JP2002156944A

JP2002156944A - 発光素子駆動回路

Info

Publication number: JP2002156944A
Application number: JP2000353903A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Omura; 昌伸大村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な回路構成で高速パルス動作の応答性を
十分に確保でき、有機ＥＬ素子への注入電流の減少に伴
う輝度低下の問題を解決し、耐リーク特性においても有
利な電流管理ができる発光素子駆動回路を提供する。【解決手段】発光素子に電流が注入される点をＡと
し、Ａに流れ込む電流を電流Ｉｘとし、Ａから流れ出す
電流をＩ１とし、発光素子に流れる電流を電流Ｉｄと
し、電流ＩｄによってＡに発生する電圧を電圧Ｖｄと
し、電流Ｉｘの相関電流Ｉｘ’、および、電流Ｉ１の相
関電流Ｉ１’より、電流Ｉｄの相関電流Ｉｄ’を検出
し、電流Ｉｄ’が所望の発光輝度を実現できる電流Ｉｏ
と等しくなるように、電流Ｉｘあるいは電流Ｉ１を制御
することで、電圧Ｖｄを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子を用いた表示装置あるいは発光システ
ムに使用する発光素子駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下、「有機ＥＬ素子」という。）は、陽極と陰極で発光
層となる有機膜を挟む構成をしており、陽極より正孔
を、陰極より電子をそれぞれ注入し発光させる電荷注入
型の発光素子である。

【０００３】有機ＥＬ素子の駆動方法としては、定電圧
駆動と定電流駆動とに大別される。しかし、有機ＥＬ素
子を定電圧駆動した場合、発光駆動の時間経過とともに
抵抗成分が増大して電流が流れなくなり、輝度が低下し
てしまうという問題がある。

【０００４】また、有機ＥＬ素子を定電流駆動した場
合、上記問題を緩和できるが、マトリックス上に配置さ
れた有機ＥＬ素子を単純マトリックス駆動した場合、電
極から注入された電荷は、まず、配線の寄生容量などに
充電されるため、高速なパルス駆動ができない。これ
は、ＰＷＭ変調で輝度の階調性を持たせようとした場
合、狭パルス領域で輝度の線形性を崩してしまう、ある
いは点灯しない、といった問題を起す。

【０００５】これらの問題を回避する方法として、特開
平９−２３２０７４号公報では、図３に示す構成で、次
の走査線への切替り時にすべての走査線を一旦同じ電位
にリセットする方法を提案している。この方法では、駆
動回路に多くのスイッチを必要とし、回路規模が大きく
なってしまう。なお、この回路構成の詳細な動作説明は
省略する。

【０００６】したがって、回路規模が小さく高速動作が
可能な駆動方法としては、定電圧駆動が有利である。し
かしながら、先述した輝度低下の問題を解決しなけれな
らない。この問題を解決する方法として、特開平１１−
８０６４号公報では、図４に示す構成でＥＬ素子に流れ
る電流を検出し、検出結果をフィードバックして定電圧
源の電圧(駆動電圧)を制御する方法が考えられる。

【０００７】図４において、駆動電圧制御回路４１から
の出力は、電流検出用の抵抗４２を介して、第１、第２
のスイッチ回路ＳＷ１、ＳＷ２の電源ソース側に接続さ
れる。第３、第４のスイッチ回路ＳＷ３、ＳＷ４の電源
ソース側は、ＳＷ１、ＳＷ２と別の電源に接続されてい
る。ＳＷ１からＳＷ４の他方はＧＮＤに接続されてい
る。ＳＷ１の出力Ｌｘ１、ＳＷ２の出力Ｌｘ２、ＳＷ３
の出力Ｌｙ１、ＳＷ４の出力Ｌｙ２はマトリックス構造
を形成しており、Ｌｘ１とＬｙ１の交差した点に第１の
有機ＥＬ素子Ｄ１１、Ｌｘ２とＬｙ１の交差した点に第
２の有機ＥＬ素子Ｄ１２、Ｌｘ１とＬｙ２の交差した点
に第３の有機ＥＬ素子Ｄ２１、Ｌｘ２とＬｙ２の交差し
た点に第４の有機ＥＬ素子Ｄ２２がある。

【０００８】そして、例えばＤ１１のみを点灯させたい
場合、ＳＷ１のＸ１とＳＷ３のＹ１Ｂを導通にし、ＳＷ
２のＸ２ＢとＳＷ４のＹ２を導通状態にする。電流検出
用の抵抗４２の両端はそれぞれ電圧演算増幅器４３の＋
極側と−極側に接続され、その出力は前述した駆動電圧
制御回路４１にフィードバックされ、所望の電流が流れ
るように駆動電圧を制御する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、駆動電圧制御回路４１と有機ＥＬ素子との間
に直列に抵抗４２を挿入して有機ＥＬ素子に流れる電流
を検出するため、高速パルス動作の応答性が不十分であ
る。さらに、幾つものスイッチ（ＳＷ）が同時にＯＮす
ることにより、大電流が流れて抵抗４２での電圧降下が
起こっても回路が安定に動作させるためには抵抗値を小
さくしなければならない。すなわち、発生する電圧差が
小さくても精度よく電流検出し、電源電圧を制御できる
電圧演算増幅器および制御回路を用意しなければならな
いという問題がある。

【００１０】また、有機ＥＬ素子は、特に定電圧領域に
おいてリーク電流が存在するため、定電流駆動した場
合、発光しきい値電圧を超えたところでの駆動ができ
ず、発光できないという問題もある。

【００１１】本発明の目的は、上記課題に鑑み、簡単な
回路構成で高速パルス動作の応答性を十分に確保でき、
有機ＥＬ素子への注入電流の減少に伴う輝度低下の問題
を解決し、耐リーク特性においても有利な電流管理がで
きる発光素子駆動回路を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明の発光素子駆動回路は、注入電流量によって
発光素子の発光輝度を制御する駆動回路において、発光
素子に電流が注入される点をＡとし、Ａに流れ込む電流
を電流Ｉｘとし、Ａから流れ出す電流をＩ１とし、発光
素子に流れる電流を電流Ｉｄとし、電流ＩｄによってＡ
に発生する電圧を電圧Ｖｄとし、電流Ｉｘの相関電流Ｉ
ｘ’、および、電流Ｉ１の相関電流Ｉ１’より、電流Ｉ
ｄの相関電流Ｉｄ’を検出し、電流Ｉｄ’が所望の発光
輝度を実現できる電流Ｉｏと等しくなるように、電流Ｉ
ｘあるいは電流Ｉ１を制御することで、電圧Ｖｄを制御
することを特徴とする。

【００１３】また、本発明の発光素子駆動回路は、注入
電流量によって発光素子の発光輝度を制御する駆動回路
において、第１の電流Ｉｘと第２の電流Ｉ１で第１のチ
ャージポンプを形成し、第１のチャージポンプ端に発光
素子を接続し、第３の電流Ｉｘ’と第４の電流Ｉ１’で
第２のチャージポンプを形成し、第２のチャージポンプ
端に第５の電流Ｉｙを接続した構成を少なくとも有し、
電流Ｉｘ’は電流Ｉｘの相関電流であり、電流Ｉ１’は
電流Ｉ１の相関電流であり、第１のチャージポンプ端に
発生する電圧Ｖｄ１と第２のチャージポンプ端に発生す
る電圧Ｖｄ２が等しくなるように、電流Ｉｙを制御し、
電流Ｉｙから発光素子に流れる電流Ｉｄの相関電流Ｉｚ
を発生させ、電流Ｉｚが所望の発光輝度を示す電流の代
表値と等しくなるように、電流Ｉｘあるいは電流Ｉ１に
対してフィードバック制御することで、電圧Ｖｄ１を制
御することを特徴とする。

【００１４】上記本発明の発光素子駆動回路をより具体
的に説明する。

【００１５】第１の電流Ｉｘと第２の電流Ｉ１は第１の
チャージポンプを形成し、この第１のチャージポンプ端
に有機ＥＬ素子を接続して電流Ｉｘと電流Ｉ１の差電流
で有機ＥＬ素子が駆動される。また、第３の電流Ｉｘ’
と第４の電流Ｉ１’４は第２のチャージポンプを形成
し、この第２のチャージポンプ端に第５の電流Ｉｙを接
続した構成を有する。ここで、電流Ｉｘ’は電流Ｉｘの
相関電流、例えば電流Ｉｘを複製した電流であり、電流
Ｉ１’は電流Ｉ１の相関電流、例えば電流Ｉ１を複製し
た電流である。そして、第２のチャージポンプ端に発生
する電圧Ｖｄ２が第１のチャージポンプ端に発生する電
圧Ｖｄ１と等しくなるように電流Ｉｙを制御すると、電
流Ｉｙには発光素子に流れる駆動電流Ｉｄと等しい電流
値を発生させることができる。さらに、例えば電流Ｉｙ
を複製することで発光素子に流れる電流Ｉｄの相関電流
Ｉｚを発生させ、この電流Ｉｚを電流電圧変換回路を用
いて電圧Ｖｘに変換し、この電圧Ｖｘが所望の電流値の
相当する基準電圧Ｖｒと等しくなるように電流Ｉｘを可
変することで電圧Ｖｄ１を制御する。

【００１６】また、チャージポンプを更に多段に設けた
別の具体例を挙げると、第１の電流Ｉｘと第２の電流Ｉ
１は第１のチャージポンプを形成し、この第１のチャー
ジポンプ端に有機ＥＬ素子を接続して電流Ｉｘと電流Ｉ
１の差電流で有機ＥＬ素子が駆動される。また、第３の
電流Ｉｘ’と第４の電流Ｉ１’は第２のチャージポンプ
を形成し、この第２のチャージポンプ端に第５の電流Ｉ
ｘ”と第６の電流Ｉ１”を接続する。ここで、電流Ｉ
ｘ’は電流Ｉｘの相関電流、例えば電流Ｉｘを複製した
電流であり、電流Ｉ１’および電流Ｉ１”は電流Ｉ１の
相関電流、例えば電流Ｉ１を複製した電流である。そし
て、第２のチャージポンプ端に発生する電圧Ｖｄ２が第
１のチャージポンプ端に発生する電圧Ｖｄ１と等しくな
るように電流Ｉｘ”を制御する。また、第７の電流Ｉ
ｘ”’と第８の電流Ｉ１”’は第３のチャージポンプを
形成し、この第３のチャージポンプ端に第９の電流Ｉｙ
を接続する。ここで、電流Ｉｘ”’は電流Ｉｘ”の相関
電流、例えば電流Ｉｘ”を複製した電流であり、電流Ｉ
１”’は電流Ｉ１の相関電流、例えば電流Ｉ１を複製し
た電流である。そして、第３のチャージポンプ端に発生
する電圧Ｖｄ３が第１のチャージポンプ端に発生する電
圧Ｖｄ１と等しくなるように電流Ｉｙを制御する構成を
有することで、電流Ｉｙには電流Ｉｄ１と等しい電流値
を発生させることができる。さらに、例えば電流Ｉｙを
複製することで発光素子に流れる電流Ｉｄの相関電流Ｉ
ｚを発生させ、この電流Ｉｚを電流電圧変換回路を用い
て電圧Ｖｘに変換し、この電圧Ｖｘが所望の電流値の相
当する基準電圧Ｖｒと等しくなるように電流Ｉｘを可変
することで電圧Ｖｄ１を制御する。

【００１７】以上説明した構成を有する本発明の発光素
子駆動回路によれば、有機ＥＬ素子に対して直列に電流
検出回路を設けた構成になっていないので、高速応答性
を十分に確保でき、有機ＥＬ素子に注入される電流の現
象に伴う輝度低下の問題を解決することができる。ま
た、電流検出回路で発生する電圧降下が駆動電圧の上限
を決めることなく、電源電圧近傍まで駆動電圧を制御す
ることができる。さらに、発光しきい値電圧を超えたと
ころで駆動電圧を与えることができるので、リーク電流
による発光しないといった問題をも回避することができ
る。

【００１８】また、本発明の発光素子駆動回路において
は、発光素子が有機ＥＬ素子であることが好ましく、ま
た、駆動回路の一部となるオペアンプをＭＯＳトランジ
スタで構成することも好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を具体的
な実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。

【００２０】

【実施例】〔実施例１〕図１は、本実施例の有機ＥＬ素
子駆動回路を示す構成図である。

【００２１】図１において、細線で囲んだＡブロックは
制御部であり、Ｂブロックは出力部であり、Ｃブロック
は電流検出部、Ｄブロックは有機発光素子アレイエリア
（スイッチを含む）である。

【００２２】まず、Ａブロックの構成について説明す
る。

【００２３】１はＵＰ／ＤＯＷＮカウンターで、ＣＯＭ
Ｐの出力Ｖｃが“Ｈ”の時、駆動電圧を制御するデジタ
ル信号Ｄｘを１ＬＳＢ加算し、Ｖｃが“Ｌ”のとき、デ
ジタル信号Ｄｘを１ＬＳＢ減算する。

【００２４】２は第１の選択スイッチ回路ＳＷ１であ
り、制御信号ＳＥＬによってＡ側あるいはＢ側を選択す
る。ＳＷ１のＡ側はサンプリング動作期間時に選択され
るものであり、Ｂ側はホールド動作期間時に選択される
ものである。サンプリング期間、ホールド期間について
は後述する。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター１の出力信号Ｄ
ｏはＳＷ１のＡ側に接続されている。

【００２５】４はＡＤコンバータであり、Ｂブロック
（制御部）からの電圧信号Ｖｄをデジタル信号Ｄｘに変
換する。デジタル信号Ｄｘは、ＳＲＡＭ５に格納される
とともに、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター１の初期値及び演
算回路Ｃａｌｃ．６に接続されている。演算回路Ｃａｌ
ｃ．６はＤブロック（発光素子アレイエリア）を例えば
上から下に走査したとき、配線による電圧降下分を補正
するためにある。

【００２６】次に、Ｂブロック（出力部）の構成につい
て説明する。

【００２７】ＡブロックのＳＷ１からの出力はＤＡコン
バータ３によりアナログ信号Ｖｒｄに変換される。この
信号Ｖｒｄは、第１のオペアンプＡＭＰ１の−極側に入
力され、ＡＭＰ１の出力は第１のＰｃｈＭＯＳトランジ
スタＭＰ１のゲートを制御する。ＭＰ１のソースは電源
電圧ＶＤＤに接続され、ドレインは第１のＮｃｈＭＯＳ
トランジスタＭＮ１のドレインに接続されチャージポン
プを構成している。

【００２８】ＭＮ１のソースは、ＧＮＤに接続されてい
る。ＭＮ１のゲートは定電圧ＶＧ１で制御されており、
ＭＮ１は定電流源を構成している。

【００２９】ＭＰ１のドレインとＭＮ１のドレインとの
接続点（本願明細書で言うところの「発光素子に電流が
注入される点」若しくは「第１のチャージポンプ端」）
の電圧Ｖｄは、ＡＭＰ１の＋極側に接続され、この電圧
Ｖｄが有機ＥＬ素子の駆動電圧となり、Ｄブロックに供
給される。さらに電圧Ｖｄは、ＡブロックのＡＤコンバ
ータ４にも接続されている。ここで、ＭＰ１のドレイン
電流をＩｘ、ＭＮ１のドレイン電流をＩ１、Ｄブロック
で消費される電流（発光素子に流れる電流）をＩｄとす
る。

【００３０】Ｂブロックでは、Ａブロックから出力され
た電圧Ｖｒｄに基づいて、次式（１）が成り立つように
駆動電圧Ｖｄが制御される。Ｉｘ＝Ｉ１＋Ｉｄ …（１）

【００３１】次に、Ｃブロック（電流検出部）の構成に
ついて説明する。

【００３２】第２のＰｃｈＭＯＳトランジスタＭＰ２の
ゲートは、ＭＰ１のゲートと同じ信号で制御されてい
る。ＭＰ２のドレインは第２のＮｃｈＭＯＳトランジス
タＭＮ２のドレインに接続されている。ＭＮ２のソース
はＧＮＤに、ゲートはＭＮ１のゲート信号と同じ電圧で
制御されている。すなわち、それぞれＭＰ１、ＭＮ１の
複製を作り、チャージポンプを構成している。したがっ
て、ＭＰ２のドレイン電流もＩｘとなり、ＭＮ２のドレ
イン電流もＩ１となる。

【００３３】ＭＰ２のドレインとＭＮ２のドレインとの
接続点に発生する電圧をＶｄ２とする。この接続点に
は、第３のＮｃｈＭＯＳトランジスタＭＮ３のドレイン
が接続されている。ＭＮ３のソースはＧＮＤに、ゲート
は第２のオペアンプＡＭＰ２によって制御されている。
ここで、ＭＮ３のドレイン電流をＩｄ２とする。

【００３４】ＡＭＰ２の＋極にはＶｄ２が、−極にはＶ
ｄが入力され、ＡＭＰ２はＶｄ２＝Ｖｄとなるように、
ＭＮ３のゲート電圧を制御する。また、ＡＭＰ２の出力
は第４のＮｃｈＭＯＳトランジスタＭＮ４のゲートも制
御しており、ＭＮ４のソースはＧＮＤに、ドレインには
抵抗Ｒ１が接続されている。

【００３５】ＭＰ２のドレインとＭＮ２のドレインとの
接続点に発生する電圧Ｖｄ２は、ＡＭＰ２によって制御
されているので、安定状態においては、次式（２）が成
立する。Ｉｘ＝Ｉ１＋Ｉｄ２ …（２）

【００３６】（１）式および（２）式より、Ｉｄ＝Ｉｄ
２となる。また、ＭＮ４はＭＮ３の複製を作っているの
で、ＭＮ３のドレイン電流はＭＮ４のドレイン電流でも
ある。この電流を抵抗Ｒ１により電圧変換し、ＣＯＭＰ
の＋極側に入力される。尚、ＣＯＭＰの−極側には、基
準電圧Ｖｒが入力されている。

【００３７】以上の構成により、駆動電源電圧ＶＤＤと
有機ＥＬ素子との間に抵抗を挿入しなくても、Ｄブロッ
クで消費される電流（発光素子に流れる電流）Ｉｄを抽
出することができる。また、Ｖｄ２＝Ｖｄとなるように
フィードバック制御しているので、ＭＰ１とＭＮ１、Ｍ
Ｐ２とＭＮ２でのアーリー効果による電流演算の誤差を
無視することができる。

【００３８】さらに、図１には示していないが制御の安
定性を十分に確保するために、Ｖｄ２の点に適度な容量
を付加する場合もある。ただし、十分に大きな容量を付
加すると、ループ遅延を発生させ、逆に動作不安定に陥
ることがあるので注意しなければならない。

【００３９】Ｄブロック（有機発光素子アレイエリア）
の構成は、従来の構成と基本的に同じであり、スイッチ
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の電源ソース側には出
力部から出力された電圧Ｖｄが供給されている。電圧Ｖ
ｄとＧＮＤの間には、デカップ用のコンデンサＣ１が付
加されている。ここで、例えば、Ｄ１１のみを点灯駆動
したい場合は、Ｘ１にはＬｏｗ信号を、Ｘ２にはＨｉｇ
ｈ信号を、Ｙ１にはＨｉｇｈ信号を、Ｙ２にはＬｏｗ信
号を入力する。

【００４０】次に、本実施例の動作について説明する。

【００４１】本実施例は、有機ＥＬ素子に流れる電流Ｉ
ｄを検出して、その検出結果に基づいて駆動電圧Ｖｄを
制御する。その際、電流検出条件として、各走査ライン
に対して、何個の有機ＥＬ素子を発光させ、どの位の輝
度を得るかを決めておく必要があり、この条件のもとで
電流検出を行う。これはユーザが決定する。

【００４２】制御信号ＳＥＬにより、制御部ＡのＳＷ１
はＡ側が選択されている。基準電圧Ｖｒには、所望の輝
度に相当する、あるいは所望の電流に相当する基準電圧
が入力される。この電圧ＶｒとＶｘを比較して、コンパ
レータ出力が“Ｈ”であれば、制御部のＵＰ／ＤＯＷＮ
カウンター１がデジタル信号Ｄｘを１ＬＳＢカウントア
ップして、電圧Ｖｒｄを大きくする。Ｖｒｄが大きくな
ると、出力部Ｂでは、Ｖｒｄ＝ＶｄとなるようにＭＰ１
のゲート電圧が制御される。Ｖｄの電圧上昇に伴い、有
機ＥＬ素子に流れる電流Ｉｄも大きくなり、これに従い
検出電流Ｉｄ２（電流Ｉｄの相関電流）も大きくなる。
また、コンパレータ出力が“Ｌ”であれば、制御部Ａの
ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター１がデジタル信号Ｄｘを１Ｌ
ＳＢカウントダウンして、電圧Ｖｒｄを小さくする。Ｖ
ｒｄが小さくなれば、出力部Ｂでは、Ｖｄ＝Ｖｒｄとな
るようにＭＰ１のゲート電圧を制御し、有機ＥＬ素子に
所望の電流が流れるように駆動電圧Ｖｄを制御する。

【００４３】上記説明は、サンプリング期間時のみの動
作説明である。

【００４４】本実施例でのサンプリング動作は、第１番
目の走査ライン（図中Ｌｙ１）と最終走査ライン(図示
していない)の２ラインで行うことが望ましい。これ
は、各フレーム（ディスプレイ表示等において）ごとに
行うことができる。ただし、この２ラインはサンプリン
グ部であり表示部として使用できない。

【００４５】この方法を説明すると、第１ライン目と最
終ライン目で決定されたＶｄ₁、Ｖｄ_nを制御部ＡのＡＤ
コンバータ４を介してデジタルデータに変換し、ＳＲＡ
Ｍ５にそれぞれ記憶される。これは、図面上でいうと縦
方向に伸びる配線（Ｌｘ１，Ｌｘ２，…）の抵抗成分に
よる電圧降下分を補正するためである。一般的には、こ
のラインには透明電極（ＩＴＯ）を使用しており、透明
電極の比抵抗を考えると、配線による電圧降下は無視で
きない。第１ライン目はサンプリング動作を行い、２ラ
イン目から（最終ライン−１）まではホールド動作（制
御部ＡのＳＷ１はＢ側を選択）で行う。そのときの各ラ
インの駆動電圧Ｖｒｄは、第１ライン目で得られたＶｄ
₁と最終ライン目で得られたＶｄ_nを元に制御部内演算部
６で演算して決定する。

【００４６】本実施例の構成ではＭＯＳトランジスタで
説明したが、パイポーラトランジスタでも構成上問題な
い。だたし、電源電圧近傍まで駆動電圧を制御可能にす
るならば、ＭＯＳトランジスタで構成したほうが望まし
い。なお、本実施例は、出力部Ｂで発生させた電流Ｉ
ｘ、Ｉ１を電流検出部Ｃで複製しており、その精度が直
接電流検出精度につながるが、ＬＳＩで本実施例の実現
を考えたとき、各トランジスタの特性の相対精度によっ
て決定されるものであり、きわめて簡単に且つ高精度に
複製することができる。

【００４７】本実施例が示す構成は、有機ＥＬ素子を２
次元に配置したもの、すなわち、表示ディスプレイを意
識しているが、この構成は、１次元に配置したもの、例
えばプリンタヘッドにも十分に応用することができる。

【００４８】〔実施例２〕図２は、本実施例の有機発光
素子駆動回路を示す構成図である。

【００４９】実施例１では、電源電圧ＶＤＤを基準電位
として検出された電流を電圧信号（Ｖｘ）に変換した。
一方、本実施例は、ＧＮＤを基準電位として検出された
電流を電圧信号に変換する構成である。

【００５０】図２において、細線で囲んだＡブロックは
制御部であり、Ｂブロックは出力部であり、Ｃブロック
は電流検出部である。Ｂブロックから出力されている電
圧Ｖｄ１には、第１の実施例に示したＤブロックが接続
されるが、本図では省略している。また、Ａブロックお
よびＢブロックは、実施例１と同じ構成なので詳細な説
明を省き、Ｃブロックについてのみ説明する。

【００５１】第２のＰｃｈＭＯＳトランジスタＭＰ２と
第２のＮｃｈＭＯＳトランジスタＭＮ２は、出力部Ｂに
あるＭＰ１，ＭＮ１の複製であり、ＭＰ２とＭＮ２でチ
ャージポンプを構成し、そのチャージポンプ点に発生す
る電圧をＶｄ２とする。Ｖｄ２の点には、第３のＮｃｈ
ＭＯＳトランジスタＭＮ３のドレインが接続され、ＭＮ
３のソースはＧＮＤに、ゲートは、ＭＮ１、ＭＮ２と同
一の定電圧ＶＧ１によって定電流源を構成している。さ
らに、Ｖｄ２の点には、第３のＰｃｈＭＯＳトランジス
タＭＰ３のドレインが接続されており、ＭＰ３のソース
は電源電圧ＶＤＤに、ゲートは第２のオペアンプＡＭＰ
２の出力によってＶｄ２＝Ｖｄ１となるように制御され
ている。ＡＭＰ２の＋極側には電圧Ｖｄ２が入力され、
−側には電圧Ｖｄ１が入力されている。

【００５２】ＭＰ２のドレイン電流をＩｘ、ＭＮ２およ
びＭＮ３のドレイン電流をＩ１とすると、ＭＰ３のドレ
イン電流Ｉｙは以下の式になる。Ｉｙ＝２×Ｉ１−Ｉｘ＝２×Ｉ１―（Ｉ１＋Ｉｄ）＝Ｉ１−Ｉｄ

【００５３】ＡＭＰ２の出力は、第４のＰｃｈＭＯＳト
ランジスタＭＰ４のゲートをも制御しており、ＭＰ３の
ドレイン電流ＩｙをＭＰ４のドレイン電流に複製してい
る。ＭＰ４のソースはＶＤＤに、ドレインは第４のＮｃ
ｈＭＯＳトランジスタＭＮ４のドレインに接続されてい
る。ＭＮ４のソースはＧＮＤに、ゲートはＶＧ１に接続
されている。ＭＮ４はＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３と同様に
定電流源を構成している。またＭＰ４、ＭＮ４もチャー
ジポンプ構成になっており、チャージポンプ端に発生す
る電圧をＶｄ３とする。

【００５４】さらに、Ｖｄ３の点には、第５のＰｃｈＭ
ＯＳトランジスタＭＰ５のドレインが接続されている。
ＭＮ５のソースはＶＤＤに、ゲートは第３のオペアンプ
ＡＭＰ３によって、Ｖｄ３＝Ｖｄ１となるように制御さ
れている。ＡＭＰ３の＋極側にはＶｄ３が、−極側には
Ｖｄ１が入力されている。

【００５５】ＭＰ４のドレイン電流をＩｙ、ＭＮ４のド
レイン電流をＩ１とすると、ＭＰ５のドレイン電流Ｉｚ
は以下の式になる。Ｉｚ＝Ｉ１−Ｉｙ＝Ｉ１−（Ｉ１−Ｉｄ）＝Ｉｄ

【００５６】ＡＭＰ３の出力は、第６のＰｃｈＭＯＳト
ランジスタＭＰ６のゲートをも制御しており、ＭＰ５の
ドレイン電流Ｉｚ（＝Ｉｄ）を複製している。ＭＰ６の
ソースはＶＤＤに、ドレインは抵抗Ｒ１に接続されてお
り、抵抗Ｒ１のもう一方はＧＮＤに接続している。した
がって、ＭＰ６に流れるドレイン電流によって有機ＥＬ
素子が消費する電流Ｉｄを検出することができる。

【００５７】また、抵抗Ｒ１によって、ＭＰ６に流れる
ドレイン電流を電圧信号Ｖｘにしている。この電圧信号
ＶｘはコンパレータＣＯＭＰの−極に入力され、＋極に
は所望の輝度に相当する、あるいは、所望の電流に相当
する基準電圧Ｖｒが入力されている。

【００５８】なお、ＭＰ１とＭＮ１、ＭＰ２とＭＮ２、
ＭＰ３とＭＮ３のチャージポンプ端は全て電圧Ｖｄ１と
なるように制御されているので、アーリー効果による電
流演算の誤差を無視することができ、精度よく電流を検
出できる。また、図２には示していないが制御の安定性
を十分に確保するために、Ｖｄ２およびＶｄ３の点に適
度な容量を付加する場合もある。ただし、大きすぎる容
量は、ループ遅延を招き不安定動作を引き起こす原因に
なるかもしれないので注意しなければならない。

【００５９】本実施例の動作の基本的な概念は実施例１
と同じであり、説明は省略する。

【００６０】本実施例のように、ＧＮＤを基準電位とし
て検出された電流Ｉｚを電圧信号（Ｖｘ）に変換し、こ
のＶｘを用いてフィードバック制御することで、発光素
子に電流が注入される点の電圧Ｖｄ１を制御するため、
実施例１に比べて運用し易いものとなる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
駆動回路によれば、電流検出回路を有機ＥＬ素子に対し
て直列に挿入した構成になっていないので、高速パルス
動作の応答性を十分に確保でき、有機ＥＬ素子に注入さ
れる電流の減少に伴う輝度低下の問題を解決することが
できる。

【００６２】また、リーク電流による発光しないといっ
た問題を回避することができ、耐リーク特性において有
利な電流管理を行うことができる。

【００６３】また、駆動回路の一部を構成するオペアン
プとしてＭＯＳトランジスタを使用した場合、駆動電圧
を電源電圧近傍まで使用することができ、特別な半導体
プロセスを用いることなく、安定に回路を動作させるこ
とができる。この構成は、ＬＳＩ化においては非常に簡
単に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の有機ＥＬ素子駆動回路を示す構成図
である。

【図２】実施例２の有機ＥＬ素子駆動回路を示す構成図
である。

【図３】従来の有機ＥＬ素子駆動回路の一例を示す構成
図である。

【図４】従来の有機ＥＬ素子駆動回路の別の例を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター２選択スイッチ回路３Ｄ／Ａコンバータ４Ａ／Ｄコンバータ５ＳＲＡＭＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２有機ＥＬ素子Ａ制御回路制御部Ｂ制御回路出力部Ｃ電流検出部Ｄ有機発光素子部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注入電流量によって発光素子の発光輝度
を制御する駆動回路において、発光素子に電流が注入される点をＡとし、Ａに流れ込む電流を電流Ｉｘとし、Ａから流れ出す電流をＩ１とし、発光素子に流れる電流を電流Ｉｄとし、電流ＩｄによってＡに発生する電圧を電圧Ｖｄとし、電流Ｉｘの相関電流Ｉｘ’、および、電流Ｉ１の相関電
流Ｉ１’より、電流Ｉｄの相関電流Ｉｄ’を検出し、電流Ｉｄ’が所望の発光輝度を実現できる電流Ｉｏと等
しくなるように、電流Ｉｘあるいは電流Ｉ１を制御する
ことで、電圧Ｖｄを制御することを特徴とする発光素子
駆動回路。
【請求項２】注入電流量によって発光素子の発光輝度
を制御する駆動回路において、第１の電流Ｉｘと第２の電流Ｉ１で第１のチャージポン
プを形成し、第１のチャージポンプ端に発光素子を接続し、第３の電流Ｉｘ’と第４の電流Ｉ１’で第２のチャージ
ポンプを形成し、第２のチャージポンプ端に第５の電流Ｉｙを接続した構
成を少なくとも有し、電流Ｉｘ’は電流Ｉｘの相関電流であり、電流Ｉ１’は電流Ｉ１の相関電流であり、第１のチャージポンプ端に発生する電圧Ｖｄ１と第２の
チャージポンプ端に発生する電圧Ｖｄ２が等しくなるよ
うに、電流Ｉｙを制御し、電流Ｉｙから発光素子に流れる電流Ｉｄの相関電流Ｉｚ
を発生させ、電流Ｉｚが所望の発光輝度を示す電流の代表値と等しく
なるように、電流Ｉｘあるいは電流Ｉ１に対してフィー
ドバック制御することで、電圧Ｖｄ１を制御することを
特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項３】発光素子が有機エレクトロルミネッセン
ス素子であることを特徴とする請求項１または２に記載
の発光素子駆動回路。
【請求項４】駆動回路の一部となるオペアンプをＭＯ
Ｓトランジスタで構成したことを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の発光素子駆動回路。