場合、前記電圧調整部は、該動作電圧の低下分に応じて、前記駆動電源と前記カソード電源の電源電圧差を基準値より縮小することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記電圧調整部は、前記動作電圧低下分と、前記データ信号の調整によって低下する前記素子駆動トランジスタのピンチオフ電圧の絶対値の低下分とに応じ、前記駆動電源と前記カソード電源の前記電源電圧差を縮小することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
複数の画素を備える表示部と、前記表示部での表示動作を制御する駆動部と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、
エレクトロルミネッセンス素子及び該エレクトロルミネッセンス素子に接続された素子駆動トランジスタを備え、
前記素子駆動トランジスタのソース及びドレインと、前記エレクトロルミネッセンス素子とは、駆動電源とカソード電源との間に直列接続され、前記素子駆動トランジスタは、飽和領域で動作し、データ信号に応じて該エレクトロルミネッセンス素子に流れる電流を制御し、
前記駆動部は、表示装置の使用条件を判定する判定部と、該判定部での判定結果に応じて、前記データ信号を調整するデータ信号調整部と、前記判定部での判定結果に応じて、前記駆動電源とカソード電源との電源電圧差を調整する電圧調整部と、を備え、
前記電圧調整部は、前記エレクトロルミネッセンス素子の電流電圧特性線と前記素子駆動トランジスタの電流電圧特性線との交点に相当する前記エレクトロルミネッセンス素子の動作電圧と、前記素子駆動トランジスタのピンチオフ電圧との電圧差が、基準範囲内となるように、前記駆動電源と前記カソード電源との電源電圧差を調整することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記電圧調整部は、前記カソード電源の電圧を上昇させて前記駆動電源と前記カソード電源の前記電位差を縮小することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
さらに、表示装置の外光輝度を検出するフォトセンサを備え、
前記判定部は、検出された前記外光輝度と基準輝度とを比較し、
基準輝度より小さい場合には、
前記データ信号調整部は、前記エレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を低下させるように前記データ信号を調整し、
前記電圧調整部は、前記カソード電源電圧を上昇させることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記判定部は、検出された前記外光輝度と基準輝度とを比較し、
基準輝度より大きい場合には、
前記データ信号調整部は、前記エレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を増大させるように前記データ信号を調整することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
さらに、温度センサを備え、
前記判定部は、検出された温度に応じ、前記エレクトロルミネッセンス素子の電流電圧特性の傾きを判定し、
前記傾きが基準値より小さい場合には、前記電圧調整部は、前記カソード電源の電源電圧を基準値より上昇させることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記傾きが基準値より大きい場合には、前記電圧調整部は、前記カソード電源の電源電圧を基準値より低下させるとを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記判定部は、各画素での電流特性を検出するための電流特性検出部を備え、
前記判定部は、前記エレクトロルミネッセンス素子を非発光レベルとする検査用オフ表示信号及び発光レベルとする検査用オン表示信号とを供給した時の、前記検査用オフ表示信号に応じた前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電流と、前記検査用オン表示信号に応じた前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電流とのオンオフ電流差を検出し、前記オンオフ電流差に基づいて電流特性の変化に応じた使用条件の変化を判定することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記エレクトロルミネッセンス素子に前記カソード電源を供給するカソード電源線は、前記複数の画素の垂直走査方向又は水平走査方向において、列毎又は行毎に、設けられていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機エレクトロルミネッセンス（Electroluminescence：以下ＥＬ）素子などの発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオード構造の発光素子であるＥＬ素子を各画素に備えたＥＬ表示装置は、自発光型であると共に、薄く消費電力が小さい等の有利な点があり、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＣＲＴなどの表示装置に代わる表示装置として注目され、研究が進められている。
【０００３】
また、ＥＬ素子を個別に制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子を各画素に備え、画素毎にＥＬ素子を制御するアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、高精細な表示装置として期待されている。
【０００４】
このようなＥＬ表示装置では、その装置の使用環境に応じて表示装置に要求される輝度が大きく異なる。例えば、図１０に示すように、晴れの屋外等、外光輝度が高い場合、表示イメージを視認させるためには、表示装置に対する必要輝度は非常に大きい。図１０の例では、晴れの屋外環境で要求される輝度は２５０ｃｄ／ｍ2である。一方、屋内や夜間の外光輝度の低い環境で要求される輝度は、２５ｃｄ／ｍ2程度であり、視認必要輝度は１０倍に相違する。
【０００５】
したがって、特許文献１等では、晴れの屋外環境であっても高い表示品質（高コントラスト表示）を実現するために、ＥＬ素子に流す電流量を増大させてＥＬ素子を高輝度発光させることが提案されている。
【０００６】
また、屋内環境で用いられる場合などは外光輝度が低いため、表示装置を高輝度発光させなくても視認性が良好である。さらに、外光輝度が低い場合に、表示装置の発光輝度が高いと、表示画面がまぶしく感ずるなど視感を損なう可能性もあり、ＥＬ素子に流す電流量を低減して発光輝度を低下させることが好適である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６ー３０３１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子機器の低消費電力化の要求が強まる中、そのような機器のディスプレイとして用いられるＥＬ表示装置には、表示品質を低下させることなく、消費電力をさらに低減することが強く望まれている。視認必要輝度が低い場合に、ＥＬ素子に流す電流量を削減して発光輝度を低減することで消費電力を低減することができるが、表示品質を維持しつつ、更なる低消費電力化が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＥＬ表示装置の消費電力の低減を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、本発明の他の態様では、エレクトロルミネッセンス表示装置であって、複数の画素を備える表示部と、前記表示部での表示動作を制御する制御部と、表示装置の使用条件を判定する判定部と、を備え、前記複数の画素のそれぞれは、エレクトロルミネッセンス素子及び該エレクトロルミネッセンス素子に接続された素子駆動トランジスタを備え、前記素子駆動トランジスタのソース及びドレインと、前記エレクトロルミネッセンス素子とは、駆動電源とカソード電源との間に直列接続され、前記素子駆動トランジスタは、飽和領域で動作し、データ信号に応じて該エレクトロルミネッセンス素子に流れる電流を制御し、前記制御部は、前記判定部での判定結果に応じて、前記データ信号を調整するデータ信号調整部と、前記判定部での判定結果に応じて、前記駆動電源とカソード電源との電源電圧差を調整する電圧調整部と、を備え、前記データ信号の調整によって前記エレクトロルミネッセンス素子の動作電圧を動作基準値よりも低くする場合、前記電圧調整部は、該動作電圧の低下分に応じて、前記駆動電源と前記カソード電源の電源電圧差を基準値より縮小する。
【００１１】
本発明の他の態様では、上記エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記電圧調整部は、前記動作電圧低下分と、前記データ信号の調整によって低下する前記素子駆動トランジスタのピンチオフ電圧の絶対値の低下分とに応じ、前記駆動電源と前記カソード電源の前記電源電圧差を縮小する。
【００１２】
本発明の他の態様では、エレクトロルミネッセンス表示装置であって、複数の画素を備える表示部と、前記表示部での表示動作を制御する駆動部と、を備え、前記複数の画素のそれぞれは、エレクトロルミネッセンス素子及び該エレクトロルミネッセンス素子に接続された素子駆動トランジスタを備え、前記素子駆動トランジスタのソース及びドレインと、前記エレクトロルミネッセンス素子とは、駆動電源とカソード電源との間に直列接続され、前記素子駆動トランジスタは、飽和領域で動作し、データ信号に応じて該エレクトロルミネッセンス素子に流れる電流を制御し、前記駆動部は、表示装置の使用条件を判定する判定部と、前記判定部での判定結果に応じて、前記データ信号を調整するデータ信号調整部と、前記判定部での判定結果に応じて、前記駆動電源とカソード電源との電源電圧差を調整する電圧調整部と、を備え、前記電圧調整部は、前記エレクトロルミネッセンス素子の電流電圧特性線と前記素子駆動トランジスタの電流電圧特性線との交点に相当する前記エレクトロルミネッセンス素子の動作電圧と、前記素子駆動トランジスタのピンチオフ電圧との電圧差が、基準範囲内となるように、前記駆動電源と前記カソード電源との電源電圧差を調整する。
【００１３】
本発明の他の態様では、上記エレクトロルミネッセンス表示装置において、さらに、表示装置の外光輝度を検出するフォトセンサを備え、前記判定部は、検出された前記外光輝度と基準輝度とを比較し、基準輝度より小さい場合には、前記データ信号調整部は、前記エレクトロルミネッセンス素子に流す電流量を低下させるように前記データ信号を調整し、前記電圧調整部は、前記カソード電源の電源電圧を上昇させる。
【００１４】
本発明の他の態様では、さらに、温度センサを備え、前記判定部は、検出された温度に応じ、前記エレクトロルミネッセンス素子の電流電圧特性の傾きを判定し、前記傾きが基準値より小さい場合には、前記電圧調整部は、前記カソード電源の電源電圧を基準値より上昇させる。
【００１５】
本発明の他の態様では、上記エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記傾きが基準値より大きい場合には、前記電圧調整部は、前記カソード電源の電源電圧を基準値より低下させる。
【００１６】
本発明の他の態様では、上記エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記判定部は、各画素での電流特性を検出するための電流特性検出部を備え、前記判定部は、前記エレクトロルミネッセンス素子を非発光レベルとする検査用オフ表示信号及び発光レベルとする検査用オン表示信号とを供給した時の、前記検査用オフ表示信号に応じた前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電流と、前記検査用オン表示信号に応じた前記エレクトロルミネッセンス素子のカソード電流とのオンオフ電流差を検出し、前記オンオフ電流差に基づいて電流特性の変化から使用条件の変化を判定する。
【００１７】
本発明の他の態様では、上記エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記エレクトロルミネッセンス素子に前記カソード電源を供給するカソード電源線は、前記複数の画素の水平走査方向に交差する垂直走査方向、又は水平走査方向において、列毎に又は行毎
に、設けられている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外光輝度や温度、ＥＬ素子の劣化程度などの使用環境に応じ、各画素のＥＬ素子に流す電流を制御する素子駆動用トランジスタに印加するためのデータ信号を調整するとともに、駆動電源とカソード電源との電源電圧差を調整する。特に、データ信号を低くしてＥＬ素子の動作電圧を低下させると、この動作電圧の低下によって素子駆動トランジスタのピンチオフ電圧とＥＬ素子の動作電圧との電圧差（カソード電圧マージン）が拡大するが、本発明では駆動電源とカソード電源との電源電圧差を縮小することで上記マージンの拡大を抑制する。ＥＬ表示装置において、各画素における消費電力は、ＥＬ素子の流す電流（Ｉoled）と駆動電源とカソード電源との電源電圧差（ＰＶＤＤ−ＣＶ）との積で表される。したがって、本発明によれば、カソード電流だけでなく、電源電圧差を低減することにより、一層の低消費電力化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いてこの発明の最良の実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００２０】
本実施形態において、表示装置は、具体的にはアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置であり、複数の画素を備える表示部がＥＬパネル１００に形成されている。図１は、この実施形態に係るアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の等価回路の一例を示す図である。ＥＬパネル１００の表示部には、マトリクス状に複数の画素が配置され、マトリクスの水平（Ｈ）走査方向（行方向）には、順次選択信号が出力される選択ライン（ゲートラインＧＬ）１０が形成されており、垂直（Ｖ）走査方向（列方向）には、データ信号（Ｖｓｉｇ）が出力されるデータライン１２（ＤＬ）と、被駆動素子である有機ＥＬ素子（以下、単に「ＥＬ素子」という）１８に、駆動電源ＰＶＤＤを供給するための電源ライン１６（ＶＬ）が形成されている。
【００２１】
各画素は、これらのラインの交点に対応した領域に設けられており、各画素は、被駆動素子としてＥＬ素子１８を備え、また、ｎチャネルのＴＦＴより構成された選択トランジスタＴｒ１（以下、「選択Ｔｒ１」）、保持容量Ｃｓ、ｐチャネルのＴＦＴより構成された素子駆動トランジスタＴｒ２（以下、「素子駆動Ｔｒ２」）が設けられている。
【００２２】
選択Ｔｒ１は、そのドレインが垂直走査方向に並ぶ各画素にデータ電圧（Ｖsig）を供給するデータライン１２に接続され、ゲートが１水平走査ライン上に並ぶ画素を選択するためのゲートライン１０に接続され、そのソースは素子駆動Ｔｒ２のゲートに接続されている。
【００２３】
また、素子駆動Ｔｒ２のソースは電源ライン１６に接続され、ドレインはＥＬ素子１８のアノードに接続されている。ＥＬ素子のカソードは各画素共通で形成され、カソード電源ＣＶに接続されている。
【００２４】
ＥＬ素子１８は、ダイオード構造で下部電極と上部電極の間に発光素子層を備える。発光素子層は、例えば少なくとも有機発光材料を含む発光層を備え、発光素子層に用いる材料特性などにより、単層構造や、２層、３層あるいは４層以上の多層構造を採用することができる。本実施形態では、下部電極が画素毎に個別形状にパターニングされ上記アノードとして機能し、素子駆動Ｔｒ２に接続されている。また、上部電極が複数の画素に共通でカソードとして機能する。
【００２５】
また、ＥＬパネル１００の表示部の周辺には各画素を駆動するための駆動回路を設けることができ、この駆動回路は図１の例では各ゲートライン１０に、順次、選択信号を出力するＶドライバ２２０Ｖと、データライン１２に対し、上記ゲートライン１０によって選択される画素の表示内容に応じたデータ信号Ｖsigを供給するためのＨドライバ２２０Ｈを備える。
【００２６】
順次出力される選択信号によって対応する行の選択Ｔｒ１がオン制御され、オンした選択Ｔｒ１を介し、データライン１２に供給されているデータ信号Ｖsigが素子駆動Ｔｒ２のゲート及び保持容量Ｃｓに供給される。保持容量Ｃｓは、供給されたデータ信号Ｖsigに応じた電荷を所定期間保持し、これにより、素子駆動Ｔｒ２のゲート電位が所定期間データ信号Ｖsigに応じた電位に保持され、そのゲート電位に応じて、素子駆動Ｔｒ２が電源ライン１６からＥＬ素子１８に供給する電流Ｉdsが制御される。ＥＬ素子１８には、供給される電流Ｉdsに応じた電流Ｉoledが流れ、電流量に応じた輝度で発光する。
【００２７】
このようなＥＬパネル１００において、各画素の素子駆動Ｔｒ２のＶｄ−Ｉｄ特性とＥＬ素子１８のＶＩ特性を重ね合わせると図２のようになる。図２において、横軸の右端は、駆動電源電圧ＰＶＤＤであり、左側がカソード電圧ＣＶである。縦軸は、ＴＦＴのＶＩ特性についてはドレイン電流Ｉds、ＥＬ素子のＶＩ特性についてはアノードカソード間電流Ｉoledを示す。
【００２８】
ＴＦＴ特性Ａ，Ｂは、表示装置の使用条件Ａ，Ｂに対応してそれぞれ設定されたデータ信号Ｖsigをゲートに受けて動作する素子駆動Ｔｒ２のドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓとドレイン電流Ｉdsとの関係である。例えば使用条件Ａは、晴天の屋外など外光輝度が高くＥＬパネルの視認必要輝度が高い場合であり、通常と同一内容の表示を視認させるために、通常よりも高輝度でＥＬ素子１８を発光させる必要があり、データ信号Ｖsigの最大値の絶対値Ｖsigmaxを大きく設定している（ＶsigmaxＡ）。一方、使用条件Ｂは、例えば、屋内で外光輝度が低く、ＥＬパネルの視認必要輝度が低い場合であり、基準状態と同一内容の表示を視認させるためには通常よりも低輝度でＥＬ素子１８を発光させれば良く、データ信号Ｖsigmaxの絶対値を小さく設定している（ＶsigmaxＢ）。
【００２９】
ここで、本実施形態では、表示を行う場合、ドレインソース間電圧Ｖｄｓの変動によるドレイン電流Ｉdsの急激な変化を防止してＥＬ素子を定電流駆動することを目的とし、素子駆動Ｔｒ２は飽和領域で動作させ、ＥＬ素子１８に電流を供給している。
【００３０】
この飽和領域は、素子駆動Ｔｒ２の動作しきい値Ｖｔｈ、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが、Ｖｇｓ−Ｖｔｈ＜Ｖｄｓを満たす動作領域であり、Ｖｄｓが変化してもドレイン電流Ｉdsの変化は小さく、素子駆動Ｔｒ２のゲートに供給するデータ信号Ｖsigの電圧に応じたドレイン電流Ｉdsを得ることができる。一方、Ｖｇｓ−Ｖｔｈ＞Ｖｄｓの電圧条件を満たす場合には、素子駆動Ｔｒ２は、線形領域で動作し、Ｖｄｓに応じてドレイン電流Ｉdsが線形変化する。この線形領域と飽和領域の境界となるドレインソース間電圧Ｖｄｓが、ピンチオフ電圧であり、このピンチオフ電圧は、素子駆動Ｔｒ２のゲートに供給されるデータ信号Ｖsigの絶対値が小さくなるほど、その絶対値が低下する（図２のＴＦＴピンチオフ特性参照）。
【００３１】
ＥＬ素子１８は、上記素子駆動Ｔｒ２と駆動電源ＰＶＤＤとカソード電源ＣＶとの間に直列接続されているため、ＥＬ素子１８のＶＩ特性線とＴＦＴ特性線Ａ及びＢとの交点Ｐａ，Ｐｂが、各使用条件Ａ，Ｂに応じたデータ信号ＶsigmaxＡ、ＶsigmaxＢが素子駆動Ｔｒ２に供給された場合のＥＬ素子１８の動作点Ｐａ，Ｐｂとなり、ＥＬ素子１８には、この動作点Ｐａ、Ｐｂにおける素子駆動Ｔｒ２のドレイン電流Ｉdsに等しい電流Ｉoledが流れ、そして、ＥＬ素子１８はこのＩoledに対応する輝度で発光する。
【００３２】
通常、最も高いＶsigmaxＡに対応できるよう駆動電源電圧ＰＶＤＤを決め、またカソード電源電圧ＣＶは、素子駆動Ｔｒ２及びＥＬ素子１８に電流が流れて生ずる電圧降下を考慮し、最も高いＶsigmaxＡで素子駆動Ｔｒ２を駆動した場合にも、ＥＬ素子１８に十分な電流が流れることができるような低い電圧に設定する。なお、上述のように、本実施形態では、素子駆動Ｔｒ２を飽和領域で動作させて表示を行うため、図２に示すＴＦＴ特性Ａに対応するＥＬ素子１８の動作電圧（Ｐａ）とピンチオフ電圧との差が、丁度、ＥＬ素子１８のアノード電極とカソード電極との電位差の余裕、つまりカソード電源電圧ＣＶの設定しうる範囲（以下、ＣＶマージンという）に相当する。
【００３３】
しかし、外光輝度などに応じ、図２に示すＴＦＴ特性Ｂのように、データ信号の最大値Ｖsigmaxを低下させた場合、ＥＬ素子１８の動作に必要な電圧（ＰＶＤＤ−ＣＶ）も、動作電流Ｉoledも低下し、ＴＦＴ特性Ａ（使用条件Ａ）の場合と比較すると、ＴＦＴ特性Ａに合わせて設定されたＣＶマージン（ピンチオフ電圧とＥＬ動作電圧との電位差）が拡大しているのがわかる。つまり、従来のようにカソード電源電圧ＣＶを一定とすると、データ信号Ｖsigmaxの電圧値を低下させた分の省電力化は図れるが、ＣＶマージンが拡大しており、カソード電流が無駄に流れてしまうことを防止することができない。
【００３４】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、使用条件に応じて、データ信号Ｖsigmaxを変化させると共に、それに応じてＣＶマージンが拡大しないように駆動電源電圧ＰＶＤＤとカソード電源電圧ＣＶとの差を調整する。つまり、使用条件に応じ、データ信号Ｖsigmaxを低下させる際、ＥＬ素子１８の動作電圧の低下とＴＦＴピンチオフ電圧の低下とを考慮してカソード電源電圧ＣＶを上昇させ、ＰＶＤＤ−ＣＶを小さくし、ＣＶマージンがデータ信号Ｖsigmaxが変化しても所定範囲となるように調整する。ここで、上記データ信号Ｖsigmaxを低下させることにより、ＥＬ素子１８の動作点は、基準動作値より低下し、この基準動作値は、例えば、対応するＴＦＴ特性のピンチオフ電圧に対して、絶対値で１Ｖ以上大きく、｜ＰＶＤＤ−ＣＶ｜未満の電圧値である。さらに、この基準動作値は、一例として、パネルで実現される最大発光輝度状態におけるＥＬ素子１８の電圧値に設定することができる。本実施形態では、このようなＥＬ素子１８の動作電圧を基準動作値よりも低くする場合に、その低下分に応じて、ＰＶＤＤとＣＶとの差を上記基準動作時の条件よりも縮小する。
【００３５】
ＣＶマージンは、ＴＦＴのピンチオフ特性に沿って、
Ｖsigmax＝（ＰＶＤＤ−ＣＶ）−Ｖｔｈ＋ＣＶマージン  ・・・（１）
が成り立つように決めることが好適である。また、ＣＶマージンはＥＬ素子のＶＩ特性の経時変化や温度特性によっても最適値が変化するが、０．５＜ＣＶマージン＜５Ｖの中で決めることが望ましい。このＣＶマージンは、主として、ＥＬ素子１８のＶＩ特性の製造ばらつきと温度依存性を考慮して決定することが好適である。ＥＬ素子のＶＩ特性の製造ばらつき（ΔＶｅｌｍ）が１．５Ｖ程度のマージンを必要とし、温度依存性（ΔＶｅｌｔ）が１．５Ｖ程度のマージンを必要とする。また、ＴＦＴのピンチオフ特性の製造ばらつき（ΔＶｔｆｔｍ）、温度特性（温度依存性）（ΔＶｔｆｔｔ）もＣＶマージンに影響を及ぼし、それぞれ０．５Ｖ程度のマージンを必要とする。より具体的には、０．２Ｖ＜ΔＶｅｌｍ＜２Ｖ、０．２Ｖ＜ΔＶｅｌｔ＜２Ｖ、０．１Ｖ＜ΔＶｔｆｔｍ＋ΔＶｔｆｔｔ＜１Ｖを考慮すれば良い。その結果、ＣＶマージン≒ΔＶｅｌｍ＋ΔＶｅｌｔ＋ΔＶｔｆｔｔ＋ΔＶｔｆｔｔと考えることができるため、上記のように、０．５＜ＣＶマージン＜５Ｖを得る。
【００３６】
なお、カソード電源電圧ＣＶを上昇させると、ＥＬ素子１８のＶＩ特性は、その分だけ、図３において右方向（ＴＦＴのピンチオフ電圧に近づく方向）にシフトする。したがって、ＥＬ素子１８の対応するＶＩ特性ＢとＴＦＴの対応する特性（ここでは特性Ｂ）との交点（ＥＬ素子の動作点Ｐｂ）が右方向にシフトするため、その分ＣＶマージンが縮小し、図３の例ではＴＦＴ特性Ａの場合のＣＶマージンと同程度のマージンが得られている。
【００３７】
図４は、使用状況に応じてデータ信号Ｖsigmaxを調整することによる低消費電力化と、ＣＶマージンを調整することによる低消費電力化の効果を概念的に示している。ここで消費電力は図４に点線で囲んだ面積で表されるように電圧Ｖと電流Ｉの積で表される。よって、例えば外光が強い環境において採用されるデータ信号ＶsigmaxＡに対し、外光が弱い環境ではデータ信号Ｖsigmaxの絶対値をＶsigmaxＢ（｜ＶsigmaxＡ｜＞｜ＶsigmaxＢ｜）とすることで、対応して減少するドレイン電流Ｉds（Ｉoled）の分、消費電力が低減される。さらに、カソード電源電圧ＣＶを上昇させてＣＶマージンがほぼ一定となるようにすることにより、カソード電源電圧ＣＶのシフト分だけ消費電力が低減される。したがって、外光が弱いなどの使用環境の場合に、基準条件よりもデータ信号Ｖsigmaxを低下させ、かつカソード電源電圧ＣＶを上昇させることで、電流方向と電圧方向の両方で各画素における消費電力を低減することが可能となる。なお、図４では図示の都合上、点線で囲む面積を消費電力としているが、ＴＦＴ特性Ａの場合の各画素の消費電力は、ＴＦＴ特性線ＡとＥＬ素子のＶＩ特性線Ａとの交点とグラフの原点を対角の点とする四角形の面積で表される。ＴＦＴ特性Ｂの場合の各画素の消費電力は、カソード電源電圧ＣＶをシフトさせない場合は、ＴＦＴ特性線ＢとＥＬ素子のＶＩ特性線Ａとの交点とグラフの原点を対角の点とする四角形の面積、本実施形態のようにカソード電源電圧ＣＶをシフトさせる場合には、ＴＦＴ特性線ＢとＥＬ素子のＶＩ特性線Ｂとの交点と原点とを対角の点とする四角形の面積が消費電力となる。
【００３８】
このようなＣＶマージンの調整は、一例として図５に示すようなカソード電源電圧調整部３００を採用することによって実行できる。図５のカソード電源調整部３００は、複数のカソード電源電圧ＣＶを発生する電源回路３２０と、ＥＬ素子１８のカソード電極に出力する電源電圧を切り替えるスイッチ３２２を備える。発生するカソード電源数は、特に制限されるものではないが、データ信号Ｖsigmaxの調整少なくとも２種類設ける。この場合、一方は、視認必要輝度が最大の場合に対応することのできる十分低い電圧ＣＶａ（−３．５Ｖ等）、他方は、例えば、視認必要輝度が標準以下の場合に十分な電圧ＣＶｂ（０Ｖ等）とする。この場合、スイッチ３２２は、各電源ＣＶａ、ＣＶｂに対応してそれぞれ設ければよい。もちろん２種類には限らず、基準用にもう一つ電圧ＣＶrefを設けても良いし、可変抵抗などを電源回路に設けて任意のカソード電源電圧ＣＶを発生可能な構成とすることも可能であり、この場合には、スイッチ３２２を不要として任意のカソード電源電圧を出力する電源回路から、直接、表示部のカソード電極に供給することも可能である。なお、カソード電極に出力するカソード電源電圧ＣＶの切り替えは、後述するような表示装置の使用条件判定部における判定結果に応じて実行する。
【００３９】
次に、使用条件の判定部を備えるＥＬ表示装置の全体的な構成について説明する。表示装置はＥＬパネル１００を備え、パネル１００は、ガラスなどの基板上に図１に例示するような画素回路を備える表示部と、表示部を駆動するための駆動部２００を備える。なお、図６の例では、駆動部２００の一部として、この表示部の周辺に、表示部の各画素を駆動するＨドライバ２２０Ｈ、Ｖドライバ２２０Ｖが配置されている（画素部の回路と共に基板上に内蔵形成することも可能である）。
【００４０】
上記Ｈ，Ｖドライバ２２０Ｈ，２２０Ｖを備え、このドライバ及び表示部に必要な信号及び電源を作成・供給するパネル駆動部２００は、さらに、信号処理回路、電源回路などを備える。また、本実施形態では、その他に、使用条件検出用のセンサ２３０、使用条件の判定部２４０、データ信号調整部２５０、カソード電源電圧調整部３００を備える。これらの複数の回路を有する駆動部２００は、１又は複数の集積回路（ドライバＩＣ）によって構成することができ、ドライバＩＣは、表示部を形成した基板と同じ基板に、例えばＣＯＧ（chip on glass）方式で搭載することができる。
【００４１】
駆動部２００の信号処理部は、外部から供給される映像信号や垂直、水平同期信号、ドットクロックなどから必要なタイミング信号作成部や、所望のレベルのデータ信号を作成するデータ信号作成部を含み、作成されたデータ信号が、さらに装置使用条件に応じてその最大値Ｖsigmaxを調整するデータ信号調整部２５０に供給される。なお、パネルのドライバ２２０Ｈ，２２０Ｖは、図６のように表示部の周縁に内蔵形成することもできるが、上記駆動部２００を集積化したドライバＩＣに内蔵しても良い。
【００４２】
駆動部２００の電源回路は、ドライバＩＣ内に内蔵することも、専用の電源回路ＩＣを採用して構成することも可能であり、この電源回路は、上述のカソード電源調整部回路３００、駆動電源ＰＶＤＤ、Ｈ，Ｖドライバ２２０Ｈ，２２０Ｖを動作させるための電源等を、外部から供給される電源を利用し昇圧する回路を含み、作成した電源電圧を各部へ供給する（外部からそのまま各部へ供給する場合もある）。
【００４３】
また、本実施形態では、表示装置の使用環境を検出して使用条件を判定するためのセンサ２３０を表示パネル１００に備える。このセンサ２３０は、上述のように、駆動部２００を集積化したドライバＩＣ内に設けることもできるし、独立したセンサをドライバＩＣに搭載することもできる。センサ２３０は、例えば図示するように外光輝度を検出するフォトセンサであり、センサ２３０で検出された外光輝度は、判定部２４０に供給される。
【００４４】
判定部２４０は、センサ２３０で検出された外光輝度に応じたパネルの視認必要輝度を判定し、視認必要輝度に応じて、データ調整部２５０にデータ信号Ｖsigの最大値Ｖsigmaxを調整するかどうか指示し、カソード電源電圧調整部３００にカソード電源電圧を調整するかどうかを指示する。ここで、装置の使用条件に応じたＶsigmax及びカソード電圧の調整手順の一例について、図７をさらに参照して具体的に説明する。
【００４５】
ここでは、使用条件として上述のように外光輝度を採用し、センサ２３０が外光を測定する（Ｓ１）。判定部２４０は、測定された外光輝度が、しきい値より大きいかどうかを判定する（Ｓ２）。このしきい値は、基準として定めた所定輝度であり、例えば、図１０に示すような視認必要輝度の中間値（１５０ｃｍ／ｍ2程度：曇りの屋外又は明るい屋内程度）等を採用することができる。判定部２４０が、基準輝度よりも測定輝度が大きく、かつ、基準輝度を超えた回数が規定回数を上回ると、外光輝度が高いと判断し、データ信号調整部２５０がデータ信号の最大値Ｖsigmaxを高くする（Ｓ３）。これは具体的には、基準Ｖsigmaxよりも高くするか、又は低輝度の時のＶsigmaxより高くすればよい。さらに、カソード電源電圧調整部３００が、データ信号Ｖsigmaxの上昇分に応じ、カソード電源電圧ＣＶを基準ＣＶよりも低くする、又は低輝度の時のＣＶより低下させる（Ｓ４）。
【００４６】
基準輝度よりも測定輝度が小さく、又は、基準輝度を超えた回数が規定回数以下であると、外光輝度が低いと判断し、データ信号調整部２５０がデータ信号の最大値Ｖsigmaxを基準又は高輝度のときのＶsigmaxより低くする（Ｓ５）。さらに、カソード電源電圧調整部３００が、データ信号Ｖsigmaxの下降分に応じてカソード電源電圧ＣＶを、基準又は高輝度のときのＣＶよりも上昇させる（Ｓ６）。
【００４７】
このようにして外光輝度に応じてデータ信号Ｖsigmaxを調整し、それに合わせてカソード電源電圧を調整することにより、消費電力の抑制と表示品質の両立が図られる。特に、データ信号Ｖsigmaxを低下させた際に、それによって低下するＥＬ素子の動作電圧（動作点の電圧）を考慮して、カソード電源電圧を上昇させることにより、低輝度の場合における消費電力を確実に抑制できる。
【００４８】
なお、データ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧の設定を３段階とし、真ん中の２段階目は、基準輝度範囲の場合に割り当てても良い。この場合、外光輝度を高輝度判定用閾値、低輝度判定用閾値でそれぞれ比較し、基準範囲内ならば、データ信号Ｖsigmaxは基準値とし、カソード電源電圧も基準値とする。そして、外光輝度が高輝度判定用閾値を超えると、データ信号Ｖsigmaxを上昇させ、カソード電源電圧ＣＶは低下させる。低輝度判定用閾値を超えるとデータ信号Ｖsigmaxを低下させカソード電源電圧ＣＶは上昇させる。このようにすることで、常時最適な発光輝度で、かつ、消費電力の低減を図ることができる。なお、外光高輝度と判定された場合において、カソード電源電圧ＣＶは、基準値のままとしても良い。カソード電源電圧ＣＶを低下させることは消費電力の増大につながり、上記の通りＣＶマージンが確保されていれば基準のカソード電源電圧を変更する必要がないからである。
【００４９】
また、外光輝度によるデータ信号Ｖsigmax及びカソード電源電圧ＣＶの調整だけでなく、機器に対してなされる省電力要求やその他の使用条件をさらに考慮して調整を行っても良い。図８は、輝度以外の使用条件を考慮してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する場合の手順の一例を示している。
【００５０】
この例では、表示装置に装置全体を制御するＣＰＵなどから省電力要求があると（Ｓ１０）、外光を測定し（Ｓ１１）、判定部２４０は、外光輝度に応じて駆動条件を変更するかどうか判定する。判定の結果、外光輝度が低い場合にはデータ信号Ｖsigmaxを低下させ（Ｓ１３）、かつカソード電源電圧ＣＶを上昇させてＰＶＤＤ−ＣＶ電圧差を縮小する（Ｓ１５）。これにより、省電力要求があった場合に、確実に消費電力を低減することが可能となる。なお、省電力要求があった場合には、外光輝度が高くともデータ信号Ｖsigmaxは変更せず（上昇させず）、又は、要求に従って低下さる（Ｓ１３）。また、Ｖsigmaxを低下させた場合には、対応してカソード電源電圧ＣＶを低下させる（Ｓ１５）。
【００５１】
また、外光だけでなく、温度センサを備えて装置温度を測定し（Ｓ１４）、測定温度に応じてＣＶマージンを調整してもよい（Ｓ１５）。ＥＬ素子のＶＩ特性が温度依存性を持ち、その特性の傾きが温度が低くなるほど小さくなる。したがって、基準よりも低温の場合には、ＥＬ素子のＶＩ特性の傾きが小さくなるため、ＴＦＴ特性とＥＬのＶＩ特性との交点と、ＴＦＴのピンチオフ電圧との電位差、つまり、ＣＶマージンは拡大する。よって、ＥＫ素子のＶＩ特性の傾き低下に応じてカソード電源電圧ＣＶを上昇させることでＣＶマージンの拡大を抑制し、ＣＶの上昇分、消費電力を低減することが可能となる。
【００５２】
また、ＥＬ素子１８のＶＩ特性は、経時変化によっても傾きが変化するため、駆動時間の長さ（寿命）を測定し、測定した駆動時間に応じた傾きを判定し（Ｓ１４）、判定結果に応じてＣＶマージンを調整しても良い（Ｓ１５）。ここで、ＥＬ素子のＶＩ特性は、駆動時間が長くなると、経時劣化によりその傾きが小さくなる傾向を備えることが多い。この場合、駆動時間に応じてカソード電源電圧ＣＶを上昇させることで消費電力の低減を図ることができる。
【００５３】
なお、ＥＬ素子の経時変化によるＶＩ特性の変化は、各ＥＬ素子に検査用オン表示信号とオフ表示信号を供給し、得られるカソード電流Ｉcvon、Ｉcvoffの差ΔＩｃｖを測定した結果から検出することもできる。駆動時間の積算値からＥＬ素子のＶＩ特性変化を推測することも可能であるが、データ信号として検査用のオンオフ信号を供給し、そのときのカソード電源を測定することで現実のＶＩ特性変化を精度良く検出することができる。
【００５４】
ここで検査用の上記表示信号は、オン表示、オフ表示とも、通常表示と同様に、素子駆動Ｔｒ２を飽和領域で動作させるデータ信号である。ＥＬ素子のＶＩ特性に経時変化（劣化）が生じ、その傾きが小さくなる環境では、上記ΔＩｃｖの値が対応して小さくなることから、確実に経時変化によるＶＩ特性の傾き変化を知ることができる。
【００５５】
また、オン表示信号に対応したカソード電流Ｉcvonだけでなく、オフ表示信号に対応したカソード電源Ｉcvoffとの差ΔＩｃｖを求めることにより、カソード電流検出アンプの検出誤差などがＩcvonとＩcvoffとの差を取ることでキャンセルされ、正確な計測をすることができる。
【００５６】
なお、カソード電流検査は、通常表示時において、例えば映像信号の１垂直ブランキング期間中に１行ずつ等の割合で実行する等の方法を採用することにより、通常表示をしながら、順次、全画面についてのΔＩｃｖを検出することが可能となる。また、このような検査を実行する場合には、図１に説明したようなカソード電極を全画素で共通化するのではなく、図９に示すように、列毎に独立したカソード電極ラインＣＶＬを設け、列毎にカソード電極ラインに得られるＩｃｖを検出することが検出速度等の観点で有利である。なお、水平走査方向において、行毎にカソード電極ラインＣＶＬを設け、行毎にＩｃｖを検出しても良い。
【００５７】
さらに、表示内容に応じてＣＶマージンを調整しても良い。これは、静止画像を表示する場合に有効で、静止画表示において、１フレーム期間中のデータ信号Ｖsigmaxを検出し、その値が基準のＶsigmaxより小さければ（Ｓ１４）、カソード電源電圧ＣＶを上昇させる（Ｓ１５）方法である。このようなＣＶマージン調整によっても、確実に消費電力の低減を図ることができる。
【００５８】
また、以上の説明では、表示部１００の構成は、図１に示すような回路構成を例に説明したが、図８に示すようにカソード電極ラインＣＶＬを列毎に設けた構成にも同様に適用することができる。この場合、上述のように、カソード電流をカソード電極ライン毎に検出でき、また、ＣＶマージンの調整をカソード電源ライン毎に実施することも可能である。
【００５９】
なお、以上の画素回路では、素子駆動トランジスタとして、ｐチャネルのＴＦＴを採用したが、ｎチャネルのＴＦＴを用いてもよい。さらに、以上の画素回路では、１画素について、トランジスタとして、選択トランジスタと駆動トランジスタの２つのトランジスタを備える構成を採用した例を説明したが、トランジスタが２つのタイプ及び上記回路構成には限られない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＬ表示装置の概略回路構成を説明する等価回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＣＶマージンについて説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＣＶマージンの調整方法について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＣＶマージンの調整の意義を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカソード電源電圧調整部を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る使用条件の判定部を含むＥＬ表示装置の概略構成を示す図である。
【図７】外光輝度を検出してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する手順の一例を示す図である。
【図８】輝度と輝度以外の使用条件を考慮してデータ信号Ｖsigmaxとカソード電源電圧ＣＶを調整する手順の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るＥＬ表示装置の図１とは異なる概略回路構成を説明する等価回路図である。
【図１０】外光輝度に応じたＥＬパネルでの視認必要輝度を説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ゲートライン（ＧＬ）、１２  データライン（ＤＬ）、１４  容量ライン、１６  電源ライン（ＶＬ）、１８  ＥＬ素子、１００  ＥＬパネル、２００  駆動部、２２０Ｈ  Ｈドライバ、２２０Ｖ  Ｖドライバ、２３０  センサ、２４０  判定部、２５０  データ信号調整部（データ調整部）、３００  カソード電源電圧調整部（ＣＶ調整部）、３２０  カソード電源回路、３２２  スイッチ。
【図１】
2008151946.tif 000003
【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】
2008151946.tif 000008
【図７】
2008151946.tif 000009
【図８】
2008151946.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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