(57)【要約】【課題】複数の発光体を発光させて画像を表示する場合における各発光体の輝度のばらつきを精度良く低減し、以って画質を向上させる。【解決手段】所定の駆動回路と該駆動回路によって駆動されることによって発光する発光体とから成る画素が複数配列してなる表示装置であって、各画素は、発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかける補正回路を備える。【選択図】      図１
2004348044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動回路と該駆動回路によって駆動されることによって発光する発光体とから成る画素が複数配列してなる表示装置であって、
各画素は、
発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかける補正回路を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
補正回路は、外光を検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかけることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
補正回路は、抵抗器と受光した光量に応じて抵抗値が可変するフォトダイオードとからなり、駆動回路の一構成要素であるデータ電圧保持用コンデンサに並列接続される直列回路であることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
受光体は有機ＥＬ材料から形成されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
発光体は有機ＥＬ材料から形成されることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
画素が２次元的に複数配列して成ることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
カラー表示を行うことことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
複数配列した画素に対応して設けられた発光体を各々個別に駆動することにより画像を表示する方法であって、
各発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で各々検出し、その検出結果に基づいて発光体の駆動にフィードバックをかけることを特徴とする表示方法。
【請求項９】
外光を検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかけることを特徴とする請求項８記載の表示方法。
【請求項１０】
発光体は有機ＥＬ材料から形成されることを特徴とする請求項８または９記載の表示方法。
【請求項１１】
画素が２次元的に複数配列して成ることを特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載の表示方法。
【請求項１２】
カラー表示を行うことを特徴とする請求項８〜１１いずれかに記載の表示方法。
【請求項１３】
発光体及び受光体をインクジェット法によって形成する請求項８〜１２いずれかに記載の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
周知のように、有機ＥＬ表示装置は次世代の表示装置として有望視され、研究開発が盛んに行われている。このような有機ＥＬ表示装置は、各画素を構成する発光体として有機ＥＬ材料を用いるものであり、この有機ＥＬ材料の駆動方式としては、一般にアクティブマトリクス方式が採用されている。
【０００３】
ところで、このような有機ＥＬ表示装置を大画面化した場合に、各画素を構成する発光体に輝度のばらつきが生じて画質を低下させることが懸念される。例えば、大型のカラー有機ＥＬ表示装置の場合には、表示全体の単なる輝度斑だけではなく色相斑も生じるために、発光体の輝度のばらつきを低減することは、有機ＥＬ表示装置の大画面化を図る上で解決しなければならない重要な課題である。
【０００４】
このような表示装置の技術分野において、各発光体の輝度のばらつきを低減する技術には、例えば特開平５−９４１５０号公報がある。この技術では、図１に示されているように、フォトダイオード２６（ショットキーダイオード）を付加的に設け、このフォトダイオード２６によって信号保持用キャパシタ２３に付加的充電を行うことにより、ＥＬ発光制御用ＴＦＴ２２の補正制御つまりＥＬ素子２４の発光を補正し、以ってパネル面内の輝度ばらつきを抑えるものである。
【０００５】
しかしながら、このような技術におけるフォトダイオード２６は半導体材料からなるショットキーダイオードであり、その受光特性はＥＬ素子２４の発光特性とは当然に異なる。したがって、この受光特性と発光特性との相違が原因となって、ＥＬ素子２４の発光を正確に補正することができないという問題点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−９４１５０号公報
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、複数の発光体を発光させて画像を表示する場合における各発光体の輝度のばらつきを精度良く低減し、以って画質を向上させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、表示装置に係わる手段として、所定の駆動回路と該駆動回路によって駆動されることによって発光する発光体とから成る画素が複数配列してなる表示装置であって、各画素は、発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかける補正回路を備える、という構成を採用する。
【０００９】
また、本発明では、表示方法に係わる手段として、複数配列した画素に対応して設けられた発光体を各々個別に駆動することにより画像を表示する方法において、各発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で各々検出し、その検出結果に基づいて発光体の駆動にフィードバックをかける、という構成を採用する。
【００１０】
このような手段によれば、発光体の光量を当該発光体と同種類の材料からなる受光体で検出し、その検出結果に基づいて発光体の駆動にフィードバックをかけるので、すなわち発光体の発光特性に相似の受光特性を有する受光体の受光結果に基づいて発光体の駆動にフィードバックをかけるので、複数配列した各画素の発光輝度を従来よりもさらに精度良く均一化することができる。
【００１１】
また、上記手段に加えて、外光を検出すると共に、この検出結果に基づいて駆動回路にフィードバックをかけるという追加手段を採用することにより、外光に応じて全画素の輝度をコントロールすることができる。
【００１２】
また、発光体を有機ＥＬ材料から形成する、つまり有機ＥＬ材料を発光体とする画像表示に適用するという追加構成を用いた場合には、このような有機ＥＬ材料を用いた画像表示においても、各発光体の発光輝度を均一化することができる。
【００１３】
また、画素が２次元的に複数配列して画像を表示する場合には、２次元的な各発光体の発光輝度を均一化することができる。
また、カラー表示を行う場合には、単なる発光輝度の均一化だけではく色相斑も抑制することができる。
【００１４】
さらに、これら発光体及び受光体をインクジェット方式の液滴吐出装置を用いて基板上に吐出することによって形成する。これによって、複雑な工程の追加をすることなくフィードバック回路を比較的簡単に形成できると共に、発光ムラとなるインクジェットの吐出ばらつきを相殺して光量を安定させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明を有機ＥＬ表示装置に適用した場合に関すものである。
【００１６】
図１は、本有機ＥＬ表示装置の要部（画素）の電気的な構成を示す回路図である。この図において、符号１は第１トランジスタ、２はコンデンサ（データ電圧保持用コンデンサ）、３は第２トランジスタ、４は第１抵抗器、５は発光用有機ＥＬ素子（発光体）、６は受光用有機ＥＬ素子（受光体）、７は第２抵抗器である。これら各構成要素のうち、受光用有機ＥＬ素子６及び第２抵抗器７は補正回路Ｈを構成し、第１トランジスタ１、コンデンサ２、第２トランジスタ３及び第１抵抗器４は、駆動回路Ｄを構成している。
【００１７】
これら各構成要素は、本有機ＥＬ表示装置の１画素を構成している。本有機ＥＬ表示装置は、このような画素が横方向（水平操作方向）と縦方向（垂直走査方向）とに２次元的に規則正しく配列したものである。また、本有機ＥＬ表示装置はカラー画像を表示するために、互いに隣り合う３画素で１つのガラー画素を構成している。すなわち、これら３画素は、各々に光の３原色の何れかを発光するように異なる種類の発光用有機ＥＬ素子５が選定されている。
【００１８】
第１トランジスタ１は、ゲート端子が走査線に、ソース端子が信号線に、またドレイン端子がコンデンサ２の一端、第２トランジスタ３のゲート端子及び受光用有機ＥＬ素子６の一端にそれぞれ接続されている。コンデンサ２は、一端が第１トランジスタ１のドレイン端子、第２トランジスタ３のゲート端子及び受光用有機ＥＬ素子６の一端に共通接続されると共に、他端が電源線に接続されている。第２トランジスタ３は、ゲート端子が第１トランジスタ１のドレイン端子、コンデンサ２の一端及び受光用有機ＥＬ素子６の一端に共通接続されると共に、ソース端子が第１抵抗器４の一端に、またドレイン端子が電源線に接続されている。
【００１９】
第１抵抗器４は、一端が上記第２トランジスタ３のソース端子に接続されると共に、他端が発光用有機ＥＬ素子５の一端に接続されている。発光用有機ＥＬ素子５は、フォトダイオードとして機能するものであり、一端が上記第１抵抗器４の他端に接続されると共に、他端が接地されている。受光用有機ＥＬ素子６は、フォトトランジスタとして機能するものであり、一端が上記第１トランジスタ１のドレイン端子、第２トランジスタ３のゲート端子及びコンデンサ２の一端に共通接続されると共に、他端が第２抵抗器７の一端に接続されている。第２抵抗器７は、一端が上記受光用有機ＥＬ素子６の他端に接続されていると共に、他端が電源線に接続されている。この受光用有機ＥＬ素子６と第２抵抗器７とから構成された直列回路は、補正回路Ｈを構成している。
【００２０】
走査線及び信号線は、図示しない駆動用集積回路の出力端に接続されており、表示すべき画像に応じて駆動用集積回路から所定の駆動電圧が印加されるようになっている。このような駆動用集積回路、走査線、信号線及び電源線並びに上記各構成要素は、フォトリソグラフィ手法やインクジェット法等を用いることによりガラス基板上に形成されている。
【００２１】
例えば、第１トランジスタ１、コンデンサ２、第２トランジスタ３、第１抵抗器４、第２抵抗器７及び駆動用集積回路は、フォトリソグラフィ手法によってガラス基板上に形成され、一方、走査線、信号線及び電源線は、インクジェット法によって液体状の導電材料や有機ＥＬ材料をガラス基板上に吹き付けることにより形成されたものである。
【００２２】
また、発光用有機ＥＬ素子５及び受光用有機ＥＬ素子６は、フォトリソグラフィ手法とインクジェット法とを併用することによりガラス基板上に形成されるものである。すなわち、発光用有機ＥＬ素子５及び受光用有機ＥＬ素子６は、フォトリソグラフィ手法あるいはインクジェット法によってガラス基板上に形成された透明電極（陽極）上にインクジェット法によって液体状の有機ＥＬ材料を吹き付け、固化した有機ＥＬ材料上に金属からなる陰極等をさらに形成したものである。
【００２３】
このような発光用有機ＥＬ素子５及び受光用有機ＥＬ素子６の形成においては、ガラス基板上の所定領域を取り囲むバンクを２つ隣接して形成する。この２つのバンクは、一方が発光用有機ＥＬ素子用で、他方が受光用有機ＥＬ素子であるが、発光用有機ＥＬ素子用のバンクは、受光用有機ＥＬ素子用のバンクに対して十分に大きな領域を有するものであり、画素領域の殆どを占める。したがって、受光用有機ＥＬ素子用のバンクは、画素領域の比較的小さな領域に形成される。
【００２４】
そして、このような２つのバンク内にはフォトリソグラフィ手法あるいはインクジェット法を用いて透明電極材料が付着され、薄膜の透明電極が形成される。そして、各バンク内の透明電極上にはインクジェット法を用いて有機ＥＬ材料が同一の吐出工程として吹き付けられる。すなわち、２つのバンク内には全く同一の組成を有する有機ＥＬ材料が付着して層を形成する。そして、各バンク内の固化した有機ＥＬ材料上にインクジェット法を用いて金属微粒子からなる陰極材料を吹き付けることによって陰極を形成する。
【００２５】
なお、上記発光用有機ＥＬ素子５は、ガラス基板を介して自らが発光した光を外部に出射するようにガラス基板上に形成されるが、受光用有機ＥＬ素子６は、発光用有機ＥＬ素子５が発光した光のみを受光するように、外光を遮蔽する状態でガラス基板上に形成されている。すなわち、各画素における受光用有機ＥＬ素子６は、自らの画素内の発光用有機ＥＬ素子５の光のみを受光するように構成されている。
【００２６】
次に、このように構成された本有機ＥＬ表示装置の動作について、図２をも参照して詳しく説明する。
【００２７】
駆動用集積回路から走査線に選択電圧が一時的に印加されると、第１トランジスタ１が一定時間だけＯＮ状態となり、ソース端子とドレイン端子とが短絡する。この結果、駆動用集積回路から信号線に印加されていたデータ電圧がコンデンサ２の一端に印加され、当該コンデンサ２は、データ電圧によって充電され、第１トランジスタ１がＯＦＦ態に復帰してデータ電圧を保持する。すなわち、第１トランジスタ１のドレイン端子の電圧（つまり第２トランジスタ３のゲート端子の電圧）は、コンデンサ２がデータ電圧を保持することによってデータ電圧となる。
【００２８】
このようにして第２トランジスタ３のゲート端子にデータ電圧に相当する電圧が印加されると、第２トランジスタ３は、活性状態となり、ゲート端子電圧によって制御される低電流源として作用する。すなわち、第２トランジスタ３のドレイン端子からソース端子に向けて流れる電流は、ゲート端子の電圧に対応する値（発光駆動電流）となる。この結果、発光用有機ＥＬ素子５には第１抵抗器４を介して上記発光駆動電流が流れるので、発光用有機ＥＬ素子５は、この発光駆動電流に応じた光量で発光することになる。
【００２９】
以上が本有機ＥＬ表示装置の発光動作の詳細であるが、一方、上記発光用有機ＥＬ素子５と同一画素内に形成された受光用有機ＥＬ素子６は、発光用有機ＥＬ素子５が発光する光を受光する。そして、受光用有機ＥＬ素子６の端子間に流れる電流の大きさは、受光量つまり発光用有機ＥＬ素子５の発光量に応じた値となる。
【００３０】
図２は、受光用有機ＥＬ素子６の受光特性を示す特性図である。この図に示すように、受光特性はＳ字特性になっており、受光量に対して端子間電流がほぼ直線的に変化する領域（直線領域）を有している。すなわち、ｐａ〜ｐｂ範囲の受光量に対して端子間電流はｉａ〜ｉｂ範囲内でほぼ比例する。したがって、この直線領域では、受光用有機ＥＬ素子６の端子間電流は、受光量によって直線的に変化する。
【００３１】
また、この受光用有機ＥＬ素子６を構成する有機ＥＬ材料は、上述した発光用有機ＥＬ素子５を構成する有機ＥＬ材料と同一材料である。したがって、受光用有機ＥＬ素子６の上記受光特性は、発光用有機ＥＬ素子５の発光特性との相似性が極めて高い。
【００３２】
このような受光特性を有する受光用有機ＥＬ素子６は、第２抵抗器７と直列接続された状態でコンデンサ２に並列接続されている。すなわち、コンデンサ２の電荷は、受光用有機ＥＬ素子６と第２抵抗器７との直列回路を介してリーク可能な状態にある。そして、このリーク電流は、上述した受光用有機ＥＬ素子６の端子間電流として規定されるものである。
【００３３】
上記受光特性から容易に解るように、受光量が大きくなると、つまり発光用有機ＥＬ素子５の発光量が大きくなると、受光用有機ＥＬ素子６の端子間電流つまりリーク電流は大きくなるのでコンデンサ２の端子間電圧は低下することになる。この結果、第２トランジスタ３のゲート端子電圧が上昇して電源線の電圧（電源電圧）により近い値となり、よって発光用有機ＥＬ素子５の発光駆動電流がより小さな値にフィードバック制御される。
【００３４】
すなわち、発光用有機ＥＬ素子５の発光特性に対して極めて相似性が高い受光特性を有する受光用有機ＥＬ素子６の受光量に基づいて第２トランジスタ３にフィードバックが掛けられることにより、発光用有機ＥＬ素子５の発光量は、予め決められた極めて精度良く規定値となるように補正される。本有機ＥＬ表示装置では、全ての画素について補正回路Ｈが設けられているので、画素間の発光輝度のばらつきを抑制して輝度斑や色相斑を従来技術よりも精度良く低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）本有機ＥＬ表示装置では、受光用有機ＥＬ素子６を発光用有機ＥＬ素子５が発光した光のみを受光するように構成したが、これに加えてあるいはこれに代えて、外光を受光するように受光用有機ＥＬ素子６を構成しても良い。
【００３６】
例えば、外光のみ受光するように受光用有機ＥＬ素子６を構成した場合、外光の強度つまり有機ＥＬ表示装置の周囲の明るさに応じて画面全体の輝度をコントロールすることができる。一方、発光用有機ＥＬ素子５のと外光とを何れも受光するように受光用有機ＥＬ素子６を構成した場合には、発光用有機ＥＬ素子５の発光量のばらつきを低減すると共に、周囲の明るさに応じて画面全体の輝度をコントロールすることができる。
【００３７】
（２）上記実施形態は有機ＥＬ表示装置に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。有機ＥＬ材料以外の他の発光材料を用いた表示装置に適用しても良い。
【００３８】
（３）上記実施形態は画素が２次元的に配置された有機ＥＬ表示装置に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。画素が一次元的に配列した表示装置に適用することも可能であり、画素の配列は２次元配列に限定されない。
【００３９】
（４）さらに、上記実施形態はカラー表示を行う有機ＥＬ表示装置に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。白黒表示の表示装置に適用しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各画素内において発光体の光量を各々検出し、その検出結果に基づいて発光体の駆動にフィードバックをかけるので、複数の発光体を発光させて画像を表示する場合における各画素の輝度のばらつきを低減することが可能であり、よって画質を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる有機ＥＬ表示装置の要部（画素）の電気的な構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態における受光用有機ＥＬ素子６の受光特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１……  第１トランジスタ
２……  コンデンサ（データ電圧保持用コンデンサ）
３……  第２トランジスタ
４……  第１抵抗器
５……  発光用有機ＥＬ素子
６……  受光用有機ＥＬ素子
７……  第２抵抗器
Ｄ……駆動回路
Ｈ……補正回路
【図１】
2004348044.tif 000003
【図２】
2004348044.tif 000004