JP3609299B2 - Driving device for light emitting display panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子等の容量性発光素子を用いた発光表示パネルの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
低消費電力でかつ高表示品質であり、更に薄型化が可能なディスプレイとして、有機エレクトロルミネッセンス素子の複数をマトリクス状に配列して構成されるエレクトロルミネッセンスディスプレイが注目されている。該有機エレクトロルミネッセンス素子は、図1に示すように、透明電極101が形成されたガラス板などの透明基板100上に、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などからなる少なくとも1層の有機機能層102、及び金属電極103が積層されたものである。透明電極101の陽極にプラス、金属電極103の陰極にマイナスの電圧を加え、すなわち、透明電極及び金属電極間に直流を印加することにより、有機機能層102が発光する。良好な発光特性を期待することのできる有機化合物を有機機能層に使用することによって、エレクトロルミネッセンスディスプレイが実用に耐えうるものになっている。
【0003】
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単にEL素子ともいう)は、電気的には、図2のような等価回路にて表すことができる。図から分かるように、EL素子は、容量成分Cと、該容量成分に並列に結合するダイオード特性の成分Eとによる構成に置き換えることができる。よって、有機エレクトロルミネッセンス素子は、容量性の発光素子であると考えられる。有機エレクトロルミネッセンス素子は、直流の発光駆動電圧が電極間に印加されると、電荷が容量成分Cに蓄積され、続いて当該EL素子固有の障壁電圧または発光閾値電圧を越えると、電極(ダイオード成分Eの陽極側)から発光層を担う有機機能層に電流が流れ始め、この電流に比例した強度で発光する。
【0004】
かかるEL素子の電圧V−電流I−輝度Lの特性は、図3に示すように、ダイオードの特性に類似しており、発光閾値Vth以下の電圧では電流Iはきわめて小さく、発光閾値Vth以上の電圧になると電流Iは急激に増加する。また、電流Iと輝度Lはほぼ比例する。このようなEL素子は、発光閾値Vthを超える駆動電圧をEL素子に印加すれば当該駆動電圧に応じた電流に比例した発光輝度を呈し、印加される駆動電圧が発光閾値電圧Vth以下であれば駆動電流が流れず発光輝度もゼロに等しいままである。
【0005】
かかるEL素子の複数を用いた発光表示パネルの駆動方法としては、単純マトリクス駆動方式が知られている。図4に発光表示パネルの単純マトリクス駆動方式の駆動装置の一例の構造を示す。発光表示パネルにおいては、n個の陰極線(金属電極)B1〜Bnを横方向に、m個の陽極線(透明電極)A1〜Amを縦方向に平行に伸長して設けられ、各々の交差した部分(計n×m個)にEL素子E1,1〜Em,nの発光層を挟む。画素を担うEL素子E1,1〜Em,nは、格子状に配列され、垂直方向に沿う陽極線A1〜Amと水平方向に沿う陰極線B1〜Bnとの交差位置に対応して一端(上記の等価回路のダイオード成分Eの陽極線側)が陽極線に、他端(上記の等価回路のダイオード成分Eの陰極線側)が陰極線に接続される。陰極線は陰極線走査回路1に接続されて駆動、陽極線は陽極線ドライブ回路2に接続されてそれぞれ駆動される。
【0006】
陰極線走査回路1は、各陰極線の電位を個々に定める陰極線B1〜Bnに対応する走査スイッチ51〜5nを有し、個々が、電源電圧から得られる逆バイアス電位VCC(例えば10V)及びアース電位(0V)のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に接続する。
陽極線ドライブ回路2は、各陽極線を通じて駆動電流をEL素子個々に供給する陽極線A1〜Amに対応した電流源21〜2m(例えば定電流源)及びドライブスイッチ61〜6mを有し、ドライブスイッチが電流を個々に陽極線に流すオンオフ制御するように構成される。駆動源は定電圧源等の電圧源を用いることも可能であるが、上述した電流−輝度特性が温度変化に対して安定しているのに対し電圧−輝度特性が温度変化に対して不安定であること等の理由により、電流源(供給電流量が所望の値となるように制御される電源回路)を用いるのが一般的である。電流源21〜2mの供給電流量は、EL素子が所望の瞬時輝度で発光する状態(以下、この状態を定常発光状態と称する。)を維持するために必要な電流量とされる。また、EL素子が定常発光状態にある時は、上述したEL素子の容量成分Cには供給電流量に応じた電荷が充電されているため、EL素子の両端電圧は瞬時輝度に対応した規定値Ve(以下、これを発光規定電圧と称する。)となる。
【0007】
陽極線はまた、陽極線リセット回路3に接続される。この陽極線リセット回路3は、陽極線毎に設けられたシャントスイッチ71〜7mを有し、該シャントスイッチが選択されることによって陽極線をアース電位に設定する。
陰極線走査回路1、陽極線ドライブ回路2及び陽極線リセット回路3は発光制御回路4に接続される。
【0008】
発光制御回路4は、図示せぬビデオ信号発生系から供給されたビデオ信号に応じて当該ビデオ信号が担う画像を表示させるべく陰極線走査回路1、陽極線ドライブ回路2及び陽極線リセット回路3を制御する。発光制御回路4は、陰極線走査回路1に対して、走査線選択制御信号を発生し、ビデオ信号の水平走査期間に対応する陰極線のいずれかを選択してアース電位に設定し、その他の陰極線は逆バイアス電位VCCが印加されるように走査スイッチ51〜5nを切り換える制御を行う。逆バイアス電位VCCは、ドライブされている陽極線と走査選択がされていない陰極線との交点に接続されたEL素子がクロストーク発光することを防止するために、陰極線に接続される定電圧源によって印加されるものであり、逆バイアス電位VCC=発光規定電圧Veと設定されるのが一般的である。走査スイッチ51〜5nが水平走査期間毎に順次アース電位に切り換えられるので、アース電位に設定された陰極線は、その陰極線に接続されたEL素子を発光可能とする走査線として機能することとなる。
【0009】
陽極線ドライブ回路2は、かかる走査線に対して発光制御を行う。発光制御回路4は、ビデオ信号が示す画素情報に従って当該走査線に接続されているEL素子のどれをどのタイミングでどの程度の時間に亘って発光させるかについてを示すドライブ制御信号を発生し、陽極線ドライブ回路2に供給する。陽極線ドライブ回路2は、このドライブ制御信号に応じて、ドライブスイッチ61〜6mのいくつかをオンオフ制御し、陽極線A1〜Amを通じて画素情報に応じた該当EL素子への駆動電流の供給をなす。これにより、駆動電流の供給されたEL素子は、当該画素情報に応じた発光をなすこととなる。
【0010】
陽極線リセット回路3のリセット動作は、発光制御回路4からのリセット制御信号に応じて行われる。陽極線リセット回路3は、リセット制御信号が示すリセット対象の陽極線に対応するシャントスイッチ71〜7mのいずれかをオンしそれ以外はオフとする。
本願と同一の出願人による特開平9−232074号公報には、単純マトリクス発光表示パネルにおける、走査線を切り換える直前に格子状に配された各EL素子の蓄積電荷を放出させるリセット動作を行う駆動法(以下、リセット駆動法と呼ぶ)が開示されている。このリセット駆動法は、走査線を切り換えた際のEL素子の発光立上りを早めるものである。この単純マトリクス表示パネルのリセット駆動法について図4〜図6を参照して説明する。
【0011】
なお、以下に述べる図4〜図6に示す動作は、陰極線B1を走査してEL素子E1,1及びE2,1を光らせた後、陰極線B2に走査を移してEL素子E2,2及びE3,2を光らせる場合を例に挙げたものである。また、説明を分かり易くするために、光っているEL素子はダイオード記号にて示され、光っていないEL素子はコンデンサ記号にて示される。また、陰極線B1〜Bnに印加される逆バイアス電位VCCは、EL素子の発光規定電圧Veと同じ10Vとされている。
【0012】
先ず、図4においては、走査スイッチ51のみが0Vのアース電位側に切り換えられ、陰極線B1が走査されている。他の陰極線B2〜Bnには、走査スイッチ52〜5nにより逆バイアス電位VCCが印加されている。同時に、陽極線A1及びA2には、ドライブスイッチ61及び62によって電流源21及び22が接続されている。また、他の陽極線A3〜Amには、シャントスイッチ73〜7mによって0Vのアース電位側に切り換えらている。したがって、図4の場合、EL素子E1,1とE2,1のみが順方向にバイアスされ、電流源21及び22から矢印のように駆動電流が流れ込み、EL素子E1,1及びE2,1のみが発光することとなる。この状態においては、ハッチングして示される非発光のEL素子E3,2〜Em,nは、それぞれ図示の如き極性に充電されることとなる。
【0013】
この図4の定常発光状態から、次のEL素子E2,2及びE3,2の発光をなす状態に走査を移行する直前に、以下のようなリセット制御が行われる。すなわち、図5に示すように全てのドライブスイッチ61〜6mを開放するとともに、全ての走査スイッチ51〜5nと全てのシャントスイッチ71〜7mを0Vのアース電位側に切り換え、陽極線A1〜Amと陰極線B1〜Bnの全てを一旦0Vのアース電位側にシャントし、オールリセットを掛ける。このオールリセットが行われると、陽極線と陰極線の全てが0Vの同電位となるので、各EL素子に充電されていた電荷は図中の矢印で示すようなルートを通って放電し、全てのEL素子の充電電荷が瞬時のうちに無くなる。
【0014】
このようにして全てのEL素子の充電電荷をゼロにした後、今度は図6に示すように、陰極線B2に対応する走査スイッチ52のみを0V側に切り換え、陰極線B2の走査を行う。これと同時に、ドライブスイッチ62及び63を閉じて電流源22及び23を対応の陽極線に接続せしめるとともに、シャントスイッチ71,74〜7mをオンとし、陽極線A1,A4〜Amに0Vを与える。
【0015】
このように、上記リセット駆動法の発光制御は、陰極線B1〜Bnのうちのいずれかをアクティブにする期間である走査モードと、これに後続するリセットモードとの繰り返しである。かかる走査モードとリセットモードは、ビデオ信号の1水平走査期間(1H)毎に行われる。仮にリセット制御をせずに、図4の状態から図6の状態に直接移行したとすると、例えば、電流源23から供給される駆動電流は、EL素子E3,2に流れ込むだけではなく、EL素子E3,3〜E3,nに充電された逆方向電荷(図4に図示)のキャンセルにも費やされるため、EL素子E3,2を定常発光状態にする(EL素子E3,2の両端電圧を発光規定電圧Veにする)には時間を要することとなる。
【0016】
しかしながら、上述したリセット制御を行うと、陰極線B2の走査に切り換わった瞬間において、陽極線A2及びA3の電位は約VCCとなるため、次に発光させるべきEL素子E2,2及びE3,2には、電流源22及び23だけではなく陰極線B1、B3〜Bnに接続された定電圧源からの複数のルートからも充電電流が流れ込み、この充電電流によって寄生容量が充電されて発光規定電圧Veまで瞬時に達し定常発光状態に瞬時に移行できる。その後、陰極線B2の走査期間内においては上述したように電流源から供給される電流量はEL素子が発光規定電圧Veでの定常発光状態を維持できるだけの電流量とされているので、電流源22及び23から供給される電流はEL素子E2,2及びE3,2のみに流れ込み、すべてが発光に費やされる。すなわち図6に示される発光状態を持続する。
【0017】
以上述べたように、従来のリセット駆動法によれば、次の走査線の発光制御に移行する前に、陰極線と陽極線の全てが一旦アース電位である0V又は逆バイアス電位VCCの同電位に接続されてリセットされるので、次の走査線に切り換えられた際に、発光規定電圧Veまでの充電を速くし、切り換えられた走査線上の発光すべきEL素子の発光の立上りを早くすることができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
図4及び図6に示したように、いずれかの陰極線にアース電位が印加されることにより走査が行われているとき、走査されていない陰極線には電圧VCCが印加され、電流源からの電流供給が行われてない陽極線にはアース電位が印加される。すなわち、図4の場合にはEL素子E3,2〜Em,n各々の陽極・陰極間に、また図6の場合にはEL素子E1,1,E4,1〜Em,1,E1,3〜E1,n,E4,3〜Em,n各々の陽極・陰極間にはほぼ電圧VCCが逆バイアスで印加される。この逆バイアスの電圧Vccが印加されたEL素子は充電され、充電された電荷はその後の走査による陰極線のアース電位供給や電流源からの電流供給により放電してしまう。この充放電した電荷はEL素子の発光には全く寄与しない無駄なものであるという問題点があった。特に、その充放電による電力損失は発光表示パネル内のEL素子の数に比例して大きくなるので、表示面積が大なるほど無駄な電力損失も大きくなる。
【0019】
そこで、本発明の目的は、発光に寄与しない無駄な電力消費を低減させることができる発光表示パネルの駆動装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光表示パネルの駆動装置は、互いに交差する複数のドライブ線及び複数の走査線と、ドライブ線及び走査線による複数の交差位置各々にて走査線及びドライブ線間に接続され極性を有する複数の容量性発光素子とからなる発光表示パネルの駆動装置であって、入力ビデオ信号の走査タイミングに応じて複数の走査線のうちから1の走査線を選択する走査期間を設定し、走査期間に入力ビデオ信号に応じて1の走査線上の発光させるべき容量性発光素子に対応する発光ドライブ線を指定し、走査期間各々の間にリセット期間を設定する制御手段と、走査期間に1の走査線に容量性発光素子の発光閾値電圧より低い第1電位を印加しかつ1の走査線以外の走査線に発光閾値電圧より高い第2電位を印加し、リセット期間に第2電位を複数の走査線の全てに印加する走査手段と、走査期間に発光閾値電圧以上の正電圧を発光させるべき容量性発光素子に順方向に印加するために発光ドライブ線に駆動電流を供給しかつ発光ドライブ線以外のドライブ線に発光閾値電圧より低い第3電位を印加し、リセット期間には複数のドライブ線の全てに第2電位に等しい電位の第4電位を供給するドライブ手段と、を備えたことを特徴としている。
【0021】
かかる本発明の構成によれば、走査期間には、走査のために選択された1の走査線に発光閾値電圧より低い第1電位が印加されかつ1の走査線以外の走査線に発光閾値電圧より高い第2電位が印加され、複数のドライブ線のうちの発光させるべき容量性発光素子が接続された発光ドライブ線以外のドライブ線には発光閾値電圧より低い第3電位が印加される。この結果、走査期間には1の走査線以外の走査線と発光ドライブ線以外のドライブ線とが交差する位置に配置された容量性発光素子各々には比較的低い逆バイアス電圧が印加される。その逆バイアス電圧によって充電される発光に寄与しない電荷は従来より減少するので、無駄な電力消費を低減させることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図7は本発明を容量性発光素子としてEL素子を用いた発光表示パネルに適用したディスプレイ装置の概略的な構成を示している。このディスプレイ装置は、容量性発光表示パネル11と、発光制御部12と、陰極線走査回路13と、陽極線ドライブ回路14と、陽極線電位出力回路15とを有する。
【0023】
図8に示すように、発光表示パネル11においては、図4〜図6に示したものと同様に、複数のEL素子Ei,j(1≦i≦m,1≦j≦n)は、ドライブ線の陽極線A1〜Am及び走査線の陰極線B1〜Bnの複数の交差位置にマトリクス状に配置されかつ走査線及びドライブ線間に接続されている。すなわち、EL素子は、略平行に伸長した複数のドライブ線及び各々がドライブ線に略垂直で略平行に伸長した複数の走査線の各交差位置に配置されかつ走査線及びドライブ線に接続されている。なお、図8においてEL素子Ei,jはコンデンサ記号にて示されている。
【0024】
発光表示パネル11には、陰極線B1 〜Bnには陰極線走査回路13が接続され、陽極線A1〜Amには陽極線ドライブ回路14が接続されている。陰極線走査回路13は陰極線B1〜Bn各々に対応して備えられた走査スイッチ161〜16nを有し、走査スイッチ161〜16n各々は対応する陰極線に対してアース電位及び逆バイアス電位Vccのいずれか一方の電位を供給する。走査スイッチ161 〜16nが発光制御部12からの制御によって水平走査期間毎に順次アース電位に切り換えられるので、アース電位に設定された陰極線B1 〜Bnは、その陰極線に接続された素子を発光可能とする走査線として機能することとなる。
【0025】
陽極線ドライブ回路14は陽極線A1〜Am各々に対応して備えられた電流源171〜17m及びドライブスイッチ181〜18mを有している。ドライブスイッチ181〜18m各々は2つの固定接点と共に中立位置を有する切換スイッチであり、対応する陽極線に対して一方の固定接点を介して電流源171〜17mからの電流を供給し、他方の固定接点を介して電位Vccを供給する。この電位Vccは図示しない電圧源から出力される。
【0026】
陽極線電位出力回路15は、陽極線A1〜Am各々に対応して備えられた電位印加スイッチ191〜19m及び電圧源201〜20mを有している。電圧源201〜20m各々はその正負端子間に電圧VLを生成する。電圧VLは発光閾値電圧Vthより以下であってその発光閾値電圧Vthに近い電圧である。電位印加スイッチ191〜19m各々のオンオフは発光制御部12によって制御され、電位印加スイッチ191〜19mがオンにあるとき電圧源201〜20mの正端子が対応する陽極線A1〜Amに接続されるようになっている。なお、電圧源201〜20mの負端子はアース接続されている。
【0027】
発光制御部12は、図示せぬビデオ信号発生系から供給されたビデオ信号に応じて当該ビデオ信号が担う画像を表示させるべく陰極線走査回路13、陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15を制御する。この制御は走査期間とリセット期間とに分けられて行われる。
発光制御部12は、走査期間において陰極線走査回路13に対して、走査線選択制御信号を発生し、ビデオ信号の水平走査期間に対応する陰極線B1〜Bnのうちのいずれか1を選択してアース電位に設定し、その他の陰極線は逆バイアス電位VCCが印加されるように走査スイッチ161〜16nを切り換える制御を行う。逆バイアス電位VCCは、ドライブされている陽極線と走査選択がされていない陰極線との交点に接続された素子がクロストーク発光することを防止するために、陰極線に接続される定電圧源(図示せず)によって印加される。走査スイッチ161〜16nが水平走査期間毎に順次アース電位に切り換えられるので、アース電位に設定された陰極線B1〜Bnは、その陰極線に接続された素子を発光可能とする走査線として機能することとなる。
【0028】
また、発光制御部12は、走査期間においてビデオ信号が示す画素情報に従って走査線に接続されている素子のどれをどのタイミングでどの程度の時間に亘って発光させるかについてを示すドライブ制御信号を発生し、ドライブ制御信号は陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給される。陽極線ドライブ回路14では、このドライブ制御信号に応じて、ドライブスイッチ181〜18mのうちの発光させるべきEL素子が接続された陽極線に対応するものが電流源側に切り換え制御され、陽極線A1〜Amのうちの対応する陽極線を通じて画素情報に応じた該当素子への駆動電流の供給が行われ、それ以外のドライブスイッチは中立位置に制御される。また、陽極線電位出力回路15ではドライブ制御信号に応じて電位印加スイッチ201〜20mのうちの発光させるべきEL素子が接続された陽極線に対応するものがオフに切り換え制御され、それ以外の電位印加スイッチはオンに制御されて対応する陽極線に電位VLが印加される。
【0029】
リセット期間においては、発光制御部12はリセット信号を発生する。リセット信号は陰極線走査回路13、陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給される。陰極線走査回路13はリセット信号に応じて陰極線B1〜Bnの全てに逆バイアス電位VCCが印加されるように走査スイッチ161〜16nを切り換える制御を行う。陽極線ドライブ回路14でもリセット信号に応じて陽極線A1〜Amの全てに電位VCCが印加されるようにドライブスイッチ181〜18mを切り換える制御を行う。陽極線電位出力回路15はリセット信号に応じて電位印加スイッチ201〜20mをオフにする。
【0030】
発光制御部12内は、図7に示すように構成されている。図7において、同期分離回路41は、供給された入力ビデオ信号中から水平及び垂直同期信号を抽出してこれらをタイミングパルス発生回路42に供給する。タイミングパルス発生回路42は、これら抽出された水平及び垂直同期信号に基づいた同期信号タイミングパルスを発生してこれをA/D変換器43、制御回路45及び走査タイミング信号発生回路47の各々に供給する。A/D変換器43は、上記同期信号タイミングパルスに同期して入力ビデオ信号を1画素毎に対応したディジタル画素データに変換し、これをメモリ44に供給する。制御回路45は、後述する駆動方法に基づいて上記同期信号タイミングパルスに同期した書込信号及び読出信号をメモリ44に供給する。メモリ44は、書込信号に応じて、A/D変換器43から供給された各画素データを順次取り込む。また、メモリ44は、読出信号に応じて、このメモリ44内に記憶されている画素データを順次読み出して次段の出力処理回路46へ供給する。走査タイミング信号発生回路47は、走査スイッチ及びドライブスイッチを制御するための各種タイミング信号を発生してこれらを陰極線走査回路13及び出力処理回路46の各々に供給する。これにより陰極線走査回路13には走査タイミング信号発生回路47から走査選択制御信号が供給される。出力処理回路46は、走査タイミング信号発生回路47からのタイミング信号に同期させて、メモリ44から供給された画素データに応じたドライブ制御信号を陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給する。また、制御回路45はリセット期間にはリセット信号を出力処理回路46を介して陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給し、走査タイミング信号発生回路47を介して陰極線走査回路13に供給する。
【0031】
発光制御部12の制御回路45における容量性発光表示パネルの駆動動作を図9のフローチャートに基づいて説明する。
制御回路45は、供給される画素データの1水平走査期間毎に発光制御ルーチンを実行する。発光制御ルーチンにおいては、先ず、1水平走査期間分の画素データをRAM44から取り込み(ステップS1)、そして、取り込んだ1水平走査期間分の画素データが示す画素情報に応じて走査選択制御信号及びドライブ制御信号を供給する(ステップS2)。
【0032】
走査選択制御信号は陰極線走査回路13に供給される。陰極線走査回路13は走査選択制御信号が示す今回の水平走査期間に対応する陰極線B1〜Bnのうちの1の陰極線をアース電位に設定するためにその1の陰極線に対応する走査スイッチ(161〜16nのうちの1の走査スイッチ16S、なお、Sは1〜nのうちの1)をアース側に切り換える。その他の陰極線には逆バイアス電位VCCを印加するために走査スイッチ(161〜16nのうちの1の走査スイッチ16S以外の全て)をアース側に切り換える。
【0033】
ドライブ制御信号は陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給される。陽極線ドライブ回路14では、ドライブ制御信号が示す今回の水平走査期間内で陽極線A1〜Amのうちの発光駆動すべきEL素子が接続された陽極線に対応するドライブスイッチ(181〜18mのうちのいずれかのドライブスイッチ)が電流源(171〜17mのうちの対応するもの)側に切り換えられ、その他の陽極線に対応するドライブスイッチは中立位置に切り換えられる。陽極線電位出力回路15ではドライブ制御信号が示す今回の水平走査期間内で陽極線A1〜Amのうちの発光駆動すべきEL素子が接続された陽極線に対応する電位印加スイッチ(191〜19mのうちのいずれかの電位印加スイッチ)がオフにされ、その他の陽極線に対応する電位印加スイッチはオンにされる。
【0034】
これにより、例えば、ドライブスイッチ181が電流源171側に切り換えられた場合には電流源171からドライブスイッチ181、陽極線A1、EL素子E1,S、陰極線BS、走査スイッチ16S、そしてアースへと駆動電流が流れ、駆動電流の供給されたEL素子E1,Sは、当該画素情報に応じた発光をなすこととなる。
中位位置にあるドライブスイッチが例えば、183であれば、電位印加スイッチ193がオンとなるので、陽極線A3には電圧源203の電位Vccが電位印加スイッチ193を介して印加され、EL素子E3,Sを除くEL素子E3,1〜E3,nには電圧Vcc−VLが印加される。
【0035】
制御回路45は、ステップS2の実行後、予め定められた走査期間Tが経過したか否かを判別する(ステップS3)。走査期間Tは、例えば、予め定められた水平走査期間及び画素データ中の輝度情報に対応して設定されている。走査期間Tの計測は図示しない内部カウンタによって実行される。
走査期間Tが経過した場合には制御回路45はリセット信号を生成する(ステップS4)。リセット信号は陰極線走査回路13、陽極線ドライブ回路14及び陽極線電位出力回路15に供給される。陰極線走査回路13はリセット信号に応じて全ての走査スイッチ161〜16nの可動接点を電位Vcc側固定接点に切り換える。陽極線ドライブ回路14はリセット信号に応じて全てのドライブスイッチ181〜18nの可動接点を電位Vcc側固定接点に切り換える。陽極線電位出力回路15はリセット信号に応じて電位印加スイッチ201〜20mを全てオフとする。これにより全てのEL素子Ei,jの両端が電位Vccとなり、蓄電されていた素子の電荷は放電されることになる。
【0036】
リセット期間は一定であっても良いし、走査期間Tに応じて変化する長さであっても良い。
制御回路45はステップS4の実行を終了すると、発光制御ルーチンを終了し、次の水平走査期間が開始されるまで待機することになる。この次の水平走査期間が開始されるまで間においてもステップS4によるリセット動作が継続される。次の水平走査期間が開始されると、上記のステップS1〜S4の動作が繰り返される。図10はかかる発光駆動動作による走査期間とリセット期間との関係を示している。
【0037】
次に、かかる制御回路45の制御動作によって陰極線B1を走査して素子E1,1及びE2,1を光らせた後、陰極線B2に走査を移して素子E2,2及びE3,2を光らせる場合について図11〜図13を参照しつつ説明する。また、図11〜図13においては図4〜図6の場合と同様に説明を分かり易くするために、光っているEL素子はダイオード記号にて示され、光っていないEL素子はコンデンサ記号にて示されている。
【0038】
先ず、図11においては、走査スイッチ161のみが0Vのアース電位側に切り換えられ、陰極線B1が走査されている。他の陰極線B2〜Bnには、走査スイッチ162〜16nにより逆バイアス電位VCCが印加されている。同時に、陽極線A1及びA2には、ドライブスイッチ181及び182によって電流源171及び172が接続されている。ドライブスイッチ183〜18mは中立位置にされている。また、他の陽極線A3〜Amには、電位印加スイッチ193〜19mのオンによって電位VLが印加される。従って、図11の場合、EL素子E1,1とE2,1のみが順方向にバイアスされ、電流源171及び172から矢印のように駆動電流が流れ込み、素子E1,1及びE2,1のみが発光することとなる。この発光状態においては、ハッチングによって示されている非発光のEL素子E3,2〜Em,nの陽極陰極間には、電圧Vcc−VLが逆バイアスで印加され、それぞれ図示の如き極性で充電が行われることとなる。電圧Vcc−VLは十分に低い電圧であるので、充電電荷は従来に比べて小さい。また、ハッチングによって示されている非発光のEL素子E3,1〜Em,1の陽極陰極間には順方向に電圧VLが印加されるが、この電圧VLは発光閾値電圧Vthより低い電圧であるので、EL素子E3,1〜Em,1は発光せず、充電されるだけである。
【0039】
この図11の発光状態が走査期間Tだけ経過すると、次の素子E2,2及びE3,2の発光をなす状態に走査を移行する前に、リセット制御が行われる。図12に示すように全てのドライブスイッチ181〜18m及び全て走査スイッチ161〜16nが電位Vcc側に切り換えられ、また、電位印加スイッチ191〜19mは全てオフとされるので、陽極線A1〜Amと陰極線B1〜Bnの全てが電位Vccに等しくされる。このリセット制御により、陽極線と陰極線の全てが電位Vccの同電位となるので、各素子に充電されていた電荷は図中の矢印で示すようなルートを通って放電し、全ての素子の充電電荷が瞬時のうちに無くなる。
【0040】
このようにして全ての素子の充電電荷をゼロにした後、次の水平走査期間が開始されると、今度は図13に示すように、陰極線B2に対応する走査スイッチ162のみが0V側に切り換えられ、陰極線B2の走査が行われる。これと同時に、ドライブスイッチ182及び183が電流源172及び173側に切り換えられて対応の陽極線に接続されるとともに、他のドライブスイッチ181,184〜18mは中立位置に切り換えられ、電位印加スイッチ191,194〜19mのオンにより陽極線A1,A4〜Amに電位VLが与えられる。従って、図13の場合、素子E2,2及びE3,2のみが順方向にバイアスされ、電流源172及び173から矢印のように駆動電流が流れ込み、素子E2,2及びE3,2のみが発光することとなる。この発光状態においては、ハッチングによって示されている非発光のEL素子E1,1、E1,3〜E1,n、E4,1〜Em,1、E4,3〜Em,nの陽極陰極間には、電圧Vcc−VLが逆バイアスで印加され、それぞれ図示の如き極性で充電が行われることとなる。電圧Vcc−VLは十分に低い電圧であるので、充電電荷は従来に比べて小さい。また、ハッチングによって示されている非発光のEL素子E1,2、E4,2〜Em,2の陽極陰極間には順方向に電圧VLが印加されるが、この電圧VLは発光閾値電圧Vthより低い電圧であるので、EL素子E1,2、E4,2〜Em,2は発光せず、充電されるだけである。
【0041】
このように、走査期間に非発光のEL素子に印加される逆バイアス電圧Vcc−VLは従来よりも低く、その逆バイアス電圧によって充電される発光に寄与しない電荷は従来より減少する。
なお、上記した実施例においては、第1電位はアース電位に等しくされ、第2電位及び第4電位は容量性発光素子の発光規定電圧Veにほぼ等しい電位Vccにされているが、これに限定されることはない。
【0042】
また、上記した実施例においては、陽極線ドライブ回路14と陽極線電位出力回路15とが個別に形成されているが、陽極線電位出力回路15を設けないで陽極線電位出力回路15の構成を含んだ陽極線ドライブ回路14を設けても良い。更に、上記した実施例においては、発光制御動作では走査期間の後にリセット期間が位置するようにしたが、リセット期間の後に走査期間が位置するようにしても良い。
【0043】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、1の走査線以外の走査線と発光ドライブ線以外のドライブ線とが交差する位置に配置された容量性発光素子各々には比較的低い逆バイアス電圧が印加され、その逆バイアス電圧によって充電される発光に寄与しない電荷は従来より減少するので、無駄な電力消費を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】EL素子の断面図である。
【図2】EL素子の等価回路を示す図である。
【図3】EL素子の駆動電圧−電流−発光輝度特性を概略的に示す図である。
【図4】EL素子を用いた発光表示パネルの従来の駆動装置に適用されるリセット駆動法を説明するためのブロック図である。
【図5】EL素子を用いた発光表示パネルの従来の駆動装置に適用されるリセット駆動法を説明するためのブロック図である。
【図6】EL素子を用いた発光表示パネルの従来の駆動装置に適用されるリセット駆動法を説明するためのブロック図である。
【図7】本発明による発光表示パネルの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図8】図7の装置の発光表示パネル、陰極線走査回路、陽極線ドライブ回路及び陽極線電位出力回路を具体的に示す図である。
【図9】発光制御回路によって実行される発光駆動動作を示すフローチャートである。
【図10】走査期間とリセット期間との関係を示す図である。
【図11】図9の発光駆動動作を説明するためのブロック図である。
【図12】図9の発光駆動動作を説明するためのブロック図である。
【図13】図9の発光駆動動作を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
1,13 陰極線走査回路
2,14 陽極線ドライブ回路
21〜2m,171〜17m 電流源
3 陽極線リセット回路
51〜5n,161〜16n 走査スイッチ
61〜6m,181〜18m ドライブスイッチ
71〜7m シャントスイッチ
11 発光表示パネル
15 陽極線電位出力回路
A1〜Am 陽極線
B1〜Bn 陰極線
E1,1〜Em,n 有機エレクトロルミネッセンス素子[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a driving device for a light emitting display panel using a capacitive light emitting element such as an organic electroluminescence element.
[0002]
[Prior art]
As a display that has low power consumption and high display quality and can be further reduced in thickness, an electroluminescence display configured by arranging a plurality of organic electroluminescence elements in a matrix is drawing attention. As shown in FIG. 1, the organic electroluminescence element has at least one organic layer composed of an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, and the like on a
[0003]
An organic electroluminescence element (hereinafter also simply referred to as an EL element) can be electrically represented by an equivalent circuit as shown in FIG. As can be seen from the figure, the EL element can be replaced with a configuration of a capacitive component C and a diode characteristic component E coupled in parallel to the capacitive component. Therefore, the organic electroluminescence element is considered to be a capacitive light emitting element. When a direct-current light emission driving voltage is applied between the electrodes, the organic electroluminescent element accumulates electric charge in the capacitive component C. Subsequently, when the barrier voltage or light emission threshold voltage specific to the EL element is exceeded, the electrode (diode component) A current starts to flow from the anode side of E to the organic functional layer serving as the light emitting layer, and emits light with an intensity proportional to the current.
[0004]
The voltage V-current I-luminance L characteristic of such an EL element is similar to the characteristic of the diode as shown in FIG. When the voltage is reached, the current I increases rapidly. Further, the current I and the luminance L are substantially proportional. Such an EL element exhibits light emission luminance proportional to a current corresponding to the drive voltage when a drive voltage exceeding the light emission threshold Vth is applied to the EL element, and if the applied drive voltage is equal to or less than the light emission threshold voltage Vth. The driving current does not flow and the light emission luminance remains equal to zero.
[0005]
As a driving method of a light emitting display panel using a plurality of such EL elements, a simple matrix driving method is known. FIG. 4 shows a structure of an example of a driving device of a simple matrix driving method of a light emitting display panel. In the light emitting display panel, n cathode lines (metal electrodes) B 1 ~ B n In the horizontal direction, m anode wires (transparent electrodes) A 1 ~ A m Is extended in parallel to the vertical direction, and EL elements E are provided at each intersecting portion (n × m in total). 1,1 ~ E m, n The light emitting layer is sandwiched. EL element E that carries the pixel 1,1 ~ E m, n Are arranged in a lattice pattern, and the anode lines A along the vertical direction 1 ~ A m And cathode line B along the horizontal direction 1 ~ B n And the other end (the cathode line side of the diode component E of the equivalent circuit) are connected to the cathode line, and the other end (the cathode line side of the diode component E of the equivalent circuit) is connected to the cathode line. The cathode line is connected to the cathode
[0006]
The cathode
The anode
[0007]
The anode line is also connected to the anode
The cathode
[0008]
The light
[0009]
The anode
[0010]
The reset operation of the anode
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-232074 filed by the same applicant as the present application discloses a drive for performing a reset operation for discharging the accumulated charge of each EL element arranged in a lattice pattern immediately before switching scanning lines in a simple matrix light emitting display panel. (Hereinafter, referred to as a reset driving method) is disclosed. This reset driving method accelerates the light emission rise of the EL element when the scanning line is switched. The reset driving method of this simple matrix display panel will be described with reference to FIGS.
[0011]
Note that the operations shown in FIGS. 1 EL element E by scanning 1,1 And E 2,1 After shining the cathode ray B 2 To the EL element E 2, 2 And E 3, 2 This is an example of illuminating. For easy understanding, EL elements that are shining are indicated by diode symbols, and EL elements that are not shining are indicated by capacitor symbols. Cathode line B 1 ~ B n Reverse bias potential V applied to CC Is 10 V, which is the same as the light emission regulation voltage Ve of the EL element.
[0012]
First, in FIG. 1 Is switched to the ground potential side of 0V, and the cathode line B 1 Is being scanned. Other cathode ray B 2 ~ B n The
[0013]
From the steady light emission state of FIG. 2, 2 And E 3, 2 The following reset control is performed immediately before shifting to the scanning state. That is, as shown in FIG. 1 ~ 6 m And all the scanning switches 5 1 ~ 5 n And all
[0014]
After the charge charges of all the EL elements are made zero in this way, this time, as shown in FIG. 2
[0015]
Thus, the emission control of the reset driving method is performed by the cathode ray B 1 ~ B n The scanning mode, which is a period during which any one of them is activated, and the reset mode subsequent thereto are repeated. The scanning mode and the reset mode are performed every video signal horizontal scanning period (1H). If the state of FIG. 4 is directly shifted to the state of FIG. 6 without reset control, for example, the
[0016]
However, when the reset control described above is performed, the cathode ray B 2 At the moment of switching to scanning, the anode line A 2 And A 3 Is about V CC Therefore, the EL element E to be lighted next 2, 2 And E 3, 2 In the
[0017]
As described above, according to the conventional reset driving method, all of the cathode lines and the anode lines are once at the ground potential of 0 V or the reverse bias potential V before the shift to the light emission control of the next scanning line. CC Therefore, when switching to the next scanning line, the charging to the light emission regulation voltage Ve is accelerated, and the rise of the light emission of the EL element that should emit light on the switched scanning line is increased. Can be fast.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIGS. 4 and 6, when scanning is performed by applying a ground potential to one of the cathode lines, the voltage V is applied to the unscanned cathode line. CC Is applied, and a ground potential is applied to the anode wire to which no current is supplied from the current source. That is, in the case of FIG. 3, 2 ~ E m, n Between each anode and cathode, and in the case of FIG. 1,1 , E 4,1 ~ E m, 1 , E 1,3 ~ E 1, n , E 4,3 ~ E m, n Approximately voltage V between each anode and cathode CC Is applied with a reverse bias. The EL element to which the reverse bias voltage Vcc is applied is charged, and the charged charge is discharged by the supply of the ground potential of the cathode line and the supply of current from the current source in the subsequent scanning. There is a problem in that the charged and discharged charges are useless and do not contribute to the light emission of the EL element. In particular, power loss due to charging / discharging increases in proportion to the number of EL elements in the light-emitting display panel. Therefore, useless power loss increases as the display area increases.
[0019]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a drive device for a light emitting display panel that can reduce wasteful power consumption that does not contribute to light emission.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The light emitting display panel driving device according to the present invention has a plurality of drive lines and a plurality of scanning lines intersecting each other, and has a polarity connected between the scanning lines and the drive lines at each of a plurality of intersection positions of the drive lines and the scanning lines. A driving device for a light emitting display panel including a plurality of capacitive light emitting elements, wherein a scanning period for selecting one scanning line from a plurality of scanning lines is set according to a scanning timing of an input video signal, and the scanning period In accordance with the input video signal, a light emitting drive line corresponding to the capacitive light emitting element to be emitted on one scanning line is designated, a control means for setting a reset period between each scanning period, and one scanning in the scanning period A first potential lower than the light emission threshold voltage of the capacitive light emitting element is applied to the line, and a second potential higher than the light emission threshold voltage is applied to a scan line other than one scan line, and the second potential is applied during the reset period. Scanning means for applying to all of the scanning lines, and supplying a driving current to the light emitting drive lines and applying the light emitting drive to forwardly apply to the capacitive light emitting elements which should emit a positive voltage equal to or higher than the light emission threshold voltage during the scanning period. From the light emission threshold voltage to drive lines other than Low Drive means for applying the third potential and supplying a fourth potential equal to the second potential to all of the plurality of drive lines during the reset period.
[0021]
According to the configuration of the present invention, in the scanning period, the first potential lower than the light emission threshold voltage is applied to one scanning line selected for scanning, and the light emission threshold voltage is applied to the scanning lines other than the one scanning line. The drive line other than the light emission drive line to which the higher second potential is applied and the capacitive light emitting element to emit light among the plurality of drive lines is connected is more than the light emission threshold voltage. Low third potential Is applied. As a result, during the scanning period, a relatively low reverse bias voltage is applied to each capacitive light emitting element disposed at a position where a scanning line other than one scanning line and a drive line other than the light emitting drive line intersect. Since the electric charge that does not contribute to the light emission charged by the reverse bias voltage is reduced as compared with the conventional case, useless power consumption can be reduced.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 7 shows a schematic configuration of a display device in which the present invention is applied to a light emitting display panel using an EL element as a capacitive light emitting element. This display device includes a capacitive light emitting display panel 11, a light
[0023]
As shown in FIG. 8, the light emitting display panel 11 has a plurality of EL elements E similarly to those shown in FIGS. 4 to 6. i, j (1 ≦ i ≦ m, 1 ≦ j ≦ n) is the anode line A of the drive line 1 ~ A m And the cathode line B of the scanning line 1 ~ B n Are arranged in a matrix at a plurality of intersection positions and connected between scanning lines and drive lines. In other words, the EL element is disposed at each intersection of a plurality of drive lines extending substantially in parallel and a plurality of scanning lines each extending substantially perpendicular to and substantially parallel to the drive lines and connected to the scan lines and the drive lines. Yes. In FIG. 8, the EL element E i, j Is indicated by a capacitor symbol.
[0024]
The light emitting display panel 11 has a cathode ray B 1 ~ B n Is connected to the cathode
[0025]
Anode
[0026]
Anode line
[0027]
The light
The light
[0028]
In addition, the light
[0029]
In the reset period, the light
[0030]
The light
[0031]
The driving operation of the capacitive light emitting display panel in the
The
[0032]
The scanning selection control signal is supplied to the cathode
[0033]
The drive control signal is supplied to the anode
[0034]
Thus, for example, the
The drive switch in the middle position is, for example, 18 3 If so, the
[0035]
The
When the scanning period T has elapsed, the
[0036]
The reset period may be constant or may have a length that changes according to the scanning period T.
When the execution of step S4 is completed, the
[0037]
Next, the cathode line B is controlled by the control operation of the
[0038]
First, in FIG. 11, the
[0039]
When the light emission state of FIG. 11 has passed for the scanning period T, the next element E 2, 2 And E 3, 2 The reset control is performed before the scanning is shifted to the state where the light emission is performed. As shown in FIG. 12, all drive
[0040]
After the charge charges of all the elements are set to zero in this way, when the next horizontal scanning period is started, this time, as shown in FIG. 2
[0041]
Thus, the reverse bias voltage Vcc-V applied to the non-light-emitting EL element during the scanning period. L Is lower than that of the prior art, and the charge that is charged by the reverse bias voltage and does not contribute to light emission is reduced as compared with the prior art.
In the above-described embodiments, the first potential is equal to the ground potential, and the second potential and the fourth potential are set to the potential Vcc substantially equal to the light emission regulation voltage Ve of the capacitive light emitting element, but this is not limitative. It will never be done.
[0042]
In the above-described embodiment, the anode
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a relatively low reverse bias voltage is applied to each capacitive light emitting element arranged at a position where a scan line other than one scan line and a drive line other than the light emission drive line intersect. In addition, since the electric charge that does not contribute to light emission that is charged by the reverse bias voltage is reduced as compared with the conventional case, useless power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an EL element.
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of an EL element.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a drive voltage-current-light emission luminance characteristic of an EL element.
FIG. 4 is a block diagram for explaining a reset driving method applied to a conventional driving device of a light emitting display panel using an EL element.
FIG. 5 is a block diagram for explaining a reset driving method applied to a conventional driving device of a light emitting display panel using an EL element.
FIG. 6 is a block diagram for explaining a reset driving method applied to a conventional driving device of a light emitting display panel using an EL element.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a driving device of a light emitting display panel according to the present invention.
8 is a diagram specifically showing a light emitting display panel, a cathode line scanning circuit, an anode line drive circuit, and an anode line potential output circuit of the apparatus of FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a light emission driving operation executed by a light emission control circuit.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a scanning period and a reset period.
11 is a block diagram for explaining the light emission drive operation of FIG. 9; FIG.
12 is a block diagram for explaining the light emission drive operation of FIG. 9; FIG.
13 is a block diagram for explaining the light emission drive operation of FIG. 9; FIG.
[Explanation of symbols]
1,13 Cathode line scanning circuit
2,14 Anode drive circuit
2 1 ~ 2 m , 17 1 ~ 17 m Current source
3 Anode line reset circuit
5 1 ~ 5 n , 16 1 ~ 16 n Scan switch
6 1 ~ 6 m , 18 1 ~ 18 m Drive switch
7 1 ~ 7 m Shunt switch
11 Light-emitting display panel
15 Anode line potential output circuit
A 1 ~ A m Anode wire
B 1 ~ B n Cathode ray
E 1,1 ~ E m, n Organic electroluminescence device
Claims (4)
入力ビデオ信号の走査タイミングに応じて前記複数の走査線のうちから1の走査線を選択する走査期間を設定し、前記走査期間に前記入力ビデオ信号に応じて前記1の走査線上の発光させるべき容量性発光素子に対応する発光ドライブ線を指定し、前記走査期間各々の間にリセット期間を設定する制御手段と、
前記走査期間に前記1の走査線に前記容量性発光素子の発光閾値電圧より低い第1電位を印加しかつ前記1の走査線以外の走査線に前記発光閾値電圧より高い第2電位を印加し、前記リセット期間に前記第2電位を前記複数の走査線の全てに印加する走査手段と、
前記走査期間に前記発光閾値電圧以上の正電圧を前記発光させるべき容量性発光素子に順方向に印加するために前記発光ドライブ線に駆動電流を供給しかつ前記発光ドライブ線以外のドライブ線に前記発光閾値電圧より低い第3電位を印加し、前記リセット期間には前記複数のドライブ線の全てに前記第2電位に等しい電位の第4電位を供給するドライブ手段と、を備えたことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。A plurality of drive lines and a plurality of scan lines intersecting each other, and a plurality of capacitive light emitting elements having a polarity connected between the scan lines and the drive lines at each of a plurality of intersection positions of the drive lines and the scan lines A light emitting display panel driving device comprising:
A scanning period for selecting one scanning line from among the plurality of scanning lines is set according to the scanning timing of the input video signal, and light is emitted on the one scanning line according to the input video signal during the scanning period. Control means for designating a light emitting drive line corresponding to the capacitive light emitting element and setting a reset period between each of the scanning periods;
A first potential lower than the light emission threshold voltage of the capacitive light emitting element is applied to the one scanning line during the scanning period, and a second potential higher than the light emission threshold voltage is applied to a scanning line other than the first scanning line. Scanning means for applying the second potential to all of the plurality of scanning lines in the reset period;
A drive current is supplied to the light emitting drive line to apply a positive voltage equal to or higher than the light emission threshold voltage to the capacitive light emitting element to emit light in the scanning period, and the drive lines other than the light emitting drive line are supplied with the drive current. Drive means for applying a third potential lower than the light emission threshold voltage and supplying a fourth potential equal to the second potential to all of the plurality of drive lines during the reset period. Driving device for light emitting display panel.
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