JP2006065063A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子を高速かつ低消費電流で駆動でき、ＥＬディスプレイに適用した場合にその消費電力を低減できる発光素子駆動回路の提供。
【解決手段】駆動制御回路１２は、有機ＥＬ素子１０２の発光の際に、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２を充電する第１駆動電流とその発光を維持する第２駆動電流とを駆動回路１０−１、１０−２に発生させて有機ＥＬ素子１０２に供給する。その後、有機ＥＬ素子１０２の輝度減少のときには、第３駆動電流と第２駆動電流を駆動回路１０−３、１０−２に発生させ、有機ＥＬ素子１０２に供給する。第３駆動電流は、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２の充電電荷を引き抜いて、有機ＥＬ素子１０２の印加電圧を低い輝度で発光するのに十分な電圧まで下げ、その後は第２駆動電流によりその発光が維持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレクトロルミネセンスディスプレイ（以下、ＥＬディスプレイという）に使用される有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）などの容量性の発光素子を駆動する発光素子駆動回路および発光素子駆動方法に関し、例えば、有機ＥＬ素子を低消費電力で高速に駆動できるものである。

従来、ＥＬディスプレイが広く使用され、その一例としてマトリックス型有機ＥＬディスプレイの構成を図４に示す（例えば、特許文献１など参照）。
図４に示すように、駆動回路１０１は、有機ＥＬ画素である有機ＥＬ素子１０２に接続されている。有機ＥＬ素子１０２は、水平駆動切替スイッチ１０３に接続されている。水平駆動切替スイッチ１０３は、接地端子１０４及び電源１０５に接続されている。

駆動回路１０１は、それに接続されている有機ＥＬ素子１０２のうちの一を駆動する。いずれの有機ＥＬ素子１０２が駆動されるかは、水平駆動切替スイッチ１０３により定められる。有機ＥＬ素子１０２は、水平駆動切替スイッチ１０３により接地端子１０４又は電源１０５のいずれかに接続される。接地端子１０４に接続された有機ＥＬ素子１０２には電流が流れる。即ち、接地端子１０４に接続された有機ＥＬ素子１０２は、駆動回路１０１により駆動される。一方、電源１０５に接続された有機ＥＬ素子１０２には、電流が流れない、即ち、電源１０５に接続された有機ＥＬ素子１０２は、駆動されない。

図５は、それぞれの有機ＥＬ素子１０２の構造を示す。
透明基板２０８上に、陽極２０９、有機膜２１０及び陰極２１１が順次に形成されている。有機膜２１０がエレクトロルミネッセンス現象により発光する。
図６は、有機ＥＬ素子１０２の等価回路を示す。
有機ＥＬ素子１０２は、寄生容量３１２と発光ダイオード３１３とが並列に接続された回路として表現される。寄生容量３１２は、陽極２０９と陰極２１１との間に形成される容量を示している。

有機膜２１０は、一般に、１００〔ｎｍ〕〜２００〔ｎｍ〕程度と薄い。寄生容量３１２は、画素サイズが０．０３平方ミリメートルである場合に、約３〔ｐＦ〕〜４〔ｐＦ〕の容量を有する。
このような構成からなるＥＬディスプレイにおいて、駆動回路１０１は、有機ＥＬ素子１０２に対して第１駆動電流（Ｉｏｕｔ１）および第２駆動電流（Ｉｏｕｔ２）を供給し、第１駆動電流が、第２駆動電流のＡ倍（Ａは、Ａ＞１である定数）である。このとき、第２駆動電流の最大値をＩｏｕｔ２−ｍａｘとし、有機ＥＬ素子１０２の電流−輝度特性が実質的に線形性を保つ最大の電流である限界電流（Ｉｍａｘ１、Ｉｍａｘ２）をＩｍａｘとすると、Ａは、Ａ≦Ｉｍａｘ／Ｉｏｕｔ２−ｍａｘを満たすように定められることが望ましい。

また、上記のＥＬディスプレイでは、有機ＥＬ素子１０２が高い輝度で発光する場合には、第１駆動電流（Ｉｏｕｔ１、Ｉｏｕｔ１’）も大きくなり、有機ＥＬ素子１０２が高い端子電圧まで充電される。一方、有機ＥＬ素子１０２が低い輝度で発光する場合には、第１駆動電流（Ｉｏｕｔ１、Ｉｏｕｔ１’）も小さくなり、有機ＥＬ素子１０２は低い端子電圧までしか充電されない。

従来の駆動回路では、有機ＥＬ素子１０２を発光させるために、まず、有機ＥＬ素子１０２が有する寄生容量３１２を発光開始電圧ＶＴまで充電し、この後、発光に必要な電流を流す。
ところが、従来の駆動回路において、上記のように駆動電流を２段階に制御して、有機ＥＬ素子を発光させた後、輝度を変化させる場合には、必ず、有機ＥＬ素子が有する寄生容量に充電された電荷を、完全に放電( 全放電) することで発光を止め、再度、必要な輝度となる発光開始電圧まで、寄生容量を充電した後、定常発光のための電流を流すことが必要である。

従って、従来の駆動回路１０１は、図７に示すように、駆動回路１０１−１と駆動回路１０１−２から構成される。この駆動回路１０１の動作例について、図８を参照して説明する。
まず、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間では、駆動回路１０１−１と駆動回路１０１−２は、駆動電流Ｉｏｕｔ１_2-1 を出力し、有機ＥＬ素子１０２を駆動する。次に、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間では、駆動回路１０１−２が、駆動電流 Ｉｏｕｔ２_3-2 を出力し、有機ＥＬ素子１０２が発光する。

次に、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間では、駆動回路１０１−１および駆動回路１０１−２は電流を出力しない。時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間では、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２の電荷を引き抜き、かつ有機ＥＬ素子１０２の発光を停止する目的で、スイッチＳＷ２をオンにする。
次に、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間では、駆動回路１０１−１と駆動回路１０１−２は、駆動電流Ｉｏｕｔ１_5-4 を出力し、有機ＥＬ素子１０２を駆動する。さらに、時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間では、駆動回路１０１−２が、駆動電流 Ｉｏｕｔ２_6-5 を出力し、有機ＥＬ素子１０２が発光する。

次に、時刻ｔ６〜時刻ｔ７の期間では、駆動回路１０１−１および駆動回路１０１−２は電流を出力しない。時刻ｔ６〜時刻ｔ７の期間では、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２の電荷を引き抜き、かつ有機ＥＬ素子１０２の発光を停止する目的で、スイッチＳＷ２をオンする。
以上のように、駆動回路１０１は電流を供給し、スイッチＳＷ２をオン／オフすることで、有機ＥＬ素子１０２の発光を止めている。

したがって、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間、および時刻ｔ６〜時刻ｔ７の期間では、スイッチＳＷ２をオンすることにより、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２の電荷を引き抜くので、発光に寄与しない電流が消費される。
特開２００２−５５６５４号公報

ところで、上記のような動作をする従来の駆動回路では、その動作において、以下のように２つの意味で損失がある。
（１）有機ＥＬ素子の発光を止めるために、輝度変化が必要となった場合には、必ず寄生容量に充電された電荷を放電する必要があり、電力が無駄である。昨今のモバイル機器では、２次電池が用いられているが、消費電力がより小さいことが求められている。よって、電荷を捨てる動作は、無ければ、消費電流も減り、長時間動作が可能となる。
（２）有機ＥＬ素子の寄生容量の充電電荷を放電させるためには、放電の時間が必要である。しかし、放電させないですめば、その分、小さな電流で、より長い時間発光させることができるので、消費電力を減らすことが可能となる。現在用いられているＥＬディスプレイでは、発光時間に対して、その１０％程度の放電時間が必要であるため、放電時間が、無くなれば、その分だけ電力を削減できることになる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、有機ＥＬ素子のような容量性の発光素子を高速かつ低消費電流で駆動でき、例えば、ＥＬディスプレイに適用した場合にその消費電力を低減できる発光素子駆動回路および発光素子駆動方法を提供することにある。

上記の課題を解決して本発明の目的を達成するために、請求項１〜請求項１４に係る各発明は以下のように構成した。
すなわち、請求項１に係る発明は、容量性の発光素子を駆動する発光素子駆動回路であって、前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を前記発光素子に供給すると共に、前記発光素子が発光する輝度を変化させるときに輝度の差分に応じた差分電流を前記駆動電流に加算して前記発光素子に供給する駆動電流発生手段を備えている。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発光素子駆動回路において、前記駆動電流発生手段は、前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を発生する第１駆動電流発生手段と、前記発光素子が発光する輝度が変化するときに輝度の差分に応じた差分電流を発生する第２駆動電流発生手段と、前記駆動電流に前記差分電流を加算する加算手段と、を備えている。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発光素子駆動回路において、前記第２駆動電流発生手段は、前記発光素子の輝度が増加するときに、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷にさらに電荷を注入する第１電流と、前記発光素子の輝度が減少するときに、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷を引き抜く第２電流と、を発生させるものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発光素子駆動回路において、前記第２駆動電流発生手段は、前記第１電流と前記第２電流を発生可能な電流発生手段であり、前記加算手段は、入力として駆動電流が入力され、出力として前記発光素子に電流を供給するためのカレントミラーと、前記発光素子の輝度が増加するときに、前記第１電流を前記カレントミラーの入力側に加算するように、前記第２駆動電流発生手段を前記カレントミラーの入力に接続する第１のスイッチと、前記発光素子の輝度が減少するときに、前記第２電流を前記カレントミラーの出力側から引き抜くように、前記第２駆動電流発生手段を前記カレントミラーの出力に接続する第２のスイッチと、を備えている。

請求項５に係る発明は、請求項３に記載の発光素子駆動回路において、前記第２駆動電流発生手段は、前記第１電流を発生する第１電流発生手段と、前記第２電流を発生する第２電流発生手段と、前記第１電流発生手段および前記第２電流発生手段の出力を切り替える切り替え手段と、を備えている。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路において、前記差分電流値は、輝度の増減量に比例するものとする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路において、前記容量性の発光素子は、有機エレクトロ・ルミネッセンス素子である。
請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路において、前記容量性の発光素子が、マトリックス状に配置されており、画像表示装置を構成するものである。

請求項９に係る発明は、容量性の発光素子の駆動方法であって、前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を前記発光素子に供給し、前記発光素子が発光する輝度を変化させるときには、輝度の差分に応じた差分電流値を前記駆動電流に加算して前記発光素子に供給するものである。
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の発光素子駆動方法において、差分電流は、それぞれ、前記発光素子の輝度が増加するときには、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷にさらに電荷を注入する第１電流と、前記発光素子の輝度が減少するときには、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷を引き抜く第２電流と、を発生させるようにした。

請求項１１に係る発明は、請求項９に記載の発光素子駆動方法において、前記第１電流と前記第２電流とをそれぞれ発生させ、切り替えるようにした。
請求項１２に係る発明は、請求項９または請求項１０に記載の発光素子駆動方法において、前記差分電流値は、輝度の増減量に比例するものとする。
請求項１３に係る発明は、請求項９乃至請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動方法において、前記容量性の発光素子は、有機エレクトロ・ルミネッセンス素子である。
請求項１４に係る発明は、請求項９乃至請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動方法において、前記容量性の発光素子が、マトリックス状に配置されており、画像表示装置を構成するものである。

上記のような構成からなる本発明によれば、有機ＥＬ素子のような容量性の発光素子を高速かつ低消費電流で駆動でき、例えば、ＥＬディスプレイに適用した場合にその消費電力を低減できる。

以下、図面を参照して本発明の発光素子駆動回路および発光素子の駆動方法の実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の発光素子駆動回路は、図１に示すように、容量性の発光素子である有機ＥＬ素子１０２を駆動する駆動回路１０と、駆動回路１０からの駆動電流を有機ＥＬ素子に選択的に供給する切り替えスイッチ１１と、駆動回路１０の駆動制御および切り替えスイッチ１１の切り替え制御を行う駆動制御回路１２と、を備えている。

また、この第１実施形態は、例えば、図４に示すような有機ＥＬディスプレイ（画像表示装置）に適用されるものであり、その有機ＥＬディスプレイに適用される場合には、図１の駆動回路１０が図４の駆動回路１０１と置き換わることになる。
駆動回路１０は、図１に示すように、第１駆動回路１０−１、第２駆動回路１０−２、および第３駆動回路１０−３から構成される。
第１駆動回路１０−１は、有機ＥＬ素子１０２を発光させる際に、駆動制御回路１２からの指示に従い、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２を急速充電させるための第１駆動電流を発生させる回路である。

第２駆動回路１０−２は、有機ＥＬ素子１０２の発光の際に、駆動制御回路１２からの指示に従い、その発光を維持するための第２駆動電流を発生させる回路である。ここで、第２駆動電流は、有機ＥＬ素子１０２の電流−輝度特性に基づいて、有機ＥＬ素子１０２が所望の輝度で発光するように設定される。また、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１と第２駆動電流Ｉｏｕｔ２の電流値の関係は、Ｉｏｕｔ１＞Ｉｏｕｔ２である。
第３駆動回路１０−３は、有機ＥＬ素子１０２の輝度を減少させる際に、駆動制御回路１２からの指示に従い、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２の充電電荷を引き抜くための駆動電流Ｉｏｕｔ３を発生させる回路である。

切り替えスイッチ１１は、通常は中立位置にあり、駆動制御回路１２からの指示に従い、第１駆動回路１０−１の出力側または第３駆動回路１０−３の出力側と有機ＥＬ素子１０２とを接続するスイッチである。
駆動制御回路１２は、後述のように、有機ＥＬ素子１０２の発光の際に、またはその有機ＥＬ素子１０２の輝度の増減の際に、第１駆動回路１０−１、第２駆動回路１０−２、第３駆動回路１０−３の各駆動制御を行うとともに、切り替えスイッチ１１の切り替え接点の接続制御を行うようになっている。

次に、このような構成からなる第１実施形態における駆動制御回路１２の駆動制御例について説明する。
駆動制御回路１２は、有機ＥＬ素子１０２を発光させる際に、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２を充電させる第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−１を第１駆動回路１０−１で発生させ、ＥＬ素子１０２を発光維持させる第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−１を第２駆動回路１０−２で発生させ、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−１をそのまま取り出すとともに、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−１を切り替えスイッチ１１を用いて取り出し、有機ＥＬ素子１０２に供給させる。このとき、駆動電流Ｉｏｕｔ１−１の電流値は、駆動電流Ｉｏｕｔ２−１よりも大きい。

このような制御により、まず、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−１と第２駆動電流Ｉｏｕｔ１−２の和の電流が有機ＥＬ素子１０２に供給されてその寄生容量３１２が充電され、引き続き、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−１が切断され第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−１が有機ＥＬ素子１０２に供給されたままになり、有機ＥＬ素子１０２の発光が所定の輝度に維持される。
ここで、有機ＥＬ素子１０２に供給される駆動電流Ｉｏｕｔ１−１は、駆動電流Ｉｏｕｔ２−１に対して単調に増加する。また、駆動電流Ｉｏｕｔ２−１は、有機ＥＬ素子１０２の輝度に応じて定められる。

次に、駆動制御回路１２は、有機ＥＬ素子１０２の輝度を増加させる場合は、第１駆動回路１０−１に第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２を発生させ、第２駆動回路１０−２に第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２を発生させ、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２をそのまま取り出すとともに、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２を切り替えスイッチ１１を用いて取り出し、有機ＥＬ素子１０２に供給させる。このとき、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２は、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２よりも大きく、かつ、前回の第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−１と今回の第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２の差に比例した電流とすることが望ましい。

このような制御により、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２と第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２の和の電流が有機ＥＬ素子１０２に供給されてその寄生容量３１２が再び充電され、その後、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２が切断され第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−２が有機ＥＬ素子１０２に供給されたままになり、有機ＥＬ素子１０２の輝度が増加する。

さらに、駆動制御回路１２は、有機ＥＬ素子１０２の輝度を減少させる場合には、第３駆動回路１０−３に第３駆動電流Ｉｏｕｔ３−３を発生させ、第２駆動回路１０−２に第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−３を発生させ、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−３をそのまま取り出すとともに、第３駆動電流Ｉｏｕｔ３−３を切り替えスイッチ１１を用いて取り出す。ここで、第３駆動電流Ｉｏｕｔ３−３は、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−３よりも電流の絶対値は大きいが、電流の流れる方向は逆となる。

このような制御により、第３駆動電流Ｉｏｕｔ３−３は、有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２に充電された電荷を引き抜くことにより、有機ＥＬ素子１０２の印加電圧を、低い輝度で発光するのに十分な電圧まで下げ、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２−３によりその発光を維持する。
なお、輝度に変化のない場合は、駆動制御回路１２による上記第１駆動電流Ｉｏｕｔ１−２、または第３駆動電流Ｉｏｕｔ３−３の発生が不要となるため、消費電流が低減される。

次に、第１実施形態をＥＬディスプレイに適用した場合について検討する。
第１実施形態をＥＬディスプレイに適用する場合において、有機ＥＬ素子が高い輝度で発光する場合には、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１も大きくなり、有機ＥＬ素子が高い端子電圧まで充電される。よって、輝度が高いときほど、第１駆動電流が大きくなるので、発光を停止するために有機ＥＬ素子の寄生容量から全放電することは、再充電のために多くの電荷を必要とするため、消費電流が増えざるを得ない。

また、そのＥＬディスプレイにおいて、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１は、有機ＥＬ素子の電流−輝度特性が実質的に線形性を保つ最大の電流である限界電流Ｉｍａｘ１より小さくなるように定められることが望ましい。これにより、有機ＥＬ素子の無用な劣化が避けられる。
さらに、そのＥＬディスプレイにおいて、第１駆動電流Ｉｏｕｔ１は、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２のＡ倍（Ａは、Ａ＞１である定数）であることがある。このとき、第２駆動電流Ｉｏｕｔ２の最大値をＩｏｕｔ２−ｍａｘとし、有機ＥＬ素子の電流−輝度特性が実質的に線形性を保つ最大の電流である限界電流をＩｍａｘとすると、Ａは、Ａ≦Ｉｍａｘ／Ｉｏｕｔ２−ｍａｘを満たすように定められることが望ましい。これにより、有機ＥＬ素子の無用な劣化が避けられる。
さらにまた、上記のＡの値は、上記の有機ＥＬ素子の発光色に応じて定められることが望ましい。

以上説明したように、この第１実施形態によれば、有機ＥＬ素子が発光するまでに要する時間の短縮が図れる上に、その低消費電力化が図れ、しかも、ＥＬディスプレイに適用した場合にはコントラストを大きくできる。
また、この第１実施形態をＥＬディスプレイに適用した場合には、発光輝度や色調が周囲温度に影響されにくいＥＬディスプレイを実現できる。
さらに、この第１実施形態をＥＬディスプレイに適用した場合には、発光するまでに要する時間が短縮され、かつ、周囲温度の影響を受けにくいＥＬディスプレイを実現することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
本発明の第２実施形態の発光素子駆動回路は、図２に示すように、有機ＥＬ素子１０２を駆動する駆動回路１０Ａと、駆動回路１０Ａの駆動制御を行う駆動制御回路１２Ａと、を備えている。
駆動回路１０Ａは、図２に示すように、信号電流発生回路１１１と、信号電流発生回路１１２と、カレントミラー回路１１３と、カレントミラー回路１１４と、カレントミラー回路１１５と、スイッチ１１Ａ〜１１Ｃと、を備えている。

信号電流発生回路１１１は、駆動制御回路１２Ａからの指示に従い、カレントミラー回路１１５に供給する電流を後述のように発生する回路である。
信号電流発生回路１１２は、駆動制御回路１２Ａからの指示に従い、カレントミラー回路１１４に供給する電流を後述のように発生する回路である。
カレントミラー回路１１３は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＭ１３、Ｍ１４から構成され、ＭＯＳトランジスタＭ１３に電流が流れるときに、その電流に比例する電流を出力電流としてＭＯＳトランジスタＭ１４に流す回路である。

カレントミラー回路１１４は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＭ１５、Ｍ１６から構成され、信号電流発生回路１１２からの出力電流がＭＯＳトランジスタＭ１５に入力され、その入力電流に比例する電流を出力電流としてＭＯＳトランジスタＭ１６に流す回路である。
カレントミラー回路１１５は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＭ１７、Ｍ１８から構成され、信号電流発生回路１１１からの出力電流がＭＯＳトランジスタＭ１７に入力され、その入力電流に比例する電流が出力電流としてＭＯＳトランジスタＭ１８に流す回路である。

スイッチ１１Ａ〜１１Ｃは、有機ＥＬ素子１０２の駆動の際に、駆動制御回路１２Ａの指示に従ってオンオフ制御されるようになっている。
駆動制御回路１２Ａは、後述のように、有機ＥＬ素子１０２の発光の際に、またはその有機ＥＬ素子１０２の輝度の増減の際に、信号電流発生回路１１１、１１２が発生する信号電流の制御またはその可変制御を行うと同時に、スイッチ１１Ａ〜１１Ｃのオンオフ制御を行うようになっている。
すなわち、駆動制御回路１２Ａは、入力データに基づき、信号電流発生回路１１１、１１２に供給する各データを作成するとともに、スイッチ１１Ａ〜１１Ｃのオンオフ制御を行うオンオフ制御信号を作成する。

次に、このような構成からなる第２実施形態の動作例について、図２および図３を参照して説明する。
信号電流発生回路１１１は、駆動制御回路１２Ａからの指示に従い、図３（ａ）に示す時刻ｔが時刻ｔ１以前（ｔ＜ｔ１）の有機ＥＬ素子１０２の発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_1-0 と、ｔ１＜ｔ＜ｔ３でのその発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_3-1 の差の電流ΔＩ_3-1 、すなわち、電流ΔＩ_3-1 ＝Ｉｏｕｔ２_3-1 −Ｉｏｕｔ２_1-0 を出力する。
信号電流発生回路１１１からの電流ΔＩ_3-0 はカレントミラー回路１１５に供給されるので、カレントミラー回路１１５はその電流ΔＩ_3-1 をＡ倍した電流Ｉｏｕｔ１_3-1 を生成する。一方、信号電流発生回路１１２は、有機ＥＬ素子１０２の発光駆動電流Ｉｌｕｍ_3-1 を出力する。

そして、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間には、駆動制御回路１２Ａは、スイッチ１１Ａ，１１Ｃをオンにさせ、スイッチ１１Ｂをオフにさせる。この結果、カレントミラー回路１１３のＭＯＳトランジスタ１３には、カレントミラー回路１１４に流れる電流Ｉｌｕｍとカレントミラー回路１１５に流れる電流Ｉｏｕｔ１の和の電流（Ｉｏｕｔ１＋Ｉｌｕｍ）が流れ、その電流がミラーされた電流Ｉｏｕｔが有機ＥＬ素子１０２に供給され、その寄生容量３１２が充電される。

これにより、寄生容量３１２が急速に充電され、図３（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子１０２の端子電圧Ｖｃが急速に上昇する。その端子電圧Ｖｃが立ち上がるのに続いて、図３（ｃ）に示すように、有機ＥＬ素子１０２の発光ダイオード３１３に流れる電流Ｉｌｕｍが徐々に上昇していく。
次に、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間では、駆動制御回路１２Ａは、スイッチ１１Ｃのオンとスイッチ１１Ｂのオフを維持させ、スイッチ１１Ａをオンからオフにさせる。この結果、カレントミラー回路１１３のＭＯＳトランジスタ１３には、カレントミラー回路１１４に流れる電流Ｉｌｕｍのみが流れ、その電流がミラーされた電流Ｉｏｕｔ２_3-1 が発光駆動時電流として有機ＥＬ素子１０２に供給され、その駆動電流に応じた輝度で有機ＥＬ素子１０２が発光する。

これにより、図３（ｃ）に示すように、有機ＥＬ素子１０２に流れる電流Ｉｌｕｍが飽和し、飽和時の電流は、概ね、発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_3-1 に等しい。
その後、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ３になると、信号電流発生回路１１１は、図３（ａ）のｔ＜ｔ３での発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_3-1 と、ｔ３＜ｔ＜ｔ５での発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_5-3 の差の電流、すなわち、ΔＩ_5-3 ＝Ｉｏｕｔ２_5-3 −Ｉｏｕｔ２_3-1 を出力する。

ここで、図３（ａ）では、時刻ｔ３以後は発光時駆動電流Ｉｏｕｔが時刻ｔ３以前よりも減少する場合を示す。
信号電流発生回路１１２は、時刻ｔ３〜時刻ｔ５の期間では、発光時駆動電流Ｉｌｕｍ_5-3 を出力する。また、カレントミラー回路１１５は、信号電流発生回路１１１から入力された電流ΔＩ_5-3 をＡ倍した電流Ｉｏｕｔ１_5-3 の電流を生成する。

次に、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間では、駆動制御回路１２Ａは、スイッチ１１Ａのオフとスイッチ１１Ｃのオンを維持させ、スイッチ１１Ｂをオフからオンにさせる。この結果、有機ＥＬ素子１０２に流れる電流Ｉｏｕｔは、Ｉｏｕｔ＝Ｉｌｕｍ_5-3 −Ｉｏｕｔ１_5-3 の電流が供給される。この場合、有機ＥＬ素子１０２にはマイナスの電流が供給されるので、実質的には有機ＥＬ素子１０２の寄生容量３１２から充電電荷が放電される。つまり、寄生容量３１２の両端の電圧は減少する。

次に、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ４以後の期間では、駆動制御回路１２Ａは、スイッチ１１Ａのオフとスイッチ１１Ｃのオンを維持させ、スイッチ１１Ｂをオンからオフにさせる。この結果、有機ＥＬ素子１０２には、発光時駆動電流Ｉｏｕｔ２_5-4 が供給され、有機ＥＬ素子１０２は駆動電流に応じた輝度で発光する。
以上説明したような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の構成を示す回路図である。 第２実施形態の各部の波形図であり、（ａ）は有機ＥＬ素子の駆動電流、（ｂ）は有機ＥＬ素子の端子電圧、（ｃ）は有機ＥＬ素子に流れる電流のうち発光に寄与する電流の各波形例を示す。 従来のＥＬディスプレイの構成を示す回路図である。 有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。 有機ＥＬ素子の等価回路を示す図である。 従来の有機ＥＬ素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。一つの実施形態を示す。 図７の各部の波形図であり、（ａ）は有機ＥＬ素子の駆動電流、（ｂ）は有機ＥＬ素子の端子電圧、（ｃ）は有機ＥＬ素子に流れる電流のうち発光に寄与する電流の各波形例を示す。

符号の説明

１０、１０Ａ 駆動回路
１１ 切り替えスイッチ
１１Ａ〜１１Ｃ スイッチ
１２、１２Ａ 駆動制御回路
１０２ 有機ＥＬ素子

Claims (14)

1. 容量性の発光素子を駆動する発光素子駆動回路であって、
   前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を前記発光素子に供給すると共に、前記発光素子が発光する輝度を変化させるときに輝度の差分に応じた差分電流を前記駆動電流に加算して前記発光素子に供給する駆動電流発生手段を備えたことを特徴とする発光素子駆動回路。
2. 前記駆動電流発生手段は、
   前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を発生する第１駆動電流発生手段と、
   前記発光素子が発光する輝度が変化するときに輝度の差分に応じた差分電流を発生する第２駆動電流発生手段と、
   前記駆動電流に前記差分電流を加算する加算手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
3. 前記第２駆動電流発生手段は、
   前記発光素子の輝度が増加するときに、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷にさらに電荷を注入する第１電流と、
   前記発光素子の輝度が減少するときに、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷を引き抜く第２電流と、
   を発生させることを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動回路。
4. 前記第２駆動電流発生手段は、前記第１電流と前記第２電流を発生可能な電流発生手段であり、
   前記加算手段は、
   入力として駆動電流が入力され、出力として前記発光素子に電流を供給するためのカレントミラーと、
   前記発光素子の輝度が増加するときに、前記第１電流を前記カレントミラーの入力側に加算するように、前記第２駆動電流発生手段を前記カレントミラーの入力に接続する第１のスイッチと、
   前記発光素子の輝度が減少するときに、前記第２電流を前記カレントミラーの出力側から引き抜くように、前記第２駆動電流発生手段を前記カレントミラーの出力に接続する第２のスイッチと、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の発光素子駆動回路。
5. 前記第２駆動電流発生手段は、
   前記第１電流を発生する第１電流発生手段と、
   前記第２電流を発生する第２電流発生手段と、
   前記第１電流発生手段および前記第２電流発生手段の出力を切り替える切り替え手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の発光素子駆動回路。
6. 前記差分電流値は、輝度の増減量に比例することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路。
7. 前記容量性の発光素子は、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乃至請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路。
8. 前記容量性の発光素子が、マトリックス状に配置されており、画像表示装置を構成するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動回路。
9. 容量性の発光素子の駆動方法であって、
   前記発光素子が所定の輝度で発光するのに必要な駆動電流を前記発光素子に供給し、
   前記発光素子が発光する輝度を変化させるときには、輝度の差分に応じた差分電流値を前記駆動電流に加算して前記発光素子に供給することを特徴とする発光素子駆動方法。
10. 差分電流は、それぞれ、
    前記発光素子の輝度が増加するときには、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷にさらに電荷を注入する第１電流と、
    前記発光素子の輝度が減少するときには、前記発光素子の容量成分に充電された充電電荷を引き抜く第２電流と、
    を発生させることを特徴とする請求項９に記載の発光素子駆動方法。
11. 前記第１電流と前記第２電流とをそれぞれ発生させ、切り替えることを特徴とする請求項９に記載の発光素子駆動方法。
12. 前記差分電流値は、輝度の増減量に比例することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の発光素子駆動方法。
13. 前記容量性の発光素子は、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９乃至請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動方法。
14. 前記容量性の発光素子が、マトリックス状に配置されており、画像表示装置を構成するものであることを特徴とする請求項９乃至請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の発光素子駆動方法。

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