JP4743685B2 - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 Download PDF

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Description

この発明は、容量性の発光素子を用いたパッシブマトリクス型発光表示パネルに対して好適に採用することができる駆動装置および駆動方法に関し、特に前記発光素子の点灯率の変化に起因して生ずるシャドーイング(横クロストーク)の発生度合いを、実用上において問題のないレベルに低減させることができる発光表示パネルの駆動装置および駆動方法に関する。
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化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素子であるという特質を生かした有機EL(エレクトロ・ルミネッセンス)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(陽極)と発光機能層、およびアルミ合金などによる金属電極(陰極)とが順次積層されることで構成されている。そして、前記発光機能層は有機化合物による単一の発光層、あるいは有機正孔輸送層と発光層による二層構造、または有機正孔輸送層と発光層および有機電子輸送層からなる三層構造、さらには前記透明電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、また前記金属電極と電子輸送層との間に電子注入層を挿入した多層構造になされる場合もある。そして、前記発光機能層において発生する光は、前記透明電極および透明基板を介して外部に導出される。
前記した有機EL素子は、電気的にはダイオード特性を有する発光エレメントと、この発光エレメントに並列に結合する寄生容量成分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いうことが言える。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、一方の電極(ダイオード成分のアノード側)から発光機能層に向かって電流が流れはじめ、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。
一方、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する依存性が高いこと、また、有機EL素子は過電流を受けた場合に劣化が激しく、発光寿命を短縮させるなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。かかる有機EL素子を用いた表示パネルとして、素子をマトリ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には従来のパッシブマトリクス型表示パネルと、その駆動回路の一例が示されており、これは陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。すなわち、m本のデータ線(以下、これを陽極線とも言う。)A1〜Amが縦方向に配列され、n本の走査線(以下、これを陰極線とも言う。)K1〜Knが横方向に配列され、各々の交差した部分(計m×n箇所)に、ダイオードおよびコンデンサのシンボルマークによる並列結合体で示した有機EL素子E11〜Emnが配置されて、表示パネル1を構成している。
そして、画素を構成する各EL素子E11〜Emnは、縦方向に沿う陽極線A1〜Amと横方向に沿う陰極線K1〜Kn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〜Amはデータドライバとしての陽極線ドライブ回路2に接続され、各陰極線K1〜Knは走査ドライバとしての陰極線走査回路3に接続されてそれぞれ駆動される。
前記陽極線ドライブ回路2には、駆動電圧源VHからの駆動電圧を利用して動作する点灯駆動電源としての定電流源I1〜Im、および切り換え手段としてのドライブスイッチSa1〜Samが備えられており、ドライブスイッチSa1〜Samが、前記定電流源I1〜Im側に接続されることにより、定電流源I1〜Im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E11〜Emnに対して駆動電流として供給されるように作用する。また、前記ドライブスイッチSa1〜Samは、電圧源VAMからの電圧、もしくは非点灯駆動電源としての基準電位点(この実施の形態においては接地電位GND)が、陰極線に対応して配置された個々のEL素子E11〜Emnに対して供給することができるように構成されている。
一方、前記陰極線走査回路3には、各陰極線K1〜Knに対応して切り換え手段としての走査スイッチSk1〜Sknが備えられ、主にクロストーク発光を防止するために用いられる逆バイアス電圧源VMからの逆バイアス電圧、もしくは基準電位点としての接地電位GNDのうちのいずれか一方を、対応する陰極線に供給することができるように構成されている。
そして、前記した陽極線ドライブ回路2および陰極線走査回路3には、CPU等を含む発光制御回路4よりコントロールバスを介してそれぞれに制御信号が供給され、表示すべき映像信号に基づいて、前記走査スイッチSk1〜SknおよびドライブスイッチSa1〜Samの切り換え操作がなされる。これにより、映像信号に基づいて陰極線を所定の周期で接地電位に設定しながら所望の陽極線に対して定電流源I1〜Imが接続され、前記各EL素子E11〜Emnが選択的に発光されることで、表示パネル1上に前記映像信号に基づく画像が表示される。
なお、図1に示す状態は、第2の陰極線K2が接地電位に設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の各陰極線K1,K3〜Knには、前記した逆バイアス電圧源VMからの逆バイアス電圧が印加される。ここで、走査発光状態におけるEL素子の順方向電圧をVfとした時、〔(順方向電圧Vf)−(逆バイアス電圧VM)〕<(発光閾値電圧Vth)の関係となるように各電位設定がなされており、したがって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各EL素子がクロストーク発光するのを防止するように作用する。
ところで、表示パネル1に配列された各有機EL素子は前記したように個々に寄生容量を有しており、これが陽極線と陰極線との交点位置にマトリクス状に配列されているがため、例えば1つの陽極線に数十個のEL素子が接続されている場合を例にすると、当該陽極線から見て各寄生容量の数百倍もしくはそれ以上の合成容量が負荷容量として陽極線に接続されることになる。この合成容量はマトリクスのサイズが大きくなるにしたがって顕著に増大する。
したがって、EL素子の点灯走査期間の初めにおいては、陽極線を介した前記定電流源I1〜Imからの電流は前記した合成負荷容量を充電するために費やされ、EL素子の発光閾値電圧(Vth)を十分に超えるまでに前記負荷容量を充電するには時間遅れが発生する。それ故、EL素子の発光の立ち上がりが遅れる(緩慢になる)という問題が発生する。特に、前記したようにEL素子の駆動源として定電流源I1〜Imを用いた場合においては、定電流源は動作原理上、ハイインピーダンス出力回路であるがため、電流が制限されてEL素子の発光立ち上がりの遅れが著しくなる。
これは、EL素子の点灯時間率を低下させることとなり、したがってEL素子の実質的な発光輝度を低下させるという問題を抱えることになる。そこで、前記した寄生容量によるEL素子の発光立ち上がりの遅れを無くすために図1に示す構成においては、逆バイアス電圧VMを利用して点灯対象のEL素子に充電を実行する動作がなされる。
図2は、点灯対象となるEL素子の寄生容量に充電されている電荷量がゼロになされるリセット期間を含むEL素子の点灯駆動動作を示している。なお、図2(A)は走査同期信号を示しており、この例においては前記走査同期信号に同期して、リセット期間および定電流駆動期間が設定される。
そして、図2(B)および(C)は、前記各期間における陽極ドライバ(陽極線ドライブ回路)2に接続された陽極線における点灯ラインおよび非点灯ラインに印加される電位を示している。また、図2(D)および(E)は、前記各期間における陰極ドライバ(陰極線走査回路)3に接続された陰極線における走査ラインおよび非走査ラインに印加される電位を示している。
図2に示すリセット期間においては、陽極ドライバ2に備えられた切り換え手段としての前記ドライブスイッチSa1〜Samは、点灯制御させるEL素子に対応する陽極線(点灯ライン)に対して、図2(B)に示すように電圧源VAMからの電位を供給する。また、非点灯になされるEL素子に対応する陽極線(非点灯ライン)には、図2(C)に示すように回路の基準電位としての接地電位GNDを供給するように制御される。
一方、前記リセット期間における陰極ドライバ3は、これに備えられた切り換え手段としての走査スイッチSk1〜Sknによって、走査対象とする陰極線(走査ライン)および非走査対象とする陰極線(非走査ライン)に対して図2(D)および(E)に示すように、それぞれ逆バイアス電圧VMを印加するようになされる。
また、EL素子の点灯期間である定電流駆動期間においては、前記ドライブスイッチSa1〜Samによって、点灯させるEL素子に対応する陽極線(点灯ライン)には、図2(B)に示すように定電流源I1〜Imより定電流が供給される。また、非点灯になされるEL素子に対応する陽極線(非点灯ライン)には、図2(C)に示すように回路の基準電位としての接地電位GNDが設定される。
一方、前記定電流駆動期間における陰極ドライバ3は、これに備えられた前記走査スイッチSk1〜Sknによって、走査対象とする陰極線(走査ライン)を図2(D)に示すように接地電位GNDに設定し、非走査対象とする陰極線(非走査ライン)に対しては、図2(E)に示すように逆バイアス電圧VMを印加するように制御される。
前記した定電流駆動期間への移行直後においては、前記点灯ラインに接続されている全てのEL素子の寄生容量の充電量はゼロになされている。そのため、点灯対象のEL素子には逆バイアス電圧源VMから、走査されていないEL素子を介して過渡的に電流が流れ込み、点灯対象のEL素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のEL素子の発光の立上がりは比較的迅速に行われる。
前記したように、点灯駆動させようとするEL素子に対して、逆バイアス電圧を利用してプリチャージさせるパッシブ駆動型表示装置は、次に示す特許文献1などに開示されている。
特開平9−232074号公報
ところで、前記した構成のパッシブ駆動型表示装置においては、EL素子の点灯率によっては、点灯率の異なるそれぞれの走査線に対応する各EL素子の間に、発光輝度のばらつきが生ずるいわゆるシャドーイング(横クロストーク)が発生することが知られている。図3および図4は、前記したシャドーイングが発生する状況を説明するものである。
図3(A)および(B)は、前記した図2に示すタイミングチャートにしたがうリセット期間におけるEL素子への電圧印加状態および定電流駆動期間におけるEL素子への電圧印加状態をそれぞれ示したものであり、この図3においてはEL素子の点灯率が100%の場合を例示している。なお、図3においては紙面の都合で、第1と第2および第mの陽極線、第1と第2および第nの陰極線に対応する各EL素子への電位の供給状態を示している。
図3(A)に示すように、リセット期間においては走査スイッチSk1〜Sknは、すべてVM側に接続され、各走査線K1〜Knには逆バイアス電圧VMが印加される。またドライブスイッチSa1〜SamはすべてVAM側に接続される。ここで、前記逆バイアス電圧VMと、電圧源VAMとは、VM=VAMの関係になされている。したがって図3(A)に示すリセット期間においては、すべてのEL素子の両端の電位差は無くなり、EL素子の寄生容量に充電されている電荷量はゼロとなる。
一方、定電流駆動期間においては図3(B)に示すように、走査点灯させるべき例えば第1の走査線K1を走査スイッチSk1を介して接地電位GNDに設定し、他の走査線には走査スイッチSk2〜Sknを介して引き続き逆バイアス電圧VMを印加するようになされる。また、この時ドライブスイッチSa1〜Samはすべて定電流源I1〜Im側に接続される。
これにより第1の走査線K1に接続された各EL素子には、各定電流源I1〜Imからの点灯駆動電流が供給される。この時、逆バイアス電位VMから走査されていないEL素子の寄生容量に流れ込む電流が、各陽極線を通じて点灯対象のEL素子のアノード側に過渡的に流れ込み、点灯対象のEL素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のEL素子の発光立上がりは比較的迅速に行われる。
次に図4は、EL素子の点灯率が低下した場合の動作例を示すものであり、図4(A)および(B)はそれぞれ図3と同様にリセット期間および定電流駆動期間における各EL素子への電位の供給状態を示したものである。ただし、この図4に示す例は、第1と第2の陽極線に対応するEL素子は非点灯とされ、第mの陽極線に対応するEL素子が点灯される例を示しており、したがってこの図4に示された範囲においては、EL素子の点灯率は、33%であると言うことができる。
リセット期間においては図4(A)に示すように各走査線K1〜Knには逆バイアス電圧VMが印加される。また第1と第2の陽極線A1,A2は接地電位GNDに接続されると共に、第mの陽極線AmはVAM側に接続される。これにより、第mの陽極線Amに接続された各EL素子の両端の電位差は無くなり、Amに接続された各EL素子の寄生容量に充電されている電荷量はゼロとなる。一方、非点灯状態に制御される第1と第2の陽極線A1,A2に接続された各EL素子には、前記VMによる逆バイアス電圧が印加され、図に示す極性で充電される。
続いて、定電流駆動期間においては、図4(B)に示すように走査点灯させるべき例えば第1の走査線K1は接地電位GNDに設定され、他の走査線には逆バイアス電圧VMが引き続き印加される。この時、非点灯状態に制御される第1と第2の陽極線A1,A2は接地電位GNDに設定され、点灯制御される第mの陽極線Amは定電流源Im側に接続される。
これにより、第1の走査線K1および第mの陽極線Amに接続された点灯対象のEL素子には、定電流源Imからの点灯駆動電流が供給される。この時、逆バイアス電位VMから走査されていないEL素子の寄生容量に流れ込む電流が、各陽極線を通じて点灯対象のEL素子のアノード側に過渡的に流れ込み、点灯対象のEL素子の寄生容量への充電が急速に行われる。この結果、点灯対象のEL素子の発光立上がりは比較的迅速に行われる。
ここで、非点灯対象の各EL素子には、前記したとおりVMによる逆バイアスが既に充電されていて、その状態は変わらないため、点灯対象外の陽極線A1,A2を介した逆バイアスVMからの過渡的な電流の流れ込みは殆ど無くなる。その結果、非走査状態の陰極線K2〜Knのそれぞれにおける逆バイアス電位の電位低下が殆ど無くなり、非走査状態の各陰極線K2〜Knおよび点灯対象となる陽極線Amを介して走査点灯対象のEL素子のアノード側に過渡的に流れ込む電流が図3(B)に示した状態に比べて増加する。これにより、走査点灯対象とされるEL素子の発光初期の輝度の持ち上がりの度合いが図3に示した例よりも顕著になる。
図5は前記した作用により発生するシャドーイング(横クロストーク)の例を模式的に示したものである。図5に示す表示パターンにおいて、ダブルハッチングを付した“A”部分がEL素子の不点灯状態になされている領域を示し、“B”部分および“C”部分はEL素子が点灯状態にされる領域を示している。図5に“A”として示すように走査ライン毎にみて、不点灯素子の割合が多い場合(点灯率が小さい場合)には、前記した作用により“B”で示す部分は“C”で示す部分よりも明るく発光する「明るい横クロストーク」が発生する。
以上説明した例は、リセット動作モードにおいて、非点灯状態に制御されるEL素子に対して前記したVMの逆バイアス電圧を印加するVMリセット方式に基づくものである。これに対して、リセット動作モードにおいて、非点灯状態に制御されるEL素子の両端を、共にグランド電位GNDに設定するGNDリセット方式による場合においては、一般的に図5に“B”で示す部分は“C”で示す部分よりも暗く発光する「暗い横クロストーク」が発生することが知られている。そして、前記したシャドーイングは、表示パネルの表示パターンや時定数などの要因により様々な状態に変化する。
一方、前記したシャドーイングは表示パネルの全体的な明暗を制御するディマー制御による表示におけるディマー値の設定が低いほど、その発生度合いが顕著に発生することが知られている。これは、ディマー値を低く設定するほど、1走査期間におけるEL素子の発光時間が短く、もしくは駆動電流の値が小さいために、走査されていないEL素子の寄生容量を介して走査されているEL素子のデータ線を介して流れ込む電荷の寄与が相対的に高くなると考えられるためである。
この発明は、前記したように特にEL素子の走査ライン毎の点灯率が低い場合において生ずるシャドーイングの問題、かつディマー制御によるディマー値の設定が低いほど顕著に発生する前記シャドーイングの問題に着目してなされたものであり、これを実用上において問題のないレベルに低減させることができる発光表示パネルの駆動装置および駆動方法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駆動装置の好ましい基本形態は、請求項1に記載のとおり、互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段が具備され、前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御するように構成される。
一方、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駆動方法の好ましい基本態様は、請求項10に記載のとおり、互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る工程と、前記工程により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程とを実行す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。この発明にかかる駆動装置は基本的には、すでに説明した図1に示す構成と同一の回路構成が採用され、また図2に示したように走査同期信号に同期して、リセット期間および定電流駆動期間(点灯期間)が設定される。なお、以下に説明する実施の形態においては、すでに説明した各図に示す構成要素と同一の機能を果たす部分は同一符号で示すことにする。
図6は、図1に示す特にデータドライバ2に対応する部分と、発光制御回路4に対応する部分について、この発明を適用した第1の実施の形態を示すものである。この図6に示す発光制御回路4に対してアナログ映像信号が供給され、このアナログ映像信号は発光制御回路4を構成する駆動制御回路11およびアナログ/デジタル(A/D)変換回路12に供給される。
前記駆動制御回路11はアナログ映像信号中における水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、A/D変換回路12に対するクロック信号CK、および画像メモリ13に対する書き込み信号Wおよび読み出し信号Rを生成する。また、駆動制御回路11は前記した水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、図1に基づいて説明した走査ドライバ3に対する走査切り換え信号を出力するようになされる。
前記A/D変換回路12は駆動制御回路11から供給されるクロック信号に基づいて、入力されたアナログ信号をサンプリングし、これを1画素毎に対応した画像データに変換して画像メモリ13に供給するように作用する。前記画像メモリ13は、前記駆動制御回路11からの書き込み信号WによってA/D変換回路12から供給される各画素データを画像メモリ13に順次書き込むように動作する。
前記画像メモリ13としてフレームメモリを採用した場合においては、前記した書き込み動作により表示パネル1における一画面(m列、n行)分のデータの書き込みが行われる。そして一画面分のデータの書き込みが終了するとメモリ13からは駆動制御回路11から供給される読み出し信号Rによって走査線の第1行から第n行へと1行分(1走査分)毎に画像データが読み出される。そして、駆動制御回路11は1行分毎の画像データより発光制御させるべきEL素子の割合(1走査毎のEL素子の点灯率)PNを得るように動作する。換言すれば、前記駆動制御回路11はEL素子の点灯率取得手段として機能する。
一方、前記駆動制御回路11には、ディマー設定手段15よりディマー制御データが供給されるように構成されており、これにより表示パネル1をD(D=1〜d)段階にディマー制御により表示させるように構成されている。このディマー設定手段15は手動によりディマー値を設定される場合もあり、またモバイル機器などにおいては外光を受けて自動的にディマー値を設定させるように構成される場合もある。
前記駆動制御回路11は、一つの形態として前記点灯率PNに対応した点灯駆動データをルックアップテーブル14より求め、このルックアップデーブル14より求められた点灯駆動データを図6に符号2で示すデータドライバ2に供給するように動作する。すなわち、図6に示した構成においては1走査毎に、それぞれ前記した点灯率PNが求められ、この点灯率に対応した点灯駆動データが等価的に示された可変電圧源21における電圧値として供給される。
そして、前記した動作は走査ドライバ3の走査に同期して走査線の第1行から第n行(N=1〜n)に向かって順次実行される。要するに前記した構成によると、一走査毎におけるEL素子の点灯率に応じて、ルックアップテーブル14より読み出された点灯駆動データが、データドライバ2に供給されることになる。
また、前記駆動制御回路11は、他の一つの形態として前記点灯率PNと、前記ディマー制御のデータより点灯駆動データをルックアップテーブル14より求め、このルックアップデーブル14より求められた点灯駆動データを図6に符号2で示すデータドライバ2に供給するように動作する。これによると、一走査毎におけるEL素子の点灯率と、この時に設定されているディマー制御データに応じて、ルックアップテーブル14より読み出された点灯駆動データが、データドライバ2に供給されることになる。この場合、前記ルックアップテーブル14はEL素子の点灯率とディマー制御データとより点灯駆動データを引き出すことができるマップ状(二次元)に構築されることになる。
図6に示すようにデータドライバ2においては、可変電圧源21に置き換えられた点灯駆動データが、電圧値としてオペアンプ22の非反転入力端に供給されるように構成されている。そしてオペアンプ22の出力端はnチャンネル型トランジスタQiのゲートに接続されており、トランジスタQiのドレインはオペアンプ22の反転入力端に接続されると共に、抵抗R1を介してグランドGNDに接続されている。すなわち、前記オペアンプ22とトランジスタQiとは電圧/電流変換手段を構成しており、前記可変電圧源21に置き換えられた点灯駆動データ(電圧)に応じて、トランジスタQiに流れる電流量を可変させるように作用する。
一方、駆動電圧源VHと前記トランジスタQiのソースとの間には、pチャンネル型トランジスタQ0のソースとドレインが接続されている。そして前記トランジスタQ0のゲートとドレイン間が短絡されており、それぞれのソースが前記駆動電圧源VHに接続されたpチャンネル型トランジスタQ1〜Qmの各ゲートは、前記トランジスタQ0のゲートに共通接続されている。
これにより、トランジスタQ0を制御側電流源(基準電流値)とし、各トランジスタQ1〜Qmを被制御側電流源とするカレントミラー回路を構成している。したがって、制御側電流源として機能するトランジスタQ0のソース電流を、前記したルックアップテーブル14より読み出された駆動電流データにより可変制御することにより、各トランジスタQ1〜Qmのドレイン電流はカレントミラー作用により可変制御されることになる。
被制御側電流源として機能する前記各トランジスタQ1〜Qmは、図1に示す定電流源I1〜Imに対応するものである。そして各トランジスタQ1〜Qmの各ドレインと、グランドGND間には、ドライブスイッチとして機能する一対のアナログスイッチがそれぞれ接続されており、これらは前記した駆動制御手段11からの指令によりオン・オフ制御される。
すなわち、各トランジスタQ1〜Qmのドレイン側におけるアナログスイッチSa1a〜Samaがオンされることで、それに対応したドライブ線(陽極線)A1〜Amに対して発光駆動電流が供給される。また、グランドGND側におけるアナログスイッチSa1b〜Sambがオンされることで、それに対応したドライブ線(陽極線)A1〜Amには非点灯電位であるグランドGND電位が供給される。
なお、図1に示されたように前記ドライブスイッチはSa1〜Samは、例えばリセット期間において電圧源VAMからの電圧を選択するようにもなされる。このために図6においては各トランジスタQ1〜Qmに対応してそれぞれもう一つのアナログスイッチを用意されることになるが、この記載は省略している。
前記した図6に示す構成によると、各走査毎のEL素子の点灯率PNを演算し、これに基づいてルックアップテーブル14より、点灯駆動データを取得してEL素子に供給する発光駆動電流の値を制御するようになされる。したがって、前記した点灯率PNに対応する点灯駆動データの関係をルックアップテーブル14に格納しておくことにより、各走査毎の点灯率に対応して、EL素子の発光輝度の補正を加えることができる。これにより、前記したようにEL素子の走査ライン毎の点灯率が異なる場合、特に点灯率が低い場合において生ずるシャドーイングの発生を低減させるように補正することが可能となる。
さらに図6に示した構成においては、前記点灯率PNに加え、ディマー制御のデータにより点灯駆動データをルックアップテーブル14より求めるように動作させることもできる。この場合によると、一走査毎におけるEL素子の点灯率と、この時に設定されているディマー制御データに応じて、ルックアップテーブル14より読み出された点灯駆動データが、データドライバ2に供給されることになる。
図7は、図6に示す構成によってなされるシャドーイングの発生を抑制させる制御形態を説明するものである。図7における(A)および(B)はすでに図2に基づいて説明した走査同期信号およびこれに同期するリセット期間を示すものである。そして、図7(C)は前記リセット期間に続く定電流駆動期間におけるEL素子の駆動動作を説明するものであり、縦軸はEL素子の発光駆動電流値Iを示している。これは特許請求の範囲における請求項1および請求項10に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図7(C)に示す制御形態においては、各走査毎のEL素子の点灯率PNに基づいて、発光制御させるべきEL素子に対して供給する発光駆動電流値を制御するようになされる。これは前記した「明るいシャドーイング」もしくは「暗いシャドーイング」の発生度合いに応じて予めルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて“Up”として示すように発光輝度を上昇、または“Dn”として示すように発光輝度を低下させる動作が実行される。これにより、前記したように特に低い点灯率の状況において顕著に発生し得るジャドーイングを効果的に抑制させることができる。
また図7(D1)および(D2)は、同じく図6に示した構成によってなされる制御形態を説明するものであり、(D1)は、高ディマー時における態様を示し、(D2)は低ディマー時における態様を示している。そして、(D1)および(D2)においては前記した点灯率PNに加えて、ディマー制御のデータも用いて、シャドーイングの発生度合いを低減させる制御態様を示している。なお、これは特許請求の範囲における請求項4および請求項13に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図7(D1)に示すように、高ディマー時においては前記したようにシャドーイングは発生しにくいので、すでに説明したルックアップテーブル14より求められる点灯駆動データは、格別な補正を施すことなく定電流駆動を実行するようになされる。一方、低ディマー時においては各走査毎のEL素子の点灯率PNとディマー制御データとに基づいて、発光制御させるべきEL素子に対して供給する発光駆動電流値を制御するようになされる。
この場合、図7(D2)に示すように、予めルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて“Up”として示すように、または“Dn”として示すように、本来の発光輝度よりもその輝度を上昇、もしくは低下させる動作が実行される。これにより、前記したように特に低ディマー時におけるシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
図8は、図1に示す特にデータドライバ2に対応する部分と、発光制御回路4に対応する部分について、この発明を適用した第2の実施の形態を示すものである。なお、図8においては、すでに説明した図6に示す構成要素と同一の機能を果たす部分は同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。
この図8に示す構成においては、可変電圧源21に置き換えられたルックアップテーブル14より読み出された点灯駆動データ、もしくは予め設定されている制御電圧Vconとを択一的に選択するスイッチSCが備えられ、このスイッチSCにより輝度補正期間および通常定電流期間が選択されるように構成されている。
このスイッチSCは駆動制御回路11からの指令により切り換え動作を実行するようになされており、すでに説明した図7に示す定電流駆動期間を、輝度補正期間と通常定電流期間の二つに別けて、EL素子の発光駆動動作を実行するように作用する。なお、前記輝度補正期間においてはスイッチSCは可変電圧源21を選択し、通常定電流期間においてはスイッチSCは制御電圧Vconを選択するようになされる。
図9は、図8に示す構成によってなされるシャドーイングの発生を抑制させる制御形態を説明するものである。なお図9における(A)および(B)はすでに図2に基づいて説明した走査同期信号およびこれに同期するリセット期間を示すものである。そして、図9(C)においては前記リセット期間に続いて、輝度補正期間および通常定電流期間が設定され、これら輝度補正期間および通常定電流期間の合計の期間においてEL素子を発光駆動させるようになされる。なおこの図9(C)は特許請求の範囲における請求項2および請求項11に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図9(C)に示す輝度補正期間においては、各走査毎のEL素子の点灯率PNに基づいて、ルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて、発光制御させるべきEL素子に対して発光駆動電流を供給する。すなわち図8に示すスイッチSCは可変電圧源21を選択した状態になされる。そして、図9(C)に示す制御形態においては、輝度補正期間の途中において、発光駆動電流の供給を遮断するように制御される。
すなわち、輝度補正期間において発光駆動電流を供給する時間を制御するようになされる。これはルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて、前記したアナログスイッチSa1a〜Sama,Sa1b〜Sambを切り換え動作させることによってなされる。その後、通常定電流期間に移り、前記スイッチSCは制御電圧Vconを選択する。したがって、通常定電流期間においては制御電圧Vconに基づく定電流が発光制御させるべきEL素子に対して発光駆動電流として供給される。
したがって、図9(C)に示した制御形態によると、輝度補正期間において設定される発光駆動電流の供給時間に基づいて、EL素子の発光輝度が補正されることになり、これにより前記したシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
図9(D)は、同じく図8に示した構成によってなされる制御形態を説明するものであり、これは特許請求の範囲における請求項3および請求項12に記載した発明による制御形態を例示するものである。すなわち、各走査毎のEL素子の点灯率PNに基づいて、輝度補正期間においては、発光制御させるべきEL素子に供給する発光駆動電流の供給期間を制御するようになされる。これは、図9(C)に示す制御形態度と同様にルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて、前記したアナログスイッチSa1a〜Sama,Sa1b〜Sambを切り換え動作させることによってなされる。
その後、通常定電流期間に移り、この通常定電流期間においてはEL素子の発光駆動電流値を制御するようになされる。例えばシャドーイングの発生を抑制させるために通常定電流期間における発光駆動電流を図7(D)に示すように低下させる場合には、図8に示すVconの電位を低下させる制御が実行される。したがって、図9(D)に示した制御形態によると、輝度補正期間において設定される発光駆動電流の供給時間に基づいて、および通常定電流期間において設定される発光駆動電流値に基づいて、EL素子の全体的な発光輝度が補正されることになり、これにより前記したシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
図10は、同じく図8に示した構成によってなされる他の制御形態を説明するものである。なお、図10における(A)および(B)はすでに図2に基づいて説明した走査同期信号およびこれに同期するリセット期間を示すものである。そして、図10(C1)は高ディマー時における態様を示し、(C2)は低ディマー時における態様を示している。そして、(C1)および(C2)においては前記した点灯率PNに加えて、ディマー制御のデータも用いて、シャドーイングの発生度合いを低減させる制御態様を示している。なお、これは特許請求の範囲における請求項5および請求項14に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図10(C1)に示すように、高ディマー時においては前記したようにシャドーイングは発生しにくいので、通常定電流期間において図8に示すVconの電位を利用して、発光させるべきEL素子に対して定電流の駆動電流を供給するようになされる。
一方、低ディマー時においては図10(C2)に示すように、輝度補正期間および通常定電流期間において、発光制御させるべきEL素子に対する発光駆動電流を供給する期間を制御するようになされる。これは前記したようにアナログスイッチSa1a〜Sama,Sa1b〜Sambを切り換え動作させることによってなされる。したがって、図10(C1)および(C2)に示した制御形態によると、輝度補正期間および通常定電流期間において発光駆動電流の供給時間を制御することでEL素子の全体的な発光輝度が補正されることになり、これにより前記したシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
図11は、同じく図8に示した構成によってなされる他の制御形態を説明するものである。なお、図11における(A)および(B)はすでに図2に基づいて説明した走査同期信号およびこれに同期するリセット期間を示すものである。そして、図11(C1)は高ディマー時における態様を示し、(C2)は低ディマー時における態様を示している。そして、(C1)および(C2)においては前記した点灯率PNに加えて、ディマー制御のデータも用いて、シャドーイングの発生度合いを低減させる制御態様を示している。なお、これは特許請求の範囲における請求項6および請求項15に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図11(C1)に示すように、高ディマー時においては前記したようにシャドーイングは発生しにくいので、通常定電流期間において図8に示すVconの電位を利用して、発光させるべきEL素子に対して定電流の駆動電流を供給するようになされる。
一方、低ディマー時においては図11(C2)に示すように、輝度補正期間および通常定電流期間において、発光制御させるべきEL素子に対する発光駆動電流を供給する形態が変化する。すなわち、輝度補正期間においては、前記した点灯率PNおよびディマー制御データに基づいて発光駆動電流を供給する期間が制御される。これはすでに説明したようにアナログスイッチSa1a〜Sama,Sa1b〜Sambを切り換え動作させることによってなされる。
また、通常定電流期間においては、前記した点灯率PNおよびディマー制御データに基づいて発光駆動電流値を制御するようになされる。例えばシャドーイングの発生を抑制させるために通常定電流期間における発光駆動電流を図11(C2)に示すように低下させる場合には、図8に示すVconの電位を低下させる制御が実行される。
したがって、図11に示した制御形態によると、輝度補正期間において設定される発光駆動電流の供給時間に基づいて、および通常定電流期間において設定される発光駆動電流値に基づいて、EL素子の全体的な発光輝度が補正されることになり、これにより前記したシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
図12は、同じく図8に示した構成によってなされるさらに他の制御形態を説明するものである。なお、図12における(A)および(B)はすでに図2に基づいて説明した走査同期信号およびこれに同期するリセット期間を示すものである。そして、図12(C1)は高ディマー時における態様を示し、(C2)は低ディマー時における態様を示している。そして、(C1)および(C2)においては前記した点灯率PNに加えて、ディマー制御のデータも用いて、シャドーイングの発生度合いを低減させる制御態様を示している。なお、この図12(C1)および(C2)も、特許請求の範囲における請求項6および請求項15に記載した発明による制御形態を例示するものである。
図12(C1)に示すように、高ディマー時においては前記したようにシャドーイングは発生しにくいので、通常定電流期間において図8に示すVconの電位を利用して、発光させるべきEL素子に対して定電流の駆動電流を供給するようになされる。
一方、低ディマー時においては図12(C2)に示すように、輝度補正期間および通常定電流期間において、発光制御させるべきEL素子に対する発光駆動電流を供給する形態が変化する。すなわち、輝度補正期間においては、前記した点灯率PNおよびディマー制御データに基づいて発光制御させるべきEL素子に対して供給する発光駆動電流値を制御するようになされる。この場合、輝度補正期間においては、予めルックアップテーブル14に格納された点灯駆動データに基づいて“Up”として示すように、または“Dn”として示すように、発光駆動電流値を制御することでEL素子の輝度を上昇、もしくは低下させる動作が実行される。
また、通常定電流期間においては発光制御させるべきEL素子に対する発光駆動電流を供給する期間を制御するようになされる。これは前記したようにアナログスイッチSa1a〜Sama,Sa1b〜Sambを切り換え動作させることによってなされる。したがって、図12(C1)および(C2)に示した制御形態によると、輝度補正期間において発光駆動電流値が制御され、通常定電流期間において発光駆動電流の供給時間が制御されることでEL素子の全体的な発光輝度が補正されることになり、これにより前記したシャドーイングの発生を効果的に抑制させることができる。
なお、以上説明した実施の形態においては、表示パネルに配列される発光素子として有機EL素子を用いた例を示しているが、前記発光素子として容量性の他の素子を用いた場合においても同様の作用効果を得ることができる。また、前記した実施の形態においてはEL素子の点灯率およびディマー制御データに基づいて、ルックアップテーブルより点灯駆動データを読み出すように構成しているが、この点灯駆動データは論理演算により求めるように構成されていてもよい。
従来のパッシブマトリクス型表示パネルとその駆動回路の一例を示した回路構成図である。 図1に示した表示パネルにおける点灯駆動動作を説明するタイミングチャートである。 図2に示すタイミングチャートにしたがう発光素子の点灯率が高い場合の動作を説明する回路構成図である。 図2に示すタイミングチャートにしたがう発光素子の点灯率が低い場合の動作を説明する回路構成図である。 シャドーイングが発生する例を示した模式図である。 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回路構成図である。 図6に示す回路構成によってなされる第1および第2の点灯駆動動作を説明するタイミング図である。 この発明にかかる駆動装置における第2の実施の形態を示した回路構成図である。 図8に示す回路構成によってなされる第1および第2の点灯駆動動作を説明するタイミング図である。 図8に示す回路構成によってなされる第3の点灯駆動動作を説明するタイミング図である。 図8に示す回路構成によってなされる第4の点灯駆動動作を説明するタイミング図である。 図8に示す回路構成によってなされる第5の点灯駆動動作を説明するタイミング図である。
符号の説明
1 発光表示パネル
2 データドライバ
3 走査ドライバ
4 発光制御回路
11 駆動制御回路
12 A/D変換回路
13 画像メモリ
14 ルックアップテーブル
15 ディマー設定手段
21 可変電圧源
22 オペアンプ
A1〜Am データ線(陽極線)
E11〜Emn 発光素子(有機EL素子)
I1〜Im 点灯駆動電源(定電流源)
K1〜Kn 走査線(陰極線)
Sa1〜Sam ドライブスイッチ
Sk1〜Skn 走査スイッチ
VAM 電圧源
VH 駆動電圧源
VM 逆バイアス電圧源

Claims (15)

  1. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段が具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  2. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段が具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対する発光駆動電流を供給する期間を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  3. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段が具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値および発光駆動電流を供給する期間を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  4. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段と、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御手段とが具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御手段におけるディマー制御の段階Dとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  5. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段と、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御手段とが具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御手段におけるディマー制御の段階Dとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対する発光駆動電流を供給する期間を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  6. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動装置であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る点灯率取得手段と、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御手段とが具備され、
    前記点灯率取得手段により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御手段におけるディマー制御の段階Dとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値および発光駆動電流を供給する期間を制御することを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
  7. 前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値の制御が、カレントミラー回路による電流供給手段により実行されるように構成され、当該カレントミラー回路における基準電流値を制御することで、前記発光駆動電流値が制御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、請求項3、請求項4、請求項6のいずれか1項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
  8. 前記走査線Nをそれぞれ走査する各走査期間内に、各々の走査線Nに対応して接続された前記発光素子の発光輝度を補正する輝度補正期間が設定されていることを特徴とする請求項2、請求項3、請求項5、請求項6のいずれか1項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
  9. 前記発光素子は、対向する電極間に一層以上からなる有機発光機能層を有する有機EL発光素子であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載された発光表示パネルの駆動装置。
  10. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
  11. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対する発光駆動電流を供給する期間を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
  12. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値および発光駆動電流を供給する期間を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
  13. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNと、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御のデータとを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御のデータとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
  14. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNと、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御のデータとを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御のデータとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対する発光駆動電流の供給する期間を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
  15. 互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、前記各走査線および各データ線の交差位置において前記各走査線と各データ線との間にそれぞれ接続された発光素子を備えたパッシブマトリクス型表示パネルを発光駆動させるための駆動方法であって、
    前記各々の走査線N(N=1〜n)に接続された前記発光素子のうち、発光制御させるべき発光素子の割合PNと、前記表示パネルをD(D=1〜d)段階にディマー制御を行うディマー制御のデータとを得る工程と、
    前記工程により得られる前記割合PNと、前記ディマー制御のデータとに基づいて、走査線Nに接続されている発光制御させるべき前記発光素子に対して供給する発光駆動電流値および発光駆動電流を供給する期間を制御することで、当該発光素子を発光駆動させる工程と、
    を実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
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