JP4539967B2 - 発光パネルの駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、多数の自発光素子を配列した発光パネル（以下、発光表示パネルもしくは表示パネルとも言う。）の駆動装置に関し、特に自発光素子を効率良く駆動することができるようにした駆動装置に関する。

携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たす表示パネルとして多くの製品に採用されてきた。一方、昨今においては自発光型表示素子であるという特質を生かした有機ＥＬ素子が実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。これは素子の発光層に、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。

前記した有機ＥＬ素子は、基本的にはガラス等の透明基板上に、例えばＩＴＯによる透明電極と有機ＥＬ媒体と金属電極とが順次積層されることで構成されている。そして、前記有機ＥＬ媒体は、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層と有機発光層からなる二層構造の媒体、または有機正孔輸送層と有機発光層および有機電子輸送層からなる三層構造の媒体、さらにこれらの適切な層間に電子もしくは正孔の注入層を挿入した多層構造の媒体になされる場合もある。

前記した有機ＥＬ素子は、電気的には図１のような等価回路で表すことができる。すなわち、有機ＥＬ素子は、発光エレメントとしてのダイオード成分Ｅと、このダイオード成分Ｅに並列に結合する寄生容量成分Ｃp とによる構成に置き換えることができ、有機ＥＬ素子は容量性の発光素子であると考えられている。この有機ＥＬ素子は、発光駆動電圧が印加されると、先ず、当該素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて当該素子固有の一定の電圧（発光閾値電圧＝Ｖth）を越えると、電極（ダイオード成分Ｅのアノード側）から発光層を構成する有機層に電流が流れ初め、この電流に比例した強度で発光すると考えることができる。

図２は、このような有機ＥＬ素子の発光静特性を示したものである。これによれば、有機ＥＬ素子は図２（ａ）に示すように、駆動電流Ｉにほぼ比例した輝度Ｌで発光し、図２（ｂ）に実線で示すように駆動電圧Ｖが発光閾値電圧Ｖth以上の場合において急激に電流Ｉが流れて発光する。

換言すれば、駆動電圧が発光閾値電圧Ｖth以下の場合には、ＥＬ素子には電流は殆ど流れず発光しない。したがって、ＥＬ素子の輝度特性は図２（ｃ）に実線で示すように前記閾値電圧Ｖthより大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有している。

一方、前記した有機ＥＬ素子は、長期の使用によって素子の物性が変化し、順方向電圧Ｖf が大きくなることが知られている。このために、有機ＥＬ素子は図２（ｂ）に示したように実使用時間によって、Ｖ−Ｉ特性が矢印に示した方向（破線で示した特性）に変化し、したがって、輝度特性も低下することになる。また、前記した有機ＥＬ素子は、素子の成膜時における例えば蒸着のばらつきによっても初期輝度にばらつきが発生するという問題も抱えており、これにより、入力映像信号に忠実な輝度階調を表現することが困難になる。

さらに、有機ＥＬ素子の輝度特性は、概ね温度によって図２（ｃ）に破線で示すように変化することも知られている。すなわちＥＬ素子は、前記した発光閾値電圧より大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほどその発光輝度Ｌが大きくなる特性を有するが、高温になるほど発光閾値電圧が小さくなる。したがってＥＬ素子は、高温になるほど小さい印加電圧で発光可能な状態となり、同じ発光可能な印加電圧を与えても、高温時は明るく低温時は暗いといった輝度の温度依存性を有している。

一方、前記した有機ＥＬ素子は、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て、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のを防止することなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。この場合、定電流回路に供給されるたとえばＤＣ−ＤＣコンバータ等による電源部からもたらされる駆動電圧ＶO としては、次のような各要素を考慮して設定せざるを得ない。

すなわち、前記要素としては、ＥＬ素子の順方向電圧Ｖf 、ＥＬ素子の前記Ｖf のばらつき分ＶB 、前記Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 、定電流回路が定電流動作をするのに必要なドロップ電圧ＶD 等を挙げることができる。そして、これらの各要素が相乗的に作用した場合においても、前記定電流回路の定電流特性が十部に確保できるようにするために、駆動電圧ＶO としては、前記各要素として示した各電圧の最大値を加算した値に設定せざるを得ない。

しかしながら、定電流回路に供給される駆動電圧ＶO として、前記のように各電圧の最大値を加算した電圧値が必要となるケースは、滅多に生ずるものではなく、通常状態においては定電流回路における電圧降下分として大きな電力損失を招来させている。したがって、これが発熱の要因になり有機ＥＬ素子および周辺回路部品等に対してストレスを与える結果となっている。

そこで、表示パネルに配列されて発光表示を行なうＥＬ素子とは別に、その順方向電圧Ｖf を測定するモニタ用のＥＬ素子を具備し、モニタ用のＥＬ素子より得られる順方向電圧Ｖf を利用して、前記電源部からもたらされる駆動電圧を制御することが特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された構成によると、ＥＬ素子の経時変化や環境温度の変化に対応して電源部からもたらされる駆動電圧が制御されるので、電源の利用効率を向上させることができ、また映像信号に対応した適切な輝度で画像表示を行なうことが可能となる。
特開２００３−１６２２５５号公報

ところで、特許文献１に開示されたようにモニタ用のＥＬ素子を利用する場合においては、モニタ用のＥＬ素子は発光表示用のＥＬ素子とほぼ同一の電気的特性を備えているものを利用した方が制御が簡単である。したがって、発光表示用のＥＬ素子とモニタ用のＥＬ素子は、同一のプロセスで作成されることが望まれる。

そこで、モニタ用のＥＬ素子は例えば表示パネルの端部などに成膜するようになされる。したがって、モニタ用のＥＬ素子も電流により発光するため、表示パネルの前方から発光を見えなくするために、表示パネルを保持するケースの前枠部分などでモニタ用のＥＬ素子を隠蔽させるか、モニタ素子を遮光マスクで覆うなどの対策がなされる。

一方、この種の発光表示パネルは先に記述したとおり携帯電話機や携帯型情報端末機などの一部の製品に既に搭載され、これらの携帯用機器に利用しようとする関心がさらに高まっている。これらの携帯用機器においては、一般に室内外を問わず利用されるものであり、特に日中の屋外において利用する場合と、室内で利用する場合とにおいては、その明るさ（外光のレベル）が著しく異なる。

前記したＥＬ素子においては、外光により素子の順方向電圧Ｖf が変化することが知られており、したがって特許文献１に開示されたモニタ用のＥＬ素子を利用することにより、前記した外光による順方向電圧Ｖf の変化も補償することが可能であるように考えられる。

しかしながら、前記したモニタ用のＥＬ素子はすでに説明した理由によりケースの前枠部分などで隠蔽されるか、遮光マスクで覆うなどの対策が施されるため、外光による順方向電圧の補償を実行させることには無理がある。したがって、従来の表示パネルにおける駆動装置においては、外光による素子の順方向電圧の補償において、不満足な点が残されている。

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素子の経時変化や環境温度の変化に対応した素子の順方向電圧の変化を補償すると共に、これに加えて外光による順方向電圧の変化も補償することで、より電力の利用効率を向上させた発光表示パネルの駆動装置を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる発光パネルの駆動装置における基本形態は、請求項１に記載のとおり、多数の自発光素子を配列してなる発光パネルの駆動装置であって、前記発光パネルにおける自発光素子の順方向電圧に対応する第１情報信号を取り出すことができるモニタ素子と、前記モニタ素子に駆動電流を供給する電流源を備えた順方向電圧モニタ部と、前記発光パネルがおかれている外部環境の明るさを検出して、当該明るさに対応する第２情報信号を取り出すことができる受光素子を備えた外光検出部と、前記外光検出部によって得られる第２情報信号に基づいて、前記順方向電圧モニタ部における前記電流源がモニタ素子に与える電流値を制御することで前記第１情報信号を補正する演算部と、前記演算部によって補正された第１情報信号に基づいて、前記発光パネルに与える駆動電圧が制御される電源部とを具備し、前記モニタ素子は、経時変化特性または温度依存性を含む電気的特性が前記自発光素子と同様または近似している点に特徴を有する。

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、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図３はその第１の実施の形態を示したものであり、アクティブマトリクス型表示画素を備えた表示パネルの一部の構成と、これを発光駆動する駆動回路のブロック構成が示されている。

図３おいて符号１０で示す発光表示パネルには、表示画素１０ａがマトリクス状に配列されており、またパネル１０の一部（端部）には順方向電圧モニタ部１１を構成するモニタ素子Ｅｘが配置されている。なお、図３においては紙面の都合により、マトリクス状に配列されている表示画素１０ａは行方向および列方向にそれぞれ２つ、すなわち計４つの画素が示されている。

前記発光表示パネル１０には、図示せぬデータドライバからのデータ信号が供給されるデータ線ｍ1 ，ｍ2 ，……が縦方向（列方向）に配列され、また、図示せぬ走査ドライバからの走査選択信号が供給される走査線ｎ1 ，ｎ2 ，……が横方向（行方向）に配列されている。さらに、表示パネル１０には、前記各データ線に対応して縦方向に電源供給線ｐ1 ，ｐ2 ，……が配列されている。

前記表示画素１０ａは、その一例としてコンダクタンスコントロール方式による画素構成が示されている。すなわち、図３に示す左上の画素１０ａを構成する各素子に符号を付けて示したとおり、Ｎチャンネル型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成された制御用トランジスタＴr1のゲートは、走査線ｎ1 に接続され、そのソースはデータ線ｍ1 に接続されている。また、制御用トランジスタＴr1のドレインは、Ｐチャンネル型ＴＦＴで構成された駆動用トランジスタＴr2のゲートに接続されると共に、電荷保持用のコンデンサＣ1 の一方の端子に接続されている。

そして、駆動用トランジスタＴr2のソースは前記コンデンサＣ1 の他方の端子に接続されると共に、電源供給線ｐ1 に接続されている。また、駆動用トランジスタのドレインには、自発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ1 のアノードが接続されると共に、当該ＥＬ素子Ｅ1 のカソードはカソード側電源ラインＶc に接続されている。斯くして前記した構成の表示画素１０ａは、前記したとおり表示パネル１０において、縦横方向にマトリクス状に多数配列されている。

前記した画素構成において、制御用トランジスタＴr1のゲートに、たとえば制御線ｎ1 を介して図示せぬ走査ドライバよりオン電圧が供給されると、制御用トランジスタＴr1はソースに供給されるデータ線ｍ1 からのデータ電圧に対応した電流を、ソースからドレインに流す。したがって、制御用トランジスタＴr1のゲートがオン電圧の期間に、前記コンデンサＣ1 が充電され、その電圧が駆動用トランジスタＴr2のゲートに供給される。

それ故、駆動用トランジスタＴr2は、そのゲート電圧とソース電圧に基づいた電流をＥＬ素子Ｅ1 に流し、ＥＬ素子を発光駆動させる。すなわち、この実施の形態においてはＴＦＴで構成された駆動用トランジスタＴr2は飽和領域で動作し、ＥＬ素子Ｅ1 を定電流駆動することで、ＥＬ素子Ｅ1 を発光駆動させるように作用する。

また、制御用トランジスタＴr1のゲートがオフ電圧になると、当該トランジスタはいわゆるカットオフとなり、制御用トランジスタＴr1のドレインは開放状態となるものの、駆動用トランジスタＴr2はコンデンサＣ1 に蓄積された電荷によりゲート電圧が保持され、次の走査まで前記した駆動電流を維持し、これによりＥＬ素子Ｅ1 の発光も維持される。

一方、順方向電圧モニタ部１１を構成するモニタ素子Ｅｘも、表示画素１０ａを構成する有機ＥＬ素子Ｅ1 と同一の電気的特性（同一の仕様）を有する素子が使用されている。すなわち、表示画素１０ａを構成する有機ＥＬ素子Ｅ1 とモニタ素子Ｅｘとは、表示パネル１０上に同一の製造プロセスによって同時に成膜されて形成されている。したがって、モニタ素子Ｅｘに対して定電流源１２より駆動電流を流した場合には、発光動作を伴うことになるので、モニタ素子Ｅｘは、これより発する光を遮断する図示せぬ遮光マスクで覆った構成とすることが望ましい。

前記順方向電圧モニタ部１１を構成するモニタ素子Ｅｘのアノード端子からは、第１情報信号としての順方向電圧Ｖf1が取り出され、これはオペレーショナルアンプ等を備えた演算部１３に対して供給される。このモニタ素子Ｅｘにより得られる順方向電圧Ｖf1は、表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 の順方向電圧に対応するものとして利用することができる。すなわち、モニタ素子Ｅｘにより得られる順方向電圧Ｖf1は、表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 と同様の経時変化および環境温度に依存した順方向電圧として得ることができる。

また、この図３に示す実施の形態においては、前記表示パネル１０がおかれている外部環境の明るさを検出する外光検出部１４が備えられている。この外光検出部１４には受光素子として例えばフォトダイオードＥｐが備えられており、このフォトダイオードＥｐによって得られる外光に対応する第２情報信号を前記演算部１３に供給するように構成されている。なお、外光検出部１４における受光素子としては、表示パネル１０に配列された発光表示用の有機ＥＬ素子と同様の素子（同一仕様のＥＬ素子）を利用することもできる。この場合においては、所定の定電流を順方向に加えた場合に生ずる順方向電圧を外光に対応する第２情報信号として利用することができる。

前記演算部１３においては、外光検出部１４において得られる第２情報信号に基づいて、前記した順方向電圧モニタ部１１により得られる第１情報信号（順方向電圧Ｖf1）を補正するようになされる。すなわち、順方向電圧モニタ部１１により得られる順方向電圧Ｖf1は、外部環境の明るさに対応して補正されて、演算部１３よりＶf2として出力される。

前記のようにして補正された第１情報信号Ｖf2は、電源部としての電源回路１５に供給される。この電源回路１５は、図示せぬ例えばバッテリーから供給される１次側電圧を昇圧させて表示パネル１０の駆動電圧を得るＤＣ−ＤＣコンバータ等により構成されている。そして、電源回路１５内における電圧制御部１５ａは、前記情報信号Ｖf2に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける昇圧レベルを制御して表示パネル１０に与える駆動電圧として出力する。

これにより、表示パネル１０に配列された各表示用画素１０ａにおける各駆動用トランジスタＴr2は、定電流特性が維持できる程度のドロップ電圧ＶD を確保した状態で、各ＥＬ素子Ｅ1 を駆動することができる。この場合、表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 における順方向電圧Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 等の変動要素に加え、表示パネル１０がおかれた外部環境の明るさに対応した前記Ｖf の変動要素も含めて画素１０ａに印加される駆動電圧が制御されるので、画素１０ａにおける駆動用トランジスタＴr2において発生する電力損失を極力抑えることができる。

図４はこの発明にかかる第２の実施の形態を示したものであり、同じくアクティブマトリクス型表示画素を備えた表示パネルの一部の構成と、これを発光駆動する駆動回路のブロック構成が示されており、これは本件出願の請求項１にかかる発明に対応するものである。なお、図４においてはすでに説明した図３に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一の符号で示している。したがって、その詳細な説明は省略する。

図４に示す構成においては、受光素子Ｅｐを備えた外光検出部１４により得られる外部環境の明るさに対応する第２情報信号が演算部１３に供給され、この演算部１３は順方向電圧モニタ部１１におけるモニタ素子Ｅｘに与える電流値を制御するようになされる。これにより、モニタ素子Ｅｘによって得られる表示パネル１０における発光用ＥＬ素子Ｅ1 の順方向電圧に対応する第１情報信号が、前記した第２情報信号によって補正される。この補正された第１情報信号は、電源部を構成する電源回路１５に供給される。

したがって、電源回路１５内における電圧制御部１５ａは、補正された第１情報信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける昇圧レベルを制御して表示パネル１０に与える駆動電圧として出力する。この図４に示す構成においても、図３に示した構成と同様の作用効果を得ることができる。

図５はこの発明にかかる第３の実施の形態を示したものであり、同じくアクティブマトリクス型表示画素を備えた表示パネルの一部の構成と、これを発光駆動する駆動回路のブロック構成が示されている。なお、図５においてはすでに説明した図３に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一の符号で示している。したがって、その詳細な説明は省略する。

図５に示す実施の形態においては、各表示画素１０ａを構成する点灯駆動用トランジスタＴr2は、それぞれスイッチング動作することで自発光素子としてのＥＬ素子Ｅ1 の点灯駆動動作を実行するように構成されている。すなわち、点灯駆動用トランジスタＴr2としてのＴＦＴは線形領域で動作するように構成されている。また、順方向電圧モニタ部１１におけるモニタ素子Ｅｘに対して、表示画素１０ａを構成する点灯駆動用トランジスタとＴr2と同一仕様のトランジスタ（ＴＦＴ）Ｔr3が直列に接続された構成にされている。そして、前記トランジスタＴr3は、走査線ｎ1 ，ｎ2 ，……の走査に同期してオン動作されるように構成されている。なお、前記したとおりモニタ素子Ｅｘは各点灯駆動用トランジスタとＴr2と同一仕様になされ、好ましくはパネル１０上に同一のプロセスにより製造されることが望ましい。

図５に示した実施の形態においては、各表示画素１０ａにおけるＥＬ素子Ｅ1 は、点灯駆動用トランジスタＴr2を介して定電圧駆動により点灯制御がなされることになる。この場合、順方向電圧モニタ部１１からはモニタ素子Ｅｘの順方向電圧に、トランジスタＴr3におけるソース・ドレイン間の電圧Ｖdsが加えられて第１情報信号としての順方向電圧Ｖf1が取り出される。この電圧Ｖf1は、前記したとおり表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 と同様の経時変化および環境温度に依存した順方向電圧として得ることができる。

そして、順方向電圧Ｖf1は、図３に基づいてすでに説明したとおり、外光検出部１４において得られる第２情報信号に基づいて補正されて電圧Ｖf2として出力される。そして、前記電圧Ｖf2は電源回路１５における電圧制御部１５ａに供給されて昇圧レベルが制御され、結果として表示パネル１０に与えられる駆動電圧が制御される。

図５に示した実施の形態によると、前記した作用により表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 における順方向電圧Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 等の変動要素に加え、表示パネル１０がおかれた外部環境の明るさに対応した前記Ｖf の変動要素も含めて画素１０ａに印加される駆動電圧が制御される。したがって、定電圧駆動される各画素１０ａに対して、適切な点灯駆動電圧を与えることができる。

図６はこの発明にかかる第４の実施の形態を示したものであり、同じくアクティブマトリクス型表示画素を備えた表示パネルの一部の構成と、これを発光駆動する駆動回路のブロック構成を示したものである。なお、図６においてはすでに説明した図３に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一の符号で示している。したがって、その詳細な説明は省略する。

この図６に示す実施の形態においては、順方向電圧モニタ部１１を構成するモニタ素子Ｅｘが、表示パネル１０外において独立して備えられた構成になされている。すなわち、モニタ素子Ｅｘとしては、図３〜図５に示したように各表示画素１０ａのＥＬ素子Ｅ1 と同一特性のものを必ずしも用いる必要はなく、例えば発光しない素子をモニタ部１１において利用するなどの対応も考えられる。

要するに、前記したモニタ素子Ｅｘとしては、その経時変化特性、温度依存性などを含む電気的特性が、表示画素１０ａを構成するＥＬ素子Ｅ1 に近似している他の素子を使用することもできる。この図６に示した実施の形態においても、すでに説明した例えば図３に示す実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図７はこの発明にかかる第５の実施の形態を示したものである。これは発光表示用のＥＬ素子の発光色に応じて発光画素に印加される駆動電圧を制御する構成を示したものである。

有機ＥＬ素子に代表されるこの種の自発光素子を用いて、フルカラー画像を再生しようとする場合には、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を個別に発光する素子を備えた各サブ画素を組として１つの画素を構成するようになされる。この場合、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブ画素を構成するＥＬ素子は、それぞれ発光効率が異なり、また再生画像に応じて点灯時間も異なることから、経時変化の度合いに相違が発生することになる。さらに各サブ画素は温度特性もそれぞれ異なり、さらに外部環境の明るさに対応する順方向電圧も異なることになる。

そこで、図７に示す構成においては、前記した各Ｒ，Ｇ，Ｂを構成するサブ画素に対応して、電源回路からそれぞれ供給される駆動電圧が独立して制御されるように構成されている。すなわち、符号１０で示す表示パネルには、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素を組とした破線で囲まれたカラー表示画素がマトリクス状に配列されている。なお、前記各サブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂにおける画素構成は、すでに説明した図３〜図６に示す画素１０ａの構成と同一になされている。そして、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素に対応して電源供給線ｐR1，ｐG1，ｐB1，ｐR2，ｐG2，ｐB2，……が表示パネル１０に配列されて各サブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、それぞれ異なった駆動電圧が供給されるようになされる。

図７に示す実施の形態においては、前記Ｒを発光するサブ画素に対応する経時変化および環境温度に依存した順方向電圧Ｖf1（前記した第１情報信号）を得るために前記Ｒを発光するＥＬ素子と同一の仕様によるモニタ素子ＥxRが用意され、このモニタ素子ＥxRに対して定電流源１２R より定電流が供給されるように構成されている。そして、モニタ素子ＥxRのアノード端子から、第１情報信号としての順方向電圧が取り出され、これは演算部１３R に対して供給される。また、前記Ｇを発光するサブ画素に対応する順方向電圧Ｖf1を得るために同様に定電流源１２G およびモニタ素子ＥxG、さらに前記Ｂを発光するサブ画素に対応する順方向電圧Ｖf1を得るために同様に定電流源１２B およびモニタ素子ＥxBが備えられ、これらはそれぞれ演算部１３G ，１３B に対して供給される。

前記各演算部１３R ，１３G ，１３B には外光検出部を構成する受光素子としてのフォトダイオードＥｐによる第２情報信号がそれぞれ供給されるように構成されており、各演算部１３R ，１３G ，１３B においては、前記第２情報信号に基づいて、各サブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した第１情報信号（各順方向電圧）をそれぞれ補正するようになされる。そして補正された第１情報信号は、それぞれ電源部としての電源回路（Ｒ）１５R 、電源回路（Ｇ）１５G 、電源回路（Ｂ）１５B に供給される。

前記各電源回路（Ｒ）１５R 、電源回路（Ｇ）１５G 、電源回路（Ｂ）１５B は、図３に基づいて説明したとおり、図示せぬ例えばバッテリーから供給される１次側電圧を昇圧させて表示パネル１０の駆動電圧を得るＤＣ−ＤＣコンバータ等により構成されており、前記各電源回路は、各演算部１３R ，１３G ，１３B からもたらされる補正された順方向電圧に基づいて独立して昇圧レベルを制御するように作用する。

したがって、表示パネル１０に配列された各画素は発光色の異なるサブ画素単位で、異なった駆動電圧により点灯駆動される。これにより、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素が、定電流駆動により点灯制御される場合においては、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素ごとの各駆動用トランジスタＴr2は、定電流特性が維持できる程度のドロップ電圧ＶD を確保した状態で、各ＥＬ素子Ｅ1 を駆動することができる。

そして、表示パネル１０に配列された各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素ごとの発光表示用ＥＬ素子Ｅ1 における順方向電圧Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 等の変動要素に加え、表示パネル１０がおかれた外部環境の明るさに対応した前記Ｖf の変動要素も含めてサブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂに印加される駆動電圧が制御されるので、各サブ画素における駆動用トランジスタにおいて発生する電力損失を極力抑えることができる。

また、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素が、例えば図５に示したように定電圧駆動により点灯制御される場合においては、各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素ごとに順方向電圧Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 等の変動要素に加え、表示パネル１０がおかれた外部環境の明るさに対応した前記Ｖf の変動要素も含めて各サブ画素に印加される駆動電圧が制御される。したがって、定電圧駆動される各サブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、適切な点灯駆動電圧を与えることができる。

以上説明した実施の形態においては、いずれもアクティブ駆動型表示画素を備えた表示パネル１０を用いた構成を例示したが、この発明はパッシブ駆動型表示パネルを用いた構成にも適用することができる。図８はその例を示すこの発明にかかる第６の実施の形態を示したものである。なお、図８においてはすでに説明した図３に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一の符号で示している。したがって、その詳細な説明は省略する。

パッシブマトリ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８に示された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。すなわち、データ線としての陽極線Ａ0 〜Ａn が縦方向（列方向）に配列され、走査線としての陰極線Ｋ1 〜Ｋm が横方向（行方向）に配列され、各々の交差した位置に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子がそれぞれ配置されて、表示パネル１０を構成している。

ここで、陽極線Ａ1 〜Ａn と陰極線Ｋ1 〜Ｋm との交点位置（ｎ×ｍ箇所）において、それぞれのアノードとカソードが陽極線と陰極線が接続された各ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmは、発光表示用の画素を構成するものである。また、陽極線Ａ0 と陰極線Ｋ1 〜Ｋm との交点位置（ｍ箇所）において、それぞれのアノードとカソードが陽極線と陰極線が接続された各ＥＬ素子Ｅx1〜Ｅxmは、前記した順方向電圧モニタ部１１を構成するものであり、各ＥＬ素子Ｅx1〜Ｅxmはモニタ素子として機能する。

さらに、前記各陰極線Ｋ1 〜Ｋm は走査ドライバとしての陰極線走査回路２１に接続され、この陰極線走査回路２１には、各陰極線Ｋ1 〜Ｋm に対応して走査スイッチＳk1〜Ｓkmが備えられている。そして、走査スイッチＳk1〜Ｓkmはクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧ＶM または基準電位点としてのグランド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。

また前記各陽極線Ａ0 〜Ａn はデータドライバとしての陽極線ドライブ回路２２に接続され、陽極線ドライブ回路２２に備えられた定電流源Ｉ0 〜Ｉn より定電流が各陽極線Ａ0 〜Ａn に供給されるように作用する。そして、陰極線走査回路２１における走査スイッチＳk1〜Ｓkm、および陽極線ドライブ回路２２における定電流源Ｉ0 〜Ｉn は、ＣＰＵを含むコントローラＩＣ２３からの指令信号によりそれぞれ動作するようになされる。

すなわち、コントローラＩＣ２３に供給される表示すべき映像信号に基づいて、陰極線走査回路２１に具備された走査スイッチＳk1〜Ｓkmが切り換え操作されと共に、陽極線ドライブ回路２２に備えられた定電流源Ｉ0 〜Ｉn より定電流が各陽極線Ａ0 〜Ａn に対して選択的に供給されるように作用する。なお、前記した陽極線ドライブ回路２２に備えられた各定電流源Ｉ0 〜Ｉn は、電源部としての電源回路１５よりもたらされる駆動電圧を利用して定電流動作がなされる。

前記した陰極線走査回路２１における走査スイッチＳk1〜Ｓkmは、コントローラＩＣ２３から供給される走査指令信号によって、基準電位点としてのグランド電位に順次接続して、各陰極線Ｋ1 〜Ｋm を順次走査状態にする。また走査スイッチＳk1〜Ｓkmは、非走査状態の各陰極線に対しては、クロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧ＶM を印加するように作用する。なお、図８に示す状態は第１の陰極線Ｋ1 がグランド電位に設定されて走査状態になされており、この時、非走査状態の陰極線Ｋ2 〜Ｋm には、前記した逆バイアス電位ＶM が印加される。

一方、陽極線ドライブ回路２２に備えられた定電流源Ｉ0 〜Ｉn はコントローラＩＣ２３から供給されるドライブ信号によって、前記定電流源Ｉ0 〜Ｉn が選択的に定電流動作が実行されるように作用する。これにより、発光表示用の画素を構成する前記各ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmは、走査に同期して選択的に発光され、表示パネル１０上に前記映像信号に基づく画像が表示される。

前記した順方向電圧モニタ部１１を構成するモニタ素子としての各ＥＬ素子Ｅx1〜Ｅxmのアノード電圧は、陰極線走査回路２１による走査に同期して、順次第１情報信号としての順方向電圧Ｖf1として取り出され、演算部１３に対して供給される。前記演算部１３および受光素子Ｅｐを備えた外光検出部１４の作用は、すでに説明した図３に基づく作用と同一であり、したがって、電源回路１５内における電圧制御部１５ａは、補正された第１情報信号Ｖf2に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける昇圧レベルを制御して陽極線ドライブ回路２２に備えられた定電流源Ｉ0 〜Ｉn の駆動電圧として出力する。

したがって、図８に示す実施の形態においては、陽極線ドライブ回路２２に備えられた定電流源Ｉ1 〜Ｉn は、定電流特性が維持できる程度のドロップ電圧ＶD を確保した状態で、表示パネル１０に配列された各ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmを点灯駆動させることができる。この場合、表示パネル１０に配列された各ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmにおける順方向電圧Ｖf の経時変化分ＶL 、前記Ｖf の温度変化分ＶT 等の変動要素に加え、表示パネル１０がおかれた外部環境の明るさに対応した前記Ｖf の変動要素も含めて、定電流源Ｉ1 〜Ｉn に供給される駆動電圧が制御されるので、定電流源Ｉ1 〜Ｉn において発生する電力損失を極力抑えることができる。

なお、図８に示したパッシブマトリックス駆動の構成において、フルカラー表示を可能にする場合には、図７に基づいて説明したように各画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素により構成されるようになされる。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素に対応した各モニタ素子と、各演算部、および各電源回路が必要であることは、図７に基づく説明と同様である。

また、以上説明した図３〜図６に示す実施の形態においては、発光表示用画素１０ａとしてコンダクタンスコントロール方式の構成を採用した場合に基づいて説明したが、この発明はこの様な特定な画素構成のものに採用し得るだけでなく、例えば電圧書き込み方式、電流書き込み方式、デジタル階調を実現させる３ＴＦＴ方式の駆動方式、すなわちＳＥＳ（Simultaneous-Erasing-Scan ）方式、さらにはスレッショルド電圧補正方式、カレントミラー方式などの画素構成を用いた発光表示パネルにも同様に採用することができる。

有機ＥＬ素子の等価回路を示す図である。 有機ＥＬ素子の諸特性を示す図である。 この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置における第１の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第２の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第３の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第４の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第５の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第６の実施の形態を示した回路構成図である。

符号の説明

１０ 発光表示パネル
１０ａ 表示用画素
１１ 順方向電圧モニタ部
１２ 定電流源
１３ 演算部
１４ 外光検出部
１５ 電源回路
１５ａ 電圧制御部
２１ 走査ドライバ（陰極線走査回路）
２２ データドライバ（陽極線ドライブ回路）
２３ コントローラＩＣ
Ａ0 〜Ａn データ線（陽極線）
Ｃ1 コンデンサ
Ｅ1 ，Ｅ11〜Ｅnm 自発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｅｐ 受光素子（フォトダイオード）
Ｅｘ，Ｅx1〜Ｅxm モニタ素子
Ｉ0 〜Ｉn 定電流源
Ｋ1 〜Ｋm 走査線（陰極線）
Ｔr1 制御用トランジスタ
Ｔr2 駆動用トランジスタ
ｎ1 ，ｎ2 ，… 走査線
ｍ1 ，ｍ2 ，… データ線
ｐ1 ，ｐ2 ，… 電源供給線

Claims (8)

1. 多数の自発光素子を配列してなる発光パネルの駆動装置であって、
   前記発光パネルにおける自発光素子の順方向電圧に対応する第１情報信号を取り出すことができるモニタ素子と、前記モニタ素子に駆動電流を供給する電流源を備えた順方向電圧モニタ部と、
   前記発光パネルがおかれている外部環境の明るさを検出して、当該明るさに対応する第２情報信号を取り出すことができる受光素子を備えた外光検出部と、
   前記外光検出部によって得られる第２情報信号に基づいて、前記順方向電圧モニタ部における前記電流源がモニタ素子に与える電流値を制御することで前記第１情報信号を補正する演算部と、
   前記演算部によって補正された第１情報信号に基づいて、前記発光パネルに与える駆動電圧が制御される電源部と、
   を具備し、
   前記モニタ素子は、経時変化特性または温度依存性を含む電気的特性が前記自発光素子と同様または近似していることを特徴とする発光パネルの駆動装置。
2. 前記自発光素子に対して、それぞれ点灯駆動電流を与える点灯駆動用トランジスタが直列に接続され、前記自発光素子がアクティブ駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パネルの駆動装置。
3. 前記点灯駆動用トランジスタは、それぞれスイッチング動作することで各自発光素子の点灯駆動動作を実行するように構成し、かつ前記順方向電圧モニタ部におけるモニタ素子に対して、前記点灯駆動用トランジスタと同一仕様のトランジスタが直列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の発光パネルの駆動装置。
4. 前記自発光素子は、ドライブ線と走査線との各交点位置において、前記ドライブ線と走査線とにそれぞれ各端子が接続されてパッシブマトリクス方式で点灯駆動されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の発光パネルの駆動装置。
5. 前記順方向電圧モニタ部および電源部は、前記発光パネルに含まれる自発光素子の発光色に対応して、それぞれ独立して設置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光パネルの駆動装置。
6. 前記順方向電圧モニタ部に配置されたモニタ素子は、当該モニタ素子より発する光を遮断する遮光マスクで覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光表示パネルの駆動装置。
7. 前記自発光素子および前記モニタ素子は、有機物質からなる発光機能層を少なくとも一層含む有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光パネルの駆動装置。
8. 前記受光素子は、有機物質からなる発光機能層を少なくとも一層含む有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の発光パネルの駆動装置。

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