(57)【要約】【課題】本発明は、画像表示装置に関し、トップエミッション方式を採用した有機ＥＬ素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用して、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができるようにする。【解決手段】本発明は、各画素２５に有機ＥＬ素子（１０）の出射光の一部を受光素子２７に導く光導光部ＡＲを設ける。【選択図】        図１
2009238833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に画素を配置した表示部によりトップエミッション方式で所望の画像を表示する画像表示装置において、
前記画素は、
有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の下層側に配置されて、前記有機ＥＬ素子の出射光の一部を受光する受光素子と、
前記有機ＥＬ素子の下層側に配置されて、前記受光素子の受光結果に基づいて光フィードバック方式により前記有機ＥＬ素子を駆動する半導体素子とを備え、
前記有機ＥＬ素子の出射光の一部を前記受光素子に導く光導光部が設けられた
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光導光部は、
前記有機ＥＬ素子からの出射光の波長帯域における前記受光素子の感度が小さくなるほど光量が大きくなるように、前記有機ＥＬ素子の出射光を前記受光素子に導く
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記光導光部は、
前記有機ＥＬ素子からの出射光の波長帯域における前記受光素子の感度に反比例する光量により、前記有機ＥＬ素子の出射光を前記受光素子に導く
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記有機ＥＬ素子が、
前記半導体素子側の下部電極と、
前記下部電極に対向するように設けられた上部電極と、
前記下部電極及び上部電極とにより挟持された有機ＥＬ層とにより形成され、
前記下部電極の透過率を局所的に増大させて、前記光導光部が形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記下部電極が、
前記有機ＥＬ層の出射光を透過する透過電極と、
前記透過電極の透過光を反射する反射電極との積層により形成され、
前記反射電極が設けられない部位が局所的に作成されて、前記光導光部が形成された
ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子が、
前記半導体素子側の下部電極と、
前記下部電極に対向するように設けられた上部電極と、
前記下部電極及び上部電極とにより挟持された有機ＥＬ層とにより形成され、
前記上部電極側の部位における反射率を局所的に増大させて、前記光導光部が形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記上部電極の上に、前記上部電極の透過光を反射する反射部材が局所的に設けられて、前記光導光部が形成された
ことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光導光部が、隣接する画素との間に設けられる隔壁の下に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光導光部が、前記有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層より上層に反射膜を設けて作成された
ことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記反射膜に、対応する画素に向かって徐々に前記有機ＥＬ層から遠ざかるテーパーが形成された
ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記反射膜の表面が凹凸形状により作成された
ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光導光部が、前記有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層より上層に反射膜を設けて作成された
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関し、トップエミッション方式を採用した有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用することができる。本発明は、各画素に有機ＥＬ素子の出射光の一部を受光素子に導く光導光部を設けることにより、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置等に関して、特表２００３−５３６１１５号公報、特表２００６−５２７４０６号公報等には、各画素に設けた受光素子により各画素の発光輝度を検出して各画素の発光輝度をそれぞれフィードバック制御する構成が開示されている（以下、光フィードバック方式と呼ぶ）。
【０００３】
すなわちこれらに開示の表示装置は、所定の絶縁基板上に有機ＥＬ素子を駆動する半導体、フォトディテクタ等を作成した後、有機ＥＬ素子の下部電極、有機ＥＬ膜、上部電極を順次作成して形成される。これらに開示の表示装置は、これら下部電極及び上部電極がそれぞれ透明電極、反射膜により作成され、絶縁基板側に光を出射するいわゆるボトムエミッション方式により有機ＥＬ素子の光を出射する。またこの出射光の光路上に設けられたフォトディテクタにより出射光の一部を受光して有機ＥＬ素子の発光輝度をフィードバック制御する。
【０００４】
この光フィードバック方式によれば、各画素に設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor）のばらつき、有機ＥＬ素子の劣化等を補正し、各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。
【０００５】
これに対して有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、近年、下部電極及び上部電極をそれぞれ反射膜、透明電極により作成し、絶縁基板側とは逆側に光を出射するいわゆるトップエミッション方式が広く採用されており、このトップエミッション方式は、ボトムエミッション方式に比して開口率を大きくすることができる。
【０００６】
ところでトップエミッション方式による表示装置においても、光フィードバック方式を適用することにより各画素の発光輝度のばらつきを補正して画質を向上することができると考えられる。
【０００７】
しかしながらトップエミッション方式では、下部電極及び上部電極をそれぞれ反射膜、透明電極により作成して絶縁基板とは逆側に有機ＥＬ素子の光を出射していることにより、フォトディテクタへの入射光量が極端に小さくなり、実用上、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正できない問題がある。
【０００８】
すなわち図２７は、トップエミッション方式による有機ＥＬ素子の表示装置に光フィードバック方式を適用して予測される各画素の構成を示す断面図である。この表示装置１は、ガラス等による絶縁基板２上に、有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタ３、フォトディテクタ４等が作成された後、絶縁層５が成膜される。その後、反射電極６及び透明電極７による下部電極が作成された後、バンク（隔壁）８が設けられて各画素に開口９が作成され、続いて有機ＥＬ層１０、透明電極による上部電極１１が順次作成される。また透明樹脂層１２が設けられた後、ガラス等による透明絶縁基板１３が設けられる。
【０００９】
このトップエミッション方式による場合、絶縁基板２とは逆側に出射される出射光ＬＵにあっては、十分な光量により出射されるものの、絶縁基板２側に出射される出射光ＬＤにあっては、光量が極めて弱く、フォトディテクタ４では実際上、有機ＥＬ素子の発光光量を正確に検出することができない。その結果、実用上、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することが困難になる問題がある。
【特許文献１】特表２００３−５３６１１５号公報
【特許文献２】特表２００６−５２７４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる画像表示装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、マトリックス状に画素を配置した表示部によりトップエミッション方式で所望の画像を表示する画像表示装置に適用して、前記画素は、有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子の下層側に配置されて、前記有機ＥＬ素子の出射光の一部を受光する受光素子と、前記有機ＥＬ素子の下層側に配置されて、前記受光素子の受光結果に基づいて光フィードバック方式により前記有機ＥＬ素子を駆動する半導体素子とを備え、前記有機ＥＬ素子の出射光の一部を前記受光素子に導く光導光部が設けられる。
【００１２】
請求項１の構成によれば、トップエミッション方式による場合でも、光導光部により受光素子に有機ＥＬ素子の出射光を導くことができ、これにより光フィードバック方式により有機ＥＬ素子の発光輝度を十分に制御することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１５】
（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１の画像表示装置を示すブロック図である。この表示装置２１は、水平駆動回路２２及び垂直駆動回路２３により表示部２４を駆動し、この表示部２４に所望の画像を表示する。
【００１６】
ここで水平駆動回路２２は、各画素の発光輝度を示す画像データＤ１を入力し、この画像データを順次複数のラッチ回路でラッチすることにより、この画像データＤ１を表示部２４の各信号線ＳＩＧに振り分ける。また各信号線ＳＩＧに振り分けた画像データＤ１をそれぞれディジタルアナログ変換処理し、各信号線ＳＩＧに接続された各画素の発光輝度を順次示す駆動信号Ｓｓｉｇを信号線ＳＩＧ毎に生成する。水平駆動回路２２は、この駆動信号Ｓｓｉｇを対応する信号線ＳＩＧに出力する。
【００１７】
垂直駆動回路２３は、この水平駆動回路２２からの駆動信号Ｓｓｉｇの出力に対応して、表示部２４の駆動信号ＷＳを各走査線ＳＣＮに出力する。表示部２４は、画素をマトリックス状に配置して形成される。
【００１８】
図３は、この表示部２４に設けられる各画素の構成を示す接続図である。画素２５は、有機ＥＬ素子２６の基板側に出射される出射光ＬＤを受光するフォトディテクタ２７と、積分コンデンサ２８との直列回路が、正側電源及び負側電源との間に設けられ、この積分コンデンサ２８のフォトディテクタ２７側端が、書込トランジスタ２９を介して信号線ＳＩＧに接続される。なおここでフォトディテクタ２７は、フォトダイオードにより構成されるが、フォトトランジスタ等を使用してもよい。画素２５は、垂直駆動回路２３から出力される書込信号ＷＳにより、駆動信号Ｓｓｉｇがこの画素２５に対応する電圧に設定される期間でこの書込トランジスタ２９がオン動作する（図４（Ａ）及び（Ｂ））。
【００１９】
これにより画素２５は、フォトディテクタ２７の出力電流を積分コンデンサ２８で積分して、この積分コンデンサ２８の端子電圧ＶＡが画素２５の発光輝度に対応する電圧から出射光ＬＤに応じた速度で徐々に上昇することになる。画素２５は、この積分コンデンサ２８の端子電圧ＶＡが比較回路３０の一端に入力され、この比較回路３０の他端に接続された基準電圧Ｖｒｅｆより端子電圧ＶＡが立ち下がっている期間の間、駆動トランジスタ３１のオン動作により、駆動トランジスタ３１を介して有機ＥＬ素子２６が所定の電源に接続される（図４（Ｃ））。これによりこの画素２５では、パルス幅変調方式により有機ＥＬ素子２６を駆動して有機ＥＬ素子２６を発光させる。
【００２０】
すなわちこの図３の構成では、図５において符号Ｌ１で示すように、有機ＥＬ素子２６の効率が高い場合には、駆動トランジスタ３１がオン動作して有機ＥＬ素子２６を発光させる期間が短くなるのに対し、符号Ｌ２及びＬ３により示すように、有機ＥＬ素子２６の効率が低くなると、その分、有機ＥＬ素子２６を発光させる期間が長くなり、その結果、各画素における有機ＥＬ素子２６の発光効率のばらつきを補正して、均一な発光輝度により画像表示することができる。
【００２１】
図１は、図２７との対比により、この表示装置２１の構成を示す断面図である。この表示装置２１において、図２７について上述した表示装置１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００２２】
この表示装置２１は、有機ＥＬ素子の出射光の一部を受光素子であるフォトディテクタ２７に導く光導光部ＡＲが各画素に設けられる。この表示装置２１は、有機ＥＬ素子２６の下部電極６、７の透過率を局所的に増大させて、この光導光部ＡＲが形成される。
【００２３】
すなわちこの実施例では、フォトディテクタ２７が、各画素の開口９内に設けられ、また有機ＥＬ素子２６の下部電極６、７が反射電極６及び透明電極７の積層により作成される。表示装置２１は、フォトディテクタ２７の上部を避けてこの反射電極６が作成され、これによりフォトディテクタ２７の上部において局所的に基板２側に向かって出射される光ＬＤの光量が増大するように設定される。
【００２４】
（２）実施例の動作
以上の構成において、この表示装置２１では、水平駆動回路２２及び垂直駆動回路２３による表示部２４の駆動により、この表示部２４で画像データＤ１による画像が表示される（図２）。またこの表示部２４を構成する各画素２５では（図３）、フォトディテクタ２７により有機ＥＬ素子２６の出射光量をモニタした光フィードバック方式によるパルス幅変調方式により有機ＥＬ素子２６を発光させる期間が信号線ＳＩＧに出力される駆動信号Ｓｓｉｇに応じて設定され、これにより駆動信号Ｓｓｉｇによる階調により各画素２５が発光して所望の画像が表示される（図４、図５）。また各画素２５では（図１）、いわゆるトップエミッション方式により有機ＥＬ素子２６の出射光を、絶縁基板２とは逆側に向かって出射し、これにより十分な開口率により出射光を出射する。
【００２５】
しかしながらトップエミッション方式による場合には、絶縁基板２側に向かって出射される光ＬＤの光量が少ないことにより、フォトディテクタ２７により有機ＥＬ素子２６の出射光量を確実にモニタすることが困難になり、その結果、何ら工夫を講じない場合には、光フィードバック方式により有機ＥＬ素子２６の駆動を制御することが困難になり、発光輝度のばらつきが発生する。
【００２６】
そこでこの表示装置２１では（図１）、有機ＥＬ素子２６の出射光の一部を受光素子であるフォトディテクタ２７に導く光導光部ＡＲが各画素２５に設けられる。
【００２７】
これにより各画素２５では、フォトディテクタ２７により有機ＥＬ素子２６の出射光を十分な光量により受光することができ、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。その結果、駆動トランジスタ３１のしきい値電圧、移動度のばらつき、有機ＥＬ素子２６の発光効率のばらつき、有機ＥＬ素子２６を駆動する電圧のばらつき、さらには有機ＥＬ素子の経時変化等を適切に補正して、高い信頼性で高画質により画像表示することができる。またトップエミッション方式により高い発光輝度を確保することができる。
【００２８】
より具体的に、この表示装置２１では、フォトディテクタ２７が、各画素の開口９内に設けられ、フォトディテクタ２７の上部を避けて下部電極の反射電極６が作成されることにより、有機ＥＬ素子２６の下部電極６、７の透過率が局所的に増大するように設定されてこの光導光部ＡＲが形成される。
【００２９】
これにより従来に比して反射電極６を作成するマスクの形状を変更するだけの簡易な構成により、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。
【００３０】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、有機ＥＬ素子の出射光の一部を受光素子に導く光導光部を各画素に設けることにより、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。
【００３１】
より具体的に、有機ＥＬ素子の下部電極の透過率を局所的に増大させて光導光部を形成することにより、確実に有機ＥＬ素子２６の発光輝度をフォトディテクタ２７でモニタすることができる。
【００３２】
またさらに、より具体的に、フォトディテクタの上部を避けて下部電極の反射電極を作成して光導光部を作成することにより、簡易な構成により、トップエミッション方式の場合であっても、光フィードバック方式により各画素の発光輝度のばらつきを補正することができる。
【実施例２】
【００３３】
図６は、図１との対比により、本発明の実施例２に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置４１は、この図６に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例１の表示装置２１と同一に構成される。
【００３４】
ここでこの表示装置４１は、下部電極の透過率を局所的に増大させて光導光部を形成する代わりに、上部電極１１側の反射率を局所的に増大させて光導光部ＡＲが形成される。
【００３５】
より具体的に、フォトディテクタ２７の上部、上部電極１１の上部に、金属膜等による反射膜４２が局所的に作成され、これにより上部電極１１側の反射率を局所的に増大させて光導光部ＡＲが形成される。
【００３６】
この実施例のように、上部電極１１側の反射率を局所的に増大させて光導光部ＡＲを作成するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
より具体的に、上部電極１１の上に、上部電極１１の透過光を反射する反射膜４２を局所的に設けられて光導光部ＡＲを作成するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３８】
図７は、図１及び図６との対比により、本発明の実施例３に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置５１は、この図７に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例１の表示装置２１と同一に構成される。
【００３９】
ここでこの表示装置５１は、フォトディテクタ２７の上部を避けて下部電極の反射電極６が作成されると共に、フォトディテクタ２７の上部、上部電極１１の上部に、金属膜等による反射膜４２が局所的に作成され、これにより光導光部ＡＲが構成される。
【００４０】
この実施例のように、有機ＥＬ素子の下部電極の透過率を局所的に増大させると共に、上部電極１１側の反射率を局所的に増大させて光導光部を形成するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００４１】
図８は、図１との対比により、本発明の実施例４に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置６１は、この図８に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例１の表示装置２１と同一に構成される。
【００４２】
ここでこの表示装置６１は、赤色、緑色、青色の有機ＥＬ素子材料をそれぞれ使用した赤色、緑色、青色の画素２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂが順次循環的に配置されて表示部が形成される。この表示装置６１は、これら赤色、緑色、青色の画素２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂにおいて、フォトディテクタ２７への入射光量が各画素の波長帯域におけるフォトディテクタ２７の感度に反比例するように光導光部ＡＲが形成される。
【００４３】
より具体的に、表示装置６１は、赤色、緑色、青色の画素２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂにおける光導光部ＡＲの面積ＷＲ、ＷＧ、ＷＢが、それぞれ赤色、緑色、青色の波長帯域におけるフォトディテクタ２７の感度に反比例するように設定される。なお実用上十分な特性を確保できる場合には、単にフォトディテクタの感度が小さくなるに従って面積ＷＲ、ＷＧ、ＷＢが増大するように設定してもよい。
【００４４】
これにより表示装置６１は、フォトディテクタ２７の感度を補正するようにフォトディテクタ２７の入射光量を設定し、フォトディテクタ２７の分光特性を補正する。
【００４５】
すなわち図９に示すようにフォトディテクタ２７は、赤色波長帯域で最も感度が高く、緑色波長帯域、青色波長帯域で徐々に感度が低下する。これによりこの実施例では、光導光部ＡＲの面積ＷＲ、ＷＧ、ＷＢが、フォトディテクタ２７の感度に反比例するように設定することにより、これら赤色、緑色、青色の画素２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを同一輝度で発光させた場合には、これら赤色、緑色、青色の画素２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂに設けられたフォトディテクタ２７の出力電流が同一となるように設定され、フォトディテクタ２７の分光特性による発光輝度のばらつきが防止される。
【００４６】
この実施例のように、受光素子への入射光量が各画素の波長帯域における受光素子の感度に反比例するように光導光部を形成することにより、より具体的には、光導光部の面積がそれぞれ各画素の波長帯域における受光素子の感度に反比例するように設定することにより、一段と高品位の画像を表示することができる。
【００４７】
より具体的に、反射電極を作成しない部位の面積が、フォトディテクタの感度に反比例するように設定することにより、一段と高品位の画像を表示することができる。
【実施例５】
【００４８】
この実施例では、実施例２又は３の構成において、受光素子への入射光量が各画素の波長帯域における受光素子の感度に反比例するように光導光部を形成する。より具体的には、光導光部の面積がそれぞれ各画素の波長帯域における受光素子の感度に反比例するように設定し、これにより受光素子への入射光量が各画素の波長帯域における受光素子の感度に反比例するように光導光部を形成する。
【００４９】
すなわち実施例２の構成では、上部電極の上に作成する反射膜３２の面積が、フォトディテクタの感度に反比例するように設定する。また実施例３の例では、上部電極の上に作成する反射膜３２の面積及び又は反射電極を作成しない部位の面積が、フォトディテクタの感度に反比例するように設定する。
【００５０】
この実施例のように、実施例２又は３の構成において、反射膜の面積及び又は反射電極を作成しない部位の面積が、フォトディテクタの感度に反比例するように設定するようにしても、実施例４と同様に、一段と高品位の画像を表示することができる。
【実施例６】
【００５１】
図１０は、図１との対比により、本発明の実施例６に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置７１は、この図１０に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例１の表示装置２１と同一に構成される。
【００５２】
この表示装置７１は、各画素２５のフォトディテクタ２７が、同色の出射光を出射する隣接する画素２５との間のバンク８の下に設けられる。これによりバンク８の上に設けられた上部電極１１で散乱された散乱光をフォトディテクタ２７に導くようにして、このバンク８の部位に光導光部ＡＲが形成される。
【００５３】
なおこの図１０では、隣接画素２５の出射光もフォトディテクタ２７で受光し、この隣接画素２５による受光光量が大きい場合には、フォトディテクタ２７が設けられた画素２５で正しく発光輝度を制御できない場合も考えられる。従って当該画素２５の光フィードバック方式の制御において、隣接画素２５による受光光量を無視できない場合には、フォトディテクタ２７の作成位置を当該画素側に偏らせて隣接画素２５による受光光量を低減する方法、さらには隣接画素側に遮光部材を設けて隣接画素２５による受光光量を低減する方法等、隣接画素２５による受光光量を低減する各種構成を採用して、適切に光フィードバック方式により発光輝度を制御することができる。因みに、この遮光部材にあっては、例えばバンク８と上部電極１１との間の、隣接画素側に偏った位置に配置する場合等が考えられる。
【００５４】
以上の構成によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の上部に光導光部を設けるようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００５５】
図１１は、図１０との対比により、本発明の実施例７に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置８１は、この図１１に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例６の表示装置７１と同一に構成される。
【００５６】
この実施例では、光導光部ＡＲの部位において、上部電極１１の上に、金属膜等による反射膜８２が局所的に作成され、これにより実施例６に比してフォトディテクタ２７に入射光量が増大するように光導光部ＡＲが作成される。
【００５７】
なおこの場合も、この反射膜８２を当該画素２５側に偏らせて作成する、隣接画素側に偏らせて反射膜８２と上部電極１１との間に遮光部材を配置する等により、さらには実施例６について上述した手法とこれらの手法との組み合わせ等により、隣接画素の影響を回避することができる。
【００５８】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の上部に光導光部を設ける構成において、上部電極の上に反射膜を形成して光導光部の機能を強化するようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【００５９】
図１２は、図１１との対比により、本発明の実施例８に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置９１は、この図１２に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例７の表示装置８１と同一に構成される。
【００６０】
この実施例では、反射膜８２を作成した後、上部電極１１を作成する点を除いて、実施例７の表示装置８１と同一に構成される。
【００６１】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の上部に光導光部を設ける構成において、上部電極の下に反射膜を形成して光導光部の機能を強化するようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例９】
【００６２】
図１３は、図１１との対比により、本発明の実施例９に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置１０１は、この図１３に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例７の表示装置８１と同一に構成される。
【００６３】
この実施例では、上部電極１１の上に作成される反射膜８２が、逆テーパー状に端面が作成される点を除いて、実施例７の表示装置８１と同一に構成される。すなわち表示装置１０１は、上部電極１１が作成された後、所定の絶縁膜が一定の膜厚により堆積される。またこの絶縁膜のエッチングにより、反射膜８２の端面形状に対応する端面形状により、すなわち上部電極１１に近づくに従って幅広になるように、この絶縁膜がエッチング処理される。その後、このエッチング処理された部位を埋めるように、金属材料が堆積されてエッチング処理され、逆テーパー形状による反射膜８２が作成される。またその後、絶縁膜が除去される。なおこの場合、必要に応じて絶縁膜の除去を省略してもよい。
【００６４】
この逆テーパー形状により、表示装置１０１は、光導光部ＡＲの機能が強化されて、フォトディテクタ２７の入射光量が増大される。
【００６５】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の上部に反射膜を設けて光導光部を設けるようにして、この反射膜を逆テーパー形状としたことにより、一段と受光素子への入射光量を増大させて、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１０】
【００６６】
図１４は、図１２との対比により、本発明の実施例１０に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置１１１は、この図１４に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例８の表示装置９１と同一に構成される。
【００６７】
この実施例では、上部電極１１の下に作成される反射膜８２が、当該画素の開口９側で徐々に基板２側から遠ざかるに、下層の反射電極６の断面形状に応じた傾いた形状により作成される点を除いて、実施例８の表示装置９１と同一に構成される。
【００６８】
表示装置１１１は、この開口９側の傾いた形状により光導光部ＡＲの機能が強化されて、フォトディテクタ２７の入射光量が増大される。
【００６９】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の下部に反射膜を設けて光導光部を設けるようにして、この反射膜の開口９側を傾いた形状としたことにより、一段と受光素子への入射光量を増大させて、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１１】
【００７０】
図１５は、図１２との対比により、本発明の実施例１１に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置１２１は、この図１５に示す断面構造が異なる点を除いて、実施例８の表示装置９１と同一に構成される。
【００７１】
この実施例では、エッチング処理によりバンク８の上端面に細かな凹凸形状が作成された後、反射膜８２、上部電極１１が作成される。この凹凸形状により、この表示装置２１は、反射膜８２の反射光を散乱させて一段とフォトディテクタへの入射光量を増大させ、光導光部ＡＲの機能が強化される。
【００７２】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、この受光素子の下部に反射膜を設けて光導光部を設けるようにして、この反射膜を凹凸形状としたことにより、一段と受光素子への入射光量を増大させて、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１２】
【００７３】
図１６は、図１２との対比により本発明の実施例１２に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置は、この図１６に示す断面構造が異なる点を除いて、上述の実施例８の表示装置と同一に構成される。なおこの図１６において、上述の各実施例と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００７４】
ここでこの表示装置２０１は、有機ＥＬ層１０より上層である透明絶縁基板１３の有機ＥＬ層１０側に、反射膜２０２が設けられ、これにより光導光部ＡＲが作成される。これにより表示装置２０１は、反射膜２０２により有機ＥＬ素子の出射光を部分的に反射してフォトディテクタ２７に入射する。
【００７５】
この表示装置２０１は、透明絶縁基板１３上に、黒色の遮光膜２０３が作成された後、この遮光膜２０３の有機ＥＬ層１０側に、反射膜２０２が設けられ、これにより反射膜２０２を見て取ることができないように作成される。
【００７６】
この実施例によれば、隣接画素との間の境界であるバンクの下に受光素子を設け、有機ＥＬ層の上層に設けた反射膜により、より具体的には、透明絶縁基板に設けた反射膜により、光導光部を構成するようにしても、上述の各実施例と同様の効果を得ることができる。またこの実施例によれば、透明絶縁基板に光導光部を作成することにより、簡易な工程により光導光部を作成することができる。
【実施例１３】
【００７７】
なお上述の各実施例では、図３について上述した回路構成により各画素を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて種々の光フィードバック方式の回路構成を広く適用することができる。
【００７８】
すなわち図１７は、図３とは異なる例による画素の構成を示す接続図である。この図１６の例による画素１２５は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor ）により構成する場合である。この画素１２５は、積分コンデンサ２８とフォトディテクタ２７の位置が入れ替えられ、これにより有機ＥＬ素子２６からの出射光をフォトディテクタ２７で受光し、フォトディテクタ２７の出力電流を積分コンデンサ２８で積分する。画素１２５では、この積分コンデンサ２８の積分動作により、有機ＥＬ素子２６の発光輝度に応じて積分コンデンサ２８のフォトディテクタ２７側端の電圧が徐々に低下することになる。
【００７９】
画素１２５では、書込信号ＷＳによりトランジスタ２９がオン動作し、積分コンデンサ２８による積分動作をリセットし、積分コンデンサ２８の端子電圧を信号線ＳＩＧの電圧にセットする。
【００８０】
またトランジスタ１２６、１２７、コンデンサ１２８により比較回路１２９が構成され、積分コンデンサ２８のフォトディテクタ２７側端の電圧をこの比較回路１２９で判定して駆動トランジスタ３１をオンオフ動作する。これによりこの画素１２５は、図３の画素２５と同様のパルス幅変調方式による光フィードバック方式により、有機ＥＬ素子２６の発光輝度のばらつきを補正する。
【００８１】
なお画素１２５は、所定の駆動信号ＤＳにより駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ素子２６との間に設けられたトランジスタ１３０をオンオフ制御し、書込信号ＷＳによりトランジスタ２９がオン動作している期間の間、有機ＥＬ素子２６の発光を停止させる。
【００８２】
これに対して図１８は、図３及び図１７とは異なる例による画素の構成を示す接続図である。この図１８の例による画素１３５では、比較回路１２９に代えて比較回路１３９が設けられる点を除いて、図１７の画素１２５と同一に構成される。また比較回路１３９は、トランジスタ１４０が設けられ、このトランジスタ１４０によりトランジスタ１２６の出力を帰還して利得が向上されている点を除いて、図１７の例による画素１２５の比較回路１２９と同一に構成される。この画素１３５では、このトランジスタ１４０による帰還によりトランジスタ３１のオンオフ動作の切り換わりを図１７の例に比して高速度化することができる。
【００８３】
これに対して図１９は、図３、図１７、図１８とは異なる例による画素の構成を示す接続図である。この図１９の例による画素１４５は、全てのトランジスタをＮチャンネル型のＭＯＳトランジスタで作成した例である。この画素１４５は、フォトディテクタ２７にフォトトランジスタが適用され、書込トランジスタ２９のオンオフ動作により積分コンデンサ２８の積分動作をリセットして、フォトディテクタ２７の出力電流を積分コンデンサ２８で積分する。
【００８４】
またＮチャンネル型のＭＯＳトランジスタ１２６、１２７とコンデンサ１２８とによる比較回路１４９により積分コンデンサ２８の端子電圧を判定して駆動トランジスタ３１をオンオフ制御する。
【００８５】
これに対して図２０は、図３、図１７、図１８、図１９とは異なる例による画素の構成を示す接続図である。この図２０の例による画素１５５は、フォトディテクタ２７と並列に積分コンデンサ２８が設けられ、書込信号ＷＳによりオンオフ動作するトランジスタ２９によりこの積分コンデンサ２８の端子電圧を信号線ＳＩＧの電圧に設定してリセットする。
【００８６】
また駆動トランジスタ３１のゲートに積分コンデンサ２８の端子電圧が入力され、駆動トランジスタ３１と有機ＥＬ素子２６との間に設けられたトランジスタ１３０を駆動信号ＤＳによりオンオフ制御して、書込信号ＷＳによりトランジスタ２９をオン動作している期間の間、有機ＥＬ素子２６の駆動を停止する。これによりこの画素１５５では、トランジスタ２９により設定された積分コンデンサ２８の端子電圧が徐々に上昇して、駆動トランジスタ３１のゲートソース間電圧が駆動トランジスタ３１のしきい値電圧Ｖｔｈ以下となるまでの間、有機ＥＬ素子２６を発光させ、光フィードバック方式によるパルス幅変調方式により有機ＥＬ素子２６を駆動する。
【００８７】
ここでこの図２０の画素１５５を用いて、有機ＥＬ素子２６の発光輝度のばらつき補正を説明する。ここで積分コンデンサ２８の端子電圧Ｖの上昇速度ｄＶ／ｄｔは、次式により表すことができる。なおここでＣは、積分コンデンサ２８の容量であり、ηｐは、フォトディテクタ２７の効率であり、ηOLEDは、有機ＥＬ素子２６の効率である。またβは、Ｃｏｘ・Ｗ／Ｌ・μであり、Ｃｏｘ、Ｗ、Ｌは、それぞれ駆動トランジスタ３１のゲート酸化膜の単位面積当たりの容量、ゲート幅、ゲート長である。またＶｔｈは、駆動トランジスタ３１のしきい値電圧であり、Ｖｇｓは、駆動トランジスタ３１のゲートソース間電圧である。
【００８８】
【数１】
2009238833.tif 000003
【００８９】
従って１フィールドの期間Ｔｆにおける発光輝度Ｌｔは、（１）式を積分して次式により表すことができる。但し、τは、２Ｃ／βηｐηOLEDである。またＶ０は、信号線ＳＩＧにより設定される積分コンデンサ２８の端子電圧である。
【００９０】
【数２】
2009238833.tif 000004
【００９１】
ここでＴｆ≫τが成り立つ場合、（２）式は、次式により表すことができる。
【００９２】
【数３】
2009238833.tif 000005
【００９３】
これによりこの図２０の構成による画素１５５では、駆動トランジスタ３１の移動度、しきい値電圧のばらつき、有機ＥＬ素子２６の効率のばらつきを補正することができ、その結果、いわゆる焼きつきと呼ばれる有機ＥＬ素子２６の効率劣化を補正して、発光輝度を均一化することができる。
【実施例１４】
【００９４】
なお上述の実施例においては、受光素子の受光結果を各画素で処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受光素子の受光結果を外部回路で処理して各画素の発光輝度を制御する場合にも広く適用することができる。
【００９５】
すなわち図２１は、受光素子の受光結果を外部回路で処理して各画素の発光輝度を制御する構成に係る、各画素の構成を示す接続図である。この画素２２５は、書込信号ＷＳによりオンオフ動作する書込トランジスタ２９を介して信号線ＳＩＧが駆動トランジスタ３１に接続される。これにより画素２２５は、信号線ＳＩＧの電位に応じて有機ＥＬ素子２６を発光させる。なおこの図２１において、駆動トランジスタ３１は、Ｐチャンネル型トランジスタにより構成される。
【００９６】
画素２２５は、受光素子２７の出力信号がアンプ２２６により増幅され、走査線を介して供給される読出信号ｒｅａｄによりオンオフ動作する読出トランジスタ２２７を介して、このアンプ２２６の出力信号がセンシング線ＳＥＮＳＥに出力される。なお図２１との対比により図２２に示すように、アンプ２２６は、例えば受光素子２７の出力信号を蓄積するコンデンサ２２８と、このコンデンサ２２８の端子電圧を増幅するトランジスタ２２９とにより構成される。
【００９７】
図２３は、この画素２２５に係る表示装置の構成を示すブロック図である。この表示装置２３１は、図２１について上述した画素２２５が絶縁基板上に作成されて表示パネル２３２が作成される。なお画素２２５には、上述の何れかの実施例による光導光部が設けられる。表示装置２３１において、輝度補正回路２３３は、例えばラスタ走査順に各画素２２５の階調を示す入力信号Ｓ１を入力し、信号線ＳＩＧ及び書込信号ＷＳによりこの入力信号Ｓ１に応じて各画素２２５の階調を設定する。
【００９８】
また輝度補正回路２３３は、読出信号ｒｅａｄ及びセンシング線ＳＥＮＳＥにより各画素２２５に設けらた受光素子２７の受光結果を取得し、この取得した受光結果に基づいて、各画素２２５に出力する信号線ＳＩＧの電位を補正する。
【００９９】
なお図２１との対比により図２４に示すように、十分な信号レベルにより受光結果を出力できる場合には、アンプ２２６を省略するようにしてもよい。また同様にして、図２２との対比により図２５に示すように、必要に応じてトランジスタ２２８を省略するようにしてもよい。
【０１００】
この実施例のように、受光素子の受光結果を外部処理する場合でも、上述の各実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１５】
【０１０１】
図２６は、図１２との対比により本発明の実施例１５に係る表示装置を示す断面図である。この実施例の表示装置は、この図２６に示す断面構造が異なる点を除いて、上述の実施例８の表示装置と同一に構成される。なおこの図２６において、上述の各実施例と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【０１０２】
ここでこの表示装置２４１は、受光素子２７が別基板２４２に配置され、この別基板２４２が有機ＥＬ素子による画素が配置された表示パネルの背面に配置される。なお表示パネルには、上述の何れかの実施例による光導光部が設けられる。またこの表示装置２４１は、図２３について上述したように、有機ＥＬ素子を配置した基板の外部において、この受光素子２７の受光結果を処理する。なおこの場合、この受光結果の処理回路を基板２４２に設けるようにしてもよく、さらには別基板に配置してもよい。
【０１０３】
この実施例の構成によれば、受光素子を別途配置することにより、設計の自由度を一段と向上して上述の各実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１６】
【０１０４】
なお本発明は上述の実施例に限られえるものではなく、上述の実施例に係る光導光部の構成を各波長帯域の画素に適宜適用して、各受光素子の入射光量が感度に反比例するように設定してもよい。具体的には例えば感度の最も高い赤色については、図１の構成を適用し、続いて感度の高い緑色については、図６の構成を適用し、最も感度の低い青色については、図７の構成を適用する場合等である。
【０１０５】
また上述の実施例４等においては、光導光部の面積の可変により、各波長帯域において受光素子の入射光量が感度と反比例するように設定した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同じ、光導光部を構成する部材の膜厚の可変により、入射光量を設定してもよい。
【０１０６】
また上述の実施例においては、バンクの真下に受光素子を設ける場合等について述べたが、本発明はこれに限らず、光導光部で散乱光が発生することにより、バンクの真下を避けて受光素子を配置するようにしてもよい。なおこの場合に、有機ＥＬ素子から出射されて光導光部に入射する光が光導光部で正反射して到来する部位に、受光素子を設けるようにすれば、一段と受光素子の受光光量を増大させることができる。なおこの場合、例えば図１等の例では、バンクの真下から隣接画素側にシフトした位置に受光素子を配置することになる。またこのように隣接画素側にシフトした位置に受光素子を配置した場合には、隣接画素からの光も入射することになる。従ってこの場合、有機ＥＬ素子の制御に係る受光素子の受光結果において、ＳＮ比が劣化することになる。従って十分なＳＮ比を確保できない場合には、これとは逆にバンクの真下から当該画素側にシフトした位置に受光素子を配置して、画質を向上することができる。
【０１０７】
また上述の実施例においては、１つの画素に１つの受光素子を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な特性を確保することができる場合には、隣接する複数画素に１つの受光素子を配置するようにしてもよい。なおこの場合、例えばこれら複数の受光素子の平均輝度値等をこの１つの受光素子の受光結果で制御することにより、受光素子の受光結果に基づいて各画素の発光輝度を制御することができる。
【０１０８】
また上述の実施例においては、開口の部位等に光導光部を作成する場合等について述べたが、本発明はこれに限らず、上述した各実施例を組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、トップエミッション方式を採用した有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施例１の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の表示装置を示すブロック図である。
【図３】図２の表示装置の画素を示す接続図である。
【図４】図３の画素の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図５】発光輝度と発光期間との関係を示す特性曲線図である。
【図６】本発明の実施例２の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例３の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例４の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図９】受光素子の分光特性を示す特性曲線図である。
【図１０】本発明の実施例６の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例７の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例８の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例９の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例１０の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例１１の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例１２の表示装置に適用される画素の構造を示す断面図である。
【図１７】本発明の他の例による画素を示す接続図である。
【図１８】本発明の図１７とは異なる例による画素を示す接続図である。
【図１９】本発明の図１７、図１８とは異なる例による画素を示す接続図である。
【図２０】本発明の図１７、図１８、図１９とは異なる例による画素を示す接続図である。
【図２１】本発明の実施例１４の表示装置に適用される画素を示す接続図ある。
【図２２】図２１の画素の詳細を示す接続図ある。
【図２３】図２１の画素を適用した表示装置を示すブロック図である。
【図２４】図２１の画素の他の例を示す接続図である。
【図２５】図２１の画素の図２４とは異なる他の例を示す接続図である。
【図２６】本発明の実施例１５の表示装置に適用される画素を示す断面図である。
【図２７】トップエミッション方式に光フィードバック方式を適用した場合に考えられる画素を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、２１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１……表示装置、２……絶縁基板、３、２９、３１、１２６、１２７、１３０、１４０……トランジスタ、４、２７……フォトディテクタ、５……絶縁層、６……反射電極、７……透明電極、８……バンク、９……開口、１０……有機ＥＬ層、１１……上部電極、２２……水平駆動回路、２３……垂直駆動回路、２４……表示部、２５、２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ、１２５、１３５、１４５、１５５……画素、２６……有機ＥＬ素子、２８……積分コンデンサ、３０、１２９、１３９、１４９……比較回路、４２、８２……反射膜、ＡＲ……光導光部
【図１】
2009238833.tif 000006
【図２】
2009238833.tif 000007
【図３】
2009238833.tif 000008
【図４】
2009238833.tif 000009
【図５】
2009238833.tif 000010
【図６】
2009238833.tif 000011
【図７】
2009238833.tif 000012
【図８】
2009238833.tif 000013
【図９】
2009238833.tif 000014
【図１０】
2009238833.tif 000015
【図１１】
2009238833.tif 000016
【図１２】
2009238833.tif 000017
【図１３】
2009238833.tif 000018
【図１４】
2009238833.tif 000019
【図１５】
2009238833.tif 000020
【図１６】
2009238833.tif 000021
【図１７】
2009238833.tif 000022
【図１８】
2009238833.tif 000023
【図１９】
2009238833.tif 000024
【図２０】
2009238833.tif 000025
【図２１】
2009238833.tif 000026
【図２２】
2009238833.tif 000027
【図２３】
2009238833.tif 000028
【図２４】
2009238833.tif 000029
【図２５】
2009238833.tif 000030
【図２６】
2009238833.tif 000031
【図２７】
2009238833.tif 000032