WO2003027999A1

WO2003027999A1 - Afficheur plat

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Publication number: WO2003027999A1
Application number: PCT/JP2002/009922
Authority: WO
Inventors: Masutaka Inoue; Haruhiko Murata; Yukio Mori; Atsuhiro Yamashita; Shigeo Kinoshita
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2003-04-03
Also published as: CN1556977A; EP1439518A1; US7071635B2; JP4053001B2; EP1439518A4; JPWO2003027999A1; US20040183483A1

Description

明細書平面型表示装置技術分野

本発明は、有機ェレクト口ルミネッセンス表示装置や無機ェレクト口ルミネッセンス表示装置の如き、平面型表示装置に関するものである。背景技術

近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、有機 E Lディスプレィという）や無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、無機 E Lデイスプレイ）などの自己発光式の平面型ディスプレイの開発が進んでおり、例えば携帯電話機に有機 E Lディスプレイを採用することが検討されている。

有機 E Lディスプレイは、図 6及び図 7に示す如く、ガラス基板（11)をベースとして、有機発光層（14)の両側に有機正孔輸送層（15)及び有機電子輸送層（16)を配置して有機層（13)を形成すると共に、該有機層（13)の両側に陽極（12)及び陰極 (17)を配置して構成されており、陽極（12)と陰極（17)の間に所定の電圧を印加することによって、有機発光層（14)を発光させるものである。

陽極（12)は透明な I T O (indium tin oxide)を材料とし、陰極（17)は例えば A 1 - L i合金を材料として、それぞれストライプ状に形成され、互いに交叉する方向にマトリクス配置されている。又、陽極（12)はデータ電極、陰極（17)は走査電極として用いられ、水平方向に伸びる 1本の走査電極が選ばれた状態で、垂直方向に伸びる各データ電極に、入力データに応じた電圧を印加することによって、該走查電極と各データ電極の交叉点で有機層 ³)を発光させて、 1ライン分の表示を行なう。そして、走査電極を順次垂直方向へ切り替えることによって垂直方向に走査し、 1フレーム分の表示を行なう。この様な有機 E Lディスプレイ（1 )の駆動方式としては、上述の如く走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動するパッシブマトリタス駆動型と、各画素の発光を 1垂直走査期間に亘つて維持するアクティブマトリクス駆動型が知られている。

一方、無機 E Lディスプレイは、図 1 0及び図 1 1に示す如く、ガラスやセラミックなどからなる基板（110)をベースとして、無機発光層（140)の片側に誘電体層（150)を配置して無機層（130)を形成すると共に、該無機層（130)の両側に第 1電極（120)及び第 2電極（170)を配置して構成されており、第 1電極（120)と第 2電極 (170)の間に交流電圧を印加することによって、無機発光層（140)を発光させるものである。

無機 E Lディスプレイは、パッシブマトリクス駆動型の有機 E Lディスプレイと同様に、走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動することが知られている。尚、有機 E Lディスプレイは、その発光層に電流を流す際に直流駆動するのに対して、無機 E Lディスプレイは、その発光層に電流を流す際に交流駆動する。アクティブマトリクス駆動型の有機 E Lディスプレイにおいては、図 8に示す如く、 1つの画素（10)を構成すべき 1つの有機 E L素子（20)毎に、オン Zオフ機能を発揮する第 1 トランジスタ T R 1と、入力データを電流値に変換する第 2トランジスタ T R 2と、メモリ機能を発揮する容量素子 Cとが配備され、第 2トランジスタ T R 2のソースには、駆動ライン（4 )が接続されている。又、走査電極を駆動すべきゲートドライバ（61)と、データ電極を駆動すべきソースドライバ（6 2)とによって、駆動回路（6 )が構成される。

先ず、ゲートドライバ（61)によって各走査電極に順次電圧を印加し、同一走査電極に繋がっている第 1 トランジスタ T R 1を導通状態にし、この走査に同期してソースドライバ（62)にデータ（入力信号）を供給する。このとき、第 1 トランジスタ T R 1が導通状態であるので、該データは容量素子 Cに蓄積される。

次に、この容量素子 Cに蓄積されたデータの電荷量によって第 2トランジスタ T R 2の動作状態が決まる。例えば、第 2 トランジスタ T R 2が動作状態となつたと仮定すると、該第 2 トランジスタ T R 2を経て有機 E L素子（20)に電流が供給される。この結果、該有機 E L素子 (20)が点灯する。この点灯状態は、 1垂直走査期間に亘つて保持される。

有機 E Lディスプレイ（1 )は、上述の如く自己発光式であって、必要な画素だけを点灯させればよいので、バックライトを常時点灯させる必要のある液晶ディスプレイと比較して、消費電力の節減が可能である。このことは、無機 E Lディスプレイを含む全ての自己発光式の平面型表示装置について同様である。

しかしながら、有機 E Lディスプレイ（1 )においては、例えば図 9に示す如く、有機 E Lディスプレイ（1 )の画面中央領域 Bに白色を表示し、その周囲をある一定の中間色に表示した場合、破線で示す駆動ライン（電力供給ライン）の上下領域 A及び A' においては、左右の中間色を表示した領域と比べて、入力信号に対応する輝度よりも低い輝度となって、所謂クロストークが発生する問題があった。勿論、中央領域 Bにおいても入力信号に対応する輝度よりも低い輝度となるが、対比するものがないため、輝度低下は目立たない。

そこで本発明の目的は、クロストークを抑制することが出来る平面型表示装置を提供することである。発明の開示

出願人は、自己発光式の平面型表示装置において上述のクロストークが発生する原因を次の様に解明した。尚、以下の説明では、アクティブマトリクス駆動型の有機 E Lディスプレイにおける原因について述べるが、パッシブマトリクス駆動型の有機 E Lディスプレイや無機 E Lディスプレイにおいても同様にクロストークの原因が解明される。

図 9の如く有機 E Lディスプレイの画面の内、一部の領域 Bを白色で表示せんとする場合、該領域 Bに配置されている複数の第 2 トランジスタのゲートには、大きな入力電圧が印加され、これに応じて、該第 2 トランジスタのソース一ドレイン間には、駆動ライン（4 )から大きな電流が流れることになる。

ところで、駆動ライン（4 )においては、その一端が接続された電流源から供給される電流が、駆動ライン（4 )を一方向に流れつつ、各画素（10)の第 2 トランジスタ T R 2へ分流して、各第 2トランジスタへ電流が供給されるため、分流点での電流値は、最上流位置の分流点で最も大きく、最下流位置の分流点で最も小さくなる。又、駆動ライン（4 )を流れる電流は、駆動ライン（4 )の長さに応じた電気抵抗の影響を受けると共に、この電気抵抗によつて電圧降下が発生する。

以上のように、駆動ラインには発光量に応じた電流を供給する必要があるため、有機 E Lディスプレイには、駆動ラインに電流を供給する電源回路やドライバ回路が接続される。そして、これらの電源回路やドライバ回路にも、出力抵抗が存在するため、発光量に応じて駆動ラインの抵抗による電圧降下のみならず、電源回路やドライバ回路の出力抵抗による電圧抵抗も発生する。

従って、図 9に示す例においては、領域 Aで画素毎の電圧降下は最も大きくなるが、トータル的な電圧降下は領域 A' で最大となる。ここでいうトータル的な電圧降下とは、後述の数 1で表わされる電圧降下 Δ νを意味している。つまり、領域 Βよりも上流側の領域 Α及び下流側の領域に配置されている第 2 トランジスタへ供給される電流が減少し、この結果、入力信号に応じた輝度が得られず、クロストークが発生していたのである。勿論、領域 Βにおいても電圧降下は発生しているが、対比すべき映像が隣接して存在しないために、輝度低下は目立たなレ、。

本発明に係る平面型表示装置は、発光層の両側に 2つの電極を配備して各画素が構成され、駆動ラインを通じて各画素に駆動信号を供給することにより、両電極間に入力信号に応じた電圧を印加し、発光層を発光させるものであって、各画素に供給すべき駆動信号に発生する電圧降下の大きさに応じて入力信号を補正する入力信号補正手段を具えている。尚、発光層は、有機材料又は無機材料から形成されている。

具体的には、本発明に係る平面型表示装置は、発光層を挟んで両側に一対の電極を配備し、該発光層によって構成される複数の画素のそれぞれについて、駆動ラインを通じて供給される駆動信号によって両電極間に入力信号に応じた電圧を印加し、発光層を発光させるものであって、

各駆動ラインについて、各画素に供給すべき入力信号に基づき、各画素位置に応じて駆動ラインに発生する電圧降下を算出する電圧降下算出手段と、

算出された電圧降下の大きさに応じて、各画素に供給すべき入力信号を補正する入力信号補正手段

とを具えている。

上記本発明の平面型表示装置においては、各駆動ラインについて、各画素の位置に応じて駆動ラインに発生する電圧降下が算出され、該電圧降下の大きさに応じて、各画素に供給すべき入力信号が補正されるので、各画素は、入力信号に応じた輝度で発光することになる。

尚、アクティブマトリクス型の有機 E L表示装置においては、陰極はシート状に形成される一方、陽極はストライプ状に形成される。又、有機層によって構成される複数の画素のそれぞれに、陰極の電圧によってオン Zオフする第 1 トランジスタ T R 1と、第 1 トランジスタがオンとなることによって陽極から入力される信号を記憶する容量素子 Cと、駆動ラインから供給される駆動信号 (電力）によつて前記入力信号に応じた駆動電流を発生する第 2 トランジスタ T R 2とが配備される。

具体的構成において、電圧降下算出手段は、入力信号に応じて各画素に流れる電流の大きさと、各画素の位置に応じて決まる抵抗値とに基づいて、電圧降下を算出するものである。

又、具体的構成において、電圧降下算出手段は、 R G B各画素の材料特性に応じて決まる係数を有し、該係数と各画素に対する入力信号に応じて、各画素に流れる電流の大きさを算出するものである。

他の具体的構成において、入力信号補正手段は、算出された電圧降下の大きさを、各画素に流れる電流の低下量に換算する第 1換算手段と、該第 1換算手段から得られる電流の低下量を、各画素に供給すべき入力信号の補正量に換算する第 2換算手段とから構成される。

更に具体的な構成において、駆動ラインは、表示映像の走查方向と同方向に伸びるストライプ状に形成されている。

上述の如く、本発明に係る平面型表示装置によれば、駆動ラインに発生する電圧降下に拘わらず、各画素は入力信号に応じた輝度で発光するので、該電圧降下に起因するクロストークが発生することはない。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る有機 E L表示装置の構成を示すプロック図である。

図 2は、演算器の具体的構成を示すプロック図である。

図 3は、本発明に用いるアクティブマトリクス駆動型有機 E Lディスプレイの一部破断斜視図である。

図 4は、本発明に用いる他のアクティブマトリクス駆動型有機 E Lディスプレィの一部破断斜視図である。

図 5は、各画素に対する駆動系統の等価回路図である。

図 6は、パッシプマトリクス駆動型有機 E Lディスプレイの積層構造を示す図である。

図 7は、パッシブ駆動型有機 E Lディスプレイの一部破断斜視図である。

図 8は、アクティブマトリクス駆動型有機 E Lディスプレイの等価回路図である。

図 9は、アクティブマトリクス駆動型有機 E Lディスプレイの問題点を説明する図である。図 1 0は、パッシブマトリクス駆動型無機 E Lディスプレイの積層構造を示す図である。

図 1 1は、パッシブマトリクス駆動型無機 E Lディスプレイの一部破断斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明をアクティブマトリクス型の有機 E Lディスプレイに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。図 1に示す如く、本発明に係る有機

E L表示装置は、アクティブマトリクス型の有機 E Lディスプレイ（2 )と、該有機 E Lディスプレイ（2 )に駆動用電力を供給する電源回路（3 )とを具えており、該有機 E Lディスプレイ（ 2 )に対する入力信号は、図 1に示す補正回路 Cを経て後述の補正処理を受けた後、有機 E Lディスプレイ（2 )に供給される。

有機 E Lディスプレイ（2 )は、図 3に示す如く陽極（12)を画面垂直方向に伸びるストライプ状に形成する一方、陰極（18)はシート状に形成したタイプや、図 4 に示す如く陽極（12)を画面水平方向に伸びるストライプ状に形成する一方、陰極

(18)はシ一ト状に形成したタイプを採用することが出来るが、本実施例では、図

4に示すタイプの有機 E Lディスプレイ（2 )を採用する。

図 1に示す捕正回路 Cにおいて、入力信号は先ず、 AZDコンバータ（21)を経て、デジタルデータに変換された後、第 1メモリ（22)と加算器 (23)に供給される。第 1メモリ（22)は、入力されたデータを一旦保存 (書込み）し、 1水平走査期間（1

H)の経過後、後段の演算器 (24)へデータを出力（読出し)するものであって、読出しと書込みを同時に行なうことによって 1 Hの遅延処理を施している。又、加算器 (23)は、入力されたデータを 1 H分だけ積算して、後段の演算器 (M)へ出力するものである。

演算器 (24)においては、第 1メモリ（ )から入力されるデータと、演算器（²³) から入力される積算値とに基づいて、後述の演算処理を実行することにより、前記駆動ラインの電圧降下の大きさに応じて、入力データに補正を施し、 ¾|正されたデータを第 2メモリ（25)に一旦保存する。その後、第 2メモリ（25)から読み出されたデータが D/Aコンバータ（²6)を経てアナログの信号に変換された後、有機 ELディスプレイ（2)へ供給される。

ここで、演算器 (24)によるデータ補正の原理につき、図 5を用いて説明する。図 5において、水平方向に伸びる電力供給用の 1本の駆動ライン（4)には、 1水平走査線上の画素数（n)に一致する複数の第 2 トランジスタ TR 2と有機 EL素子（20)が並列に接続されており、各第 2 トランジスタ TR 2のゲートには、入力データに応じた階調電圧が印加され、該電圧に応じて、駆動ライン（4)から第 2 トランジスタ T R 2を経て有機 E L素子（20)へ供給される電流が制御される。ここで、駆動ライン（4)上の各第 2トランジスタへの分流点を図示の如く上流側から下流側へ向かってポイント 1〜ポイント Nとし、駆動ライン（4)の電流源 (図示省略）との接続点（コンタクト部）からポイント 1までの抵抗を RO、各画素を電流が流れるときの電気抵抗を Rとし、各画素を流れる電流を I 1〜 I nとすると、各ポイントにおける電圧降下 Δ V 1〜Δ Vnは、下記数式 1によって表わされる。

(数式 1)

Δ V 1 =( I 1 + I 2+ I 3+■ - - I η- -1+ I n) XR 0

+ (1 1+ 1 2+ 1 3+ · · • I η- -1+ I n) XR

Δ V 2 = ( I 1+ I 2+ I 3+ · · • I n- - 1+ I n) XR 0

+ (1 1+ 1 2+ 1 3+ - ■ • I n- -1+ I n) XR

+ (1 2+ 1 3+ - · • I n- -1+ I n) XR

AV3 = (I 1 + I 2 + I 3 + · · • I n- -1+ I n) XR 0

+ (1 1 + I 2 + I 3 + · · • In- -1+ I n) XR

+ (1 2+ 1 3+ · - • I n- -1+ I n) XR

+ (1 3+ · ■ • I n- -1+ I n) XR JP02/09922

AVn- l=(I l+ I 2+ I 3 + In-1+ I n ) X R 0

+ (1 1+ 1 2+ 1 3 + In- 1+ I n) XR

+ (1 2+ 1 3 + I n - 1+ I n) X R

+ (I 3 + I n-l+ I n) XR

+ ( I n-l+ I n) X R

Δ Vn = ( I 1+ I 2+ 1 3 + I n - 1+ I n) XR 0

+ (1 1+ 1 2+ 1 3 + I n - 1+ I n) XR

+ ( I 2+ 1 3 + I n - 1+ I n) XR

+ ( I 3 + I n-l+ I n) XR

+ ( I n - 1+ I n ) X R

+ I n XR 上記数式 1において、下線を施した項は、各ポイントの電圧降下式において、 1つ前のポイントの電圧降下式に対して付加された項を表わしている。上記数式 1の電圧降下に応じた電圧を、各第 2 トランジスタ TR 2のゲートへ印加すべき階調電圧に上乗せすることによって、電圧降下に影響を受けない所望の電流値、即ち発光輝度を得ることが出来る。

尚、抵抗 ROによる電圧降下を Aとし、各画素を流れる電流 I l〜I nの合計値を Iとすると、各ポイントの電圧降下式を 1つの前のポイントの電圧降下式で置き換えることによって、数式 1は下記数式 2に書き換えることが出来る。 (数式 2 )

Δ Υ 1 =Α + I X R

Δ V 2 =厶 V 1 + (ポィント 1の電流値— I 1 ) X R

A V 3 = A V 2 + (ポィント 2の電流値一— I 2 ) X R

Δ Vn-1= Δ Vn-2+ (ポィント n- 2の電流値一 I n- 2) X R

Δ V n =厶 Vn-1+ (ポィント n - 1の電流値一 I n - 1) X R そこで、図 1に示す演算器 (24)として、図 2に示す具体的構成を採用する。図 2において、前記第 1メモリ（22)から入力されるデータは電圧降下演算部 (27)に供給されると共に、前記加算器 (23)から入力されるデータは第 4メモリ（29)に保存される。電圧降下演算部（27)は、電圧降下算出の対象とするポイントの 1つ前のポイントの電圧降下値及び電流値に基づいて、対象ボイントの電圧降下値及び電流値を算出するものであり、算出された電圧降下値及び電流値はそれぞれ第 3 メモリ（28)及び第 4メモリ（29)に格納される。

電圧降下演算部（27)は、先ず、第 4メモリ（29)に保存されているデータ（電流値 I )に基づいて、ポイント 1の電圧降下値 Δ V Iと電流値を算出し、その結果をそれぞれ第 3メモリ（28)及び第 4メモリ（29)に供給する。続いて、電圧降下演算部 (27)は、第 3メモリ（28)に格納されているポイント 1の電圧降下値 Δ ν ΐと、第 4メモリ（29)に格納されているポイント 1の電流ィ直に基づいて、ポイント 2の電圧降下値 Δ ν 2と電流値を算出し、その結果をそれぞれ第 3メモリ（28)及び第 4 メモリ（29)に供給する。この様にして、順次、各ポイントの電圧降下値と電流値を算出する。この結果、全てのポイントの電圧降下値が得られることになる。又、電圧降下演算部（27)から得られる各ポイントの電圧降下値は映像信号変換部（30)へ供給される。映像信号変換部（30)にはルックアツプテーブル (31)が接続されており.、映像信号変換部（30)は、ルックアップテーブル（31)を参照することによって、電圧降下演算部 (27)から供給される電圧降下値に信号変換を施す。ルックアップテーブル（31)には、各第 2トランジスタ T R 2について、ソース一ドレイン間の電圧と電流の関係が規定されると共に、ベース電圧とソース一ドレイン間の電流との関係が規定されている。

映像信号変換部（30)は、ルックァップテーブル (31)を参照することによって、各ポイントの電圧降下値を第 2トランジスタ T R 2の電流減少量に変換し、更にその電流減少量を補うために必要なベース電圧の增大量に変換し、その結果を第 1メモリ（22)から得られる元の入力データに加算して、データの補正を施し、補正されたデータを第 2メモリ（25)へ出力する。尚、映像信号変換部 (30)による変換の関係がリニアの関係、若しくは関数式で表わすことが出来る場合は、ルックアップテーブル（31)を用いた信号変換に代えて、定数を乗算する処理や関数式を用いた演算処理を採用することも可能である。

又、図 1の電源回路（3 )に出力抵抗が存在し、上述の駆動ラインの配線抵抗による電圧降下と同様の現象が、電源回路（3 )の出力抵抗によっても発生する。従つて、この電圧降下に関しても、駆動ラインの配線抵抗による電圧降下と同様の方法で、捕正を行なうことが可能である。

上記本発明の有機 E L表示装置によれば、駆動ラインに発生する電圧降下ゃ電源回路（ 3 )で発生する電圧降下に応じて各画素に対する入力信号が補正されるので、電圧降下に拘わらず各画素は入力信号に応じた輝度で発光し、該電圧降下に起因するクロストークが発生することはない。又、駆動ライン（4 )を水平走査線に沿って配備しているので、上述の補正処理を 1水平走査線毎に行なうことが可能であり、これによつて演算処理が簡易となっている。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本発明は、アクティブマトリクス駆動型の有機 E Lディスプレイに限らず、パッシブマトリクス駆動型の有機 E Lデイスプレイやパッシブマトリクス駆動型の無機 E Lディスプレイにも実施するとが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 発光層の両側に 2つの電極を配備して各画素が構成され、駆動回路から駆動ラインを通じて各画素に駆動信号を供給することにより、両電極間に入力信号に応じた電圧を印加し、発光層を発光させる平面型表示装置において、各画素に供給すべき駆動信号に発生する電圧降下の大きさに応じて入力信号を補正する入力信号補正手段を具えていることを特徴とする平面型表示装置。

2 . 前記入力信号補正手段は、各画素位置に応じて発生する発光量の低下量を算出する発光低下量算出手段を具え、その算出結果に基づいて入力信号を補正する請求の範囲第 1項に記載の平面型表示装置。

3 . 前記入力信号補正手段は、各画素に供給すべき入力信号と各画素位置に応じて、補正された入力信号を生成する補正入力信号生成手段を具えている請求の範囲第 1項に記載の平面型表示装置。

4 . 前記入力信号補正手段は、各画素に対する入力信号に対し、各画素位置に応じて駆動ラインに発生する電圧降下分の補償を施すものである請求の範囲第 1項に記載の平面型表示装置。

5 . 前記入力信号補正手段は、各画素に対する入力信号に対し、各駆動ラインへ駆動信号を供給する駆動回路に発生する電圧降下分の補償を施すものである請求の範囲第 1項に記載の平面型表示装置。

6 . 発光層は、有機材料から形成されている請求の範囲第 1項乃至第 5項の何れかに記載の平面型表示装置。

7 . 発光層は、無機材料から形成されている請求の範囲第 1項乃至第 5項の何れかに記載の平面型表示装置。

8 . 発光層を挟んで両側に一対の電極を配備し、該発光層によって構成される複数の画素のそれぞれについて、駆動ラインを通じて供給される駆動信号によって両電極間に入力信号に応じた電圧を印加し、発光層を発光させる平面型表示装置において、

とを具えていることを特徴とする平面型表示装置。

9 . 発光層は、有機材料から形成されている請求の範囲第 8項に記載の平面型表

0 . 発光層は、無機材料から形成されている請求の範囲第 8項に記載の平面型

1 1 . アクティブマトリクス駆動においては、陰極はシート状に形成される一方、陽極はストライプ状に形成されている請求の範囲第 8項乃至第 1 0項の何れかに記載の平面型表示装置。

1 2 . パッシブマトリクス駆動においては、 2つの電極は、一方が水平方向に伸びるストライプ状に形成され、他方が垂直方向に伸びるストライプ状に形成されている請求の範囲第 8項乃至第 1 0項の何れかに記載の平面型表示装置。

1 3 . 駆動ラインは、表示映像の走査方向と同方向に伸びるストライプ状に形成されている請求の範囲第 8項乃至第 1 2項の何れかに記載の平面型表示装置。

1 4 . 電圧降下算出手段は、入力信号に応じて各画素に流れる電流の大きさと、各画素の位置に応じて決まる抵抗値とに基づいて、電圧降下を算出する請求の範囲第 8項乃至第 1 3項の何れかに記載の平面型表示装置。

1 5 . 電圧降下算出手段は、 R G B各画素の材料特性に応じて決まる係数を有し、該係数と各画素に対する入力信号に応じて、各画素に流れる電流の大きさを算出する請求の範囲第 8項乃至第 1 3項の何れかに記載の平面型表示装置。

1 6 . 入力信号補正手段は、算出された電圧降下の大きさを、各画素に流れる電流の低下量に換算する第 1換算手段と、該第 1換算手段から得られる電流の低下量を、各画素に供給すべき入力信号の補正量に換算する第 2換算手段とから構成される請求の範囲第 8項乃至第 1 5項の何れかに記載の平面型表示装置。