JPH0458286A

JPH0458286A - Ｅｌ発光装置

Info

Publication number: JPH0458286A
Application number: JP2168490A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Sato; 嘉秀佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1992-02-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、マトリックス型ＥＬ表示装置や電子式印写装
置の露光系に用いられるＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）発光装置に関し、特に電圧変調方式により発光の階
調出力を得るための駆動回路に関するものである。

（従来の技術）薄膜ＥＬ発光素子を用いたマトリックス型ＥＬ表示装置
には、第５図にその模式図を示すように、基板上に形成
された複数の帯状下部電極（ＳＣＡＮ側）と、これら下
部電極と直交する複数の帯状上部電極（ＤＡＴＡ側）と
を具備し、下部電極と上部電極との交差部分が発光層を
挟むことにより複数のＥＬ発光素子ＣＥＬを構成する単
純マトリックス型と呼ばれるものがある。このＥＬ発光
装置は、下部電極及び上部電極に駆動電圧を印加させる
ことによって、画電極に挟まれた発光層を発光させるも
のである。そして、ＥＬ発光素子の発光の階調表示を得
る一つの方法として、駆動電圧の振幅を変化させる電圧
変調方式が用いられている。

この方式は、第６図に示すＥＬ発光素子の輝度（Ｌ）−
電圧（Ｖａ）特性において、発光開始電圧（Ｖａ、）か
ら最高表示輝度電圧（Ｖａ２）までの範囲で駆動電圧（
Ｖａ）を変化させれば、それに対応した輝度（Ｌ、）〜
（Ｌ、）が得られることを原理とするものである。

上記ＥＬ発光装Ｗ（第５図）におけるＳ　ＣＡＮ信号線
１〜ｍに対するＤＡＴＡ信号線１の駆動について第７図
のタイミングチャートを参照しながら説明する。

先ずＳＣＡＭ信号線１〜ｍに正極性の最高表示輝度電圧
ＶＰ　　（Ｖａ、　）のパルスを同時に印加する。この
ときＤＡＴＡ信号線１はＯｖとなっている。次に、５Ｃ
ＡＮ信号線１〜ｍに負極性の電圧ＶＮ　　（Ｖａ、）を
走査線毎に順次シフトさせて印加する。このときＤＡＴ
Ａ信号線１に前記負極性の電圧ＶＮ　　（Ｖ　ａ　＋　
）に対応するタイミングで正極性のデータ電圧■０を印
加する。ＥＬ発光素子Ｃａは容量性負荷なので、その両
端に印加される駆動電圧はＶＤ　＋ＶＮとなる。従って
、データ電圧ＶＯを０〜（ｖａ、−ｖａ、）に設定すれ
ば、前記駆動電圧はＶａ、からＶａ、の範囲となりＥＬ
発光素子ＣＥＬの輝度をり、〜Ｌ、の範囲にすることが
できる（第６図）。

以上説明したデータ側の印加電圧を変化させるフィール
ドリフレッシュ方式においては、データ電圧（Ｖ［ｌ　
）は第８図に示すような回路により得ていた。

この回路は、ＤＡＴＡ信号線１〜ｎにｐチャネル及びｎ
チャネルによる高耐圧アナログボルテージフォロワ回路
８０をそれぞれ接続し、前記高耐圧アナログボルテージ
フォロワ回路８０に外部よリランプ波形ＶＲ（第９図）
及び、このランプ波形ＶＲからデータ波形ｖＯを得るた
めの制御パルス５ＨＡＤＨが供給されている。制御パル
ス５ＨＡＤＨは各ビットの階調データをそのパルス幅に
依存させたものであり、カウンタ回路（図示せず）等で
整形され各ビットのレベル変換器９０に供給されている
。このレベル変換器９０の出力は、ドレイン端子にラン
プ波形ＶＲが供給されるトランジスタ８１のゲートに供
給され、高耐圧アナログボルテージフォロワ回路８０の
出力端子から階調データを振幅で表現したデータ波形ｖ
Ｏが各ＤＡＴＡ信号線１〜ｎに出力される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上述した構成によると、高耐圧アナログボ
ルテージフォロワ回路８０及びランプ波形ＶＲの信号源
が必要となるので、回路構成が複雑になるとともにコス
トが高くなるという問題点があった。

また、制御パルス５ＨＡＤＨは、パルス発生器（図示せ
ず）において階調データに基づいてそのパルス幅が決め
られ、この制御パルス５ＨＡＤＥの立ち下がり位置によ
り前記データ波形ｖＯの振幅を決めるので、データ波形
ＶＤとデータ波形ＶＯとの間に制御パルス５ＨＡＤＨが
存在する時間が必要となり、データ波形Ｖ［ｌを高速走
査することに限界があるという欠点があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、回路構成を
簡易にしてシステムコストを下げるとともに、ＥＬ発光
素子の駆動の高速化を図ることができるＥＬ発光装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記従来例の問題点を解消するため本発明は、ＥＬ発光
素子に充電する充電手段と、この充電手段の充電時間を
階調データに応じて制御する制御手段とを有することを
特徴としている。

（作用）本発明によれば、ＥＬ発光素子が容量性負荷であること
を利用し、このＥＬ発光素子に充電を行なう。ＥＬ発光
素子に印加される電圧の振幅は充電時間により決められ
るので、この充電時間を階調データに応じて制御手段に
より制御すれば、ＥＬ発光素子の発光の階調を得ること
ができる。

（実施例）本発明の一実施例について第１図を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係るＥＬ発光素子の駆動回路
図であり、マトリックス型ＥＬ表示装置やＥＬ発光素子
アレイの１ライン分の回路を示すものである。

すなわち１ライン分の回路構成は、１ラインの数に応じ
た複数のＥＬ発光素子ＣＥＬと、このＥＬ発光素子Ｃａ
の一方側の電極に電圧を印加するデータドライバ１０と
から構成されている。ＥＬ発光素子ＣＥＬの他方側の電
極は５ＣＡＮ信号線ｍに接続され、第７図で示したよう
に、−回の走査で正極性の最高表示輝度電圧ＶＰ　　（
Ｖａ、）のパルスと負極性のシフトされた電圧ＶＮ　　
（Ｖａ、）が印加されるようになっている。

データドライバ１０は、シフトレジスタ回路１とラッチ
回路２とカウンタ回路３と各ビット毎のリセットスイッ
チ４及び定電流源５とから構成されている。シフトレジ
スタ回路１は、シフトレジスタ回路１のデータ端子Ｄａ
ｔａから入力される階調データ信号をパラレルに変換し
、シフトレジスタ回路１に設けたビット数に対応する各
端子からシフトして出力するものである。ラッチ回路２
は、前記シフトレジスタ回路１の各端子からの階調デー
タ信号を一括して記憶するものである。カウンタ回路３
は、前記階調データ信号をクロック（ＣＫ）によりカウ
ントし、カウント数に応じて制御パルスを発生させるも
のである。この制御パルスは、各ビット毎に設けたリセ
ットスイッチ４のゲート端子に供給され、リセットスイ
ッチ４のオン、オフを制御する。リセットスイッチ４の
ドレイン端子は、各ＥＬ発光素子ＣＥＬと、これを充電
するための定電流源５との接続点に接続され、また、リ
セットスイッチ４のソース端子は接地されている。

上記回路によれば、ＥＬ発光素子ＣＥＬを駆動するため
の正極性のデータ電圧ｖ□は、定電流源５から供給され
る定電流Ｉｎに充電時間ｔを乗した電荷量をＥＬ発光素
子ＣＥＬの容量ＣＥＬで除した値であるので、Ｖｏ　　（ｔ）−（Ｉｎ　ｘｔ）／ＣＥＬで示される。

従って、データ電圧ＶＱは充電時間ｔの変数となるので
、カウンタ回路３て充電時間ｔを制御すればそれに対応
したデータ電圧ｖＯが出力されることになる。上記回路
では第２図に示すように、カウンタ回路３に入力される
階調データ信号をクロック（ＣＫ）によりカウント開始
と同時に制御パルスがｒＬＪレベルとなり、カウント終
了の際に制御パルスをｒＨＪレベルとする。

従って、制御パルスがｒＬＪレベルの期間が前記充電期
間ｔとなる。このときのデータ電圧Ｖ［＋は定電流源５
によって直線的に上昇し、リセットスイッチ４がオンに
なることにより立ち下がる。また、前記充電期間ｔは、
１．−１．の間を階調ブタ信号の所望の階調数に対応し
て等分割する必要はなく、視感度に対応させて分割して
もよい。

ＥＬ発光装置の駆動方法は、第７図に示した従来例と同
様であり、１ラインを構成するＥＬ発光素子Ｃａの両側
の電極にそれぞれ、正極性の前記データ電圧ＶＤと同時
に負極性の電圧（−Ｖ　ａ　＋　）が印加されることに
より発光する。従って、ＥＬ発光素子ＣＥＬを駆動する
駆動電圧Ｖａは充電時間ｔの関数となり、Ｖａ　（ｔ）−ｖＱ　　（ｔ）＋ＶＮとなる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、抵抗６を介
して充電を行なうものである。すなわち、定電流源５の
代わりに抵抗６をリセットスイッチ４のドレイン端子に
接続し、この抵抗６の一端に直流電源ＶＯＯを接続した
ものである。他の構成は第１図の実施例と同様であるの
で、同一符号を付して説明を省略する。

この構成によれば、ＥＬ発光素子ＣＥＬには直流電源Ｖ
ＤＤから抵抗６を介して充電が行われるので、充電時間
ｔはＥＬ発光素子Ｃａの容量値ＣＥＬと抵抗６の抵抗値
ＲＤとの時定数に依存する。すなわち、ＥＬ発光素子Ｃ
ＥＬを駆動するための正極性のデータ電圧■０は、Ｖｏ　（ｔ）　＝　ＶＤＤ　（１−ｅｘｐ（−ｔ　／（
Ｒｏ　−ＣＥＬ））１で示される。従って第１図の実施
例と同様に、デタ電圧ＶＤは充電時間ｔの変数となるの
で、カウンタ回路３で充電時間ｔを制御すればそれに対
応−したデータ電圧ｖＯが出力されることになる。

上記回路では第４図に示すように、カウンタ回路３に入
力される階調データ信号をクロック（ＣＫ）によりカウ
ント開始と同時に制御パルスがｒＬＪレベルとなり、カ
ウント終了の際に制御パルスをｒＨＪレベルとする。従
って、制御パルスがｒＬＪレベルの期間が前記充電期間
ｔとなる。このときのデータ電圧ＶＱは容量値ｃＥＬと
抵抗値Ｒ［ｌによって決まる時定数に依存してに上昇し
、リセットスイッチ４がオンになることにより立ち下が
る。

従って、暗い方において輝度変化が大きい階調表示を得
ることができる。また、ＥＬ発光素子ＣＥＬを駆動する
ための駆動電圧Ｖａは、第１図の実施例と同様に充電時
間ｔの関数となり、Ｖａ　（ｔ）−ｖｏ　　（ｔ）＋ＶＮとなる。

以上の実施例によれば、従来例で必要とされた高耐圧の
ｎチャネルとｎチャネルによるアナログボルテージフォ
ロワ回路８０をｎチャネルまたはｎチャネルによるリセ
ットスイッチ４で構成することができる。

そのため、ドライバ１０の回路構成を簡単にすることが
でき、ドライバＩＣのコスト軽減および形状の小型化を
図ることができる。

また、従来例のようなランプ波形発生回路を不要とする
ので、システムとしての回路が簡素になりコスト軽減を
図ることができる。

データ波形の振幅は、データ波形内の充電時間で決める
ことができるので、データ波形とデータ波形との間に従
来例のようにデータ波形の振幅を決定するための時間を
必要とせず、走査の高速化を図ることができる。また、
例えばＥＬ発光素子の数が増え、１ラインの走査線の数
が増加した場合においても、高周波数で駆動して走査す
ることができる。

（発明の効果）本発明によれば、ＥＬ発光素子が容量性負荷であること
を利用し、このＥＬ発光素子に充電を行なうことにより
、ＥＬ発光素子に印加される電圧の振幅を前記充電時間
で制御する。従って、この充電時間を階調データに応じ
て制御すれば、簡単な回路構成で電圧変調によるＥＬ発
光素子の発光の階調を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＥＬ発光装置の１ライ
ン分の等価回路図、第２図は第１図の実施例で得られる
データ波形図、第３図は本発明の他の実施例に係るＥＬ
発光装置の１ライン分の等価回路図、第４図は第３図の
実施例で得られるデータ波形図、第５図は薄膜ＥＬ発光
素子を用いたマトリックス型ＥＬ表示装置の模式図、第
６図はＥＬ発光素子の輝度（Ｌ）−電圧（Ｖａ）特性図
、第７図はフィールドリフレッシュ駆動方式のタイミン
グチャート図、第８図は従来のドライバ回路の簡易回路
図、第９図は第８図のドライバ回路における波形図であ
る。第１因１・・・・・・シフトレジスタ回路２・・・・・・ラッチ回路３・・・・・・カウンタ回路４・・・・・・リセットスイッチ５・・・・・・定電流源６・・・・・・抵抗１０・・・・・・データドライバＣＥＬ・・・・・・ＥＬ発光素子ＶＤＤ・・・・・・直流電源第３因第２図第４図第５図第６因第７図

Claims

【特許請求の範囲】

　ＥＬ発光素子に充電する充電手段と、この充電手段の
充電時間を階調データに応じて制御する制御手段とを有
することを特徴とするＥＬ発光装置。