JP3773181B2 - 発光表示パネルの駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等の発光素子を配列した発光表示パネルの駆動装置に関し、特に点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧の生成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイに代わる低消費電力および高表示品質、並びに薄型化が可能なディスプレイとして、有機ＥＬディスプレイが注目されている。これはＥＬディスプレイに用いられるＥＬ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、実用に耐えうる高効率化および長寿命化が進んだことが背景にある。
【０００３】
発光素子として機能する前記ＥＬ素子を配列した発光ディスプレイの駆動方法としては、パッシブマトリックス駆動方式およびアクティブマトリックス駆動方式が提案されている。図９には、パッシブマトリックス駆動方式と、これにより発光制御される表示パネルの一例が示されている。このパッシブマトリックス駆動方式における有機ＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図９に示す構成は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。
【０００４】
すなわち、ｎ本のドライブ線としての陽極線Ａ1 〜Ａn が縦方向に、ｍ本の走査線としての陰極線Ｂ1 〜Ｂm が横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子が配置され、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素子は、格子状に配列され、垂直方向に沿う陽極線Ａ1 〜Ａn と水平方向に沿う陰極線Ｂ1 〜Ｂm との交差位置に対応して、その一端（ＥＬ素子の陽極端子）が陽極線に、他端（ＥＬ素子の陰極端子）が陰極線に接続される。また、陽極線は陽極線ドライブ回路２に接続され、陰極線は陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【０００５】
前記陰極線走査回路３には、各陰極走査線Ｂ1 〜Ｂm に対応して走査スイッチＳY1〜ＳYmが備えられ、素子のクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶM または基準電位点としてのアース電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極走査線に接続するように作用する。また、陽極線ドライブ回路２には、各陽極線を通じて駆動電流を個々のＥＬ素子に供給する定電流回路Ｉ1 〜Ｉn およびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが備えられている。
【０００６】
前記ドライブスイッチＳX1〜ＳXnは、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流またはアース電位のうちのいずれか一方をそれぞれに対応する陽極線に接続するように作用する。したがって、ドライブスイッチＳX1〜ＳXnが前記定電流回路側に接続されることにより、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流が、陰極走査線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。
【０００７】
なお、前記定電流回路に代えて定電圧回路等の電圧源を用いることも可能であるが、ＥＬ素子の電流・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、また過電流により素子を劣化させるおそれがあること等の理由により、一般的には図に示したように定電流回路を用いるのが一般的である。
【０００８】
前記陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３には、ＣＰＵを含む発光制御回路４よりコントロールバスが接続されており、表示すべき画像信号に基づいて、前記走査スイッチＳY1〜ＳYmおよびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが操作される。これにより、画像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でアース電位に設定しながら所望の陽極線に対して適宜定電流回路Ｉ1 〜Ｉn が接続される。したがって、前記各発光素子は選択的に発光し、表示パネル１上に前記画像信号に基づく画像が再生される。
【０００９】
前記陽極線ドライブ回路２における各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn には、例えば昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータによる駆動電圧源６からのＤＣ出力（出力電圧＝ＶH ）が供給されるように構成されている。これにより、駆動電圧源６からの出力電圧ＶH を受ける前記定電流回路Ｉ1 〜Ｉn により生成される定電流が、陽極走査線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。
【００１０】
一方、前記したＥＬ素子のクロストーク発光を防止するために利用される逆バイアス電圧ＶM の値は、前記出力電圧ＶH の値に比較的近いこと、また、出力電圧ＶH の消費電流に比べて逆バイアス電圧ＶM の消費電流が小さいことから、一般的に出力電圧ＶH から、シリーズレギュレートすることで、逆バイアス電圧ＶM を発生させている。このような構成を採用した方が、部品点数や消費電力の観点において有利であると考えられる。
【００１１】
前記したシリーズレギュレート回路としては、構成の簡単な図９に示した逆バイアス電圧生成回路５を好適に採用することができる。この逆バイアス電圧生成回路５は、前記した駆動電圧源６からの出力電圧ＶH を分圧する分圧回路と、この分圧回路により生成された分圧電圧を、インピーダンス変換して逆バイアス電圧として出力するトランジスタＱ1 より構成されている。すなわち、前記分圧回路は、駆動電圧源６と基準電位点（アース）との間に直列接続された抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 により構成されており、前記インピーダンス変換機能を果たすｎｐｎトランジスタＱ1 のコレクタ端子が前記駆動電圧源６に接続され、またベース端子が抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の接続中点に結線されている。これにより、トランジスタＱ1 はエミッタフォロア接続とされて、エミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM が出力される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した構成の駆動装置によると、各ＥＬ素子を定電流駆動するために、各陽極線に対応してそれぞれ定電流回路が備えられる。この定電流回路においては、各ＥＬ素子を常に定電流駆動するためには、定電流回路内での一定の電圧降下を見込む必要があり、したがって、定電流回路に供給する駆動電圧源６からの出力電圧ＶH は、定電流駆動される各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して、前記した定電流回路内での電圧降下分を加算した以上の電圧値とする必要がある。
【００１３】
しかも、各ＥＬ素子の電気的なばらつきおよび経年変化、さらに定電流回路の各素子のばらつき等を考慮した場合には、前記した定電流回路内での電圧降下分にさらに所定のマージンを加えて、前記出力電圧ＶH を設定する必要が生ずる。この様なマージンを加えた場合には、大多数の定電流回路における電圧降下量が過剰となり、定電流回路内での電力損失が増大するという問題を招来させる。
【００１４】
そこで、定電流駆動される各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を検出して、この順方向電圧ＶF に基づいて駆動電圧源６から供給される出力電圧ＶH の値を制御するように構成することが考えられる。このような制御手段を採用した場合には、前記順方向電圧ＶF に対して一定の電圧値を加算した状態で出力電圧ＶH を生成させることができる。したがって、前記したマージンをごく少なくすることができ、この状態においても定電流回路における定電流駆動を保証することができる。これにより、定電流回路内での電力損失を低減させることが可能となる。
【００１５】
一方、駆動電圧源６から供給される出力電圧ＶH の値を、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に応じて制御する前記した制御手段を採用した場合においては、図９に示した逆バイアス電圧生成回路５の構成においては、出力電圧ＶH の変化に対応して、逆バイアス電圧ＶM の値も変化することになり、各ＥＬ素子に印加される逆バイアス電圧ＶM は、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して常に変動するという問題が発生する。
【００１６】
図１０は、その様子を示したものであり、横軸に前記した出力電圧ＶH の値を示し、縦軸に比較電圧Ｖの値を示している。したがって、出力電圧ＶH の特性は、図１０に示すように斜め４５度の特性をもつことになる。これに対して、前記順方向電圧ＶF は、一定の電圧値ａのレベルが低下した状態になされる。一方、前記逆バイアス電圧ＶM は、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して大きな変動幅を持つことになる。これは、図９に示す逆バイアス電圧生成回路５の構成においては、順方向電圧ＶF は次に示す数式１に基づいて生成されることに起因する。なお、図９に示す逆バイアス電圧生成回路５においては、実際にはトランジスタＱ1 のベース・エミッタ間の電圧Ｖbeが、ＶM の値から減算されることになるが、これは省略して示している。
【００１７】
【数１】
【００１８】
前記した数式１から理解できるように逆バイアス電圧ＶM の値は、出力電圧ＶH を分圧する関係で、抵抗素子による定数が“１”よりも小さくなるために、図１０に示すようにＶH の特性に対して必ず傾斜角が低下する。したがって、ＶH の値がある程度大きな状態においては、順方向電圧ＶF に対して逆バイアス電圧ＶM のレベルは、図１０にｂとして示すように相当に低下し、ＥＬ素子のクロストーク発光を抑える使命を果たせなくなる。
【００１９】
一方、前記した逆バイアス電圧ＶM は、この値がある程度以上となると、有機ＥＬ素子にダメージを与えるか、極端な場合にはこれを破壊するという問題も抱えている。そこで、逆バイアス電圧ＶM のレベルは、次に示す数式２の関係になされていることが望ましい。
【００２０】
【数２】
【００２１】
図１１は、前記した理想的な特性を示すものであり、ＶF に対してＶH がａとして示すレベルを加算した電位差で追従し、またＶF に対してＶM がｃとして示すレベルを加算した電位差、換言すれば、ＶH に対してＶM がｄとして示すレベルが低下した電位差で追従されることが望ましい。さらには、前記したように有機ＥＬ素子にダメージを与えることを防止するために、逆バイアス電圧ＶM は、所定の電圧レベルｅでクランプさせて、その上昇を阻止するように制御することが望ましい。
【００２２】
この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、ＥＬ素子の順方向電圧に追従して駆動電圧源から供給される出力電圧の値を制御することで、定電流回路における電力損失を低減させると共に、前記駆動電圧源からの出力電圧を利用して、ＥＬ素子のクロストーク発光を抑えるための最適な逆バイアス電圧を生成す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を目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる駆動装置は、複数の発光素子が配列されて、それぞれ選択的に点灯制御される発光表示パネルの駆動装置であって、駆動電圧源からの出力電圧を受けて、点灯制御される発光素子に対して定電流を供給する定電流回路と、発光素子の順方向電圧を検出して前記駆動電圧源からの出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記駆動電圧源からの出力電圧を受けて、前記表示パネルにおける点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス生成回路とが具備され、前記逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧の値が、前記順方向電圧に対して、ほぼ一定の電位差で出力されるように構成した点に特徴を有する。
【００２４】
この場合、前記出力電圧制御回路は、前記順方向電圧を検出して、前記定電流回路における電圧降下がほぼ一定となるように駆動電圧源からの出力電圧を制御するように構成することが望ましい。
【００２５】
そして、好ましくは前記逆バイアス生成回路に定電圧ダイオードを含み、前記定電圧ダイオードによって決定されるほぼ一定の定電圧を利用することで、前記順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で前記逆バイアス電圧が生成されるように構成される。この場合、好ましい実施の形態においては、前記定電圧ダイオードが前記駆動電圧源に接続され、前記定電圧ダイオードと抵抗素子とによる分圧出力が、インピーダンス変換手段を介して逆バイアス電圧として出力されるように構成される。
【００２６】
また、他の形態においては、好ましくは前記逆バイアス生成回路に、前記順方向電圧に基づいてインピーダンスが変更される電子ボリュームを含み、前記順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で、逆バイアス生成回路より逆バイアス電圧が出力されるように構成される。この場合、好ましい実施の形態においては、前記電子ボリュームと抵抗素子との直列回路が前記駆動電圧源に接続され、前記電子ボリュームによる分圧出力がインピーダンス変換手段を介して逆バイアス電圧として出力されるように構成される。
【００２７】
一方、この発明にかかる駆動装置は、複数の発光素子が配列されて、それぞれ選択的に点灯制御される発光表示パネルの駆動装置であって、駆動電圧源からの出力電圧を受けて、点灯制御される発光素子に対して定電流を供給する定電流回路と、発光素子の順方向電圧を検出して前記駆動電圧源からの出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記駆動電圧源からの出力電圧を受けて、前記表示パネルにおける点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス生成回路とが具備され、前記逆バイアス生成回路には、当該逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧値が、所定の電圧値以上になるのを阻止する出力電圧クランプ手段と、前記出力電圧クランプ手段の動作以下の電圧範囲において、前記順方向電圧に対して常に一定の電位差で逆バイアス電圧を出力する分圧手段とが備えられている点に特徴を有する。
【００２９】
この場合の好ましい実施の形態においては、前記分圧手段は、前記駆動電圧源の出力端と基準電位点との間に直列に接続された第１の定電圧ダイオードと抵抗素子からなり、前記定電圧ダイオードによって決定される一定の電圧を前記駆動電圧源の出力電圧から減算したレベルの電圧を分圧出力として出力するように構成され、前記出力電圧クランプ手段には、前記分圧手段による分圧出力が所定の電圧値以上になるのを阻止する第２の定電圧ダイオードが備えられた構成とされる。
【００３０】
そして、前記したいずれの構成を採用する場合においても、前記順方向電圧を、前記定電流回路から発光素子に定電流を供給するタイミングでサンプリングし、サンプリングした電圧値をホールドするサンプリングホールド回路により取得するように構成することが望ましい。また、前記順方向電圧を、前記発光表示パネルにおける発光に寄与しないダミーの発光素子に対して定電流を加えることで取得するように構成することもできる。
【００３１】
また、前記した駆動電圧源として、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを好適に利用することができ、さらに、前記表示パネルにおける発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子を利用することができる。
【００３２】
前記した構成の発光表示パネルの駆動装置によると、定電流回路を介した発光素子の点灯状態における順方向電圧を検出して、駆動電圧源からの出力電圧を制御するようになされるので、各ＥＬ素子に定電流を供給する定電流回路においては、定電流供給動作を確保できる範囲で、その電圧降下を極力少なくすることができる。したがって、定電流回路における電力損失を低減させることに寄与できる。
【００３３】
加えて、逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧の値が、発光素子の点灯状態における順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で出力するようになされるので、非走査状態の各発光素子に対して、常に適切な逆バイアス電圧を与えることができ、発光素子のクロストーク発光を確実に抑えることが可能となる。さらに前記逆バイアス電圧を所定の電圧レベルでクランプさせて、その上昇を阻止するようになされるので、有機ＥＬ素子にダメージを与える等の問題も解消することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
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、その好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明を適用したパッシブマトリックス駆動方式と、これにより発光制御される表示パネルの例が示されている。なお、図１においては表示パネル１と、これを駆動する陽極線ドライブ回路２、陰極線走査回路３および発光制御回路４については、すでに説明した図９に示した各回路とその機能は同一であり、したがってその詳細な説明は適宜省略する。
【００３５】
図１に示す実施の形態においては、陽極線ドライブ回路２と表示パネル１との間には、サンプリングスイッチ７が挿入されている。このサンプリングスイッチ７は、陽極線ドライブ回路２における各ドライブスイッチＳX1〜ＳXnと、表示パネル１における陽極線Ａ1 〜Ａn に対応して、それぞれＳh1〜Ｓhnとして示す各スイッチが備えられている。これらの各スイッチＳh1〜Ｓhnは、前記した発光制御回路４からの指令を受けるサンプリングホールド回路８を介した制御信号により、それぞれ開閉制御を受けるように構成されている。
【００３６】
すなわち、前記した発光制御回路４は、各ドライブスイッチＳX1〜ＳXnを介して各ＥＬ素子を点灯制御するのに同期して、各スイッチＳh1〜Ｓhnを閉成するようになされる。そして、各スイッチＳh1〜Ｓhnを介した各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF は、サンプリングホールド回路８に供給され、これにより、各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を取得することができる。なお、図１においては、図示の都合上、各スイッチＳh1〜Ｓhnを介したサンプリング値が１本の接続線を介してサンプリングホールド回路８に供給されるように構成されているが、これはそれぞれに分離されてサンプリングホールド回路８に供給される。
【００３７】
このサンプリングホールド回路８によってホールドされた前記順方向電圧は、抵抗素子Ｒ5 およびＲ6 による分圧回路を介して誤差増幅器１０における一方の入力端（反転入力端）に供給されるように構成されている。一方、前記誤差増幅器１０における他方の入力端（非反転入力端）には、基準電圧Ｖref が供給されており、したがって、誤差増幅器１０からは前記順方向電圧と基準電圧との比較出力（誤差出力）が生成される。
【００３８】
そして、誤差増幅器１０からの出力は、差動増幅器１１における一方の入力端（非反転入力端）に供給されるように構成されている。また、差動増幅器１１における他方の入力端（反転入力端）には、駆動電圧源６の出力電圧ＶH を分圧する抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 による出力が供給されるように構成されている。したがって、差動増幅器１１における出力電圧値は、前記した発光素子の順方向電圧ＶF および駆動電圧源６の出力電圧ＶH の双方の出力情報を含んだものとなる。
【００３９】
図１に示す実施の形態においては、駆動電圧源６として昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータが利用されており、前記差動増幅器１１における出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成するスイッチングレギュレータ回路１４に供給されるように構成されている。なお、以下に説明するＤＣ−ＤＣコンバータによる駆動電圧源６は、ＰＷＭ制御（パルス幅変調）により直流出力を生成するようにしているが、これはＰＦＭ制御（パルス周波数変調）を利用することもできる。
【００４０】
前記スイッチングレギュレータ回路１４にはＰＷＭ回路１５および基準発振器１６が配置されており、前記差動増幅器１１における出力はＰＷＭ回路１５に供給されて、基準発振器１６からもたらされる信号のパルス幅を変調し、この変調されたパルス出力によってｎｐｎトランジスタＱ2 をスイッチングするように構成されている。すなわち、前記トランジスタＱ2 のオン動作によって、ＤＣ電圧源１２からの電力エネルギーがインダクタＬ1 に蓄積され、一方、トランジスタＱ2 のオフ動作に伴い、前記インダクタに蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ3 を介してコンデンサＣ1 に蓄積される。
【００４１】
そして、前記トランジスタＱ2 のオン・オフ動作の繰り返しにより、昇圧されたＤＣ出力をコンデンサＣ1 の端子電圧として得ることができ、これが駆動電圧源６から出力される出力電圧ＶH となる。したがって、この実施の形態においては前記出力電圧ＶH は、ＥＬ素子の点灯状態における順方向電圧ＶF に依存することになる。これにより、図１１に基づいて説明したように、順方向電圧ＶF に対して出力電圧ＶH が、常にａとして示すレベルを加算した電位差で追従するようになされる。
【００４２】
また、この実施の形態においては前記出力電圧ＶH は、前記した抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 による分圧出力によっても制御されるものであり、したがって、前記抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 の分圧比を適宜選定することにより、陽極線ドライブ回路２における各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn が定電流駆動を保証し得る一定の電圧降下値となるように制御することができる。これにより、各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn における電力損失を極力低減させることが可能となる。
【００４３】
一方、この実施の形態における逆バイアス生成回路５は、前記した駆動電圧源６としてのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧ＶH を利用して、逆バイアス電圧を生成する。この逆バイアス生成回路５は、定電圧ダイオードＤ1 が前記駆動電圧源６に接続され、この定電圧ダイオードＤ1 と抵抗素子Ｒ2 とによる分圧出力が、インピーダンス変換手段として機能するトランジスタＱ1 のベース端子に供給されている。このトランジスタＱ1 のコレクタ端子は、前記した駆動電圧源６に接続されてエミッタフォロア接続とされており、エミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM が出力されるようになされる。
【００４４】
ここで、前記定電圧ダイオードＤ1 は、これによって決定されるほぼ一定の定電圧を減算したレベルの電圧を、前記トランジスタＱ1 ベース端子に印加する。したがって、トランジスタＱ1 のベース・エミッタ間電圧Ｖbeを無視して考えた場合、逆バイアス電圧ＶM は、出力電圧ＶH から定電圧ダイオードＤ1 の両端電圧を減算したレベルとなる。すなわち、図１１において、ＶH から定電圧ダイオードＤ1 の両端電圧ｄを差し引いたものとなる。図２はこのような作用によって生成される逆バイアス電圧ＶM の出力特性を示している。なお、図２において横軸および縦軸は図１１に基づいて説明したとおりである。
【００４５】
したがって、図１１を参照して理解できるように、前記逆バイアス電圧ＶM は、結果としてＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対応して、ほぼ一定の電位差ｃをもって出力されるようになされる。これにより、非点灯状態のＥＬ素子には常に最適な逆バイアス電圧が加わることになり、非点灯状態にあるＥＬ素子のクロストーク発光を効果的に抑えることができる。
【００４６】
次に図３は、逆バイアス生成回路５の第２の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、発光素子の点灯状態における順方向電圧に基づいてインピーダンスが変更される電子ボリュームＶＲ1 が利用される。すなわち、この実施の形態においては、駆動電圧源６に対して抵抗素子Ｒ1 と電子ボリュームＶＲ1 との直列回路が形成され、両者の接続中点において出力電圧ＶH の分圧出力を生成するようになされている。そして、同じくインピーダンス変換機能を有するトランジスタＱ1 のエミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM を引き出すように構成されている。
【００４７】
前記電子ボリュームＶＲ1 には、前記したサンプリングホールド回路８によってホールドされた電圧値をコンバータを介して制御信号が供給されるようになされており、結果としてＥＬ素子の順方向電圧ＶF に依存して電子ボリュームＶＲ1 のインピーダンスが変更される。これにより、前記コンバータの変換特性を適切に設定することで、図２に示した特性と同様の逆バイアス電圧ＶM の出力特性を得ることができる。なお、前記電子ボリュームＶＲ1 には、制御信号が電圧駆動型のＦＥＴ、または電流駆動型のパイポーラトランジスタを利用することができる。
【００４８】
図４は、逆バイアス生成回路５の第３の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、駆動電圧源６に対して抵抗素子Ｒ1 とＲ2 の直列回路が形成され、両者の接続中点において出力電圧ＶH の分圧出力を生成するようになされている。そして、両者の接続中点とエミッタフォロア接続されたトランジスタＱ1 のベース電極との間にはベース入力抵抗Ｒ3 が接続されており、ベース電極と基準電位点との間に電圧クランプ手段として機能する定電圧ダイオードＤ2 が接続されている。
【００４９】
前記した構成によると、抵抗素子Ｒ1 とＲ2 による出力電圧ＶH の分圧出力がトランジスタＱ1 のエミッタ端子に逆バイアス電圧ＶM として生成される。そして、出力電圧ＶH の上昇に伴って分圧出力が所定のレベルに達した時に、定電圧ダイオードＤ2 が導通し、トランジスタＱ1 のベース電位を定電圧ダイオードＤ2 によって決定される定電圧ｅにクランプする。したがって、逆バイアス電圧ＶM の出力特性は図５に示すようになされる。
【００５０】
この構成によると、ＥＬ素子に所定以上の逆バイアス電圧が印加されるのを阻止することができ、ＥＬ素子にダメージを与えるという問題を解決することができる。なお、この実施の形態においては、出力電圧ＶH が所定以下の電圧範囲においては、抵抗分割により逆バイアス電圧ＶM を生成するために、結果として逆バイアス電圧ＶM の値を、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して一定の電位差とすることはできない。
【００５１】
しかしながら、出力電圧ＶH が所定以下の電圧範囲においては、図１０に基づいて説明したように、逆バイアス電圧ＶM が順方向電圧ＶF に対して極端に低下することはない。したがって、前記した範囲においてはＥＬ素子のクロストーク発光を効果的に抑えることができる。
【００５２】
図６は、逆バイアス生成回路５の第４の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、図４に示した形態における抵抗素子Ｒ1 を定電圧ダイオードＤ1 に置き換えた構成とされている。すなわち、駆動電圧源６の出力端と基準電位点との間に直列に接続された第１の定電圧ダイオードＤ 1 と抵抗素子Ｒ 2 とにより分圧手段としての分圧回路を構成しており、この第１の定電圧ダイオードと抵抗素子Ｒ2 とによる分圧出力が所定の電圧値以上になるのを阻止する出力電圧クランプ手段として機能する第２の定電圧ダイオードＤ2 が備えられた構成とされている。
【００５３】
この構成によると、出力電圧クランプ手段として機能する第２の定電圧ダイオードＤ2 の動作以下の電圧範囲においては、第１の定電圧ダイオードＤ1 の作用により、図７に示すように出力電圧ＶH に対してｄとして示す電圧レベルが低下した逆バイアス電圧ＶM が生成される。換言すれば、図１１に示すようにＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対してほぼ一定の電位差ｃをもって、逆バイアス電圧が出力されるようになされる。そして、出力電圧ＶH の上昇に伴い第２の定電圧ダイオードＤ2 のクランプ作用により、逆バイアス電圧ＶM は電圧レベルｅにおいてクランプされる。
【００５４】
この図６に示した形態によると、図１に示した逆バイアス生成回路によって得られる図２に示す特性と、図４に示した逆バイアス生成回路によって得られる図５に示すクランプ特性との特質を併せて持った動作特性を得ることができる。
【００５５】
なお、以上の説明においては、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を得る手段として、図１に示すように陽極ドライブ回路２に備えられた定電流回路Ｉ1 〜Ｉn により点灯制御される各素子の順方向電圧をサンプリングし、ホールドするようにしている。しかしながら、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を得る手段としては、図８に示した構成も好適に利用することができる。
【００５６】
すなわち、図８に示す構成においては、表示パネル１に発光に寄与しないダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘが、表示用の有機ＥＬ素子と共に成膜されて形成され、これに対して出力電圧ＶH により駆動される定電流回路２１を介して定電流を供給するように構成されている。そして、ダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘの陽極端子は、オペアンプ２２の反転入力端に接続され、陰極端子はアース接続されると共に、オペアンプ２２の非反転入力端に接続されている。
【００５７】
前記オペアンプ２２は、出力端から反転入力端に帰還抵抗Ｒ9 が接続された周知の負帰還増幅器を構成しており、このオペアンプ２２の出力が図１に示す抵抗Ｒ5 およびＲ6 による分圧回路に供給されるように構成される。この構成によると、前記したダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘを利用して、常に素子の順方向電圧ＶF を得ることができ、図１に示したようなサンプリングスイッチＳh1〜Ｓhnおよびサンプリングホールド回路８等を省略することができる。
【００５８】
なお、この構成を採用した場合においては、前記したダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘも点灯されることになるため、必要に応じて当該ＥＬ素子Ｅｘの点灯状態を隠蔽するマスキングを備えることが望ましい。
【００５９】
また、以上の説明はパッシブマトリックス駆動方式を例にしてなされているが、この発明はパッシブマトリックス駆動方式に限らず、アクティブマトリックス駆動方式にも適用可能である。例えば、特開２００１−１４２４１３にはアクティブマトリックス駆動方式において、走査ラインごとに特定の期間にわたり逆バイアス電圧を印加して発光素子を消灯制御させる駆動方式が開示されている。この発明は、このようなアクティブマトリックス駆動方式における逆バイアス電圧の生成手段にも好適に利用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置によると、定電流駆動される発光素子の順方向電圧に対して常に一定の電位差で逆バイアス電圧を生成するように作用するので、発光素子のクロストーク発光を効果的に抑制させることができる。さらに前記逆バイアス電圧を所定の電圧レベルでクランプさせて、その上昇を阻止するようになされるので、発光素子にダメージを与える等の問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる発光駆動装置の実施の形態を示した結線図である。
【図２】図１に示す発光駆動装置に具備された逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図３】逆バイアス生成手段の第２の形態を示した結線図である。
【図４】逆バイアス生成手段の第３の形態を示した結線図である。
【図５】図４に示す逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図６】逆バイアス生成手段の第４の形態を示した結線図である。
【図７】図６に示す逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図８】発光素子の順方向電圧を得るためにダミーの有機ＥＬ素子を用いた例を示す結線図である。
【図９】従来の発光駆動装置の一例を示した結線図である。
【図１０】図９に示す発光駆動装置に具備された逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図１１】逆バイアス生成手段における理想的な動作特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 発光表示パネル
２ 陽極線ドライブ回路
３ 陰極線走査回路
４ 発光制御回路
５ 逆バイアス生成回路
６ 駆動電圧源（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
７ サンプリングスイッチ
８ サンプリングホールド回路
１０ 誤差増幅器
１１ 差動増幅器
１２ ＤＣ電圧源
１４ スイッチングレギュレータ回路
１５ ＰＷＭ回路
１６ 基準発振器
Ａ1 〜Ａn 陽極（ドライブ）線
Ｂ1 〜Ｂm 陰極（走査）線
Ｄ1 ，Ｄ2 定電圧ダイオード
Ｅｘ ダミー素子
Ｉ1 〜Ｉn 定電流回路
Ｌ1 インダクタ
ＯＥＬ 有機ＥＬ素子
Ｑ1 ，Ｑ2 トランジスタ
Ｒ1 〜Ｒ8 抵抗素子
ＳX1〜ＳXn ドライブスイッチ
ＳY1〜ＳYn 走査スイッチ
Ｖref 基準電圧
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等の発光素子を配列した発光表示パネルの駆動装置に関し、特に点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧の生成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイに代わる低消費電力および高表示品質、並びに薄型化が可能なディスプレイとして、有機ＥＬディスプレイが注目されている。これはＥＬディスプレイに用いられるＥＬ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、実用に耐えうる高効率化および長寿命化が進んだことが背景にある。
【０００３】
発光素子として機能する前記ＥＬ素子を配列した発光ディスプレイの駆動方法としては、パッシブマトリックス駆動方式およびアクティブマトリックス駆動方式が提案されている。図９には、パッシブマトリックス駆動方式と、これにより発光制御される表示パネルの一例が示されている。このパッシブマトリックス駆動方式における有機ＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図９に示す構成は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。
【０００４】
すなわち、ｎ本のドライブ線としての陽極線Ａ1 〜Ａn が縦方向に、ｍ本の走査線としての陰極線Ｂ1 〜Ｂm が横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子が配置され、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素子は、格子状に配列され、垂直方向に沿う陽極線Ａ1 〜Ａn と水平方向に沿う陰極線Ｂ1 〜Ｂm との交差位置に対応して、その一端（ＥＬ素子の陽極端子）が陽極線に、他端（ＥＬ素子の陰極端子）が陰極線に接続される。また、陽極線は陽極線ドライブ回路２に接続され、陰極線は陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【０００５】
前記陰極線走査回路３には、各陰極走査線Ｂ1 〜Ｂm に対応して走査スイッチＳY1〜ＳYmが備えられ、素子のクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶM または基準電位点としてのアース電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極走査線に接続するように作用する。また、陽極線ドライブ回路２には、各陽極線を通じて駆動電流を個々のＥＬ素子に供給する定電流回路Ｉ1 〜Ｉn およびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが備えられている。
【０００６】
前記ドライブスイッチＳX1〜ＳXnは、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流またはアース電位のうちのいずれか一方をそれぞれに対応する陽極線に接続するように作用する。したがって、ドライブスイッチＳX1〜ＳXnが前記定電流回路側に接続されることにより、定電流回路Ｉ1 〜Ｉn からの電流が、陰極走査線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。
【０００７】
なお、前記定電流回路に代えて定電圧回路等の電圧源を用いることも可能であるが、ＥＬ素子の電流・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、また過電流により素子を劣化させるおそれがあること等の理由により、一般的には図に示したように定電流回路を用いるのが一般的である。
【０００８】
前記陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３には、ＣＰＵを含む発光制御回路４よりコントロールバスが接続されており、表示すべき画像信号に基づいて、前記走査スイッチＳY1〜ＳYmおよびドライブスイッチＳX1〜ＳXnが操作される。これにより、画像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でアース電位に設定しながら所望の陽極線に対して適宜定電流回路Ｉ1 〜Ｉn が接続される。したがって、前記各発光素子は選択的に発光し、表示パネル１上に前記画像信号に基づく画像が再生される。
【０００９】
前記陽極線ドライブ回路２における各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn には、例えば昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータによる駆動電圧源６からのＤＣ出力（出力電圧＝ＶH ）が供給されるように構成されている。これにより、駆動電圧源６からの出力電圧ＶH を受ける前記定電流回路Ｉ1 〜Ｉn により生成される定電流が、陽極走査線に対応して配置された個々のＥＬ素子に対して供給されるように作用する。
【００１０】
一方、前記したＥＬ素子のクロストーク発光を防止するために利用される逆バイアス電圧ＶM の値は、前記出力電圧ＶH の値に比較的近いこと、また、出力電圧ＶH の消費電流に比べて逆バイアス電圧ＶM の消費電流が小さいことから、一般的に出力電圧ＶH から、シリーズレギュレートすることで、逆バイアス電圧ＶM を発生させている。このような構成を採用した方が、部品点数や消費電力の観点において有利であると考えられる。
【００１１】
前記したシリーズレギュレート回路としては、構成の簡単な図９に示した逆バイアス電圧生成回路５を好適に採用することができる。この逆バイアス電圧生成回路５は、前記した駆動電圧源６からの出力電圧ＶH を分圧する分圧回路と、この分圧回路により生成された分圧電圧を、インピーダンス変換して逆バイアス電圧として出力するトランジスタＱ1 より構成されている。すなわち、前記分圧回路は、駆動電圧源６と基準電位点（アース）との間に直列接続された抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 により構成されており、前記インピーダンス変換機能を果たすｎｐｎトランジスタＱ1 のコレクタ端子が前記駆動電圧源６に接続され、またベース端子が抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の接続中点に結線されている。これにより、トランジスタＱ1 はエミッタフォロア接続とされて、エミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM が出力される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した構成の駆動装置によると、各ＥＬ素子を定電流駆動するために、各陽極線に対応してそれぞれ定電流回路が備えられる。この定電流回路においては、各ＥＬ素子を常に定電流駆動するためには、定電流回路内での一定の電圧降下を見込む必要があり、したがって、定電流回路に供給する駆動電圧源６からの出力電圧ＶH は、定電流駆動される各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して、前記した定電流回路内での電圧降下分を加算した以上の電圧値とする必要がある。
【００１３】
しかも、各ＥＬ素子の電気的なばらつきおよび経年変化、さらに定電流回路の各素子のばらつき等を考慮した場合には、前記した定電流回路内での電圧降下分にさらに所定のマージンを加えて、前記出力電圧ＶH を設定する必要が生ずる。この様なマージンを加えた場合には、大多数の定電流回路における電圧降下量が過剰となり、定電流回路内での電力損失が増大するという問題を招来させる。
【００１４】
そこで、定電流駆動される各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を検出して、この順方向電圧ＶF に基づいて駆動電圧源６から供給される出力電圧ＶH の値を制御するように構成することが考えられる。このような制御手段を採用した場合には、前記順方向電圧ＶF に対して一定の電圧値を加算した状態で出力電圧ＶH を生成させることができる。したがって、前記したマージンをごく少なくすることができ、この状態においても定電流回路における定電流駆動を保証することができる。これにより、定電流回路内での電力損失を低減させることが可能となる。
【００１５】
一方、駆動電圧源６から供給される出力電圧ＶH の値を、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に応じて制御する前記した制御手段を採用した場合においては、図９に示した逆バイアス電圧生成回路５の構成においては、出力電圧ＶH の変化に対応して、逆バイアス電圧ＶM の値も変化することになり、各ＥＬ素子に印加される逆バイアス電圧ＶM は、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して常に変動するという問題が発生する。
【００１６】
図１０は、その様子を示したものであり、横軸に前記した出力電圧ＶH の値を示し、縦軸に比較電圧Ｖの値を示している。したがって、出力電圧ＶH の特性は、図１０に示すように斜め４５度の特性をもつことになる。これに対して、前記順方向電圧ＶF は、一定の電圧値ａのレベルが低下した状態になされる。一方、前記逆バイアス電圧ＶM は、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して大きな変動幅を持つことになる。これは、図９に示す逆バイアス電圧生成回路５の構成においては、順方向電圧ＶF は次に示す数式１に基づいて生成されることに起因する。なお、図９に示す逆バイアス電圧生成回路５においては、実際にはトランジスタＱ1 のベース・エミッタ間の電圧Ｖbeが、ＶM の値から減算されることになるが、これは省略して示している。
【００１７】
【数１】
前記した数式１から理解できるように逆バイアス電圧ＶM の値は、出力電圧ＶH を分圧する関係で、抵抗素子による定数が“１”よりも小さくなるために、図１０に示すようにＶH の特性に対して必ず傾斜角が低下する。したがって、ＶH の値がある程度大きな状態においては、順方向電圧ＶF に対して逆バイアス電圧ＶM のレベルは、図１０にｂとして示すように相当に低下し、ＥＬ素子のクロストーク発光を抑える使命を果たせなくなる。
【００１９】
一方、前記した逆バイアス電圧ＶM は、この値がある程度以上となると、有機ＥＬ素子にダメージを与えるか、極端な場合にはこれを破壊するという問題も抱えている。そこで、逆バイアス電圧ＶM のレベルは、次に示す数式２の関係になされていることが望ましい。
【００２０】
【数２】
図１１は、前記した理想的な特性を示すものであり、ＶF に対してＶH がａとして示すレベルを加算した電位差で追従し、またＶF に対してＶM がｃとして示すレベルを加算した電位差、換言すれば、ＶH に対してＶM がｄとして示すレベルが低下した電位差で追従されることが望ましい。さらには、前記したように有機ＥＬ素子にダメージを与えることを防止するために、逆バイアス電圧ＶM は、所定の電圧レベルｅでクランプさせて、その上昇を阻止するように制御することが望ましい。
【００２２】
この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、ＥＬ素子の順方向電圧に追従して駆動電圧源から供給される出力電圧の値を制御することで、定電流回路における電力損失を低減させると共に、前記駆動電圧源からの出力電圧を利用して、ＥＬ素子のクロストーク発光を抑えるための最適な逆バイアス電圧を生成す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を目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる駆動装置は、複数の発光素子が配列されて、それぞれ選択的に点灯制御される発光表示パネルの駆動装置であって、駆動電圧源からの出力電圧を受けて、点灯制御される発光素子に対して定電流を供給する定電流回路と、発光素子の順方向電圧を検出して前記駆動電圧源からの出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記駆動電圧源からの出力電圧を受けて、前記表示パネルにおける点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス生成回路とが具備され、前記逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧の値が、前記順方向電圧に対して、ほぼ一定の電位差で出力されるように構成した点に特徴を有する。
【００２４】
この場合、前記出力電圧制御回路は、前記順方向電圧を検出して、前記定電流回路における電圧降下がほぼ一定となるように駆動電圧源からの出力電圧を制御するように構成することが望ましい。
【００２５】
そして、好ましくは前記逆バイアス生成回路に定電圧ダイオードを含み、前記定電圧ダイオードによって決定されるほぼ一定の定電圧を利用することで、前記順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で前記逆バイアス電圧が生成されるように構成される。この場合、好ましい実施の形態においては、前記定電圧ダイオードが前記駆動電圧源に接続され、前記定電圧ダイオードと抵抗素子とによる分圧出力が、インピーダンス変換手段を介して逆バイアス電圧として出力されるように構成される。
【００２６】
また、他の形態においては、好ましくは前記逆バイアス生成回路に、前記順方向電圧に基づいてインピーダンスが変更される電子ボリュームを含み、前記順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で、逆バイアス生成回路より逆バイアス電圧が出力されるように構成される。この場合、好ましい実施の形態においては、前記電子ボリュームと抵抗素子との直列回路が前記駆動電圧源に接続され、前記電子ボリュームによる分圧出力がインピーダンス変換手段を介して逆バイアス電圧として出力されるように構成される。
【００２７】
一方、この発明にかかる駆動装置は、複数の発光素子が配列されて、それぞれ選択的に点灯制御される発光表示パネルの駆動装置であって、駆動電圧源からの出力電圧を受けて、点灯制御される発光素子に対して定電流を供給する定電流回路と、発光素子の順方向電圧を検出して前記駆動電圧源からの出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記駆動電圧源からの出力電圧を受けて、前記表示パネルにおける点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス生成回路とが具備され、前記逆バイアス生成回路には、当該逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧値が、所定の電圧値以上になるのを阻止する出力電圧クランプ手段と、前記出力電圧クランプ手段の動作以下の電圧範囲において、前記順方向電圧に対して常に一定の電位差で逆バイアス電圧を出力する分圧手段とが備えられている点に特徴を有する。
【００２９】
この場合の好ましい実施の形態においては、前記分圧手段は、前記駆動電圧源の出力端と基準電位点との間に直列に接続された第１の定電圧ダイオードと抵抗素子からなり、前記定電圧ダイオードによって決定される一定の電圧を前記駆動電圧源の出力電圧から減算したレベルの電圧を分圧出力として出力するように構成され、前記出力電圧クランプ手段には、前記分圧手段による分圧出力が所定の電圧値以上になるのを阻止する第２の定電圧ダイオードが備えられた構成とされる。
【００３０】
そして、前記したいずれの構成を採用する場合においても、前記順方向電圧を、前記定電流回路から発光素子に定電流を供給するタイミングでサンプリングし、サンプリングした電圧値をホールドするサンプリングホールド回路により取得するように構成することが望ましい。また、前記順方向電圧を、前記発光表示パネルにおける発光に寄与しないダミーの発光素子に対して定電流を加えることで取得するように構成することもできる。
【００３１】
また、前記した駆動電圧源として、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを好適に利用することができ、さらに、前記表示パネルにおける発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子を利用することができる。
【００３２】
前記した構成の発光表示パネルの駆動装置によると、定電流回路を介した発光素子の点灯状態における順方向電圧を検出して、駆動電圧源からの出力電圧を制御するようになされるので、各ＥＬ素子に定電流を供給する定電流回路においては、定電流供給動作を確保できる範囲で、その電圧降下を極力少なくすることができる。したがって、定電流回路における電力損失を低減させることに寄与できる。
【００３３】
加えて、逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧の値が、発光素子の点灯状態における順方向電圧に対してほぼ一定の電位差で出力するようになされるので、非走査状態の各発光素子に対して、常に適切な逆バイアス電圧を与えることができ、発光素子のクロストーク発光を確実に抑えることが可能となる。さらに前記逆バイアス電圧を所定の電圧レベルでクランプさせて、その上昇を阻止するようになされるので、有機ＥＬ素子にダメージを与える等の問題も解消することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
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、その好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明を適用したパッシブマトリックス駆動方式と、これにより発光制御される表示パネルの例が示されている。なお、図１においては表示パネル１と、これを駆動する陽極線ドライブ回路２、陰極線走査回路３および発光制御回路４については、すでに説明した図９に示した各回路とその機能は同一であり、したがってその詳細な説明は適宜省略する。
【００３５】
図１に示す実施の形態においては、陽極線ドライブ回路２と表示パネル１との間には、サンプリングスイッチ７が挿入されている。このサンプリングスイッチ７は、陽極線ドライブ回路２における各ドライブスイッチＳX1〜ＳXnと、表示パネル１における陽極線Ａ1 〜Ａn に対応して、それぞれＳh1〜Ｓhnとして示す各スイッチが備えられている。これらの各スイッチＳh1〜Ｓhnは、前記した発光制御回路４からの指令を受けるサンプリングホールド回路８を介した制御信号により、それぞれ開閉制御を受けるように構成されている。
【００３６】
すなわち、前記した発光制御回路４は、各ドライブスイッチＳX1〜ＳXnを介して各ＥＬ素子を点灯制御するのに同期して、各スイッチＳh1〜Ｓhnを閉成するようになされる。そして、各スイッチＳh1〜Ｓhnを介した各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF は、サンプリングホールド回路８に供給され、これにより、各ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を取得することができる。なお、図１においては、図示の都合上、各スイッチＳh1〜Ｓhnを介したサンプリング値が１本の接続線を介してサンプリングホールド回路８に供給されるように構成されているが、これはそれぞれに分離されてサンプリングホールド回路８に供給される。
【００３７】
このサンプリングホールド回路８によってホールドされた前記順方向電圧は、抵抗素子Ｒ5 およびＲ6 による分圧回路を介して誤差増幅器１０における一方の入力端（反転入力端）に供給されるように構成されている。一方、前記誤差増幅器１０における他方の入力端（非反転入力端）には、基準電圧Ｖref が供給されており、したがって、誤差増幅器１０からは前記順方向電圧と基準電圧との比較出力（誤差出力）が生成される。
【００３８】
そして、誤差増幅器１０からの出力は、差動増幅器１１における一方の入力端（非反転入力端）に供給されるように構成されている。また、差動増幅器１１における他方の入力端（反転入力端）には、駆動電圧源６の出力電圧ＶH を分圧する抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 による出力が供給されるように構成されている。したがって、差動増幅器１１における出力電圧値は、前記した発光素子の順方向電圧ＶF および駆動電圧源６の出力電圧ＶH の双方の出力情報を含んだものとなる。
【００３９】
図１に示す実施の形態においては、駆動電圧源６として昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータが利用されており、前記差動増幅器１１における出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成するスイッチングレギュレータ回路１４に供給されるように構成されている。なお、以下に説明するＤＣ−ＤＣコンバータによる駆動電圧源６は、ＰＷＭ制御（パルス幅変調）により直流出力を生成するようにしているが、これはＰＦＭ制御（パルス周波数変調）を利用することもできる。
【００４０】
前記スイッチングレギュレータ回路１４にはＰＷＭ回路１５および基準発振器１６が配置されており、前記差動増幅器１１における出力はＰＷＭ回路１５に供給されて、基準発振器１６からもたらされる信号のパルス幅を変調し、この変調されたパルス出力によってｎｐｎトランジスタＱ2 をスイッチングするように構成されている。すなわち、前記トランジスタＱ2 のオン動作によって、ＤＣ電圧源１２からの電力エネルギーがインダクタＬ1 に蓄積され、一方、トランジスタＱ2 のオフ動作に伴い、前記インダクタに蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ3 を介してコンデンサＣ1 に蓄積される。
【００４１】
そして、前記トランジスタＱ2 のオン・オフ動作の繰り返しにより、昇圧されたＤＣ出力をコンデンサＣ1 の端子電圧として得ることができ、これが駆動電圧源６から出力される出力電圧ＶH となる。したがって、この実施の形態においては前記出力電圧ＶH は、ＥＬ素子の点灯状態における順方向電圧ＶF に依存することになる。これにより、図１１に基づいて説明したように、順方向電圧ＶF に対して出力電圧ＶH が、常にａとして示すレベルを加算した電位差で追従するようになされる。
【００４２】
また、この実施の形態においては前記出力電圧ＶH は、前記した抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 による分圧出力によっても制御されるものであり、したがって、前記抵抗素子Ｒ7 およびＲ8 の分圧比を適宜選定することにより、陽極線ドライブ回路２における各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn が定電流駆動を保証し得る一定の電圧降下値となるように制御することができる。これにより、各定電流回路Ｉ1 〜Ｉn における電力損失を極力低減させることが可能となる。
【００４３】
一方、この実施の形態における逆バイアス生成回路５は、前記した駆動電圧源６としてのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧ＶH を利用して、逆バイアス電圧を生成する。この逆バイアス生成回路５は、定電圧ダイオードＤ1 が前記駆動電圧源６に接続され、この定電圧ダイオードＤ1 と抵抗素子Ｒ2 とによる分圧出力が、インピーダンス変換手段として機能するトランジスタＱ1 のベース端子に供給されている。このトランジスタＱ1 のコレクタ端子は、前記した駆動電圧源６に接続されてエミッタフォロア接続とされており、エミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM が出力されるようになされる。
【００４４】
ここで、前記定電圧ダイオードＤ1 は、これによって決定されるほぼ一定の定電圧を減算したレベルの電圧を、前記トランジスタＱ1 ベース端子に印加する。したがって、トランジスタＱ1 のベース・エミッタ間電圧Ｖbeを無視して考えた場合、逆バイアス電圧ＶM は、出力電圧ＶH から定電圧ダイオードＤ1 の両端電圧を減算したレベルとなる。すなわち、図１１において、ＶH から定電圧ダイオードＤ1 の両端電圧ｄを差し引いたものとなる。図２はこのような作用によって生成される逆バイアス電圧ＶM の出力特性を示している。なお、図２において横軸および縦軸は図１１に基づいて説明したとおりである。
【００４５】
したがって、図１１を参照して理解できるように、前記逆バイアス電圧ＶM は、結果としてＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対応して、ほぼ一定の電位差ｃをもって出力されるようになされる。これにより、非点灯状態のＥＬ素子には常に最適な逆バイアス電圧が加わることになり、非点灯状態にあるＥＬ素子のクロストーク発光を効果的に抑えることができる。
【００４６】
次に図３は、逆バイアス生成回路５の第２の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、発光素子の点灯状態における順方向電圧に基づいてインピーダンスが変更される電子ボリュームＶＲ1 が利用される。すなわち、この実施の形態においては、駆動電圧源６に対して抵抗素子Ｒ1 と電子ボリュームＶＲ1 との直列回路が形成され、両者の接続中点において出力電圧ＶH の分圧出力を生成するようになされている。そして、同じくインピーダンス変換機能を有するトランジスタＱ1 のエミッタ端子より逆バイアス電圧ＶM を引き出すように構成されている。
【００４７】
前記電子ボリュームＶＲ1 には、前記したサンプリングホールド回路８によってホールドされた電圧値をコンバータを介して制御信号が供給されるようになされており、結果としてＥＬ素子の順方向電圧ＶF に依存して電子ボリュームＶＲ1 のインピーダンスが変更される。これにより、前記コンバータの変換特性を適切に設定することで、図２に示した特性と同様の逆バイアス電圧ＶM の出力特性を得ることができる。なお、前記電子ボリュームＶＲ1 には、制御信号が電圧駆動型のＦＥＴ、または電流駆動型のパイポーラトランジスタを利用することができる。
【００４８】
図４は、逆バイアス生成回路５の第３の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、駆動電圧源６に対して抵抗素子Ｒ1 とＲ2 の直列回路が形成され、両者の接続中点において出力電圧ＶH の分圧出力を生成するようになされている。そして、両者の接続中点とエミッタフォロア接続されたトランジスタＱ1 のベース電極との間にはベース入力抵抗Ｒ3 が接続されており、ベース電極と基準電位点との間に電圧クランプ手段として機能する定電圧ダイオードＤ2 が接続されている。
【００４９】
前記した構成によると、抵抗素子Ｒ1 とＲ2 による出力電圧ＶH の分圧出力がトランジスタＱ1 のエミッタ端子に逆バイアス電圧ＶM として生成される。そして、出力電圧ＶH の上昇に伴って分圧出力が所定のレベルに達した時に、定電圧ダイオードＤ2 が導通し、トランジスタＱ1 のベース電位を定電圧ダイオードＤ2 によって決定される定電圧ｅにクランプする。したがって、逆バイアス電圧ＶM の出力特性は図５に示すようになされる。
【００５０】
この構成によると、ＥＬ素子に所定以上の逆バイアス電圧が印加されるのを阻止することができ、ＥＬ素子にダメージを与えるという問題を解決することができる。なお、この実施の形態においては、出力電圧ＶH が所定以下の電圧範囲においては、抵抗分割により逆バイアス電圧ＶM を生成するために、結果として逆バイアス電圧ＶM の値を、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対して一定の電位差とすることはできない。
【００５１】
しかしながら、出力電圧ＶH が所定以下の電圧範囲においては、図１０に基づいて説明したように、逆バイアス電圧ＶM が順方向電圧ＶF に対して極端に低下することはない。したがって、前記した範囲においてはＥＬ素子のクロストーク発光を効果的に抑えることができる。
【００５２】
図６は、逆バイアス生成回路５の第４の好ましい形態を示したものである。この逆バイアス生成回路５においては、図４に示した形態における抵抗素子Ｒ1 を定電圧ダイオードＤ1 に置き換えた構成とされている。すなわち、駆動電圧源６の出力端と基準電位点との間に直列に接続された第１の定電圧ダイオードＤ 1 と抵抗素子Ｒ 2 とにより分圧手段としての分圧回路を構成しており、この第１の定電圧ダイオードと抵抗素子Ｒ2 とによる分圧出力が所定の電圧値以上になるのを阻止する出力電圧クランプ手段として機能する第２の定電圧ダイオードＤ2 が備えられた構成とされている。
【００５３】
この構成によると、出力電圧クランプ手段として機能する第２の定電圧ダイオードＤ2 の動作以下の電圧範囲においては、第１の定電圧ダイオードＤ1 の作用により、図７に示すように出力電圧ＶH に対してｄとして示す電圧レベルが低下した逆バイアス電圧ＶM が生成される。換言すれば、図１１に示すようにＥＬ素子の順方向電圧ＶF に対してほぼ一定の電位差ｃをもって、逆バイアス電圧が出力されるようになされる。そして、出力電圧ＶH の上昇に伴い第２の定電圧ダイオードＤ2 のクランプ作用により、逆バイアス電圧ＶM は電圧レベルｅにおいてクランプされる。
【００５４】
この図６に示した形態によると、図１に示した逆バイアス生成回路によって得られる図２に示す特性と、図４に示した逆バイアス生成回路によって得られる図５に示すクランプ特性との特質を併せて持った動作特性を得ることができる。
【００５５】
なお、以上の説明においては、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を得る手段として、図１に示すように陽極ドライブ回路２に備えられた定電流回路Ｉ1 〜Ｉn により点灯制御される各素子の順方向電圧をサンプリングし、ホールドするようにしている。しかしながら、ＥＬ素子の順方向電圧ＶF を得る手段としては、図８に示した構成も好適に利用することができる。
【００５６】
すなわち、図８に示す構成においては、表示パネル１に発光に寄与しないダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘが、表示用の有機ＥＬ素子と共に成膜されて形成され、これに対して出力電圧ＶH により駆動される定電流回路２１を介して定電流を供給するように構成されている。そして、ダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘの陽極端子は、オペアンプ２２の反転入力端に接続され、陰極端子はアース接続されると共に、オペアンプ２２の非反転入力端に接続されている。
【００５７】
前記オペアンプ２２は、出力端から反転入力端に帰還抵抗Ｒ9 が接続された周知の負帰還増幅器を構成しており、このオペアンプ２２の出力が図１に示す抵抗Ｒ5 およびＲ6 による分圧回路に供給されるように構成される。この構成によると、前記したダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘを利用して、常に素子の順方向電圧ＶF を得ることができ、図１に示したようなサンプリングスイッチＳh1〜Ｓhnおよびサンプリングホールド回路８等を省略することができる。
【００５８】
なお、この構成を採用した場合においては、前記したダミーの有機ＥＬ素子Ｅｘも点灯されることになるため、必要に応じて当該ＥＬ素子Ｅｘの点灯状態を隠蔽するマスキングを備えることが望ましい。
【００５９】
また、以上の説明はパッシブマトリックス駆動方式を例にしてなされているが、この発明はパッシブマトリックス駆動方式に限らず、アクティブマトリックス駆動方式にも適用可能である。例えば、特開２００１−１４２４１３にはアクティブマトリックス駆動方式において、走査ラインごとに特定の期間にわたり逆バイアス電圧を印加して発光素子を消灯制御させる駆動方式が開示されている。この発明は、このようなアクティブマトリックス駆動方式における逆バイアス電圧の生成手段にも好適に利用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置によると、定電流駆動される発光素子の順方向電圧に対して常に一定の電位差で逆バイアス電圧を生成するように作用するので、発光素子のクロストーク発光を効果的に抑制させることができる。さらに前記逆バイアス電圧を所定の電圧レベルでクランプさせて、その上昇を阻止するようになされるので、発光素子にダメージを与える等の問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる発光駆動装置の実施の形態を示した結線図である。
【図２】図１に示す発光駆動装置に具備された逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図３】逆バイアス生成手段の第２の形態を示した結線図である。
【図４】逆バイアス生成手段の第３の形態を示した結線図である。
【図５】図４に示す逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図６】逆バイアス生成手段の第４の形態を示した結線図である。
【図７】図６に示す逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図８】発光素子の順方向電圧を得るためにダミーの有機ＥＬ素子を用いた例を示す結線図である。
【図９】従来の発光駆動装置の一例を示した結線図である。
【図１０】図９に示す発光駆動装置に具備された逆バイアス生成手段による作用を示す特性図である。
【図１１】逆バイアス生成手段における理想的な動作特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 発光表示パネル
２ 陽極線ドライブ回路
３ 陰極線走査回路
４ 発光制御回路
５ 逆バイアス生成回路
６ 駆動電圧源（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
７ サンプリングスイッチ
８ サンプリングホールド回路
１０ 誤差増幅器
１１ 差動増幅器
１２ ＤＣ電圧源
１４ スイッチングレギュレータ回路
１５ ＰＷＭ回路
１６ 基準発振器
Ａ1 〜Ａn 陽極（ドライブ）線
Ｂ1 〜Ｂm 陰極（走査）線
Ｄ1 ，Ｄ2 定電圧ダイオード
Ｅｘ ダミー素子
Ｉ1 〜Ｉn 定電流回路
Ｌ1 インダクタ
ＯＥＬ 有機ＥＬ素子
Ｑ1 ，Ｑ2 トランジスタ
Ｒ1 〜Ｒ8 抵抗素子
ＳX1〜ＳXn ドライブスイッチ
ＳY1〜ＳYn 走査スイッチ
Ｖref 基準電圧
Claims (6)
- 複数の発光素子が配列されて、それぞれ選択的に点灯制御される発光表示パネルの駆動装置であって、
駆動電圧源からの出力電圧を受けて、点灯制御される発光素子に対して定電流を供給する定電流回路と、発光素子の順方向電圧を検出して前記駆動電圧源からの出力電圧を制御する出力電圧制御回路と、前記駆動電圧源からの出力電圧を受けて、前記表示パネルにおける点灯制御される発光素子以外の素子に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス生成回路とが具備され、
前記逆バイアス生成回路には、当該逆バイアス生成回路によって生成される逆バイアス電圧値が、所定の電圧値以上になるのを阻止する出力電圧クランプ手段と、
前記出力電圧クランプ手段の動作以下の電圧範囲において、前記順方向電圧に対して常に一定の電位差で逆バイアス電圧を出力する分圧手段と、
が備えられていることを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。 - 前記分圧手段は、前記駆動電圧源の出力端と基準電位点との間に直列に接続された第１の定電圧ダイオードと抵抗素子からなり、前記定電圧ダイオードによって決定される一定の電圧を前記駆動電圧源の出力電圧から減算したレベルの電圧を分圧出力として出力するように構成され、
前記出力電圧クランプ手段には、前記分圧手段による分圧出力が所定の電圧値以上になるのを阻止する第２の定電圧ダイオードが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネルの駆動装置。 - 前記順方向電圧を、前記定電流回路から発光素子に定電流を供給するタイミングでサンプリングし、サンプリングした電圧値をホールドするサンプリングホールド回路により取得するように構成した請求項１または請求項２に記載の発光表示パネルの駆動装置。
- 前記順方向電圧を、前記発光表示パネルにおける発光に寄与しないダミーの発光素子に対して定電流を加えることで取得するように構成した請求項１または請求項２に記載の発光表示パネルの駆動装置。
- 前記駆動電圧源が、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータである請求項１または請求項２に記載の発光表示パネルの駆動装置。
- 前記表示パネルにおける発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された請求項１または請求項２に記載の発光表示パネルの駆動装置。
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