JP2006215099A - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子の点灯率、およびディマー設定の条件によって発生するシャドーイングを、実用上において問題のないレベルに低減させ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。
【解決手段】 アナログ映像信号は駆動制御回路１１およびＡ／Ｄ変換回路１２に供給され、Ａ／Ｄ変換回路１２において１画素毎に対応した画像データに変換されて画像メモリ１３に書き込まれる。画像メモリ１３からは１走査分毎に画像データが読み出され、駆動制御回路１１は、発光制御させるべきＥＬ素子の割合（１走査毎の発光素子の点灯率）を取得する。前記点灯率およびディマー設定データに基づいて、ルックアップテーブル１４よりプリチャージ制御データが読み出され、プリチャージ制御データに基づくプリチャージ電圧ＶＡＭがデータドライバ２に供給される。これにより発光素子の寄生容量へのプリチャージ量が可変され、結果としてシャドーイングの発生度合いを抑制させることができる。
【選択図】 図８

Description

この発明は、容量性の発光素子を用いたパッシブマトリクス型発光表示パネルに対して好適に採用することができる駆動装置および駆動方法に関し、特に前記発光素子の点灯率の変化に起因して生ずるシャドーイング（横クロストーク）の発生度合いを、実用上において問題のないレベルに低減させ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に関する。

携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力化を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たす表示パネルとして多くの製品に採用されてきた。一方、昨今においては自発光型素子であるという特質を生かした有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子が実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。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。

前記した有機ＥＬ素子は、基本的にはガラス等の透明基板上に、例えばＩＴＯによる透明電極（陽極）と発光機能層、およびアルミ合金などによる金属電極（陰極）とが順次積層されることで構成されている。そして、前記発光機能層は有機化合物による単一の発光層、あるいは有機正孔輸送層と発光層による二層構造、または有機正孔輸送層と発光層および有機電子輸送層からなる三層構造、さらには前記透明電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、また前記金属電極と電子輸送層との間に電子注入層を挿入した多層構造になされる場合もある。そして、前記発光機能層において発生する光は、前記透明電極および透明基板を介して外部に導出される。

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いうことが言える。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、一方の電極（ダイオード成分のアノード側）から発光機能層に向かって電流が流れはじめ、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。

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する依存性が高いこと、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。

図１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おり、これは陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。すなわち、ｍ本のデータ線（以下、これを陽極線とも言う。）Ａ１〜Ａｍが縦方向に配列され、ｎ本の走査線（以下、これを陰極線とも言う。）Ｋ１〜Ｋｎが横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｍ×ｎ箇所）に、ダイオードおよびコンデンサのシンボルマークによる並列結合体で示した有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｍｎが配置されて、表示パネル１を構成している。

そして、画素を構成する各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｍｎは、縦方向に沿う陽極線Ａ１〜Ａｍと横方向に沿う陰極線Ｋ１〜Ｋｎ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アノード端子）が陽極線に、他端（ＥＬ素子の等価ダイオードにおけるカソード端子）が陰極線に接続されている。さらに、各陽極線Ａ１〜Ａｍ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〜Ｋｎ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。

前記陽極線ドライブ回路２には、駆動電圧源ＶＨからの駆動電圧を利用して動作する点灯駆動電源としての定電流源Ｉ１〜Ｉｍ、および切り換え手段としてのドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍが備えられており、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍが、前記定電流源Ｉ１〜Ｉｍ側に接続されることにより、定電流源Ｉ１〜Ｉｍ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〜Ｅｍｎに対して駆動電流と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〜Ｓａｍは、電圧源ＶＡＭからの電圧、もしくは非点灯駆動電源としての基準電位点（この例においては接地電位ＧＮＤ）が、陰極線に対応して配置された個々のＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｍｎに対して供給することができるように構成されている。

一方、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ１〜Ｋｎに対応して切り換え手段としての走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎが備えられ、非走査選択電位として機能する主にクロストーク発光を防止するために用いられる逆バイアス電圧源ＶＭからの逆バイアス電圧、もしくは走査選択電位（この例においては基準電位点としての接地電位ＧＮＤ）のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に供給することができるように構成されている。

そして、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等を含む発光制御回路４よりコントロールバスを介してそれぞれに制御信号が供給され、表示すべき映像信号に基づいて、前記走査スイッチＳｋ１〜ＳｋｎおよびドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍの切り換え操作がなされる。これにより、映像信号に基づいて陰極線を所定の周期で接地電位に設定しながら所望の陽極線に対して定電流源Ｉ１〜Ｉｍが接続され、前記各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｍｎが選択的に発光されることで、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。

なお、図１に示す状態は、第２の陰極線Ｋ２が接地電位に設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の各陰極線Ｋ１，Ｋ３〜Ｋｎには、前記した逆バイアス電圧源ＶＭからの逆バイアス電圧が印加される。ここで、走査発光状態におけるＥＬ素子の順方向電圧をＶｆとした時、〔（順方向電圧Ｖｆ）−（逆バイアス電圧ＶＭ）〕＜（発光閾値電圧Ｖｔｈ）の関係となるように各電位設定がなされており、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を防止するように作用する。

ところで、表示パネル１に配列された各有機ＥＬ素子は前記したように個々に寄生容量を有しており、これが陽極線と陰極線との交点位置にマトリクス状に配列されているがため、例えば１つの陽極線に数十個のＥＬ素子が接続されている場合を例にすると、当該陽極線から見て各寄生容量の数百倍もしくはそれ以上の合成容量が負荷容量として陽極線に接続されることになる。この合成容量はマトリクスのサイズが大きくなるにしたがって顕著に増大する。

したがって、ＥＬ素子の点灯走査期間の初めにおいては、陽極線を介した前記定電流源Ｉ１〜Ｉｍからの電流は前記した合成負荷容量を充電するために費やされ、ＥＬ素子の発光閾値電圧（Ｖｔｈ）を十分に超えるまでに前記負荷容量を充電するには時間遅れが発生する。それ故、ＥＬ素子の発光の立ち上がりが遅れる（緩慢になる）という問題が発生する。特に、前記したようにＥＬ素子の駆動源として定電流源Ｉ１〜Ｉｍを用いた場合においては、定電流源は動作原理上、ハイインピーダンス出力回路であるがため、電流が制限されてＥＬ素子の発光立ち上がりの遅れが著しくなる。

これは、ＥＬ素子の点灯時間率を低下させることとなり、したがってＥＬ素子の実質的な発光輝度を低下させるという問題を抱えることになる。そこで、前記した寄生容量によるＥＬ素子の発光立ち上がりの遅れを無くすために図１に示す構成においては、逆バイアス電圧ＶＭを利用して点灯対象のＥＬ素子に充電を実行する動作がなされる。

図２は、点灯対象となるＥＬ素子の寄生容量に充電されている電荷量がゼロになされるリセット期間を含むＥＬ素子の点灯駆動動作を示している。なお、図２（Ａ）は走査同期信号を示しており、この例においては前記走査同期信号に同期して、リセット期間および定電流駆動期間が設定される。

そして、図２（Ｂ）および（Ｃ）は、前記各期間における陽極ドライバ（陽極線ドライブ回路）２に接続された陽極線における点灯ラインおよび非点灯ラインに印加される電位を示している。また、図２（Ｄ）および（Ｅ）は、前記各期間における陰極ドライバ（陰極線走査回路）３に接続された陰極線における走査ラインおよび非走査ラインに印加される電位を示している。

図２に示すリセット期間においては、陽極ドライバ２に備えられた切り換え手段としての前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍは、点灯制御させるＥＬ素子に対応する陽極線（点灯ライン）に対して、図２（Ｂ）に示すように電圧源ＶＡＭからの電位を供給する。また、非点灯になされるＥＬ素子に対応する陽極線（非点灯ライン）には、図２（Ｃ）に示すように回路の基準電位としての接地電位ＧＮＤを供給するように制御される。

一方、前記リセット期間における陰極ドライバ３は、これに備えられた切り換え手段としての走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎによって、走査対象とする陰極線（走査ライン）および非走査対象とする陰極線（非走査ライン）に対して図２（Ｄ）および（Ｅ）に示すように、それぞれ逆バイアス電圧ＶＭを印加するようになされる。

また、ＥＬ素子の点灯期間である定電流駆動期間においては、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍによって、点灯させるＥＬ素子に対応する陽極線（点灯ライン）には、図２（Ｂ）に示すように定電流源Ｉ１〜Ｉｍより定電流が供給される。また、非点灯になされるＥＬ素子に対応する陽極線（非点灯ライン）には、図２（Ｃ）に示すように回路の基準電位としての接地電位ＧＮＤが設定される。

一方、前記定電流駆動期間における陰極ドライバ３は、これに備えられた前記走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎによって、走査対象とする陰極線（走査ライン）を図２（Ｄ）に示すように接地電位ＧＮＤに設定し、非走査対象とする陰極線（非走査ライン）に対しては、図２（Ｅ）に示すように逆バイアス電圧ＶＭを印加するように制御される。

前記した定電流駆動期間への移行直後においては、前記点灯ラインに接続されている全てのＥＬ素子の寄生容量の充電量はゼロになされている。そのため、点灯対象のＥＬ素子には逆バイアス電圧源ＶＭから、走査されていないＥＬ素子を介して過渡的に電流が流れ込み、点灯対象のＥＬ素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のＥＬ素子の発光の立上がりは比較的迅速に行われる。

前記したように、点灯駆動させようとするＥＬ素子に対して、逆バイアス電圧を利用してプリチャージさせるパッシブ駆動型表示装置は、次に示す特許文献１などに開示されている。
特開平９−２３２０７４号公報

ところで、前記した構成のパッシブ駆動型表示装置においては、ＥＬ素子の点灯率によっては、点灯率の異なるそれぞれの走査線に対応する各ＥＬ素子の間に、発光輝度のばらつきが生ずるいわゆるシャドーイング（横クロストーク）が発生することが知られている。図３および図４は、前記したシャドーイングが発生する状況を説明するものである。

図３（Ａ）および（Ｂ）は、前記した図２に示すタイミングチャートにしたがうリセット期間におけるＥＬ素子への電圧印加状態および定電流駆動期間におけるＥＬ素子への電圧印加状態をそれぞれ示したものであり、この図３においてはＥＬ素子の点灯率が１００％の場合を例示している。なお、図３においては紙面の都合で、第１と第２および第ｍの陽極線、第１と第２および第ｎの陰極線に対応する各ＥＬ素子への電位の供給状態を示している。

図３（Ａ）に示すように、リセット期間においては走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎは、すべてＶＭ側に接続され、各走査線Ｋ１〜Ｋｎには逆バイアス電圧ＶＭが印加される。またドライブスイッチＳａ１〜ＳａｍはすべてＶＡＭ側に接続される。ここで、前記逆バイアス電圧ＶＭと、電圧源ＶＡＭとは、ＶＭ＝ＶＡＭの関係になされている。したがって図３（Ａ）に示すリセット期間においては、すべてのＥＬ素子の両端の電位差は無くなり、ＥＬ素子の寄生容量に充電されている電荷量はゼロとなる。

一方、定電流駆動期間においては図３（Ｂ）に示すように、走査点灯させるべき例えば第１の走査線Ｋ１を走査スイッチＳｋ１を介して接地電位ＧＮＤに設定し、他の走査線には走査スイッチＳｋ２〜Ｓｋｎを介して引き続き逆バイアス電圧ＶＭを印加するようになされる。また、この時ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍはすべて定電流源Ｉ１〜Ｉｍ側に接続される。

これにより第１の走査線Ｋ１に接続された各ＥＬ素子には、各定電流源Ｉ１〜Ｉｍからの点灯駆動電流が供給される。この時、逆バイアス電位ＶＭから走査されていないＥＬ素子の寄生容量に流れ込む電流が、各陽極線を通じて点灯対象のＥＬ素子のアノード側に過渡的に流れ込み、点灯対象のＥＬ素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のＥＬ素子の発光立上がりは比較的迅速に行われる。

次に図４は、ＥＬ素子の点灯率が低下した場合の動作例を示すものであり、図４（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図３と同様にリセット期間および定電流駆動期間における各ＥＬ素子への電位の供給状態を示したものである。ただし、この図４に示す例は、第１と第２の陽極線に対応するＥＬ素子は非点灯とされ、第ｍの陽極線に対応するＥＬ素子が点灯される例を示しており、したがってこの図４に示された範囲においては、ＥＬ素子の点灯率は、３３％であると言うことができる。

リセット期間においては図４（Ａ）に示すように各走査線Ｋ１〜Ｋｎには逆バイアス電圧ＶＭが印加される。また第１と第２の陽極線Ａ１，Ａ２は接地電位ＧＮＤに接続されると共に、第ｍの陽極線ＡｍはＶＡＭ側に接続される。これにより、第ｍの陽極線Ａｍに接続された各ＥＬ素子の両端の電位差は無くなり、Ａｍに接続された各ＥＬ素子の寄生容量に充電されている電荷量はゼロとなる。一方、非点灯状態に制御される第１と第２の陽極線Ａ１，Ａ２に接続された各ＥＬ素子には、前記ＶＭによる逆バイアス電圧が印加され、図に示す極性で充電される。

続いて、定電流駆動期間においては、図４（Ｂ）に示すように走査点灯させるべき例えば第１の走査線Ｋ１は接地電位ＧＮＤに設定され、他の走査線には逆バイアス電圧ＶＭが引き続き印加される。この時、非点灯状態に制御される第１と第２の陽極線Ａ１，Ａ２は接地電位ＧＮＤに設定され、点灯制御される第ｍの陽極線Ａｍは定電流源Ｉｍ側に接続される。

これにより、第１の走査線Ｋ１および第ｍの陽極線Ａｍに接続された点灯対象のＥＬ素子には、定電流源Ｉｍからの点灯駆動電流が供給される。この時、逆バイアス電位ＶＭから走査されていないＥＬ素子の寄生容量に流れ込む電流が、各陽極線を通じて点灯対象のＥＬ素子のアノード側に過渡的に流れ込み、点灯対象のＥＬ素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のＥＬ素子の発光立上がりは比較的迅速に行われる。

ここで、非点灯対象の各ＥＬ素子には、前記したとおりＶＭによる逆バイアスが既に充電されていて、その状態は変わらないため、点灯対象外の陽極線Ａ１，Ａ２を介した逆バイアスＶＭからの過渡的な電流の流れ込みは殆ど無くなる。その結果、非走査状態の陰極線Ｋ２〜Ｋｎのそれぞれにおける逆バイアス電位の電位低下が殆ど無くなり、非走査状態の各陰極線Ｋ２〜Ｋｎおよび点灯対象となる陽極線Ａｍを介して走査点灯対象のＥＬ素子のアノード側に過渡的に流れ込む電流が図３（Ｂ）に示した状態に比べて増加する。これにより、走査点灯対象とされるＥＬ素子の発光初期の輝度の持ち上がりの度合いが図３に示した例よりも顕著になる。

図５は前記した作用により発生するシャドーイング（横クロストーク）の例を模式的に示したものである。図５に示す表示パターンにおいて、ダブルハッチングを付した“Ａ”部分がＥＬ素子の不点灯状態になされている領域を示し、“Ｂ”部分および“Ｃ”部分はＥＬ素子が点灯状態にされる領域を示している。図５に“Ａ”として示すように走査ライン毎にみて、不点灯素子の割合が多い場合（点灯率が小さい場合）には、“Ｂ”で示す部分は“Ｃ”で示す部分よりも明るく発光する「明るい横クロストーク」が発生する。

以上説明した例は、リセット動作モードにおいて、非点灯状態に制御されるＥＬ素子に対して前記したＶＭの逆バイアス電圧を印加するＶＭリセット方式に基づくものである。これに対して、リセット動作モードにおいて、非点灯状態に制御されるＥＬ素子の両端を、共に接地電位ＧＮＤに設定するＧＮＤリセット方式による場合においては、図５に“Ｂ”で示す部分は“Ｃ”で示す部分よりも暗く発光する「暗い横クロストーク」が発生する。また、前記したシャドーイングは、表示パネルの表示パターンや時定数などの要因により様々な態様で発生する。

一方、前記したシャドーイングは表示パネルの全体的な明暗を制御するディマー表示におけるディマー値の設定が低いほど、その発生度合いが顕著になることが知られている。これは、ディマー値を低く設定するほど、１走査期間におけるＥＬ素子の発光時間が短く、もしくは駆動電流の値が小さいために、走査されていないＥＬ素子の寄生容量を介して走査されているＥＬ素子のデータ線を介して流れ込む電荷の寄与が相対的に高くなると考えられるためである。

この発明は、前記したように特にＥＬ素子の走査ライン毎の点灯率が低い場合において生ずるシャドーイングの問題、かつディマー制御によるディマー値の設定が低いほど顕著に発生する前記シャドーイングの問題に着目してなされたものであり、これを実用上において問題のないレベルに低減させ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課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる駆動装置の好ましい基本形態は、請求項１に記載のとおり、互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、前記走査線のそれぞれを走査選択電位または非走査選択電位に設定するための走査ドライバ側の切り換え手段と、前記データ線のそれぞれを点灯駆動電源または非点灯駆動電源に接続するためのデータドライバ側の切り換え手段とが具備され、前記表示パネルの１走査期間には、少なくとも前記発光素子のリセット期間と、予備充電期間と、点灯期間とが設定され、前記予備充電期間においては、前記全てのデータ線および全ての走査線をそれぞれ介して、予備充電電圧源からの電圧を前記各発光素子に対して順方向に印加することができるように構成される。

また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる駆動方法の好ましい基本態様は、請求項９に記載のとおり、互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、前記表示パネルの１走査期間には少なくとも前記発光素子のリセット期間と、予備充電期間と、点灯期間とが設定され、前記予備充電期間においては、前記全てのデータ線と全ての走査線をそれぞれ介して、予備充電電圧源からの電圧を前記各発光素子に対して順方向に印加し、前記各発光素子の寄生容量に対して順方向に充電する充電動作を実行する点に特徴を有する。

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、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態においては、すでに説明した各図に示す構成要素と同一の機能を果たす部分は同一符号で示すことにする。

この発明にかかる駆動装置は基本的には、すでに説明した図１に示す構成と同一の回路構成が採用される。そして、この発明にかかる駆動装置においては、図６（Ａ）に示す走査同期信号に同期して、１走査期間毎にリセット期間、予備充電（プリチャージ）期間、定電流駆動期間（点灯期間）が設定される。

なお、図６に示すタイミングチャートは、すでに説明した図２に示すタイミングチャートと同様の表現になされている。また、図７〜図９におけるデータドライバ（陽極ドライバ）２および走査ドライバ（陰極ドライバ）３における各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍ、走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎは、図６に示すリセット期間、プリチャージ期間、点灯期間における各電位の選択状態にそれぞれ対応するものである。

まず、リセット期間においては、図６（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍ、および各走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎは全て接地電位ＧＮＤを選択し、これにより、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積されている電荷は放電され、リセット状態になされる。

これに続くプリチャージ期間においては、図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように陽極ドライバ側の各ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍは全てプリチャージ電圧源ＶＡＭ側を選択し、図６（Ｄ），（Ｅ）に示すように陰極ドライバ側の各走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎは全て接地電位ＧＮＤを選択する。これにより、全てのデータ線および全ての走査線をそれぞれ介して、プリチャージ電圧源ＶＡＭからの電圧が前記各ＥＬ素子に対して順方向に印加され、各ＥＬ素子の寄生容量には順方向にプリチャージ電圧が充電される。

この場合、前記プリチャージ電圧源ＶＡＭの電圧は、走査選択電位（この実施の形態においては接地電位ＧＮＤ）にＥＬ素子の発光閾値電圧Ｖｔｈを加えた電圧を超えない電位に設定されていることが望ましい。このような電位関係にすることで、プリチャージ電圧源ＶＡＭによる電圧の印加によって各ＥＬ素子が発光駆動されるのを防止させることができる。また、前記プリチャージ電圧源ＶＡＭの電圧を前記走査選択電位にＥＬ素子の発光閾値電圧Ｖｔｈを加えた電圧を超える電位に設定する場合には、プリチャージ期間を短時間に設定することにより、前記プリチャージ電圧源ＶＡＭによる電圧の印加によって各ＥＬ素子が発光駆動されるのを防止させることができる。

その後、点灯期間（定電流駆動期間）に移行し、前記ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍによって、点灯させるべきＥＬ素子に対応する陽極線（点灯ライン）には、図６（Ｂ）に示すように定電流源Ｉ１〜Ｉｍより定電流が供給される。また、非点灯になされるＥＬ素子に対応する陽極線（非点灯ライン）には、図６（Ｃ）に示すように接地電位ＧＮＤが設定される。なお、前記点灯期間の状態を示す図９においては、陽極線Ａ１，Ａ２が点灯ラインになされ、陽極線Ａｍは非点灯ラインになされた例を示している。

また、前記点灯期間における陰極ドライバ３は、これに備えられた前記走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｎによって、走査対象とする陰極線（走査ライン）を図６（Ｄ）に示すように接地電位ＧＮＤに設定し、非走査対象とする陰極線（非走査ライン）に対しては、図６（Ｅ）に示すように逆バイアス電圧源ＶＭからの電圧を印加するように制御される。なお、前記点灯期間の状態を示す図９においては、第１の陰極線Ｋ１が走査ラインになされ、他の陰極線Ｋ２〜Ｋｎが非走査ラインになされた例を示している。

前記した図６に示すタイミングチャートに基づくＥＬ素子の点灯駆動動作によると、リセット期間に続くプリチャージ期間においては、表示パネル１における全てのＥＬ素子の寄生容量に対して、順方向にプリチャージ電圧源ＶＡＭからの電圧が印加される。これにより各ＥＬ素子の寄生容量に対しては一様に充電動作が実行される。

そして、次に続く点灯期間においては、発光表示されるＥＬ素子には点灯駆動電源としての前記定電流源Ｉ１〜Ｉｍより発光駆動電流が供給される。この時、発光表示されるＥＬ素子の寄生容量には、既に順方向にプリチャージがなされているので、発光表示されるべきＥＬ素子は定電流駆動を受けて直ちに発光閾値電圧Ｖｔｈ以上に立上がり、即座に発光が開始される。

この場合、前記したプリチャージ期間において、全てのＥＬ素子の寄生容量に対してプリチャージ電圧源ＶＡＭからの電圧が順方向に充電された状態になされているので、特に図４（Ｂ）に基づいて説明したように、逆バイアス電圧源ＶＭ側から見た一走査毎のＥＬ素子の点灯率に応じて表示パネル全体の充電時定数（容量の負荷）が変化する度合いは低減され、点灯率に応じて点灯対象とされるＥＬ素子のアノード側に過渡的に流れ込む電流量の変化によりシャドーイングを発生させるという要因を除去することができる。

しかしながら、次に説明する別の理由により、走査ライン毎のＥＬ素子の点灯率に応じて、なおも前記したシャドーイングが発生するという問題を有している。図１０は、別の理由によりシャドーイングが発生する例を説明するものであり、図１０（Ａ）はＥＬ素子の点灯率が低い場合を、図１０（Ｂ）は点灯率が高い場合をそれぞれ等価的に示している。なお、図１０において符号ｉ１は点灯駆動電源として機能する定電流源からＥＬ素子に供給される電流値を示し、符号Ｒは走査線から走査選択電位（接地電位ＧＮＤ）に至る配線抵抗を示している。

図１０（Ａ）は走査選択状態になされた第１の走査線Ｋ１に対応して、第１のデータ線Ａ１に接続されたＥＬ素子、すなわち１つのＥＬ素子が発光駆動される状態を示しており、この場合におけるＥＬ素子のアノード端子のレベルＶｆ１は、素子の閾値電圧をＶｔｈとした時、次の式（１）で示すことができる。
Ｖｆ１＝ｉ１・Ｒ＋Ｖｔｈ ……（式１）

図１０（Ｂ）は走査選択状態になされた第１の走査線Ｋ１に対応して、第１、第２および第ｍのデータ線Ａ１，Ａ２，Ａｍに接続された各ＥＬ素子、すなわち３つのＥＬ素子が発光駆動される状態を示しており、この場合におけるＥＬ素子のアノード端子のレベルＶｆ２は、同じく素子の閾値電圧をＶｔｈとした時、次の式（２）で示すことができる。
Ｖｆ２＝３・ｉ１・Ｒ＋Ｖｔｈ ……（式２）

前記した各ＥＬ素子は定電流駆動されるために、走査線から走査選択電位（接地電位ＧＮＤ）に至る配線抵抗Ｒによる電圧降下の影響により、点灯率が大きくなる程、点灯駆動されるＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルＶｆ２は大きく、また点灯率が小さい場合にはアノード端子における電圧レベルＶｆ１は小さくなる。これに加えて、前記したディマー制御が電流駆動方式による場合においては、ディマー制御に応じて点灯駆動電源としての定電流源からの電流値が変化するため、前記したＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルも変化する。

以上、説明した作用によりＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルが、点灯率およびディマー制御に応じて変化するために、ＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルと前記したプリチャージ電圧源ＶＡＭからの固定のプリチャージ電圧ＶＡＭとの間に差が生じ、これがこれがシヤドーイングを発生させる要因になる。

前記した要因によるシャドーイングの発生を抑制させるためには、ＥＬ素子の点灯率およびディマー制御によって変化するＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルに応じて、プリチャージ電圧源ＶＡＭからの電圧レベルを変化させるように制御すればよい。この場合、前記点灯率およびディマー制御によって変化するＥＬ素子のアノード端子における電圧レベルと前記ＶＡＭの電圧値を一致させることが望ましい。

そこで、図７〜図９に示す発光制御回路４においては、前記した理由により発生するシャドーイングを抑制させる構成が示されている。図７〜図９に示すように、発光制御回路４を構成する駆動制御回路１１およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１２にはアナログ映像信号が供給される。前記駆動制御回路１１は前記アナログ映像信号中における水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２に対するクロック信号ＣＫ、および画像メモリ１３に対する書き込み信号Ｗおよび読み出し信号Ｒを生成する。

また、駆動制御回路１１は前記した水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、図７〜図９に示すデータドライバ２におけるドライブスイッチの切り換え信号を出力すると共に、走査ドライバ３に対する走査切り換え信号を出力するようになされる。

前記Ａ／Ｄ変換回路１２は駆動制御回路１１から供給されるクロック信号に基づいて、入力されたアナログ信号をサンプリングし、これを１画素毎に対応した画像データに変換して画像メモリ１３に供給するように作用する。前記画像メモリ１３は、前記駆動制御回路１１からの書き込み信号ＷによってＡ／Ｄ変換回路１２から供給される各画素データを画像メモリ１３に順次書き込むように動作する。

前記画像メモリ１３としてフレームメモリを採用した場合においては、前記した書き込み動作により表示パネル１における一画面（ｍ列、ｎ行）分のデータの書き込みが行われる。そして一画面分のデータの書き込みが終了するとメモリ１３からは駆動制御回路１１から供給される読み出し信号Ｒによって走査線の第１行から第ｎ行へと１行分（１走査分）毎に画像データが読み出される。そして、駆動制御回路１１は１行分毎の画像データより発光制御させるべきＥＬ素子の割合（１走査毎のＥＬ素子の点灯率）ＰＮを得るように動作する。換言すれば、前記駆動制御回路１１はＥＬ素子の点灯率取得手段として機能する。

また、前記駆動制御回路１１には、ディマー設定手段１５よりディマー制御データが供給されるように構成されており、これにより表示パネル１をＤ（Ｄ＝１〜ｄ）段階にディマー表示させるように構成されている。このディマー設定手段１５は手動によりディマー値を設定させる場合もあり、またモバイル機器などにおいては外光を受けて自動的にディマー値を設定させるように構成される場合もある。

前記駆動制御回路１１は、一つの形態として１走査毎の前記点灯率ＰＮに対応したプリチャージ制御データをルックアップテーブル１４より求め、このルックアップテーブル１４より求められたプリチャージ制御データに基づいて生成されるプリチャージ電圧ＶＡＭが、駆動制御回路１１からデータドライバ２に供給されるように構成されている。

これによると、一走査毎におけるＥＬ素子の点灯率に応じて制御されたプリチャージ電圧ＶＡＭが、図８に示すようにドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｍをそれぞれ介して各ＥＬ素子のアノードに供給され、各ＥＬ素子の寄生容量に対するプリチャージが実行される。そして、前記した動作は走査ドライバ３の走査に同期して走査線の第１行から第ｎ行に向かって順次実行される。

したがって、一走査毎におけるＥＬ素子の点灯率に応じて、その都度プリチャージ電圧ＶＡＭの値（レベル）が、図６（Ｂ）および（Ｃ）にａ−ａ′として示すように可変制御されることになる。これにより、シャドーイングの発生度合いに対応してプリチャージ電圧ＶＡＭのレベルが制御される結果、ＥＬ素子の点灯率の変化に起因して生ずる前記したシャドーイングの発生度合いを、実用上において問題のないレベルに低減させることができる。

この場合のＥＬ素子の点灯率に応じたプリチャージ電圧ＶＡＭの最適なレベルは、発光表示パネルを構成するＥＬ素子の全体の寄生容量やパネルサイズ、また前記した逆バイアス電圧ＶＭの値や、リセット手段（前記したＶＭリセット方式またはＧＮＤリセット方式）、さらには表示パネルにおける画像表示パターンなどの要因によって個々に変化する。したがって、前記したような各パラメータに対応して予め作成された点灯率に対応したプリチャージ制御データを、前記ルックアップテーブル１４に格納しておく必要がある。

前記駆動制御回路１１は、他の一つの形態として１走査毎の前記点灯率ＰＮと、前記したディマー設定のデータ（ディマー制御データ）より、前記したプリチャージ制御データをルックアップテーブル１４より求め、このルックアップテーブル１４より求められたプリチャージ制御データに基づくプリチャージ電圧ＶＡＭを図７〜図９に示すデータドライバ２に供給するように動作する。

これによると、一走査毎におけるＥＬ素子の点灯率と、この時に設定されているディマー制御データに応じて、ルックアップテーブル１４より読み出されたプリチャージ制御データに基づくプリチャージ電圧ＶＡＭがデータドライバ２に供給されることになる。この場合には、前記ルックアップテーブル１４はＥＬ素子の点灯率とディマー制御データとよりプリチャージ制御データを引き出すことができるマップ状（二次元）に構築されることになる。このような構成とすることで、ＥＬ素子の点灯率によるシャドーイングの是正に加え、特に低ディマー時におけるシャドーイングの発生を効果的に抑制させることが可能となる。

なお、以上説明した形態においては、一走査毎におけるＥＬ素子の点灯率もしくはこれに加えてディマー制御データに応じて、プリチャージ電圧ＶＡＭの値（レベル）を制御するようにしているが、これは予め定められたレベルのプリチャージ電圧ＶＡＭの印加時間を制御することで、ＥＬ素子の寄生容量に対するプリチャージの度合いを制御することができる。

すなわち、図６（ｂ）にｂ−ｂ′として示すように、プリチャージ期間を一走査毎におけるＥＬ素子の点灯率もしくはこれに加えてディマー制御データに応じて制御することで、ＥＬ素子の点灯率によるシャドーイングの是正を図ることができ、これに加えて、特に低ディマー時におけるシャドーイングの発生を効果的に抑制させることが可能となる。

以上説明した実施の形態においては、表示パネルに配列される発光素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、前記発光素子として容量性の他の素子を用いた場合においても同様の作用効果を得ることができる。また、前記した実施の形態においてはＥＬ素子の点灯率およびディマー制御データに基づいて、ルックアップテーブルよりプリチャージ制御データを読み出すように構成しているが、このプリチャージ制御データは論理演算により求めるように構成されていてもよい。

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を示した回路構成図である。 図１に示した表示パネルにおける点灯駆動動作を説明するタイミングチャートである。 図２に示すタイミングチャートにしたがう発光素子の点灯率が高い場合の動作を説明する回路構成図である。 図２に示すタイミングチャートにしたがう発光素子の点灯率が低い場合の動作を説明する回路構成図である。 シャドーイングが発生する例を示した模式図である。 この発明にかかる駆動装置における点灯駆動動作を説明するタイミングチャートである。 この発明にかかる駆動装置におけるリセット期間の状態を示す回路構成図である。 同じくプリチャージ期間の状態を示す回路構成図である。 同じく点灯期間の状態を示す回路構成図である。 シャドーイングが発生する一つの理由を説明する等価回路図である。

符号の説明

１ 発光表示パネル
２ データドライバ
３ 走査ドライバ
４ 発光制御回路
１１ 駆動制御回路
１２ Ａ／Ｄ変換回路
１３ 画像メモリ
１４ ルックアップテーブル
１５ ディマー設定手段
Ａ１〜Ａｍ データ線（陽極線）
Ｅ１１〜Ｅｍｎ 発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｉ１〜Ｉｍ 点灯駆動電源（定電流源）
Ｋ１〜Ｋｎ 走査線（陰極線）
Ｓａ１〜Ｓａｍ ドライブスイッチ（切り換え手段）
Ｓｋ１〜Ｓｋｎ 走査スイッチ（切り換え手段）
ＶＡＭ プリチャージ電圧源
ＶＨ 駆動電圧源
ＶＭ 逆バイアス電圧源（非走査選択電源）

Claims (15)

1. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
   前記走査線のそれぞれを走査選択電位または非走査選択電位に設定するための走査ドライバ側の切り換え手段と、前記データ線のそれぞれを点灯駆動電源または非点灯駆動電源に接続するためのデータドライバ側の切り換え手段とが具備され、
   前記表示パネルの１走査期間には、少なくとも前記発光素子のリセット期間と、予備充電期間と、点灯期間とが設定され、前記予備充電期間においては、前記全てのデータ線および全ての走査線をそれぞれ介して、予備充電電圧源からの電圧を前記各発光素子に対して順方向に印加することができるように構成されていることを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記各走査線に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合を得る点灯率取得手段が具備され、前記点灯率取得手段により得られる点灯率に応じて、前記予備充電電圧源から供給される電圧値が可変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に記載された発光表示パネルの駆動装置。
3. 前記発光表示パネルをディマー表示させるディマー制御手段がさらに具備され、前記点灯率取得手段により得られる点灯率と前記ディマー制御手段において用いられるディマー制御データとに応じて、前記予備充電電圧源から供給される電圧値が可変されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載された発光表示パネルの駆動装置。
4. 前記各走査線に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合を得る点灯率取得手段が具備され、前記点灯率取得手段により得られる点灯率に応じて、前記予備充電電圧源からの電圧を各発光素子に印加する印加時間が可変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に記載された発光表示パネルの駆動装置。
5. 前記発光表示パネルをディマー表示させるディマー制御手段がさらに具備され、前記点灯率取得手段により得られる点灯率と前記ディマー制御手段において用いられるディマー制御データとに応じて、前記予備充電電圧源からの電圧を各発光素子に印加する印加時間が可変されるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載された発光表示パネルの駆動装置。
6. 前記予備充電電圧源からの電圧値が、前記走査選択電位に前記発光素子の発光閾値電圧を加えた電圧を超えない値に設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
7. 前記予備充電電圧源からの電圧値が、前記走査選択電位に前記発光素子の発光閾値電圧を加えた値以上の電圧値に設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
8. 前記発光素子は、対向する電極間に一層以上からなる有機発光機能層を有する有機ＥＬ発光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１項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
9. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
   前記表示パネルの１走査期間には少なくとも前記発光素子のリセット期間と、予備充電期間と、点灯期間とが設定され、
   前記予備充電期間においては、前記全てのデータ線と全ての走査線をそれぞれ介して、予備充電電圧源からの電圧を前記各発光素子に対して順方向に印加し、前記各発光素子の寄生容量に対して順方向に充電する充電動作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。
10. 前記１走査期間毎における発光制御させるべき前記発光素子の割合を点灯率取得手段により取得し、前記点灯率取得手段により得られる点灯率に応じて、前記予備充電電圧源から供給される電圧値を変更するように制御することを特徴とする請求項９に記載された発光表示パネルの駆動方法。
11. 前記点灯率取得手段により得られる点灯率と、前記発光表示パネルをディマー表示させるディマー制御データとに応じて、前記予備充電電圧源から供給される電圧値を変更するように制御することを特徴とする請求項１０に記載された発光表示パネルの駆動方法。
12. 前記１走査期間毎における発光制御させるべき前記発光素子の割合を点灯率取得手段により取得し、前記点灯率取得手段により得られる点灯率に応じて、前記予備充電電圧源より各発光素子に印加する電圧の印加時間を変更するように制御することを特徴とする請求項９に記載された発光表示パネルの駆動方法。
13. 前記点灯率取得手段により得られる点灯率と、前記発光表示パネルをディマー表示させるディマー制御データとに応じて、前記予備充電電圧源より各発光素子に印加する電圧の印加時間を変更するように制御することを特徴とする請求項１２に記載された発光表示パネルの駆動方法。
14. 前記予備充電電圧源からの電圧値が、前記走査選択電位に前記発光素子の発光閾値電圧を加えた電圧を超えない値に設定されることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載された発光表示パネルの駆動方法。
15. 前記予備充電電圧源からの電圧値が、前記走査選択電位に前記発光素子の発光閾値電圧を加えた値以上の電圧値に設定されることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載された発光表示パネルの駆動方法。

Images