(57)【要約】【課題】ピーク輝度レベルを一定に保った状態のまま、発光素子の劣化特性を考慮して表示パネルの消費電力を最適化する。【解決手段】アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位の制御装置に、（ａ）発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定するカソード電位決定部と、（ｂ）決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部を搭載する。【選択図】図１６
2008292546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御装置であって、
発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定するカソード電位決定部と、
決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、前記自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
を有することを特徴とするカソード電位制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカソード電位制御装置において、
前記カソード電位決定部は、
特定画素を測定用の画素データで駆動制御した場合に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の測定値と対応初期値との差分値を算出し、
算出された差分値をカソード電位値の対応初期値より減算して制御用のカソード電位値を決定する
ことを特徴とするカソード電位制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカソード電位制御装置において、
前記特定画素は、ダミー画素である
ことを特徴とするカソード電位制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載のカソード電位制御装置において、
前記特定画素は、有効表示領域を構成する測定兼用画素である
ことを特徴とするカソード電位制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のカソード電位制御装置において、
前記カソード電位決定部は、
特定画素を測定用の画素データで駆動制御した場合に発生する輝度の測定値に基づいて、自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧と対応初期値との差分値を算出し、
算出された差分値をカソード電位値の対応初期値より減算して制御用のカソード電位値を決定する
ことを特徴とするカソード電位制御装置。
【請求項６】
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定するカソード電位決定部と、
決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、前記自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と
を有することを特徴とする自発光表示装置。
【請求項７】
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルと、
発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定するカソード電位決定部と、
決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、前記自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部と、
システム制御部と、
前記システム制御部に対する操作入力部と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位を制御するカソード電位制御方法であって、
発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定する処理と、
決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、前記自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給する処理と
を有することを特徴とするカソード電位制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書で説明する発明は、アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態が駆動制御される自発光型の表示パネルの消費電力を各画素の劣化状態に応じて最適化する技術に関する。
なお発明は、カソード電位制御装置、自発光表示装置、電子機器及びカソード電位制御方法としての側面を有する。
【背景技術】
【０００２】
今日、様々な種類のフラットパネルディスプレイが実用化されている。これらの一つに、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を表示領域内に行列配置した有機ＥＬパネルがある。有機ＥＬパネルは、軽く薄膜化が容易なだけでなく、応答速度が速く動画表示特性にも優れている。このように、有機ＥＬパネルは、次世代表示デバイスに求められる様々な特性を有している。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性は、劣化の進行に伴い変化することが知られている。図１に、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性の時間変化を示す。図１に示すように、駆動電流が同じでも有機ＥＬ素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧Ｖelが徐々に大きくなる。
【０００４】
この電圧変化は、主に有機ＥＬ素子の劣化に起因する。自発光素子に共通する特性として、有機ＥＬ素子も使用時間長に比例して素子劣化が進行する。この劣化現象の一つが有機ＥＬ素子の両極間に発生する電圧の拡大である。なお、劣化現象は、ピーク輝度レベルの低下としても出現する。
【０００５】
もっとも、その進行速度は一様ではなく、自発光素子の一般的な特性として、画面輝度が明るいほど進行速度が速くなる傾向がある。また、有機ＥＬ素子の特性として、環境温度が高いほど劣化の進行が加速される傾向がある。
【０００６】
そこで従来技術の場合には、表示パネルの最大使用時間長を想定し、その時間内で最も劣化の進んだ有機ＥＬ素子が正常に動作できるように、表示パネルのカソード電位を設定する手法が採用されている。すなわち、電圧Ｖelの最大値を想定して、表示パネルに印加する電源電位ＶDDとカソード電位を設定する手法が採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以下、発明者らが提案する発明とは着想が異なるが、消費電力の削減技術の幾つかを例示する。
【特許文献１】特開２００３−１３４４１８号公報  この特許文献には、消費電力を抑制するためにピーク輝度レベルを抑制する技術が開示されている。しかし、この技術はピーク輝度レベルの可変が必須であり、ピーク輝度レベルを一定に保ったままでは消費電力を低減することができない。
【０００８】
【特許文献２】特開２００３−３３０４１９号公報  この特許文献には、周辺温度の検出値を基に装置内に記憶した発光素子の電圧電流特性を参照し、適正輝度になるように表示データを補正する仕組みが開示されている。しかし、この技術の場合、表示データの階調が少なくなり、高画質を維持することが困難になる。
【０００９】
【特許文献３】特開２００６−０３０３１８号公報  この特許文献には、外光の明るさに応じてピーク輝度レベルを変化させる仕組みが開示されている。具体的には、外光の明るさに応じて、電源電位Ｖccとカソード電位Ｖcathode 間の電圧を縮小させるようにカソード電位を可変制御する仕組みが開示されている。しかし、この場合も、ピーク輝度レベルの変化が不可欠であり、ピーク輝度レベルを下げなければ消費電力を下げることができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、発明者らは、発光状態（ピーク輝度レベル）はそのままに、自発光素子の劣化状態に応じて表示パネル内で消費される電力を必要最小限に制御する仕組みを提案する。具体的には、表示パネルのカソード電位を最適値に制御する仕組みを提案する。
【００１１】
すなわち、発明者らは、アクティブマトリクス駆動方式により各画素の発光状態を駆動制御する自発光型の表示パネルに印加する共通カソード電位の制御装置に、（ａ）発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すカソード電位値であるのと同時に、自発光素子の駆動トランジスタを飽和領域で動作させるカソード電位値を、経時変化の測定値に応じて決定するカソード電位決定部と、（ｂ）決定されたカソード電位値に対応するカソード電位を発生し、自発光型の表示パネルの共通カソード電極に供給するカソード電位印加部とを搭載する。
【発明の効果】
【００１２】
発明者らの提案する発明の場合、発光動作時に自発光素子のアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧の経時変化を打ち消すように、カソード電位を可変制御することができる。例えばアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧が小さい期間では共通カソード電位を上げるのに対し、同電圧が大きい期間では共通カソード電位が下げるように制御することができる。
【００１３】
この結果、表示パネルに印加される電圧（電源電位Ｖccと共通カソード電位との間に印加される電圧）を、自発光素子の両極間に発生する電圧の変化に応じて可変制御することができる。すなわち、各時点で最低限必要な電圧だけを表示パネルに印加することができる。これにより、表示パネル内で発光動作以外に消費される電力を常に最小の状態に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明を、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬパネルモジュールのカソード電位制御に適用する場合について説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
【００１５】
（Ａ）形態例１
この形態例では、有効表示領域内の画素と同構造のダミー画素を用いて有機ＥＬ素子の両極間電圧（アノード電極とカソード電極間の電圧）Ｖelを直接測定し、有機ＥＬパネルのカソード電位を制御する場合について説明する。
【００１６】
（Ａ−１）ダミー画素の配置例
図２に、ダミー画素の配置例を示す。図２に示すダミー画素７は、有機ＥＬパネルモジュール１を構成する有機ＥＬパネル３上に配置されている。ただし、ダミー画素７の配置位置は、有効表示領域５の外側である。すなわち、ダミー画素７は、画面表示には関係しない領域（通常、ユーザーからは見えない領域）に配置される。
【００１７】
図２（Ａ）は、有機ＥＬパネル３を構成する有効表示領域５の右外側にダミー画素７を配置する例を表し、図２（Ｂ）は、有効表示領域５の下外側にダミー画素７を配置する例を表している。
【００１８】
なお、ダミー画素７の画素構造は、有効表示領域５を構成する画素と同じであるものとする。従って、ダミー画素７は、有効表示領域５の画素と同じプロセスにより形成される。
【００１９】
（Ａ−２）全体構成
図３に、有機ＥＬパネルモジュール１１の主要構成部分を示す。有機ＥＬパネルモジュール１１は、有機ＥＬパネル１３、データ線ドライバ１５、走査線ドライバ１７、両極間電圧測定部１９及びカソード電位制御部２１を主要な構成要素とする。
【００２０】
有機ＥＬパネル１３の有効表示領域には、パネル解像度に応じて画素２３がマトリクス状に配置されている。この形態例の場合、有機ＥＬパネル１３はカラー表示用であり、画素２３は発光色の配列に従って配置される。ただし、複数色の有機発光層を積層した構造を有する有機ＥＬ素子が画素２３を構成する場合、１つの画素が複数の発光色に対応する。
【００２１】
図４に、ダミー画素２５の内部構造と他の駆動回路との接続関係を示す。なお、図４に示す画素構造は、アクティブマトリクス駆動方式に対応する有効表示領域５の画素２３の画素構造と共通である。もっとも、実際の画素２３には、発光期間制御用のトランジスタ、駆動トランジスタの閾値補正機能や移動度補正機能に対応するトランジスタ等が配置される。
【００２２】
図４に示すダミー画素２５は、書き込み制御トランジスタＴ１、電荷保持容量Ｃ、電流駆動トランジスタＴ２及び有機ＥＬ素子Ｄで構成される。
書き込み制御トランジスタＴ１は、画素データに対応する信号電圧Ｖdataの電荷保持容量Ｃへの書き込みを制御する薄膜トランジスタである。
【００２３】
なお、書き込み制御トランジスタＴ１の開閉動作は、走査線ドライバ１７より走査線ＷＬを通じて供給される書き込み信号ＷＳにより制御される。書き込み制御トランジスタＴ１が閉制御されている期間に、データ線ＤＬを通じて印加された画素データ（信号電圧Ｖdata）が電荷保持容量Ｃに書き込まれる。
【００２４】
電流駆動トランジスタＴ２は、電荷保持容量Ｃに書き込まれた信号電圧Ｖdataに応じた大きさの駆動電流を有機ＥＬ素子Ｄに供給する薄膜トランジスタである。図４の場合、電流駆動トランジスタＴ２には、Ｎチャネル型の電界効果トランジスタを使用する。
【００２５】
データ線ドライバ１５は、画素データ（信号電圧Ｖdata）を対応するデータ線ＤＬに印加する回路デバイスである。ここでの画素データは、有効表示領域を構成する画素２３に対応する画素データの他、ダミー画素２５に対応する測定用の画素データを含む。このため、データ線ドライバ１５は、画素２３に対応する画素データＤinとダミー画素２５に対応する画素データＤdmy のいずれか一方を選択的にデータ線ＤＬに印加するスイッチ３１を搭載する。
【００２６】
図５に、スイッチ３１の入出力関係を示す。なお、スイッチ３１は、ダミー画素２５を配置するデータ線ＤＬについてのみ配置し、その他のデータ線ＤＬには配置しない。
なお、スイッチ３１の切り替えタイミングは、両極間電圧測定部１９より測定タイミング信号Ｓtmg として与えられる。図６に示すように、測定タイミング信号Ｓtmg は、例えば１０フレームに１回の割合で出力される。
【００２７】
走査線ドライバ１７は、信号電圧Ｖdataの書き込みタイミングを与える回路デバイスである。勿論、走査線ドライバ１７は、ダミー画素２５に専用の走査線ＷＬも駆動制御する。なお、書き込みタイミングの供給先となる走査線ＷＬは、水平走査期間単位で順次切り替え制御される。
【００２８】
両極間電圧測定部１９は、ダミー画素２５を構成する有機ＥＬ素子Ｄのアノード電位を測定する処理デバイスである。
図７に、両極間電圧測定部１９の内部構成例を示す。両極間電圧測定部１９は、ダミー画素データ発生部４１及び両極間電圧算出部４３で構成される。
【００２９】
ダミー画素データ発生部４１は、両極間電圧の測定時以外は、画素データＤinのフレーム平均値をダミー画素データＤdmy として出力し、両極間電圧の測定時には測定用の固定値をダミー画素データＤdmy として出力する処理デバイスである。ここで、ダミー画素データＤdmy として有効表示領域５を構成する全画素のフレーム平均値を算出するのは、ダミー画素２５の劣化状態を有効表示領域５の平均値に一致させるためである。
【００３０】
ただし、両極間電圧は、同じ電圧（固定値）を与えた場合に有機ＥＬ素子Ｄの両極間に発生する電圧Ｖelとして測定する。このため、ダミー画素データ発生部４１は、両極間電圧の測定時には、測定用に事前に設定された固定値を出力する。なお、ダミー画素データ発生部４１は、測定タイミングを測定タイミング信号Ｓtmg としてデータ線ドライバ１５と両極間電圧算出部４３に出力する。
【００３１】
両極間電圧算出部４３は、測定タイミング時の発光期間に有機ＥＬ素子Ｄの両極間に現れる電圧Ｖelを測定する信号処理部である。このため、両極間電圧算出部４３には、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電位（アナログ値）Ｖｓとカソード電位値Ｄcathode とが与えられる。
【００３２】
図８に、両極間電圧算出部４３の内部構成例を示す。この形態例の場合、両極間電圧算出部４３は、アノード電位Ｖｓ測定用のボルテージフォロア回路５１、アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）５３及び両極間電圧算出部５５で構成する。
【００３３】
ここで、ボルテージフォロア回路５１を用いてアノード電位Ｖｓを測定するのは、有機ＥＬ素子Ｄに供給される駆動電流の大きさがナノオーダーと非常に微小なためである。すなわち、駆動電流から両極間電圧Ｖelの変化を直接測定するのは非常に困難なためである。
【００３４】
なお、ボルテージフォロア回路５１を通じて検出されたアノード電位Ｖｓはアナログ値である。従って、アナログディジタル変換回路５３においてディジタル値に変換する。
両極間電圧算出部５５は、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電極に発生するアノード電位Ｖｓとカソード電極に印加される共通カソード電位Ｖcathode(p)との電位差を算出する。これらの演算処理はディジタル処理により実行される。
【００３５】
この演算処理により、有機ＥＬ素子Ｄの両極間に発生する測定値ＤＶelが算出される。このような演算処理をするのは、この形態例の場合、ダミー画素２５が有効表示領域５の画素２３と同じ回路構成を採用するためである。すなわち、有機ＥＬ素子Ｄの共通カソード電位Ｖcathode(p)が可変制御されるためである。
両極間電圧算出部４３は、算出された測定値ＤＶelをカソード電位制御部２１に供給する。
【００３６】
カソード電位制御部２１は、両極間電圧測定部１９で測定された測定値ＤＶelに基づいて、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電極とカソード電極の間に発生する電圧Ｖelの変化量を打ち消すようにカソード電位値を決定し、当該電位値に対応するカソード電位を有機ＥＬパネル１３の共通カソード電極に印加する回路デバイスである。
【００３７】
図９に、カソード電位制御部１９の内部構成例を示す。カソード電位制御部１９は、カソード電位決定部６１及びカソード電位印加部６３で構成する。
カソード電位決定部６１は、有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧Ｖelの初期値ＤＶel(ini) と測定値ＤＶelとの差分値ΔＶを算出する処理と、その差分値ΔＶをカソード電位値Ｄcathode の初期値Ｄcathode(ini)から減算して制御用のカソード電位値Ｄcathode を算出する処理とを実行する処理デバイスである。
【００３８】
カソード電位制御部２１は、これらの演算処理で必要な２つの初期値ＤＶel(ini)
及びＤcathode(ini)を不揮発性の記憶媒体に保存するものとする。なお、これらの初期値は、個々の有機ＥＬパネルモジュール１１について個別に設定する。このため、書き換え可能な記憶媒体を使用する。また、これらの初期値には、例えば個々の有機ＥＬパネルモジュール１１について製造検査時に測定された値を使用する。
【００３９】
図１０に、発光動作時に有機ＥＬ素子Ｄの両極間に発生する電圧Ｖelと使用時間との関係を示す。図１０に示すように、両極間電圧Ｖelは、有機ＥＬ素子Ｄの劣化に伴い、徐々に大きくなる。図１１に、ある有機ＥＬ素子Ｄについて測定した使用時間と両極間電圧Ｖelの関係を示す。図１１の場合、初期値ＤＶel(ini) は８［Ｖ］である。
【００４０】
前述したように、有機ＥＬ素子Ｄの劣化の進行速度は、素子材料、表示される画像の内容（明るいか暗いか）、表示パネルの温度等により異なる。従って、使用時間だけを用いては現在の劣化状態と劣化に伴う両極間電圧Ｖelの変化量を推定することはできな。
【００４１】
そこで、カソード電位決定部６１は、現在の測定値ＤＶelと初期値ＤＶel(ini) との差分値ΔＶを計算し、初期値ＤＶel(ini) に対する変化量を求める。図１２に、具体例を示す。図１２の場合、測定値ＤＶelが８．０２［Ｖ］である。従って、この測定時点における差分値ΔＶは、０．０２［Ｖ］となる。
【００４２】
カソード電位決定部６１は、この差分値ΔＶをカソード電位値Ｄcathode
の初期値Ｄcathode(ini) から減算して制御用のカソード電位値Ｄcathode を算出する。図１３に、制御用に算出されるカソード電位値Ｄcathode と使用時間とのおおよその対応関係を示す。図１４に、具体例を示す。図１４の場合、カソード電位値Ｄcathode の初期値を３［Ｖ］とする。
【００４３】
図１４に示すように、有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧Ｖelに生じた変化量（差分値ΔＶ）だけ、カソード電位値が減少することが分かる。これにより、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電極側に現れる電位はほぼ一定値に制御することができる。
【００４４】
カソード電位印加部６３は、測定値ＤＶelに応じて決定されたカソード電位値Ｄcathode に対応する共通カソード電位Ｖcathode(p)を発生し、有機ＥＬパネル１３の共通カソード電極に印加する回路デバイスである。
図１５に、カソード電位印加部６３の内部構成例を示す。
【００４５】
図１５に示すカソード電位印加部６３は、ディジタルポテンショメータ７１、ボルテージフォロア回路（オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ１、Ｒ３及びＮチャネル型の電界効果トランジスタＴ１１）７３で構成する。
【００４６】
ディジタルポテンショメータ７１は、例えば２５６ステップ（８ビット）で電圧を発生する半固定型の抵抗器で構成される。なお、電界効果トランジスタＴ１１のソース電極側には基準電位としての基準カソード電位Ｖcathode(i)が印加されている。
この回路構成により、有機ＥＬパネル１３の共通カソード電極に接続される配線の電位は、ディジタルポテンショメータ７１から印加される共通カソード電位Ｖcathode(p)と同電位に制御することができる。
【００４７】
（Ａ−３）有機ＥＬパネルの発光状態及び消費電力についての考察
図１６に、前述したカソード電位制御部２１の制御による有機ＥＬパネル１３の消費電力とカソード電位印加部６３の消費電力との関係を説明する。
【００４８】
図１６に示すように、電源電位ＶDDと基準カソード電位Ｖcathode(i)との間に印加される電圧は固定である。これに対し、カソード電位制御部２１は、有機ＥＬ素子Ｄの劣化に伴う測定値ＤＶelに応じて共通カソード電位Ｖcathode(p)を可変制御する。
【００４９】
結果的に、有機ＥＬパネル１３に印加される電圧（＝ＶDD−Ｖcathode(p)）とカソード電位印加部６３に印加される電圧（＝Ｖcathode(p)−Ｖcathode(i)）の比率が有機ＥＬ素子Ｄの劣化状態を反映して変化する。
ただし、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電極と電源電位ＶDDとの間に印加される電圧は、共通カソード電位の可変制御によってほぼ一定に維持される。
【００５０】
従って、電流駆動トランジスタＴ２より供給される駆動電流Ｉdsは、有機ＥＬ素子Ｄの劣化状態の影響を受けず、画素データが同じであれば常に同じ電流値の駆動電流Ｉdsを供給することになる。
なお、有機ＥＬパネル１３内で消費される電力とカソード電位印加部６３で消費される電力の比は、各区間に印加される電圧の比に応じて変動する。
【００５１】
図１７に、有機ＥＬ素子Ｄの劣化の進行に伴う消費電力の分配比率の変化を示す。
有機ＥＬ素子Ｄの劣化が少ない期間（使用時間が短い期間）では、共通カソード電位Ｖcathode(p)は初期値（基準カソード電位Ｖcathode(i)に近い値に制御される。なお、有機ＥＬパネルモジュール１１の全体に印加される電圧のうち残りの電圧は、カソード電位印加部６３に配分される。これにより、有機ＥＬパネル内で消費される電力を最小化できる。
【００５２】
結果的に、有機ＥＬパネル１３の発熱量も必要最小限に抑制される。一般に、有機ＥＬパネル１３の駆動温度が高いことは、有機ＥＬ素子Ｄの寿命を短くする方向に作用する。このため、有機ＥＬパネル１３の発熱量（消費電力）を低下できることは、発光寿命を延ばす効果が期待される。
【００５３】
もっとも、電源電位ＶDDと基準カソード電位Ｖcathode(i)間の電圧は固定であるので、有機ＥＬパネル１３で消費される電力が減れば、その分、カソード電位印加部６３で消費される電力が増えることになる。特に、電界効果トランジスタＴ１１で消費される電力が増えることになる。
【００５４】
しかし、このカソード電位印加部６３は、有機ＥＬパネル１３の外部に位置する。このため、有機ＥＬパネル１３自体が発熱する場合とは異なり、有機ＥＬパネル１３の駆動温度を上昇させる影響は小さく済む。
【００５５】
また、有機ＥＬパネル１３の発熱面積とは異なり、カソード電位印加部６３の発熱面積が非常に小さく済む。このため、放熱設計が容易になる。すなわち、カソード電位印加部６３で発生した熱を効率的に逃がすことが可能になる。このため、有機ＥＬパネル１３の駆動温度を上昇させる影響は小さく済む。すなわち、有機ＥＬパネル１３の温度依存特性を従来手法に比して低減することができる。この効果は、有効表示領域の面積が大きいほど顕著になる。
【００５６】
また、ここで説明した制御方法は、共通カソード電位Ｖcathode(p)の制御が電流駆動トランジスタＴ１１の駆動動作自体には何らの影響を与えないので（電流駆動トランジスタＴ１１が飽和領域で動作するので）、ピーク輝度レベルを低下させることもない。すなわち、表示品質を損なうこともない。
【００５７】
なお、有機ＥＬ素子Ｄの劣化の進行に伴って有機ＥＬパネル１３の消費電力も増加する方向で制御される。しかし、その増加量は、両極間電圧Ｖelの増加に伴う必要最小限の増加である。このため、発光動作に必要不可欠な電力以上の電力消費を最小化できる。結果的に、不要な温度上昇を防ぎ、超寿命化を実現できる。
このように、形態例に係る制御手法では、従来技術では解決できない顕著な効果を実現することができる。
【００５８】
（Ｂ）形態例２
この形態例では、有効表示領域内の画素（測定兼用画素）を用いて有機ＥＬ素子の両極間電圧（アノード電極とカソード電極間の電圧）Ｖelを測定し、有機ＥＬパネルのカソード電位を制御する場合について説明する。
【００５９】
（Ｂ−１）測定兼用画素の配置例
図１８に、通常の画面表示にも測定にも使用される画素（測定兼用画素）の配置例を示す。図１８に示す測定兼用画素８７は、有機ＥＬパネルモジュール８１を構成する有機ＥＬパネル８３上に配置されている。なお、この場合、測定兼用画素８７は、有効表示領域８５内に配置される。
【００６０】
図１８（Ａ）は、有機ＥＬパネル８３を構成する有効表示領域８５の右下隅に測定兼用画素８７を配置する例を表し、図１８（Ｂ）は、有効表示領域８５の右上隅に測定兼用画素８７を配置する例を表している。
【００６１】
なお、測定兼用画素８７の個数及び配置位置は任意である。ただし、表示品質に与える影響やパネル設計の観点からは、有効表示領域８５の外周部分のいずれかに配置するのが望ましい。
【００６２】
また、測定兼用画素８７の画素構造は、有機ＥＬ素子Ｄのアノード電位を測定するための引き出し配線を追加的に形成する以外は、有効表示領域８５の他の画素構造と同じである。従って、有効表示領域８５と同一プロセスで一体的に形成される。
【００６３】
（Ｂ−２）全体構成
図１９に、有機ＥＬパネルモジュール８１の主要構成部分を示す。ただし、図１９の場合、測定兼用画素８７は、有効表示領域の右下隅に１つのみ配置する。
図１９に示す有機ＥＬパネルモジュール８１の場合も、基本的な回路構成は形態例１と同じである。
【００６４】
すなわち、有機ＥＬパネルモジュール８１は、有機ＥＬパネル８３、データ線ドライバ９１、走査線ドライバ９３、両極間電圧測定部９５及びカソード電位制御部９７を主要な構成要素とする。
ただし、温度測定時以外では、測定兼用画素８７に、通常の画像が表示される必要がある。
【００６５】
従って、この形態例の場合には、画素データのフレーム平均値を算出する処理とその算出結果をデータ線ドライバ９１に供給する回路構成が不要となる。
因みに、データ線ドライバ９１、走査線ドライバ９３及びカソード電位制御部９７には、形態例１と基本的に同じ回路構成を使用する。
【００６６】
図２０に、この形態例に特有の構成を有する両極間電圧算出部９５の内部構成例を示す。図２０には、図７との対応部分に同一符号を付して示す。両極間電圧算出部９５は、測定画素データ供給部１０１及び両極間電圧算出部４３で構成される。
【００６７】
測定画素データ供給部１０１は、両極間電圧Ｖelの測定時には測定用の固定値を測定画素データＤdtc として出力する処理デバイスである。因みに、測定時以外の期間、測定兼用画素８７は、該当位置の表示内容で駆動制御される。
【００６８】
時刻表示等の静止画が主に表示される位置を除き、動画像が表示される領域では、その発熱状態や有機ＥＬ素子Ｄの特性劣化は全画素の平均レベルから大きくズレることはない。従って、測定兼用画素８７について、定期的又は不定期に両極間電圧Ｖelを測定することにより、パネル全体の劣化状態を反映した両極間電圧Ｖelを測定することができる。
【００６９】
（Ｂ−３）効果
この形態例のように測定兼用画素を用いる構成の場合にも、形態例１と同様の効果を実現することができる。
【００７０】
（Ｃ）形態例３
前述した２つの形態例では、有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧Ｖelを直接測定し、その測定結果に応じてカソード電位Ｖcathode(p)を制御する場合について説明した。
ここでは、有機ＥＬ素子Ｄの劣化に伴う輝度変化を測定し、その測定結果を通じて有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧Ｖelを間接的に求めることにより、カソード電位Ｖcathode(p)を制御する場合について説明する。
【００７１】
（Ｃ−１）ダミー画素と受光センサの配置例
図２１に、ダミー画素と受光センサの配置例を示す。ダミー画素１１７は、有機ＥＬパネルモジュール１１１を構成する有機ＥＬパネル１１３のうち有効表示領域１１５の外側に配置する。
【００７２】
図２１では、有機ＥＬパネル１１３の右上隅に配置しているが、その配置位置は任意である。
この形態例の場合、ダミー画素１１７の表示輝度を測定するための受光センサ１１９がダミー画素１１７の表面全体を覆うように配置される。
【００７３】
（Ｃ−２）全体構成
図２２に、有機ＥＬパネルモジュール１１１の主要構成部分を示す。なお図２２の基本的な回路構成は図３と同じである。
【００７４】
図２２に示す有機ＥＬパネルモジュール１１１は、有機ＥＬパネル１１３、データ線ドライバ１２１、走査線ドライバ１２３、受光センサ１１９、ダミー画素データ発生部１２５及びカソード電位制御部１２７を主要な構成要素とする。
【００７５】
ここで、データ線ドライバ１２１及び走査線ドライバ１２３は、形態例１のデータ線ドライバ１５及び走査線ドライバ１７と同じ構成を採用する。すなわち、データ線ドライバ１２１には、ダミー画素１１７を配置するデータ線ＤＬについてのみスイッチ３１を配置する。また、走査線ドライバ１２３には、ダミー画素１１７の走査線ＷＬを駆動制御する構成を採用する。
【００７６】
ダミー画素データ発生部１２５は、発光輝度の測定時以外は、画素データＤinのフレーム平均値をダミー画素データＤdmy として出力し、発光輝度の測定時には測定用の固定値をダミー画素データＤdmy として出力する処理デバイスである。
【００７７】
ここで、ダミー画素データＤdmy として有効表示領域１１５を構成する全画素のフレーム平均値を算出するのは、ダミー画素１１７の劣化状態を有効表示領域１１５の平均値に一致させるためである。
【００７８】
一方、発光輝度の測定時には、測定用に事前に設定された固定値をダミー画素データＤdmy
を出力する。なお、ダミー画素データ発生部１２５は、測定タイミングを測定タイミング信号Ｓtmg としてカソード電位制御部１２７に出力する。
【００７９】
カソード電位制御部１２７は、受光センサ１１９が受光したダミー画素１１７の発光輝度値より有機ＥＬ素子Ｄの劣化状態に応じた両極間電圧Ｖelを求め、当該両極間電圧Ｖelに基づいてカソード電位を決定し、当該電位値に対応するカソード電位を有機ＥＬパネル１１３の共通カソード電極に印加する回路デバイスである。
【００８０】
図２３に、受光センサ１１９、カソード電位制御部１２７及び共通カソード電極の接続関係を示す。
図２４に、カソード電位制御部１２７の内部構成例を示す。カソード電位制御部１２７は、カソード電位決定部１３１及びカソード電位印加部１３３で構成する。
【００８１】
カソード電位決定部１３１は、測定された発光輝度値より有機ＥＬ素子Ｄの両極間電圧値ＤＶelの現在値を求め、適切なカソード電位値Ｄcathode を算出する処理デバイスである。
図２５に、カソード電位決定部１３１の内部構成例を示す。カソード電位決定部１３１は、輝度値測定部１４１及び両極間電圧出力部１４３で構成される。
【００８２】
輝度値測定部１４１は、測定タイミングに入力された輝度値の初期値に対する割合〔％〕に基づいて現在の両極間電圧地ＤＶelを求める処理デバイスである。図２６に、測定用の画素データ（例えば最大階調値）を入力した場合の発光輝度の低下特性を示す。輝度値測定部１４１は、現在の劣化状態に対応する両極間電圧値ＤＶelを求めるため、使用開始時の発光輝度を１００％とする各発光輝度と両極間電圧Ｖelとの関係を記憶したテーブルメモリを格納する。
【００８３】
図２７に、テーブルメモリの例を示す。この例の場合、製品出荷時に測定された発光輝度に対応する両極間電圧値ＤＶelは８〔Ｖ〕とする。この場合、テーブルメモリには、初期値が８〔Ｖ〕の場合の各発光輝度と両極間電圧値ＤＶelとの関係が記憶される。
【００８４】
輝度値測定部１４１は、図２８に示すように、当該テーブルメモリを算用して特定された両極間電圧値ＤＶelの現在値と初期値との差分値ΔＶを求めると、その差分値ΔＶをカソード電位値Ｄcathode
の初期値Ｄcathode(ini)から減算して制御用のカソード電位値Ｄcathode を算出する。なお、カソード電位値Ｄcathode の初期値Ｄcathode(ini)も、輝度値測定部１４１に格納されている。
【００８５】
カソード電位印加部１４３は、カソード電位値Ｄcathode の現在値に対応する共通カソード電位Ｖcathode(p)を発生し、有機ＥＬパネル１３の共通カソード電極に印加する回路デバイスであり、その内部構成は前述した他の形態例と同様である。
【００８６】
（Ｃ−３）効果
この形態例のように発光輝度を用いて間接的に両極間電圧Ｖelを測定する場合にも、形態例１と同様の効果を実現することができる。
【００８７】
（Ｄ）他の形態例
（Ｄ−１）他の測定方法
前述の形態例の場合には、ダミー画素又は測定兼用画素を１つ用いる場合について説明した。
しかし、それぞれ複数の画素を使用し、それらの測定値の平均値を用いてカソード電位を制御しても良い。
【００８８】
（Ｄ−２）製品例
（ａ）ドライブＩＣ
前述の説明では、画素アレイ部（有機ＥＬパネル）と駆動回路（データ線ドライバ、走査線ドライバ、カソード電位制御部等）とが１つの基体上に形成された有機ＥＬパネルモジュールについて説明した。
【００８９】
しかし、画素アレイ部と駆動回路部等とは別々に製造し、それぞれ独立した製品として流通することもできる。例えば、駆動回路はそれぞれ独立したドライブＩＣ（integrated circuit）として製造し、画素アレイ部とは独立に流通することもできる。
【００９０】
（ｂ）表示モジュール
前述した各形態例に係る有機ＥＬパネルモジュールは、図２９に示す外観構成を有するパネルモジュール１５１の形態で流通することもできる。
パネルモジュール１５１は、支持基板１５５の表面に対向部１５３を貼り合わせた構造を有している。
【００９１】
対向部１５３は、ガラスその他の透明部材を基材とし、その表面にはカラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が配置される。
なお、パネルモジュール１５１には、外部から支持基板１５５に信号等を入出力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１５７等が設けられていても良い。
【００９２】
（ｃ）電子機器
前述した形態例における有機ＥＬパネルモジュールは、電子機器に実装された商品形態でも流通される。
図３０に、電子機器１６１の概念構成例を示す。電子機器１６１は、前述した有機ＥＬパネルモジュール１６３及びシステム制御部１６５で構成される。システム制御部１６５で実行される処理内容は、電子機器１６１の商品形態により異なる。
【００９３】
なお、電子機器１６１は、機器内で生成される又は外部から入力される画像や映像を表示する機能を搭載していれば、特定の分野の機器には限定されない。
この種の電子機器１６１には、例えばテレビジョン受像機が想定される。図３１に、テレビジョン受像機１７１の外観例を示す。
【００９４】
テレビジョン受像機１７１の筐体正面には、フロントパネル１７３及びフィルターガラス１７５等で構成される表示画面１７７が配置される。表示画面１７７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
【００９５】
また、この種の電子機器１６１には、例えばデジタルカメラが想定される。図３２に、デジタルカメラ１８１の外観例を示す。図３２（Ａ）が正面側（被写体側）の外観例であり、図３２（Ｂ）が背面側（撮影者側）の外観例である。
【００９６】
デジタルカメラ１８１は、保護カバー１８３、撮像レンズ部１８５、表示画面１８７、コントロールスイッチ１８９及びシャッターボタン１９１で構成される。このうち、表示画面１８７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
【００９７】
また、この種の電子機器１６１には、例えばビデオカメラが想定される。図３３に、ビデオカメラ２０１の外観例を示す。
ビデオカメラ２０１は、本体２０３の前方に被写体を撮像する撮像レンズ２０５、撮影のスタート／ストップスイッチ２０７及び表示画面２０９で構成される。このうち、表示画面２０９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
【００９８】
また、この種の電子機器１６１には、例えば携帯端末装置が想定される。図３４に、携帯端末装置としての携帯電話機２１１の外観例を示す。図３４に示す携帯電話機２１１は折りたたみ式であり、図３４（Ａ）が筐体を開いた状態の外観例であり、図３４（Ｂ）が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。
【００９９】
携帯電話機２１１は、上側筐体２１３、下側筐体２１５、連結部（この例ではヒンジ部）２１７、表示画面２１９、補助表示画面２２１、ピクチャーライト２２３及び撮像レンズ２２５で構成される。このうち、表示画面２１９及び補助表示画面２２１の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
【０１００】
また、この種の電子機器１６１には、例えばコンピュータが想定される。図３５に、ノート型コンピュータ２３１の外観例を示す。
ノート型コンピュータ２３１は、下型筐体２３３、上側筐体２３５、キーボード２３７及び表示画面２３９で構成される。このうち、表示画面２３９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルモジュールに対応する。
【０１０１】
これらの他、電子機器１６１には、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。
【０１０２】
（Ｄ−３）他の画素回路例
前述した形態例では、電流駆動トランジスタＴ２がＮチャネル型の電界効果トランジスタの場合について説明した。
しかし、電流駆動トランジスタＴ２がＰチャネル型の電界効果トランジスタで構成される場合にも適用できる。
【０１０３】
図３６に、電流駆動トランジスタＴ２がＰチャネル型の電界効果トランジスタの場合の画素回路例を示す。なお、図３６は、図４との対応部分に同一符号を付して表している。
この画素回路の場合、電荷保持容量Ｃは、電源電位ＶDDと電流駆動トランジスタＴ２のゲート電極間に画素データに相当する電圧Ｖdataを保持するように接続される。
【０１０４】
（Ｄ−４）他の表示デバイス例
形態例の説明においては、有機ＥＬパネルモジュールの共通カソード電位を制御する場合について説明した。
しかし、カソード電位制御機能は、その他の自発光表示装置に対しても適用することができる。例えば無機ＥＬディスプレイ装置、ＬＥＤを配列する表示装置その他のダイオード構造を有する発光素子を画面上に配列した表示装置に対しても適用できる。
【０１０５】
（Ｄ−５）制御デバイス構成
前述の説明では、カソード電位制御機能をハードウェア的に実現する場合について説明した。
しかし、カソード電位制御機能の一部は、ソフトウェア処理により実現しても良い。
【０１０６】
（Ｄ−６）その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】有機ＥＬ素子の劣化に伴う両極間電圧の変化を説明する図である。
【図２】ダミー画素の配置例を示す図である。
【図３】有機ＥＬパネルモジュールの回路構成を示す図である。
【図４】画素回路と周辺回路との接続関係を示す図である。
【図５】データ線ドライバに搭載する回路構成の一部を説明する図である。
【図６】測定タイミング信号の供給タイミングを説明する図である。
【図７】両極間電圧測定部の内部構成例を示す図である。
【図８】両極間電圧算出部の内部構成例を示す図である。
【図９】カソード電位制御部の内部構成例を示す図である。
【図１０】両極間電圧と使用時間との関係を示す図である。
【図１１】両極間電圧と使用時間との関係を示す図である。
【図１２】両極間電圧の変化量の算出手法を説明する図である。
【図１３】カソード電位の最適値と使用時間との関係を示す図である。
【図１４】両極間電圧の差分値とカソード電位との対応関係を示す図である。
【図１５】カソード電位印加部の内部構成例を示す図である。
【図１６】カソード電位印加部で消費される電力と有機ＥＬパネルで消費される電力との対応関係を示す図である。
【図１７】カソード電位の最適値と使用時間との関係を示す図である。
【図１８】測定兼用画素の配置例を示す図である。
【図１９】有機ＥＬパネルモジュールの回路構成を示す図である。
【図２０】両極間電圧算出部の内部構成例を示す図である。
【図２１】ダミー画素と受光センサの配置例を示す図である。
【図２２】有機ＥＬパネルモジュールの回路構成を示す図である。
【図２３】ダミー画素と周辺回路との接続関係を示す図である。
【図２４】カソード電位制御部の内部構成例を示す図である。
【図２５】カソード電位決定部の内部構成例を示す図である。
【図２６】有機ＥＬ素子の劣化に伴う発光輝度の変化を示す図である。
【図２７】発光輝度と両極間電圧との対応関係を示す図である。
【図２８】両極間電圧の変化量の算出手法を説明する図である。
【図２９】表示モジュールの構成例を示す図である。
【図３０】電子機器の機能構成例を示す図である。
【図３１】電子機器の商品例を示す図である。
【図３２】電子機器の商品例を示す図である。
【図３３】電子機器の商品例を示す図である。
【図３４】電子機器の商品例を示す図である。
【図３５】電子機器の商品例を示す図である。
【図３６】他の画素回路例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１          有機ＥＬパネルモジュール
３          有機ＥＬパネル
５          有効表示領域
７          ダミー画素
１１        有機ＥＬパネルモジュール
１９        両極間電圧測定部
２１        カソード電位制御部
８１        有機ＥＬパネルモジュール
８３        有機ＥＬパネル
８５        有効表示領域
８７        測定兼用画素
９５        両極間電圧測定部
９７        カソード電位制御部
１１１      有機ＥＬパネルモジュール
１１３      有機ＥＬパネル
１１５      有効表示領域
１１７      ダミー画素
１１９      受光センサ
１２５      ダミー画素データ発生部
１２７      カソード電位制御部
【図１】
2008292546.tif 000003
【図２】
2008292546.tif 000004
【図３】
2008292546.tif 000005
【図４】
2008292546.tif 000006
【図５】
2008292546.tif 000007
【図６】
2008292546.tif 000008
【図７】
2008292546.tif 000009
【図８】
2008292546.tif 000010
【図９】
2008292546.tif 000011
【図１０】
2008292546.tif 000012
【図１１】
2008292546.tif 000013
【図１２】
2008292546.tif 000014
【図１３】
2008292546.tif 000015
【図１４】
2008292546.tif 000016
【図１５】
2008292546.tif 000017
【図１６】
2008292546.tif 000018
【図１７】
2008292546.tif 000019
【図１８】
2008292546.tif 000020
【図１９】
2008292546.tif 000021
【図２０】
2008292546.tif 000022
【図２１】
2008292546.tif 000023
【図２２】
2008292546.tif 000024
【図２３】
2008292546.tif 000025
【図２４】
2008292546.tif 000026
【図２５】
2008292546.tif 000027
【図２６】
2008292546.tif 000028
【図２７】
2008292546.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2008292546.tif 000031
【図３０】
2008292546.tif 000032
【図３１】
2008292546.tif 000033
【図３２】
2008292546.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2008292546.tif 000037
【図３６】
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