以下、本発明の実施形態に係る表示装置を、図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態に係る表示装置の構成を図1に示す。
本実施形態に係る表示装置1は、TFTパネル(画素アレイ)11と、光電変換部12と、セレクトドライバ13と、カソード電源14と、アノードドライバ15と、データドライバ16(1),16(2)と、センサ信号処理部17と、電源18と、コントローラ19と、表示信号生成回路20と、を備える。
TFTパネル11は、複数の画素回路11(i,j)(i=1〜m、j=1〜n、m,n;自然数)を備えたものである。
各画素回路11(i,j)は、それぞれ、画像の1画素に対応するものであり、各データラインLd(i)と各セレクトラインLs(j)の各交点近傍に行列配置される。各画素回路11(i,j)は、図2に示すように、例えば、OLED111と、トランジスタT1〜T3と、キャパシタC1と、を備える。ここで、トランジスタT1〜T3とキャパシタC1とは画素駆動回路DCをなす。
図3(a),(b)は、それぞれ、OLED111とトランジスタT3との断面図、平面図であり、この図3(a),(b)に示すように、OLED111は、画像の表示用発光素子であり、画素電極(アノード電極)111aと、発光層111eと、カソード電極111cと、によって構成される。
画素電極111a、発光層111eは、トランジスタT3のゲート電極103gを覆っているゲート絶縁膜121上に形成される。本実施形態の表示装置1は、ボトムエミッション型のものであり、画素電極111aには、例えば、ITO(Indiumu Tin Oxide)、ZnO等の透光性の導電材料が用いられる。そして、発光層111eの光は、図中、矢印で示すように、画素電極111a、ガラス基板101を透過して、下方に照射される。
図2に示すトランジスタT1〜T3は、nチャンネル型のFET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)によって構成されたTFT(Thin Film Transistor)であり、例えば、アモルファスシリコン又はポリシリコンTFTによって構成されている。
トランジスタT3は、電流値を制御しつつ、OLED111に電流を供給する駆動トランジスタである。トランジスタT3の電流上流端としてのドレインは、アノードラインLa(j)に接続され、電流下流端としてのソースはOLED111のアノードに接続される。そして、トランジスタT3は、制御電圧としてのゲート電圧Vgsに対応する電流値の電流をOLED111に供給する。
トランジスタT3は、図3に示すように、ゲート電極103gと、ドレイン電極103dと、ソース電極103sと、半導体層103cと、保護絶縁膜103iと、オーミックコンタクト層103oと、によって構成される。
ゲート電極103gは、ガラス基板101上に形成され、ゲート絶縁膜121によって覆われる。ゲート電極103gは、例えば、アルミニウム−ネオジウム−チタン(AlNdTi)またはクロム(Cr)によって形成される。
ドレイン電極103d、ソース電極103sは、それぞれ、例えば、アルミニウム−チタン(AlTi)/Cr、AlNdTi/CrまたはCrによって形成される。
半導体層103cは、ゲート絶縁膜121上であってゲート電極103gの真上に形成される。この半導体層103cには、例えば、アモルファスシリコンが用いられる。
保護絶縁膜103iは、ドレイン電極103d、ソース電極103sを形成する際のエッチングストッパとして機能するものであり、半導体層103c上に形成される。
オーミックコンタクト層103oは、ドレイン電極103dとソース電極103sと半導体層103cとが低抵抗性を有しているため、ドレイン電極103dとソース電極103sとを絶縁するために設けられたものであり、n型不純物を含むアモルファスシリコンによって形成される。
次に、図2に示すトランジスタT1は、トランジスタT3のゲートとドレイン間を接続又は遮断するためのスイッチトランジスタである。
各画素回路11(i,j)のトランジスタT1のドレイン(端子)は、アノードラインLa(j)(トランジスタT3のドレイン)に接続され、ソースは、トランジスタT3の制御端としてのゲートに接続される。
各画素回路11(1,1)〜11(m,1)のトランジスタT1のゲート(端子)は、セレクトラインLs(1)に接続される。同様に、各画素回路11(1,2)〜11(m,2)のトランジスタT1のゲートは、セレクトラインLs(2)に、・・・、各画素回路11(1,n)〜11(m,n)のトランジスタT1のゲートは、セレクトラインLs(n)に、それぞれ、接続される。
画素回路11(1,1)の場合、セレクトドライバ13からセレクトラインLs(1)にHi(High;ハイ)レベルの信号が出力されると、トランジスタT1はオンする。これにより、トランジスタT3はドレインとゲートが接続されるため、トランジスタT3はダイオード接続状態となる。
セレクトラインLs(1)にLo(Low;ロー)レベルの信号が出力されると、トランジスタT1は、オフし、トランジスタT3もオフする。それとともに、トランジスタT1がオフすると、キャパシタC1に充電された電荷は保持される。
トランジスタT2は、セレクトドライバ13によって選択されてオン、オフし、アノードドライバ15とデータドライバ16(1),16(2)との間を導通、遮断するためのスイッチトランジスタである。
各画素回路11(i,j)のトランジスタT2のドレインは、OLED111のアノード(電極)に接続される。
各画素回路11(1,1)〜11(m,1)のトランジスタT2のゲートは、セレクトラインLs(1)に接続される。同様に、各画素回路11(1,2)〜11(m,2)のトランジスタT2のゲートは、セレクトラインLs(2)に、・・・各画素回路11(1,n)〜11(m,n)のトランジスタT2のゲートは、セレクトラインLs(n)に接続される。
各画素回路11(1,1)〜11(1,n)のトランジスタT2の他端としてのソースは、データラインLd(1)に、・・・、各画素回路11(m,1)〜11(m,n)のトランジスタT2のソースは、データラインLd(m)に接続される。
尚、データラインLd(u)は、スイッチSw1の一端に接続され、データラインLd(u+1)は、スイッチSw2の一端に接続される(uは、2〜(m−1)であり、例えば、m/2)。
画素回路11(1,1)の場合、トランジスタT2は、セレクトドライバ13から、セレクトラインLs(1)にHiレベルの信号が出力されるとオンしてOLED111のアノードとデータラインLd(1)とを接続する。
また、セレクトラインLs(1)にLoレベルの信号が出力されると、トランジスタT2はオフしてOLED111のアノードとデータラインLd(1)とを遮断する。
キャパシタC1は、トランジスタT3のゲート・ソース間電圧(以下、ゲート電圧と記す)Vgsを保持する容量成分であり、その一端は、トランジスタT1のソースとトランジスタT3のゲートとに接続され、他端はトランジスタT3のソースとOLED111のアノードとに接続される。
キャパシタC1は、アノードラインLa(j)からトランジスタT2のドレインに向けてドレイン電流Idが流れるとき、トランジスタT3はオン状態となり、対応するトランジスタT3のゲート電圧Vgsで充電され、その電荷が蓄積される。
トランジスタT1及びT2がオフすると、キャパシタC1は、トランジスタT3のゲート電圧Vgsを保持する。
本実施形態の表示装置1は、図1に示すように、複数の画素回路11(i,j)を、画素回路11(1,1)〜11(u,1)〜11(1,n)〜11(u,n)と、画素回路11(u+1,1)〜11(m,1)〜11(u+1,n)〜11(m,n)とに区分して、区分した画素回路11(i,j)毎に、画像の階調度に対応する電圧を各キャパシタC1に書き込むデータドライバ16(1),16(2)を備えたものである。
データドライバ16(1),16(2)は、それぞれ、出力端子DO(1)〜DO(u)、DO(u+1)〜DO(m)を有し、表示信号生成回路20から画像データPicと同期信号Syncが供給され、各出力端子DO(k)(k=1〜m)に画像データPicに応じた出力信号を出力する。
データドライバ16(1)の出力端子DO(u)〜DO(u−1)はデータラインLd(1)〜Ld(u−1)に接続され、データドライバ16(2)の出力端子DO(u+2)〜DO(m)はデータラインLd(u+2)〜Ld(m)に接続され、データドライバ16(1)の出力端子DO(u)はスイッチSw1の入力端子に接続され、データドライバ16(2)の出力端子DO(u+1)はスイッチSw2の入力端に接続される。
そして、光電変換部12は、コントローラ19からデータドライバ16(1),16(2)に、例えば同じ階調値の階調信号D(u),D(u+1)が供給されたときに、データドライバ16(1),16(2)が出力する出力信号に対応した出力値を計測するものである。
この光電変換部12は、図4に示すように、OLED112(1),112(2)と、光量計測部21(1),21(2)と、を備え、OLED112(1),112(2)を発光させて、それぞれの光量を計測する。
データドライバ16(1),16(2)は、上記出力信号として、例えば階調電流Idata(u),Idata(u+1)を出力し、OLED112(1),112(2)は、それぞれ、データドライバ16(1),16(2)から階調電流Idata(u),Idata(u+1)が供給されて発光する計測用発光素子である。
光量計測部21(1),21(2)は、それぞれ、OLED112(1),112(2)が発光したときの光量を、データドライバ16(1),16(2)の出力信号に対応した出力値として計測するものである。
光量計測部21(1)は、トランジスタT4(1)とトランジスタT5(1)とキャパシタC2(1)と、を備え、光量計測部21(2)は、トランジスタT4(2)とトランジスタT5(2)とキャパシタC2(2)と、を備える。
トランジスタT4(1),T4(2)、トランジスタT5(1),T5(2)は、nチャンネル型のFETによって構成されたTFTであり、例えば、アモルファスシリコン又はポリシリコンTFTによって構成されている。
トランジスタT4(1),T4(2)は、それぞれ、OLED112(1),112(2)が発光したときの入射光量に応じたソース−ドレイン間電流を取り出す光センサトランジスタであって、入射光量をセンサ出力信号OUT(1),OUT(2)に変換する。尚、トランジスタT4(1),T4(2)は、ダブルゲートトランジスタであってもよい。
トランジスタT4(1),T4(2)のそれぞれのソースはカソード電源14に接続され、それぞれのゲートはコントローラ19に接続されてコントローラ19からリフレッシュ信号RFSH(1),RFSH(2)が供給される。
キャパシタC2(1)は、両端がトランジスタT4(1)のドレイン、ソースに接続されて、トランジスタT4(1)のドレイン−ソース間電圧を保持するものである。キャパシタC2(2)は、両端がトランジスタT4(2)のドレイン、ソースに接続されて、トランジスタT4(2)のドレイン−ソース間電圧を保持するものである。
トランジスタT5(1),T5(2)は、それぞれ、オン、オフして、キャパシタC2(1),C2(2)の充電、放電を制御するトランジスタである。
トランジスタT5(1)のソースはトランジスタT4(1)のドレインに接続され、ゲートはコントローラ19に接続されてコントローラ19から充電制御信号SCG(1)が供給される。
トランジスタT5(2)のソースはトランジスタT4(2)のドレインに接続され、ゲートはコントローラ19に接続されてコントローラ19から充電制御信号SCG(2)が供給される。
トランジスタT5(1),T5(2)は、それぞれ、コントローラ19から電圧−V11(負又は0)の充電制御信号SCG(1),(2)が供給されてオフし、電圧+V11(正)の充電制御信号SCG(1),(2)が供給されてオンする。
図5(a)は、OLED112(1)、トランジスタT4(1)の断面図、図5(b)は、図5(a)に示す構成の一部の平面図、図5(c)は、OLED112(1)、トランジスタT4(1),トランジスタT5(1)、キャパシタC2(1)の平面図である。
尚、OLED112(2)、トランジスタT4(2),T5(2)、キャパシタC2(2)の構成は、OLED112(1)、トランジスタT4(1),T5(1)、キャパシタC2(1)と同様であるため、説明を省略する。
OLED112(1)の画素電極112a、発光層112e、カソード電極112cは、それぞれ、図3に示す画素電極111a、発光層111e、カソード電極111cと同様のものである。
トランジスタT4(1)は、図5(a),(c)に示すように、2つのトランジスタが並列接続され構成されて、受光面積を大きくして受光効率が良好となるように構成されている。
トランジスタT4(1)は、ゲート電極104g1,104g2、ドレイン電極104d1,104d2、ソース電極104s1,104s2、半導体層104c1,104c2、保護絶縁層104i1,104i2,オーミックコンタクト層104o1,104o2によって構成される。
図5(a)に示すように、トランジスタT3と同一のガラス基板101上に、トランジスタT4(1)のゲート電極104g1,104g2が形成され、ゲート電極104g1,104g2は、ゲート絶縁膜221によって覆われる。このゲート絶縁膜221は、図3に示すゲート絶縁膜121と同様のものである。
そして、このゲート絶縁膜221の上に、トランジスタT4(1)の半導体層104c1,104c2、保護絶縁層104i1,104i2、オーミックコンタクト層104o1,104o2、ドレイン電極104d1,104d2、ソース電極104sが形成される。
OLED112(1)の画素電極112a、発光層112e、カソード電極112cは、トランジスタT4(1)のドレイン電極104d1,104d2、ソース電極104s、半導体層104c1,104c2、保護絶縁層104i1,104i2、オーミックコンタクト層104o1,104o2の真上に形成される。このOLED112(1),112(2)は、各画素回路11(i,j)のOLED111と同等の構造を有しており、各画素回路11(i,j)におけるOLED111と同時に製造することができる。
OLED112(1)の発光層112eから発光した光は、図中、矢印で示すように、ドレイン電極104d1,104d2、ソース電極104sに入射される。
尚、絶縁膜222,223、隔壁224、封止材225は、それぞれ、図3に示す絶縁膜122,123、隔壁124、封止材125と同様のものである。
画素電極112aには、接続配線226が接続される。この接続配線226は、画素電極112aとデータドライバ16(1)の出力端子DO(u)とを接続するための配線であり、スイッチSw1の一端に接続される。
トランジスタT4(1)は、コントローラ19から電圧+V22(正)のリフレッシュ信号RFSH(1)が供給されてオンし、リフレッシュ信号RFSH(1)が0Vに設定されるとドレイン−ソース間に、入射光量に応じたチャネルが形成されてドレイン電流が流れる。
またトランジスタT4(1)は、リフレッシュ信号RFSH(1)が電圧−V21(負)に設定されると完全にオフし、ドレイン−ソース間にドレイン電流が流れなくなる。
トランジスタT5(1)は、ドレイン電極105d、ソース電極105s、ゲート電極105g、保護膜105iによって構成される。
尚、表示装置1は、OLED112(1),112(2)、トランジスタT4(1),T4(2),T5(1),T5(2),キャパシタC2(1),C2(2)を含めて製造工程において同時に作成される。
図1に戻り、セレクトドライバ13は、画素回路11(i,j)の行を、順次、選択するドライバであり、例えば、シフトレジスタによって構成される。セレクトドライバ13は、セレクトラインLs(1)を介して各画素回路11(1,1)〜11(m,1)のトランジスタT1,T2のゲート、・・・、セレクトラインLs(n)を介して各画素回路11(1,n)〜11(m,n)のトランジスタT1,T2のゲートに接続される。
セレクトドライバ13は、コントローラ19から垂直同期信号に同期したスタート信号が供給されて動作を開始し、コントローラ19から供給されるクロック信号に従い、順次、第1行目の画素回路11(1,1)〜11(m,1)、・・・、第n行目の画素回路11(1,n)〜11(m,n)に、Hiレベルの行選択信号を出力して、画素回路11(i,j)の各行を選択する。
アノードドライバ15は、アノードラインLa(1)〜La(n)に、それぞれ、電圧VL又はVHの電圧信号を出力するドライバである。この電圧VLは、例えばカソード電源14のカソード電圧と同電位に設定される。電圧VHは、各画素回路11(i,j)のOLED111が発光するような電流が流れる電圧、例えば、+15v程度の電圧に設定される。
アノードドライバ15は、それぞれ、アノードラインLa(1)を介して画素回路11(1,1)〜11(m,1)のトランジスタT3のドレイン、・・・、アノードラインLa(n)を介して画素回路11(1,n)〜11(m,n)のトランジスタT3のドレインに接続される。
アノードドライバ15は、コントローラ19からスタート信号が供給されて動作を開始し、コントローラ19から供給されたクロック信号に従って動作する。
カソード電源14は、各画素回路11(i,j)のOLED111のカソード、光電変換部12のOLED112(1),112(2)のカソードにカソード電圧を印加するための電源である。
カソード電源14は、カソードラインLc(1)を介して画素回路11(1,1)〜11(1,n)のトランジスタT2のソース、・・・、カソードラインLc(m)を介して画素回路11(m,1)〜11(m,n)のトランジスタT2のソースに接続される。
また、カソード電源14は、光電変換部12のOLED112(1),112(2)のカソードに接続される。
データドライバ16(1),16(2)は、コントローラ19から画像の階調度を示す階調信号D(1)〜D(m)が供給されて、前述のように、区分した画素回路11(i,j)毎に、階調信号D(1)〜D(m)に対応する電圧をキャパシタC1に書き込むドライバである。
データドライバ16(1)は、コントローラ19から、画像データに対応する階調信号D(1)〜D(u)が供給されて、出力信号として、例えば、階調信号D(1)〜D(u)に電圧に電流値を有する電流信号からなる階調電流Idata(1)〜Idata(u)を生成する。
データドライバ16(1)は、生成した階調電流Idata(1)〜Idata(u-1)を、それぞれ、出力端子DO(1)〜DO(u-1)に出力して、データラインLd(1)〜Ld(u-1)に印加し、階調電流Idata(u)を出力端子DO(u)に出力して、スイッチSw1の入力端子に印加する。
データドライバ16(2)は、コントローラ19から、画像データに対応する階調信号D(u+1)〜D(m)が入力信号として供給されて、出力信号として、例えば、階調信号D(u+1)〜D(m)に対応する電流値を有する電流信号からなる階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)を生成する。
データドライバ16(2)は、生成した階調電流Idata(u+1)を出力端子DO(u+1)に出力して、スイッチSw2の入力端子に印加し、階調電流Idata(u+2)〜Idata(m)を、それぞれ、出力端子DO(u+2)〜DO(m)に出力して、データラインLd(u+2)〜Ld(m)に出力する。
なお、データドライバ16(1),16(2)は、出力信号として階調電流Idata(1)〜Idata(u),Idata(u+1)〜Idata(m)を生成する構成に限るものではなく、これに代えて、電圧信号からなる階調電圧Vdata(1)〜Vdata(u),Vdata(u+1)〜Vdata(m)を生成するものであってもよい。
センサ信号処理部17は、光電変換部12の光量計測部21(1)又は光量計測部21(2)から出力されたセンサ出力信号OUT(1),OUT(2)の処理を行うものであり、図4に示すように、センスアンプ31と、出力バッファ32と、を備える。
センスアンプ31は、光電変換部12の光量計測部21(1)又は光量計測部21(2)から出力されたセンサ出力信号OUT(1)の電圧、センサ出力信号OUT(2)の電圧を増幅するものである。センスアンプ31は、増幅した電圧を出力バッファ32に供給する。
出力バッファ32は、センスアンプ31から供給された電圧を、出力値Vout(1),Vout(2)としてコントローラ19に出力するものである。
電源18は、電圧VDDを光電変換部12の光量計測部21(1)又は光量計測部21(2)に印加するためのものである。
スイッチSw1,Sw2は、それぞれ、コントローラ19から供給されたスイッチ制御信号Csw1,Csw2に従って、光電変換部12のOLED112(1)とデータドライバ16(1)、OLED112(2)とデータドライバ16(2)との接続、遮断を行うスイッチである。
スイッチSw1は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw1(off)が供給されて、データドライバ16(1)とデータラインLd(u)とを接続し、スイッチ制御信号Csw1(on)が供給されて、データドライバ16(1)とOLED112(1)とを接続する。
スイッチSw2は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw2(off)が供給されて、データドライバ16(2)とデータラインLd(u+1)とを接続し、スイッチ制御信号Csw2(on)が供給されて、データドライバ16(2)とOLED112(2)とを接続する。
スイッチSw3は、コントローラ19から供給されたスイッチ制御信号Csw3に従って、光電変換部12の光量計測部21(1),21(2)と、電圧VDDの電源18又はセンサ信号処理部17とを接続するためのスイッチである。
スイッチSw3は、コントローラ19から、スイッチ制御信号Csw3(c)が供給されて電圧VDDの電源18と光電変換部12の光量計測部21(1),21(2)と、を接続する。
スイッチSw3は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw3(s)が供給されてセンサ信号処理部17と光電変換部12の光量計測部21(1),21(2)と、を接続する。
また、スイッチSw3は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw3(n)が供給されて中立となり、光電変換部12を、電源18、センサ信号処理部17から切り離す。
表示信号生成回路20は、例えば、コンポジット映像信号、コンポーネント映像信号のような映像信号が外部から供給され、供給された映像信号から輝度信号のような画像データPic、同期信号Syncを取得するものである。表示信号生成回路20は、取得した画像データPic、同期信号Syncをコントローラ19に供給する。
コントローラ19は、各部を制御するものであり、CPU(Central Processing Unit),ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)を備える。
コントローラ19は、セレクトドライバ13、カソード電源14、アノードドライバ15、データドライバ16(1),16(2)に、スタート信号、クロック信号、その他各種制御信号を供給して動作を開始させる。
また、コントローラ19は、表示信号生成回路20から画像データPicが供給されると、データドライバ16(1),16(2)に、画像データPicに対応する階調信号D(1)〜D(u),D(u+1)〜D(m)を出力する。
また、コントローラ19は、例えば、電源投入直後、あるいは、定期的に、データドライバ16(1),16(2)のそれぞれの出力信号に対応する出力値を、光電変換部12を用いて計測させて、データドライバ16(1),16(2)の出力信号の値を補正する。
出力信号の値を補正するため、コントローラ19は、データドライバ16(1),16(2)に同じ階調値、例えば最高階調値、の階調信号D(u),D(u+1)を供給する。
コントローラ19は、それぞれ、データドライバ16(1),16(2)から出力される階調信号D(u),D(u+1)に対応する階調電流Idata(u),Idata(u+1)によって発光する光電変換部12のOLED112(1),112(2)の光量を計測する。
コントローラ19は、計測したOLED112(1),112(2)のそれぞれの光量に基づく値を、データドライバ16(1),16(2)の出力信号に対応した出力値とする。そして、コントローラ19は、計測したそれぞれの出力値の相互の比率等の、出力値相互の相関関係に基づいて、2つのデータドライバ16(1),16(2)の出力信号の値を補正する。
次に本実施形態に係る表示装置1の動作を説明する。まず、2つのデータドライバ16(1),16(2)間の出力信号の値を補正するための補正値を取得する動作について説明する。
コントローラ19は、図6に示すように、時刻t11〜t12において、電圧+V22のリフレッシュ信号RFSH(1)を光電変換部12に供給する。
光量計測部21(1)のトランジスタT4(1)は、このリフレッシュ信号RFSH(1)が供給されてオンし、キャパシタC2(1)は放電する。
放電後の時刻t12において、コントローラ19は、リフレッシュ信号RFSH(1)を電圧−V21に設定し、電圧+V12の充電制御信号SCG(1)を光電変換部12に供給し、スイッチ制御信号Csw3(c)をスイッチSw3に供給する。
トランジスタT4(1)は、ゲートに電圧−V21のリフレッシュ信号RFSH(1)が供給されてオフし、トランジスタT5(1)は、電圧+V12の充電制御信号SCG(1)がゲートに供給されてオンする。
スイッチSw3は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw3(c)が供給されて電圧VDDの電源18と光電変換部12とを接続し、光電変換部12に電圧VDDが印加される。
電源18の電圧VDDが光電変換部12に印加されると、トランジスタT5(1)がオンのため、キャパシタC2(1)は、電圧VDDで充電される。
キャパシタC2(1)が充電されて時刻t13になると、コントローラ19は、充電制御信号SCG(1)を電圧−V11に立ち下げ、リフレッシュ信号RFSH(1)を0Vに設定し、スイッチ制御信号Csw3(n)をスイッチSw3に供給する。
スイッチSw3は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw3(n)が供給されて、光電変換部12を電圧VDDの電源18、センサ信号処理部17から切り離し、トランジスタT5(1)は、ゲートに電圧−V11の充電制御信号SCG(1)が供給されてオフする。
そして、コントローラ19は、データドライバ16(1)に最大電圧Vmaxの階調信号D(u)を出力し、スイッチSw1にスイッチ制御信号Csw1(on)を供給する。
スイッチSw1は、コントローラ19からスイッチ制御信号Csw1(on)が供給されてデータドライバ16(1)とOLED112(1)とを接続する。
データドライバ16(1)は、コントローラ19から、例えば最高階調の階調信号D(u)が供給されると、この最高階調に対応する電流の階調電流Idata(u)を生成してスイッチSw1に出力する。
OLED112(1)は、階調電流Idata(u)が供給されて発光し、OLED112(1)の発光層112eから発せられた光が、発光層112eの真下に配置されたトランジスタT4(1)に照射され、トランジスタT4(1)のドレイン−ソース間に入射光量に応じたチャネルが形成される。
そして、トランジスタT4(1)のドレイン−ソース間には、光の入射光量に対応するドレイン電流が流れ出し、キャパシタC2(1)はこの電流に応じた放電を開始する。
時刻t13から予め設定された時刻t14になると、コントローラ19は、光電変換部12に、電圧−V11の充電制御信号SCG(1)を供給し、リフレッシュ信号RFSH(1)を電圧−V21に設定して、スイッチ制御信号Csw3(s)をスイッチSw3に供給する。
光量計測部のトランジスタT4(1)のドレイン電流は、電圧−V21のリフレッシュ信号RFSH(1)が供給されて流れなくなり、キャパシタC2(1)の電圧は保持される。
また、トランジスタT5(1)は、電圧+V12の充電制御信号SCG(1)が供給されてオンし、スイッチSw3がコントローラ19からスイッチ制御信号Csw3(s)が供給されてセンサ信号処理部17と光電変換部12とが接続されると、センサ信号処理部17のセンスアンプ31に、光電変換部12からセンサ出力信号OUT(1)が供給される。
センスアンプ31は、このセンサ出力信号OUT(1)の電圧を増幅し、出力バッファ32は、この増幅した電圧を出力値Vout(1)としてコントローラ19に出力する。
時刻t16〜t17において、コントローラ19は、電圧+V22のリフレッシュ信号RFSH(2)を光電変換部12に供給して、キャパシタC2(2)を放電させ、放電後の時刻t17において、コントローラ19は、リフレッシュ信号RFSH(2)を電圧−V21に設定し、電圧+V11の充電制御信号SCG(2)を光電変換部12に供給する。
また、コントローラ19は、スイッチ制御信号Csw3(c)をスイッチSw3に供給して、キャパシタC2(2)を電圧VDDで充電する。
時刻t18になると、コントローラ19は、充電制御信号SCG(2)を電圧−V11に立ち下げ、リフレッシュ信号RFSH(2)を0Vに設定し、スイッチ制御信号Csw3(n)をスイッチSw3に供給する。
コントローラ19は、データドライバ16(2)に最大電圧Vmaxの階調信号Vdata(u+1)を供給し、スイッチSw2にスイッチ制御信号Csw2(on)を供給する。
時刻t18〜t19と、時刻t13〜t14とを同じに設定し、この時刻t19になると、コントローラ19は、光電変換部12に、電圧+V11の充電制御信号SCG(2)を供給し、電圧−V21のリフレッシュ信号RFSH(2)を供給する。
そして、時刻t20になると、コントローラ19は、スイッチ制御信号Csw3(s)をスイッチSw3に供給する。
センサ信号処理部17と光電変換部12とが接続されると、センサ信号処理部17のセンスアンプ31は、光電変換部12からセンサ出力信号OUT(2)が供給され、このセンサ出力信号OUT(2)の電圧を増幅し、出力バッファ32は、この増幅した電圧を出力値Vout(2)としてコントローラ19に出力する。
コントローラ19は、出力バッファ32から出力された出力値Vout(1),Vout(2)を取得する。そして、出力値Vout(1)と出力値Vout(2)との比較演算を行う。
即ち、コントローラ19は、出力値Vout(1),Vout(2)のうち、例えば出力値Vout(1)を基準出力値として、出力値Vout(1),Vout(2)を比較する。そして、コントローラ19は、出力値Vout(1)に対する出力値Vout(2)の比率α=Vout(2)/Vout(1)を算出し、この比率αの値に基づいて、データドライバ16(2)の出力信号の値に対する補正値を取得し、これを記憶する。
ここで、TFTパネル11がカラー表示を行うものである場合、各画素に赤色、緑色、青色の何れかの発光色を有するOLED111が設けられ、列方向に同じ発光色のOLED111を有する画素が配列され、列毎に異なる発光色のOLED111を有する画素が配列される。
この場合、各発光色のOLED111は発光特性が互いに異なる。このため、良好なホワイトバランスを得るために、データドライバ16(1)、16(2)の各出力端子DO(u)、DO(u+1)から出力される出力信号に対応する出力値Vout(1),Vout(2)の値は、対応するデータラインLd(u)、Ld(u+1)に接続されている画素のOLED111の発光色に合わせた値に設定される。
すなわち、データドライバ16(1)、16(2)に特性の差が無い場合であっても、両者に同じ階調値の階調信号D(u),D(u+1)が供給されたとき、データドライバ16(1)、16(2)の各出力端子DO(u)、DO(u+1)から出力される出力信号に対応する出力値Vout(1),Vout(2)の値は同じ値にはならず、対応するOLED111の発光色に合わせた値になっている。
しかし、この場合、データドライバ16(1)、16(2)に特性の差が無い場合の出力値Vout(1),Vout(2)の相関関係、すなわち各出力値Vout(1),Vout(2)の比率は予め設定された値を有し、既知であるので、上記の比率αを、この予め設定されている比率に対して比較することで、データドライバ16(1)、16(2)間に特性の差があるか否かを判断することができる。
そして、比率αと予め設定されている比率との比較に基づいて、上記の補正値を取得することができる。
なお、上記においては、出力値Vout(1),Vout(2)を、隣接するデータラインLd(u)、Ld(u+1)に接続されるデータドライバ16(1)、16(2)の各出力端子DO(u)、DO(u+1)から出力される出力信号に対応するものとしたが、出力値Vout(1),Vout(2)を、例えば、近接した、同じ発光色のOLED111に対応するデータラインに接続されるデータドライバ16(1)、16(2)の出力端子から出力される出力信号に対応する構成としてもよい。
この場合、データドライバ16(1)、16(2)に特性の差が無い場合の出力値Vout(1),Vout(2)は同じ値になるため、データドライバ16(1)、16(2)間に特性の差があるか否かの判断、及び、補正値の取得に係わる動作を簡素化することができる。
次に、供給された映像信号に基づいて画像を表示する時の動作について説明する。まずアノードドライバ15は、カソード電源14のカソード電圧と同じ電圧VLの電圧信号をアノードラインLa(1)〜La(n)に出力する。
コントローラ19は、スイッチSw1、Sw2に、それぞれ、スイッチ制御信号Csw1(off),Csw2(off)を供給する。
スイッチSw1は、コントローラ19から、スイッチ制御信号Csw1(off)が供給されてデータラインLd(u)とデータドライバ16(1)とを接続する。スイッチSw2は、コントローラ19から、スイッチ制御信号Csw2(off)が供給されてデータラインLd(u+1)とデータドライバ16(2)とを接続する。
表示信号生成回路20に映像信号が供給され、表示信号生成回路20は、供給された映像信号に基づく画像データPic、同期信号Syncをコントローラ19に供給する。コントローラ19は、画像データPic及び同期信号Syncが供給されて、セレクトドライバ13、カソード電源14、アノードドライバ15、データドライバ16(1),16(2)に制御信号を供給し、セレクトドライバ13、カソード電源14、アノードドライバ15、データドライバ16(1),16(2)は、動作を開始する。
セレクトドライバ13は、セレクトラインLs(1)に、Hiレベルのセレクト信号を出力して、第1行目の画素回路11(1,1)〜11(m,1)を選択する。
コントローラ19は、第1行目の画素回路11(1,1)〜11(m,1)を選択する選択期間において、供給された画像データに対応する階調信号D(1)〜D(u)をデータドライバ16(1)に供給する。
また、コントローラ19は、供給された画像データに上記補正値を乗算して、データドライバ16(2)に対応する階調信号D(u+1)〜D(m)を生成し、この階調信号D(u+1)〜D(m)をデータドライバ16(2)に供給する。
データドライバ16(1)は、階調信号D(1)〜D(u)が供給されて、出力信号として、階調信号D(1)〜D(u)にそれぞれ対応する電流の階調電流Idata(1)〜Idata(u)を生成する。
データドライバ16(1)は、生成した階調電流Idata(1)〜Idata(u)を、それぞれ、データラインLd(1)〜Ld(u)に出力する。
また、データドライバ16(1)は、生成した階調電流Idata(u)を、スイッチSw1を介してデータラインLd(u)に出力する。
データドライバ16(2)は、階調信号D(u+1)〜D(m)が供給されて、出力信号として、階調信号D(u+1)〜D(m)にそれぞれ対応する電流の階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)を生成する。
そして、データドライバ16(2)は、階調電流Idata(u+1)を、スイッチSw2を介してデータラインLd(u+1)に出力する。
また、データドライバ16(2)は、階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)をデータラインLd(u+1)〜Ld(m)に出力する。
階調信号Idata(1)〜Idata(m)が、それぞれ、データラインLd(1)〜Ld(m)に出力されると、画素回路11(1,1)〜11(m,1)の各キャパシタC1に階調信号D(1)〜D(u)に対応する電圧が書き込まれる。
同様に、セレクトドライバ13が、順次、セレクトラインLs(2),・・・,Ls(n)に、Hiレベルのセレクト信号を出力して、第2行目の画素回路11(1,2)〜11(m,2),・・・,第n行目の画素回路11(1,n)〜11(m,n)を選択すると、各選択期間において、選択された第j行目の画素回路11(1,j)〜11(m,j)の各キャパシタC1に階調信号D(1)〜D(u)に対応する電圧が書き込まれる。
そして、すべての画素回路11(i,j)のキャパシタC1に階調信号D(1)〜D(m)に対応する電圧が書き込まれると、アノードドライバ15は、コントローラ19に制御されて、電圧VHの電圧信号をアノードラインLa(1)〜La(n)に出力する。
各画素回路11(i,j)のトランジスタT3は、キャパシタC1に書き込まれた電圧に対応する電流量の電流をOLED111に供給し、OLED111は、供給された電流の電流量に対応する輝度で発光する。
データドライバ16(2)の階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)の電流値が補正値で補正されているため、補正前のデータドライバ16(1),16(2)間に特性の差があったとしても、データドライバ16(1),16(2)の境界における輝度の段差は低減される。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示装置1は、データドライバ16(1),16(2)のそれぞれの出力値を計測して、その出力信号の値を補正するようにした。
従って、データドライバ16(1),16(2)間に特性の差があったとしても、データドライバ16(1),16(2)間の輝度の段差を低減することができ、表示品位を向上させることができる。
そして、本発明による出力信号の値の補正は、コントローラ19による制御によって、例えば内蔵された所定のプログラムに従って自動的に行うことができて、人手で調整する場合に比べて、遙かに短時間に行うことができて、出力信号の値の補正を実施するにあたってコストの増加を招くことがない。
しかも、この出力信号の値の補正を表示装置1の製造初期に実施するだけに限らず、任意のタイミングで実施することもできて、その場合、データドライバ間の出力信号の値の補正を適宜行って、長期的にムラの発生を抑えて、表示品位を長期的に維持させることができる優れた効果を奏するものである。
次に、表示装置1における光電変換部12、センサ信号処理部17の配置について説明する。図7は、本実施形態において、TFTパネル11に対するセレクトドライバ13とアノードドライバ15とデータドライバ16(1),16(2)、及び光電変換部12、センサ信号処理部17の実装配置の概要を示す図である。
図7に示すように、複数の画素回路11(i,j)を備えるTFTパネル11はガラス基板101上に形成されている。セレクトドライバ13、アノードドライバ15、データドライバ16(1),16(2)はガラス基板101上に実装されている。
そして、セレクトドライバ13はガラス基板101上に形成された複数のセレクトラインLs(1)〜Ls(n)を介してTFTパネル11と接続され、アノードドライバ15はガラス基板101上に形成された複数のアノードラインLa(1)〜La(n)を介してTFTパネル11と接続される。データドライバ16(1)はガラス基板101上に形成されたデータラインLd(1)〜Ld(u)を介してTFTパネル11と接続され、データドライバ16(2)はガラス基板101上に形成されたデータラインLd(u+1)〜Ld(m)を介してTFTパネル11と接続される。なお、便宜上、図7においてカソード電源14は省略した。
ここで、光電変換部12は、図4に示したように、2つのOLEDと4つのトランジスタ、2つのキャパシタによって構成される程度のものであり、センサ信号処理部17も数個のトランジスタによって構成されるものであり、スイッチSw1,Sw2,Sw3も数個のトランジスタによって構成される程度のものである。
したがって、光電変換部12、センサ信号処理部17及びスイッチSw1,Sw2,Sw3が占める面積はデータドライバ等の各ドライバに比べて十分に小さいものである。一方、データドライバ16(1),16(2)に接続されるデータラインLd(1)〜Ld(m)は、図4に示したように、一部屈曲した形状にされて、データドライバ16(1),16(2)と接続される場合が多い。
この場合、ガラス基板101上のデータドライバ16(1)及びデータドライバ16(2)とデータラインLd(1)〜Ld(m)との間に有る程度の隙間ができる。そして、光電変換部12、センサ信号処理部17及びスイッチSw1,Sw2,Sw3を、この隙間のガラス基板101上に設けるようにすることができる。
こうした場合、表示装置1を、光電変換部12、センサ信号処理部17及びスイッチSw1,Sw2,Sw3を備える構成としても、ガラス基板101の外形サイズは変わらないようにすることができ、この点においても本発明を適用した場合に、表示装置1のコスト増加を招くことはない。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態に係る表示装置の構成を図8に示し、本実施形態における光電変換部、センサ信号処理部の構成を図9に示す。本発明の実施形態における表示装置1は、上記図1に示すような構成のものに限られるものではなく、例えば、図1に示したスイッチSw1,Sw2を省略したものであってもよい。図8に示す本実施形態における表示装置1は、図1に示した構成に対して、スイッチSw1,Sw2が省略されている点が異なる。なお、上記図1と同等の構成については同じ符号を付して、説明を省略する。
図8に示すように、本実施形態の表示装置1において、データドライバ16(1),16(2)は、それぞれ、計測用の出力信号を出力する計測用出力端子DO(c)、DO(d)を備えている。
そして、表示装置1は、このデータドライバ16(1)の計測用出力端子DO(c)と光電変換部12、データドライバ16(2)の計測用出力端子DO(d)と光電変換部12とを接続する専用の接続線を有し、データドライバ16(1),16(2)は、それぞれ、この接続線を介して計測用の階調電流を光電変換部12に供給する。
そして、光電変換部12は、図9に示すように、各データドライバ16(1),16(2)の計測用出力端子DO(c)、DO(d)から、それぞれ、出力された階調電流でOLED112(1),112(2)を発光させて各データドライバ16(1),16(2)の出力信号に対応した出力値Vout(1),Vout(2)を計測する。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態に係る表示装置の構成を図10に示し、本実施形態における光電変換部、センサ信号処理部の構成を図11に示す。
上記第1、第2の実施形態においては、光電変換部が光電計測部を2つ備えるものとしたが、これに限るものではなく、光電計測部を1つとし、各データドライバで1つの光電計測部を共用するようにしてもよい。
図10、図11に示す本実施形態における構成は、図1、図4に示した構成に対して、スイッチSw1,Sw2が無く、スイッチSw4を有するとともに、光電変換部における光量計測部が1つとなっている点が異なる。なお、上記図1、図4と同等の構成については同じ符号を付して、説明を省略する。
図10に示すように、本実施形態の表示装置1は、光電変換部12aと光電変換部12aに接続されたスイッチSw4とを備え、データドライバ16(1),16(2)は、それぞれ、計測用の出力信号を出力する計測用出力端子DO(e)、DO(f)を備えている。
そして、計測用出力端子DO(e)はスイッチSw4の一端に接続され、計測用出力端子DO(f)はスイッチSw4の他端に接続されている。そして、表示装置1は、スイッチSw4を適宜切り替えて、データドライバ16(1)の計測用出力端子DO(d)又はデータドライバ16(2)の計測用出力端子DO(e)の何れか一方を光電変換部12aに接続して、計測用の階調電流を光電変換部12aに供給する。
そして、光電変換部12aは、図11に示すように1つのOLED112と1つの光量計測部21とを備え、OLED112の一端はスイッチSw4に接続されている。
そして、コントローラ19は、このスイッチSw4にスイッチ制御信号Csw4を供給し、このスイッチSw4を切り替えて、スイッチSw4を介してデータドライバ16(1),16(2)から出力された計測用の階調電流をOLED112に供給する。
そして、光電変換部12aは、各データドライバ16(1),16(2)の計測用出力端子DO(d)、DO(e)から出力された階調電流でOLED112を順次発光させて、各データドライバ16(1),16(2)の出力信号に対応した出力値Vout(1),Vout(2)を計測する。
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。上記第1、第2の実施形態において、光電変換部12は、OLEDを2つ備えるとともに、光量計測部も各OLEDに対応して2つ備えるものとしたが、例えば、光量計測部の1つの光センサトランジスタT4を2つのOLEDに跨るように形成して、光量計測部を1つとして構成されてもよい。
また、上記各実施形態では、コントローラ19は、階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)の電流値に補正値を乗算して各階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)全体の電流値を補正するようにした。しかし、表示品位に支障がなければ、データドライバ16(2)は、階調電流Idata(u+1)の電流値だけを補正するようにしてもよい。
上記各実施形態では、出力値Vout(1)を基準出力値とし、α=Vout(2)/Vout(1)として、階調電流Idata(u+1)〜Idata(m)の電流値を補正するようにした。しかし、出力値Vout(2)を基準出力値とし、α=Vout(1)/Vout(2)として、階調電流Idata(1)〜Idata(u)の電流値を補正するようにしてもよい。
また、コントローラ19が階調電流を補正する代わりに、各データドライバ16(1),16(2)が、補正値αに基づいて階調信号D(1)〜D(u)又はD(u+1)〜D(m)を補正するようにしてもよい。
上記実施形態では、データドライバを2つとした。しかし、データドライバの数は、2つでなくても3つ以上であってもよい。3つ以上の場合、表示装置1は、各境界毎に、光電変換部12を備え、コントローラ19は、例えば、何れか1つのデータドライバの出力信号に対応する出力値を基準出力値として、他のデータドライバに対する補正値を取得する。