JP2005049378A

JP2005049378A - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法

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Publication number: JP2005049378A
Application number: JP2003202866A
Authority: JP
Inventors: Akinori Hayafuji; 晶紀早藤; Kazuhiro Kaneuchi; 一浩金内
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: US20050052448A1; TW200511185A; JP4662011B2; CN1577447A; KR20050013975A

Abstract

【課題】発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を効率的に回収し、発光表示パネルにおける消費電力を低減できるようにした駆動装置を提供すること。
【解決手段】定電流ドライブ期間において、点灯対象となる各ＥＬ素子を、階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯を開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングが前記点灯駆動期間の終端に一致するように制御される。これにより、階調に応じて定電流ドライブ期間におけるＥＬ素子の点灯時間が制御され、画素ごとに多階調表現を実現させることができる。前記した階調制御方法を採用すると、階調制御の如何にかかわらず、定電流ドライブ期間の終了直後において、全てのドライブ線を介して各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を効率的に回収することができる。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は容量性の発光素子、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に関し、特に前記発光素子の点灯駆動に伴い、発光素子の寄生容量に蓄積された電荷を効率的に回収することで、発光表示パネルにおける消費電力を低減できるようにした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、電気的にはダイオード特性を有する発光エレメントと、この発光エレメントに並列に結合する寄生容量成分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言える。
【０００４】
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、一方の電極（ダイオード成分の陽極端子側）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。
【０００５】
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、発光寿命を短縮させ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。
【０００６】
ところで、前記した有機ＥＬ素子に代表される容量性の発光素子を用いたパッシブ駆動型表示パネルにおいては、発光素子を点灯駆動するためには、まず、点灯対象となる発光素子の寄生容量に対して電荷を充電させる必要があり、また非点灯状態になされた場合には、次の動作モードにおいて前記寄生容量に蓄積された電荷を放電させる操作が伴われる。
【０００７】
特に前記したパッシブ駆動型表示パネルにおいては、その動作原理上クロストーク発光が発生するという問題を抱えており、このようなクロストーク発光を防止させるために、非点灯状態の発光素子には逆バイアス電圧を印加する操作がなされ、これにより寄生容量に蓄積された電荷は放電される。したがって、表示パネルに配列される発光素子数が多くなれば、それに応じて寄生容量に蓄積された電荷の放電による電力損失が大きくなる。
【０００８】
そこで、前記した有機ＥＬ素子の点灯動作に伴いその寄生容量に蓄積された電荷を回収し、これを電源回路に再供給することで、表示パネルの消費電力を低減させるようとする駆動回路の構成が次に示す特許文献１に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００３−５７１１号公報（段落００３７〜００４４、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したようなパッシブ駆動型表示パネルにおいては、多階調表現を実現させる一つの手段として、階調に応じてＥＬ素子に供給する電流値を制御し、これによりＥＬ素子の発光輝度を変更させる電流階調制御が知られている。また他の手段として、ＥＬ素子に供給する電流値は一定（定電流）とし、走査ごとの定電流ドライブ期間における点灯期間を階調に応じて制御する時間階調制御も知られている。
【００１１】
前者の電流階調制御は、ＥＬ素子やドライブ回路を構成する能動素子等の製造上のばらつきに起因して、ＥＬ素子の発光輝度に変動を与える度合いが非常に大きく、また駆動電流をアナログ的に制御する要素があるために階調制御が難しいという技術的な課題がある。一方、後者の時間階調制御は、階調に応じてＥＬ素子に与える時間を制御するものであるため、前者のように素子の製造上のばらつきに起因する輝度変化の影響は受け難い。そして、いわばデジタル的な時分割で階調を制御することができるので、この種の表示パネルの階調制御に好適に採用され得る。
【００１２】
図１〜図４は、多階調表現を前記した時間階調で実現し、しかも有機ＥＬ素子の点灯動作に伴いその寄生容量に蓄積された電荷（電力）を回収して、電力の利用効率を向上させるようにした基本的な構成と、その作用を説明するものである。まず図１は前記した時間階調を実現するために、各走査の定電流ドライブ期間においてなされるドライブスイッチの動作状態を示している。
【００１３】
なお、図１に示す態様は、ｎ段の階調を実現させるものであり、低階調（例えば階調１、階調２等）を表現するには、定電流ドライブ期間の始まりからドライブスイッチがオン（ＯＮ）される期間が短く設定される。また、高い階調を表現するには、定電流ドライブ期間の始まりからドライブスイッチがオンされる期間を長く、すなわち最も高い階調ｎを表現するには、定電流ドライブ期間の全てにおいて、ドライブスイッチがオンになされる。
【００１４】
図２〜図４は、図１にｔ１〜ｔ３で示したタイミングにおける制御の態様を、順に説明するものであり、図２（すなわち、図１のｔ１時の動作を示す図）は点灯駆動期間としての定電流ドライブ期間の開始時の状態を、図３（すなわち、図１のｔ２時の動作を示す図）は電力回収動作の直前の状態を、さらに図４（すなわち、図１のｔ３時の動作を示す図）は電力回収動作時の状態をそれぞれ示している。なお、図２〜図４において、Ｉ１〜Ｉｎは定電流回路を、またＳａ１〜Ｓａｎはドライブスイッチを、さらにＣ２は電力回収コンデンサを示している。また、ダイオードとコンデンサのシンボルマークで示した並列接続体は、それぞれ発光素子としての有機ＥＬ素子による１ドットの画素を示している。
【００１５】
また、図２〜図４のいずれにおいても、紙面の都合により列方向および行方向に、それぞれ３本のドライブ線および走査線を描いている。そして、列方向に配列された前記３本のドライブ線としての陽極線のうち、左側の陽極線に対応する画素が“階調１”に、中央の陽極線に対応する画素が“階調２”に、さらに右側の陽極線に対応する画素が“階調ｎ”にそれぞれ表現される場合を示している。また、行方向に配列された前記３本の走査線としての陰極線のうち、上２本の陰極線は非走査状態（非選択ライン）になされ、下１本の陰極線（３本目の陰極線）が走査状態（選択ライン）になされている状態を示している。
【００１６】
まず、図１に示すｔ１の時点、すなわち点灯駆動期間としての定電流ドライブ動作の開始時においては、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎはオン状態に制御され、図２に示すようにドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、全て定電流回路Ｉ１〜Ｉｎ側に接続される。そして、上２本の陰極線は非選択ラインになされ、逆バイアス電圧ＶＭが供給される。また３本目の陰極線には電圧ＶＬが供給され、当該陰極線に接続されたＥＬ素子は走査（選択）状態になされる。
【００１７】
前記した状態において、選択ラインに接続されたＥＬ素子の陽極端子には、それぞれ定電流源Ｉ１〜Ｉｎからの定電流が供給され、その陰極端子にはＶＬとして示す電位が供給される結果、選択ラインに接続されたそれぞれのＥＬ素子は、○で囲んだように点灯駆動される。この時、点灯駆動されるＥＬ素子の順方向電圧をＶＦとして示している。一方、非選択ラインに接続されたＥＬ素子の陽極端子には前記した順方向電圧ＶＦが印加されると共に、その陰極端子には、逆バイアス電圧ＶＭが供給される。
【００１８】
次に図１に示すｔ２の時点、すなわち電力回収動作の直前の状態においては、ドライブスイッチＳａｎのみがオン状態に制御され、図３に示すようにドライブスイッチＳａｎは、定電流回路Ｉｎ側に接続され、ドライブスイッチＳａ１，Ｓａ２は電位ＶＡに接続される。要するに、前記ｔ１からｔ２に時間経過するにしたがって、階調１および階調２で示す低階調に制御される陽極線に対する定電流源からの供給は順次停止され、当該陽極線にはＶＡとして示す電位が供給される。ここで、前記した各電位は、ＶＭ＞ＶＦ＞ＶＡ＞ＶＬの関係になされている。
【００１９】
それ故、この時には前記選択ラインにおける階調ｎに制御されるＥＬ素子のみが○で囲んだように点灯駆動される。この時、非点灯制御される陽極線（図３における階調１および階調２に制御される陽極線）に接続された各ＥＬ素子の陽極端子には、電位ＶＡが供給された状態になされ、消灯状態になされる。このようにして、選択ラインに接続された各ＥＬ素子の点灯時間がそれぞれ制御され、時間階調による多階調表現が実現される。
【００２０】
続いて図１に示すｔ３の時点、すなわち電力回収動作においては、図４に示すように、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは全て電力回収コンデンサＣ２側に接続される。これにより、全てのＥＬ素子の陽極端子は各陽極線を介して、全て電力回収用コンデンサＣ２に接続される。この結果、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積されていた電荷（電力）は、前記電力回収コンデンサＣ２に移されて電荷が回収されることになる。
【００２１】
しかしながら、前記コンデンサＣ２において回収可能な電荷は、階調ｎに制御されて電力回収動作の直前に点灯駆動されていた陽極線に接続されている素子に蓄積されていたものとなる。換言すれば、最も明るい階調ｎに制御される対象のＥＬ素子が、その走査において存在しない場合においては、当該走査においての電力の回収は不可能になり、電力の回収効率が著しく低いということになる。
【００２２】
この発明は、前記した技術的な観点に着目してなされたものであり、前記した時間階調を実現するパッシブ駆動型表示パネルの点灯駆動装置において、各走査ごとにＥＬ素子に代表される発光素子の寄生容量に蓄積された電荷（電力）を、効率よく回収することができる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。
【００２３】
【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ドライブ線および複数の走査線と、前記各ドライブ線および各走査線との交差位置の各々において、前記各ドライブ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からなる発光表示パネルの駆動装置であって、前記各走査線ごとに発光素子を点灯駆動させる点灯駆動期間と、前記点灯駆動期間に続いて電力回収期間とが連続して設定され、前記点灯駆動期間において、点灯対象となる各発光素子を階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングが前記点灯駆動期間の終端に一致するように点灯制御させる発光制御手段と、前記点灯駆動期間において、発光素子が保持する容量に蓄積された電力を、電力回収期間において回収する電力回収手段とを具備した点に特徴を有する。
【００２４】
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ドライブ線および複数の走査線と、前記各ドライブ線および各走査線との交差位置の各々において、前記各ドライブ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からなる発光表示パネルの駆動方法であって、前記各走査線ごとに、点灯対象となる各発光素子を階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングを一致させるように制御させる点灯制御工程と、前記点灯制御工程に続いて、当該点灯制御工程において前記発光素子が保持する容量に蓄積された電力を回収する電力回収工程とを実行する点に特徴を有する。
【００２５】
【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を、図５に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、図５には陰極線走査・陽極線ドライブ形式の発光表示パネルと、その駆動回路の例が示されている。すなわち、発光表示パネル１には、ｎ本のドライブ線としての陽極線Ａ１〜Ａｎが垂直（列）方向に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ１〜Ｋｍが水平（行）方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードおよびコンデンサのシンボルマークで示した発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍが配置されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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駆動源としての定電流回路Ｉ１〜Ｉｎ（以下、これを定電流源ともいう。）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。
【００２８】
また、この実施の形態においては、後述するようにＥＬ素子の発光制御前にプリチャージ動作を実行する場合には、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎはプリチャージ電源としての電位ＶＡに接続されると共に、電力回収動作の実行時においては、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは一端が基準電位点（グランド）に接続された電力回収手段として機能するコンデンサＣ２の他端に接続されるように動作する。
【００２９】
一方、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（これを、逆バイアス電圧源とも言う。）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。
【００３０】
一方、前記したＤＣ−ＤＣコンバータは、図１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。
【００３１】
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を介して平滑用コンデンサ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出力を平滑用コンデンサＣ１の端子電圧として得ることができる。
【００３２】
前記ＤＣ出力電圧は、温度補償を行うサーミスタＴＨ１、抵抗体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。
【００３３】
【数１】
ＶＨ＝Ｖｒｅｆ ×〔（ＴＨ１＋Ｒ１１＋Ｒ１２）／Ｒ１２〕
【００３４】
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ＶＭの生成回路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、抵抗体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。
【００３５】
【数２】
ＶＭ＝ＶＨ ×〔Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１４）〕−Ｖｂｅ
【００３６】
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、ＣＰＵを含む発光制御回路１１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ＥＬ素子は選択的に発光し、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。
【００３７】
図１に示す状態は、第ｍの陰極線Ｋｍ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Ｋ１，Ｋ２ ……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が印加される。したがって、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。
【００３８】
また、前記発光制御回路１１は、後述する階調制御に基づいて、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを制御し、走査中の各ＥＬ素子の点灯時間を制御するように作用する。さらに、前記発光制御回路１１は、後述する電力回収期間において、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを制御し、点灯駆動期間においてＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を前記した電力回収用のコンデンサＣ２に移し、電力の回収動作を実行するように動作する。
【００３９】
そして、電力回収用のコンデンサＣ２には、ダイオードＤ２の陽極端子が接続されると共に、当該ダイオードＤ２の陰極端子は前記した昇圧回路４に供給される一次側のＤＣ電圧源Ｂ１に接続されている。この回路構成により、コンデンサＣ２に回収された電力は、一次側のＤＣ電圧源Ｂ１に再供給されるように作用する。
【００４０】
図６〜図９は、図５に示した構成において、多階調表現を時間階調で実現し、しかも有機ＥＬ素子の点灯動作に伴い、その寄生容量に蓄積された電力を効率よく回収できるようにしたこの発明にかかる発光駆動装置の作用を説明するものである。なお、以下に説明する各図においては、図５に示した各部に相当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。
【００４１】
まず図６は、前記した時間階調を実現するために、各走査の点灯駆動期間、すなわち定電流ドライブ期間においてなされるドライブスイッチの制御態様を示している。なお、図６に示すドライブスイッチの制御態様は、図１に示した例と同様にｎ段の階調表現を実現させるものである。そして、最も低階調の“階調１”を表現するには、定電流ドライブ期間の最終近くにおいて階調１に対応する短い期間においてドライブスイッチがオンされ、そして定電流ドライブ期間の終端において、ドライブスイッチがオフされる。なお、図６においてドライブスイッチのオン（ＯＮ）は、ドライブスイッチを定電流源側に接続した状態を意味し、ドライブスイッチのオフ（ＯＦＦ）は、ドライブスイッチを定電流源から切り離した状態を意味する。
【００４２】
また、次に低い階調である“階調２”を表現するには、階調２にしたがって定められた時間の長さに対応し、前記した階調１に対応するドライブスイッチのオンタイミングよりも若干前のタイミングにおいて、ドライブスイッチがオンされ、同じく定電流ドライブ期間の終端において、ドライブスイッチがオフされる。同様にして階調に応じて定められた時間の長さに対応し、ドライブスイッチのオンタイミングが決定され、前記と同様に定電流ドライブ期間の終端において、ドライブスイッチがオフされるように制御される。
【００４３】
したがって、最も高い階調である“階調ｎ”を表現するには、図６に示すように定電流ドライブ期間の開始のタイミングでドライブスイッチがオンになされ、同じく定電流ドライブ期間の終端において、ドライブスイッチがオフされる。すなわち、最も高い階調ｎを表現するには、定電流ドライブ期間の全てにおいて、ドライブスイッチがオンになされる。
【００４４】
図６に示す制御態様からも理解できるとおり、この発明にかかる駆動方法によってなされるドライブスイッチの制御態様は、点灯駆動期間としての定電流ドライブ期間において、点灯対象となる各ＥＬ素子を、階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯を開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングが前記点灯駆動期間の終端に一致するように制御される。これにより、階調に応じて定電流ドライブ期間におけるＥＬ素子の点灯時間が制御され、画素ごとに多階調表現を実現させることができる。
【００４５】
次に示す図７〜図９は、図６にｔ１〜ｔ３で示したタイミングにおける制御の態様を、順に説明するものであり、図７（すなわち、図６のｔ１時の動作を示す図）は点灯駆動期間としての定電流ドライブ期間の開始時の状態を、図８（すなわち、図６のｔ２時の動作を示す図）は電力回収動作の直前の状態を、さらに図９（すなわち、図６のｔ３時の動作を示す図）は電力回収動作時の状態をそれぞれ示している。
【００４６】
なお、図７〜図９はすでに説明した図２〜図４と同様な形態で示している。すなわち、図７〜図９のいずれにおいても、紙面の都合により列方向および行方向に、それぞれ３本のドライブ線および走査線を描いている。そして、列方向に配列された前記３本のドライブ線としての陽極線のうち、左側の陽極線に対応する画素が“階調１”に、中央の陽極線に対応する画素が“階調２”に、さらに右側の陽極線に対応する画素が“階調ｎ”にそれぞれ表現される場合を示している。また、行方向に配列された前記３本の走査線としての陰極線のうち、上２本の陰極線は非走査状態（非選択ライン）になされ、下１本の陰極線（３本目の陰極線）が走査状態（選択ライン）になされる状態を示している。
【００４７】
ここで、図６に示すｔ１の時点、すなわち定電流ドライブ期間の開始時においては、最も高い階調である“階調ｎ”が表現されるドライブスイッチのみがオン状態に制御される。すなわち、図７に示すように最も高い階調ｎが表現されるドライブスイッチＳａｎのみが定電流源Ｉｎに接続され、階調１および階調２が表現されるドライブスイッチＳａ１，Ｓａ２はプリチャージ電源としての電位ＶＡに接続されている。
【００４８】
この時、前記したように上２本の陰極線は非選択ラインになされ、逆バイアス電圧ＶＭが供給される。また３本目の陰極線には電圧ＶＬが供給される。したがって、この時には前記選択ラインにおける階調ｎに制御されるＥＬ素子のみが○で囲んだように点灯駆動される。この時、点灯駆動されるＥＬ素子の順方向電圧をＶＦとして示しており、この時の電位関係は、ＶＭ＞ＶＦ＞ＶＡ＞ＶＬの関係になされている。
【００４９】
図７に示す状態は、階調ｎに表現される陽極線に対応するドライブスイッチＳａｎのみが定電流源Ｉｎに接続されているが、これは前記したように階調表現に応じて、順次ドライブスイッチが定電流源側に接続され、対応するＥＬ素子を点灯駆動するように動作する。
【００５０】
次に図８に示す電力回収動作の直前の状態においては、選択ラインにおける点灯駆動対象となる全ての陽極線に対して定電流源より駆動電流が供給されるようになされる。これは、前記したとおり、階調表現に応じて順次ドライブスイッチが定電流源側に接続され、対応する選択ラインのＥＬ素子を点灯駆動するように動作するためである。したがって、この時には前記選択ラインにおける点灯対象となるＥＬ素子が○で囲んだように点灯駆動される。
【００５１】
続いて図９に示す電力回収動作時においては、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは全て電力回収用コンデンサＣ２側に接続される。これにより、ＥＬ素子の陽極端子は各陽極線を介して、全て電力回収用コンデンサＣ２に接続される。この結果、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積されていた電荷は、前記電力回収用コンデンサＣ２に移されることになる。この時、前記コンデンサＣ２において回収可能な電荷は素子の陽極端子がＶＦになされているものが対象となる。
【００５２】
したがって、この実施の形態によると、発光表示パネルに配列されている全てのＥＬ素子に蓄積されている電荷を、コンデンサＣ２によって回収することができる。それ故、前記した電力回収用コンデンサＣ２の容量値は、発光表示パネルに配列された全発光素子の合成容量値（ＥＬ素子１つあたりの容量値×ドライブ線数×走査線数）よりも大きな値になされていることが望ましい。
【００５３】
前記した作用に基づいて電力回収用コンデンサＣ２に回収された電荷は、図５に基づいて説明したようにダイオードＤ２を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータの一次側のＤＣ電圧源に供給される。したがって、一走査ごとに無効にしていた各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷による電力エネルギーは、一走査毎に効率的にコンデンサＣ２に回収され再供給されるので、結果として点灯駆動装置の低消費電力化を実現することができる。
【００５４】
図１０は、以上説明した定電流ドライブ期間と電力回収期間に加え、次に点灯駆動するＥＬ素子の寄生容量に、順方向バイアスを加えるプリチャージ期間を設定した場合の制御シーケンスを説明するものである。なお、このプリチャージ期間において実行されるプリチャージ動作は、例えば図７において、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが全てプリチャージ電源としての電位ＶＡに接続されるようになされる。
【００５５】
これにより、次に点灯対象となる選択ラインに接続された各ＥＬ素子には、ＶＡ −ＶＬの大きさの順方向バイアスが印加され、これが当該素子の寄生容量に対してチャージされる。なお、選択ラインに接続された各ＥＬ素子にチャージされる前記ＶＡ −ＶＬの大きさの順方向バイアスは、各素子を点灯駆動する以前の大きさの電圧（前記Ｖｔｈよりも低い電圧）であることは言うまでもない。
【００５６】
前記したプリチャージ期間はすでに説明した定電流ドライブ期間の直前に設定される。したがって、一つの好ましい制御シーケンスにおいては、図１０（ａ）として示した走査（水平）同期信号に同期して図１０（ｂ）に示すようにプリチャージ期間が設定される。そして、このプリチャージ期間に続いて前記した定電流ドライブ期間とこれに続く電力回収期間が設定される。
【００５７】
また、他の好ましい制御シーケンスにおいては、図１０（ａ）として示した走査（水平）同期信号に同期して図１０（ｃ）に示すように電力回収期間が設定される。そして、この電力回収期間に続いて前記したプリチャージ期間とこれに続く定電流ドライブ期間が設定される。いずれにしても、走査線の走査は連続して行なわれるものであり、走査同期信号に対する同期が図１０（ｂ）もしくは図１０（ｃ）のいずれであっても、実質的に同一の作用を得ることができる。
【００５８】
図１０に示す各期間のタイミング制御、および定電流ドライブ期間における階調制御に基づく各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎの切り換え制御は、例えば図５に示した発光制御手段を構成する制御回路１１によってなされる。この場合、特に図示していないが、発光制御回路１１内にカウンタが設けられ、このカウンタのカウント数により、階調制御に基づく各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎの切り換え制御、および図１０に示す各期間の切り換えタイミングが制御されるようになされる。
【００５９】
以上、図５〜図１０に基づく説明は、プリチャージ動作を実行することができる表示パネルの駆動装置に対応したものであるが、この発明は前記したプリチャージ動作を伴わない駆動装置にも適用することができる。図１１は、その例を示すものであり、データドライバ２における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、定電流源Ｉ１〜Ｉｎもしくは電力回収コンデンサＣ２のいずれかに択一的に切り換えられるように構成されている。
【００６０】
そして図１２には、図１１に示した駆動装置において実行される制御シーケンスが示されている。この制御シーケンスの一つの態様においては、図１２（ａ）として示した走査（水平）同期信号に同期して、図１２（ｂ）に示すように定電流ドライブ期間が設定される。そして、定電流ドライブ期間に続いて電力回収期間が設定される。また、この制御シーケンスの他の態様においては、図１２（ａ）として示した走査（水平）同期信号に同期して、図１２（ｃ）に示すように電力回収期間が設定される。そして、電力回収期間に続いて定電流ドライブ期間が設定される。すでに説明したとおり、走査線の走査は連続して行なわれるものであり、走査同期信号に対する同期が図１２（ｂ）もしくは図１２（ｃ）のいずれであっても、実質的に同一の作用を得ることができる。
【００６１】
そして、図１１に示した実施の形態においても、定電流ドライブ期間においては、階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して、各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは順次コンデンサＣ２側から定電流源Ｉ１〜Ｉｎ側に切り換えられる。そして、前記点灯駆動期間としての定電流ドライブ期間の終端において電力回収期間に移行し、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、全てコンデンサＣ２側に切り換える動作が実行される。
【００６２】
前記した図１１に示す実施の形態によると、プリチャージ動作は実行されないものの、電力回収期間において発光素子の寄生容量に蓄積された電力を効率よく回収することができる点については、図５〜図１０に基づいて説明した実施の形態と同様である。それ故、図１１に示す実施の形態においても点灯駆動装置の低消費電力化を実現することができる。
【００６３】
次に図１３は、この発明にかかる表示パネルの駆動装置におけるさらに他の実施の形態を示したものである。この図１３に示す例は、図１１に示した例と同様に、データドライバ２における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、定電流源Ｉ１〜Ｉｎもしくは電力回収用コンデンサＣ２側のいずれかに択一的に切り換えられるように構成されている。一方、電力回収コンデンサＣ２側には、切り換えスイッチＳＷ１が具備され、このスイッチＳＷ１を介してコンデンサＣ２側もしくはプリチャージ電源としての電位ＶＡに接続できるように構成されている。
【００６４】
この図１３に示した実施の形態によると、スイッチＳＷ１を図とは逆の方向に切り換えることで、プリチャージ動作を実行させることができる。また、点灯駆動期間としての前記した定電流ドライブ期間においては、各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎは、適宜定電流源Ｉ１〜Ｉｎ側に接続される。そして、定電流ドライブ期間に続く電力回収期間においては、各スイッチＳＷ１，Ｓａ１〜Ｓａｎは図１３に示す状態になされる。この図１３に示した実施の形態においても、すでに説明した実施の形態と同様に、発光素子の寄生容量に蓄積された電力を効率よく回収することができ、点灯駆動装置の低消費電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多階調表現を時間階調で実現する場合におけるドライブスイッチの一般的な動作を説明するタイミング図である。
【図２】図１に示すタイミング動作にしたがった点灯駆動期間の開始時の状態を示した図である。
【図３】図１に示すタイミング動作にしたがった電力回収動作の直前の状態を示した図である。
【図４】図３に示す状態に続いてなされる電力回収動作時の状態を示した図である。
【図５】この発明にかかる表示パネルの駆動回路を示す結線図である。
【図６】多階調表現を時間階調で実現する場合におけるこの発明によってなされるドライブスイッチの動作を説明するタイミング図である。
【図７】図６に示すタイミング動作にしたがった点灯駆動期間の開始時の状態を示した図である。
【図８】図６に示すタイミング動作にしたがった電力回収動作の直前の状態を示した図である。
【図９】図８に示す状態に続いてなされる電力回収動作時の状態を示した図である。
【図１０】図５〜図９に示す構成において採用される各期間の設定状況を説明するタイミング図である。
【図１１】この発明にかかる駆動回路における第２の実施の形態を示した結線図である。
【図１２】図１１に示す構成において採用される各期間の設定状況を説明するタイミング図である。
【図１３】この発明にかかる駆動回路における第３の実施の形態を示した結線図である。
【符号の説明】
１発光表示パネル
２データドライバ（陽極線ドライブ回路）
３走査ドライバ（陰極線走査回路）
４昇圧回路
５逆バイアス電圧生成回路
１１発光制御回路（発光制御手段）
Ａ１〜Ａｎドライブ線（陽極線）
Ｂ１ＤＣ電圧源
Ｃ１平滑用コンデンサ
Ｃ２電力回収コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２ダイオード
Ｅ１１〜Ｅｎｍ発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｉ１〜Ｉｎ定電流源（駆動源）
Ｋ１〜Ｋｍ走査線（陰極線）
Ｌ１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
ＳＷ１切り換えスイッチ

Claims

互いに交差する複数のドライブ線および複数の走査線と、前記各ドライブ線および各走査線との交差位置の各々において、前記各ドライブ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からなる発光表示パネルの駆動装置であって、
前記各走査線ごとに発光素子を点灯駆動させる点灯駆動期間と、前記点灯駆動期間に続いて電力回収期間とが連続して設定され、
前記点灯駆動期間において、点灯対象となる各発光素子を階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングが前記点灯駆動期間の終端に一致するように点灯制御させる発光制御手段と、
前記点灯駆動期間において、発光素子が保持する容量に蓄積された電力を、電力回収期間において回収する電力回収手段と、
を具備したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
前記発光素子の点灯駆動期間の直前に、走査対象となる各発光素子が保持する容量に対して、当該発光素子が点灯される以前の大きさの順方向バイアスを印加するプリチャージ期間がさらに設定されるように構成されている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。
前記各ドライブ線は、前記点灯駆動期間においては発光素子の駆動源に接続され、前記電力回収期間においては前記電力回収手段に接続されるように構成されている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。
前記発光素子の駆動源が、定電流回路であることを特徴とする請求項３に記載の発光表示パネルの駆動装置。
非走査状態の走査線に接続された発光素子には、走査線を介して前記発光素子に対する逆バイアス電位が印加されるように構成されている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。
前記電力回収手段には、前記発光素子の点灯駆動期間において発光素子が保持する容量に蓄積された電力を、前記ドライブ線を介して回収する電力回収コンデンサを含み、前記電力回収コンデンサに蓄積された電力を、前記発光表示パネルを駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの一次側のＤＣ電圧源に供給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５のいずれかに記載の発光表示パネルの駆動装置。
前記電力回収コンデンサの容量値が、前記発光表示パネルに配列された全発光素子の合成容量値よりも大きな値になされている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。
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。
互いに交差する複数のドライブ線および複数の走査線と、前記各ドライブ線および各走査線との交差位置の各々において、前記各ドライブ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からなる発光表示パネルの駆動方法であって、
前記各走査線ごとに、点灯対象となる各発光素子を階調制御にしたがって定められた時間の長さに対応して順次点灯開始させると共に、点灯制御された各発光素子の消灯タイミングを一致させるように制御させる点灯制御工程と、
前記点灯制御工程に続いて、当該点灯制御工程において前記発光素子が保持する容量に蓄積された電力を回収する電力回収工程と、
を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
前記発光素子を点灯駆動する点灯制御工程の直前に、点灯対象となる各発光素子が保持する容量に対して、当該素子が点灯される以前の大きさの順方向バイアスを印加するプリチャージ工程が実行され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。