JP2008292834A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬなどの自発光素子の劣化による焼付きパターンを解消する。
【解決手段】自発光表示パネル１５内の自発光素子４８の検出電圧は、画素検出スイッチ４７と双方向信号線１０’を介して、データ線駆動回路９内の選択スイッチ４４を通り検出回路４５で検出される。この検出動作は、電源投入時と帰線期間を利用して行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機ＥＬ素子その他の自発光タイプの表示素子である自発光素子を搭載した表示装置に関する。

ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機ＥＬ素子等に代表される自発光素子において、その発光輝度は自発光素子を流れる電流量に比例するという性質があり、自発光素子を流れる電流量を制御することで、階調表示が可能になる。このような自発光素子を複数配置して表示装置を作製することができる。

しかし、自発光素子を長時間使用した場合、経時的に自発光素子の劣化が進行し、その発光輝度が低下するという特徴を有しており、その劣化の度合いは発光時間に依存する。したがって、個々の画素の発光状態（表示パターン）に応じて、焼付き状のパターンが生じてしまう。

下記特許文献１には、自発光素子としての有機ＥＬ素子の発光特性を測定し、表示データを補正することが記載されている。ここでの発光特性は、素子に流れる電流量を測定し、その値をＡ／Ｄ変換後、記憶容量に記憶する。記憶した電流量に応じた補正量を表示データに加算することにより、発光特性のばらつきを補正する。このように、有機ＥＬ表示パネルの画素間で、安定した発光輝度を確保するため、電流計測によって得られた測定結果をＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルデータを基に、発光素子の駆動信号にフィードバックを行う。
特開２００４−２８７３４５号公報

しかし、上記特許文献１には、表示時の電流量を検出する旨記載されているが、検出時間や、検出時の表示状態による見映えや、使い勝手について考慮されていない。また、検出時に、特定表示、例えば、白表示となり、検出時間が長くなった場合は、ユーザにその表示を見続けさせることが予想される。

本発明は、有機ＥＬ素子の劣化特性から、この素子に定電流を印加したときの電圧が劣化時に上昇するため、この電圧上昇を検出する。このとき、定電流の印加は、信号線を介して行うため、表示と検出を分ける必要があり、検出時には表示ができないことになる。

また、帰線期間を利用し検出する方法もあるが、この時間が限られるため、検出が表示へ与える影響は少ないものの、全画面の検出を完了するまでの時間、つまり、焼付き補正が終了するまでの時間がかかってしまう。

例えば、電源投入時には、焼付き補正をしていない状態なので、電源投入後は、補正が終了するまで焼付きがユーザの目に見えることとなる。逆に、電源投入時のみ表示を止め、検出を集中して行うと、焼付き補正が終了するまでの時間は短縮できるが、その間は表示が出ないため、電源を投入してもすぐに表示がでないことになる。このことは、携帯電話やデジタルカメラ等、用途によっては、ユーザに対するストレスとなると考えられる。

本発明は、電源投入時の検出を全画面ではなく、必要最小限の領域に留め、残りの部分は帰線期間を利用して、表示に影響がないように検出を行うこととする。ここで、必要最小限の領域とは、その部分の焼付きだけ補正すれば、人間の目に焼付きが見えにくくなる領域である。

必要最小限の領域として、例えば、アイコン等、常に固定パターンが表示される領域、画面の偶数(又は奇数)ドットのみ、画面の偶数(又は奇数)ラインのみ、任意のドット数毎、任意のライン数毎、等が考えられる。

以上、本発明によれば、電源投入時の検出領域を最小限とすることにより、起動時の検出時間を最短とする。また、帰線期間での検出により、温度変化起因等の特性変動にも対応が可能である。したがって、起動時に、短時間で焼付きのない表示を実現し、また、長時間表示時でも、焼付きや温度による特性変動の少ない表示を実現することができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明に係る表示装置の全体構成図である。本実施例は、従来の自発光表示装置とほぼ同様の構成であるが、データ線駆動回路９に焼付き検出機能を内蔵する点が異なる。これに伴い、データ線駆動回路９と自発光表示パネル１５との間の信号は、双方向信号１０となり、表示時は、従来と同様にデータ線駆動信号であり、検出時は、逆方向の自発光素子からの検出電圧である。

図１において、１は垂直同期信号、２は水平同期信号、３はデータイネーブル信号、４は表示データ、５は同期クロックである。垂直同期信号１は、表示データ４を表示するための１画面周期（１フレーム周期）の信号、水平同期信号２は、１水平周期の信号、データイネーブル信号３は、表示データ４が有効である期間（表示有効期間）を示す信号で、全ての信号が同期クロック５に同期して入力される。

また、図１において、６は表示制御回路、７はデータ線制御信号、８は走査線制御信号であり、表示制御回路６は、垂直同期信号１、水平同期信号２、データイネーブル信号３、表示データ４、同期クロック５から、データ線制御信号７、走査線制御信号８を生成する。

また、９はデータ線駆動回路、１０は双方向信号であり、データ線駆動回路９は、データ線制御信号７に従って自発光素子で構成される画素に書き込む信号電圧を生成し、データ線駆動信号を双方向信号１０として、自発光表示パネル１５に出力する。

１１は発光用電源、１２は発光用電源電圧であり、発光用電源１１は、自発光素子を発光させるための電流を供給する電源電圧を生成して、発光用電源電圧１２を自発光表示パネル１５に出力する。

１３は走査線駆動回路、１４は走査線駆動信号、１５は自発光表示パネルであり、自発光表示パネル１５には、マトリクス状に配置された複数の発光ダイオードや有機ＥＬ等を用いた自発光素子が配置されている。

自発光表示パネル１５の表示動作は、走査線駆動回路１３から出力される走査線駆動信号１４によって選択された画素に、データ線駆動回路９から双方向信号１０として出力されるデータ線駆動信号に応じた信号電圧を書込み、画素を構成する自発光素子を発光させる。

また、自発光表示パネル１５の検出動作は、画素を構成する自発光素子の検出電圧を、自発光表示パネル１５から双方向信号１０として、データ線駆動回路９に出力する。なお、自発光素子を駆動する電圧として、発光用電源電圧１２が自発光表示パネル１５に供給されている。

自発光表示パネル１５において、自発光素子に流れる電流量と、自発光素子の発光時間によって、自発光素子が発光する輝度を調整する。自発光素子に流れる電流量が大きいほど自発光素子の輝度が高くなる。自発光素子の発光時間が長くなるほど自発光素子の輝度が高くなる。

図２は、自発光表示装置の焼付き現象を示した図である。図２の左側に示す表示部の同じ箇所に、例えば、ＡＢＣＤＥＦという白表示を、長時間表示した場合に、その自発光素子のみ劣化、輝度低下が生じ、その結果、図２の右側に示すように、劣化した自発光素子の輝度が低下して焼付きとなる。

図３は、自発光素子の劣化特性を示した図である。経時劣化により、図３左下に示すように、電流−電圧特性が、傾きが小さくなる方向に変動するため、定電流に対する電圧は上昇することとなる。本発明においては、この電圧変動を検出する。なお、図３右下に、図３上に示す水平点線部分の電圧を示す。表示ＡＢＣＤＥＦの部分において、素子が劣化しているので、この部分の電圧が上昇している。

図４は、図１に示すデータ線駆動回路９と自発光表示パネル１５の構成図である。データ線駆動回路９には、データ制御回路４３、選択スイッチ４４、検出回路４５、検出用電流源４６がある。自発光表示パネル１５には、画素検出スイッチ４７、自発光素子４８、画素制御回路４９がある。

図４において、データ線制御信号７は、データ線駆動回路９のデータ制御回路４３に入力する。データ制御回路４３は、データ線制御信号７を用いて、表示データのタイミング制御やデータ制御を行う。データ線駆動回路９内での信号の流れは大きく３種類あり、表示経路、検出経路、補正経路がある。

表示経路は、表示データが、データ線駆動回路９内のデータ制御回路４３、選択スイッチ４４、双方向信号線１０’を通り自発光表示パネル１５に入り、自発光表示パネル１５内の画素制御回路４９を通して発光用電源電圧１２を用いて自発光素子４８を駆動する流れである。

検出経路は、自発光表示パネル１５内の自発光素子４８から画素検出スイッチ４７、双方向信号線１０’を通り、データ線駆動回路９内の選択スイッチ４４を通り検出回路４５に行く流れである。

補正経路は、データ線駆動回路９内の検出回路４５からデータ制御回路４３に行き、表示データを補正する流れである。

選択スイッチ４４は、表示時と検出時で、データの方向を切り替えるものである。また、表示時には、発光用電源電圧１２を利用して自発光表示パネル１５の電源とする。検出時には、検出用電流源４６を利用して自発光表示パネル１５の電源とする。なお、検出用電流源４６を用いて電圧を検出するのに代えて、検出用電圧源を用いて電流を検出してもよい。

図５は、図４に示すデータ線駆動回路９と自発光表示パネル１５の詳細構成図で、表示時の状態を示している。画素５１は、自発光素子４８、画素制御回路４９、画素検出スイッチ４７から構成される。画素検出スイッチ４７は、データ制御回路４３からの画素選択信号５２で制御される。選択スイッチ４４は、表示選択スイッチ５３と検出選択スイッチ５４からなり、表示選択スイッチ５３は、データ制御回路４３からの表示選択信号５５で制御され、検出選択スイッチ５４は、データ制御回路４３からの検出選択信号５６で制御される。

また、本実施例では、ＲＧＢの各画素を時分割で制御する構成になっている。双方向信号線１０’とＲＧＢの各画素とは、Ｒ選択スイッチ３０、Ｇ選択スイッチ３１、Ｂ選択スイッチ３２で接続する。Ｒ選択スイッチ３０はＲ選択信号３３で制御する。Ｇ選択スイッチ３１はＧ選択信号３４で制御する。Ｂ選択スイッチ３２はＢ選択信号３５で制御する。Ｒの各画素とＲ選択スイッチ３０はＲ信号線３６で接続する。Ｇの各画素とＧ選択スイッチ３１はＧ信号線３７で接続する。Ｂの各画素とＢ選択スイッチ３２はＢ信号線３８で接続する。画素選択信号５２、Ｒ選択信号３３、Ｇ選択信号３４、Ｂ選択信号３５は、データ制御回路４３で制御しても、他の独立した回路で制御してもよい。

次に、図５の動作を説明する。表示時には、データ制御回路４３からの表示選択信号５５と検出選択信号５６によって、表示選択スイッチ５３がオン、検出選択スイッチ５４がオフになる。この状態で双方向信号線１０’に表示データが供給される。

そして、Ｒの表示時は、時分割制御されたＲ選択スイッチ３０がオン、Ｇ選択スイッチ３１がオフ、Ｂ選択スイッチ３２がオフ、画素検出スイッチ４７がオフの状態で、データ制御回路４３からの表示データにより、画素制御回路４９が発光用電源電圧１２を制御して自発光素子４８に電圧を印加して、自発光素子４８を発光させる。

同様に、Ｇの表示時は、時分割制御されたＧ選択スイッチ３１がオン、Ｒ選択スイッチ３０がオフ、Ｂ選択スイッチ３２がオフ、画素検出スイッチ４７がオフの状態で、データ制御回路４３からの表示データにより、画素制御回路４９が発光用電源電圧１２を制御して自発光素子４８に電圧を印加して、自発光素子４８を発光させる。

さらに、Ｂの表示時は、時分割制御されたＢ選択スイッチ３２がオン、Ｒ選択スイッチ３０がオフ、Ｇ選択スイッチ３１がオフ、画素検出スイッチ４７がオフの状態で、データ制御回路４３からの表示データにより、画素制御回路４９が発光用電源電圧１２を制御して自発光素子４８に電圧を印加して、自発光素子４８を発光させる。このように、各ＲＧＢ選択スイッチを制御して順次自発光素子を発光させる。

図６は、図５と同様の構成で検出時の動作を示している。検出時には、データ制御回路４３からの表示選択信号５５と検出選択信号５６によって、表示選択スイッチ５３がオフ、検出選択スイッチ５４がオンになる。この状態で双方向信号線１０’は検出線２０に接続される。検出時には、自発光素子４８の状態（劣化特性又は発光特性）を読み出す必要があるので、画素制御回路４９は発光用電源電圧１２を遮断する。検出対象の画素については、画素検出スイッチ４７をオンにすることで、自発光素子４８は双方向信号線１０’に接続される。

ここで、Ｒの画素を検出するには、Ｒ選択スイッチ３０をオンにし、Ｒの画素の画素検出スイッチ４７をオンにする。検出線２０には、検出用電流源４６が接続されており、自発光素子４８の特性によって、双方向信号線１０’には一定の電圧が生じ、自発光素子４８の状態が検出線２０に表れる。

同様に、Ｇの画素を検出するには、Ｇ選択スイッチ３１をオンにし、Ｇの画素の画素検出スイッチ４７をオンにすることで、自発光素子４８の状態が検出線２０に表れる。

さらに、Ｂの画素を検出するには、Ｂ選択スイッチ３２をオンにし、Ｂの画素の画素検出スイッチ４７をオンにすることで、自発光素子４８の状態が検出線２０に表れる。

図７は、表示データの書込み動作時のタイミング波形図である。図７において、走査線選択は、１水平期間毎に順次、例えば、表示パネルの上から下へＯＮとし、各期間では、ＲＧＢ選択が順次ＯＮとなる。走査線選択が一番下の走査線まで到達した後は、発光期間となる。発光期間終了後に帰線期間をとり、この帰線期間を検出期間とする。表示選択は、書込み期聞と発光期間でＯＮとし、これらの期間を表示期間とする。

本実施例では、検出期間に１ライン分の画素の特性を検出するものとして説明している。１ライン分の検出なので、検出期間毎に走査線選択を順次ＯＮとする。したがって、走査線選択は、表示データの信号書込み時には１フレーム期間において順次ＯＮとなり、検出動作時にはＮ（Ｎは検出ライン数）フレーム毎に順次ＯＮとなる。検出選択は、双方向信号線毎に定電流を印加して特性検出をするため、帰線期間毎に順次、例えば、左から右へＯＮする。

図８は、１ライン検出期間の時間方向を拡大したタイミング波形図である。１本の双方向信号線を選択する検出選択の期間において、ＲＧＢ選択を順次ＯＮとし、１画素分の検出を行う。

図９は、帰線期間のみ検出を行う場合のタイミング波形図で、これを数フレーム（数百ｍＳ）に亘って示してある。電源投入後、すぐに表示動作を行い、検出動作は帰線期間のみとしている。各々の選択動作は、図７、８で説明したとおりである。この動作のメリットとしては、電源投入後、すぐに表示が行われるため、起動時の無表示期間がほとんどない。ただし、全画面分の焼付きを検出するまでに、６０Ｈｚで４８０ラインを駆動する場合は８（＝４８０×１／６０）秒を必要とする。したがって、表示はされるものの焼きつきが生じている場合は、８秒間かけて解消されることとなる。この時間は、双方向信号線の負荷によって決まり、帰線期間で１ライン分の検出が不可能な場合は、さらに長い時間を要することとなる。

図１０は、起動時の検出と帰線期間の検出を行う場合のタイミング波形図である。まず、起動時のみに集中して検出を行う場合について説明する。電源投入後、すぐに検出動作を行うために、表示動作は、検出動作を終了した後となる。この動作のメリットとしては、検出動作後の表示となるため、表示がでるときには、焼付きが解消されていることとなる。ただし、検出時の無表示状態が、４８０ラインの場合は、全画面の焼付き検出に０．８秒を必要とする。すなわち、フレーム周期６０Ｈｚ（≒１６．７ｍｓ）で４８０ラインを駆動する場合に、この帰線期間をフレーム期間の１／１０（≒１．７ｍｓ）とすると、１．７ｍｓ×４８０≒０．８秒となる。このように、この間は無表示状態となり、この時間は双方向信号線の負荷によって決まるため、帰線期間で１ライン分の検出が不可能な場合は、さらに長い時間、無表示状態となる。

次に、起動時の検出と帰線期間の検出を行う場合について説明する。電源投入後、全てのライン、例えば、４８０ラインを検出するのではなく、特定領域を検出し、その後、帰線期間で検出を行う。この際に、特定領域では、表示データを表示せずに自発光素子の状態を検出すると共に、特定領域以外の領域では、自発光素子に表示データを表示させてもよい。

図１１は、焼付き検出を、表示領域内の特定領域に限定することを示した図である。起動時に、焼付き検出を行う場合、焼付きの生じやすい部分に検出領域を限定することが有効である。例えば、デジタルカメラや携帯電話のように、アイコンや固定パターンが特定の領域に表示される場合、その領域のみを起動時に検出して、補正をすれば、ユーザに焼付きが見える可能性は低くなり、検出時間も短縮することができる。残りの領域も、その後の通常表示動作時の帰線期間で、時間はかかるが検出を行っているため、最終的には全画面の焼付きを検出して、補正するため問題は生じない。領域限定としては、アイコン表示領域、１ライン毎若しくは１ドット毎又は数ライン毎若しくは数ドット毎の領域とする。

本発明に係る表示装置の全体構成図 自発光表示装置の焼付き現象を示した図 自発光素子の劣化特性を示した図 図１に示すデータ線駆動回路９と自発光表示パネル１５の構成図 図４に示すデータ線駆動回路９と自発光表示パネル１５の詳細構成図 図５と同様の構成で検出時の動作を示した図 表示データの書込み動作時のタイミング波形図 １ライン検出期間の時間方向を拡大したタイミング波形図 帰線期間のみ検出を行う場合のタイミング波形図 起動時の検出と帰線期間の検出を行う場合のタイミング波形図 焼付き検出を表示領域内の特定領域に限定することを示した図

符号の説明

１…垂直同期信号、２…水平同期信号、３…データイネーブル信号、４…表示データ、５…同期クロック、６…表示制御回路、７…データ線制御信号、８…走査線制御信号、９…データ線駆動回路、１０…双方向信号、１０’…双方向信号線、１１…発光用電源、１２…発光用電源電圧、１３…走査線駆動回路、１４…走査線駆動信号、１５…自発光表示パネル、２０…検出線、３０…Ｒ選択スイッチ、３１…Ｇ選択スイッチ、３２…Ｂ選択スイッチ、３３…Ｒ選択信号、３４…Ｇ選択信号、３５…Ｂ選択信号、３６…Ｒ信号線、３７…Ｇ信号線、３８…Ｂ信号線、４３…データ制御回路、４４…選択スイッチ、４５…検出回路、４６…検出用電流源、４７…画素検出スイッチ、４８…自発光素子、４９…画素制御回路、５１…画素、５２…画素選択信号、５３…表示選択スイッチ、５４…検出選択スイッチ、５５…表示選択信号、５６…検出選択信号

Claims (10)

1. 表示パネル上に、マトリクス状に配置された自発光素子と、前記自発光素子を駆動する走査線駆動回路及びデータ線駆動回路と、前記データ線駆動回路と前記表示パネルとを接続する信号線とを備えた表示装置において、
   前記データ線駆動回路は、信号線を介して、前記表示装置の起動又は電源投入時に、自発光素子の状態を検出すると共に、表示動作時の帰線期間に、自発光素子の状態を検出することを特徴とする表示装置
2. 前記データ線駆動回路には、選択スイッチが設けられ、前記選択スイッチを切り替えることで、表示動作と検出動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置
3. 前記選択スイッチは、表示選択スイッチと検出選択スイッチとからなることを特徴とする請求項２に記載の表示装置
4. 前記検出選択スイッチは、検出用電流源が接続された検出線に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置
5. 前記自発光素子には、画素検出スイッチが設けられ、前記画素検出スイッチを切り替えることで、各自発光素子の状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置
6. 表示パネル上に、マトリクス状に配置された自発光素子と、前記自発光素子を駆動する走査線駆動回路及びデータ線駆動回路と、前記データ線駆動回路と前記表示パネルとを接続する信号線とを備えた表示装置において、
   前記自発光素子の劣化特性又は発光特性を検出する検出回路と、
   前記自発光素子の劣化特性又は発光特性に応じて前記自発光素子の発光を補正するデータ制御回路とを備え、
   前記検出回路は、当該表示装置の起動又は電源投入から所定期間内は、前記表示パネルの一部の自発光素子の劣化特性又は発光特性を検出し、帰線期間内は、前記表示パネルの前記一部の自発光素子以外の他の自発光素子、又は前記表示パネルの前記一部の自発光素子と前記他の自発光素子を含む自発光素子、又は前記表示パネルの全自発光素子の劣化特性又は発光特性を検出することを特徴とする表示装置
7. 前記検出回路は、前記自発光素子に定電圧を印加した場合の前記自発光素子に流れる電流を検出することによって、又は前記自発光素子に定電流を流した場合の前記自発光素子に印加される電圧を検出することによって、前記自発光素子の劣化特性又は発光特性を検出することを特徴とする請求項６に記載の表示装置
8. 前記検出回路は、当該表示装置の起動又は電源投入から所定期間内は、前記表示パネルの前記一部の自発光素子に表示データを表示せずに劣化特性又は発光特性を検出し、前記表示パネルの前記他の自発光素子に表示データを表示することを特徴とする請求項６に記載の表示装置
9. 前記検出回路が前記自発光素子の劣化特性又は発光特性を検出するための帰線期間は、当該表示装置の起動又は電源投入から所定期間を経過した後の帰線期間であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置
10. 前記検出回路が当該表示装置の起動又は電源投入から所定期間内に検出する前記表示パネルの一部の自発光素子は、所定のパターンの表示データを表示するために定められた所定の領域、又は前記表示パネルの奇数列の自発光素子もしくは偶数列の自発光素子もしくは奇数行の自発光素子もしくは偶数行の自発光素子、又は前記表示パネルの所定の列数を飛ばした所定の列数の自発光素子もしくは所定の行数を飛ばした所定の行数の自発光素子であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置