JP4046617B2 - 有機el駆動回路およびこれを用いる有機el表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機EL駆動回路およびこれを用いる有機EL表示装置に関し、詳しくは、携帯電話機,PHS等の表示装置を有する電子機器のR(赤),G(緑),B(青)の輝度調整による表示画面上でのホワイトバランス調整において、表示装置の動作時間の監視をすることなく、経時変化によるホワイトバランスの崩れを防止することができるような高輝度カラー表示に適した有機EL表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話機,PHS、DVDプレーヤ、PDA(携帯端末装置)等に搭載される有機EL表示装置の有機EL表示パネルでは、カラムラインの数が396個(132×3)の端子ピン(以下ピン)、ローラインが162個のピンを持つものが提案され、カラムライン、ローラインのピンはこれ以上に増加する傾向にある。
このような有機EL表示パネルの電流駆動回路の出力段は、アクディブマトリックス型でも単純マトリックス型のものでもピン対応に電流源の駆動回路、例えば、カレントミラー回路による出力回路が設けられている。
【0003】
有機EL表示装置の問題点の1つは、液晶表示装置のように電圧駆動を行うと、輝度ばらつきが大きくなり、かつ、R,G,Bに発光感度差があることから表示制御が難しいことである。そのために電流駆動を行うことになるが、電流駆動を行っても、R,G,Bの駆動電流に対する発光効率の比は、例えば、R:G:B=6:11:10程度と差があって、このような発光効率は、使用される有機EL素子の材料によって異なってくる。
しかも、発光効率は、経年変化をして、動作時間の累算期間(発光のトータル動作時間,以下動作時間あるいはトータル動作時間という)が長くなればなるほど悪くなる上に、それぞれの発光材料に応じてその経年変化特性は異なっいる。そのためホワイトバランスが崩れ易い。
図5は、その経年変化の一例であり、Bの変化は、R,Gとは異なり、10時間程度から発光輝度が落ち、RとGとは500時間を超えると発光輝度が目立って落ちてくる。そのため、出荷段階で表示装置のホワイトバランスを初期調整しても有機EL表示装置の場合には経年変化による色相が変化し易い問題がある。ところで、マトリックス状に配置した有機EL素子を電流駆動し、かつ、有機EL素子の陽極と陰極をグランドに落としてリセットする有機EL素子の駆動回路が特許文献1として公知である。また、DC−DCコンバータを用いて有機EL素子を低消費電力で電流駆動する技術が特許文献2として公知である。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−232074号公報
【特許文献2】
特開2001−143867号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
通常、有機EL表示装置は、MPU等のコントローラを内蔵しているので、不揮発性メモリを設けて動作時間を積算してそれに応じて経年変化による輝度を補正してホワイトバランスを調整することが可能であるが、動作時間を積算は、各種の使用環境に合わせるために、秒単位あるいは分単位で採ることが必要になる。例えば、カウント時間が1000時間以上の経過時間を秒単位あるいは分単位でカウントするとなると、カウンタの桁数が非常に多くなり、その時間監視のプログラム処理も時間がかからざるを得ない。
しかも、各発光材料の劣化特性にもばらつきがあるので、1時間単位でのカウントをしても積算誤差が大きくなって、その積算結果で輝度調整をすると返ってホワイトバランスがくずれる可能性がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであり、表示装置の動作時間の監視をすることなく、経時変化によるホワイトバランスの崩れを防止することができる有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明の有機EL駆動回路およびこれを用いる有機EL表示装置の特徴は、ピンに流す駆動電流あるいはその基礎となる電流をR,G,B対応に外部から所定のデータが設定されることにより調整するR,G,B対応にそれぞれ設けられた電流値調整回路と、R,G,B対応にピンの電圧値を検出する電圧検出回路と、ピンの電圧値に応じてホワイトバランスを採る輝度に設定するためのデータとホワイトバランスの初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値とがR,G,B対応に記憶された記憶手段と、電圧検出回路による得られるR,G,Bのそれぞれのピンの電圧値と初期調整において得られるR,G,B対応の端子ピンの電圧値との差に応じて記憶手段を参照して得られるホワイトバランスを採るデータをR,G,Bのいずれかの電流値調整回路に設定する制御回路とを備えるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
このように、この発明にあっては、R,G,B対応にピンの電圧値を検出して、その電圧値に応じてホワイトバランスを採る所定のデータを記憶手段を参照して得て、電流値調整回路に設定するようにしている。これにより、経時変化により、例えば、有機EL素子の駆動電圧値が上昇して変化した場合にそれに応じた輝度調整データがR,G,B対応にそれぞれ設けられた電流値調整回路の1つに設定されるので、経時変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。
その結果、桁数が非常に多いカウンタ等による時間監視をしなくても済み、経時変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる有機EL駆動回路および有機EL表示装置を容易に実現できる。
【0008】
【実施例】
図1は、この発明の有機EL駆動回路を適用した一実施例の有機ELパネルのカラムドライバを中心とするブロック図、図2は、そのホワイトバランスの設定処理のフローチャート、図3は、発光輝度と端子電圧とのトータル動作時間特性の一例を示すグラフ図、図4は、有機EL素子に流れる電流密度と発光輝度の特性を示すグラフ図である。
図1において、10は、有機ELパネルにおける有機EL駆動回路としてのカラムICドライバ(以下カラムドライバ)である。このカラムドライバ10は、基準電流発生回路1と、R(赤)に対応して設けられたR−基準電流生成回路2Rと、G(緑)に対応して設けられたG−基準電流生成回路2G、そして、B(青)に対応して設けられたB−基準電流生成回路2Bとを有している。
【0009】
各基準電流設定回路2R,2G,2Bは、それぞれ基準電流発生回路1から基準電流Irefを入力段として設けられたカレントミラー回路で受けてそれぞれの表示色に対応した基準電流Ir,Ig,Ibを生成する。ここで生成した基準電流Ir,Ig,Ibでカレントミラー回路3の入力側トランジスタをそれぞれに駆動し、このカレントミラー回路3によりピン対応に、生成した基準電流を分配する。
なお、G−基準電流生成回路2G、B−基準電流生成回路2Bが接続されるカレントミラー回路3についてはR−基準電流生成回路2Rが接続されているカレントミラー回路3と同様な構成であるので、特に図示してはいない。そこで、以下では、R−基準電流生成回路2Rとカレントミラー回路3との関係について説明し、G−基準電流生成回路2GとB−基準電流生成回路2Bとのカレントミラー回路3との関係については割愛する。
また、各基準電流設定回路2R,2G,2Bには、それぞれ6ビット程度のD/A変換回路(D/A)2が設けられていて、ホワイトバランス調整のためにR,G,Bそれぞれの表示色に対応する基準電流の電流値がそれぞれのD/A2に設定されるデータで調整される。この6ビットのデータは、装置外部から入力データとしてMPU7に供給されてMPU7からレジスタ6aを介して各D/A2に設定される。
8は、MPU7に制御されるコントロール回路であり、各種のタイミングコントロール信号を発生するほかに、R,G,Bに対応するそれぞれのリセットパルスRSR,RSG,RSBを発生する。Rについては、リセットパルスRSRによりRについてのカラム側の出力端子XR1〜XRに接続されたリセットスイッチSWR1,…SWRm-1,SWRmをリセット期間にONにしてRについての有機EL素子を定電圧VZRでリセットする。G,BについてのリセットパルスRSG,RSBも同様にG,Bについての有機EL素子のリセットをする。
【0010】
R−基準電流生成回路2Rは、基準電流発生回路1により基準電流Irefで駆動されてRについての基準電流Irを生成する。カレントミラー回路3は、この基準電流Irを入力側のトランジスタTraで受けて駆動され、出力側に基準電流Irを発生して、Rの各ピン対応に基準電流Irを分配する。
カレントミラー回路3は、入力側のトランジスタTraと、これとカレントミラー接続されるPチャネルMOSFETトランジスタTrb〜Trnとを有していて、トランジスタTrb〜Trnのソースは、電源ライン+VDD(=+3V)に接続されている。
トランジスタTrb〜Trnのドレインは、D/A変換回路4R,4R…に接続され、それぞれのドレインからの出力電流Irは、このD/A変換回路4Rの基準駆動電流とされる。なお、G−基準電流生成回路2G、B−基準電流生成回路2Bは、それぞれ出力電流Ig,Ibを出力する。
【0011】
各D/A変換回路4Rは、MPU7からレジスタ6bを介して表示データを受けてR−基準電流生成回路2Rで生成されたRについての基準駆動電流Irを表示データ値分増幅してそのときどきの表示輝度に応じた駆動電流を生成し、それぞれに出力段電流源5Rを駆動する。各出力段電流源5Rは、一対のトランジスタからなるカレントミラー回路(図示せず)で構成され、Rについてのカラム側の出力端子XR1〜XRmを介して駆動電流iを有機ELパネル(Rについての各有機EL素子の陽極)に出力する。
最終段のトランジスタTrnのドレインは、D/A変換回路4Rに接続され、このD/A変換回路4Rを駆動する。D/A変換回路4Rは、設定されたデータに応じて出力段電流源5Rを駆動し、出力段電流源5Rが出力電流IoutをこのICの外部出力端子10bから外部へと出力する。この出力は、次段に設けられたカラムICドライバに入力されて、同様な駆動電流を発生するモニタ電流にされる。なお、このモニタ電流は、B側あるいはG側に設けられた出力段電流源5Rの1つから出力されてもよい。
【0012】
スイッチ回路SWR1,SR2,…SRmは、Rについて出力端子XR1〜XRmに対応に設けられたリセットスイッチであり、各出力端子を定電圧VzRにリセットするものである。Gについても出力端子XG1〜XGmに対応に設けられたリセットスイッチがあり、Bについても出力端子XB1〜XBmに対応に設けられたリセットスイッチがあるが、それらは図では省略されている。
11R,11G,11Bは、それぞれR,G,Bに対応して設けられた電圧検出回路であって、出力端子XR1は、スイッチSWRを介して電圧検出回路11Rに接続され、出力端子XG1は、スイッチSWGを介して電圧検出回路11Gに接続され、出力端子XB1は、スイッチSWBを介して電圧検出回路11Bに接続されている。
【0013】
9は、パワーオンリセット回路であり、電源スイッチSWが投入されたときに一定期間“L”となり、その後立上がるリセットパルスRSを発生してそれをMPU7に送出する。MPU7は、ホワイトバランスの再設定処理プログラム7aを実行してレジスタ6bにR,G,B対応にそれぞれに対して最大輝度となるデータをセットして、一定動作時間、例えば、250時間経過後において電源投入時にホワイトバランスの調整をする。以後、例えば、50時間ごとに、同様な調整に入る。
このときのホワイトバランスの調整は、電圧検出回路11R,11G,11Bにより検出されるそれぞれ出力端子XR1,出力端子XG1,出力端子XB1の端子電圧をMPU7が参照することで行われる。
なお、MPU7は、前記の再設定処理プログラム7aのほか、ソフトカウンタ7b、そして差電圧値/設定データ変換テーブル7cとを内部に設けられた不揮発性メモリに有している。
ソフトカウンタ7bは、動作時間を累積してカウントするものであるが、動作時間を監視するような精度の高い時間カウントをするものではない。これは、ここでは1時間ごとに動作時間をカウントする。また、この不揮発性メモリには、製品出荷段階でのホワイトバランスが調整時のR,G,Bそれぞれについて出力ピンの電圧値(初期値)のデータVR,VG,VBとが記憶されている。
【0014】
図2は、そのホワイトバランスの再設定処理のフローチャートである。
ホワイトバランスの再設定処理プログラム7aは、電源導入に応じて起動される。ソフトカウンタ7bを参照してトータル動作時間がT(初期値T=250時間)以上かの判定に入り(ステップ101)、ここでNOとなると、この処理を終了する。
ステップ101の判定でYESとなると、スイッチSWR,スイッチSWG,スイッチSWBをそれぞれONにするパルスを発生し(ステップ102)、電圧検出回路11R,11G,11Bにより検出された電圧値VR,VG,VBを読込む(ステップ103)。R,G,Bそれぞれの初期電圧値との差SR,SG,SBを算出する(ステップ104)。そして、R,G,Bそれぞれについて初期電圧値VSR,VSG,VSBと比較してその差が一定値(R,G,Bそれぞれに設けられた一定値KR,KG,KB)以上か否かをそれぞれに判定し(ステップ105)、R,G,Bのいずれかにおいて、この差が一定値以上のときには、YESとなって、得られた差に応じてR,G,BがD/A2に設定した初期電圧値VSR,VSG,VSBのときの輝度になるようにそれぞれ補正した電流値のデータを差電圧値/設定データ変換テーブル7cからデータを得てそのデータをレジスタ6aに設定して基準電流値補正を行う(ステップ106)。
レジスタ6aに設定されたデータは、R,G,B対応のそれぞれのD/A2にデータとして設定される。これによりそれぞれに基準電流値が調整される。
【0015】
そして、初期値Tを50時間に設定して(ステップ107)、ここでの処理を終了する。これにより、次の電源投入から50時間ごとに、同様な処理が行われて、ホワイトバランスが定期的に調整される。
なお、ステップ105の判定において、R,G,Bのすべてにおいて、差SR,SG,SBが一定値未満であるときには、NOとなり、その一定未満に対応した処理について、ここでの処理を終了する。そこで、この一定値未満の場合のR,G,Bのいずれかのレジスタ6aの設定データには変更はない。
ここでの一定値は、現在のところ200時間乃至300時間程度であり、これ以下の動作時間におけるホワイトバランスの崩れは実際上目立たず、改めて調整する必要はない。そこで、前記の一定値は、R,G,Bそれぞれに250時間としている。
また、200時間乃至300時間程度の時間監視は、時間に幅があるので、秒単位あるいは分単位でカウントするような監視ではなく、時単位あるいは日単位で粗く時間カウントをして時間計測をすればよいので、桁数の少ないソフトカウンタ等による簡単な処理で済む。
【0016】
前記のステップ106の基準電流値補正は、図3の経時変化特性に示すような有機EL素子の駆動電圧が経年変化する特性に従って行われる。
図3は、縦軸左は、輝度[nit]であり、縦軸右は、有機EL素子のの端子電圧[V]、横軸は、トータル動作時間[h]である。
特性Aに示されるように、累積動作時間が増加していくと、発光輝度が落ちる。これとともに特性Bに示すように端子電圧が増加していく。
そこで、MPU7は、内部に設けられた不揮発性メモリに製品出荷段階でR,G,Bの最大輝度においてホワイトバランス調整したときに電圧検出回路11R,11G,11Bから得られる各電圧値VR,VG,VBを初期電圧値VSR,VSG,VSBとしてR,G,B対応に記憶する。
そして、電源投入後の初期に前記のステップ105において、現在の電圧Vの判定を行い、ホワイトバランスが採れる輝度になるような基準電流値のデータを差電圧値/設定データ変換テーブル7dを参照して得てD/A2に設定する。
図4の電流対輝度特性に示すように、R,G,Bともに電流の増加に対して輝度が直線的に増加している。なお、縦軸は、輝度[cd/m2]であり、横軸は電流密度[mA/cm2]である。
図3の特性Aと特性Bとをトータル動作時間、200時間以降において、点線で示すように直線近似したときに、その傾きが相違するので、補正値H=差電圧ΔV×(−KA/KB)により算出される。ただし、−KA,KBは、それぞれの直線の傾きである。
そこで、差電圧値/設定データ変換テーブル7dは、この補正値Hに対応する電流値を図4の特性から得て前記D/A2の初期値のデータに対応する輝度を発生する電流値をデータとして差電圧ΔVとの関係でテーブル化したものである。
【0017】
以上説明してきたが、実施例では、電源投入時に有機ELパネルの端子電圧を検出して輝度を補正してホワイトバランスの調整をしているが、この輝度補正は、例えば、電源遮断時や特定のキー入力時であっもよく、電源投入時に限定されるものではない。
また、実施例では、図3の特性において直線近似をして差電圧値/設定データ変換テーブル7dの変換データを得ているが、この変換データは、直線近似により得るものに限定されるものではない。
実施例では、R,G,B対応にピンの電圧を検出する電圧検出回路を設けているが、これは、1個の電圧検出回路を切り換えて使用してR,G,B対応にピンの電圧を検出してもよい。
なお、有機ELパネルの端子ピンとこの端子ピンに接続されるカラムドライバICの出力ピンとは、本来接続されて一体となるので、この明細書および特許請求の範囲においては特に区別されるべきものではない。
さらに、実施例では、電圧検出回路の電圧検出は、スイッチを介して1つのピンについて行っているが、複数のピンから電圧値を検出して複数のピンの検出電圧の平均値を検出値として、この電圧に応じてホワイトバランスの補正するようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明にあっては、R,G,B対応にピンの電圧値を検出して、その電圧値に応じてホワイトバランスを採る所定のデータを記憶手段を参照して得て、電流値調整回路に設定するようにしてい。これにより、経時変化により、例えば、有機EL素子の駆動電圧値が上昇して変化した場合にそれに応じた輝度調整データがR,G,B対応にそれぞれ設けられた電流値調整回路の1つに設定されるので、経時変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる。
その結果、桁数が非常に多いカウンタ等による時間監視をしなくても済み、経時変化によるホワイトバランスの崩れを抑制することができる有機EL駆動回路および有機EL表示装置を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、この発明の有機EL駆動回路を適用した一実施例の有機ELパネルのカラムドライバを中心とするブロック図である。
【図2】 図2は、そのホワイトバランスの再設定処理のフローチャートである。
【図3】 図3は、発光輝度と端子電圧とのトータル動作時間特性の一例を示すグラフ図である。
【図4】 図4は、有機EL素子に流れる電流密度と発光輝度の特性を示すグラフ図である。
【図5】 図5は、有機EL素子の発光輝度の経年変化の一例の説明図である。
【符号の説明】
1…基準電流発生回路、2R,2G,2B…基準電流生成回路、
3…カレントミラー回路、4R,4G,4B…D/A変換回路、
5R,5G,5B…出力段電流源、6a,6b…レジスタ、
7…MPU、7a…ホワイトバランスの再設定処理プログラム、
7b…ソフトカウンタ、
7c…差電圧値/設定データ変換テーブル、
7b…不揮発性メモリ、8…コントロール回路、
9…パワーオンリセット回路、
SW,SWR,SWG,SWBSWR1,SWRm…スイッチ回路、
10…カラムICドライバ、
11R,11G,11B…電圧検出回路、
Tra〜Trn…トランジスタ。
Claims (8)
- R,G,Bの表示色のそれぞれに対応して設けられた有機ELパネルの端子ピンを介して有機ELパネルを電流駆動する有機EL駆動回路において、
前記端子ピンに流す駆動電流あるいはその基礎となる電流をR,G,B対応に外部から所定のデータが設定されることにより調整するR,G,B対応にそれぞれ設けられた電流値調整回路と、
前記R,G,B対応に前記端子ピンの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記端子ピンの電圧値に応じてホワイトバランスを採る輝度に設定するためのデータとホワイトバランスの初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値とが前記R,G,B対応に記憶された記憶手段と、
前記電圧検出回路による得られる前記R,G,Bのそれぞれの前記端子ピンの電圧値と前記初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値との差に応じて前記記憶手段を参照して得られるホワイトバランスを採る前記データを前記R,G,Bのいずれかの前記電流値調整回路に設定する制御回路とを備える有機EL駆動回路。 - 前記データは、前記初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値と検出された前記端子ピンの電圧値との差に応じた輝度調整のためのデータである請求項1記載の有機EL駆動回路。
- 前記輝度調整のためのデータは、前記端子ピンの電圧値が上昇したときに、前記端子ピンを駆動する電流値を増加させるものである請求項2記載の有機EL駆動回路。
- さらに、前記電流値調整回路から調整された電流あるいはこの調整された電流の電流値に応じた電流と前記制御回路から前記端子ピン対応に表示データを受けて受けた電流を前記表示データに応じた電流値の電流に変換する前記端子ピン対応に設けられたD/A変換回路と、
このD/A変換回路により変換された電流値の電流により電流駆動され、前記端子ピンに駆動電流を出力する前記端子ピン対応に設けられた電流源とを備え、
前記制御回路は、プロセッサであって、
前記表示データとして最大輝度となるデータが設定されて前記電圧検出回路から前記端子ピンの電圧値を得る請求項3記載の有機EL駆動回路。 - R,G,Bの表示色のそれぞれに対応して設けられた有機ELパネルの端子ピンを介して有機ELパネルを電流駆動する有機EL駆動回路を有する有機EL表示装置において、
前記端子ピンに流す駆動電流あるいはその基礎となる電流をR,G,B対応に外部から所定のデータが設定されることにより調整するR,G,B対応にそれぞれ設けられた電流値調整回路と、
前記R,G,B対応に前記端子ピンの電圧値を検出する電圧検出回路と、
前記端子ピンの電圧値に応じてホワイトバランスを採る輝度に設定するためのデータとホワイトバランスの初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値とが前記R,G,B対応に記憶された記憶手段と、
前記電圧検出回路による得られる前記R,G,Bのそれぞれの前記端子ピンの電圧値と前記初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値との差に応じて前記記憶手段を参照して得られるホワイトバランスを採る前記データを前記R,G,Bのいずれかの前記電流値調整回路に設定する制御回路とを備える有機EL表示装置。 - 前記データは、前記初期調整において得られる前記R,G,B対応の前記端子ピンの電圧値と検出された前記端子ピンの電圧値との差に応じた輝度調整のためのデータである請求項5記載の有機EL表示装置。
- 前記輝度調整のためのデータは、前記端子ピンの電圧値が上昇したときに、前記端子ピンを駆動する電流値を増加させるものである請求項6記載の有機EL表示装置。
- さらに、前記電流値調整回路から調整された電流あるいはこの調整された電流の電流値に応じた電流と前記制御回路から前記端子ピン対応に表示データを受けて受けた電流を前記表示データに応じた電流値の電流に変換する前記端子ピン対応に設けられたD/A変換回路と、
このD/A変換回路により変換された電流値の電流により電流駆動され、前記端子ピンに駆動電流を出力する前記端子ピン対応に設けられた電流源とを備え、
前記制御回路は、プロセッサであって、
前記表示データとして最大輝度となるデータが設定されて前記電圧検出回路から前記端子ピンの電圧値を得る請求項7記載の有機EL表示装置。
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