JP2006072362A - 有機電界発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Abstract


【課題】 不要な電流を除去して電力消費を低減させ、表示画面の均一性を向上させる有機電界発光表示装置とその駆動方法に関する。
【解決手段】 有機電界発光表示装置は、複数のデータラインと複数のスキャンラインとが交差し、その交差部に電界発光素子が配置される表示パネルで、予備充電駆動部２２は、Ｎ−１番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調に対するデータ電流が放電される際に、Ｎ番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調を検出する。検出されたデジタルビデオデータの階調に対応する予備充電電流を計算し、前記計算された予備充電電流を電界発光素子に供給する予備充電駆動部２２と、前記予備充電電流によって充電された電界発光素子にデータを供給するデータ駆動部２４と、前記データに同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに供給するためのスキャン駆動部２６とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は電界発光表示装置に関し、特に、不要な電流を除去して電力の消耗を低減させると共に、表示画面の均一性を向上させるようにした有機EL（エレクトロルミネッセンス）表示装置とその駆動方法に関する。
最近、陰極線管の問題点である重さと嵩を減らすことができる各種の平板表示装置が開発されている。平板表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、「ＬＣＤ」という）、電界放出型表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、「ＦＥＤ」という）、プラズマディスプレーパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：以下、「ＰＤＰ」という）及び電界発光表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｎｃｅ：以下、「ＥＬ表示装置」という）等がある。
これらの中で、ＰＤＰは構造と製造工程が比較的、単純であるため、大画面化に一番有利であるが、発光効率と輝度が低く、消費電力が大きいという問題点がある。
ＬＣＤは、ノートブック型コンピュータの表示素子として主に使用されるに連れ、需要が伸びている。しかし、ＬＣＤは半導体工程で製造されるため、大画面化が難しく、また、自発光素子ではないため、別の光源が必要であり、その光源の消費電力が大きいという問題点がある。また、ＬＣＤは、偏光フィルター、フリズムシート、拡散板などの光学素子による光損失が大きく、視野角が狭いという問題点がある。
ＥＬ表示装置は、無機ＥＬ表示装置と有機ＥＬ表示装置に大別され、応答速度が速く、発光効率、輝度及び視野角が大きいという利点がある。有機ＥＬ表示装置は、約１０Ｖ前後の電圧で数万ｃｄ/ｍ２の高い輝度で画像を表示することができ、よく使用されている多くのＥＬ表示装置に適用されている。
有機ＥＬ表示装置の単位素子は、図１のように、ガラス基板１の上に透明導電性物質からなる陽極２を形成し、その上に正孔注入層３、有機物質からなる発光層４、仕事関数の低い金属からなる陰極５が積層される。陽極２と陰極５との間に電界が印可されると、正孔注入層３内の正孔と金属内の電子は、各々発光層４の側に進行して発光層４で結合される。そうすると、発光層４の内の蛍光物質が励起及び遷移されることに連れて、可視光が発生する。この際、輝度は、陽極２と陰極５との間の電流に比例する。
このような有機ＥＬ表示装置は、パッシブ方式とアクティブ方式に分けられる。
図２は、パッシブ方式の有機ＥＬ表示装置の一部を等価的に示した回路図であり、図３は、パッシブ方式の有機ＥＬ表示装置のスキャン信号とデータ信号波形を示す波形図である。
図２及び図３を参照すると、パッシブ方式の有機ＥＬ表示装置は相互直交する複数のデータラインＤ１乃至Ｄ３及びスキャンラインＳ１乃至Ｓ３と、複数のデータラインＤ１乃至Ｄ３とスキャンラインＳ１乃至Ｓ３間の各々の交差部に形成される有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとを備える。
データラインＤ１乃至Ｄ３は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極に接続され、データ電流Ｉｄを有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極に供給する。
スキャンラインＳ１乃至Ｓ３は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陰極に接続され、データ電流Ｉｄに同期して、スキャンパルスＳＰ１乃至ＳＰ３を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陰極に供給する。
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、スキャンパルスＳＰ１乃至ＳＰ３が印可される表示期間ＤＴの間に、陽極２と陰極５との間に流れる電流に比例して光を放出する。この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、データラインＤ１乃至Ｄ３の抵抗成分と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに存在する静電容量とによって遅延される応答時間ＲＴの間に電流が充電されるため、応答速度が遅く、輝度が低いという問題がある。このような有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの遅い応答速度を補償するために、最近では図４に示すように、表示期間ＤＴと表示期間ＤＴとの間の非表示期間ＤＣＨＡ及びＰＣＨＡを設け、ＰＣＨＡを予備充電期間とし、その予備充電期間ＰＣＨＡの間に有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを予備充電する傾向である。
しかし、従来の予備充電駆動方式は、表示期間ＤＴの間、データラインＤ１乃至Ｄ３を経由して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給されるデータの階調値（グレィレベル）に関係なく、予備充電期間ＰＣＨＡの間には最大データ電流が供給された後、表示期間ＤＴの間には、データ階調値に応じてデータ電流が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給される。これによって、表示期間ＤＴの間にデータラインＤ１乃至Ｄ３を通じて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに低階調のデータ電流が供給される場合、オーバーシュートが発生されるだけでなく、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの応答時間が遅延される。また、低階調においては、予備充電期間ＰＣＨＡの間にデータラインＤ１乃至Ｄ３を通じて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給された不要な電流によって有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが過充電され、有機ＥＬ素子装置では電力消費が増加する問題点がある。
従って、本発明の目的は、不要な電流を除去して電力消費を低減させると共に、表示画面の均一性を向上させるようにした有機EL表示装置とその駆動方法を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の有機電界発光表示装置は、複数のデータラインと複数のスキャンラインとが交差され、その交差部に電界発光（ＥＬ）素子が配置される表示パネルと、Ｎ−１番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調に対応するデータ電流が放電される際に、Ｎ番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調を検出し、検出された前記デジタルビデオデータの階調に対応する予備充電電流を計算し、前記計算された予備充電電流を前記電界発光素子に供給する予備充電駆動部と、前記予備充電電流によって充電された前記電界発光素子にデータを供給するデータ駆動部と、前記データに同期されるスキャンパルスを前記スキャンラインに供給するためのスキャン駆動部とを備える。
前記予備充電駆動部は、前記デジタルビデオデータの階調に従って、互いに異なるレベルを有する予備充電電流を前記電界発光素子に供給することを特徴とする。
前記予備充電駆動部は、表現しようとする前記デジタルビデオデータの階調をアナログ電流に変換させるためのデータ変換部と、前記データ変換部から変換されたアナログ電流に対応する予備充電電流を計算するための予備充電電流計算部とを備える。
前記予備充電電流は、表現しようとするデータの電流と前記予備充電電流の最大値を掛けた後、前記データ電流の最大値で割った値であることを特徴とする。
本発明の有機電界発光表示装置の駆動方法は、Ｎ−１番目のデータ電流が放電される際にＮ番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調を検出する段階と、前記検出されたデジタルビデオデータの階調を、それに対応するレベルのアナログ電流に変換する段階と、前記変換されたアナログ電流を使用して予備充電電流を計算する段階と、前記計算された予備充電電流を、前記データラインを経由して電界発光素子に供給する段階と、前記予備充電電流によって充電された前記電界発光素子にデータを供給する段階とを含む。
前記予備充電電流を計算する段階は、変換されたアナログ電流と前記予備充電電流の最大値を掛けた後、前記データ電流の最大値で割ることを特徴とする。
本発明による有機ＥＬ表示装置及びその駆動方法は、Ｎ番目のデジタルビデオデータの階調値をＮ−１番目のデジタルビデオデータの階調値に対応するデータ電流が放電される放電期間に検出して、Ｎ番目のデジタルビデオデータの階調値に対応する予備充電電流を有機ＥＬ素子に供給する。したがって、低階調値で不要な電流を流さなくてもよいので、有機ＥＬ表示装置の電力消費を低減させることができる。また、オーバーシュートが防止されるため、有機ＥＬ素子の過充電及び応答時間の遅延を防ぐことができる。これによって、表示パネルの同一のスキャンライン上で同一の階調表現に対する均一性を向上させることが可能である。
以下、図５乃至図７を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
図５は、本発明の実施形態の有機電界発光表示装置を示す図面である。
図５に示すように、本発明の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、ｍ×ｎ個の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがマトリクスタイプで配置される表示パネル２０と、データ電流を発生させるためのデータ駆動部２４と、データ電流に同期されるスキャンパルスを発生するためのスキャン駆動部２６と、デジタルビデオデータＲ、Ｇ、Ｂの階調に従う予備充電電流を計算して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する予備充電駆動部２２とを備える。
表示パネル２０では、ｍ個のデータラインＣＬ１乃至ＣＬｍと、ｎ個のスキャンラインＲＬ１乃至ＲＬｎとが交差して、その交差部の間に有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが配置される。
データ駆動部２４は、データを順次にサンプリングするためのシフトレジスタ回路と、電流ミラー回路や電流シンク回路等の電流源とを含む。このようなデータ駆動部２４は、デジタルビデオデータＲ、Ｇ、Ｂをサンプリングし、そのデジタルビデオデータＲ、Ｇ、Ｂの階調値に対応するデータ電流を、予備充電駆動部２２を経由してデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。
スキャン駆動部２６は、スキャンパルスを順次にシフトさせるためのシフトレジスタ回路を含み、データ電流と同期するスキャンパルスを、スキャンラインＳ１乃至Ｓｎに順次に供給する。
予備充電駆動部２２は、Ｎ−１番目に表現しようとするグレィレベル、即ち、データの階調に対するデータ電流が放電される際に、Ｎ番目に表現しようとするデータの階調を検出し、検出されたデータの階調に従う予備充電電流を計算して、予備充電期間にデータラインＤ１乃至Ｄｍを通じて有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する。また、予備充電駆動部２２は、表示期間にデータ駆動部２４から供給されるデータ電流を、データラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。このために、予備充電駆動部２２は、図６に示すようにデジタルビデオデータＲＧＢをアナログ電流に変換させるためのデータ変換部２８と、データ変換部２８から変換されたアナログ電流に従う予備充電電流を計算するための予備充電電流計算部３０とで構成される。
データ変換部２８は、図７に示すように、Ｎ−１番目のスキャンパルスＳＰｎ−１によって、Ｎ−１番目に表現しようとするデータの階調値に対応するデータ電流が放電される放電期間ＤＣＨＡに、Ｎ番目に表現しようとするデジタルビデオデータＲＧＢの階調値を検出して、検出されたデジタルビデオデータＲＧＢの階調値に対応するアナログ電流に変換させる役割をする。例えば、デジタルビデオデータＲＧＢの最大階調値が、６４グレィ、最大データ電流は６４μＡである場合、データ変換部２８は検出されたデジタルビデオデータＲＧＢの階調値を１μＡ乃至６４μＡの中の何れか一つのレベルを有するアナログ電流に変換する。
予備充電電流計算部３０は、データ変換部２８からアナログ電流値が供給されると、数式１を利用して予備充電電流を計算した後、予備充電期間ＰＣＨＡの間に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに予備充電電流を供給する役割をする。例えば、最大予備充電電流が２５６μＡ、Ｎ番目に表現しようとするデジタルビデオデータＲ、Ｇ、Ｂの階調値は３２グレィであると、データ変換部２８から予備充電電流計算部３０に供給されるアナログ電流値は、３２μＡであるため、予備充電電流計算部３０は数式１によって、１２８μＡの予備充電電流を予備充電期間ＰＣＨＡの間にデータラインＤ１乃至Ｄｍを通じて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する。この際、予備充電電流計算部３０から供給される予備充電電流の最大値は、Ｎ番目のスキャンパルスＳＰｎによって、Ｎ番目の表示期間ＤＴにデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給されるデータ電流と同一の大きさを有する。このような予備充電電流計算部３０は、データ変換部２８から供給されるアナログ電流値に従って、互いに異なるレベルの予備充電電流を、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する。
（数式１）
（最大予備充電電流）×（表現しようとするデータ電流）
予備充電電流 ＝ ────――――――――――――――――――――
（最大データ電流）
このように、本発明の有機ＥＬ表示装置及びその駆動方法は、Ｎ番目のデジタルビデオデータＲＧＢの階調値を、Ｎ−１番目のデジタルビデオデータＲＧＢの階調値に対応するデータ電流が放電される放電期間ＤＣＨＡに検出して、Ｎ番目のデジタルビデオデータＲＧＢの階調値に対応する予備充電電流を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する。したがって、低階調で不要な電流を流さなくてもよいので、有機ＥＬ表示装置の電力消費の低減が可能であると共に、オーバーシュートが防止されるため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの過充電及び応答時間の遅延を防ぐことができる。これによって、表示パネル２０の同一のスキャンラインＳ１乃至Ｓｎ上で同一の階調表現に対する均一性を向上させることができる。
一方、本発明の実施形態の有機ＥＬ表示装置及びその駆動方法は、パッシブ方式に基づいた実施形態で説明されたが、公知の何れかのアクティブ方式の有機電界発光表示装置にも適用させることができる。
以上、説明した内容を通じて、当業者なら、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で、多様の変更及び修正ができることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は、明細書の詳しい説明に記載された内容で限られるのでなく、特許請求の範囲によって決められるべきである。
従来の有機電界発光表示装置の単位素子を概略的に示す図面である。 パッシブ方式の、有機電界発光表示装置のアレイの一部を等価的に示す図面である。 従来の有機電界発光表示装置の、駆動方式で発生される応答時間の遅延を示す波形図である。 従来の予備充電駆動方式を示す波形図である。 本発明の実施形態による有機電界発光表示装置を示す図面である。 図５に示した予備充電駆動部を示す図面である。 本発明の実施形態による有機電界発光表示装置の駆動方法を説明する波形図である。
符号の説明
１：ガラス基板 ２：陽極
３：正孔注入層 ４：発光層
５：陰極 ２０：表示パネル
２２：予備充電駆動部 ２４：データ駆動部
２６：スキャン駆動部 ２８：データ変換部
３０：予備充電電流計算部

Claims (6)

  1. 複数のデータラインと複数のスキャンラインとが交差し、その交差部に電界発光素子が配置される表示パネルと、
    Ｎ−１番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調に対するデータ電流が放電される際に、Ｎ番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調を検出し、検出された前記デジタルビデオデータの階調に対応する予備充電電流を計算し、前記計算された予備充電電流を前記電界発光素子に供給する予備充電駆動部と、
    前記予備充電電流によって充電された前記電界発光素子にデータを供給するデータ駆動部と、
    前記データに同期し、スキャンパルスを前記スキャンラインに供給するためのスキャン駆動部とを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記予備充電駆動部は、前記デジタルビデオデータの階調に従って、互いに異なるレベルを有する予備充電電流を前記電界発光素子に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記予備充電駆動部は、表現しようとする前記デジタルビデオデータの階調をアナログ電流に変換させるためのデータ変換部と、
    前記データ変換部から変換されたアナログ電流に対応する予備充電電流を計算するための予備充電電流計算部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表示装置。
  4. 前記予備充電電流は、表現しようとするデータの電流と前記予備充電電流の最大値を掛けた後、前記データ電流の最大値で割った値であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 複数のデータラインと複数のスキャンラインとが交差し、その交差部に電界発光素子が配置される有機電界発光表示装置の駆動方法において、
    Ｎ−１番目のデータ電流が放電される際にＮ番目に表現しようとするデジタルビデオデータの階調を検出する段階と、
    前記検出されたデジタルビデオデータの階調をそれに対応するレベルのアナログ電流に変換する段階と、
    前記変換されたアナログ電流を利用して予備充電電流を計算する段階と、
    前記計算された予備充電電流を前記データラインを経由して電界発光素子に供給する段階と、
    前記予備充電電流によって充電された前記電界発光素子にデータを供給する段階とを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の駆動方法。
  6. 前記予備充電電流を計算する段階は、変換されたアナログ電流と前記予備充電電流の最大値を掛けた後、前記データ電流の最大値で割ることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
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