JP4400694B2 - 画像表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を発光させるための駆動方法、およびそれを使用した画像表示装置に関するものであり、特に有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などに有効なものである。

薄膜表示装置は走査線とデータ線をマトリックス上に形成しその交点に発光素子（画素）を形成することで表示装置を実現するものであり、各画素に個別にスイッチを形成するアクティブ型とスイッチを設けず線順次駆動するパッシブ型駆動方式がある。以下は線順次駆動装置においての説明である。発光装置の駆動方法において、線順次駆動の場合、次走査線が選択される前に全走査線をある所定電圧に設定することにより、発光素子に蓄積された電荷を放電する機能を有するリセット動作を行うことが知られている（特許文献１を参照）。この駆動方法では発光素子が容量性の場合には以下の効果あることが解っている。

つまり、リセット動作を行わない場合には選択されていない素子に蓄積された電荷は逆方向に電荷が蓄積されており、走査線が選択された場合には、逆方向に蓄積された電荷を放電した後、順方向に電流が流れる動作が必ず発生する。又、走査線に蓄積された電荷は走査線に接続された素子数で決定されており、全ての電荷が放電されない限り順方向に電流は流れることはない。従って、データ線にデータが入力された素子は発光開始時間が遅れてしまうことになってしまう。つまり、選択された素子は立ち上りが遅くなり高速動作が実現できないという問題があった。そこで、走査線を選択する前に全走査線を一旦データ線電位と同一電位に設定することにより蓄積された電荷を放電させることで、走査線が選択された場合の素子の立ち上り時間を短縮できるようにしたリセット動作が提案されていた。これにより、容量性発光素子では高速動作が実現できるようになった。しかしながら、容量性発光素子ではリセット動作を行った後では全素子の蓄積電荷がなくなることにより、以下の問題が発生する。

つまり、ある走査線が選択された場合、データ線が選択された素子ではデータ線が選択された数に応じて、発光素子にかかる電圧がオーバーシュート、アンダーシュートする場合がある。これは以下のように説明される。オーバーシュート現象はデータ線（陽極）がデータ入力電位や定電流回路に接続されかつ走査線（陰極）が非選択線に接続され、それらの素子が逆方向に充電されることにより発生した電流が、走査線が選択された素子に流れ込むことにより発生する現象である。アンダーシュート現象は、データ線（陽極）がデータ入力電位や定電流回路に接続されかつ走査線（陰極）が非選択線に接続され、それらの素子が順方向に充電されることにより、走査線が選択された素子に流れ込む電流が減少することにより発生する現象である。これらの現象は選択されたデータ線数に依存し、表示回路のインピーダンスによって決定されるものである。

そこで、走査線を選択した際にデータ線にデータを入力する前にデータ線電位（陽極）をある所定電圧に一旦設定するプリチャージ動作が知られている（特許文献２を参照）。これにより、データ線が接続された走査線が非選択の素子はある程度逆方向に電荷が充電されかつ選択線の素子には順方向に電荷が充電されているので、発光素子のアンダーシュートを抑制することが可能となった。又、リセット後にデータ線にデータを入力する時間を所定時間空けた後、データ線にデータを入力するプリセット動作も知られており、この動作においてはリセット後のプリセット時間を規定することで、素子のオーバーシュート、アンダーシュートを同時にある水準以下に制御できることが解っている。これもプリチャージと同様に逆方向の充電を行うことにより実現可能となったものである。

特開平９−２３２０７４号公報 特開平１１−４５０７１号公報

上記に記載の通り、リセット動作を行なったり、リセット後にデータ線にデータ入力するまである設定時間を設けた後にデータを入力するプリセット動作も周知であり、プリセット動作を行うことで発光素子に掛かる電圧のオーバーシュート、アンダーシュートを抑制することが可能となる。しかしながら、表示装置が大きくなり、表示面積が大きくなるとリセット、プリセット動作時における充放電量が大きくなり、電源に突入する電流が増大する。例えば、２５６×６４ドットマトリックス表示装置では動作電圧１５Ｖにおいて、発光素子の容量が１８ｐＦの場合には最大蓄積電荷は２５６×６４×１８×１０^−１２×１５＝４．４×１０^−６（クーロン）であり、十分な階調を実現する為にこの電荷をリセット期間に放電するにはフレーム周波数１５０Ｈｚ、４階調の場合には、リセット時間は４階調の１／１０時間必要とすると、リセット時間は１／（１５０×６４×３×１０）＝３．５×１０^−６（Ｓｅｃ）である。よって、リセット期間に流れる電流は４．４×１０^−６／３．５×１０^−６＝１．３（Ａ）であり、一般に使用されるＩＣでは電流量が多すぎて大型ＩＣを使用する必要がある。これは装置の重量、サイズを大きくし不経済である。

そこで、本発明は画像品位の低下を招かず、コスト上昇を抑えた画像表示装置の駆動方法、画像表示装置を実現するものである。又、十分な階調を得る為に走査線のドライバ（選択ドライバ）のオフ時の電流を十分確保することで、表示品位を確保することも合わせて目的とするものである。

上述の問題を解決するために本願は以下に記す実施の形態を取る。
請求項１に記載の発光素子の駆動方法は、走査線とデータ線をマトリックス上に形成し、前記走査線と前記データ線の交点に発光素子を形成することにより発光機能を実現する発光素子の駆動方法において、前記走査線を順次駆動し、前記データ線にデータを入力することにより画像表示を実現する際に、前記走査線が次の走査線に選択され、切り替わる際に全走査線、全データ線を所定電圧に設定するリセット動作を行う一方、非選択とする前記走査線を少なくとも２以上の走査線群に分割し、前記データ線にデータを入力する前に、前記走査線群をそれぞれ時間をずらして非選択線電位に接続すると共に、前記全データ線を前記走査線の非選択線電位より低い一定電位に接続するプリセット動作を行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発光素子の駆動方法は、請求項１に記載の駆動方法であって、前記全データ線を一定電位に接続する際の当該一定電位をＧｎｄ（グランド）電位とすることを特徴とする。

請求項３に記載の発光素子の駆動方法は、請求項１又は２に記載の駆動方法であって、全非選択走査線をプリセットする前にフローティング電位とすることを特徴とする。

請求項４に記載の発光素子の駆動方法は、請求項１又は２に記載の駆動方法であって、前記プリセット動作を行った後、データを入力する前記データ線を一定の電流を流す定電流源に接続することにより、当該データ線及び選択された前記走査線の交点に形成した発光素子を発光させることを特徴とする。

請求項５に記載の画像表示装置は、マトリックス上に形成された走査線及びデータ線と、前記走査線と前記データ線との交点に形成され、発光機能を実現する発光素子と、前記走査線を駆動する走査電極駆動部と、前記データ線を駆動するデータ電極駆動部と、前記走査電極駆動部を介して、前記走査線を順次駆動し、前記データ電極駆動部を介して、前記データ線にデータを入力することにより画像表示を実現する表示制御部と、を有し、前記表示制御部は、前記走査線が次の走査線に選択され、切り替わる際に全走査線、全データ線を所定電圧に設定するリセット動作を行う画像表示装置において、前記表示制御部は、前記リセット動作を行った後、非選択とする前記走査線を少なくとも２以上の走査線群に分割し、前記データ線にデータを入力する前に、前記走査電極駆動部を介して、前記走査線群をそれぞれ時間をずらして、非選択線電位に接続すると共に、前記データ電極駆動部を介して、全データ線を前記走査線の非選択線電位より低い一定電位に接続するプリセット動作をさらに行うことを特徴とする。

請求項６に記載の画像表示装置は、請求項５に記載の画像表示装置であって、前記全データ線を一定電位に接続する際の当該一定電位がＧｎｄ（グランド）電位であることを特徴とする。

請求項７に記載の画像表示装置は、請求項５又は６に記載の画像表示装置であって、前記表示制御部は、前記プリセット動作を行った後、前記データ線を一定の電流を流す定電流源に接続することにより、当該データ線及び選択された前記走査線の交点に形成した発光素子を発光させることを特徴とする。

請求項８に記載の画像表示装置は、請求項５乃至７のいずれかに記載の画像表示装置であって、発光素子が薄膜素子によって形成されたことを特徴とする。

請求項９に記載の画像表示装置は、請求項５乃至７のいずれかに記載の画像表示装置であって、発光素子が有機ＥＬ素子によって形成されたことを特徴とする。

以上のような構成をとることで、リセット、プリセット動作時における瞬間消費電流量を１回のリセット、プリセット動作時に消費する電流の半分以下に抑制することが可能となるものである。又、データ線が移行する場合にも瞬間消費電流量を半分以下に抑制することが可能となるものである。
これにより、電源に負荷を掛けずに画像表示装置が実現できるものとなる。

又、選択ドライバの能力を規定することにより、高品位を確保した画像表示が実現できるものである。例えば、全走査線を複数の走査線群に分割し、同時にリセット、プリセットを行わないようにすれば、リセット、プリセット動作時に瞬間的に電源に突入する電流を抑制することが可能となる。これを実現するためには実際の走査線群は電源の最大定格消費電力以下になるような走査線数を選択すればよく、このように走査線数を選択し、同時間にリセット、プリセット動作を行わなければ、電源に過大な負荷をかけることはなく、電源の容量が小さくても画像表示装置が実現できるものである。

具体的な走査線群は偶数、奇数線の集合あるいは、線順次駆動の場合は連続した走査線の集合あるいは等間隔に離間した集合であればよい。又、リセット、プリセット動作時にはそれぞれの走査線群は同時に動作することはない。そして、全データ線にデータが入力されない場合に蓄積された電荷消費量つまり、Ｗ＝（Ｍ−１）ＮＣＶｏ^２／２が最大定格容量を越えた場合において、最大定格以下になるように選択画素数を決定するように走査線数群を選択し、同時間にリセット動作を行うものである。（Ｖｏ：走査線非選択電位、Ｖｄ：データ線選択電位）又、プリセットの場合は（Ｍ−１）ＮＣＶｏ^２／２が最大消費電力になるので、この場合もリセットと同様である。データ線の移行に関してはＭＮＣＶｄ^２／２最大消費電力になり、Ｖｏ、Ｖｄが同程度であればリセット動作と同様に問題となる。

以上に記載したように本発明によれば、画像品位の低下を招くことなく、信頼性を確保し、電源に過大な負荷をかけることがない有機ＥＬ画像表示装置を実現するものである。
本発明は、リセット動作、プリセット動作における瞬間消費電流を抑制するものであり、リセット、プリセット動作を多段階に分割して行うものである。又、データ線へのデータ入力を多段階に行うことで、瞬間消費電流を抑制することも実現するものである。又、走査線に接続された選択ドライバの抵抗、オン電流を規定することで、表示品位を確保した、静止画や動画再生を実現するものである。

有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された１素子のみ発光した場合の概念回路図である。 有機ＥＬ素子表示装置が発光後に全走査線、全データ線を同時にリセット動作をした場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が発光後に走査線を偶数線群と奇数線群に分割し、時間をずらしてリセット動作をした場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が発光後に走査線を連続した走査群に分割し、時間をずらしてリセット動作をした場合の概念回路図である。 有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された全素子が発光した場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置がリセット動作後に連続した走査群に分割し、時間をずらしてプリセット動作をした場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置がリセット動作後に走査線を偶数線群と奇数線群に分割し時間をずらしてプリセット動作をした場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された１素子のみ発光していた場合に発光後に選択されていた走査線以外の全走査線をフロート電位に接続した場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された全素子が発光していた場合に発光後に選択されていた走査線以外の全走査線をフロート電位に接続した場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された１素子のみ発光していた場合に発光後に選択されていた走査線以外の全走査線をフロート電位に接続した後に偶数線群と奇数線群に分割し時間をずらしてリセット動作をした場合の概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が１走査線に接続された全素子が発光していた場合に発光後に選択されていた走査線以外の全走査線をフロート電位に接続した後に偶数線群と奇数線群に分割し時間をずらしてリセット動作をした場合の概念回路図である。 有機ＥＬ表示装置がリセット動作をした場合の電位を示す概念回路図である。 有機ＥＬ表示装置に階調表現を実現させるデータが入力された場合の最大階調が入力された素子の陽極電位（データ線電位）と非選択走査線の陰極電位（走査線電位）を示す図である。 有機ＥＬ表示装置に使用される走査線ドライバの電流−電圧特性を示す図である。 有機ＥＬ表示装置に階調表現を実現させるデータが入力された場合の最大階調が入力された素子の陽極電位（データ線電位）と非選択走査線の陰極電位（走査線電位）を示す図であり輝度低下が認識されない場合である。 有機ＥＬ表示装置に階調表現を実現させるデータが入力された場合の最大階調が入力された素子の陽極電位（データ線電位）と非選択走査線の陰極電位（走査線電位）を示す図であり輝度低下が認識される場合である。 有機ＥＬ表示装置に階調表現を実現させるデータが入力された場合に全データ線がデータ線電位に接続された状態から１データ線以外がＧｎｄに接続された場合のデータ線電位に接続された非選択素子の放電状態を示す概念回路図である。 有機ＥＬ表示装置に階調表現を実現させるデータが入力された場合に全データ線がデータ線電位に接続された状態から１データ線以外がＧｎｄに接続された場合のデータ線電位に接続された非選択素子の充電状態を示す概念回路図である。 有機ＥＬ表示装置の回路構成概念図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置がデータ線を偶数線群と奇数線群に分割し時間をずらしてデータ入力動作をした場合の第１ステップを示す概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置がデータ線を偶数線群と奇数線群に分割し時間をずらしてデータ入力動作をした場合の第２ステップを示す概念回路図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置がデータ線を分割し時間をずらしてデータ入力動作をした場合の素子の陽極電位（データ線電位）と非選択走査線の陰極電位（走査線電位）を示す概念回路図である。 有機ＥＬ表示装置のパネル構成概念図である。 有機ＥＬ表示装置の回路ブロック構成概念図である。 本発明による有機ＥＬ素子表示装置が走査線とデータ線を分割して、時間をずらしてリセット、プリセット、データ入力を行った場合の素子の充放電動作を示した概念図である。

通常有機ＥＬ素子から構成される画像表示装置では、データ線に入力する為のデータドライバは定電流回路を使用することが出来る。定電流源は、外部から供給される電源電圧をレギュレートして定電流出力している。このようにレギュレータを用いることで、装置を低コストで作製することができ、経済的である。定電流用レギュレータとしては定電流素子やＦＥＴ、トランジスタを組み合わせた定電流回路等を挙げることができる。代表的な例としては、カレントミラー回路で実現できる。

本発明の表示装置は、例えば図２４に示すように、ディスプレイに表示するデータや、表示に関するデータを与える主制御部１０４を有し、この主制御部１０４から与えられる表示データに応じて有機ＥＬディスプレイの走査電極、データ電極を駆動する信号である走査電極駆動信号、データ電極駆動信号を送出する表示制御部１０５を有する。さらに、この表示制御部１０５と接続され、主制御部１０４等から与えられる表示データをマトリクスデータ、ビットマップデータ等に展開するためにデータや、あらかじめ決められた表示内容のデータ等を格納する表示データ記憶部１０６と、表示制御部１０５からの走査電極駆動信号、データ電極駆動信号により、有機ＥＬパネル（有機ＥＬディスプレイ本体）１０１の走査電極、データ電極を駆動する走査電極駆動部１０２と、データ電極駆動部１０３とを有する。

主制御部１０４は、有機ＥＬ表示器１０１に表示させる表示データを与えたり、表示データ記憶部１０６に記憶されている表示データを指定したり、表示に必要なタイミングや制御データを与えたりする。この主制御部１０４は、通常、汎用のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）と、このＭＰＵと接続されている記憶媒体（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）上の制御アルゴリズム等により構成することができる。主制御部１０４は、ＣＩＳＣ、ＲＩＳＣ、ＤＳＰ等プロセッサの態様を問わず使用可能であり、その他ＡＳＩＣ等論理回路の組合せなどにより構成しても良い。また、この例では主制御部１０４を独立に設けているが、表示制御部１０５や、ディスプレイが備え付けられる装置の制御手段等と一体としてもよい。 表示制御部１０５は、主制御部１０４等から与えられる表示データ等を解析し、必要により表示データ記憶部１０６に格納されているデータを検索して、その表示データを有機ＥＬディスプレイ上の所定の位置に表示させるためのマトリクスデータに変換する。すなわち、表示する画像（イメージまたはキャラクタ）データが、各マトリクスの交点で与えられる有機ＥＬ素子の画素単位のドットデータとした場合、そのドット座標を与える走査電極とデータ電極を駆動するような信号を発生する。また、上記のような各フレーム単位での駆動や、走査電極とデータ電極の駆動比（デューティ）制御等も行なう。

表示制御部１０５は、例えば、所定の演算機能を有するプロセッサや複合論理回路、前記プロセッサ等が外部の主制御手段等とのデータの授受を行なうためのバッファ、制御回路へのタイミング信号、表示タイミング信号や外部記憶手段等への読み出し、書き込みタイミング信号等を与えるタイミング信号発生回路（発振回路）、外部の記憶手段から表示データ等の授受を行なう記憶素子制御回路、外部の記憶素子から読み出したり、外部から与えられ、あるいはこれを加工することにより得られた表示データを駆動信号として送出する駆動信号送出回路、外部から与えられる表示機能や表示させるディスプレイ等に関するデータ、制御コマンド等を格納する各種レジスタ等により構成することができる。表示データ記憶部１０６は、外部から与えられた画像データを、ディスプレイ上にマトリクスデータとして展開するためのデータ（変換テーブル）や、所定のキャラクターデータやイメージデータをそのままマトリクスデータに展開したデータ等が格納され、それぞれ必要に応じて格納位置（アドレス）を指定することにより読み出し（書き込み）が可能なようになっている。このような、表示データ記憶手段としてはＲＡＭ（ＶＲＡＭ）、ＲＯＭ等の半導体記憶素子を好ましく挙げることができるが、これに限定されるものではなく、光や磁気を応用した記憶媒体（ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＨＤ等）を用いてもよい。

走査電極駆動部１０２およびデータ電極駆動部１０３は表示制御部１０５から与えられた走査電極駆動信号、データ電極駆動信号に応じて走査電極、データ電極を駆動する。有機ＥＬ表示器を構成する有機ＥＬ素子は電流駆動により発光する発光素子である。よって、データ電極の選択時供給電源としては、データ側が通常、０．００１〜１ｍＡ、走査側が通常０．００１〜３００ｍＡ程度である。
より具体的には、必要な電流容量を有する電圧−電流変換素子、あるいは増幅素子（電力増幅）等のスイッチング素子を用いて、所定位置の走査電極、データ電極を駆動する。このような駆動回路の構成として、プッシュプル回路等が挙げられる。電圧−電流変換素子、あるいは増幅素子等のスイッチング素子としては、リレー等の有接点デバイスを用いることも考えられるが、動作の高速性、信頼性を考慮すると、トランジスタ、ＦＥＴおよびこれらと同等の機能を有する半導体素子が好ましい。また、これらはＩＣ等の集積回路となってもよい。これら半導体素子は、選択電源側または非選択電源側のいずれかに走査電極、データ電極を接続する。ここで、選択電源側、非選択電源側とは直接電圧源や電流源、接地ラインに接続する場合の他、電流制限抵抗、保護用デバイス、レギュレータ等の素子を介して接続する場合も含まれる。

有機ＥＬパネル１０１は、複数の走査電極と、データ電極とが交差するように配置され、これら２つの任意の電極間に与えられる駆動信号により、特定の画素（有機ＥＬ素子）が発光するようになっている。マトリクス部の走査電極数、データ電極数は、そのディスプレイの大きさや精細度により適宜決められるが、通常、走査電極数が１〜７６８本、データ電極数が１〜３０７２本程度である。上記回路は有機ＥＬパネル（有機ＥＬディスプレイ本体）を駆動するための回路構成の一例にすぎず、同等な機能を有するものであれば他の回路構成をとることも可能である。また、ディスプレイ制御手段、走査電極駆動手段およびデータ電極駆動手段等と明確に分割せずにこれらが渾然一体となった構成であってもよい。なお、これらの回路装置は、通常、１種または２種以上のＩＣおよびその周辺部品として構成されている。

本発明の装置により駆動されるディスプレイとして、例えば、電子レンジ、電気炊飯器、エアコン、ビデオ、オーディオ装置等の家電製品の表示器、自動車、二輪車の速度計、回転計、ナビゲーションシステム、オーディオパネル等の各種表示器、各種航空機、管制施設等に用いられる各種計器等の好適に使用される。

第１の発明の詳細：薄膜表示装置、特に有機ＥＬ素子を使用した容量性の発光素子を使用した画像表示装置において、マトリックス駆動させる場合、表示品位の確保、素子の信頼性の確保を目的として、素子に蓄積された電荷を一旦放電するリセット動作を行うことが知られている。今、選択線に１データのみが入力されている場合と全データ線にデータが入力されている場合について考えてみる。この時、非選択線の陰極はＶｏ電位に設定されており、選択線の陰極はＧｎｄに接続されている（図１）。そして、データ線にデータが入力されていない陽極はＧｎｄに、データが入力されている陽極はＶｄに接続されている。

今、１データのみ入力されている状態からリセット動作を行う場合について考えてみる。全ての電極がＧｎｄに接続された状態になり（図２）、蓄積電荷が放電されることになる。この時、放電される電荷はＭ×Ｎのドットマトリックスで形成されているとすると、（（Ｍ−１）（Ｎ−１）Ｖｏ＋Ｖｄ＋（Ｍ−１）（Ｖｏ−Ｖｄ））Ｃの電荷が放電されることになる。この電荷がスイッチトランジスタを介してＧｎｄに流れ込み電源に負荷を掛けることになる。そこで、図３、図４に示したように、例えば、２ライン毎の選択線群を形成し、非選択線を２回に分けてリセット動作を行わせると１回目のリセットでは、（（（Ｍ−２）ＮＶｏ／２）＋Ｖｄ）Ｃの電荷が放電されることになり、実質放電量を半分に抑えることが可能となる。そして、残りの非選択線を時間をずらして放電させれば電源に負荷を掛けることなく全電荷を放電させることができるものである。この時、Ｇｎｄ線に流れ込む電流量は１回のリセット動作の実質半分になり、２回のリセット動作での全電荷放電時間はおおよそ倍になるものである。又、この時放電に要する時間は１６階調までは特に問題なく実現できるように設定できるものである。又、全データ線にデータが入力されている場合については、（（Ｍ−１）Ｎ（Ｖｏ−Ｖｄ）＋ＮＶｄ）Ｃの電荷が充放電されることになる（図５）。この場合は一旦、（Ｍ−２）ＮＶｄＣ／２分の余計な充電が行われるが充放電に要する電荷量は全走査線を同時にリセットする最大消費電力の半分であるから電源に負荷を掛けることはない。そして、残りの選択線をリセット動作する場合はＭＮＶｏＣ／２の電荷が放電されることになる。よって、データ線に入力されるデータ数によらず電源に負荷を掛けることがないリセット動作を行うことが可能となるものである。

次に、一旦全電極をＧｎｄ接続させてリセット動作を行った以降、プリセット動作を行う場合について考えてみる。この場合、（Ｍ−１）ＮＶｏＣ／２の電荷が蓄積されることになり、非選択線をプリセットするのに要する電荷（Ｍ−１）ＮＶｏＣの実質半分となる。（図６、図７）よって、電源に負荷を掛けることなくプリセット動作が可能となるものである。

又、選択線群は請求項に示したように偶数線、奇数線（図７）であってもよく、リセット、プリセット分割数は設計に応じて適宜選択されるものである。

今、データドライバが空走期間（データが入力された最大パルス幅からデータが０になった状態で次走査線が開始されるまでの時間）がない場合は上述したとおりの動作が起きることがわかる。
しかしながら、空走時間がない場合にはリセット動作時に余計な消費電力が発生することもわかっている。そこで、このようなデータドライバを使用した場合にはリセット時に一旦全選択線をフロート電位に設定し（図８、図９）その状態から選択線群を選択してリセット動作を行うことが消費電力を抑えたリセット動作が可能となるものである。尚、図８は１線のみデータが入力された場合であり、図９は全線にデータが入力された場合である。ここで、全ＥＬ素子に蓄積された最大電荷と最小電荷はおおよそ以下のように示される。最大電荷（全消灯）：ＭＮＶｏＣ、最小電荷（全点灯）：ＭＮ（Ｖｏ−Ｖｄ）Ｃである。フロート電位にしてからリセット動作を行うならば、前述した無駄な充放電は発生することはない（図１０、図１１）。よって、最大電荷が十分階調制御を行われるほど短い時間間にリセット動作を行うのに要する電流供給能力を持つ選択ドライバを使用して時間をおいてリセット動作を行えば画像品位の低下を抑えた画像表示が可能となるものである。

又、データドライバが十分な空走時間を持っているならば、フロート電位にしてもしなくても良くデータ線に接続されるＥＬ素子の陽極は全てＧｎｄ接続となり、最大電荷：ＭＮＶｏＣ、最小電荷：ＭＮ（Ｖｏ−Ｖｄ）Ｃである。よって、時間をずらしたリセット動作が有効である。

ここで、実際の設計について考えてみる。通常パッシブマトリックス駆動の場合、選択ドライバとデータドライバとコントローラによって形成された駆動回路を使用するのが一般的である。一般にこれらのドライバはＩＣによって形成されており、ＩＣに流せる電流値はＩＣに使用するトランジスタの大きさで決定されるものである。従って、従来技術に記載のリセット動作ではパネルサイズが大きくなったり、容量成分が大きくなるとリセット、プリセット動作時の充放電電荷量が多くなり、大容量のＩＣが必要になってしまう。そこで、ＩＣを大型化することなく表示品位を確保した駆動方法が必要になり、上記に記載のリセット、プリセット方法が採用されるものである。又、階調を実現するにはある時間以内に蓄積された電荷の放電および素子への逆方向の充電、順方向の充電を完了させる必要があり、それらを実現するにはＩＣに流せる電流量を多くする必要がある。しかしながら、ＩＣの大型化には限界があり、コスト上昇の問題も生じる。よって、上記記載の駆動方法を採用し、ある時間以内に充放電を完了させるために、ＩＣの大型化を避けることを目的とするものである。

第２の発明の詳細：データドライバ、選択ドライバを使用する場合において、選択ドライバの非選択電位にされた場合に十分な電流供給が可能なドライバを実現するものであり、具体的には非選択線が有機ＥＬ選択線に接続されるＩＣの抵抗分をなるべく低い値にする、あるいはＰ型トランジスタのオン電流を増大させるといったことが考えられる。では具体的な動作について述べる。本説明においては、Ｇｎｄ線の抵抗は選択ドライバがオフ（Ｖｏ電位）の抵抗より十分低いものとする。

今、Ｄ２．Ｄ３がオフ（Ｇｎｄ）になった瞬間を考える（図１２）。この時、Ｃ１．２、Ｃ１．３の陰極はＶｏ−Ｖｄになり、陽極はＣ１．２、Ｃ１．３電位差を保持したままの状態でＧｎｄ電位になる。これは図１３より、明らかである。この時間以降以下の現象が起きる。まず、非選択線に接続されたデータ線電位が０（オフ）の素子は非選択線からの充電が行われる。これは非選択線かつデータオフに掛かる素子の陰極がＶｏ−Ｖｄ電位からＶｏ電位に移行することに相当する。従って、この充電に要する時間は非選択ドライバの抵抗をαとすると、９５％以上の充電が完了するには以下の式で示される。
Ｔｃ＝（（（−Ｌｎ（１−０．９５））−（Ｌｎ（１−０．３９）））αＣ（Ｓｅｃ）となる。

又、非選択線かつデータオンに掛かる素子では以下のような現象が起きる。この素子の陽極は０〜Ｖｄに、陰極はＶｏ−ＶｄからＶｏに遷移するように充放電が起きる。これは図１３より明らかである。
ここで、陽極が定電流源である場合について考える。ではＣ１．１、Ｃ２．１についての挙動を考えてみる。Ｖｄは定電流源であるから、まずデータ線オンから全ての素子にほぼ均等に電流が流れる。これは、図１３より明らかなように選択ドライバとデータドライバの電位差はＶｏ−Ｖｄから減少していることからも明らかである。つまり、ある時間まではデータ線に接続された素子は順方向の充電が行われる。そして、同時にデータオフに掛かる非選択線にかかる陰極もＶｏ−ＶｄからＶｏまで上昇していき、この素子にかかる電圧は決してＥＬ素子の順方向電圧にはならない、つまり、負符号を保ったまま、その絶対値が小さくなるような放電がおきるものである（図１７）。そして、ある時間が経過した後（選択ドライバとデータドライバの電位差が最小になった時間以降）、非選択線かつデータオフのＥＬ素子は逆方向の充電が開始される。よって、この時間以降は選択線かつデータオンのＥＬ素子（Ｄ１）はＣ１．１〜Ｃ６３．１素子が十分逆方向に充電される時間の間はみかけ上電流が上昇したように電圧が上昇する（図１８）。この時間は選択ドライバの電圧が上昇する時間に依存するものである。そして、最終的には、選択ドライバがＶｏに達し、データドライバは多少のオーバーシュート時間を経過して、定常時状態になるものである（図１３）。図から明らかなようにこの一連の状態は選択ドライバの電位に依存し、データドライバの電位が決定されるものである（選択ドライバが充電する必要のあるＥＬ素子数に依存する）から、αの値を小さく選定することが重要である。（定電流源が十分な電流供給能力がある場合は非選択線に接続されたデータオフＥＬ素子の充電時間に律速される。）又、αは電圧依存の抵抗分であるため、実際のＴｃはより長くなる傾向にあることも図１３から明らかである。更にこの場合、データ線は一度オーバーシュートするので、そのオーバーシュート分を補正するに逆方向への充電が行われる必要がある。ここに要する時間はＣ１．１〜Ｃ６３．１で放電された電荷分に相当する電荷を充電するのであるから、その全電荷をＱとすると以下の式で示される。Ｉ：Ｄ１に流れる電流、時間Ｔ＝Ｑ／Ｉ（Ｓｅｃ）となる。

又、選択ドライバは一般的に高電圧領域ではその抵抗が高く、定電流源に近い動作を行う。よって、データ線オフになった瞬間には選択ドライバと選択線間はＶｏ−（Ｖｏ−Ｖｄ）＝Ｖｄ電位になり、そこから０電位に移行するように動作する。この場合、低電圧域では抵抗として動作する（図１４）。よって、データ線がオフになった瞬間からある時間までは、選択ドライバはＣＲ積で決定される時間に十分な電流が供給されない場合には定電流として動作を行い、ある時間以降、抵抗として動作を行いＣＲ積で決定される時間までの充電を行うものである。

つまり、選択線の電位は選択ドライバの供給能力に律速され、定電流領域（Ｑ／Ｉで決定される時間）＋抵抗領域（ＣＲ積で決定される時間）の時間和で決定されるものである。又、データ線の電位は充放電量に依存し、最初は放電が起き、ある時間以降充電が行われる。そして、充電電荷と放電電荷は等しくなるように動作するものである。ここで、データ線は初期の放電時間に対して充電時間がとれずにリセット動作を行うと人間には暗くなったと認識されるものである（図１６）。無論、データドライバ、選択ドライバの能力が十分な場合はデータ線の充放電時間は短くなり、暗くなったとは認識されないと考えられる（図１５）。この対策としてはフレームレートを低下させる、選択ドライバの電流供給能力を上げる、（Ｐ型トランジスタのオン電流を上げる。最終段抵抗を下げる）といった対策が考えられる。しかし、フレームレートを低くさせることは階調を十分に得て動画や静止画を再生するには十分とは言えない。よって、選択ドライバの能力を上げることが重要と考えられる。

又、データ線に入力されたデータによる最大充放電量は１画素のみが発光して残りが消灯になる場合であるときである。この時、最小パルス幅時間以上の時間で充放電が完了することは設計上さけなくてはならない。できれば１／３最小パルス幅時間、望ましくは１／１０最小パルス幅時間に充放電が完了すればよい。

しかしながら、このような選択ドライバを使用した場合に、例えば、抵抗を十分さげた場合にはリセット、プリセット動作あるいはデータ線のデータが変化した場合に大電流が流れる可能性がある。データ線が移行した場合（全点灯から全消灯に移行）の最大供給電荷量はＭ×Ｎドットの場合、ＭＮＶｄＣの電荷が供給される。プリセット動作時にはＭＮＶｏＣの電荷が供給されることになる。一般にＶｏ＞Ｖｄであり、データ線の移行に際し、Ｖｄが十分低ければ大きな問題にはならないが、プリセット時においては問題となることがわかっている。

そこで、第１の発明のようにプリセット時間をずらして選択線群を指定してプリセットを行うことでこの問題を解決するに至った。又、リセット動作においてもドライバの最終段抵抗が低い場合、最大ＭＮＶｏＣの電荷がリセット動作により、短時間に放電される必要がありＧｎｄ線に大電流が流れ、第１の発明のようなリセット時間をずらしてリセットを行うことで、この問題を解決するに至った。

第３の発明の詳細：ところで、前述した通り、Ｖｄが十分高い場合にはデータ線の移行に際し、選択ドライバには瞬間的な大電流は流れない。しかしながら、有機ＥＬ素子は容量性の発光素子であり、通常動作（発光期間）において蓄積された電荷が問題となる場合がある。一般に、データ線に入力されるデータはシフトレジスタから入力されたデータがラッチ回路に溜め込まれ、ある選択線が選択された場合に、ラッチ回路から同時にデータ線にデータが入力されるものである（図１９）。この場合には、前述に記載の問題が発生する場合がある。そこで、第３の発明ではデータ線に入力されるデータを第１の発明のようにあるデータ線群に分割し、同時にデータ入力を行わないように動作させるものである。

では、実際の動作について説明する。データ線が移行した場合（全データ線が全点灯から全消灯に移行）の最大供給電荷量はＭ×Ｎドットの場合、約ＭＮＶｄＣの電荷が供給され、この電荷は選択ドライバから供給される。データ線はこの時全てＧｎｄ接続となる。従って、選択ドライバに掛かる負荷が大きくなってしまう場合がある。そこで、データ線が移行する時間をデータ線郡に分割して動作させるとすると例えば、偶数線と奇数線の２分割した場合を考える（図２０，２１）。偶数線が全線消灯となる場合、供給される電荷はＭＮＶｄＣ／２で示される。又、この電荷が十分に放電されるに要する時間はＭ本の選択線があるのであるから、３・ＮＣＲ／２積で決定される。ここで、Ｒは選択ドライバの最終段抵抗を示す。よって、Ｒが小さければ時間は短くてもすむ。そして、この時間が十分に短く、残りの奇数線を全消灯させれば、人間には同時に消灯となったと認識されるものである（図２２）。又、この時選択線に流れる電流は全データ線を消灯にした場合の半分ですむ。よって、階調を十分に確保し、表示品位の確保が可能となり、電源に負荷を掛けない有機ＥＬ表示装置が可能となるものである。

又、このデータ線群は設計に応じて適宜選択されればよく、第２の発明と合わせて使用することにより、電源に負荷をかけず表示品位を確保した有機ＥＬ表示装置を実現できるものである。

では第１の発明と合わせて実施した場合についての充放電の関係について述べる（図２５）。簡単のため、表示パネルを上下左右の４分割として、それぞれの領域をＡ−Ｄとする。この場合、図に示されたように、ＡＢ領域、ＣＤ領域で走査線のリセット時間をずらし、ＡＣ領域、ＢＤ領域でデータ線に入力する時間をずらす。この時、それぞれの非選択画素では図に示した充放電が起きる。そして、それぞれの充放電量は単位時間で見ると同一波形でリセット、データ入力した場合の半分以下であることがわかる。よって、瞬間的な消費電流を抑制することが可能である。

ここで、実際にＩＣを使用して駆動する場合について考える。データドライバと選択ドライバ、コントローラを使用して画像表示を実現する場合、階調制御を行う場合には以下の方法がある。
ＰＷＭ（駆動電圧を一定にして、時間幅を可変とする）ＰＡＭ（時間幅を一定にして、駆動電圧を可変とする）、フレーム変調（ある固定時間を分割し、それぞれを１データとしてオン、オフデータを入力し、固定時間で階調を実現する）等がある。フレーム変調の場合、階調を十分得るには周波数を上げなくてはならない。しかしながら、容量性の素子では充放電動作が不可欠であり、ＣＲ積で決定される時間以上に周波数を上げることは現実的には不可能であり、現実的ではない。これが、ＰＡＭ、ＰＷＭが採用される原因の一つである。ＰＡＭの場合、発光素子の電圧に対して輝度が線形に変化する必要があり、データドライバのバラツキが輝度バラツキになりやすい。又、定電流回路で駆動する場合、階調により十分な輝度を得るには階調によって、時間差が生じるという問題が発生する。 一方、ＰＷＭの場合は、データドライバの駆動するに際し電圧変動分はＰＡＭより少ないので、輝度バラツキは発生しにくいと考えられる。よって、ＰＷＭ、ＰＡＭどちらを採用するかは画像表示装置に要求される性能で決定される設計事項によるところが大きい。本発明では、階調制御が容易なＰＷＭで実験を行い、第１．２．３の発明の有効性を実証した。

次に本発明に使用される有機ＥＬディスプレイパネルを構成する素子構造について説明する。
有機ＥＬディスプレイ１は、例えば、図２３に示すように、一方の基板上２２に、ホール注入電極（陽極）、ホール注入・輸送層、発光および電子注入輸送層、電子注入電極（陰極）、必要により保護層が積層され、これを反転して他方の基板２１との間に有機層を挟み込んだ構成を有する。なお、図示例では一方の引き出し電極２３が、他方の引き出し電極２４と直交する方向に配置されているが、一方の引き出し電極２３を、他方の引き出し電極２４の基板２１を挟んだ反対側に配置してもよい。

本発明の有機ＥＬディスプレイは、上記の構成例に限らず、種々の構成とすることができ、セグメントタイプのものであってもよく、例えば発光層を単独で設け、この発光層と電子注入電極との間に電子注入輸送層を介在させた構造とすることもできる。また、必要に応じ、ホール注入・輸送層と発光層とを混合しても良い。電子注入電極はスパッタ法や真空蒸着等により成膜し、発光層等の有機物層は真空蒸着等により、ホール注入電極は蒸着やスパッタ等により成膜することができるが、これらの膜のそれぞれは、必要に応じてマスク蒸着または膜形成後にエッチングなどの方法によってパターニングされ、これによって、所望の発光パターンを得ることができる。電極成膜後に、ＳｉＯＸ 等の無機材料、テフロン（登録商標）等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さは５０〜１２００ｎｍ程度とする。保護膜はスパッタ法、蒸着法等により形成すればよい。

さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐために素子上に封止層を形成することが好ましい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封する。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用いることもできる。発光層は、ホール（正孔）および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることが好ましい。ホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホールを妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜５００ｎｍ程度、特に１０〜３００ｎｍとすることが好ましい。ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすればよい。ホールもしくは電子の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１ｎｍ以上、輸送層は１ｎｍ以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００ｎｍ程度、輸送層で５００ｎｍ程度である。このような膜厚については注入輸送層を２層設けるときも同じである。発光層には発光機能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特願平６−１１０５６９号のフェニルアントラセン誘導体、特願平６−１１４４５６号のテトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。また、それ自体で発光が可能なホスト物質と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントとしての使用が好ましい。このような場合の発光層における化合物の含有量は０．０１〜１０ｗｔ％ 、さらには０．１〜５ｗｔ％ であることが好ましい。ホスト物質と組み合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上する。

基板材料としては、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、有機ＥＬの発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収するような短波長の外光をカットできるカラーフィルターを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向上する。また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしても良い。色変換膜は、ＥＬ発光の光を吸収し、色変換膜中の蛍光体から光を放出させることで、発光色の色変換を行うものであるが、組成としては、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成される。有機ＥＬディスプレイは、直流駆動型や、交流駆動またはパルス駆動として用いられる。駆動させるための印加電圧は、通常、２〜２０Ｖ程度とされる。

有機ＥＬ素子を２５６×６４ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：１５０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：６４．Ｈｄａｔａ：２５６であって、駆動電圧：１５Ｖ、ＰＷＭ駆動により、４階調を実現させる場合について考えてみる。（リセット動作含む）ここで、データドライバはＰＷＭの最大時間幅動作以降において、十分長い時間空走時間があるものとする。ここで、空走時間とはデータ線がＧｎｄに接続され、ＥＬ素子の陽極がＧｎｄ電位にいたる時間以上の時間を意味するものである。つまり、リセット動作が行われる前に全データ線はＧｎｄ電位になっていることを意味するものである。従って、非選択線には非選択線電位の電荷が逆方向に充電されていることになる。ＰＷＭの最大時間幅Ｔｍａｘは以下の式で決定される。全消灯時におけるリセットを考える。
Ｔｍａｘ＝１／１５０×６４×３（Ｓｅｃ）ここで、リセット時に電荷の充放電を完了させるのに必要な時間は表示品位を確保する意味からＴｍａｘ／１０（Ｓｅｃ）は必要である。
今、全電極をリセットする場合について考えてみる。全電荷は１８×１０^−１２×６４×２５６×１５＝４．４２×１０^−６（クーロン）である。又、ＰＷＭの最小時間幅に１／１０が必要であるから、この電荷を消費する時間は１／（１５０×６４×１０×３）＝３．５０×１０^−６である。従って、全電荷をこの時間内に放電させるには４．４２×１０^−６／３．５０×１０^−６（Ａ）の電流が流れることになり、１．３Ａ必要である。これだけの大電流を流せるＩＣはコストが高く現実的ではない。又、ＩＣが大型化してしまい、実装上問題が生じてしまう。よって、上記駆動方法をとり、例えば、５分割すれば電流量を約２５０ｍＡ程度にすることが可能であり、小型のＩＣを採用することができる。又、この時リセット時間は長くなってしまうが、１６階調レベルでは実用上問題にはならない。このような駆動方法を使用し有機ＥＬ表示装置を実現し、安定した階調を得ることが出来た。

有機ＥＬ素子を２５６×６４ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：１５０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：６４．Ｈｄａｔａ：２５６であって、駆動電圧：１５Ｖ、ＰＷＭ駆動により、４階調を実現させる場合について考えてみる。（リセット後プリセット動作含む）
ＰＷＭの最大時間幅Ｔｍａｘは以下の式で決定される。全電極リセット後を考える。
Ｔｍａｘ＝１／１５０×６４×３（Ｓｅｃ）
ここで、プリセット時に電荷の充電を完了させるのに必要な時間は表示品位を確保する意味からＴｍａｘ／１０（Ｓｅｃ）は必要である。
今、全電極をプリセットする場合について考えてみる。全電荷は１８×１０^−１２×６４×２５６×１５＝４．４２×１０^−６（クーロン）である。又、ＰＷＭの最大時間幅に１／１０が必要であるからこの電荷を消費する時間は１／（１５０×６４×１０×３）＝３．５０×１０^−６である。従って、全電荷をこの時間内に充電させるには４．４２×１０^−６／３．５０×１０^−６（Ａ）の電流が流れることになり、１．３Ａ必要である。これだけの大電流を流せるＩＣはコストが高く現実的ではない。又、ＩＣが大型化してしまい、実装上問題が生じてしまう。よって、上記に駆動方法をとれば例えば、５分割すれば電流量を約２５０ｍＡ程度にすることが可能であり、小型のＩＣを採用することができる。又、この時プリセット時間は長くなってしまうが、１６階調レベルでは実用上問題にはならない様に設定することが出来た。

有機ＥＬ素子を２５６×６４ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：１５０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：６４．Ｈｄａｔａ：２５６であって、データドライバ駆動電圧：１３Ｖ、選択ドライバ駆動電圧：１８Ｖの場合、ＰＷＭ駆動により、４階調を実現させる場合について考えてみる。今、ある選択線が選択された場合に最大階調のデータが全データ線に入力された場合から１データ以外がそれ以下の階調になる場合を考える。尚、データ線への入力はシフトレジスタに入力されたデータをラッチ回路で溜め込み、ある選択線が選択された場合にラッチ回路から全データ線に同時に入力されるものとする。この時、最大階調が選択されたデータ線の非選択線に接続されたＥＬ素子では以下のような現象が起きる。このＥＬ素子はそれ以外のデータ線がオフ（Ｇｎｄ）に接続された瞬間に、陽極には０Ｖが陰極には（１８−１３）＝５Ｖの電位が印加されることになり、実質−５Ｖの電圧が印加される。ここで、このＥＬ素子は非選択線に接続されているのであるから、５→１８Ｖへ電圧が時間的に移行するはずである。そして、データ線電位の１３Ｖまではデータ線に定電流回路から電流が流れ（放電）、１３から１８Ｖまでは選択ドライバからＥＬ素子に電流が流れる（充電）ものである。よって、選択線に接続されたデータ線がオンの素子では放電期間には電流量が減少し、充電期間には電流量が上昇するので、一旦輝度が低下した後、輝度が上昇するものである。従って、充電が十分に完了する前にリセット動作が完了すると輝度低下が発生してしまう。では具体例について述べる。
選択ドライバの最終段の抵抗がαΩとするとひとつの選択線には２５５個のＥＬ素子がＧｎｄ接続になるので、ＣＲ積は２５５×１８×１０^−１２×αである。よって、５〜１８Ｖに充電する時間は
（（−Ｌｎ（（１−０．９５））−（−Ｌｎ（１−０．２８）））ＣＲ＝６．１×１０^−５（Ｓｅｃ）
Ｒ：５０００Ωの場合。又、４階調を実現するには、最小時間幅は１／（１５０×６４×４）＝２．６×１０^−５（Ｓｅｃ）である。よって、α：５０００Ωでは十分な階調制御ができない。
ここで、α：２０００Ωとすると、上式の値は２．５×１０^−５（Ｓｅｃ）である。４階調を実現するには９５％以上の電荷の放電があればよいとするとＣＲ積時間の約３倍があればよいので、その時間が最小時間幅程度であればよいから、最終段抵抗を２０００Ω以下として、十分な階調を得ることが可能となった。

有機ＥＬ素子を２５６×６４ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：１５０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：６４．Ｈｄａｔａ：２５６であって、データドライバ駆動電圧：１３Ｖ、選択ドライバ駆動電圧：１８Ｖの場合、ＰＷＭ駆動により、４階調を実現させる場合について考えてみる。今、全点灯状態から２５５本が全消灯になる場合を考える。この時、充放電に使用される電荷は１選択線当たり２５５×１３×１８×１０^−１２（クーロン）である。ここに要する時間は１３Ｖまではデータ線は十分能力があるとすると選択ドライバの供給電流で決定されるものとして近似するとして、選択ドライバ電流を２ｍＡの場合、２．９８×１０^−６（Ｓｅｃ）である。これでは十分な階調を得ることは出来なかった。
そこで、選択ドライバの電流を４ｍＡとして行ったところ十分な階調を得ることができた。

有機ＥＬ素子を２５６×６４ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：１５０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：６４．Ｈｄａｔａ：２５６であって、データドライバ駆動電圧：１３Ｖ、選択ドライバ駆動電圧：１８Ｖの場合、ＰＷＭ駆動により、４階調を実現させる場合について考えてみる。今、選択ドライバが十分な電流供給能力を持っている場合につき考える。この時、データ線を２分割（偶数線と奇数線）した場合において、データ線にデータを入力するタイミングを時間差をおいて入力する場合を考える。今、全点灯から全消灯になった場合、非選択線に蓄積された電荷が放電されるので、全放電電荷量は以下に示される。
全電荷＝２５６×６３×１８×１０^−１２×１３＝３．８×１０^−６（クーロン）である。この電荷がある時間内に放電される必要があり、つまりＰＷＭの空走時間内に放電される必要がある。空走時間が４μＳＥＣとすると、ながれる電流Ｉ＝３．８×１０^−６／４×１０^−６＝０．９Ａである。そこで、データ線を２分割すると流れる電流は４５０ｍＡである。この電流ならば大型なＩＣを使用する必要はない。
よって、空走時間を８μＳｅｃに設定し、データ線に入力する時間を４μｓｅｃずらして入力することで、ＩＣに負荷を掛けずに十分な階調を得ることが出来た。
ところで、１選択線が充放電に要する時間はおおよそ３ＣＲで決定される。全電荷は以下のように決定される。２５６×１８×１０^−１２×１３（クーロン）である。又、３ＣＲ＝３×２５６×１８×１０^−１２×２×１０^３であり、２．７×１０^−５ｓｅｃである。（Ｒ＝２０００）ここで、Ｒ＝４００として、２分割とすると３ＣＲ＝３×２５６×１８×１０^−１２×４００＝３．６×１０^−６Ｓｅｃとなる。よって、この時間ならば、データ線に入力する時間間に選択ドライバで十分な供給が出来るので、十分な階調が可能となった。

有機ＥＬ素子を４６４×２５６ドットでマトリックス配置に形成された有機ＥＬ画像表示装置を考えてみる。ここで、各ドットのコンデンサ容量：１８ｐＦ／Ｐｉｘｅｌ、フレーム周波数：８０Ｈｚ、Ｖｓｃａｎ：２５６、Ｈｄａｔａ：４６４であって、データドライバ駆動電圧：１３Ｖ、選択ドライバ駆動電圧：１８Ｖの場合、ＰＷＭ駆動により、１６階調を実現させる場合について考えてみる。
走査線ドライバをデュアルスキャンの上下２分割とし、さらに走査線ドライバを両側取りだしとして設計する。又、データ線を４分割して入力するものとする。１６階調を実現する場合、１フレーム期間は１／（８０×１２８）＝９８μＳＥＣである。ここで、リセット期間を１６μＳＥＣとすると、（９８−１６）／１６＝５．１μＳｅｃが最小パルス幅となる。データ線に入力されたデータによる最大充放電量は１画素のみが発光して残りが消灯になる場合であるときである。この時、最小パルス幅時間以上の時間で充放電が完了することは設計上さけなくてはならない。できれば１／３最小パルス幅時間、望ましくは１／１０最小パルス幅時間に充放電が完了すればよい。
これらの条件から、１選択線にはデータ線が４分割されるので、４６４／４＝１１６の素子が充放電されなくてはならない。又、両側取りだしなので結局、１１６／２＝５８素子の充放電が必要である。この時必要な抵抗、電流は以下で示される。ｔは５．１μＳＥＣ以下であるから、Ｒ＝ｔ／３Ｃ＝５．１×１０^−６／（３×１８×１０^−１２×５８）＝１６３０Ω以下である。望ましくは５４０Ω以下、より好ましくは１６３Ωである。又、オン電流はＩ＝ＣＶ／ｔ＝１８×１０^−１２×５８×１３／５．１×１０^−６＝２．７ｍＡである。望ましくは１１ｍＡ、より好ましくは３７ｍＡである。そして、データ入力は４分割なので、４μＳＥＣ時間ずらして、データ入力を行った。この設計により、走査線ドライバの抵抗、オン電流を考慮した集積回路を使用し、データ線に分割入力することで、十分な階調表現可能な発光表示が実現できた。

以上、本発明によれば電源に負荷を掛けることなくリセット、プリセット動作が可能となるものであり、表示品位を確保し、信頼性を確保した有機ＥＬ表示装置が実現できるものである。

Ｖｄ：データ線電位
Ｖｏ：走査線電位
Ｄ１〜Ｄ３：発光状態発光素子
Ｃ１．１〜Ｃ６３．２５６：非発光状態発光素子
２１：基板１
２２：基板２
２３：引き出し電極１
２４：引き出し電極２
１０１：有機ＥＬパネル
１０２：走査電極駆動部
１０３：データ電極駆動部
１０４：主制御部
１０５：表示制御部
１０６：表示データ記憶部

Claims (9)

1. 走査線とデータ線をマトリックス上に形成し、前記走査線と前記データ線の交点に発光素子を形成することにより発光機能を実現する発光素子の駆動方法において、前記走査線を順次駆動し、前記データ線にデータを入力することにより画像表示を実現する際に、前記走査線が次の走査線に選択され、切り替わる際に全走査線、全データ線を所定電圧に設定するリセット動作を行う一方、非選択とする前記走査線を少なくとも２以上の走査線群に分割し、前記データ線にデータを入力する前に、前記走査線群をそれぞれ時間をずらして非選択線電位に接続すると共に、前記全データ線を前記走査線の非選択線電位より低い一定電位に接続するプリセット動作を行うことを特徴とする発光素子の駆動方法。
2. 請求項１に記載の駆動方法であって、前記全データ線を一定電位に接続する際の当該一定電位をＧｎｄ（グランド）電位とすることを特徴とする発光素子の駆動方法。
3. 請求項１又は２に記載の駆動方法であって、全非選択走査線をプリセットする前にフローティング電位とすることを特徴とする発光素子の駆動方法。
4. 請求項１又は２に記載の駆動方法であって、前記プリセット動作を行った後、データを入力する前記データ線を一定の電流を流す定電流源に接続することにより、当該データ線及び選択された前記走査線の交点に形成した発光素子を発光させることを特徴とする発光素子の駆動方法。
5. マトリックス上に形成された走査線及びデータ線と、
   前記走査線と前記データ線との交点に形成され、発光機能を実現する発光素子と、前記走査線を駆動する走査電極駆動部と、前記データ線を駆動するデータ電極駆動部と、
   前記走査電極駆動部を介して、前記走査線を順次駆動し、前記データ電極駆動部を介して、前記データ線にデータを入力することにより画像表示を実現する表示制御部と、を有し、前記表示制御部は、前記走査線が次の走査線に選択され、切り替わる際に全走査線、全データ線を所定電圧に設定するリセット動作を行う画像表示装置において、
   前記表示制御部は、前記リセット動作を行った後、非選択とする前記走査線を少なくとも２以上の走査線群に分割し、前記データ線にデータを入力する前に、前記走査電極駆動部を介して、前記走査線群をそれぞれ時間をずらして、非選択線電位に接続すると共に、前記データ電極駆動部を介して、全データ線を前記走査線の非選択線電位より低い一定電位に接続するプリセット動作をさらに行うことを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項５に記載の画像表示装置であって、前記全データ線を一定電位に接続する際の当該一定電位がＧｎｄ（グランド）電位であることを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項５又は６に記載の画像表示装置であって、前記表示制御部は、前記プリセット動作を行った後、前記データ線を一定の電流を流す定電流源に接続することにより、当該データ線及び選択された前記走査線の交点に形成した発光素子を発光させることを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項５乃至７のいずれかに記載の画像表示装置であって、発光素子が薄膜素子によって形成されたことを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項５乃至７のいずれかに記載の画像表示装置であって、発光素子が有機ＥＬ素子によって形成されたことを特徴とする画像表示装置。

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