JP2005003836A - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルの点灯駆動回路に定電流源を備えることにより発生する技術的な問題点をローコストに解消し得る自発光表示パネルの駆動装置および駆動方法を提供すること。
【解決手段】走査ドライバ３およびデータドライバ１０が、走査の切り換わり時に、表示パネル１に配列されたすべての走査線Ｋ１ 〜Ｋｍ とすべてのデータ線Ａ１ 〜Ａｎ とを同一電位に設定することで、各発光素子Ｅ１１〜Ｅｎｍの寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット動作が実行される。これに続く前記非走査状態における発光素子の寄生容量を充電する駆動用電圧源４からの充電電流を、走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給し、当該発光素子を前記駆動用電圧源４を利用して発光駆動させるように動作する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子として例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた発光表示パネルの駆動装置および駆動方法に関し、特に発光素子を点灯駆動させる定電流源を不要にし、電源の利用効率を向上させることができるパッシブ駆動型の駆動装置および駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子をマトリクス状に配列して構成した表示パネルの開発が広く進められており、このような表示パネルに用いられる発光素子として、有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ素子が注目されている。これは素子の発光層に、良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって、実用に耐え得る高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。
【０００３】
前記した有機ＥＬ素子は、電気的には図１のような等価回路で表すことができる。すなわち、有機ＥＬ素子はダイオード成分Ｅと、このダイオード成分に並列に結合する寄生容量成分Ｃｐ とによる構成に置き換えることができ、有機ＥＬ素子は容量性の発光素子であると考えられている。この有機ＥＬ素子は、発光駆動電圧が印加されると、先ず、当該素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて当該素子固有の一定の電圧（発光閾値電圧＝Ｖｔｈ）を越えると、電極（ダイオード成分Ｅの陽極側）から発光層を構成する有機層に電流が流れ初め、この電流に比例した強度で発光すると考えることができる。
【０００４】
図２は、このような有機ＥＬ素子の発光静特性を示したものである。これによれば、有機ＥＬ素子は図２（ａ）に示すように、駆動電流Ｉにほぼ比例した輝度Ｌで発光し、図２（ｂ）に示すように駆動電圧Ｖが発光閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合において急激に電流Ｉが流れて発光する。換言すれば、駆動電圧が発光閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合には、ＥＬ素子には電流は殆ど流れず発光しない。したがってＥＬ素子の輝度特性は、図２（ｃ）に実線で示すように前記閾値電圧Ｖｔｈより大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有している。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子の輝度特性は、環境温度によって概ね図２（ｃ）に破線で示すように変化することも知られている。すなわち、ＥＬ素子は前記したとおり発光閾値電圧より大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有するが、高温になるほど発光閾値電圧が小さくなる。したがって、ＥＬ素子は高温になるほど小さい印加電圧で発光可能な状態となり、同じ発光可能な印加電圧を与えても、高温時は明るく、低温時は暗いといった輝度の温度依存性を有している。
【０００６】
一方、有機ＥＬ素子は電流・輝度特性が温度変化に対して安定しているのに対して、電圧・輝度特性が前記したとおり温度変化に対して不安定であること、また、有機ＥＬ素子は過電流を受けた場合に、劣化が激しくなるなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、素子をマトリクス状に配列したパッシブ駆動型表示パネルが、すでに一部において実用化されている。
【０００７】
図３には、従来のパッシブマトリクス型表示パネルと、その駆動回路の一例が示されている。このパッシブマトリクス駆動方式における有機ＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図３に示された構成は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。すなわち、ｎ本のデータ線としての陽極線Ａ１ 〜Ａｎ が縦方向に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ が横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍが配置されて、表示パネル１を構成している。
【０００８】
そして、画素を構成する各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍは、垂直方向に沿う陽極線Ａ１ 〜Ａｎ と水平方向に沿う陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ との各交点位置に対応して一端（ＥＬ素子の等価ダイオードにおける陽極端子）が陽極線に、他端（ＥＬ素子の等価ダイオードにおける陰極端子）が陰極線に接続されている。さらに、各陽極線Ａ１ 〜Ａｎ はデータドライバとしての陽極線ドライブ回路２に接続され、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ は走査ドライバとしての陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【０００９】
前記陽極線ドライブ回路２には、後述するＤＣ−ＤＣコンバータにおける昇圧回路４よりもたらされる駆動電圧ＶＨ を利用して動作する定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ およびドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが備えられており、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが、前記定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ 側に接続されることにより、定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ からの電流が、陰極線に対応して配置された個々のＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍに対して供給されるように作用する。また、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ からの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、当該陽極線を基準電位点としてのグランド側に接続できるように構成されている。
【００１０】
また、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ に対応して走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍが備えられ、クロストーク発光を防止するための後述する逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶＭ または基準電位点としてのグランド電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極走査線に接続するように作用する。これにより、陰極線を所定の周期で基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ１ 〜Ａｎ に定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ を接続することにより、前記各ＥＬ素子を選択的に発光させるように作用する。
【００１１】
一方、前記したＤＣ−ＤＣコンバータは、図３に示す例においては昇圧回路４としてＰＷＭ（パルス幅変調）制御を利用し、直流の駆動電圧ＶＨ を生成するように構成されている。なお、このＤＣ−ＤＣコンバータは、ＰＷＭ制御に代えて周知のＰＦＭ（パルス周波数変調）制御もしくはＰＳＭ（パルススキップ変調）制御を利用することもできる。
【００１２】
このＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧回路４の一部を構成するスイッチングレギュレータ６から出力されるＰＷＭ波がスイッチング素子としてのＭＯＳ型パワーＦＥＴＱ１ を所定のデューティーサイクルでオン制御するように構成されている。すなわち、パワーＦＥＴＱ１ のオン動作によって、一次側のＤＣ電圧源Ｂ１ からの電力エネルギーがインダクタＬ１ に蓄積され、パワーＦＥＴＱ１ のオフ動作に伴い、前記インダクタＬ１ に蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ１ を介してコンデンサＣ１ に蓄積される。そして、前記パワーＦＥＴＱ１ のオン・オフ動作の繰り返しにより、昇圧されたＤＣ出力をコンデンサＣ１ の端子電圧として得ることができる。
【００１３】
前記ＤＣ出力電圧は、温度補償を行うサーミスタＴＨ１、抵抗Ｒ１１およびＲ１２によって分圧され、スイッチングレギュレータ６における誤差増幅器７に供給され、この誤差増幅器７において基準電圧Ｖｒｅｆ と比較される。この比較出力（誤差出力）がＰＷＭ回路８に供給され、発振器９からもたらされる信号波のデューティを制御することで、前記出力電圧を所定の駆動電圧ＶＨ に保持するようにフィードバック制御される。したがって、前記したＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧、すなわち前記駆動電圧ＶＨ は、次のように示すことができる。
【００１４】
【数１】
ＶＨ ＝Ｖｒｅｆ ×〔（ＴＨ１＋Ｒ１１＋Ｒ１２）／Ｒ１２〕
【００１５】
一方、前記したクロストーク発光を防止するために利用される逆バイアス電圧生成回路５は、前記駆動電圧ＶＨ を分圧する分圧回路により構成されている。すなわち、この分圧回路は、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４およびエミッタフォロアとして機能するｎｐｎトランジスタＱ２ により構成されており、前記トランジスタＱ２ のエミッタにおいて逆バイアス電圧ＶＭ を得るようにしている。したがって、前記トランジスタＱ２ におけるベース・エミッタ間電圧をＶｂｅとして表せば、この分圧回路により得られる逆バイアス電圧ＶＭ は、次のように示すことができる。
【００１６】
【数２】
ＶＭ ＝ＶＨ ×〔Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１４）〕−Ｖｂｅ
【００１７】
なお、前記した陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３には、図示せぬＣＰＵを含む発光制御回路よりコントロールバスが接続されており、表示すべき映像信号に基づいて、前記走査スイッチＳｋ１〜ＳｋｍおよびドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが操作される。これにより、映像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でグランド電位に設定しながら所望の陽極線に対して定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ が接続される。したがって、前記各発光素子は選択的に発光し、これにより表示パネル１上に前記映像信号に基づく画像が表示される。
【００１８】
なお、図３に示す状態は、第１の陰極線Ｋ１ がグランド電位に設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の陰極線Ｋ２ 〜Ｋｍ には、前記した逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶＭ が印加されている。これにより、ドライブされている陽極線と走査選択がなされていない陰極線との交点に接続された各ＥＬ素子がクロストーク発光するのが防止されるように作用する。
【００１９】
以上、説明した図３に示した構成のパッシブ駆動型表示パネルと、その駆動回路については、本件出願人がすでに出願した次に示す特許文献１に開示されている。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００３−７６３２８号公報（段落０００７〜００２０、図６）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３に示す従来の代表的な表示パネルの駆動回路によると、ＥＬ素子を発光駆動するために定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ が備えられている。この定電流源はＩＣチップ化された場合であっても、そのチップサイズを小型化することは難しく、またコストも上昇することは免れない。さらに前記定電流源は、その定電流特性を持たせるためには、定電流源内でのある程度の電圧降下を見込む必要があり、これが電力損失を招く要因となっている。また、前記した各定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ は、現状においては前記したとおりＩＣチップ化されているものの、その電流値にバラツキが発生することは免れず、これにより例えば走査ラインに沿う水平方向に輝度傾斜等が発生するなどの問題を招来させる。
【００２２】
前記した電流値のバラツキによる輝度傾斜等の問題を解消するために、各定電流源の電流値を個々に制御する対策も考えられるが、前記した有機ＥＬ素子は、数十μＡ程度で動作しているため、この様な比較的微弱な電流値のバラツキを補正することは非常に難しい。そこで、定電流源を備えることによる前記した様な問題を避けるために、ＥＬ素子を定電圧駆動させることも考えられるが、この場合においては、前記したように環境温度による輝度変化が極端に大きく発生するという問題を抱えることになる。
【００２３】
この発明は、駆動回路に定電流源を備えることにより発生する前記したような技術的な問題点を解消し、また環境温度に対する輝度変化を容易に抑制もしくは意図的に制御することができると共に、理想的な多階調表現をローコストに実現させることができる自発光表示パネルの駆動装置および駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる発光表示パネルの駆動装置は請求項１に記載のとおり、互いに交差する複数のデータ線および複数の走査線と、前記各データ線および各走査線との交点位置において、前記データ線と各走査線との間に夫々接続されたダイオード特性を有する容量性の発光素子を備えた発光表示パネルの駆動装置であって、前記各走査線を走査電位点に接続することで順次走査を実行すると共に、走査電位点に接続されない非走査状態の走査線を駆動用電圧源に接続する走査ドライバと、前記走査ドライバの走査に同期して走査状態の各発光素子の点灯または非点灯を制御するデータドライバとが具備され、前記走査ドライバおよびデータドライバが、走査の切り換わり時に、すべての走査線とすべてのデータ線とを同一電位に設定することで、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させると共に、これに続く前記非走査状態における発光素子の寄生容量を充電する前記駆動用電圧源からの充電電流を、走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給し、当該発光素子を前記駆動用電圧源を利用して発光駆動させるように構成した点に特徴を有する。
【００２５】
また、前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる発光表示パネルの駆動方法は請求項９に記載のとおり、互いに交差する複数のデータ線および複数の走査線と、前記各データ線および各走査線との交点位置において、前記データ線と各走査線との間にそれぞれ接続されたダイオード特性を有する容量性の発光素子を備えた発光表示パネルの駆動方法であって、前記表示パネルの走査線を所定の周期で走査しながら、当該走査と同期して走査状態の各発光素子の点灯または非点灯を制御するようになされると共に、前記走査の切り換わり時に、すべての走査線とすべてのデータ線とを同一電位に設定することで、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット工程と、このリセット工程に続いて、駆動用電圧源の駆動電圧を利用して非走査状態における発光素子の寄生容量を充電すると共に、当該充電電流を走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給する工程とが実行され、前記表示パネルにおける発光素子を、前記充電電流により発光駆動させる点に特徴を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置について、その好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。図４はその第１の実施の形態を示したものである。なお、図４においてはすでに説明した図３に示す各構成要素に対応する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。
【００２７】
この図４に示す実施の形態においては、図３に示した従来の構成と比較すると、発光素子としてのＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍを点灯駆動する定電流源Ｉ１ 〜Ｉｎ が省略され、ＤＣ−ＤＣコンバータによる昇圧回路４の出力電圧Ｖｏｕｔ が、表示パネル１の駆動用電圧源として利用される。すなわち、駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ は、陰極線走査回路である走査ドライバ３に供給され、ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍに対して逆バイアスとして印加されるように構成されている。
【００２８】
前記走査ドライバ３には各走査線Ｋ１ 〜Ｋｍ に対応して走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍが備えられ、発光制御回路１２は、走査ドライバ３の走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍを択一的に走査電位点、すなわちグランド電位に接続する制御を実行し、これにより順次走査が実行される。この時、非走査状態の各走査線には、前記した昇圧回路４としての駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ がそれぞれ印加される。
【００２９】
一方、表示パネル１に配列された各データ線Ａ１ 〜Ａｎ は、データドライバ１０により制御を受けるように構成されている。すなわち、データドライバ１０には各ドライブ線Ａ１ 〜Ａｎ に対応してドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが配列され、各スイッチＳａ１〜Ｓａｎがオンされることにより、データ線Ａ１ 〜Ａｎ は回路の基準電位点としてのグランドに接続される。また、各スイッチＳａ１〜Ｓａｎがオフされることにより、データ線Ａ１ 〜Ａｎ はオープン状態に設定される。
【００３０】
前記走査ドライバ３およびデータドライバ１０には、ＣＰＵを含む発光制御回路１２よりコントロールバスが接続されており、前記走査ドライバ３は、発光制御回路１２からの指令を受けて、前記した順次走査を繰り返す。また、前記データドライバ１０は発光制御回路１２に供給される映像信号に基づいて、走査ドライバ３の走査に同期しつつ、走査状態の各発光素子の点灯または非点灯を制御すべく、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎをオン・オフ制御する。これにより、後で詳しく説明するとおり、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子は選択的に発光され、表示パネル１上に前記映像信号に基づく画像が表示される。
【００３１】
また、前記発光制御回路１２には階調制御手段１３が接続されており、この階調制御手段１３から供給される階調制御信号により、表示パネルに描かれる画像の階調を制御するように構成されている。なお、この実施の形態における階調制御方法については、後で詳しく説明する。
【００３２】
前記した構成において、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子を発光駆動させるには、走査線を順次走査する走査の切り換わり時に、すべての走査線Ｋ１ 〜Ｋｍ とすべてのデータ線Ａ１ 〜Ａｎ とを同一電位に設定することで、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット工程が実行される。そして、このリセット工程に続いて、駆動用電圧源からの駆動電圧Ｖｏｕｔ を利用して、非走査状態における発光素子の寄生容量を充電すると共に、当該充電電流を走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給する工程とが実行される。
【００３３】
これにより、走査対象外の発光素子の寄生容量に充電される電流が、各データ線を介して、走査点灯される発光素子に対してラッシュカレントとして供給される。したがって、走査点灯される発光素子は、前記ラッシュカレントにより発光駆動される。
【００３４】
図５は、前記したリセット動作と、これにより生成される前記ラッシュカレントにより、走査点灯される発光素子が発光駆動される動作を説明するものである。なお、図５においては、第１のデータ線Ａ１ に接続されているＥＬ素子Ｅ１１が発光駆動されている状態から、次の走査において、同じく第１のデータ線Ａ１ に接続されているＥＬ素子Ｅ１２が発光駆動される状態が示されている。なお、図５においては、発光駆動されるＥＬ素子がダイオードのシンボルマークで示されており、他は寄生容量としてのコンデンサのシンボルマークで示されている。
【００３５】
図５（ａ）は、リセット動作の前の状態を示しており、第１の走査線Ｋ１ が走査されＥＬ素子Ｅ１１が発光している状態を示す。この時、（ａ）に図示したようにデータドライバ１０におけるドライブスイッチＳａ１はオープン状態になされている。そして、非走査状態のＥＬ素子Ｅ１３〜Ｅ１ｍの陰極端子には、走査スイッチＳＫ２〜Ｓｋｍを介して、駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ がそれぞれ印加される。また、走査状態のＥＬ素子Ｅ１１はその陰極端子が走査基準電位（グランド電位）になされる。
【００３６】
この結果、図５（ａ）に矢印で示したように、駆動用電圧源からの駆動電圧Ｖｏｕｔ より、非走査状態のＥＬ素子Ｅ１２〜Ｅ１ｍにおける寄生容量をそれぞれ充電する電流が流れ、この電流は第１のデータ線Ａ１ に集合し、走査状態のＥＬ素子Ｅ１１に順方向にラッシュカレントとして供給される。したがって、前記ＥＬ素子Ｅ１１はこのラッシュカレントにより発光駆動される。
【００３７】
次の走査の切り換わり時においては、図５（ｂ）に示したように、すべての走査線とすべてのデータ線とを同一電位に設定するリセット動作が実行される。すなわち、この実施の形態においては、データドライバ１０における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎがすべてオンされて、グランドに接続され、また走査ドライバ３における各走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍもすべてグランド側に接続される。これにより、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷は瞬時に放電される。
【００３８】
次にＥＬ素子Ｅ１２を発光させるために、第２の走査線Ｋ２ が走査される。すなわち、第２の走査線Ｋ２ がグランドに接続され、それ以外の走査線には、駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ が与えられる。なお、この時、ドライブスイッチＳａ１はオープン状態になされる。この結果、図５（ｃ）に矢印で示したように、非走査状態のＥＬ素子Ｅ１１，Ｅ１３〜Ｅ１ｍにおける寄生容量をそれぞれ充電する電流が流れ、この電流は第１のデータ線Ａ１ に集合し、走査状態のＥＬ素子Ｅ１２に順方向にラッシュカレントとして供給される。したがって、前記ＥＬ素子Ｅ１２はこのラッシュカレントにより発光駆動される。
【００３９】
この時、非走査状態のＥＬ素子の寄生容量に充電される電荷の充電方向は、逆バイアス方向であるので、非走査状態のＥＬ素子Ｅ１１，Ｅ１３〜Ｅ１ｍが誤発光するおそれはない。なお、以上の説明で理解できるように、走査されるＥＬ素子を発光駆動させる場合には、図５（ａ）および（ｃ）に示すように、ドライブスイッチＳａ１をオフさせるように制御する。
【００４０】
逆に走査されるＥＬ素子を発光駆動させない場合には、図５（ａ）および（ｃ）におけるドライブスイッチＳａ１をオンさせるように制御する。これにより、データ線Ａ１ に流れる前記充電電流はすべてグランドに落とされ、走査されるＥＬ素子への順方向電圧は発生しない。以上は、第１のデータ線Ａ１ に接続された各ＥＬ素子を対称として説明したが、他のデータ線Ａ２ 〜Ａｎ に接続された各ＥＬ素子においても同様の作用により発光駆動動作がなされる。
【００４１】
因みに、前記した作用により発光駆動されるＥＬ素子に与えられる発光エネルギーは、走査対称以外の各ＥＬ素子の数とその各寄生容量、および前記した駆動用電圧源からの駆動電圧Ｖｏｕｔ によって定められる。この発光エネルギーが１回の走査によって、発光駆動されるＥＬ素子の瞬時輝度を決定する。したがって、単位時間における前記走査の繰り返し回数（これをデューティと表現することもできる）が多ければ全体輝度が上昇し、前記走査の繰り返し回数が少なければ全体輝度が低下する。
【００４２】
ところで、発光表示パネル１に配列される各ＥＬ素子は、ドットマトリクスとして構成した場合、ＥＬ素子の成膜は蒸着手段によりなされるために、比較的バラツキのない状態とすることが可能である。換言すれば、各画素に対応する前記寄生容量を、それ程バラツキのない状態で形成させることができる。したがって、前記した駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ が同一の条件下においては、１回の走査によってＥＬ素子に供給されるラッシュ電流による発光エネルギーを、ほとんど同一の値に揃えることができ、それ故、発光駆動されるＥＬ素子の輝度もほとんどバラツキのないデューティ制御を実現することができる。
【００４３】
前記した特質は、次に説明する階調制御においても、リニアリティの高い階調表現を約束することができることになる。すなわち、この実施の形態に対して好適に採用される階調制御は、表示パネルに配列された全走査線を複数回にわたって繰り返し走査することで一画面の表示を実行するようになされ、走査ごとにおける前記各発光素子の点灯回数を制御することで、階調表現を実現させるようになされる。
【００４４】
例えば１６階調を実現させるには、表示パネルに配列された全走査線を１６回繰り返して走査することで一画面の表示がなされるように制御される。そして、１６回の繰り返し走査のうちの何回の走査において、走査対称とするＥＬ素子を点灯させるかを制御することで、表示画面の画像を１６階調の明るさに制御することが可能となる。この場合、走査対称とするＥＬ素子を点灯させるか否かについては、すでに説明したとおり、データドライバ１０における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎをオープン状態にするか、基準電位に接続するかの制御によりなされる。
【００４５】
さらに多階調、またはディマーのステップ数を多くとりたい場合においては、ＥＬ素子の走査点灯状態の途中において、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎをオープン状態からすべて基準電位に接続するように制御され、前記オープン状態からすべて基準電位に接続するその切り換え時間を独立して変化させることで、各ドットで異なる明暗を表現することができる。
【００４６】
さらに応用例として、ディマーの広範囲、かつリニアーな変化が必要な場合には、前記した駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ を可変させることで、最小輝度までの連続的な輝度可変設定を行うことができる。したがって、この実施の形態によるバラツキの少ないデューティ制御によって輝度、階調、ディマーを司ることにより、理想的なガンマカーブを正確かつ容易に得ることができる。また、例えば前記データドライバ１０を構成する陽極チップを複数に分割した構成としても、半導体の性質上、シーケンスの時間バラツキは少ないため、チップ間における輝度段差を無調整にて解消することができる。
【００４７】
なお、前記した階調制御もしくはディマー制御において、比較的発光輝度が小さく制御される場合には、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を、基準電位点（グランド）に放電させる機会が大きくなり、このために電力損失を伴い、一次電源の利用効率が低減する。このような技術的課題を解決するために、前記した実施の形態においては、前記寄生容量に蓄積された電荷を放電させる場合の放電電流を利用して起電力を生成する回生手段を採用することが好ましく、この回生手段については、この発明の第３の実施の形態（図７）に基づいて詳しく説明する。
【００４８】
一方、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子は、すでに説明したとおり環境温度によって素子の順方向電圧Ｖｆ が変化し、環境温度の上昇にしたがって発光輝度が上昇する。そこで、環境温度の変化に対する輝度変化を抑制させるには、図４に示す駆動用電圧源におけるサーミスタＴＨ１の温度特性が利用される。すなわち、環境温度が上昇するにしたがって駆動用電圧源の出力電圧Ｖｏｕｔ が除々に低下するように作用させる。この結果として、環境温度の高低にかかわらずＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍをほぼ一定の輝度で点灯駆動させるようになされる。
【００４９】
この実施の形態による前記したデューティ制御による発光駆動動作によると、駆動用電圧源の出力電圧Ｖｏｕｔ に対してほぼリニアに発光輝度を制御することが可能となり、この出力電圧Ｖｏｕｔ を温度補償することで、比較的正確な温度補償特性を得ることが可能となる。換言すれば、前記したように環境温度に対する輝度変化を容易に抑制させることも容易であり、逆に環境温度に対する輝度変化を意図的に制御させることも可能となる。
【００５０】
次に図６は、この発明にかかる表示パネルの駆動装置における第２の実施の形態を示したものである。なお、図６においてはすでに説明した出力電圧Ｖｏｕｔ をもたらす駆動用電圧源の構成は省略している。そして、すでに説明した図４に示す各構成要素に対応する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。
【００５１】
この図６に示す実施の形態においては、２つの走査ドライバが用いられており、これらの走査ドライバは発光表示パネル１における各走査線Ｋ１ 〜Ｋｍ の両端部にそれぞれ接続された構成にされている。すなわち、図６に示す発光表示パネル１の左側には第１走査ドライバ３Ａが配置され、発光表示パネル１の右側には第２走査ドライバ３Ｂが配置され、これらは発光制御回路１２からの指令により、同期して各走査線Ｋ１ 〜Ｋｍ を走査電位点に接続するように制御される。
【００５２】
第１走査ドライバ３Ａには、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ に対応して走査スイッチＳｋ１Ｌ 〜ＳｋｍＬ が備えられ、基準電位点としてのグランド電位、もしくは駆動用電圧源の出力電圧Ｖｏｕｔ のいずれかが印加されるように構成されている。また、第２走査ドライバ３Ｂにも同じく、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ に対応して走査スイッチＳｋ１Ｒ 〜ＳｋｍＲ が備えられ、基準電位点としてのグランド電位、もしくは駆動用電圧源の出力電圧Ｖｏｕｔ のいずれかが印加されるように構成されている。
【００５３】
図６に示す状態においては、陰極線Ｋ１ の両端部がそれぞれ第１走査ドライバ３Ａおよび第２走査ドライバ３Ｂによって走査状態になされ、他の陰極線Ｋ２ 〜Ｋｍ には、第１走査ドライバ３Ａおよび第２走査ドライバ３Ｂによって、駆動用電圧源の出力電圧Ｖｏｕｔ が印加されている状態を示している。
【００５４】
前記した図６に示す構成によると、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ の両端部において、第１走査ドライバ３Ａと第２走査ドライバ３Ｂが同期して各走査線を走査電位点（グランド）に接続すると共に、走査電位点に接続されない非走査状態の走査線を駆動用電圧源に接続する動作を実行するので、各陰極線Ｋ１ 〜Ｋｍ において発生する電圧降下により、走査ラインに沿う水平方向に輝度傾斜が発生するのを効果的に防止させることができる。
【００５５】
次に図７は、この発明にかかる表示パネルの駆動装置における第３の実施の形態を示したものである。なお、図７においては、すでに説明した図４に示す各構成要素に対応する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。この図７に示す実施の形態においては、前記したとおり各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させる場合の放電電流を利用して、起電力を生成する回生手段を採用した例が示されている。
【００５６】
この回生手段１１は、昇圧回路４としての出力電圧Ｖｏｕｔ を供給する駆動用電圧源と、走査ドライバ３との間に介在されている。すなわち、回生手段１１には、駆動用電圧源と走査ドライバ３との間に介在された第１スイッチＳ１ と、駆動用電圧源に向かって陰極端子が接続されたダイオードＤ２ と、前記ダイオードＤ２ の陽極端子と基準電位点との間に接続された第３スイッチＳ３ と、基準電位点に陽極端子が接続されたダイオードＤ３ と、前記ダイオードＤ３ の陰極端子と前記走査ドライバ３との間に接続された第２スイッチＳ２ と、前記ダイオードＤ３ の陰極端子と前記ダイオードＤ２ の陽極端子との間に接続されたインダクタＬ２ とにより構成されている。
【００５７】
前記回生手段１１は、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍの寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット工程において、前記放電電流をインダクタＬ２ が電磁エネルギーとして回収し、次の瞬間においてインダクタＬ２ に生成される起電力により駆動用電圧源に配置されたコンデンサＣ１ を充電させるように作用する。
【００５８】
図８は、前記した構成の回生手段１１によってなされる回生作用を順を追って説明するものである。この図８に示す左列に示した各符号は、上から順に動作順序（シーケンス）を示すものであり、上段の行に示した各符号は、左から順に前記した回生手段１１における第１スイッチ〜第３スイッチ、走査ドライバ３における各走査スイッチ、データドライバ１０における各ドライブスイッチをそれぞれ示している。
【００５９】
そして、回生手段１１における第１スイッチ〜第３スイッチＳ１ 〜Ｓ３ は、オン（ＯＮ）またはオフ（ＯＦＦ）の状態を示しており、走査ドライバ３における各走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍは、駆動用電圧源からの出力電圧側（Ｖｏｕｔ ）もしくは基準電位点（ＧＮＤ）への切り換え状態を示している。さらに、データドライバ１０における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、オープン（ＯＰＥＮ）もしくはオン状態、すなわち基準電位点（ＧＮＤ）への接続状態を示している。なお、以下の説明は走査線に接続されたＥＬ素子が、すべて点灯される場合を例にしている。
【００６０】
図８に示すシーケンス１−１においては、第１の走査線Ｋ１ に接続された各ＥＬ素子Ｅ１１，Ｅ２１，Ｅ３１，……Ｅｎ１がすべて点灯状態になされる。続いて、シーケンス１−２においては、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍにおける寄生容量に蓄積された電荷による電流がインダクタＬ２ に矢印方向に流れ、リセット動作が実行される。これにより、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷は放電される。この動作と同時に前記インダクタＬ２ に流れる放電電流をインダクタＬ２ は電磁エネルギーとして回収する。
【００６１】
この場合、各ＥＬ素子の全寄生容量と、前記インダクタＬ２ のインダクタンスとで共振周波数が定められ、インダクタＬ２ に矢印方向に流れる電流の最大値に達する時間が決定される。したがって、このシーケンス１−２の最適な継続時間は常に一定であり、クロックを利用したタイミング制御により、前記継続時間を設定することができる。
【００６２】
シーケンス１−３においては、インダクタＬ２ による回収エネルギー、すなわちインダクタＬ２ に発生する起電力がダイオードＤ２ およびＤ３ を介して、駆動用電圧源に配置されたコンデンサＣ１ を充電するように動作する。この時、ダイオードＤ２ およびＤ３ の作用により、コンデンサＣ１ 側からグランド側に電流が流れるのは阻止される。
【００６３】
図８に示す次のシーケンス２−１においては、第２の走査線Ｋ２ に接続された各ＥＬ素子Ｅ１２，Ｅ２２，Ｅ３２，……Ｅｎ２がすべて点灯状態になされる。続くシーケンス２−２においては、前記したシーケンス１−２と同様な作用により、リセット動作、ならびにインダクタＬ２ による電磁エネルギーとしての回収動作がなされる。そして、シーケンス２−３においては前記したシーケンス１−３と同様な作用により、インダクタＬ２ に発生する起電力によりコンデンサＣ１ を充電するように動作する。
【００６４】
図８に示す以下のシーケンス３−１〜３−３，……ｍ−１〜ｍ−３においては以上の説明と同様な動作が繰り返され、これにより表示パネルの全走査線に対する１回の走査が終了する。前記したように、例えば１６階調の階調表現を実施するには、以上説明した走査を１６回繰り返えすことで、一画面の表示がなされるように制御される。そして、すでに説明したとおり、１６回の繰り返し走査のうちの何回の走査において、走査対称とするＥＬ素子を点灯させるかを制御することで、表示画面の画像を１６階調の明るさに制御することが可能となる。
【００６５】
図７に示した回生手段１１を備えた構成によると、階調表現において比較的発光輝度が小さく制御される場合であっても、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷は回生手段１１に供給され、これによる起電力を駆動用電圧源に帰還させることができる。したがって、電源の利用効率を大幅に向上させることができる。
【００６６】
以上説明した図７に示した実施の形態においても、図６に示したように２つの走査ドライバ３Ａ，３Ｂを用いた構成を採用することができ、この場合においては、図６に基づいて説明したように、走査ラインに沿う水平方向に輝度傾斜が発生するのを効果的に防止させることができる。
【００６７】
なお、図４、図６、図７に示す各実施の形態においては、データドライバ１０におけるドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、グランド電位もしくはオープン状態を選択するように構成されているが、これはグランド電位に近い低電圧源と、前記駆動用電圧源からの出力電圧Ｖｏｕｔ に近い電圧源に選択的に接続するように構成しても同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
さらに、以上説明した実施の形態は、陰極線走査・陽極線ドライブ形式を例にしているが、この発明にかかる表示パネルの駆動装置および駆動方法は、陽極線走査・陰極線ドライブ形式の表示装置にも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の等価回路図である。
【図２】有機ＥＬ素子の各特性を示した静特性図である。
【図３】従来における表示パネルの駆動装置を示す結線図である。
【図４】この発明にかかる駆動装置における第１の実施の形態を示した結線図である。
【図５】図４に示す駆動装置におけるリセット動作を説明する等価回路図である。
【図６】この発明にかかる駆動装置における第２の実施の形態を示した結線図である。
【図７】同じく第３の実施の形態を示した結線図である。
【図８】図７に示す第３の実施の形態における主に回生手段の作用を説明する各スイッチの動作タイミング図である。
【符号の説明】
１ 発光表示パネル
３，３Ａ，３Ｂ 走査ドライバ
４ 駆動用電圧源（昇圧回路）
６ スイッチングレギュレータ
７ 誤差増幅器
８ ＰＷＭ回路
９ 発振器
１０ データドライバ
１１ 回生手段
１２ 発光制御回路
１３ 階調制御手段
Ａ１ 〜Ａｎ ドライブ線
Ｂ１ ＤＣ電圧源
Ｄ１ 〜Ｄ３ ダイオード
Ｅ１１〜Ｅｎｍ 発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｋ１ 〜Ｋｍ 走査線
Ｌ１ ，Ｌ２ インダクタ
Ｑ１ パワーＦＥＴ
Ｓａ１〜Ｓａｎ ドライブスイッチ
Ｓｋ１〜Ｓｋｍ 走査スイッチ
Ｖｒｅｆ 基準電圧

Claims (11)

1. 互いに交差する複数のデータ線および複数の走査線と、前記各データ線および各走査線との交点位置において、前記データ線と各走査線との間に夫々接続されたダイオード特性を有する容量性の発光素子を備えた発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記各走査線を走査電位点に接続することで順次走査を実行すると共に、走査電位点に接続されない非走査状態の走査線を駆動用電圧源に接続する走査ドライバと、前記走査ドライバの走査に同期して走査状態の各発光素子の点灯または非点灯を制御するデータドライバとが具備され、
   前記走査ドライバおよびデータドライバが、走査の切り換わり時に、すべての走査線とすべてのデータ線とを同一電位に設定することで、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させると共に、これに続く前記非走査状態における発光素子の寄生容量を充電する前記駆動用電圧源からの充電電流を、走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給し、当該発光素子を前記駆動用電圧源を利用して発光駆動させるように構成したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記走査ドライバおよびデータドライバが、走査の切り換わり時に、すべての走査線とすべてのデータ線とを、それぞれ前記走査電位点に接続することで、前記走査線およびデータ線を同一電位に設定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネルの駆動装置。
3. 前記各走査線に前記各発光素子の陰極が接続された陰極線走査・陽極線ドライブ形式の発光表示パネルの駆動装置であって、前記データドライバは、前記データ線を走査電位点に接続するか、もしくはオープン状態に設定することで、走査状態の発光素子を非点灯、もしくは点灯制御するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光表示パネルの駆動装置。
4. 単位時間における前記走査の繰り返し回数を可変することができる階調制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発光表示パネルの駆動装置。
5. 前記走査ドライバが、発光表示パネルにおける各走査線の両端部にそれぞれ接続された第１走査ドライバと第２走査ドライバにより構成され、前記第１走査ドライバと第２走査ドライバが同期して各走査線を走査電位点に接続すると共に、走査電位点に接続されない非走査状態の走査線を駆動用電圧源に接続する動作を実行するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発光表示パネルの駆動装置。
6. 前記各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させる場合の放電電流を利用して起電力を生成する回生手段が具備され、前記回生手段により生成された起電力を、前記駆動用電圧源に帰還させるように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発光表示パネルの駆動装置。
7. 前記回生手段には、前記放電電流を電磁エネルギーとして回収するインダクタが具備され、前記インダクタに生成される起電力が、前記駆動用電圧源に配置されたコンデンサを充電するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の発光表示パネルの駆動装置。
8. 前記発光表示パネルを構成する発光素子が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の発光表示パネルの駆動装置。
9. 互いに交差する複数のデータ線および複数の走査線と、前記各データ線および各走査線との交点位置において、前記データ線と各走査線との間にそれぞれ接続されたダイオード特性を有する容量性の発光素子を備えた発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記表示パネルの走査線を所定の周期で走査しながら、当該走査と同期して走査状態の各発光素子の点灯または非点灯を制御するようになされると共に、前記走査の切り換わり時に、すべての走査線とすべてのデータ線とを同一電位に設定することで、各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット工程と、このリセット工程に続いて、駆動用電圧源からの駆動電圧を利用して非走査状態における発光素子の寄生容量を充電すると共に、当該充電電流を走査点灯がなされる発光素子に順方向電流として供給する工程とが実行され、前記表示パネルにおける発光素子を、前記充電電流により発光駆動させることを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
10. 前記各発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させるリセット工程において、前記放電電流をインダクタにより電磁エネルギーとして回収すると共に、当該インダクタに生成される起電力を、前記駆動用電圧源に帰還させる動作を実行することを特徴とする請求項９に記載の発光表示パネルの駆動方法。
11. 前記表示パネルに配列された全走査線を複数回にわたって繰り返し走査することで一画面の表示を実行するようになされ、走査ごとにおける前記各発光素子の点灯回数を制御することで、階調表現を実現させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の発光表示パネルの駆動方法。

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