JP4530622B2 - 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】
この発明はパネル表示装置の駆動方法及び装置、特に、有機ＥＬパネル及びその駆動方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に有機ELパネル表示装置の駆動回路は図５（ａ）に示すように、複数のデータ線（陽極線SEG1〜SEGm）及び複数の走査線（陰極線COM1〜COMn）の交点に配置された有機ＥＬ素子PEm,nを有する有機ELパネル表示装置に対して、各々のデータ線毎に定電流源１１及びスイッチ手段SWs1〜SWsmを有し、各々の走査線毎に陰極電源電位Vc及びスイッチ手段SWc1〜SWcnを有する。これらのスイッチ手段は、駆動制御回路１０により制御され、各々、選択、非選択とすることができる。
【０００３】
有機ELパネルを発光表示させる一般的な動作は図６に示す動作波形のように、走査線COMnのスイッチ手段SWcnを一定時間間隔でON（接地電位Vgと接続する）、OFF（陰極電源電位Vcと接続する）することにより、発光させるパネル行を順次選択する。この時選択中のパネル行で、発光させる有機EL素子PEm,nと接続するデータ線SEGmのスイッチ手段SWsmをONし、電流を供給することで有機EL素子PEm,nを発光させる。
【０００４】
有機EL素子PEm,nの発光輝度は電流値に依存するので、表示ムラを避ける為に、各データ線SEGmに供給される電流値は、互いに等しい一定値であることが要求される。一定の電流を得る為に、駆動回路には定電流源の出力電圧依存や、電源電圧依存、或いはその構成素子における製造バラツキ等の影響の少ないことが望ましい。
【０００５】
一般的な有機EL素子の構造は図５（ｂ）に示すような構造となっている。構成する透明導電膜（ITO膜）の抵抗は、約１０〜２０Ω／□と大きいので、大電流とならない（数百μＡ〜１ｍＡ程度）陽極データ線SEGm側で使用し、陰極走査線COMn側では、Alなどの抵抗材を用いている。
【０００６】
その他にも、有機EL表示装置の表示品質を向上させるパネル表示装置の駆動方法（回路）に関して、以下の様な文献がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２９２８５８号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８７４６７号公報
【特許文献３】
特開２００１−４２８２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネル行の全素子を発光させる場合は、走査線COMnには、スイッチ手段SWc1〜SWcnを介して接地電位Vgの方向に、数十mAもの大電流が流れる。
【０００９】
仮に、Al陰極配線などの抵抗材を用いた走査線COMnであっても、接続するパネル素子と、発光に必要な電流値に応じて大電流が流れるので、接地電位Vgに対してより遠端に位置するパネル素子PEm,nに印加される電圧は非常に高くなる。
【００１０】
図７のように、走査線COMnの抵抗をRm,nとし、この抵抗に流れる電流をIcm,n、スイッチ手段SWcnのON抵抗をSWrn、パネルの全発光時に有機EL素子PEm,nに印加される電圧をVm,nとすると、
Vm,n = Vc + SWrn*Ic1,n + R1,n*Ic1,n + R2,n*Ic2,n + ... + Rm,n*ICm,n
となる。ここで、発光表示パネル行を１２８行、パネル素子間の抵抗をRm,n = r（Ω）、各データ線SEGmに供給される電流Im = i（A)とすると、
Figure 0004530622
即ち、走査線COMnの抵抗成分によって、8256ri（V)もの電位を生じることになる。
【００１１】
このように、定電流源１１に印加される電位差・V11は、接地電位Vgより遠端に位置するパネル素子PEm,nほど小さくなるので、この定電流源１１の出力電圧依存特性と定電流値及び駆動電源電圧Vsの条件によっては、定電流が供給できなくなる場合があった。
【００１２】
また、パネルの大画面化に伴いドライバICも多ビット化する傾向にあるが、この多ビット化は製造上のバラツキによる表示ムラの悪化を招くだけでなく、前述のようなパネル上の抵抗に依存した定電流特性の不良が発生し易くなるという問題点もある。
【００１３】
この発明は前記従来の問題点を解決し、安定した定電流供給を行うことによりパネルの発光不良を防止した表示パネルの駆動方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明による第１の手段においては、ｎ行の走査線及びｍ列のデータ線から構成されるマトリクスの各交点に配置された（ｎ×ｍ）個の表示素子からなる表示パネルの駆動方法において、各データ線の電位と基準電位とを比較することにより、その比較結果に基づいて各データ線を駆動する可変電流源の電流値の制御を行う。
【００１５】
また、第２の手段においては、現在の表示データの表示期間中に、次の表示期間における各データ線の電流補正値を、データ線の位置と、表示素子数と、データ線の位置とから決まる固定値に基づいて予測し、この予測結果により可変電流源の電流値を補正する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態における表示パネルの駆動回路図である。図示のように、それぞれのデータ線SEGmに、電圧レベルを比較できるコンパレータ１４mを接続する。このコンパレータ１４mは、基準電圧を発生する電圧レギュレータ１３と接続している。各々のコンパレータ１４mの出力は可変電流源１２を制御する電流制御回路１５mに接続される。可変電流源１２に印加される電圧が・V12の時に電流変動を発生すると仮定して、電圧レギュレータ１３の基準電圧は、電源電圧Vs - ・V12に設定される。コンパレータ１４mは、差動増幅回路で構成される。
【００１８】
以下、上記構成の回路の動作を説明する。パネルを発光表示させる一般的な動作は、図６の従来例の動作波形のように、走査線COMnのスイッチ手段SWcnを一定間隔でON（接地電位Vgと接続する）、OFF（陰極電源電位Vcと接続する）することにより発光させるパネル行を順次選択することにより行う。この時、選択中のパネル行で、発光させるパネル素子PEm,nと接続するデータ線SEGmのスイッチ手段SWsmをONし、電流を供給することでパネル素子PEm,nを発光させる。
【００１９】
この時、走査線COMnには、スイッチ手段SWc1〜SWcnを介して接地電位Vgの方向に数十mAもの大電流が流れる。従って、接地電位Vgに対してより遠端に位置するパネル素子PEm,nに印加される電圧は非常に高くなる。
【００２０】
走査線COMnの抵抗をRm,n、この抵抗に流れる電流をIcm,n、スイッチ手段SWcnのON抵抗をSWrn、スイッチ手段SWsmのON抵抗をSWrm、パネル全発光時に有機EL素子PEm,nに印加される電圧をVm,nとすると、
Vm,n = Vc + SWrn * Ic1,n + R1,n * Ic1,n + R2,n * Ic2,n + ... + Rm,n * Icm,n + SWrm * Icm,n
となり、データ線SEGmの印加電圧Vm,nが電圧レギュレータ１３の出力電圧より高くなった時、差動増幅回路で構成するコンパレータ１４mにより電流減少を検出し、電流制御回路１５mにより可変電流源の電流を増加させる。
【００２１】
また、過剰な電流増加により電圧降下が発生し、Vm,nが電圧レギュレータ１３の出力電圧より低くなったとき、コンパレータ１４mにより電流増加を検出し、電流制御回路１５mにより可変電流源の電流を減少させる。
【００２２】
図３は、第１の実施の形態における可変電流源１２，電流制御回路１５及びその周辺の詳細回路図である。
【００２３】
可変電流源１２は、通常の定電流動作時に定電流を供給するPMOSトランジスタ１２Mmと、定電流調整用のトランジスタ１２Smとで構成する。電流源１２Mmは、定電圧をゲートに印加することにより定電流を生成する。
【００２４】
電流制御回路１５mは、NMOSトランジスタスイッチ１５msと、ゲートがデータ線電圧Vm,nに共通に接続されたNMOS抵抗１５mnとPMOS抵抗１５mp及びその他の抵抗から構成され、スイッチ１５msのON時に、データ線の電圧Vm,nに応じてトランジスタ１２Smが必要な電流を供給できるように、出力１５moutが設定される。（電流調整用トランジスタ１２Smが、電流調整を必要とする電圧Vm,nの範囲にある時に線形領域で動作するように電流制御回路１５mの抵抗比を設定する。NMOS抵抗１５mnとPMOS抵抗１５mpが電圧Vm,nに応じて抵抗値変動することにより、出力電圧１５moutを変動させ、PMOSトランジスタ１２Smの電流値を調整する。）
【００２５】
データ線SEGmの電圧Vm,nが電圧レギュレータ１３の出力電圧１３outより高くなった時（即ち、PMOSトランジスタ１２Mmのソース・ドレイン間電圧が小さくなり、電流が減少した時）、差動増幅回路で構成するコンパレータ１４mにより電流の減少を検出する。コンパレータ１４mは、電流制御回路１５mのNMOSトランジスタスイッチ１５msをONさせる。これにより、電流制御回路１５mに電流I15mが流れ、電流制御回路１５mの出力電圧１５moutが低下し、可変電流源１２のPMOSトランジスタ１２SmがON状態となり、可変電流源１２の電流が増加する。
【００２６】
このように、電流源に印加される電位差不足による電流変動を検出して、電流を増減できるので、パネルの発光不良の低減に効果がある。
【００２７】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態における表示パネルの駆動回路の構成図である。図２に示すように、各パネル素子の発光・非発光を決定するデータから、次の発光期間に発光するビット数を検出する発光ビット数検出回路１６（例えば、加算回路により構成出来る）を設ける。更に、各データ線SEGm毎に、パネル素子に印加される電圧レベルを想定し、検出するVO検出回路１７m（例えば、減算回路と加算回路により構成できる）を設け、ビット数検出回路１６と接続する。各々のVO検出回路１７mは、電流補正回路１８mと接続し、可変電流源１２の電流を制御できるようにする。電流補正回路１８mは、可変電流源に印加される電圧ΔV12と、パネル抵抗値と、定電流値との依存性を考慮して予め電流補正を段階的に（例えば、１０μA毎に）実施できるように回路を設定しておく。
【００２８】
以下、図２の駆動回路の動作を説明する。
パネルを発光させる一般的な回路は図６の従来例の動作波形のように、走査線COMnのスイッチ手段SWcnを一定間隔でON（接地電位Vgと接続する）、OFF（陰極電源電位Vcと接続する）することにより発光させるパネル行を順次選択する。選択中のパネル行で、発光させるパネル素子PEm,nと接続するデータ線SEGmのスイッチ手段SWsmをONし、電流を供給することでパネル素子PEm,nを発光させる。
【００２９】
時間t4〜t5間の表示期間における表示データは、一般に時間t2〜t3間に転送され、ラッチされた後レジスタに格納されるが、このデータから回路１６により、次の表示期間における表示素子数ｄを検出する。このデータを基にVO検出回路１７により各データ線毎に、パネル抵抗に依存して発生する電圧を想定し検出する。
【００３０】
図２のように、例えば、全mビットを発光する（d=m）とすれば、導電膜による走査線COM1の、データ線SEG1までの抵抗をR1,1、各データ線に流れる定電流をI,抵抗によりパネル素子PE1,1に印加される電圧をV1,1とすると、R1,1には表示素子数ｄに比例した電流が流れる。即ち、
V1,1 = R1,1 * m * I
となり、同様に、
V2,1 = V1,1 + R2.1 * (m-1) * I
V3,1 = V2,1 + R3,1 * (m-2) * I
V4,1 = V3,1 + R4,1 * (m-3) * I
V5,1 = V4,1 + R5,1 * (m-4) * I
...
となる。
【００３１】
各データ線間の抵抗Rm,nが全て等しいと仮定すれば、
V1,1 = ・ * m （・は定数）
となり、同様に、
V2,1 = ・ * (2m-1)
V3,1 = ・ * (3m-3)
V4,1 = ・ * (4m-6)
V5,1 = ・ * (5m-10)
...
となる。従って、VO検出回路１７における検出は、Vm,n = ・* AのA値だけで良い。
【００３２】
あるデータ線SEGmのA値が電流補正回路に設定したレベルB値（B値は、可変電流源に印加される電位差・V12と、パネル抵抗値と、定電流値との依存性から予め算出した値）より高くなると、補正回路１８mにより＋１０・Aの電流を増加させる。更にデータ線SEGmのA値が電流補正回路に設定したレベルC値より高くなると、補正回路１８mにより更に＋１０・A（合計２０・A）の電流を増加させる。
【００３３】
このように、前の表示期間中に、次の表示期間の電流補正を決定し、表示期間開始と共に直ちに所望の電流を印加することができる。
【００３４】
図４は、可変電流源１２及び電流補正回路１８m及びその周辺回路の詳細図であり、可変電流源１２は、通常の定電流動作時に定電流を供給する電流源PMOSトランジスタ１２Mmと、定電流調整用のトランジスタ１２Sm1、１２Sm2とで構成される。PMOSトランジスタ１２Mmは、定電圧をゲートに印加することにより定電流を発生する。
【００３５】
電流補正回路１８mは、複数のデジタル比較器１８mdc1、１８mdc2・・・を備え、予め補正レベルB,C,・・・を設定しておく。デジタル比較器の出力は、スイッチ回路１８SW1、１８SW2、・・・を制御し、可変電流源１２のPMOSトランジスタ１２Sm1、１２Sm2の電圧を、電源電圧Vsと定電圧レギュレータ１８mvrの出力電圧との間で切り換える。定電圧レギュレータ１８mvrは、PMOSトランジスタ１２Sm1と１２Sm2を制御する電圧を出力する。この制御電圧は、例えば、PMOSトランジスタ１２Sm1が電流１０・Aを流せるように設定する
【００３６】
VO検出回路１７mは、加減算回路を備えており、２進数の計算を行う。表示位置がスイッチSWc1〜SWcn側から数えてmビット目にある場合、発光ビット数検出回路１６により検出されたビット数d（２進数）より、
A = m * d - ・ （・は、mによって決まる固定値）
を計算する。
【００３７】
例えば、あるデータ線SEGmのA値が電流補正回路１８mに設定されたレベルB値より大きくなる（即ち、発光素子数から算出されたデータ線SEGmの電圧Vm,nが定電流を減少させると判定される）と、比較器18mdc1よりスイッチ１８SW1が切り替わり、低電圧レギュレータ１８mvrの出力電圧がPMOSトランジスタ１２Sm1のゲートを制御して定電流を出力するように動作する。
【００３８】
データ線SEGmのA値が電流補正回路１８mに設定したレベルC値より大きくなる（即ち、発光素子数から算出されたデータ線SEGmの電圧Vm,nが定電流を更に減少させると判定される）と、比較器18mdc2より、スイッチ回路１８SW2が切り替わり、低電圧レギュレータ１８mvrの出力電圧がPMOSトランジスタ１２Sm2のゲートを制御し、前述の電流に更に電流を追加して定電流を出力する。
【００３９】
このように、予めパネル抵抗による電流減少を想定、検出して、電流を増加出来るので、表示期間中に安定した電流供給が可能な上、細かな電流調整ができ、パネルの発光不良の低減にさらに効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、第１の発明によれば、ｎ行の走査線及びｍ列のデータ線から構成されるのマトリクスの各交点に配置された（ｎ×ｍ）個の表示素子からなる表示パネルの駆動方法において、各データ線の電位と基準電位とを比較することにより、その比較結果に基づいて各データ線を駆動する可変電流源の電流値の制御を行うようにしたので、可変電流源に印加される電位差不足による電流変動を検出して、電流を増減できるので、パネルの発光不良の低減に効果がある。
【００４１】
また、第２の発明によれば、現在の表示データの表示期間中に、次の表示期間における各データ線の電流補正値を、データ線の位置と、表示素子数と、データ線の位置にから決まる固定値に基づいて予測し、この予測結果により可変電流源の電流値を補正するようにしたので、表示期間中に安定した電流供給が可能な上、細かな電流調整ができ、パネルの発光不良の低減にさらに効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるパネル表示装置駆動回路の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるパネル表示装置駆動回路の構成図である。
【図３】第１の実施の形態における可変電流源１２、電流制御回路１５及びその周辺の詳細回路図である。
【図４】第２の実施の形態における可変電流源１２、電流補正回路１８m及びその周辺の詳細回路図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【図６】パネル駆動動作を示す波形図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０ 駆動制御回路
１２ 可変電流源
１３ 電圧レギュレータ
１４ コンパレータ
１５ 電流制御回路
１６ 発光ビット数検出回路
１７ VO検出回路
１８ 電流補正回路

Claims (3)

  1. ｎ行の走査線及びｍ列のデータ線から成るマトリクスの各交点に配置され、陽極をデータ線に接続し、陰極を走査線に接続する（ｎ×ｍ）個の表示素子を駆動する表示パネルの駆動装置において、
    前記データ線を可変電流源に接続するか接地側に接続するかを切り換える第１のスイッチ手段と、
    前記走査線の電位を電源電位と接地電位とに切り換える第２のスイッチ手段と、
    入力データに応じて前記第１及び第２のスイッチ手段を制御する駆動手段と、
    前記データ線毎に設けられ、基準電圧発生手段からの基準電位とデータ線の電位とを比較して制御信号を出力する比較手段と、
    前記比較手段の比較結果に基づき前記データ線毎に設けられた前記可変電流源の電流を制御する電流制御手段と、
    を備えたことを特徴とする表示パネルの駆動装置であって、
    前記比較手段は、データ線の電位の上昇に基づいて可変電流源の電流減少を検知し、当該可変電流源の電流が増加するように制御し、データ線電位の降下に基づいて前記可変電流源の電流増加を検知して当該可変電流源の電流を減少するように制御することを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  2. ｎ行の走査線及びｍ列のデータ線から成るマトリクスの各交点に配置され、陽極をデータ線に接続し、陰極を走査線に接続する（ｎ×ｍ）個の表示素子を駆動する表示パネルの駆動装置において、
    前記データ線を可変電流源に接続するか接地側に接続するかを切り換える第１のスイッチ手段と、
    前記走査線の電位を電源電位と接地電位とに切り換える第２のスイッチ手段と、
    入力データに応じて前記第１及び第２のスイッチ手段を制御する駆動手段と、
    前記入力データに基づいて次の表示期間における各走査線毎の表示素子数を検出する手段と、
    前記入力データと前記表示素子数とに基づいて、各データ線毎の次の表示期間におけるデータ線電圧を予測する予測手段と、
    前記予測された各データ線の電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段の結果に基づいて前記各可変電流源の電流値を補正する電流補正手段と、
    を備えたことを特徴とする表示パネルの駆動装置。
  3. 前記所定の基準電圧及び前記比較手段は複数設けられており、前記データ線の電圧に応じて複数の比較手段からの比較信号が出力され、この複数の比較信号に基づいて前記可変電流源の電流値が制御されることを特徴とする請求項２記載の表示パネルの駆動装置。
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