JP2004361915A - 有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機電界発光ディスプレイパネルを駆動するにあたって、駆動電流を大きく低減できる駆動方法を提供する。
【解決手段】複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法において、互いに隣接する第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子にプリチャージ用電流を供給するプリチャージステップと、前記第１共通ラインと接続された有機電界発光素子に第１駆動用電流を供給する第１駆動ステップと、前記第２共通ラインと接続された有機電界発光素子に第２駆動用電流を供給する第２駆動ステップと、前記第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に充電された電荷を放電させるディスチャージステップとを備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、半導体集積回路に関し、特に、半導体集積回路の中でも有機電界発光ディスプレイパネルを駆動するための方法に関する。

通常、平板表示（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）素子は用いられる物質によって無機物を使用する素子と、有機物を使用する素子とに区分される。無機物を使用する素子としては、蛍光体からＰＬ（Ｐｈｏｔｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いるプラズマ表示パネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や、ＣＥ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いる電界放出表示（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）素子などがあり、有機物を使用する素子としては多様な分野で広く用いられている液晶表示素子（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｅｌｅｍｅｎｔ）及び有機電界発光ディスプレイパネルなどがある。

ここで、有機電界発光ディスプレイパネルは、常用化されている液晶表示素子に比べて約３０、０００倍以上の速い応答速度を有し、また自ら発光して視野角が広く、高い輝度を発揮できることから次世代の表示素子として脚光を浴びている（例えば、特許文献１参照）。

図１は有機電界発光ディスプレイパネルを示す概念図である。
図１を参照して説明すると、有機電界発光素子のディスプレイパネルは複数の単位ピクセル（１つの単位ピクセルごとに１つの有機電界発光素子が備えられる。）がマトリックス状になっており、パネルの縦方向には複数のセグメントラインが備えられ、パネルの横方向には複数の共通ラインが備えられる。
駆動部では複数のセグメントラインと複数の共通ラインを介して有機電界発光ディスプレイパネルを構成する複数の有機電界発光素子を駆動する。

図２は、図１に示すパネルの一部分をモデリングした回路図である。
図２に示すように、１つの単位ピクセルは１つの有機電界発光素子と１つのキャパシタとから構成され、有機電界発光素子の１つのノードとキャパシタの１つのノードは１つのセグメントラインと接続され、有機電界発光素子の他のノードとキャパシタの他のノードは共通ラインと接続される。

図３は、有機電界発光ディスプレイパネルの１つの単位ピクセル１０と、その単位ピクセルを駆動するための駆動部１００を示す回路図である。
図３を参照して説明すると、有機電界発光素子の１つの単位ピクセル１０は有機電界発光素子Ｄｐとその有機電界発光素子Ｄｐの両端に一定レベルの電圧を提供するためのキャパシタＣｐを備える。

また、有機電界発光素子の単位ピクセル１０を駆動するための駆動部１００は、プリチャージ区間の間にセグメントラインを介して有機電界発光素子Ｄｐにプリチャージ用電流を供給するプリチャージ用電流源２０と、駆動区間の間の駆動電流をセグメントラインを介して有機電界発光素子Ｄｐに供給する駆動用電流源３０と、プリチャージオン／オフ信号Ｐｒｅｃｈａｒｇｅ Ｏｎ／Ｏｆｆに応答してプリチャージ用電流源２０をセグメントラインと接続または切断させるＭＯＳトランジスタＭ１と、駆動オン／オフ信号Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｏｎ／Ｏｆｆに応答して駆動用電流源２０をセグメントラインと接続または切断させるＭＯＳトランジスタＭ２と、ディスチャージ区間の間にセグメントラインを介してキャパシタＣｐに充電された電荷を接地電源ＶＳＳに放電（ディスチャージ）させるために、ディスチャージオン／オフ信号Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｏｎ／Ｏｆｆに応答してセグメントラインと接地電源を接続または切断させるＭＯＳトランジスタＭ３とを備える。すなわち、ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３はゲートに印加されるそれぞれの信号に応答して両端を接続または切断させるスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３の役割をする。

ここで、第１パッド５０はセグメントラインを駆動部１００と接続させるためのパッドであり、第２パッド４０は共通ラインに印加される電圧が入力されるパッドである。

図４は、図３に示す駆動装置の動作を示すタイミングチャートであり、図５乃至図８はそれぞれ図４に示す動作区間によって図３の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動処置を示す等価回路図である。
通常の有機電界発光ディスプレイパネルの動作は、大きくＮｕｌｌ区間、プリチャージ区間、駆動区間、ディスチャージ区間に分けられるが、以下では図１乃至図４と、図５乃至図８を参照してそれぞれの区間に対する動作を説明する。尚、図５乃至図８は、Ｎｕｌｌ区間、プリチャージ区間、駆動区間、ディスチャージ区間の４ステップをそれぞれ示している。

また、図５乃至図８において、単位ピクセル１０の右側に示すキャパシタ１０’は現在駆動するために選択された単位ピクセル１０に電流が供給されるとき、周辺に備えられる他の単位ピクセルにより生じる負荷を表わす等価キャパシタンスである。
まず、図５を参照してＮｕｌｌ区間における動作を説明すると、Ｎｕｌｌ区間ではスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３がいずれもターンオフ状態になり、各単位ピクセルに共通に印加される共通電圧Ｖｄｃが第２パッド４０を介して有機電界発光素子Ｄｐの他方のノードに印加される。

次に、図６を参照して説明すると、プリチャージ区間では、スイッチＳ２、Ｓ３がターンオフ状態になり、スイッチＳ１はターンオン状態になる。したがって、プリチャージ用電流源２０から供給される電流が単位ピクセル１０に供給される。プリチャージ区間は有機電界発光素子Ｄｐを発光させるための電流を実際に供給する区間である駆動区間前に有機電界発光素子Ｄｐの両端電圧が閾電圧Ｖｔｈになるようにする区間である。

ここで、プリチャージ用電流を単位ピクセルに供給するためのプリチャージ用電流源２０を備え、プリチャージ区間を設ける理由は、有機電界発光素子Ｄｐが動作するに必要な駆動電圧レベルは非常に高く、必要な電圧レベルのその大半はエネルギーを出せる閾電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｖｏｌｔａｇｅ、Ｖｔｈ）として使用され、実際駆動に使用される電圧はそれほど高くないため、駆動区間前に有機電界発光素子の両端電圧を閾電圧に合せておくためである。

すなわち、有機電界発光素子は一定量の電流が供給されなければ光が出ない電流駆動方式であり、それぞれの素子はキャパシタを有しているため、所望の電流が供給されるためには、素子の両端が一定電圧（閾電圧）以上に維持されなければならない。これをプリチャージ区間で行なって、駆動区間では実際有機電界発光素子から光が放出されるために必要な電流のみを供給する。
もし、プリチャージ区間がなければ、データを表現するための電流であるデータ駆動用電流が閾電圧まで上げるときも使用され、有機電界発光素子が出力するすべての種類のスケールを全部表現できない結果が現れることもある。

次に、図７を参照して説明すると、駆動区間では、スイッチＳ１、Ｓ３がターンオフ状態に、スイッチＳ２はターンオン状態になる。したがって、駆動用電流源３０から供給される電流が単位ピクセル１０に供給され、供給された電流に対応する光が有機電界発光素子Ｄｐから放出される。

次に、図８を参照して説明すると、ディスチャージ区間ではスイッチＳ１、Ｓ２がターンオフ状態に、スイッチＳ３はターンオン状態になる。したがって、この区間では単位ピクセルに充電された電荷が接地電源ＶＳＳを介してディスチャージ（放電）される。
ディスチャージ区間以降は、またＮｕｌｌ区間→プリチャージ区間→駆動区間→ディスチャージ区間が繰り返される。

図９は、従来技術に係る複数のラインを備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。図６を参照して、マトリックス状で複数の単位ピクセルが備えられて、ラインごとに駆動される有機電界発光ディスプレイパネルの動作について説明する。
有機電界発光ディスプレイパネルは、１つの共通ラインに配列された単位ピクセルごとに光を放出する動作を行なうが、それぞれの共通ラインは上述したようにＮｕｌｌ区間、プリチャージ区間、駆動区間、ディスチャージ区間の４区間で動作が行なわれる。

図９に示すように、共通ライン選択（スキャンライン選択）信号に制御されて、第１共通ラインに４区間の動作が行なわれると、次の共通ラインで４区間の動作が行なわれる。
各共通ラインごとに駆動区間及びディスチャージ区間の間に、すなわち図６に示すように共通ライン出力（スキャンライン出力）信号がローレベルになる区間の間に各共通ラインに備えられている単位ピクセルの有機電界発光素子Ｄｐから光が放出される。

単位ピクセルの有機電界発光素子Ｄｐから出力される光は駆動区間で有機電界発光素子Ｄｐに印加される電流量によって決定される。出力される光を決定するために有機電界発光素子Ｄｐに電流を供給する方式には、大きくＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式とＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式がある。

ＰＷＭ方式は、図９の示す波形ａとｂのように、区間が互いに異なる波形を出力し、出力される区間パルス信号がハイレベルになる区間に対応する電流量を有機電界発光素子Ｄｐに供給する方式である。
ＰＡＭ方式は、図９に示す波形ｅとｆのように高さが互いに異なる波形を出力し、ｅとｆの区間パルス信号のように幅は互いに同じパルス信号であるが、各区間パルス信号の高さを互い異なるようにし、出力される区間パルス信号の高さに対応する電流量を有機電界発光素子Ｄｐに供給する方式である。

上述したように、有機電界発光ディスプレイパネルはそれぞれの共通ラインごとにプリチャージ、駆動、ディスチャージ区間を繰り返して動作するようになるが、これによって全体的な有機電界発光ディスプレイパネルを駆動するにあたって消費電力が大きく増加するという問題点がある。特に、各有機電界放出素子を駆動するための各共通ラインごとに繰り返されるプリチャージ区間の間に使用される電流量が駆動区間の間に使用される電流量より何倍も大きくなって、各ラインごとにプリチャージ区間を設けるのは消費電力が大きく増加するという問題となっている。

特開平０７−１２２３６０号公報

そこで、本発明は上記従来の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、有機電界発光ディスプレイパネルを駆動するにあたって、駆動電流を大きく低減できる駆動方法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による有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法は、複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法において、互いに隣接する第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子にプリチャージ用電流を供給するプリチャージステップと、前記第１共通ラインと接続された有機電界発光素子に第１駆動用電流を供給する第１駆動ステップと、前記第２共通ラインと接続された有機電界発光素子に第２駆動用電流を供給する第２駆動ステップと、前記第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に充電された電荷を放電させるディスチャージステップとを備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法は、複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法において、前記複数の共通ラインの内の所定数の共通ラインに接続された有機電界発光素子に、実質的に同じタイミングでプリチャージ用電流の供給、及び放電動作をさせ、駆動用電流はそれぞれの共通ラインごとに順次供給することを特徴とする。

本発明によれば、有機電界発光ディスプレイパネルのプリチャージ−駆動−ディスチャージの動作を各共通ラインごとに行なわず、所定数の共通ラインごとにプリチャージ−駆動−ディスチャージの動作を行なうことによって、有機電界発光ディスプレイパネルの駆動電力を大きく低減できる効果がある。

次に、本発明に係る有機電界発光ディスプレイパネル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説明する。

図１０は、本発明の実施例に係る有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。
図７を参照して説明すると、本実施の実施例に係る有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法は、複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルにおいて、まずプリチャージ区間Ｐｒｅｃｈａｒｇｅ１２で互いに隣接する第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子にプリチャージ用電流を供給する。

次いで、第１駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ１で第１共通ラインと接続された有機電界発光素子に第１駆動用電流を供給し、第２駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ２では第２共通ラインと接続された有機電界発光素子に第２駆動用電流を供給する。第１共通ラインと第２共通ラインに接続されたそれぞれの有機電界発光素子はそれぞれ第１駆動用電流と第２駆動用電流が供給されると光を放出する。

次いで、ディスチャージ区間Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ１２で第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に充電された電荷を放電させる。
次いで、第３及び第４共通ラインも上記のような順序に従って駆動するようにし、プリチャージ区間Ｐｒｅｃｈａｒｇｅ３４でプリチャージ用電流を第３及び第４共通ラインに同時に供給する。次いで、第３駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ３で第３駆動用電流を第３共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給し、第４駆動区間（図示せず）では第４駆動用電流を第４共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給する。

次いで、ディスチャージ区間（図示せず）では第３共通ラインと第４共通ラインに接続された有機電界発光素子の充電電荷を同時に放電させる。
このとき、奇数共通ライン出力信号は第１共通ラインと第３共通ラインに接続された有機電界発光素子に駆動用電流が供給されるとローレベルに活性化され、偶数共通ライン出力信号は第２共通ラインと第４共通ラインに接続された有機電界発光素子に駆動用電流が供給されるとローレベルに活性化される。

したがって、複数の共通ラインを備える有機電界発光ディスプレイパネルを駆動する場合、プリチャージ用電流の供給と放電は２つの共通ラインごとに共通で行ない、駆動電流は各共通ラインごとに供給する。
このように、有機電界発光ディスプレイパネルを駆動させることによって、従来のように上段から１つの共通ラインを順次動作するのは同じであるが、プリチャージ動作の半減により全体的にはプリチャージ区間で消費される電流量を大きく減らすことができる。

一方、駆動区間の間に選択された共通ラインに接続された有機電界発光素子に電流を供給する方式は、上述したようにＰＷＭ方式とＰＡＭ方式がある。ＰＷＭ方式とは、有機電界発光素子に出力する光の強度と色に対応する所定の区間でハイレベルの区間パルス信号を生成して出力し、生成された区間パルス信号の幅に対応する電流量を有機電界発光素子に供給する方式をいう。

ところが、本発明では第１共通ラインと第２共通ラインを同時にプリチャージ及びディスチャージさせることによって、第１共通ラインと第２共通ラインの駆動動作区間が互いに接続される。これによって、第１駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ１中で区間パルス信号が非活性化されると、第１共通ラインに接続された有機電界発光素子の動作が停止されるという問題点が発生し得る。

これは第１駆動区間における区間パルス信号が非活性化されると、そのときから第１共通ラインに接続された有機電界発光素子に充電された電荷が放電されるためである。
これを防止するために、本発明では第１共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するための第１区間パルス信号が非活性化されるタイミングと第２共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するための第２区間パルス信号が活性化されるタイミングとを互いに合せるようにする。（図１０のＺを参照）

これを詳細に説明すると、第１駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ１では第１共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するために、第１区間パルス（例えば、図１０のＡパルス）を出力し、第１区間パルスに対応する電流量を第１駆動電流として第１共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給する。

次いで、第２駆動区間Ｄｒｉｖｉｎｇ２では第２共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するために、第２区間パルス（例えば、図１０のＣパルス）を出力し、第２区間パルスに対応する電流量を第２駆動電流として第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給する。このとき、第１区間パルスが非活性化されるタイミング（図１０のＺ）で第２区間パルスが活性化されるようにする。

上記のようなＰＷＭ方式によって、有機電界発光ディスプレイパネルを駆動させると、プリチャージ区間における動作電流を減少させて全体的な電力消費を低減しながらも、すべての共通ラインに接続された有機電界発光素子を安定的に駆動させることができる。
一方、上述したＰＡＭ方式を利用して、有機電界発光ディスプレイパネルを駆動すると、上述した駆動区間内の放電問題は生じない。

また、上述した実施例では有機電界発光ディスプレイパネルにおいて、２つの共通ラインを同時にプリチャージ及びディスチャージさせ、それぞれ駆動することにしたが、２つより多い共通ライン（例えば、３つ、又は４つ以上の共通ライン）を１つにまとめてプリチャージ及びディスチャージさせ、駆動は別々に行なうこともできる。この場合は、ＰＷＭ方式よりはＰＡＭ方式で駆動をすることがより好ましい。

有機電界発光ディスプレイパネルを駆動するにあたって、ディスチャージ区間を設ける理由は、有機電界発光素子の特性上、電荷を継続して充電する状態を維持すればその特性が劣化するがこれを防止するためである。

したがって、有機電界発光素子のディスプレイパネルを駆動させるにあたって、ディスチャージ特性により有機電界発光素子の特性が低下しない範囲内で複数の共通ラインを１つの単位にまとめた後、プリチャージ及びディスチャージする動作は共通で行い、駆動動作はそれぞれの共通ラインごとにすれば、全体的にプリチャージ時の駆動電流を大きく低減することができ、有機電界発光ディスプレイパネルの駆動時にパワー消費を大きく低減することができる。上述したように、有機電界発光素子はその特性上、プリチャージ時に消費されるパワーが駆動区間で消費されるパワーよりはるかに大きいため、上述した本発明による駆動方法を用いれば、有機電界発光ディスプレイパネルの駆動時に節約できるパワーの量は非常に大きくなる。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

有機電界発光ディスプレイパネルを示す概念図である。 図１に示す有機電界発光ディスプレイパネルの一部分をモデリングした回路図である。 有機電界発光ディスプレイパネルの１つの単位ピクセルとその単位ピクセルを駆動するための駆動処置を示す回路図である。 図３に示す駆動処置の動作を示すタイミングチャートである。 図４に示す動作区間によって図３の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動処置を示す等価回路図である。 図４に示す動作区間によって図３の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動処置を示す等価回路図である。 図４に示す動作区間によって図３の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動処置を示す等価回路図である。 図４に示す動作区間によって図３の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動処置を示す等価回路図である。 従来技術に係る有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例に係る有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。

Claims (6)

1. 複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法において、
   互いに隣接する第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子にプリチャージ用電流を供給するプリチャージステップと、
   前記第１共通ラインと接続された有機電界発光素子に第１駆動用電流を供給する第１駆動ステップと、
   前記第２共通ラインと接続された有機電界発光素子に第２駆動用電流を供給する第２駆動ステップと、
   前記第１及び第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に充電された電荷を放電させるディスチャージステップとを備えることを特徴とする有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。
2. 前記第１駆動ステップは、前記第１共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するために、第１区間パルスを出力する第１ステップと、
   前記第１区間パルスに対応する電流量を前記第１駆動電流として前記第１共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給する第２ステップとを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。
3. 前記第２駆動ステップは、前記第２共通ラインに接続された有機電界発光素子を駆動するために、第２区間パルスを出力する第３ステップと、
   前記第２区間パルスに対応する電流量を前記第２駆動電流として前記第２共通ラインに接続された有機電界発光素子に供給する第４ステップとを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。
4. 前記第１区間パルスが非活性化されるタイミングで前記第２区間パルスが活性化されることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。
5. 複数の共通ラインと複数のセグメントラインが交差し、それぞれの交差する地点ごとに有機電界発光素子を備える有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法において、
   前記複数の共通ラインの内の所定数の共通ラインに接続された有機電界発光素子に、実質的に同じタイミングでプリチャージ用電流の供給、及び放電動作をさせ、駆動用電流はそれぞれの共通ラインごとに順次供給することを特徴とする有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。
6. 前記駆動用電流を前記有機電界発光素子に供給する方式は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式またはＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式であることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光ディスプレイパネルの駆動方法。

Images