JP2006163293A - 有機ｅｌ表示装置の駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ表示装置において、コモン電極配線におけるコモンドライバから遠い側での電位が上昇しても、輝度傾斜を発生させないようにする。
【解決手段】 複数の定電流回路１２_０〜１２_ｎには、電流を供給する電源回路１３に接続された電源ライン１２４から電流が供給される。コモン電極配線が有する抵抗分（Ｒ_ｃ）にもとづくコモン電極配線の電位上昇分を補償するために、電源ライン１２４に、それぞれの定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に抵抗Ｒ_ｓを挿入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス発光素子（以下、有機ＥＬ素子という。）を用いた有機ＥＬ表示装置を駆動する駆動回路に関する。

マトリクス電極の各画素部に有機ＥＬ素子をそれぞれ配置した構造の有機ＥＬパネルを用いた有機ＥＬ表示装置が実現されている。有機ＥＬパネルでは、例えば、ガラス基板等の基板上に、陽極に接続されるかまたは陽極そのものを形成するＩＴＯ等の透明導電膜を用いた複数の陽極配線が例えば縦方向に配置され、それに直交する方向に、陰極に接続するかまたは陰極そのものを形成する金属を用いた複数の陰極配線が例えば横方向に配置される。陽極配線と陰極配線の交点が画素となり、両配線間に有機薄膜（有機ＥＬ素子）が挟持される。このように、基板上に、有機ＥＬ素子によって構成された画素がマトリクス状に平面配置される（例えば、特許文献１参照。）。

有機ＥＬ素子は、半導体発光ダイオードに似た特性を有している。すなわち、陽極側を高電圧側とし、所定の電圧を両電極間に印加して有機ＥＬ素子に電流を供給すると発光する。具体的には、陽極側の電位と陰極側の電位との差が発光開始電圧以上になると、有機ＥＬ素子に電流が流れ始める。逆に、陰極側を高電位にした場合には電流がほとんど流れず発光しない。

パッシブ型の有機ＥＬパネルを単純マトリクス駆動法で駆動することができる。駆動を行う際に、有機ＥＬパネルの陽極配線および陰極配線を、走査電極配線（コモン電極配線）またはデータ電極配線（セグメント電極配線）のいずれにも設定できる。つまり、陽極配線をコモン電極配線とし、陰極配線をセグメント電極配線とするか、または陽極配線をセグメント電極配線とし、陰極配線をコモン電極配線として使用できる。以下、陰極配線をコモン電極配線とし、陽極配線をセグメント電極配線とする場合を例にする。

パッシブ型の有機ＥＬパネルを用いた有機ＥＬ表示装置において、それぞれのコモン電極配線に対して線順次に選択電圧としての駆動電圧（一般に接地電位）を与えるために、コモンドライバが実装される。また、それぞれのセグメント電極配線に接続される定電流回路を備え表示データに応じて定電流回路を駆動するセグメントドライバが実装される。一般に、図３の説明図に示すように、コモンドライバ１１は有機ＥＬパネル１０の右外側または左外側に配置され（図３では左外側）、セグメントドライバ１２は有機ＥＬパネル１０の上外側または下外側に配置される（図３では上外側）。

特開平９−２３２０７４号公報

有機ＥＬ素子は、電流が流れると発光する電流駆動素子であるため、輝度は電流量に依存している。そして、パッシブ型の有機ＥＬパネルでは、線順次に駆動される際に、１フレームにおいて、各画素の有機ＥＬ素子には１選択期間においてのみ電流が流れる。従って、有機ＥＬパネル全体としての高輝度を確保するには、各有機ＥＬ素子に多くの電流を流す必要がある。

点灯時に定電流回路から供給される電流は、コモン電極配線を通って、選択電圧としての接地電位になっているコモンドライバ１１に流れ込む。有機ＥＬパネル内で横方向に延びているコモン電極配線は、ＡｌやＣｒ等の金属配線で形成されているので、抵抗を有している。従って、図４の説明図に示すように、コモン電極配線において、コモンドライバ１１から遠ざかるほど、電位（ＣＯＭ電位）Ｖ_ｉが上昇する。コモンドライバ１１から遠いとは、具体的には、コモン電極配線においてコモンドライバ１１との接続部分から遠いということである。

上述したように、有機ＥＬ素子は電流駆動素子であるから、コモン電極配線内で電位差が生じても定電流が供給されている限り、各画素の輝度がばらつくことはない。しかし、有機ＥＬパネルに対して特に高輝度が要求されたり、画面サイズが大きくコモン電極配線長が長い場合には、以下に説明するように、コモンドライバ１１から遠ざかった部分において画素の輝度が低下し、表示画面内において輝度が変化する現象（輝度傾斜）が生ずることがある。

図５は、１本のコモン電極配線８１、コモンドライバ１１におけるスイッチング部１１ａおよびセグメントドライバ１２における定電流回路１２_０，１２_１，１２_ｎ−１，１２_ｎを、画素を模式的に表すダイオードとともに示す模式図である。画素に印加される電圧をＶ_ｆ、定電流回路１２_０〜１２_ｎの入力側の電位をＶ_ｉｎ、配線８１側の画素の電位をＶ_ｉ（ｉ＝０〜ｎ）とすると、
Ｖ_ｉｎ−Ｖ_ｆ−Ｖ_ｉ≧Ｖ_ｓｄ （式１）
を満足する限り、定電流回路１２_０〜１２_ｎは、印加される電圧の値に関わらず、定電流を流すことができ、輝度変化は生じない。ここで、Ｖ_ｓｄは、定電流回路１２_０〜１２_ｎが定電流を流すことができる下限電圧（定電流を流すことができる定電流回路１２_０〜１２_ｎの印加電圧の下限値）である。なお、図５において、ＳＥＧ_ｉ（ｉ＝０〜ｎ）はｉ番目のセグメント電極を示し、ＣＯＭ_ｘはｘ番目のコモン電極を示す。

しかし、コモン電極配線８１においてコモンドライバ１１から遠い側ではＶ_ｉが上昇する現象が生ずる。特に、全ての画素に電流が流れる全点灯時に、この現象は顕著になる。そして、式１が満たせなくなるほどにＶ_ｉが上昇した場合には、図６に示すように定電流回路は本来の輝度を生じさせるだけの定電流を流せなくなって、その定電流回路に接続されている画素の輝度が低下する。その結果、図７に示すように輝度傾斜を生ずる。なお、図７において、矩形は有機ＥＬパネルの表示領域を示す。このように、従来の有機ＥＬ表示装置には、輝度傾斜が生ずる可能性があるという課題がある。

そこで、本発明は、コモン電極配線に存在する抵抗分に起因する輝度傾斜を低減することができる有機ＥＬ表示装置の駆動回路を提供することを目的とする。

本発明による有機ＥＬ表示装置の駆動回路は、複数のコモン電極配線と複数のセグメント電極配線とが交差するように配置された有機ＥＬパネルにおけるセグメント電極配線を駆動する駆動回路であって、複数のセグメント電極配線のそれぞれに１対１に接続される複数の定電流回路を含み、複数の定電流回路に対して、電流を供給する電源回路に接続された電源ラインから電流が供給され、コモン電極配線が有する抵抗分にもとづくコモン電極配線の電位上昇分を補償するために、電源ラインに、それぞれの定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に抵抗が挿入されていることを特徴とする。

本発明による有機ＥＬ表示装置の駆動回路の好ましい態様は、抵抗が挿入されていない場合に対する、電源回路に最も近い定電流回路の入力電圧（図１に示すＶ_ｓに相当）の上昇分が、コモン電極配線における定電流回路が駆動する画素が接続される部分（図１に示すＡ点に相当）の電位上昇分以上になるように抵抗値が選定された各々の抵抗が電源ラインに挿入されている形態である。

すなわち、コモン電極配線における画素間の抵抗分をＲ_ｃとし、電源ラインに挿入されている各々の抵抗の抵抗値をＲ_ｓとし、セグメント電極配線数をｎ＋１とした場合に、Ｒ_ｓ ≧ Ｒ_ｃ×（ｎ＋２）／ｎを満たすように、Ｒ_ｓが選定されていることが好ましい。

また、セグメント電極配線を駆動する駆動回路の耐圧をＶ_ｓｍとし、画素に印加される電圧をＶ_ｆとし、定電流回路が定電流を流すことができる下限電圧をＶ_ｓｄとし、定電流回路に流れる電流の電流値をＩとした場合に、２×（Ｖ_ｓｍ−Ｖ_ｓｄ−Ｖ_ｆ）／（I×（ｎ＋１）×ｎ） ＞ Ｒ_ｓを満たすように、Ｒ_ｓが選定されていることが好ましい。

本発明によれば、コモン電極配線においてコモンドライバから遠い側での電位が上昇しても、輝度傾斜を発生させないようにすることができる有機ＥＬ表示装置の駆動回路を提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明による駆動回路を用いた有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態を示す回路図である。ただし、図１には、有機ＥＬ表示装置において、本発明に係る主要な構成のみが模式的に示されている。有機ＥＬパネル１０は、ガラス基板上に、交差するように形成された複数のコモン電極配線および複数のセグメント電極配線と複数の有機ＥＬ層とが積層された有機ＥＬ素子（図示せず）が設けられている構造である。さらに、有機ＥＬパネル１０を水分等から保護するために、ガラス基板による対向基板（封止基板）が設置される。そして、コモン電極配線とセグメント電極配線との交点が存在する領域が表示領域になる。

有機ＥＬパネル１０における左側には、それぞれのコモン電極配線に接続される配線が施され、それらの配線は、コモン電極に接続されている。あるいは、それぞれのコモン電極配線の左端が、有機ＥＬパネル１０における左端の近傍にまで延びるようにコモン電極配線が形成され、それらの配線は、コモン電極に接続されている。そして、それぞれのコモン電極について、コモンドライバ１１から、選択期間において選択されたコモン電極に選択電圧（例えば接地電位）が印加され、選択されていない各コモン電極に非選択電圧が印加される。なお、図１において、コモン電極配線はＣＯＭｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｍ、ただし、図１では、ＣＯＭ_０，ＣＯＭ_１，ＣＯＭ_２のみ図示）として示されている。なお、各コモン電極を細長い矩形の電極として作成し、その個々のコモン電極上にそれぞれ一行分の有機ＥＬ素子を配置してもよい。

また、本実施の形態では、セグメントドライバ１２は、１チップＩＣで形成されている。セグメントドライバ１２における定電流回路１２_０，１２_１，．．．，１２_ｎ−１，１２_ｎは、セグメント電極を介して、ダイオードとして模式的に表されている画素に、点灯時に駆動電流を流す。なお、セグメント電極配線はＳＥＧ_ｉ（ｉ＝０，１，・・・、ｎ−１，ｎ）として示されている。以下、セグメント電極配線の数がｎ＋１本であるものとして説明する。

上述したように、コモン電極配線には、ある程度の抵抗が存在する。図１において、それぞれのコモン電極配線における画素間の抵抗分がＲ_ｃで図示されている。

セグメントドライバ１２に電流を供給する電源回路１３の出力端子１３１は、セグメントドライバ１２における電源端子１２３に接続されている。そして、電源回路１３から電源端子１２３に流入する電流が各定電流回路１２_０，１２_１，．．．，１２_ｎ−１，１２_ｎに分配される。ここでは、画素の点灯時に各定電流回路１２_０，１２_１，．．．，１２_ｎ−１，１２_ｎに流れる電流の電流値をＩとする。また、セグメントドライバ１２の内部において、電源端子１２３と各定電流回路１２_０，１２_１，．．．，１２_ｎ−１，１２_ｎとを接続する配線を電源ライン１２４と呼ぶ。

本実施の形態におけるセグメントドライバ１２において、特徴的なことは、図１に示すように、電源ライン１２４において、定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に、抵抗分が存在することである。その抵抗分をＲ_ｓとする。なお、上流側とは、電源端子１２３に近い側を意味する。また、電源ライン１２４に最も近い定電流回路１２_ｎと電源回路１３との間に、抵抗Ｒ_ｓが挿入される。その抵抗Ｒ_ｓは、セグメントドライバ１２の内部において設けられていてもよいし、なくてもよい。

次に、本実施の形態におけるセグメントドライバ１２の作用について説明する。ここでは、第２行目のコモン電極配線すなわちＣＯＭ_２に接続されているコモン電極配線が選択されている場合を例にして説明を行う。また、２行目の全ての画素が点灯する場合を例にする。なお、最初の行を第０行とする。

コモン電極配線において、コモンドライバ１１から最も遠い画素に接続される箇所（Ａ点とする。）での電位Ｖ_ｎは、選択電圧を接地電位（０Ｖ）であるとすると、式２のように表される。すなわち、Ａ点での電位上昇はＶ_ｎとなる。

Ｖ_ｎ＝Ｒ_ｃ×（ｎ＋１）×Ｉ＋Ｒ_ｃ×ｎ×Ｉ＋・・・＋Ｒ_ｃ×２×Ｉ＋Ｒ_ｃ×１×Ｉ＝Ｒ_ｃ×I×（（１＋（ｎ＋１））×（ｎ＋１）／２ （式２）

また、セグメントドライバ１２における電源ライン１２４に各抵抗Ｒ_ｓが存在しない場合と比較した場合の、各抵抗Ｒ_ｓが存在するときの電源端子１２３の電位上昇Ｖ_ｓは、式３のように表される。

Ｖ_ｓ＝Ｒ_ｓ×１×Ｉ＋Ｒ_ｓ×２×Ｉ＋・・・＋Ｒ_ｓ×（ｎ−１）×Ｉ＋Ｒ_ｓ×ｎ×Ｉ＝Ｒ_ｓ×I×（ｎ＋１）×ｎ／２ （式３）

電位上昇Ｖ_ｎに対して、電源端子１２３の電位上昇Ｖ_ｓの方が大きければ、コモンドライバ１１から最も遠い画素に定電流を供給する定電流回路１２_ｎの印加電圧が、定電流を流すことができる下限電圧を下回ることはない。従って、式４の条件を満たすように、Ｒ_ｓの値が選定される。

Ｒ_ｃ×I×（（１＋（ｎ＋１））×（ｎ＋１）／２ ≦ Ｒ_ｓ×I×（ｎ＋１）×ｎ／２ すなわち、Ｒ_ｓ ≧ Ｒ_ｃ×（ｎ＋２）／ｎ （式４）

電源ライン１２４において、電源端子１２３に近い側（コモンドライバ１１から遠い側に相当）では、電源端子１２３から遠い側に比べて多くの電流が流れることから、電源ライン１２４における電位上昇の程度は大きい。一方、コモン電極配線において、コモンドライバ１１から遠い側では、コモンドライバ１１から近い側に比べて流れる電流は少ないので、コモン電極配線における電位上昇の程度は小さい。定電流回路１２_ｎに近い位置に存在する定電流回路１２_ｎ−１等の電源ライン１２４側での電位上昇も、コモンドライバ１１から最も遠い画素付近の画素のコモン電極配線側での電位上昇より大きくなるようにするため、Ｒ_ｓは、Ｒ_ｃ×（ｎ＋２）／ｎよりも大きな値として定めることが好ましい。

以上に説明したように、本実施の形態では、複数の定電流回路１２_０〜１２_ｎに電流を分配する電源ライン１２４に、それぞれの定電流回路１２_０〜１２_ｎ−１の接続点と、その定電流回路１２_０〜１２_ｎ−１の上流側の隣接する定電流回路１２_１〜１２_ｎの接続点との間に抵抗Ｒ_ｓが挿入されている。そして、抵抗Ｒ_ｓの値を適切に選定することによって、コモン電極配線においてコモンドライバ１１から遠い側での電位が上昇しても、輝度傾斜を発生させないようにすることができる。

なお、従来のセグメントドライバを用いた場合に比べて、電源端子１２３から最も遠い側の定電流回路１２_０の入力電圧は低下する。従って、電源回路１３の出力電圧を、従来の場合に比べて高くする必要がある。具体的には、図１におけるＢ点の電圧をＶ_ｓ０とすると、Ｖ_ｓ０は上記の式１を満足する必要がある。なお、この場合、式１において、Ｖ_ｉｎがＶ_ｓ０に相当する。すなわち、電源ライン１２４での電圧降下があっても、Ｂ点の電圧をＶ_ｓ０が式１を満足するように、電源回路１３の出力電圧を設定する。

ただし、電源回路１３の出力電圧は、セグメントドライバ１２の耐圧よりも小さいことが条件である。セグメントドライバ１２の耐圧をＶ_ｓｍ、画素に印加される電圧をＶ_ｆ、定電流回路１２_０〜１２_ｎが定電流を流すことができる下限電圧（セグメントドライバオーバドライブ電圧）をＶ_ｓｄとすると、
Ｖ_ｓｍ＞Ｖ_ｓｄ＋Ｖ_ｆ＋Ｖ_ｎ
である必要がある。

Ｖ_ｎ＝Ｖ_ｓ（＝Ｒ_ｓ×I×（ｎ＋１）×ｎ／２）である場合には、
２×（Ｖ_ｓｍ−Ｖ_ｓｄ−Ｖ_ｆ）／（I×（ｎ＋１）×ｎ）＞Ｒ_ｓ
より、
Ｒ_ｓは２×（Ｖ_ｓｍ−Ｖ_ｓｄ−Ｖ_ｆ）／（I×（ｎ＋１）×ｎ）未満であるという条件を満たすように選定される。

（実施の形態２）
第１の実施の形態では、１個の１チップＩＣのセグメントドライバ１２が使用されたが、複数のセグメントドライバを用いる場合にも、本発明を適用することができる。図２は、２つのセグメントドライバ１２Ａ，１２Ｂを使用した場合の第２の実施の形態を示す回路図である。

図２に示すように、全てのセグメント電極ＳＥＧ_０〜ＳＥＧ_ｎに接続されたセグメント電極配線うちの一部がセグメントドライバ１２Ａで駆動され、他の部分がセグメントドライバ１２Ｂで駆動される。そして、セグメントドライバ１２Ａ，１２Ｂに亘る電源ライン１２４において、それぞれの各定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に抵抗Ｒ_ｓを設置する。なお、セグメントドライバ１２Ａとセグメントドライバ１２Ｂとの間に設置すべきＲ_ｓは、いずれかのセグメントドライバ内に設置されていてもよい。

セグメントドライバ１２Ａ，１２Ｂの作用は、第１の実施の形態におけるセグメントドライバ１２の作用と同じである。すなわち、複数のセグメントドライバを用いる場合にも、電源ライン１２４に適切な抵抗分が存在するようにセグメントドライバ１２Ａ，１２Ｂを構成することによって、コモン電極配線においてコモンドライバ１１から遠い側での電位が上昇しても、輝度傾斜を発生させないようにすることができる。

なお、既に説明したように、コモン電極配線において、コモンドライバ１１から遠い側では、コモンドライバ１１から近い側に比べて流れる電流は少ないので、コモン電極配線における電位上昇の程度は小さい。各列毎にコモン電極配線における電位上昇の程度と電源ライン１２４における電位上昇の程度とが同じになるように、電源ライン１２４に設ける各抵抗（定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に設ける抵抗）の抵抗値が異なるようにしてもよい。

本発明を、有機ＥＬ表示装置において、コモン電極配線方向の輝度傾斜の発生を抑制するために使用することができる。

本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態を示す回路図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第２の実施の形態を示す回路図。 コモン電極配線における電位を示す説明図。 コモン電極配線における電位を示す説明図。 コモン電極配線、セグメントドライバおよび画素等を模式的に示す模式図。 輝度傾斜の発生を説明するための説明図。 輝度傾斜の様子の一例を示す説明図。

符号の説明

１０ 有機ＥＬパネル
１１ コモンドライバ
１２，１２Ａ，１２Ｂ セグメントドライバ
１２_０〜１２_ｎ 定電流回路
１３ 電源回路
１２３ 電源端子
１２４ 電源ライン

Claims (4)

1. 複数のコモン電極配線と複数のセグメント電極配線とが交差するように配置された有機ＥＬパネルにおける前記セグメント電極配線を駆動する駆動回路であって、前記複数のセグメント電極配線のそれぞれに１対１に接続される複数の定電流回路を含む有機ＥＬ表示装置の駆動回路において、
   前記複数の定電流回路に対して、電流を供給する電源回路に接続された電源ラインから電流が供給され、
   コモン電極配線が有する抵抗分にもとづくコモン電極配線の電位上昇分を補償するために、前記電源ラインに、それぞれの定電流回路の接続点と、その定電流回路の上流側の隣接する定電流回路の接続点との間に抵抗が挿入されている
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動回路。
2. 抵抗が挿入されていない場合に対する、電源回路に最も近い定電流回路の入力電圧の上昇分が、コモン電極配線における前記定電流回路が駆動する画素が接続される部分の電位上昇分以上になるように抵抗値が選定された各々の抵抗が電源ラインに挿入されている
   請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の駆動回路。
3. コモン電極配線における画素間の抵抗分をＲ_ｃとし、電源ラインに挿入されている各々の抵抗の抵抗値をＲ_ｓとし、セグメント電極配線数をｎ＋１とした場合に、Ｒ_ｓ ≧ Ｒ_ｃ×（ｎ＋２）／ｎを満たすように、Ｒ_ｓが選定されている
   請求項２記載の有機ＥＬ表示装置の駆動回路。
4. セグメント電極配線を駆動する駆動回路の耐圧をＶ_ｓｍとし、画素に印加される電圧をＶ_ｆとし、定電流回路が定電流を流すことができる下限電圧をＶ_ｓｄとし、定電流回路に流れる電流の電流値をＩとした場合に、２×（Ｖ_ｓｍ−Ｖ_ｓｄ−Ｖ_ｆ）／（I×（ｎ＋１）×ｎ） ＞ Ｒ_ｓを満たすように、Ｒ_ｓが選定されている
   請求項３記載の有機ＥＬ表示装置の駆動回路。