JP4121384B2 - 発光表示パネルの駆動装置 - Google Patents
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Description
【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、特に素子点灯用の駆動電源から、非走査状態における発光素子を介してリークする電流を抑制することができるパッシブ駆動型発光表示パネルの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発光素子をマトリクス状に配列して構成した表示パネルを用いたディスプレイの開発が広く進められている。このような表示パネルに用いられる発光素子として、有機材料を発光層に用いた有機EL素子が注目されている。これは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。
【0003】
かかる有機EL素子を用いた表示パネルとして、有機EL素子をマトリッ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にはパッシブ駆動型表示パネルと、その駆動装置の一例が示されている。このパッシブ駆動型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1に示す例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本のデータ線としての陽極線A1 〜An が縦方向に配列され、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E11〜Enmが配置され、表示パネル1を構成している。
【0005】
そして、画素を構成する各EL素子E11〜Enmは、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 〜An は陽極線ドライブ回路2に接続され、各陰極線B1 〜Bm は陰極線走査回路3に接続されてそれぞれ駆動される。
【0006】
前記陽極線ドライブ回路2は、図示せぬDC−DCコンバータ等からの供給電源VH を利用して動作するようになされており、この陽極線ドライブ回路2には、各陽極線A1 〜An を通じて駆動電流を個々のEL素子に供給する駆動電源としての定電流源IX1〜IXnおよびドライブスイッチSX1〜SXnが備えられている。そして、ドライブスイッチがオン制御されることにより、駆動電源IX1〜IXnからの電流が、陰極線に対応して配置された個々のEL素子に対して供給されるように作用する。
【0007】
また、前記陰極線走査回路3には、各陰極線B1 〜Bm に対応して走査スイッチSY1〜SYmが備えられ、前記したDC−DCコンバータ等からの供給電源を分圧して得られた逆バイアス電圧VM または走査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、対応する陰極線に接続するように作用する。
【0008】
これにより、陰極線を所定の周期で走査基準電位点(アース電位)に設定しながら所望の陽極線A1 〜An に駆動電源IC1〜IXn を接続することにより、前記各EL素子を選択的に発光させるように作用する。なお、前記駆動電源は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等の理由により、駆動電源としては図1に示すように定電流源を用いるのが一般的である。
【0009】
また、前記陽極線ドライブ回路2および陰極線走査回路3は、図1には示されていないが発光制御回路より指令を受け、発光制御回路に供給される画像データに応じて当該画像データに対応した画像を表示させるように作用する。この場合、陰極線走査回路3は、発光制御回路からの指令により画像データ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、その他の陰極線には逆バイアス電圧VM が印加されるように走査スイッチSY1〜SYmを順次切り換える制御がなされる。なお、図1に示した状態は、第1の陰極線B1 が走査されている状態を示しており、他の陰極線には逆バイアス電圧VM が印加されている。
【0010】
前記逆バイアス電圧VM は、走査選択がなされた陰極線との交点に接続されたドライブされているEL素子の寄生容量を充電すると共に、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EL素子がリーク電流によりクロストーク発光することを防止するように作用する。この逆バイアス電圧VM の電圧値は、発光駆動されるEL素子の順方向電圧Vf に近い値に設定されるのが一般的である。そして、走査スイッチSY1〜SYm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素子を発光可能な状態に設定する。
【0011】
一方、陽極線ドライブ回路2には、前記した発光制御回路より、画像データが示す画素情報に基づいて陽極線に接続されているEL素子のいずれかを、どのタイミングでどの程度の時間にわたって発光させるかについて制御するドライブ制御信号が供給される。前記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SX1〜SXnのいくつかをオン制御し、陽極線A1 〜An を通じて画素情報に応じた該当EL素子に対して駆動電流を供給するように作用する。
【0012】
斯くして、駆動電流の供給されたEL素子は、当該画素情報に応じて発光駆動される。なお、図1に示した状態は、前記したとおり第1の陰極線B1 が走査されている状態であり、かつすべてのドライブスイッチSX1〜SXnがオン状態となされているので、第1の陰極線B1 に対応するEL素子のすべてが発光駆動されることになる。なお、以上説明したパッシブ駆動型表示パネルとその駆動装置については、次に示す例えば特許文献1に開示されている。
【0013】
【特許文献1】
特開平9−232074号公報(段落0002、図13)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した発光表示パネルに使用される発光素子としての有機EL素子は、ダイオード特性を呈する発光エレメントとこれに並列に寄生容量が存在していることは周知のとおりである。したがって、図1に示した表示パネル1についての第1陽極線A1 に対応した前記寄生容量に注目すると、図6(A)に示したような等価回路で表すことができる。
【0015】
すなわち、図6(A)においては図1に基づいてすでに説明した各部に相当する部分を同一符号で示している。また、図6(A)における符号C11,C12,C13,……C1mは、図1に示す第1陽極線A1 に接続された各EL素子E11,E12,E13,……E1mにおける寄生容量を示しており、また、図6(A)においては第1の陰極線B1 が走査状態になされた状態で示している。図6(A)に示されたように、陽極線A1 に定電流源IX1より定電流Ip を流すと、各寄生容量C11,C12,C13,……C1mにはそれぞれ、Ip /m(mは陽極線A1 に接続されたEL素子の数、すなわち寄生容量の数)の電流が流れる。
【0016】
すなわち、第1陰極線B1 が走査されることにより、寄生容量C11を介して定電流源IX1より走査基準電位点(アース)に向かって電流が流れることは勿論のこと、他に非走査状態の陰極線における寄生容量C12,C13,……C1mを介して、逆バイアス電圧の供給源(以下においては、これを逆バイアス電圧VM と同符号で示す場合もある。)にも電流が流れ込む。これは、逆バイアス電圧の供給源は、一般的に供給電源VH の出力電圧を抵抗分割し、エミッタフォロア等のインピーダンス変換手段を介して定電圧を生成するようにしており、したがって、逆バイアス電圧供給源のインピーダンスは非常に低いためである。
【0017】
それ故、点灯駆動しようとする走査状態のEL素子に対して、予め設定された値の駆動電流を正確に供給することができないという問題が発生する。また、非走査状態おけるEL素子の各寄生容量を介して、逆バイアス電圧の供給源側に電流がリークするために、駆動電力の浪費を伴うことになり、特に携帯用機器等に採用する場合においては、電池の寿命を短縮させるなどの問題も発生する。
【0018】
この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、非走査状態おけるEL素子の各寄生容量を介して、逆バイアス電圧の供給源側に電流がリークするのを防止するように構成し、これにより、前記した問題点を改善した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。
【0019】
【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発光表示パネルの駆動装置は、請求項1に記載のとおり、複数のデータ線と複数の走査線との各交点に発光素子が接続され、前記各走査線を走査基準電位点に接続することで、順次走査を実行すると共に、走査基準電位点に接続されない非走査状態の走査線には、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給するように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、前記データ線を介して供給される駆動電流の一部が、非走査状態における発光素子を介して、前記逆バイアス電圧の供給源に流入するのを阻止する逆流防止手段を備え、前記逆流防止手段は、前記逆バイアス電圧の供給源から前記走査線側に向かって電流を供給することが可能なダイオードである点に特徴を有する。
【0020】
【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、その実施の形態を図面に基づいて説明する。図2はその第1の実施の形態を示したものであり、すでに説明した図1に示す各部に相当する部分を同一符号で示している。したがって、個々の説明は省略する。
【0021】
この図2に示す第1の実施の形態においては、陰極線走査回路3と逆バイアス電圧の供給源VM との間に、逆流防止手段としての定電流回路IY0が介在されている。この定電流回路IY0は、逆バイアス電圧の供給源VM から表示パネル1の走査線側に向かって電流を供給する機能を果たす。すなわち、図2に示した構成においては、前記した定電流回路IY0からの電流は、表示パネル1における各陰極線B1 〜Bm に向かって流れ、非走査状態のEL素子に逆バイアス電圧を印加することになる。したがって、発光表示パネル1の陰極線側から見た場合の前記定電流回路IY0は、インピーダンスはきわめて高い。
【0022】
図6(B)は、前記した定電流回路IY0を配置した場合における第1陽極線A1 におけるEL素子の寄生容量に注目した等価回路を示している。すなわち、すでに説明した図6(A)と同様な等価回路で示している。なお、この図6(B)においても、第1の陰極線B1 が走査状態になされた状態で示している。図6(B)に示されたように、陽極線A1 に陽極線ドライブ回路2における定電流源IX1より定電流Ip を流すと、定電流源IX1からの電流Ip は、走査状態にあるEL素子E11による寄生容量C11を介して走査基準電位点(アース)に向かって流れる。
【0023】
一方、前記したとおり、陰極線走査回路3と逆バイアス電圧の供給源VM との間には、定電流回路IY0が介在されており、この定電流回路IY0は発光表示パネル1の陰極線側から見た場合のインピーダンスはきわめて高い。このために、非走査状態の陰極線における寄生容量C12,C13,……C1mを介して、前記定電流Ip の一部が、逆バイアス電圧の供給源VM 側に流れるのは阻止される。換言すれば、定電流源IX1によって設定された定電流Ip のほとんどすべてが走査状態のEL素子に流れることになる。
【0024】
したがって、図2に示した構成によると、点灯駆動しようとする走査状態のEL素子に対して、予め設定された値の駆動電流をほぼ正確に供給することができる。さらに、非走査状態おけるEL素子の各寄生容量を介して、逆バイアス電圧の供給源側に電流がリークするのを阻止することができるので、駆動電力の浪費を伴うなどの問題も解消することができる。
【0025】
次に図3は、この発明にかかる駆動装置の第2の実施の形態を示したものである。なお、図3においては、すでに説明した図1および図2に示す各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって、個々の説明は省略する。この図3に示す第2の実施の形態においては、陰極線走査回路3における各走査スイッチSY1〜SYmと逆バイアス電圧の供給源VM との間に、逆流防止手段としての定電流回路IY1〜IYmがそれぞれ介在されている。
【0026】
この定電流回路IY1〜IYmは、図2に示した例と同様に逆バイアス電圧の供給源VM から表示パネル1の各走査線側に向かってそれぞれ定電流を供給する機能を果たし、非走査状態のEL素子に逆バイアス電圧を印加するように作用する。したがって、前記定電流回路IY1〜IYmは、発光表示パネル1の陰極線側から見た場合のインピーダンスはきわめて高い。
【0027】
それ故、非走査状態の陰極線におけるEL素子の寄生容量を介して、陽極線ドライブ回路2における定電流源IX1〜IXnからの定電流Ip の一部が、逆バイアス電圧の供給源VM 側に流れるのは阻止される。換言すれば、定電流源IX1〜IXnによって設定された各定電流Ip のほとんどすべてが走査状態のEL素子に流れることになる。したがって、この図3に示す実施の形態においても、図2に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0028】
なお、図2および図3に示した各実施の形態においては、前記したとおり定電流源IX1〜IXnによって設定された各定電流Ip のほとんどすべてが走査状態のEL素子に流れることになる。これに加えて、走査状態のEL素子には、逆バイアス電圧の供給源VM から、定電流回路IY0,IY1〜IYmおよび非走査状態のEL素子における寄生容量を介して電流が流れ込み、前記定電流Ip で設定した点灯輝度よりも大きな輝度になる場合がある。
【0029】
例えば図3に示す実施の形態のように、陽極線がn本、陰極線がm本からなり、陽極ドライブ回路2における各定電流源IX1〜IXnによって供給されるそれぞれの定電流をIp とし、定電流回路IY1〜IYmより陰極線側に供給される定電流がそれぞれIk であるとした場合、前記Ik は非走査状態のEL素子における寄生容量を介して、走査状態のEL素子に流れ込む。したがって、前記Ik による輝度変化の影響を避けるには、次の式(1)の関係が満足するようにIp とIk の関係を設定することが望ましい。
【0030】
【数1】
〔Ik ×(m−1)〕/n<<Ip
∴Ik <<Ip ×〔n/(m−1)〕 ……… 式(1)
【0031】
図4は、この発明にかかる駆動装置の第3の実施の形態を示したものである。なお、図4においては、すでに説明した図1〜図3に示す各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって、個々の説明は省略する。この図4に示す第3の実施の形態においては、陰極線走査回路3における各走査スイッチSY1〜SYmと逆バイアス電圧の供給源VM との間に、逆流防止手段としてのダイオードD1 〜Dm がそれぞれ介在されている。
【0032】
すなわち、各ダイオードD1 〜Dm は、そのアノードが逆バイアス電圧の供給源VM 側に接続され、カソードが各走査スイッチSY1〜SYmに接続されている。この構成により、非走査状態の陰極線におけるEL素子の寄生容量を介して、陽極線ドライブ回路2における定電流源IX1〜IXnからの電流Ip の一部が、逆バイアス電圧の供給源VM 側に流れるのが阻止される。
【0033】
換言すれば、定電流源IX1〜IXnによって設定された各定電流Ip のほとんどすべてが走査選択されたEL素子に流れることになる。したがって、この図4に示す実施の形態においても、図2および図3に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図4に示す実施の形態においては各ダイオードD1 〜Dm に対してそれぞれ抵抗体RY1〜RYmが直列に接続されている。
【0034】
なお、図4に示した構成における前記抵抗体RY1〜RYmの各抵抗値については、前記逆バイアス電圧VM とEL素子の順方向電圧Vf との関係で、次のような配慮が必要となる。すなわち図7(A)は、図4に示した構成における定電流源IX1が接続された1本の陽極線に着目し、この陽極線に接続されたEL素子E11に供給される電流を考察した場合の等価回路を示している。
【0035】
図7(A)に示すように、前記EL素子E11には定電流源IX1により電流Ip が流されることについては、すでに説明したとおりである。前記EL素子E11には、これに加えて逆バイアス電圧の供給源VM より各抵抗体RY1〜RYm、各ダイオードD1 〜Dm 、非走査状態のEL素子による寄生容量C11〜C1mをそれぞれ介して電流が流入する。前記した状況から図7(A)に示す等価回路は、図7(B)に示す等価回路に書き改めることができる。
【0036】
すなわち、図7(A)に示す各抵抗体RY1〜RYmは、非走査状態の陰極線に対応した各抵抗体の並列接続であると見なすことができ、各抵抗体の抵抗値をRY とした時、その合成抵抗値は図7(B)に示すように、RY /(m−1)として示すことができる。また、図7(A)に示す各寄生容量C11〜C1mは、それぞれ並列接続であると見なすことができ、各寄生容量の容量値をCとした時、その合成容量値は図7(B)に示すように、(m−1)×Cとして示すことができる。さらに、図7(B)に示すEL素子E11のアノード電圧をVf とし、図7(B)に示すループ▲1▼に着目した場合、図7(B)に示す等価回路は、図7(C)に示す等価回路に書き改めることができる。
【0037】
図7(C)に示す等価回路においては、基準電位点を介して閉ループを構成しており、この閉ループにおける電圧成分をVM0、抵抗成分をRY ′、容量成分をC′とした場合、図7(D)に示す等価回路に書き改めることができる。そして、ダイオードのアノード・カソード間に生成される順方向電圧をVDiとし、これは、ほぼ“0.6”であることから、次の式(2)を導くことができる。
【0038】
【数2】
VM0=VM −Vf −VDi
≒VM −Vf −0.6 ……… 式(2)
【0039】
ここで、前記式(2)から逆バイアス電圧VM とEL素子の順方向電圧Vf との関係が、VM −0.6<Vf である場合には、逆バイアス電圧源からEL素子に向かって過剰な電流が流れることはない。したがって抵抗体RY 、すなわち図4に示す抵抗体RY1〜RYmの値は任意に選択することで問題は発生しない。一方、VM −0.6≧Vf の場合には、逆バイアス電圧源からEL素子に向かって過剰な電流が流れる可能性が生ずる。
【0040】
この場合においては、図4に示す抵抗体RY1〜RYmの値を次のように配慮することが望まれる。すなわち、VM −0.6≧Vf の状態において、逆バイアス電圧源から陰極線側に流れ出るピーク電流値をIKpeak とした時、IKpeak =VM0/RY ′として示すことができ、IKpeak の1/n(nは陽極線の数)が、走査選択されたEL素子に対して前記電流Ip に加えて流れることになる。そこで次の式(3)に示す展開をすることができる。
【0041】
【数3】
IKpeak /n<<Ip
(VM0/RY ′)×(1/n)<<Ip
(VM0/RY )×〔(m−1)/n〕<<Ip
∴(VM0/Ip )×〔(m−1)/n〕<<RY ……… 式(3)
【0042】
以上のように、VM −0.6≧Vf の条件下においては、図4に示す各抵抗体RY1〜RYmの値は、式(3)に示す条件を十分に満足するように設定することが肝要である。なお、図4に示す実施の形態においては、逆流防止手段としてダイオードD1 〜Dm が用いられているが、このダイオードに代えて有機EL素子を利用することができる。このように、ダイオードに代えて有機EL素子を用いる場合には、発光表示パネル1へ発光画素を構成する有機EL素子E11〜Enmを成膜させると同時に、逆流防止手段として機能させる有機EL素子を成膜させることができる。
【0043】
以上説明した図4に示す実施の形態においても、ダイオードD1 〜Dm またはこれに代わる有機EL素子を逆流防止手段として利用するようにしているので、陽極線ドライブ回路2における定電流源IX1〜IXnからの電流Ip の一部が、逆バイアス電圧の供給源VM 側に流れるのを効果的に阻止することができる。したがって、この図4に示す実施の形態においても、図2および図3に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0044】
図5は、この発明にかかる駆動装置の第4の実施の形態を示したものである。なお、図5においては、すでに説明した図1〜図4に示す各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって、個々の説明は省略する。この図4に示す第4の実施の形態においては、特に図3に示す実施の形態を基本構成としている。そして、定電流源IX1〜IXnを駆動させる供給電源VH を、そのまま抵抗体RY0により分圧することで、逆バイアス電圧VM を得るようにしている。
【0045】
したがって、この図5に示す実施の形態においても、図2〜図4に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができ、加えて、図4に示した実施の形態に比較して逆バイアス電圧VM を得る電圧源の構成を簡素化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のパッシブ駆動型表示パネルとその駆動装置の例を示した結線図である。
【図2】この発明にかかる駆動装置における第1の実施の形態を示した結線図である。
【図3】同じく第2の実施の形態を示した結線図である。
【図4】同じく第3の実施の形態を示した結線図である。
【図5】同じく第4の実施の形態を示した結線図である。
【図6】図1および図2に示す表示パネルにおけるEL素子の寄生容量に注目した等価回路図である。
【図7】図4に示す構成における抵抗体の好ましい値を考察するための等価回路図である。
【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
A1 〜An 陽極線(データ線)
B1 〜Bm 陰極線(走査線)
D1 〜Dm ダイオード(逆流防止手段)
E11〜Enm 有機EL素子(発光素子)
IX1〜IXn 駆動電源(定電流源)
IY0,IY1〜IYm 定電流回路(逆流防止手段)
RY0,RY1〜RYm 抵抗体
SX1〜SXn ドライブスイッチ
SY1〜SYm 走査スイッチ
VH 供給電源
VM 逆バイアス電圧(供給源)
Claims (3)
- 複数のデータ線と複数の走査線との各交点に発光素子が接続され、前記各走査線を走査基準電位点に接続することで、順次走査を実行すると共に、走査基準電位点に接続されない非走査状態の走査線には、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給するように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、
前記データ線を介して供給される駆動電流の一部が、非走査状態における発光素子を介して、前記逆バイアス電圧の供給源に流入するのを阻止する逆流防止手段を備え、
前記逆流防止手段は、前記逆バイアス電圧の供給源から前記走査線側に向かって電流を供給することが可能なダイオードであることを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。 - 前記ダイオードに対して直列に抵抗体が介在された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。
- 前記発光素子が、有機化合物を発光層に用いた有機EL素子により構成され、前記ダイオードが同じく有機EL素子により構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光表示パネルの駆動装置。
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