JP5366232B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に関し、特に有機発光表示装置に関する。

最近では、パーソナルコンピュータやテレビなどの軽量化及び薄型化に伴い、表示装置の軽量化及び薄型化も要求されており、このような要求に応えて陰極線管（ＣＲＴ）が平板表示装置で代替されている。
このような平板表示装置としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、有機発光表示装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）などがある。

一般に、能動型平板表示装置は、複数の画素が行列状に配列され、与えられた輝度情報に従って、各画素の光強度を制御することによって画像を表示する。このうち有機発光表示装置は、蛍光性有機物質を電気的に励起発光させて画像を表示する表示装置であって、自己発光型で消費電力が低く、視野角が広く、画素の応答速度が速いので、高画質の動画表示が容易である。

有機発光表示装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）とこれを駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備える。駆動トランジスタは、活性層（ａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）の種類によって多結晶シリコン薄膜トランジスタと非晶質シリコン薄膜トランジスタなどに区分される。

有機発光ダイオードは長時間発光させる場合劣化が生じ、非晶質シリコンを備えた駆動トランジスタも長時間駆動する場合劣化が生じる。これによって、有機発光表示装置の画質も劣化し、有機発光表示装置の寿命を短縮する。
このことから、有機発光ダイオードや駆動トランジスタの劣化を防止したり補償したりするため、多くの画素回路が提案されてきた。しかしながら、これまでに提案されたほとんどの画素回路は、３つ以上の薄膜トランジスタと複数の配線を有していて画素の開口率が低い。また、時間が経過するに伴って有機発光ダイオード及び駆動トランジスタの劣化による補償能力も劣るという問題点があった。

本発明は上記のような従来の表示装置の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画素回路を簡単にして画素の開口率を向上させると共に、長時間駆動させても有機発光ダイオード及び駆動トランジスタの劣化を補償することができる表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の表示装置は、 有機発光ダイオードを含む複数の画素と、
画素ごとに入力映像データに基づいて現在の映像データに対するデータ累積値を生成し
、該データ累積値による補正係数を求め、該補正係数に基づき現在の映像データを補正し
て補正映像データを生成する信号制御部と、
前記補正映像データに対応するデータ電圧を生成して前記画素に供給するデータ駆動部
と、を備え、
前記補正係数は、駆動トランジスタの制御端子電圧の初期値をＶｇ_０、駆動トランジスタの出力端子電圧の初期値をＶｓ_０、駆動トランジスタのしきい電圧の初期値をＶｔｈ_０、前記データ累積値をＤ、有機発光ダイオードの電流効率（η）の劣化係数をα′（Ｄ）、駆動トランジスタの電子移動度の劣化係数をβ′（Ｄ）、駆動トランジスタのしきい電圧の劣化係数をγ′（Ｄ）とするとき、下記［数８］の補正係数κで表されることを特徴とする。
［数８］

前記信号制御部は、前記入力映像データを調整し、該調整された映像データのそれぞれ
が所定数のレベルのうちの一つの値を有するようにすることができる。前記信号制御部は
、前記入力映像データまたは前記調整された映像データを累積して前記データ累積値を生
成し、所定間隔ごとに前記入力映像データまたは前記調整された映像データを累積するこ
とが好ましい。
前記信号制御部は、前記画素ごとにバッファデータを記憶するフレームバッファ、並び
に、前記入力映像データを所定間隔ごとに一つ以上のレベルに大きさを調整した後、前記
調整されたデータに直前のバッファデータを加算して、現在のバッファデータとして前記
フレームバッファに提供するレベル符号器を有することが好ましい。
前記信号制御部は、前記データ累積値の基本値を記憶するレジスタをさらに有すること
ができる。前記レベル符号器は、前記フレームバッファに記憶されている前記バッファデ
ータが所定レベル以上であれば、該バッファデータから所定レベルを減算し、所定レベル
に対応する値を前記レジスタの基本値に累積することが好ましい。
前記信号制御部は、前記フレームバッファからのバッファデータと前記レジスタからの
基本値とに基づいて前記データ累積値を生成するレベル復号器をさらに有することが好ましい。
前記劣化係数は、前記データ累積値の関数で予め決定されることが好ましい。
前記信号制御部は、前記劣化係数を記憶するルックアップテーブル、並びに、前記ルックアップテーブルから受信した前記劣化係数に基づいて前記データ累積値に対応する補正係数を算出し、該補正係数に基づいて前記補正映像データを生成する映像信号補正部を有することが好ましい。
前記画素は少なくとも３つの基本色の画素を含み、前記補正係数は少なくとも３つの基
本色ごとに独立的に算出されることが好ましい。

このような本発明の表示装置によれば、映像信号を累積したデータ累積値を記憶し、データ累積値による有機発光表示装置の劣化係数を予め決定した後、該劣化係数に基づいて映像信号を補正することによって、有機発光ダイオード及び駆動トランジスタの劣化を補償することができ、長時間駆動しても補償能力が低下しない。また、スイッチングトランジスタ、駆動トランジスタ、データ線及び走査信号線以外に別途のトランジスタ及び信号線を備えないので、画素の開口率を向上させることができる。

本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

次に、本発明の表示装置及びその駆動方法を実施するための最良の形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態による有機発光表示装置は、表示板３００とこれに接続されている走査駆動部４００、及びデータ駆動部５００、並びにこれらを制御する信号制御部６００を備える。
表示板３００は、等価回路的に複数の表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）と複数の駆動電圧線（図示せず）、及びこれらに接続されてほぼ行列状に配列された複数の画素（ｐｉｘｅｌ）（ＰＸ）を有する。

表示信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ、Ｄ_１−Ｄ_ｍ）は、走査信号を伝達する複数の走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）とデータ電圧を伝達する複数のデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）を有する。走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）はほぼ行方向に延びており、互いに分離されてほぼ平行である。データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）はほぼ列方向に延びており、互いに分離されてほぼ平行である。
駆動電圧線は各画素（ＰＸ）に駆動電圧（Ｖｄｄ）を伝達する。

図２に示すように、各画素（ＰＸ）、例えば、走査信号線（Ｇ_ｉ）とデータ線（Ｄ_ｊ）に接続されている画素は、有機発光ダイオード（ＬＤ）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）、キャパシタ（Ｃｓｔ）、及びスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を有する。
スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）は、制御端子、入力端子及び出力端子を有している。スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）の制御端子及び入力端子は、それぞれ走査信号線（Ｇ_ｉ）及びデータ線（Ｄ_ｊ）に接続されており、出力端子は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）に接続されている。

また、駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、制御端子、入力端子及び出力端子を有する三端子素子であって、その制御端子はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）の出力端子に接続されており、入力端子は駆動電圧（Ｖｄｄ）に接続されており、出力端子は有機発光ダイオード（ＬＤ）に接続されている。
キャパシタ（Ｃｓｔ）は駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と入力端子に接続されており、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子に印加されるデータ電圧を充電し、スイッチング素子（Ｑｓ）が非導通状態になった後もこれを維持する。

有機発光ダイオード（ＬＤ）のアノード（ａｎｏｄｅ）とカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）は、それぞれ駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力端子と共通電圧（Ｖｓｓ）に接続されている。有機発光ダイオード（ＬＤ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）が供給する電流（Ｉ_ＬＤ）の大きさにより強さを異にして発光することによって画像を表示する。電流（Ｉ_ＬＤ）の大きさは、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と出力端子との間の電圧差に依存する。

スイッチング及び駆動トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）は、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンからなるｎ−チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなる。しかし、これらスイッチング及び駆動トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）は、ｐ−チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなることもできる。また、スイッチング及び駆動トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）、キャパシタ（Ｃｓｔ）及び有機発光ダイオード（ＬＤ）の接続関係が入れ替わってもよい。

次に、図２に示す有機発光表示装置の駆動トランジスタ（Ｑｄ）と有機発光ダイオード（ＬＤ）の構造について図３及び図４を参照して詳細に説明する。
図３は、図２に示す有機発光表示装置の一つの画素の駆動トランジスタと、有機発光ダイオードの断面の一例を示した断面図であり、図４は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置の有機発光ダイオードの概略図である。

絶縁基板１１０上に制御端子電極１２４が形成されている。制御端子電極１２４は、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）と銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）と銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などからなることが好ましい。

しかし、制御端子電極１２４は、物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することもできる。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすために低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これと異なり、その他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ及びＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタルなどからなる。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。さらに、制御端子電極１２４は様々な金属と導電体で形成することもできる。制御端子電極１２４は、基板１１０面に対し傾斜しており、その傾斜角は３０乃至８０°である。

制御端子電極１２４上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などからなる絶縁膜１４０が形成されている。絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンはａ−Ｓｉと略称する。）または多結晶シリコンなどからなる半導体１５４が形成されている。
半導体１５４上には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質からなる一対のオーミック接触部材１６３、１６５が形成されている。半導体１５４とオーミック接触部材１６３、１６５の側面は基板１１０面に対し傾斜しており、傾斜角は３０乃至８０゜である。

オーミック接触部材１６３、１６５及び絶縁膜１４０上には、入力端子電極１７３と出力端子電極１７５が形成されている。入力端子電極１７３と出力端子電極１７５は、クロム、モリブデン系金属、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属からなることが好ましく、耐火性金属などの下部膜（図示せず）とその上に位置した低抵抗物質の上部膜（図示せず）を含む多層膜構造を有することができる。多層膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜−アルミニウム（合金）中間膜−モリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。入力端子電極１７３と出力端子電極１７５も制御端子電極１２４と同様に、その側面が約３０乃至８０゜の角度でそれぞれ傾斜している。

入力端子電極１７３と出力端子電極１７５は互いに分離されており、制御端子電極１２４を基準に両側に位置する。制御端子電極１２４、入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５は、半導体１５４と共に駆動トランジスタ（Ｑｄ）を構成し、そのチャンネルは、入力端子電極１７３と出力端子電極１７５との間の半導体１５４に形成される。
オーミック接触部材１６３、１６５は、その下部の半導体１５４とその上部の入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５の間にのみ存在し、接触抵抗を低くする役割を果たす。半導体１５４には入力端子電極１７３と出力端子電極１７５で覆われず露出した部分がある。

入力端子電極１７３及び出力端子電極１７５と露出した半導体１５４部分、及び絶縁膜１４０上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、ＳｉＮｘやＳｉＯ_２などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などからなる。低誘電率絶縁物の誘電定数は４．０以下であることが好ましく、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどがその例である。有機絶縁物のうち感光性を有するもので保護膜１８０を形成することもでき、保護膜１８０の表面は平坦化することができる。また、保護膜１８０は半導体１５４の露出した部分を保護すると同時に、有機膜の長所を生かすことができるように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有することができる。保護膜１８０には、出力端子電極１７５を露出させるコンタクトホール１８５が形成されている。

保護膜１８０上には画素電極１９０が形成されている。画素電極１９０は、コンタクトホール１８５を介して出力端子電極１７５と物理的及び電気的に接続されており、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やクロム、アルミニウム、銀またはその合金の反射性に優れた金属からなることができる。

また、保護膜１８０上には隔壁３６１が形成されている。隔壁３６１は画素電極１９０縁の周りを堤防（ｂａｎｋ）のように覆って開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）を定義し、有機絶縁物質または無機絶縁物質からなる。
画素電極１９０上には有機発光部材３７０が形成されており、有機発光部材３７０は隔壁３６１で覆われた開口部に囲まれている。

有機発光部材３７０は、図４に示すように、発光層（ＥＭＬ）以外に発光層（ＥＭＬ）の発光効率を向上させるための付帯層を含む多層構造を有する。付帯層には電子と正孔のバランスをとるための電子伝達層（ＥＴＬ）及び正孔伝達層（ＨＴＬ）と、電子と正孔の注入を強化するための電子注入層（ＥＩＬ）及び正孔注入層（ＨＩＬ）がある。付帯層は省略可能である。

隔壁３６１及び有機発光部材３７０上には、共通電圧（Ｖｓｓ）が印加される共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などを含む反射性金属、またはＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電物質からなる。

不透明な画素電極１９０と透明な共通電極２７０は、表示板３００の上部方向に画像を表示する前面発光方式の有機発光表示装置に適用し、透明な画素電極１９０と不透明な共通電極２７０は、表示板３００の下方向に画像を表示する背面発光方式の有機発光表示装置に適用する。

画素電極１９０、有機発光部材３７０及び共通電極２７０は、図２に示した有機発光ダイオード（ＬＤ）を構成し、画素電極１９０がアノード、共通電極２７０がカソードとなったり、反対に画素電極１９０がカソード、共通電極１９０がアノードとなったりする。有機発光ダイオード（ＬＤ）は、有機発光部材３７０の材料によって基本色のうちの一つの色相を発光する。基本色の例としては、赤色、緑色、青色の三原色があり、三原色の空間的作用で所望の色を表示する。

再び図１を参照すれば、走査駆動部４００は、表示板３００の走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に接続され、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を導通させる高電圧（Ｖｏｎ）と、非導通させる低電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせからなる走査信号を走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に印加する。

データ駆動部５００は、表示板３００のデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に接続されてデータ電圧をデータ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加する。信号制御部６００は、走査駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御し、入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を補正する。

走査駆動部４００またはデータ駆動部５００は、少なくとも一つの駆動集積回路チップの形態に表示板３００上に直接装着されたり、フレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）の形態に表示板３００に付着されたりすることもできる。これと異なり、走査駆動部４００またはデータ駆動部５００を表示板３００に集積することもできる。または、データ駆動部５００と信号制御部６００などを一つのＩＣ（ｏｎｅ ｃｈｉｐ）に集積することができる。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御部（図示せず）から入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、各画素（ＰＸ）の輝度情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号は、例えば、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などがある。

信号制御部６００は、入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を補正して出力映像データ（ＤＡＴ）を生成し、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成した後、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）を走査駆動部４００に送出し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）と補正された出力映像データ（ＤＡＴ）をデータ駆動部５００に送出する。

走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、高電圧（Ｖｏｎ）の走査開始を指示する走査開始信号と高電圧（Ｖｏｎ）の出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号などを有する。また、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、高電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号をさらに有することができる。

データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一つの画素行に対するデジタル信号の出力映像データ（ＤＡＴ）の伝送を知らせる水平同期開始信号と、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に当該アナログデータ電圧の印加を指示するロード信号及びデータクロック信号などを有する。

データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）に従って一つの行の画素に対する出力映像データ（ＤＡＴ）を順次に受信して、各デジタル信号の出力映像データ（ＤＡＴ）をアナログデータ電圧に変換した後、これを当該データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加する。

走査駆動部４００は、信号制御部６００からの走査制御信号（ＣＯＮＴ１）に従って走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に印加される走査信号を高電圧（Ｖｏｎ）に変換して、該走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に接続されたスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を導通させる。これによって、データ線（Ｄ_１−Ｄ_ｍ）に印加されたデータ電圧が導通された当該スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）を介して当該駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子及びキャパシタ（Ｃｓｔ）に印加される。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）に印加されたデータ電圧はキャパシタ（Ｃｓｔ）に充電され、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）がオフされても充電された電圧は維持される。データ電圧が印加された駆動トランジスタ（Ｑｄ）はオン状態になり、該電圧に依存する電流（Ｉ_ＬＤ）を出力する。そして、この電流（Ｉ_ＬＤ）が有機発光ダイオード（ＬＤ）に流れて当該画素（ＰＸ）は映像を表示する。

１水平周期（または１Ｈ）（水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、データイネーブル信号ＤＥの一周期）を単位にしてこのような動作を繰り返すことによって、１フレームの間全走査信号線（Ｇ_１−Ｇ_ｎ）に対して順次に走査信号を印加し、全画素（ＰＸ）にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次のフレームが開始され、次のフレームでも同じ動作を繰り返す。

次に、本発明の実施形態による映像信号補正について図５及び図６を参照して詳細に説明する。
図５は、データ累積値による劣化係数の変化を示す概略図であり、図６は、図１に示す有機発光表示装置の信号制御部のブロック図である。
図２に示した画素（ＰＸ）の輝度をＬとするとき、Ｌは次の式で表される。

ここで、Ｋは画素の特性による定数であり、駆動トランジスタ（Ｑｄ）のチャンネル容量、チャンネル長さ、チャンネル幅及び画素の大きさなどに依存する。ηは有機発光ダイオード（ＬＤ）の電流効率、μは駆動トランジスタ（Ｑｄ）の電子移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）、Ｖｇｓは駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と出力端子の間の差電圧、Ｖｔｈは駆動トランジスタ（Ｑｄ）のしきい電圧を示す。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）及び有機発光ダイオード（ＬＤ）に流れる電流は、有機発光ダイオード（ＬＤ）を発光させると同時にこれらを劣化させる。即ち、前記電流によって有機発光ダイオード（ＬＤ）の電流効率（η）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の電子移動度（μ）及びしきい電圧（Ｖｔｈ）などが影響を受ける。

有機発光ダイオード（ＬＤ）の電流効率（η）の初期値をη_０とし、初期から所定時間まで有機発光ダイオード（ＬＤ）に流れた電流の累積値をＳとし、電流累積値（Ｓ）による劣化係数をα（Ｓ）とするとき、有機発光ダイオード（ＬＤ）の電流効率η（Ｓ）は次の式で表される。

同様に、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の電子移動度μ（Ｓ）は次式で表される。

ここで、μ_０は駆動トランジスタ（Ｑｄ）の電子移動度（μ）の初期値を示し、β（Ｓ）は電流累積値（Ｓ）による劣化係数を示す。そして、駆動トランジスタ（Ｑｄ）のしきい電圧Ｖｔｈ（Ｓ）も、次の式で表される。

ここで、Ｖｔｈ_０は駆動トランジスタ（Ｑｄ）のしきい電圧（Ｖｔｈ）の初期値を示し、γ（Ｓ）は電流累積値（Ｓ）による劣化係数を示す。

数式１において、Ｖｇｓの初期値をＶｇｓ_０（＝Ｖｇ_０−Ｖｓ_０）とし、κを劣化による補正係数とするとき、補正された電圧Ｖｇｓ′は次の式のように表現できる。この時、Ｖｇ_０及びＶｓ_０は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子電圧及び出力端子電圧の初期値である。

画素（ＰＸ）の輝度を同一に維持するため、数式１乃至数式５により次のような関係が成立する。

数式６を整理して補正された駆動トランジスタの制御端子電圧κ×Ｖｇ_０で表すと次の式で表される。

ここで、Ｖｓ_０は有機発光ダイオード（ＬＤ）のしきい電圧と共通電圧（Ｖｓｓ）によって決定される。α（Ｓ）、β（Ｓ）、γ（Ｓ）、Ｖｔｈ_０及びＶｓ_０は実験などによって決定できるので、補正係数κを計算によって求めることができる。補正係数κを適用すれば、有機発光ダイオード（ＬＤ）及び駆動トランジスタ（Ｑｄ）が劣化しても、画素の輝度を一定に維持することができる。

ところが、有機発光表示装置において電流累積値（Ｓ）を分かることは難しい。有機発光ダイオード（ＬＤ）に流れる電流は、入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の関数で表すことができるので、電流累積値（Ｓ）もデータ累積値（Ｄ）の関数で表すことができ、これによって劣化係数α（Ｓ）、β（Ｓ）、γ（Ｓ）は、それぞれデータ累積値（Ｄ）の関数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）で表すことができる。数式８は、次のようにデータ累積値（Ｄ）で表すことができる。

図５において、データ累積値（Ｄ）が大きくなるほど劣化係数α′（Ｄ）及びβ′（Ｄ）の値は小さくなり、劣化係数γ′（Ｄ）の値が大きくなる。

有機発光表示装置の画素（ＰＸ）ごとに入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が異なるため、これによるデータ累積値（Ｄ）も画素（ＰＸ）ごとに異なり、この結果、各画素（ＰＸ）の劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）の値も異なる。結局、データ累積値（Ｄ）に対する劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）を実験などによって予め決定した後、各画素（ＰＸ）のデータ累積値（Ｄ）を計算して数式８に代入すれば、画素（ＰＸ）の駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子に印加されるデータ電圧（＝κ×Ｖｇ_０）を得ることができる。すると、各画素（ＰＸ）の入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する補正された出力映像データ（ＤＡＴ）も算出することができる。

特に、有機発光ダイオード（ＬＤ）の電流効率（η）が赤色、緑色及び青色画素ごとに異なり、劣化の進行も異なるので、互いに異なる色を表示する画素に対して電流効率（η）の劣化係数α′（Ｄ）を相違に設定することによって、独立的な補正された出力映像データ（ＤＡＴ）を得ることができる。

次に、このような補正された出力映像データ（ＤＡＴ）を生成することができる信号制御部６００について図６を参照して詳細に説明する。
図６に示すように、本実施形態による有機発光表示装置の信号制御部６００は、映像信号補正部６２０とこれに接続されているデータ累積値生成部６１０及びルックアップテーブル６３０を有する。

データ累積値生成部６１０は、レベル符号器（ｌｅｖｅｌ ｅｎｃｏｄｅｒ）６０２と、これに接続されているレジスタ６０１、フレームバッファ６０３及びフレームカウンタ６０４、並びにこれらに接続されているレベル復号器（ｌｅｖｅｌ ｄｅｃｏｄｅｒ）６０５を有し、入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を受信して所定の演算処理を行なってデータ累積値（Ｄ）を生成した後、映像信号補正部６２０に送出する。

レベル符号器６０２は、各画素（ＰＸ）の入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を受信して一つ以上のレベルに大きさを調整する。例えば、４つのレベルに大きさを調整する場合には、入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の上位２ビットを取って調整されたデータとすることができる。調整されたデータとフレームバッファ６０３に記憶されている直前のバッファデータを加算して、これを現在のバッファデータとしてフレームバッファ６０３に供給する。

また、レベル符号器６０２は、フレームバッファ６０３に記憶されている全画素（ＰＸ）のバッファデータが所定のレベル以上であるか否かを調べて、所定のレベル以上であれば、全バッファデータから所定のレベルを減算した後、これを現在のバッファデータとしてフレームバッファ６０３に保存する。

なお、レベル符号器６０２は、所定のレベルに対応する値にレジスタ６０１に記憶されている直前の基本値を加算して、これを現在の基本値としてレジスタ６０１に供給する。
フレームバッファ６０３は、画素（ＰＸ）ごとにデータ累積値（Ｄ）に関連するバッファデータをレベル符号器６０２から受信して記憶し、非揮発性メモリを有する。
レジスタ６０１は、データ累積値（Ｄ）に関連する基本値をレベル符号器６０２から受信して記憶し、非揮発性メモリを有する。

フレームカウンタ６０４は、所定数のフレームごとにレベル符号器６０２にイネーブル信号を提供してレベル符号器６０２が動作するようにする。ここで、所定数は実験によって決定される。
フレームバッファ６０３はその容量に限界があるので、実際の入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を無制限に累積して記憶することができない。このため、フレームカウンタ６０４が決める所定間隔ごとに入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を累積し、実際の入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の代わりに調整されたデータを累積する。

また、フレームカウンタ６０４は、レベル符号器６０２が動作した数をカウントして記憶し、その数をレベル復号器６０５に送出する。フレームカウンタ６０４も非揮発性メモリを有する。
レベル復号器６０５は、レジスタ６０１からの基本値、フレームバッファ６０３からのバッファデータ、及びフレームカウンタ６０４からのカウンティング数を利用してデータ累積値（Ｄ）を算出した後、これを映像信号補正部６２０に送出する。

ルックアップテーブル６３０は、データ累積値（Ｄ）に基づいて実験などによって予め決定された劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）とＶｔｈ_０及びＶｓ_０を記憶し、これらを映像信号補正部６２０に送出する。

映像信号補正部６２０は、外部から各画素（ＰＸ）の入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を受信して、該デジタル値を入力映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に相当するデータ電圧のアナログ値に変換する。そして、レベル復号器６０５からデータ累積値（Ｄ）を受信して、これに対応する劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）とＶｔｈ_０及びＶｓ_０をルックアップテーブル６３０から受信する。ルックアップテーブル６３０の大きさに限定がありえるので、ルックアップテーブル６３０には適切な間隔のデータ累積値（Ｄ）に対する劣化係数を記憶させておき、その間のデータ累積値（Ｄ）に対する劣化係数は補間法などにより算出する。映像信号補正部６２０は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子電圧Ｖｇ_０をデータ電圧（Ｖｄ）とし、劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）とＶｔｈ_０及びＶｓ_０を数式８に代入して、補正されたデータ電圧（κ×Ｖｄ）を算出する。そして、補正されたデータ電圧（κ×Ｖｄ）を階調データに変換して補正された映像データ（ＤＡＴ）を生成する。
データ累積値生成部６１０及び映像信号補正部６２０は、デジタルロジックによって実現できる。

劣化係数α′（Ｄ）、β′（Ｄ）、γ′（Ｄ）がルックアップテーブル６３０に保存されている場合について説明したが、場合によっては、これらはデータ累積値に対する関数で表すことができ、その際に、ルックアップテーブル６３０を使用せずに、映像信号補正部６２０が演算を行なって劣化係数を算出することもできる。

本発明の実施形態では、一つの画素（ＰＸ）が有機発光ダイオード（ＬＤ）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）及びキャパシタ（Ｃｓｔ）を有する場合について説明したが、より多くの薄膜トランジスタ及びキャパシタを有している場合にも本発明を適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

本発明の一実施形態による有機発光表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による有機発光表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 図２に示す有機発光表示装置の一つの画素の駆動トランジスタと有機発光ダイオードの断面の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機発光表示装置の有機発光ダイオードの概略図である。 データ累積値による劣化係数の変化を示す概略図である。 図１に示す有機発光表示装置の信号制御部のブロック図である。

符号の説明

１１０ 基板
１２４ 制御端子電極
１４０ 絶縁膜
１５４ 半導体
１６３、１６５ 接触部材
１７３ 入力端子電極
１７５ 出力端子電極
１８０ 保護膜
１８５ コンタクトホール
１９０ 画素電極
２７０ 共通電極
３００ 表示板
３６１ 隔壁
３７０ 有機発光部材
４００ 走査駆動部
５００ データ駆動部
６００ 信号制御部
６０１ レジスタ
６０２ レベル符号器
６０３ フレームバッファ
６０４ フレームカウンタ
６０５ レベル復号器
６１０ データ累積値生成部
６２０ 映像信号補正部
６３０ ルックアップテーブル
ＥＭＬ 発光層
ＥＴＬ 電子伝達層
ＨＴＬ 正孔伝達層
ＥＩＬ 電子注入層
ＨＩＬ 正孔注入層
Ｃｓｔ キャパシタ
Ｄ_１−Ｄ_ｍ データ線
Ｇ_１−Ｇ_ｎ 走査信号線
ＬＤ 有機発光ダイオード
Ｑｄ 駆動トランジスタ
Ｑｓ スイッチングトランジスタ
ＣＯＮＴ１ 走査制御信号
ＣＯＮＴ２ データ制御信号
ＤＡＴ 出力映像データ
ＤＥ データイネーブル信号
ＭＣＬＫ メインクロック
Ｈｓｙｎｃ 水平同期信号
Ｒ、Ｇ、Ｂ 入力映像データ
Ｖｄｄ 駆動電圧
Ｖｓｓ 共通電圧
Ｖｓｙｎｃ 垂直同期信号
Ｖｏｎ 高電圧
Ｖｏｆｆ 低電圧

Claims (10)

1. 有機発光ダイオードを含む複数の画素と、
   画素ごとに入力映像データに基づいて現在の映像データに対するデータ累積値を生成し
   、該データ累積値による補正係数を求め、該補正係数に基づき現在の映像データを補正し
   て補正映像データを生成する信号制御部と、
   前記補正映像データに対応するデータ電圧を生成して前記画素に供給するデータ駆動部
   と、を備え、
   前記補正係数は、駆動トランジスタの制御端子電圧の初期値をＶｇ _０ 、駆動トランジスタの出力端子電圧の初期値をＶｓ _０ 、駆動トランジスタのしきい電圧の初期値をＶｔｈ _０ 、前記データ累積値をＤ、有機発光ダイオードの電流効率（η）の劣化係数をα′（Ｄ）、駆動トランジスタの電子移動度の劣化係数をβ′（Ｄ）、駆動トランジスタのしきい電圧の劣化係数をγ′（Ｄ）とするとき、下記［数８］の補正係数κで表されることを特徴とする表示装置。
   

   
2. 前記信号制御部は、前記入力映像データを調整して該調整された映像データのそれぞれ
   が所定数のレベルのうちの一つの値を有するようにし、該調整された映像データを累積し
   て前記データ累積値を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記信号制御部は、所定間隔ごとに前記入力映像データを累積することを特徴とする請
   求項１に記載の表示装置。
4. 前記信号制御部は、前記入力映像データを所定間隔ごとに累積して前記データ累積値を
   生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記信号制御部は、
   前記画素ごとにバッファデータを記憶するフレームバッファと、
   前記入力映像データを所定間隔ごとに一つ以上のレベルに大きさを調整した後、前記調
   整されたデータに前記フレームバッファに記憶された直前のバッファデータを加算して現
   在のバッファデータとして前記フレームバッファに提供するレベル符号器と、を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記信号制御部は、前記データ累積値の基本値を記憶するレジスタをさらに有し、
   前記レベル符号器は、前記フレームバッファに記憶されているバッファデータが所定レ
   ベル以上であれば、該バッファデータから所定レベルを減算し、所定レベルに対応する値
   を前記レジスタの基本値に累積することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記信号制御部は、前記フレームバッファからのバッファデータと前記レジスタからの
   基本値とに基づいて前記データ累積値を生成するレベル復号器をさらに有することを特徴
   とする請求項５に記載の表示装置。
8. 前記劣化係数は、前記データ累積値の関数で予め決定されることを特徴とする請求項１
   に記載の表示装置。
9. 前記信号制御部は、
   前記劣化係数を記憶するルックアップテーブルと、
   前記ルックアップテーブルから受信した前記劣化係数に基づいて前記データ累積値に対応する補正係数を算出し、該補正係数に基づいて前記補正映像データを生成する映像信号補正部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記画素は少なくとも３つの基本色の画素を有し、前記補正係数は少なくとも３つの基
    本色ごとに独立的に算出されることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。

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