JP2007108774A - 有機薄膜ｅｌ表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高解像度化された表示装置においても、駆動電圧を低く抑えることが可能で、画素の位置による輝度ばらつきが発生せず、輝度階調制御が可能な有機薄膜ＥＬ表示装置とその駆動方法を得る。
【解決手段】Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置の配線電極の抵抗値と当該配線電極に流れる電流に注目し、データ電極を低抵抗側配線に、走査電極を高抵抗側配線に配設するようにするとともに、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する駆動方法とし、この時の駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）発光素子を用いた有機薄膜ＥＬ表示装置及びその駆動方法に関する。

有機薄膜ＥＬ素子は、ほとんど絶縁体薄膜である有機化合物に電極から半ば無理矢理に正負の電荷を注入し、それを再結合させることにより励起し、発光させる電流制御型の発光素子である。

近年、有機薄膜のＥＬ現象を用いた有機薄膜ＥＬ素子が各社により開発されている。

従来のこの種の有機薄膜ＥＬ素子としては、例えば特開昭５９−１９４３９３号（特許文献１）、特開昭６３−２６４６９２号（特許文献２）、特開昭６３−２９５６９５号（特許文献３）の各公報に開示されたものがある。

このような有機薄膜ＥＬ素子は、直流低電圧で駆動可能な自己発光型の発光素子であり、これを用いた表示装置は視野角が広く、表示面が明るく、かつ本体が薄くて軽いなど、液晶ディスプレイを凌ぐ利点を有している。このため、高信頼性が要求されるディスプレイや壁掛けテレビなどの大容量の表示装置として大きく期待され、実用化が試みられているところである。

図１９は有機薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面図である。

図において、有機薄膜ＥＬ素子は、ガラス基板１上に設けられた陽極２に有機薄膜３、陰極４が順に積層されている。

陽極２は、発光の透過率を高める透明電極であり、例えばＩＴＯ（indium tinoxide）、酸化第２スズ及び酸化インジウムなどの各種の透明電極材料が使用可能である。

有機薄膜３は、少なくとも有機化合物からなる発光材料を含有する発光層を有し、構成形態としては、発光層のみからなるもの、発光層と正孔注入層とからなるもの、電子輸送層と発光層とからなるもの、電子輸送層と発光層と正孔注入層とからなるもの、これらの機能を有する材料を混合したもの、あるいは高分子に分散したものなどがあり、真空蒸着法などの方法で形成される。

陰極４は、例えばＭｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｌｉ、Ａｌなどの各種の金属及びこれらの合金が単層でまたは積層して使用可能で、真空蒸着法などで形成されている。

図２０は、このような有機薄膜ＥＬ素子の陽極２と陰極４とがストライプ状に形成され、かつ互いに交差するように配置したＸ−Ｙマトリックス有機薄膜ＥＬ表示装置の構造を示す図である。

図において、上記有機薄膜ＥＬ表示装置は、陽極２と陰極４の交点に画素が形成され、陽極２、陰極４を適宜選択し該当する交点に位置する画素に電流または電圧を印加し励起することにより選択発光させることができる。

このような、Ｘ−Ｙマトリックス型の表示装置の駆動方法として、陰極２及び陽極４に駆動電圧印加用のスイッチング素子を接続しその制御回路を設けて、線順次走査を行う方法が、特開平６−３０１３５５号公報（特許文献４）、及び『有機ＥＬ素子の開発戦略』（６９頁、サイエンスフォーラム社、１９９２年刊）（非特許文献１）などに開示されている。

図２１は、このような有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。

図において、有機物からなる発光層として複数の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙl）が各々対応する複数の単位電極からなるストライプ状のデータ電極Ｙ1〜Ｙm及び走査電極Ｘ1〜Ｘn（第１及び第２のストライプ電極）によりマトリックス状に挟持されている。各データ電極Ｙ1〜Ｙm（第１の単位電極）は、各データ電極Ｙ1〜Ｙm毎に電極切替部を有する行選択切替部５を介して駆動電圧ＶＢを持つ駆動電源系に接続されている。また、各走査電極Ｘ1〜Ｘn（第２の単位電極）は、各走査電極Ｘ1〜Ｘn毎にノーマリオフのＭＯＳＦＥＴ６(1)〜６(n)を有する列選択切替部７に接続されている。なお、行及び列選択切替部５，７は、表示対象の表示データが記憶された半導体メモリに基づいて制御部（図示せず）に制御される。

ここで、各電極切替部は、電極切替回路８(1)〜８(m)、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ９(1)〜９(m)及びノーマリオン（通常、ＯＮ状態にある。）のＭＯＳＦＥＴ１０(1)〜１０(m)からなり、バイポーラトランジスタ９(1)〜９(m)のコレクタ端子が駆動電源系に接続され、かつ、バイポーラトランジスタ９(1)〜９(m)のエミッタ端子及びＭＯＳＦＥＴ１０(1)〜１０(m)のソース端子が対応するデータ電極Ｙ1〜Ｙmに接続されている。また、このＭＯＳＦＥＴ１０(1)〜１０(m)のドレイン端子はアースに接続され、かつ、バイポーラトランジスタ９(1)〜９(m)のベース端子及びＭＯＳＦＥＴ１０(1)〜１０(m)のゲート端子は電極切替回路８(1)〜８(m)の第１及び第２の出力部に接続されている。

列選択切替部７のＭＯＳＦＥＴ６(1)〜６(n)は、対応する走査電極Ｘ1〜Ｘnがソース端子に接続され、ゲート端子への信号入力により該走査電極をドレイン端子を介してアースに接続可能としている。

したがって、データ電極Ｙ1〜Ｙmは励起状態（発光）では順バイアス、非励起状態ではアースに接続され、走査電極Ｘ1〜Ｘnは選択時にアース、非選択時にはフロート状態になる。

次に、このようなＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置のマトリックス駆動について述べる。

まず、制御部では、表示対象の各位置に対する画素（Ｘi，Ｙl）を示す電極切替信号を行及び列選択切替部５，７に送出する。この電極切替信号により、走査電極Ｘiに対応するＭＯＳＦＥＴ６(i)のゲートと、データ電極Ｙlに対応するバイポーラトランジスタ９(l)のベース及びＭＯＳＦＥＴ１０(l)のゲートとに、各々同期してハイレベルのパルスが入力されると、走査電極Ｘiがアースされ、データ電極Ｙlが順バイアス電圧ＶＢにラッチされる。

このとき、順バイアスの駆動電圧ＶＢが発光のしきい値以上の十分な電圧であれば、画素（Ｘi，Ｙl）に対応する有機薄膜ＥＬ素子に電流が流入し、有機薄膜が励起されて発光する。一方、非選択のデータ電極Ｙk（k≠l）はアースされているので、Ｙk電極上の有機薄膜ＥＬ素子には電圧が印加されず、発光しない。また、非選択の走査電極Ｘj（j≠i）はフロート状態にラッチされ、定常状態では電流は流れない。

以上のようにして走査電極Ｘi上に発光、非発光状態が形成され、この発光、非発光状態を走査電極Ｘiを順次シフト選択しながら繰り返し表示することにより、所望の画像を表示している。

また、輝度階調のある画像の表示は、選択している走査電極Ｘi上の各画素（Ｘi，Ｙ1〜Ｙm）の輝度階調に応じたパルス幅の順バイアス電圧を各データ電極Ｙ1〜Ｙmに印加することで各有機薄膜ＥＬ素子の発光状態の時間を制御することにより、時間平均された輝度（平均輝度）を調整している。

特開昭５９−１９４３９３号公報 特開昭６３−２６４６９２号公報、 特開昭６３−２９５６９５号公報 特開平６−３０１３５５号公報 『有機ＥＬ素子の開発戦略』（６９頁、サイエンスフォーラム社、１９９２年刊）

しかしながら、このような従来の有機薄膜ＥＬ表示装置は以上のように構成されているので、有機薄膜ＥＬ表示装置の高解像度化を図るためには、データ電極Ｙ1〜Ｙm及び、または走査電極Ｘ1〜Ｘnの電極数を増やし画素数を増加させる必要がある。電極数が増加すると、電極幅が狭くなるため電極抵抗が増加する。

また、表示する画像の繰り返し時間（フレーム表示時間）が一定の場合、１本の走査電極を選択する時間が走査電極数に反比例して短くなり有機薄膜ＥＬ素子の発光時間が短くなるため、図２２に示すように時間平均された発光輝度が低くなるので、発光輝度を一定に保つためには有機薄膜ＥＬ素子に印加する電圧を大きくして電流を増加させて発光輝度を大きくする必要がある。

したがって、有機薄膜ＥＬ表示装置の表示輝度を保ちながら高解像度化を図ると、画素までの配線電極による配線抵抗が大きくなり、また輝度を保つため画素に流れる電流も大きくなるので、配線抵抗による電圧降下（配線抵抗と電流の積）が大きくなり、配線抵抗による電圧降下に対応して表示装置の駆動電圧である順バイアス電圧ＶＢを高く設定する必要がある。

また、表示装置の高解像度化により配線抵抗が大きくなると表示装置内の画素の位置による配線抵抗の違いが無視できなくなる。すなわち、配線抵抗による各画素までの電圧降下が異なることになる。順バイアス電圧ＶＢによる定電圧駆動では、各画素の有機薄膜ＥＬ素子に印加される電圧は、順バイアス電圧ＶＢから配線抵抗による電圧降下を差し引いた電圧であるので、画素の位置により有機薄膜ＥＬ素子に印加される電圧が異なり、その結果、発光輝度のばらつきが発生するという問題がある。

一方、表示装置内の画素の輝度階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧ＶＢを有機薄膜ＥＬ素子に印加制御して輝度階調を制御する場合、前述のように表示装置の高解像度化により有機薄膜ＥＬ素子の発光時間が短くなり、制御できる階調数を多くするためにはさらに短いパルス幅での制御が必要にある。しかし、実際の表示装置では、パルス状の順バイアス電圧ＶＢは配線抵抗と有機薄膜ＥＬ素子との時定数により、図２３に示すように波形なまりが発生し、印加する順バイアス電圧ＶＢのパルス幅と時間平均された発光輝度との比例関係が成立しなくなる。また、画素の位置により配線抵抗が異なってくるため、各画素での印加する順バイアス電圧ＶＢのパルス幅と時間平均された発光輝度の関係も異なってくる。

このような輝度制御ずれは、制御する階調数が多くなり印加する順バイアス電圧ＶＢのパルス幅が短いほど顕著になるので、有機薄膜ＥＬ素子の応答速度によらず正確な階調表示及び高階調表示ができない。

また、特開平２−１４８６６７号公報には、有機薄膜ＥＬ表示装置内の各有機薄膜ＥＬ素子（画素）に対応する複数の２値化ビットデータを記憶することができるメモリセルとその出力信号で出力の有無が制御される複数の電流供給源とを備えて、各画素に供給される電流を制御して輝度階調を変化させる方法が開示されている。この方法によれば高解像度化されても１画素が発光状態の時間が短くなることがなく、また各画素毎の電流源を当該画素の近傍に配置することが可能であるので画素の位置による配線抵抗の違いが生じることがない。しかし、この方法の回路構成は、有機薄膜ＥＬ表示装置内に各画素毎に複数のメモリセルと電流供給源などを構成する必要があり、非常に複雑になり表示装置のコストが高くなるなど実用的でない。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、各画素毎に複数のメモリセルや電流源などを構成することのない構造が簡易なＸ−Ｙマトリックス型で、高解像度化された表示装置においても、駆動電圧を低く抑えることが可能で、画面上の画素の位置による輝度ばらつきが発生せず、輝度階調制御が可能な有機薄膜ＥＬ表示装置とその駆動方法を得ることを目的とする。

本発明は、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、高抵抗側電極をデータ電極用配線に、低抵抗側電極を走査電極用配線に配設して、配線抵抗による電圧降下を低く抑えたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満たす特定の電圧以上としたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による表示輝度のばらつきが抑制可能な特定の電圧以上としたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、電流源の定電流出力を画素の階調に対応した電流値で制御して、画素の階調制御を行う有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを調整する調整手段を備え、調整手段により走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを調整し、画素の位置による配線抵抗のばらつきを補正した異なる電圧値として駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の電流値を制御する電流値制御を変え、該変更後の電流値制御により該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上としたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による表示輝度のばらつきが抑制可能な特定の電圧以上としたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、電流源の定電流出力を画素の階調に対応した電流値で制御して、画素の階調制御を行うことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、駆動電圧ＶＣＣを調整する調整手段を備え、調整手段により走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを調整し、画素の位置による配線抵抗のばらつきを補正した異なる電圧値として駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の電流値を制御する電流値制御を変え、該変更後の電流値制御により該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整することを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

本発明はまた、発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法を提供する。

高抵抗側電極をデータ電極用配線に、低抵抗側電極を走査電極用配線に配設して、配線抵抗による電圧降下を低く抑えるように構成した場合には、配線抵抗による電圧降下を低く抑えることができる。

駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満たす特定の電圧以上として構成した場合には、画素の位置により表示輝度のばらつきを抑制することができる。

駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による表示輝度のばらつきが抑制可能な特定の電圧以上として構成した場合には、画素の位置により表示輝度のばらつきを抑制することができる。

駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うように構成した場合には、正確な階調表示ができ、高階調化が可能となる効果を得ることができる。

駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、電流源の定電流出力を画素の階調に対応した電流値で制御して、画素の階調制御を行うように構成した場合には、正確な階調表示ができ、高階調化が可能となる効果を得ることができる。

駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、駆動電圧ＶＣＣを調整する調整手段を備え、調整手段により走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを調整し、画素の位置による配線抵抗のばらつきを補正した異なる電圧値として駆動回路における電力損失を抑えるように構成した場合には、配線抵抗による電圧降下が小さい画素を駆動するときに発生する電流源などの駆動回路で発生する損失を低く抑えることができる。

発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正するように構成した場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の電流値を制御する電流値制御を変え、該変更後の電流値制御により該発光素子の発光特性の変化を補正するように構成した場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整するように構成した場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えるように構成した場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができ、駆動回路における電力損失を抑えることができる。

駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上とした場合には、画素の位置により表示輝度のばらつきを抑制することができる。

駆動電圧ＶＣＣを、画素の位置による表示輝度のばらつきが抑制可能な特定の電圧以上とした場合には、画素の位置によって表示輝度がばらつくことを抑制することができる。

電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うようにした場合には、正確な階調表示ができ、高階調化が可能となる。

電流源の定電流出力を画素の階調に対応した電流値で制御して、画素の階調制御を行うようにした場合には、正確な階調表示ができ、高階調化が可能となる。

駆動電圧ＶＣＣを調整する調整手段を備え、調整手段により走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを調整し、画素の位置による配線抵抗のばらつきを補正した異なる電圧値として駆動回路における電力損失を抑えるようにした場合には、配線抵抗による電圧降下が小さい画素を駆動するときに発生する電流源などの駆動回路で発生する損失を低く抑えることができる。

発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正するようにした場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、モニタ手段からの情報を基に電流源の電流値を制御する電流値制御を変え、該変更後の電流値制御により該発光素子の発光特性の変化を補正するようにした場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整するようにした場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えるようにした場合には、発光素子の発光特性の変化を補正することができ、駆動回路における電力損失を抑えることができる。

以下、添付した図面を参照して、この発明を具体的に説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。

図において、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙl）は、前記図２０に示す従来例と同様に複数の単位電極からなるストライプ状の走査電極Ｙ1〜Ｙm及びデータ電極Ｘ1〜Ｘn（第１及び第２のストライプ電極）によりマトリックス状に挟持されている発光素子である。

各走査電極Ｙ1〜Ｙm（第１の単位電極）は、有機薄膜ＥＬ素子の陰極と各走査電極Ｙ1〜Ｙm毎に走査線選択信号を水平同期信号毎に順次シフトしていくシフトレジスタ１１(1)〜１１(m)とノーマリオフのＭＯＳＦＥＴ１２(1)〜１２(m)を有する走査電極選択切替部１３に接続する。

ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１４は、入力された映像信号をａビットのディジタルデータに変換する。ａビットシフトレジスタ１５(1)〜１５(n)は、ａビットラインメモリ１６を構成し、ＡＤＣ１４の出力データをその動作クロックＣＬＫ(DOT)毎に順次シフトし、走査線１本分のディジタルデータを保持する。

ＰＷＭ（pulse width modulation）変換器１７(1)〜１７(n)は、ａビットシフトレジスタ１５(1)〜１５(n)の出力データに対応したパルス幅を出力する。

電流源１８(1)〜１８(n)は、ＰＷＭ変換器１７(1)〜１７(n)の出力パルスで制御され、一定の電流を出力する。ＰＷＭ変換器１７の構成については図３で後述する。

各データ電極Ｘ1〜Ｘn（第２の単位電極）は、有機薄膜ＥＬ素子の陽極と駆動電圧ＶＣＣの電圧源１９に接続された上記電流源１８(1)〜(n)に接続する。

図２は上記有機薄膜ＥＬ表示装置の走査電極Ｙlを選択して走査電極Ｙl上の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘ1〜Ｘn）全てに電流値Ｉが流れている場合の配線抵抗による電圧降下を示した図である。

図２に示すように、データ電極Ｘ1〜Ｘnに流れる電流は、有機薄膜ＥＬ素子１画素分の電流（電流値Ｉ）で、データ電極の配線抵抗Ｒx（＝△Ｒx＊ｌ）による電圧降下ＶＲxは、図２に示すとおりＶＲx＝△Ｒx＊ｌ＊Ｉとなり、その最大値はＶＲxmax＝△Ｒx＊ｍ＊Ｉである。

一方、走査電極Ｙlに流れる電流は、走査電極上で順に加算されるので、画素間の配線抵抗△Ｒyに対して流れる電流が図２の左から順に電流値Ｉずつ増えていく。

したがって、走査電極Ｙl上の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘ1〜Ｘn，Ｙl）を同時に駆動した場合、走査電極Ｙlの配線抵抗により発生する電圧ＶＲyは、画素間の配線抵抗△Ｒyと各画素間を流れる電流の積の総和となり、その最大値は図２に示すとおりＶＲymax＝△Ｒy＊（ｎ−１）＊ｎ／２＊Ｉとなる。

以上のように、走査電極には各有機薄膜ＥＬ素子の電流が共通に流れるが、データ電極には１画素分の有機薄膜ＥＬ素子の電流しか流れない。配線抵抗による電圧降下（ＶＲxmax＋ＶＲymax）は、表示装置のアスペクト比（縦の画素数：横の画素数）をα（＝ｍ／ｎ）とすると、配線抵抗による電圧降下（ＶＲxmax＋ＶＲymax）は、式（１）で示される。

（ＶＲxmax＋ＶＲymax）＝（△Ｒx＊ｍ＊Ｉ）＋ ｛△Ｒy＊（ｎ−１）＊ｎ／２＊Ｉ｝
＝｛α＊△Ｒx＋（ｎ−１）／２＊△Ｒy｝＊ｎ＊Ｉ …（１）
一般的にアスペクト比αは９／１６、３／４、１／１の値であり、映像表示装置の場合、横の画素数ｎは最低でも２００以上必要であるから、上記式（１）において走査電極の配線抵抗△Ｒyの係数（ｎ−１）／２の方がデータ電極の配線抵抗△Ｒxの係数αより大きな値となる。

このように、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置の配線電極の抵抗値と当該配線電極に流れる電流に注目し、配線抵抗による電圧降下が低くなるようにデータ電極と走査電極を配設する。

すなわち、有機薄膜ＥＬ表示装置において、配線抵抗による電圧降下を低く抑えるためには、高抵抗側電極をデータ電極用配線に低抵抗側電極を走査電極用配線に配設する必要があり、上述のように本実施の形態では、高抵抗側電極である透明電極をデータ電極用配線に、低抵抗側電極である金属電極を走査電極用配線に配設して、配線抵抗による電圧降下を低く抑えることが可能である。

図３は上記ＰＷＭ変換器１７の構成を示す回路図である。

図において、１０１〜１０３はフリップフロップ、１０４はラッチ、１０５はカウンタ、１０６，１０７はＡＮＤゲート、１０８はインバータである。

上記フリップフロップ１０１，１０２及びＡＮＤゲート１０６は、水平同期信号ＨＤの立ち下がりのタイミングを検出する回路であり、またカウンタ１０５はａビットシフトレジスタ１５(ｉ)の出力データを保持するものである。

以下、上述のように構成された有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法について説明する。

図４は、前記図１の走査線選択切替部１３のシフトレジスタ１１(1)〜(n)の動作波形を示した波形図である。

本実施の形態では、全ての走査電極Ｙ1〜Ｙmから１本の走査電極を選択する場合の例であるので、走査線選択信号は０番目の水平同期区間のみＨレベルとなる信号である。走査線選択信号は、シフトレジスタ１１(1)に入力され、その出力信号は１番目の水平同期信号ＨＤの立ち上がりのタイミングでＨレベルに変化し、２番目の水平同期信号の立ち上がりのタイミングでＬレベルに変化する。すなわち、シフトレジスタ１１(1)の出力信号は、１番目の水平同期信号区間のみＨレベルとなり、走査線選択信号を１水平同期時間だけシフトし、次のシフトレジスタ１１(2)に入力する。シフトレジスタ１１(2)〜(n)においても同様にして、走査線選択信号を１水平同期時間だけ順次シフトするので、ｌ番目の水平同期区間の時だけｌ番目のシフトレジスタ１１(l)の出力がＨレベルになる。

各シフトレジスタ１１(1)〜１１(n)の出力は、ＭＯＳＦＥＴ１２(1)〜１２(m)のゲート端子に接続されているので、シフトレジスタの出力信号がＨレベルの時、走査電極はアースに接続される。すなわち、走査線選択切替部１３により走査電極Ｙ1〜Ｙmが順次選択切替され、アースに接続される。

また、前記図１に示すように、映像信号はＡＤＣ１４に入力され、ＡＤＣ１４によりａビットのディジタルデータに変換され、その出力ディジタルデータを、ａビットシフトレジスタ１５(n)に入力する。

図５は上記ａビットシフトレジスタ１５(1)〜(n)の動作を示すタイミングチャートである。

図に示すように、ａビットシフトレジスタ１５(n)は、ＡＤＣ１４の出力データを動作クロックＣＬＫ(DOT)の１周期時間分遅延させ、動作クロックＣＬＫ(DOT)の１周期時間前のＡＤＣ１４の出力データを出力する。また、その出力データを次のａビットシフトレジスタ１５(n-1)とＰＷＭ変換器１７(n)に入力する。

次のａビットシフトレジスタ１５(n-1)は、ａビットシフトレジスタ１５(n)の出力データを動作クロックＣＬＫ(DOT)の１周期時間分さらに遅延させ、動作クロックＣＬＫ(DOT)の２周期時間前のＡＤＣ１４の出力データを出力し、その出力データは次のａビットシフトレジスタ１５(n-2)とＰＷＭ変換器１６(n-1)に入力する。

このようにして、ａビットシフトレジスタ１５(n)〜(1)は、ＡＤＣ１４の出力データを動作クロックＣＬＫ(DOT)の１周期時間分ずつ順次遅延させ、最後のａビットシフトレジスタ１５(1)は、動作クロックＣＬＫ(DOT)のｎ周期時間前のＡＤＣ１４の出力データを出力し、その出力データをＰＷＭ変換器１６(1)に入力する。

図６は上記ＰＷＭ変換器１７(1)〜(n)の動作を示すタイミングチャートである。

図３及び図６において、ＰＷＭ変換器１７(ｉ)は、水平同期信号ＨＤの立ち上がりのタイミングでａビットシフトレジスタ１５(ｉ)の出力データ、すなわち水平同期信号のＨＤの立ち下がりのタイミングから動作クロックＣＬＫ(DOT)の（ｎ＋１）周期時間前のＡＤＣ１４の出力データｉを内部で保持する。ＰＷＭ変換器(i)は、ＰＷＭ変換用クロックＣＬＫ(PWM)の１周期と保持データの積である時間のパルス幅を出力する。

前記図１に戻って、電流源１８(1)〜(n)は、一方の端子を駆動電圧ＶＣＣの電圧源１９に、他方の端子をデータ電極Ｘ1〜Ｘnを介して有機薄膜ＥＬ素子に接続し、ＰＷＭ変換器１７(1)〜(n)の出力信号によりその信号のパルス幅の時間だけ一定の電流（電流値Ｉ）が出力されるように制御される。

以下この動作をより詳細に説明するが、説明の簡略化のために、まず、電流源１８(1)〜(n)のうち１つの電流源１８(i)が動作している場合について述べる。

図７は、電流源１８(i)から供給された電流が、データ電極Ｘiを介して有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙｌ）に流れ、走査線選択切替部１３により選択切替された走査電極Ｙlを介してアースに流れる電流の経路を示した図である。

有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙl）の発光量は、この電流値Ｉで制御することができる。この時、電流源１８(i)が正しく電流値Ｉを出力するために必要な動作電圧は、電流源１８(i)が理想電流源であれば０であるが、実際には図８に示すようなカレントミラー回路によって電流源が構成されるため、トランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧Ｖceとエミッタ抵抗による電圧ＶEの和以上の動作電圧ＶICC（≧Ｖce＋ＶE）が必要とされる。

また、電流値Ｉの電流が、データ電極Ｘi、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙl）、走査電極Ｙl、走査線選択切替部１３のＭＯＳＦＥＴ１２(i)に流れることで発生する電圧をそれぞれ次の電圧とする。すなわち、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙｌ）の陽極２と陰極４間に発生する電圧をＶEL、データ電極Ｘiの配線抵抗Ｒxによる電圧をＶＲx（＝△Ｒx＊Ｉ）、走査電極Ｙlの配線抵抗による電圧をＶＲy（＝△Ｒy＊Ｉ）、走査線選択切替部１３のＭＯＳＦＥＴ１２(i)のドレイン端子−ソース端子間の飽和電圧をＶswとする。

ここで、有機薄膜ＥＬ素子の電圧ＶELは、例えば図９〜図１１に示すような有機薄膜ＥＬ素子の電流−発光輝度特性及び電流−電圧特性から決まる電圧である。なお、図９〜図１１は、月刊ディスプレイ ９６年７月号 ４４頁の図８、図９に示されている特性図を定性的に表したものである。

図１２は、有機薄膜ＥＬ素子の電圧を図９〜図１１のような特性から決定される過程を説明するために、さらに上記電流経路のうち駆動電圧ＶＣＣの電圧源１９、電流源１８(i)、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi，Ｙl）部分だけを抜き出し簡略化した図である。

図において、電流源１８(i)は説明の簡略化のため理想電流源とする。図９のように、駆動電圧ＶＣＣが電流−電圧特性から求められる電流値Ｉの時のＥＬ電圧ＶEL(Ｉ)より高い場合、すなわちＶＣＣ≧ＶEL(Ｉ)の時、有機薄膜ＥＬ素子は電流源１８(i)による定電流駆動状態となる。このとき、有機薄膜ＥＬ素子の電圧は、ＶEL(Ｉ)で、電流源１８(i)の電圧ＶICCは駆動電圧との差、すなわちＶICC＝ＶＣＣ−ＶEL(Ｉ)である。

一方、図１０のように、駆動電圧ＶＣＣが電流−電圧特性から求められる電流値Ｉの時のＥＬ電圧ＶEL(Ｉ)より低い場合、すなわちＶＣＣ≦ＶEL(Ｉ)の時、有機薄膜ＥＬ素子は電圧源１９による定電圧駆動状態となる。このとき、電流は電流源１８(i)の電流値Ｉより低い、駆動電圧ＶＣＣ時の電流Ｉ(ＶＣＣ)（＜Ｉ）しか流れない。

以上のように、有機薄膜ＥＬ素子の発光輝度を制御するために定電流駆動するためには、電流値Ｉの時のＥＬ電圧ＶEL(Ｉ)以上の電圧で駆動することが必要である。また、実際の電流経路を考えた場合、駆動電圧ＶＣＣからデータ電極Ｘi、走査電極Ｙlの配線抵抗による電圧ＶＲx、ＶＲyと、電流源１８(i)が動作するために必要な電圧ＶICC及び走査線選択切替部１３のＭＯＳＦＥＴ１２(i)のドレイン端子−ソース端子間の飽和電圧Ｖswを考慮する必要がある。

したがって、有機薄膜ＥＬ素子の発光輝度を制御するために定電流駆動する場合には、駆動電圧ＶＣＣから上記の電流経路での電圧降下の和を差し引いた電圧が電流値Ｉ時のＥＬ電圧ＶEL(Ｉ)以上、すなわち（ＶＣＣ−ＶＲx−ＶＲy−Ｖsw）≧ＶEL(Ｉ)であることが必要である。

データ電極Ｘi、走査電極Ｙlの配線抵抗による電圧ＶＲx、ＶＲyは、配線長が最も長くなる有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘ1、Ｙm）を選択した場合が最大で、その電圧はそれぞれ、ＶＲxmax＝△Ｒx＊m、ＶＲymax＝△Ｒy＊nである。

以上、電流源１８(1)〜(n)のうち１つの電流源１８(i)が動作している場合について説明したが、実際には、前記図２のように全ての電流源１８(1)〜(n)が同時に動作している場合について考える必要がある。

前述のとおり、電流源１８(1)〜(n)からの電流は走査電極Ｙl上で順に加算されていくので、画素間の配線抵抗△Ｒyに対して流れる電流が図２の左から順に電流値Ｉずつ増えていく。したがって、走査電極Ｙl上の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘ1〜Ｘn，Ｙl）を同時に駆動した場合、走査電極Ｙlの配線抵抗により発生する電圧の最大値ＶＲymaxは、画素間の配線抵抗△Ｒyと各画素間を流れる電流の積の総和となるので、図２に示すようにＶＲymax＝△Ｒy＊（ｎ−１）＊ｎ／２＊Ｉである。

ここで、電圧源１９の駆動電圧ＶＣＣが、上記電圧（ＶＲx、ＶＲyについては最大値）の総和以下の場合、すなわちＶＣＣ≦（ＶICC＋ＶＲxmax＋ＶEL(Ｉ)＋ＶＲymax＋Ｖsw）となる場合は、画素の位置によっては配線抵抗値の違いにより電流源１８(i)が定電流動作するために必要な駆動電圧に達せず、電圧源１９による定電圧駆動状態となる画素が発生する。その結果、画面の位置により有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi、Ｙl）に流れる電流値がバラつくことになるので、その発光輝度がばらつき、有機薄膜ＥＬ表示装置の画面内の輝度ばらつきが発生する。

しかし、本実施の形態では、電圧源１９の駆動電圧ＶＣＣを上記電圧（ＶＲx、ＶＲyについては最大値）の総和以上、すなわちＶＣＣ≧（ＶICC＋ＶＲxmax＋ＶEL(Ｉ)＋ＶＲymax＋Ｖsw）となる特定の電圧に設定するようにしているので、画素の位置により配線抵抗値に違いがあっても常に電流源１８(i)により定電流駆動され、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi、Ｙl）の発光輝度を電流源(i)の電流値で制御することが可能である。したがって、画面の位置によらず有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi、Ｙl）の発光輝度のばらつきが発生することなく、有機薄膜ＥＬ表示装置の画面内で輝度ばらつきを生じることがない。

さらに、上記の条件下で定電流動作している電流源１８(i)の出力を、ＰＷＭ変換器１７(i)の出力パルスで制御すると、その出力電流は図７に示すように電流値が一定でＰＷＭ変換器１７(i)の出力パルス幅と同じパルス幅のパルス電流となる。電流源１８(i)から出力されたパルス電流は、図７に示すようにデータ電極の配線抵抗Ｒx、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘi、Ｙl）、走査電極の配線抵抗Ｒy、ＭＯＳＦＥＴ１２(l)と一本の電流経路で流れている。

従来例では、表示輝度をパルス幅で制御するためのパルス電圧波形が配線抵抗と有機薄膜ＥＬ素子の時定数により波形なまりが発生していたが、本実施の形態では配線抵抗があっても電流源１８(i)が定電流動作しているので有機薄膜ＥＬ素子（Ｘi、Ｙl）に流れる電流は電流源１８(i)から出力されるパルス電流と同じ波形になる。つまり、電流源１８(i)の出力は図７に示すように一本の電流経路で流れ、さらに電流源１８(i)が定電流動作をしており、出力波形はなまることがないので、有機薄膜ＥＬ素子の発光輝度階調をＰＷＭ変換器１７(i)の出力パルス幅で制御することが可能となる。

以上のように、一方の端子を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に１９に接続された電流源１８(1)〜(n)をＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置のデータ電極Ｘ1〜Ｘnに接続し、その出力電流を選択している走査電極上の画素の輝度階調に対応したパルス幅のパルス電流として、さらに駆動電圧ＶＣＣが電流源１８(1)〜(n)が必ず定電流動作するような特定の電圧以上になるようにＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動すると、画素の位置によるばらつきなく表示画像の輝度階調を表示することができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る有機薄膜ＥＬ表示装置は、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置の配線電極の抵抗値と当該配線電極に流れる電流に注目し、データ電極を低抵抗側配線に、走査電極を高抵抗側配線に配設するように構成したので、配線抵抗による電圧降下を低く抑えることができる。また、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置を、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する駆動方法とし、この時の駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上としたため、画素の位置による表示輝度がばらつくことを抑制することができる。

実施の形態２．
図１３はこの発明の実施の形態２に係る有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。第２の実施の形態では、図１に示す第１の実施の形態のＰＷＭ変換器１７(1)〜(n)がＤＡ変換器２０(1)〜(n)に変更され、ＤＡ変換器２０(1)〜(n)はａビットシフトレジスタ１５(1)〜(n)の出力データに相当する電圧を出力し、電流源１８(1)〜(n)はＤＡ変換器２０(1)〜(n)の出力電圧に比例した一定値の電流を出力する。それ以外の各部の構成及び動作は、第１の実施の形態と同じであり重複部分の説明を省略する。

以上の構成において、電流源１８(1)〜(n)が定電流動作をするための条件は、第１の実施の形態と同じく電圧源１９の駆動電圧ＶＣＣをＶＣＣ≧（ＶICC＋ＶＲxmax＋ＶEL(Ｉ)＋ＶＲymax＋Ｖsw）となる特定の電圧に設定することである。この条件下では第１の実施の形態と同じく画素の位置により配線抵抗値に違いがあっても常に電流源１８(1)〜(n)により定電流駆動されるので、有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ（Ｘ1〜Ｘn、Ｙl）の発光輝度を電流源１８(1)〜(n)の各電流値で制御することが可能である。

したがって、第２の実施の形態の方法によってＸ−Ｙマトリックス型の有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動しても、画素の位置によるばらつきなく表示画像の輝度階調を表示することができる。

以上説明したように、実施の形態２に係る有機薄膜ＥＬ表示装置は、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置を、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する駆動方法とし、この時の駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上として、この定電流動作する電流源の動作をパルス幅で動作を制御する、あるいは定電流動作の電流値を変化させて輝度階調を制御するように駆動したため、正確な階調表示及び高階調化が可能となる。

上述した実施の形態１及び実施の形態２では、電流源１８(1)〜(n)の駆動電圧ＶＣＣを電流源１８(1)〜(n)が定電流動作する特定の一定電圧としているが、電圧源１９は電圧値を可変できる可変電圧源を用いてもよくこの例を実施の形態３で説明する。

実施の形態３．
図１４はこの発明の実施の形態３に係る有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。なお、実施の形態３である有機薄膜ＥＬ表示装置の説明にあたり前記図１に示す有機薄膜ＥＬ表示装置と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。

図において、電流源１８(1)〜(n)に駆動電圧ＶＣＣを供給する電圧源を、電圧値を可変できる可変電圧源１９’に変更し、さらにこの可変電圧源１９’を制御する必要駆動電圧計算手段２１が設置された構成となっている。

上記可変電圧源１９’及び必要駆動電圧計算手段２１は、全体として走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを調整する調整手段を構成する。

電流源１８(1)〜(n)が定電流動作するための駆動電圧ＶＣＣの条件は、前述のとおり選択している走査電極までのデータ電極の配線抵抗や、表示している画像の最大輝度すなわち電流源１８(1)〜(n)の電流値で決定され、第１及び第２の実施の形態では、駆動電圧ＶＣＣをその最大値以上の特定の電圧としていたので、配線抵抗による電圧降下が低い場合は配線抵抗による電圧降下の最大値との電圧差が電流源１８(1)〜(n)の電圧となり、電流源１８(1)〜(n)でその電力を損失していた。

しかし、図１４に示すように、電圧源１９’を可変電圧源として、走査電極毎に選択している走査電極までのデータ電極による配線抵抗や、電流源１８(1)〜(n)の電流値から必要駆動電圧計算手段２１により可変電圧源１９’を制御して、電流源１８(1)〜(n)が定電流動作するために必要な駆動電圧ＶＣＣとなるようにすれば、電流源１８(1)〜(n)での電力損失を低く抑えることが可能となる。

ところで、各走査電極の駆動電圧ＶＣＣは、ＶICC＋ＶＲx＋ＶEL＋ＶＲy＋Ｖsw＜ＶＣＣとなればよい。ここで、ＶＲx＝△Ｒx＊ｌ＊Ｉとなり、選択される走査電極の位置によりｌが変化し、さらに選択された走査電極上にあるそれぞれの画素の輝度により走査電極を流れる電流の合計も変化するので、これらの変化に合わせて各走査電極ごとに適した駆動電圧ＶＣＣを求めることができる。

なお、図１４では、実施の形態１の電圧源１９を可変電圧源１９’に変更した例を示しているが、実施の形態２において電圧源１９を可変電圧源１９’に変更しても同様な効果を得ることができるのは明らかである。

以上説明したように、実施の形態３に係る有機薄膜ＥＬ表示装置は、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置を、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する駆動方法とし、この時の駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上とするとともに、駆動電圧ＶＣＣの電圧を調整する調整手段を設けて、走査電極毎に駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきを補正した異なる電圧値としたため、配線抵抗による電圧降下が小さい画素を駆動するときに発生する電流源などの駆動回路で発生する損失を低く抑えることができる。

実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４に係る有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。なお、実施の形態４である有機薄膜ＥＬ表示装置の説明にあたり前記図１４に示す有機薄膜ＥＬ表示装置と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。

図において、可変電流源１８’(1)〜(n)、可変電流源１８’(1)〜(n)の両端の電圧を測定する電圧測定手段２２（モニタ手段）、測定済みの有機薄膜ＥＬ素子の特性変化データ（後述する図１６及び図１７に示すようなデータ）を格納する特性テーブル２３、特性テーブル２３に格納された特性変化データに基づいて駆動電流を補正する駆動電流補正手段２４、及び特性テーブル２３に格納された特性変化データに基づいて駆動電圧を補正する駆動電圧補正手段２５が設置された構成となっている。

上記特性テーブル２３、駆動電流補正手段２４及び駆動電圧補正手段２５は、全体として輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整する補正手段を構成する。

すなわち、実施の形態４では、電圧測定手段２２で可変電流源１８’(1)〜(n)の両端の電圧を測定し、その電圧の経時変化から電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性の経時変化を測定する電圧測定手段２２を設け、すでに測定済みの有機薄膜ＥＬ素子の特性テーブル２３から特性変化データを読み出して、読み出した特性変化データを駆動電流補正手段２４及び駆動電圧補正手段２５により補正し、この補正信号で、それぞれ可変電流源１９’(1)〜(n)と可変電圧源１９’を制御して、有機薄膜ＥＬ素子の発光輝度を補正することが可能である。

上記補正信号の算出方法は、以下のようなものである。

図１６及び図１７は、『有機ＥＬ素子の開発戦略』（サイエンスフォーラム社１９９２年刊）の８５頁、８６頁に示されている有機薄膜ＥＬ素子の特性変化を定性的に表した図であり、図１６はその電流−電圧特性の経時変化を示す図、図１７はその電流−輝度特性の経時変化を示す図である。

図１６及び図１７に示すように、有機薄膜ＥＬ素子は通電時間経過に伴い、駆動電流が一定電流Ｉの時有機薄膜ＥＬ素子の電圧ＶEL(Ｉ)が高くなり、また発光輝度Ｌ(Ｉ)が低くなる傾向がある。

図１５に戻って、第１の実施の形態と同じく、一定電流値を出力している可変電流源１８’(1)〜(n)が定電流動作するような駆動電圧ＶＣＣで有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動している場合、有機薄膜ＥＬ素子の電圧変化△ＶELは、電流源動作であるから図１６に示すように可変電流源１８’(i)の両端の電圧変化△ＶICCで測定することができる。

この有機薄膜ＥＬ素子の電圧変化△ＶELとすでに測定済みの有機薄膜ＥＬ素子の経時変化特性テーブル２３から、例えば図１８に示す有機薄膜ＥＬ素子の経時変化補正フローチャートに従い、駆動電流補正２４で可変電流源１８’(1)〜(n)の電流値が大きくなるように制御して、有機薄膜ＥＬ素子の発光輝度の低下を補正することが可能となる。

図１８は有機薄膜ＥＬ素子の経時変化補正フローチャートであり、図１８の左辺はフローの各ステップＳＴを示し、図１８の右辺は該当ステップＳＴの詳細処理を示す。

まず、ステップＳＴ１で初期駆動電流Ｉと初期輝度Ｌを設定し、電圧−電流特性の経時変化データテーブル（ステップＳＴ３）及び電圧−輝度流特性の経時変化データテーブル（ステップＳＴ４）に出力する。また、ステップＳＴ２では、有機薄膜ＥＬ素子の電圧変化△ＶEL（可変電流源１８’(i)の両端の電圧変化△ＶICC）を測定し、電圧−電流特性の経時変化データテーブル（ステップＳＴ３）に出力する。

ステップＳＴ３で、通電経過時間による電圧−電流特性を示す電圧−電流特性の経時変化データテーブルを用いて、電圧−電流特性の経時変化データと有機薄膜ＥＬ素子の初期駆動電流と電圧変化△ＶELから通電経過時間ｔを求め、ステップＳＴ４で、電流−輝度特性の経時変化データと通電経過時間ｔから輝度変化△Ｌを求め、輝度変化を補正するための必要補正電流△Ｉを算出する。

ステップＳＴ５で、電圧−電流特性の経時変化データ、輝度変化を補正するための必要補正電流△Ｉ及び通電経過時間ｔから有機薄膜ＥＬ素子の電圧ＶEL’を算出し、ステップＳＴ６で駆動電流補正制御を行う。この駆動電流補正制御は、可変電流源１８’(i)の補正出力電流Ｉ’が初期電流Ｉと輝度変化を補正するための必要補正電流△Ｉの和Ｉ＋△Ｉとなるように可変電流源１８’(i)を制御する（ステップＳＴ８）。

ステップＳＴ７で、輝度補正後の有機薄膜ＥＬ素子の電圧ＶEL’と駆動電流補正制御出力から可変電流源１８’(i)が電流源動作するために必要な駆動電圧ＶＣＣ’を算出し、可変電圧源１８’を制御する（ステップＳＴ９）。

上述したように、可変電流源１８’(1)〜(n)の電流値補正及び有機薄膜ＥＬ素子の電圧変化すなわち電流値増加に対しても、常に電流源動作するように駆動電圧ＶＣＣについても補正する必要があり、同様にして測定済みの有機薄膜ＥＬ素子の経時変化特性テーブル２３から、駆動電圧補正２５で可変電圧源１９’を制御する。

また、実施の形態４に対して実施の形態３のように走査電極毎に、駆動電圧ＶＣＣを最適値とすることで、有機薄膜ＥＬ表示装置の通電経時変化に対して補正を行いかつ電力損失を抑えることが可能となる。

また、経時変化に伴って、補正を行うが、この補正は、装置のＯＮ，ＯＦＦの回数によって行ったり、装置の使用時間（トータルの使用時間）に応じて行う、あるいは常に行うようにすることができる。

以上説明したように、実施の形態４に係る有機薄膜ＥＬ表示装置は、Ｘ−Ｙマトリックス型有機ＥＬ表示装置を、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する駆動方法とし、この時の駆動電圧ＶＣＣを画素の位置による配線抵抗のばらつきがあっても電流源が必ず定電流動作する条件を満足する特定の電圧以上とするとともに、表示装置内の発光素子の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性をモニタするモニタ手段を設け、該モニタ手段からの情報を基に定電流動作の電流源の電流値を制御するようにしたので、発光素子の発光特性の変化を補正することができる。

なお、上記各実施の形態は、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置及び駆動方法に適用しているが、有機薄膜ＥＬ表示素子を備えた装置及びその駆動方法であれば、どのような電極構造や駆動方法のものにも適用可能であることは言うまでもない。

また、上記有機薄膜ＥＬ表示装置を構成する例えば有機物からなる発光層や、発光層を有する表示装置の種類、電極の接続状態などは前述した実施の形態に限られないことは勿論である。

この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の走査電極を選択して走査電極上の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬ全てに電流値が流れている場合の配線抵抗による電圧降下を示した図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置のＰＷＭ変換器の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の走査線選択切替部のシフトレジスタの動作波形を示す波形図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置のａビットシフトレジスタの動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置のＰＷＭ変換器の動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬに流れる電流の経路を説明するための図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の電流源をカレントミラー回路で構成した場合の例を示す図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子の電流−電圧特性を定性的に示す図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子の電流−電圧特性を定性的に示す図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子の電流−発光輝度特性を定性的に示す図である。 この発明の実施の形態１による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子ＥＬの要部を抽出し簡略化して示す図である。 この発明の実施の形態２による有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態３による有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態４による有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態４による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子の経時変化特性を定性的に示す図である。 この発明の実施の形態４による有機薄膜ＥＬ表示装置の有機薄膜ＥＬ素子の経時変化特性を定性的に示す図である。 この発明の実施の形態４による有機薄膜ＥＬ表示装置の経時変化補正のフローチャートである。 従来の有機薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面図である。 従来の有機薄膜ＥＬ素子の陽極と陰極とがストライプ状に形成され、かつ互いに交差するように配置したＸ−Ｙマトリックス有機薄膜ＥＬ表示装置の構造を示す図である。 従来の有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動の等価回路を示す図である。 従来の有機薄膜ＥＬ素子の発光時間と輝度の関係を示す図である。 従来の有機薄膜ＥＬ表示装置におけるマトリックス駆動回路の電圧波形を示した図である。

符号の説明

１１(1)〜１１(m) シフトレジスタ、 １２(1)〜１２(m) ＭＯＳＦＥＴ、 １３ 走査電極選択切替部、 １４ ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）、 １５(1)〜１５(n) ａビットシフトレジスタ、 １６ ａビットラインメモリ、 １７(1)〜１７(n) ＰＷＭ変換器、 １８(1)〜１８(n) 電流源、 １８’ 可変電流源、 １９ 電圧源、 １９’ 可変電圧源、 ２０(1)〜(n) ＤＡ変換器、 ２１ 必要駆動電圧計算手段、 ２２ 電圧測定手段、 ２３ 特性テーブル、 ２４ 駆動電流補正手段、 ２５ 駆動電圧補正手段、 ＥＬ（Ｘi，Ｙl） 有機薄膜ＥＬ素子、 Ｙ1〜Ｙm 走査電極、 Ｘ1〜Ｘn データ電極、 ＶＣＣ 駆動電圧。

Claims (8)

1. 少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置において、駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動するとともに、前記電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置。
2. 発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、前記モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とした請求項１に記載の有機薄膜ＥＬ表示装置。
3. 前記発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、前記補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整することを特徴とした請求項２に記載の有機薄膜ＥＬ表示装置。
4. 前記発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、前記補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする請求項２又は３の何れかに記載の有機薄膜ＥＬ表示装置。
5. 少なくとも有機物からなる発光層を有するＸ−Ｙマトリックス型有機薄膜ＥＬ表示装置を駆動電圧ＶＣＣの電圧源に接続された電流源で駆動する有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法において、前記電流源の定電流出力を画素の階調に対応したパルス幅で制御して、画素の階調制御を行うことを特徴とする有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法。
6. 発光素子の電圧−電流特性をモニタする手段を備え、前記モニタ手段からの情報を基に電流源の定電流値を制御し、該発光素子の発光特性の変化を補正することを特徴とした請求項５に記載の有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法。
7. 前記発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、前記補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整することを特徴とした請求項６に記載の有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法。
8. 前記発光素子の発光特性の変化を補正する補正手段を備え、前記補正手段により輝度特性や色バランスなどの表示特性の変化を調整して駆動回路における電力損失を抑えたことを特徴とする請求項６又は７の何れかに記載の有機薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法。

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