JPH0620318Y2

JPH0620318Y2 - 薄膜ｅｌ表示装置の駆動回路

Info

Publication number: JPH0620318Y2
Application number: JP1987024568U
Authority: JP
Inventors: 周次稲田; 敏弘大場; 久上出
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2002-02-19
Also published as: JPS63131097U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、交流駆動型容量性フラット・マトリックスデ
ィスプレイパネルすなわち薄膜ＥＬ（エレクトロ・ルミ
ネッセンス）表示装置の駆動回路に関するものである。

〈考案の概要〉本考案は、ＥＬ層を、互いに交差する方向に配列した走
査側電極とデータ側電極との間に介設して構成した薄膜
ＥＬ表示装置において、上記走査側電極およびデータ側
電極の両方または一方に、プッシュ・プル機能を有する
双方向性スイッチング素子で構成された高耐圧ドライバ
ーＩＣを接続し、上記各高耐圧ドライバーＩＣのプルア
ップ共通線およびプルダウン共通線に、書き込み電圧ま
たは変調電圧を印加するための双方向性スイッチング回
路を接続し、上記双方向性スイッチング回路に、薄膜Ｅ
Ｌ表示素子に蓄積された電荷を、上記薄膜ＥＬ表示素子
が発光した後に外部に取り出すためのスイッチと、上記
取り出した電荷を蓄積するコンデンサーとを備え、上記
双方向性スイッチング素子はプルアップ側およびプルダ
ウン側に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタと、該Ｎ型
ＭＯＳトランジスタと逆方向にそれぞれ接続されたプル
アップ側およびプルダウン側のダイオードとからなり、
上記プルアップ側のＮ型ＭＯＳトランジスタは上記プル
ダウン側ダイオードの順方向降下電圧よりも大きいスイ
ッチング電圧を有してなることにより、消費電力の低
減、さらに高耐圧ドライバーＩＣが一種類だけで良く、
またＦＰＣも片面となるので大幅なコストダウンができ
る。

〈従来の技術〉例えば、二重絶縁型（又は三層構造）薄膜ＥＬ素子は次
のように構成される。

第５図に示すように、ガラス基板１の上にＩｎ₂Ｏ₃より
なる帯状の透明電極２を平行に設け、この上に例えばＹ
₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃等の誘電物質３、Mn等の活性
剤をドープしたZnSよりなるＥＬ層４および上記と同じ
くＹ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等の誘電物質
層３′を蒸着法，スパッタリング法のような薄膜技術を
用いて順次５００〜１００００Åの膜厚に積層して３層
構造にし、その上に上記透明電極２と直交する方向にＡ
ｌ₂Ｏ₃になる帯状の背面電極５を平行に設けている。

上記薄膜ＥＬ素子はその電極間に誘電物質3,3′に挾持
されたＥＬ物質４を介在させたものであるから、等価回
路的には容量性素子と見ることができる。また、この薄
膜ＥＬ素子は第６図に示す電圧−輝度特性から明らかな
如く、２００Ｖ程度の比較的高電圧を印加して駆動され
る。この薄膜ＥＬ素子は交流電界によって高輝度発光
し、しかも長寿命であるという特徴を有している。

従来、このような薄膜ＥＬ素子を用いた表示装置のため
本出願人は変調消費電力の低減と目的として次のような
駆動回路を提案した。すなわち、双方向性スイッチング
機能をもち、単一電位のシフトレジスタ、ゲートの論理
回路で制御される高耐圧ドライバーＩＣを走査側電極お
よびデータ側電極に接続し、走査側高耐圧ドライバーＩ
Ｃのプルアップ共通線には正の書き込み電圧と1/2変調
電圧を、プルダウン共通線には負の書き込み電圧と1/2
変調電圧と０Ｖを印加するスイッチング回路を設け、デ
ータ側高耐圧ドライバーのプルアップ共通線には1/2変
調電圧を印加するスイッチング回路を設け、データ側高
耐圧ドライバーのプルダウン共通線を０Ｖにすること
で、上記薄膜ＥＬ表示装置に交流パルスを印加して発光
させる駆動回路である。

また、アクティブタイプ（自己発光型）ディスプレイは
基本的に消費電力が多いため、さらに消費電力の低減が
必要とされ、その低減方法として一度パネル内に蓄えた
電荷を、もう一度外部に引き出し再利用するリカバリー
方式がある。

〈考案が解決しようとする問題点〉従来のＰＮ対称駆動ではPch MOSFETとNch MOSFETを別々
のチップで作製し、それを両面基板のＦＰＣに表裏実装
する事でスキャンラインの１ラインに対して見かけ上プ
ッシュプル構成をとっていた。

しかし、この構成では各々のＩＣ単価も高く付き、ま
た、ＦＰＣも両面基板となる事から材料費も高く、工数
も長くかかるという問題点を有していた。その為プッシ
ュプル機能を持ったドライバーＩＣを１チップで構成す
る事がトータルコストの低減という観点から非常に重要
な課題であった。

しかしながら、１チップ内でP MOSとN MOSを同時に作成
する事は、プロセスが長くなる、P MOSはスピード
が遅くＮＭＯＳとの特性がマッチせず表示品質を落と
す、チップ面積がNchとPchとのアイソレーションをと
る上で大きくなってしまう、などの問題があった。

以上の点から１チップ内でプッシュプル構成をとる上で
N MOSのダブル構成に利点が有ると考えられた。

しかしながらこの方法を利用しても、表示パターンによ
っては電流が電源Ｖ_DDからダイオードを通ってアウトプ
ットに流れる際に発生する電圧降下分で、プルアップ側
トランジスタが自動的に“ＯＮ”してしまい、せっかく
抜きかけた電荷がＨＶｃｃラインよりプルアップ側トラ
ンジスタを通して放電してしまうという問題点を有して
いた。

この現象を第７図を用いて詳細に説明する。

第７図(a)は薄膜ＥＬ表示装置の表示エリアを示してお
り、７０１は発光部，７０２は非発光部を示している。
この様な表示によって各ドライバーＩＣの１ビットごと
の負荷が、一画面で最大から最小まで変化する。

この負荷変動により、ある１ビットの出力端の電流をモ
ニターしたものが第７図(b)である。713はリカバリー時
に流れる１画面分の電流波形，７１４はその一部拡大図
である。

第７図(c)は双方向性ドライバーＩＣの一部分を示した
ものである。仮に、あるタイミングでFET７０３，７０
６が“ＯＮ”、ＦＥＴ７０４，７０５が“ＯＦＦ”であ
るとすると、ＥＬの絵素７１１にはの電圧がチャージされ、絵素７１２には電圧がチャージ
されていない。この状態でＶccラインをまで引き下げると電流がＶ_DDラインよりダイオード７１
０を通し、ＥＬ絵素７１２を通る電流ｉ₁とスキャンラ
インより流れ込む電流ｉ₂がそれぞれ合わさって電流ｉ
となり、以下ＥＬ絵素７１１，ダイオード７０７を通し
外部に引き出す事ができる。

ところがダイオード７１０の電圧電流特性が第７図(d)
のライン７１５の様になっていたとすると、電流ｉの大
きさにより出力端７１７の電位が電位Ｖ_DDよりダイオー
ドの順方向降下分（Ｖ_F）だけ低下し、これがＦＥＴ７
０５のスイッチングレベル（Vth）より大きくなった場
合（第７図(d)の斜線部）、電流ｉは外部に取り出せず
ｉ′としてＦＥＴ７０５を通し、ＩＣ内部で放電してし
まうという問題点を有していた。

そこで本考案は、薄膜ＥＬ表示装置の変調消費電力およ
び書き込み消費電力を、大幅に低減させることができる
薄膜ＥＬ表示装置の駆動回路を提供することを目的とす
る。

〈問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本考案の薄膜ＥＬ表示装置の
駆動装置は、ＥＬ層を、互いに交差する方向に配列した
走査側電極とデータ側電極との間に介設して構成した薄
膜ＥＬ表示装置において、上記走査側電極およびデータ
側電極の両方または一方に、プッシュ・プル機能を有す
る双方向性スイッチング素子で構成された高耐圧ドライ
バーＩＣを接続し、上記各ドライバーＩＣのプルアップ
共通線およびプルダウン共通線に、書き込み電圧または
変調電圧を印加するための双方向性スイッチング回路
に、薄膜ＥＬ表示素子に蓄積された電荷を、上記薄膜表
示装置が発光後に外部に取り出すためのスイッチと、上
記取り出した電荷を蓄積するコンデンサーとを備え、上
記高耐圧ドライバーＩＣの出力段のプルアップ側に接続
されているＮ型ＭＯＳトランジスタのスイッチング電圧
が、電源からアウトプットに付けて順方向に接続されて
いるダイオードの順方向降下電圧より、大きくなる様構
成されている事を特徴としている。

〈作用〉薄膜ＥＬ表示装置の走査側電極に接続した高耐圧ドライ
バーＩＣのプルアップ共通線には、双方向性スイッチン
グ回路により正極性の書き込み電圧または変調電圧が印
加され、あるいは、プルダウン共通線には、双方向性ス
イッチング回路により負極性の書き込み電圧または変調
電圧または0Vとが印加される。一方、データ側電極に接
続した高耐圧ドライバーＩＣのプルアップ共通線には、
双方向性スイッチング回路により変調電圧が印加され、
またプルダウン共通線は、双方向性スイッチにより０Ｖ
に放電されることによって、上記薄膜ＥＬ表示装置は交
流パルスを印加されて発光する。発光後、薄膜ＥＬ素子
に蓄積された電荷を、外部に取り出すためのスイッチが
操作されて、全ての表示パターンにおいて上記薄膜ＥＬ
素子に蓄積された電荷が取り出され、コンデンサーに蓄
積される。したがって、薄膜ＥＬ表示装置の駆動電力を
低減することができる。

〈実施例〉以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明する。

本実施例においては一回の駆動でＥＬ表示装置に蓄積し
た変調エネルギーの一部を外部コンデンサーに蓄積し再
利用するようにしている。なお、書き込みエネルギーに
ついても同様に再利用することができるが、本実施例で
の説明は省略する。

第１図は本考案の一実施例を示す駆動回路構成図であ
る。１０は発光しきい値電圧Vth（Vw＜Vth＜Vw＋Vm）の
薄膜ＥＬ表示装置を示し、この図ではＸ方向電極をデー
タ側電極としＹ方向電極を走査側電極として電極のみを
示している。２０，３０は上記薄膜ＥＬ表示装置１０の
Ｙ方向電極の奇数ラインと偶数ラインにそれぞれ対応す
る走査側高耐圧プッシュ・プル双方向性ドライバーＩＣ
（第１双方向性スイッチング回路に相当し、以下走査側
ドライバーＩＣと言う）である。２１，３１は上記各走
査側ドライバーＩＣ２０，３０中のシフトレジスタ等の
論理回路であり、"Scan data"，“ＰＵＰ”，“ＰＤ
Ｗ”等の制御信号により、上記シフトレジスタ中の"Sca
n data"に対応してプルアップ素子もしくはプルダウン
素子が"ON"する状態および"Scan data"に関係なく全て
のプルアップ素子もしくはプルダウン素子が“ＯＮ”す
る状態をつくりだすものである。４０は上記薄膜ＥＬ表
示装置１０のＸ方向電極に対応するデータ側高耐圧プッ
シュ・プル双方向性ドライバーＩＣ（第２双方向性スイ
ッチング回路に相当し、以下データ側ドライバーＩＣと
言う）である。４１は上記データ側ドライバーＩＣ４０
中のシフトレジスタ等の論理回路である。第２図に上記
高耐圧プッシュ・プル双方向性ドライバーの構成を示
す。図中５０１はプルアップ用のＮｃｈ高耐圧ＭＯＳＦ
ＥＴ（フィールドエフェクトトランジスター）、５０２
はプルダウン用のＮｃｈ高耐圧ＭＯＳＦＥＴ、５０３，
５０４は各々のＦＥＴに対して逆方向に電流を流すため
のダイオードである。５０１，５０２は入力データに応
じてレベルシフタ等の回路により“ＯＮ”，“ＯＦＦ”
が行なわれる。ここで、プルアップ側のNch ＭＯＳＦ
ＥＴ５０１のスイッチング電圧（Vth）が、前記ダイオ
ード５０４の順方向降下電圧（Ｖ_F）よりも大きくなる
ようにしている。

１００は上記走査側ドライバーＩＣ２０，３０のプルダ
ウン共通線電位を切り替える回路（第３双方向性スイッ
チング回路に相当）であり、制御信号"NVC"，"NGC"，"N
M2"により負極性の書き込み電圧−Vwと０Ｖと変調電圧1
/2Vmとに切り替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３、
および制御信号“ＮＭ２Ｒ”により上記スイッチＳＷ３
と逆方向にスイッチングするスイッチＳＷ３′より構成
されている。

２００は走査側ドライバーＩＣ２０，３０のプルアップ
共通線電位を切り替える回路（第４双方向性スイッチン
グ回路に相当）であり制御信号“ＰＶＣ”，ＰＭ２”に
より正極性の書込み電圧Vw+Vmと変調電圧1/2Vmに切り替
えるスイッチＳＷ４，ＳＷ５により構成されている。

３００はデータ側ドライバーＩＣ４０のプルアップ共通
電位を切り替える回路（第５双方向性スイッチング回路
に相当）であり、制御信号"MI"により変調電圧1/2Vmと
フローティング状態とに切り替えるスイッチＳＷ６、お
よび制御信号“ＭＩＲ”により上記スイッチＳＷ６と逆
方向にスイッチングするスイッチＳＷ６′により構成さ
れている。

４００は制御信号“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ８を
“ＯＮ”にしてコンデンサーCmに変調電圧1/4Vmを充電
し、充電後ＳＷ８を“ＯＦＦ”にして制御信号“ＭＵ
Ｐ”によりスイッチＳＷ７を“ＯＮ”にすることで、変
調電圧1/4Vmを供給後変調電圧1/2Vmを供給する回路（第
６スイッチング回路に相当）であり、制御信号“ＮＭ
２”，“ＰＭ２”，“ＭＩ”により制御されるスイッチ
ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ６に接続される。また、一方、制
御信号“ＮＭ２Ｒ”もしくは“ＭＩＲ”によりスイッチ
ＳＷ３′もしくはスイッチＳＷ６′を“ＯＮ”にし、さ
らに、制御信号“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ８を“Ｏ
Ｎ”にすることで、上記ＥＬ表示装置に蓄積されたエネ
ルギーの一部を上記コンデンサーCmに蓄積する回路でも
ある。

５００はデータ反転コントロール回路である。

次に、第３図のタイムチャートを用いて、第１図の動作
について説明する。

ここでは線順次駆動で絵素Ａを含むＹ₁と絵素Ｂを含む
Ｙ₂の走査電極が選択走査電極として選択されるものと
する。また、この駆動装置では１ライン毎に絵素に印加
される書き込み電圧の極性を反転して駆動されるが、走
査側選択電極に接続されている上記高耐圧ドライバーＩ
Ｃ２０，３０のプルダウン用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”に
して、その電極ライン上の絵素に負の書き込みパルスを
印加する１ラインの駆動タイミングをＮ駆動タイミング
と呼び、一方、上記高耐圧ドライバーＩＣ２０，３０の
プルアップ用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にして、その電極
ライン上の絵素に正の書き込みパルスを印加する１ライ
ンの駆動タイミングをＰ駆動タイミングを呼ぶことにす
る。又、走査側奇数ラインに対してＮ駆動をし、偶数ラ
インに対してＰ駆動を実行するフィールド（画面）をＮ
Ｐフィールド、その逆のフィールドをＰＮフィールドと
呼ぶことにする。

（Ａ）ＮＰフィールド 1.Ｎ駆動における第１変調電圧充電期間（ＴＮ₁）走査側の全てのドライバーＳＤｒ₁〜ＳＤｒｉのプルダ
ウン用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にし、制御信号“ＮＧ
Ｃ”によりスイッチＳＷ２を“ＯＮ”にすることで、走
査側全電極を０Ｖに保つ。同時に制御信号“Ｍ１”によ
りスイッチＳＷ６を“ＯＮ”にする。このとき、データ
側のドライバーＤＤｒ₁〜ＤＤｒｉは表示データ“ＤＡ
ＴＡ”に従って発光の場合にはプルアップ用MOSFETを
“ＯＮ”にし、非発光の場合プルダウン用ＭＯＳＦＥＴ
を“ＯＮ”にする。ここで表示データ信号が“Ｈ”で発
光、“Ｌ”で非発光とした場合、入力表示データ信号
（“ＤＡＴＡ”）をそのままデータ側ドライバーＩＣ４
０に入力する必要があるので、上記データ反転コントロ
ール回路５００における反転信号“ＲＶＣ”は“Ｌ”に
しておく。（但しデータ側ドライバーＩＣ４０はデータ
信号が“Ｈ”のときプルアップ用ＭＯＳＦＥＴが“Ｏ
Ｎ”し、プルダウン用ＭＯＳＦＥＴが“ＯＦＦ”、デー
タ信号が"L"のときは、その逆になるものとする。また
線順次駆動を行っているため、表示データ"DATA"は前ラ
イン駆動時に転送が行なわれ、ラッチにより保持されて
いる。）さらに、制御信号“ＭＤＷ”によりスイッチＳ
Ｗ８を“ＯＮ”にしてコンデンサーCmに1/4Vmを充電す
る。次に制御信号“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ８を
“ＯＦＦ”にした後、制御信号“ＭＵＰ”によりスイッ
チＳＷ７を“ＯＮ”させることで、発光絵素だけに段階
的に1/2Vmの第１変調電圧がデータ側に充電され、非発
光絵素には充電されず非発光絵素のデータ側電極電位は
０Ｖになる。充電が完了すると、スイッチＳＷ６，ＳＷ
７を“ＯＦＦ”にする。

2.Ｎ駆動における第２変調電圧充電および書き込み期間
（ＴＮ₂）選択走査電極に接続しているドライバーのみプルダウン
用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にし、他の走査側ドライバー
プルアップ用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にする。同時に走
査側全ドライバーＩＣ２０，３０のプルアップ共通線に
は制御信号“ＰＭ２”によりスイッチＳＷ５をＯＮにし
て変調電圧1/4Vmを印加し、その後制御信号“ＭＵＰ”
によりスイッチＳＷ７を“ＯＮ”にすることで変調電圧
1/2Vmを印加する。また、走査側全ドライバーＩＣ２
０，３０のプルダウン共通線には制御信号“ＮＶＣ”に
よりスイッチＳＷ１を“ＯＮ”にすることにより負極性
の書き込み電圧−Vwを印加する。一方、データ側ドライ
バーＩＣ４０は上述のＮ駆動における第１変調電圧充電
期間（ＴＮ₁）の駆動を継続する。

これにより、発光絵素にはＮ駆動における第１変調電圧
充電期間（ＴＮ₁）にデータ側に変調電圧1/2Vmが充電さ
れているため、データ側電極電位はVmとなる。これと同
時に選択走査電極には負極性の書き込み電圧−Vwが印加
されるため、発光絵素にはVm-(-VW)＝Vw＋Vmが印加され
発光する。また、非発光絵素はデータ側電極電位が０Ｖ
であり、上述のように選択走査電極には負極性の書き込
み電圧−Ｖｗが印加されるため、非発光絵素には０Ｖ−
（−Ｖｗ）＝Ｖｗが印加されるが、発光しきい電圧Vth
以下なので発光しない。

3.Ｎ駆動における書き込み電圧放電および第２変調電圧
リカバリー期間（ＴＮ₃）制御信号“ＮＶＣ”，“ＰＭ２”，“ＭＵＰ”によりス
イッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ７を“ＯＦＦ”にした後、
走査側全ドライバーＳＤｒ₁〜ＳＤｒｉのプルダウン用M
OSFETを“ＯＮ”することにより書き込み電圧は放電さ
れ、走査側全電極電位は１／２Vmとなる。そこで、次に
制御信号“ＮＭ２Ｒ”，“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ
３′，ＳＷ８を“ＯＮ”することで、第２変調電圧充電
期間（ＴＮ₂）に走査側電極をプラスとして蓄積された
電荷を一部がコンデンサーCmに蓄積される。そして、走
査側全電極電位は１／４Vmとなる。一方、データ側電極
の発光絵素に接続された電極電位は、３／４Vmになる。

4.Ｎ駆動における第２変調電位放電および第１変調電圧
リカバリー期間（ＴＮ₄）制御信号“ＮＭ２Ｒ”，“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ
３′，ＳＷ８を“ＯＦＦ”にした後、制御信号“ＮＧ
Ｃ”によりスイッチＳＷ２を“ＯＮ”にすると走査側電
極電位は０Ｖになる。またデータ側発光絵素に接続され
た電極電位は１／２Vmになる。ここで制御信号“ＭＩ
Ｒ”，“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ６′，ＳＷ８を
“ＯＮ”にすることで、第１変調電圧期間(TN₁)にデー
タ側電極をプラスとして蓄積された電荷の一部がコンデ
ンサーCmに蓄積される。そしてデータ側全電極電位は１
／４Vmとなる。

5.Ｐ駆動における第１変調電圧充電期間(TP₁) 走査側の全てのドライバーＳＤｒ₁〜ＳＤｒｉのプルダ
ウン用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にし、制御信号“ＮＧ
Ｃ”によりスイッチＳＷ２を“ＯＮ”にすることで、走
査側全電極を０Ｖに保つ。同時に制御信号“Ｍ１”によ
りスイッチＳＷ６を“ＯＮ”にする。このときデータ側
のドライバーＤＤｒ₁〜ＤＤｒｉは表示データ信号の
“ＤＡＴＡ”の反転信号に従って発光の場合にはプルダ
ウン用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にし、非発光の場合プル
アップ用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にする。ここで入力表
示データ信号“ＤＡＴＡ”の反転信号をデータ側ドライ
バーＩＣ４０に入力する必要があるので、データ反転コ
ントロール回路５００における反転信号“ＲＶＣ”は
“Ｈ”にしておく。さらに、制御信号“ＭＤＷ”により
スイッチＳＷ８を“ＯＮ”にしてコンデンサ１／４Vmを
充電する。次に、制御信号“ＭＤＷ”によりスイッチＳ
Ｗ８を“ＯＦＦ”にした後、制御信号“ＭＵＰ”により
スイッチＳＷ７を“ＯＮ”にすることで、非発光絵素だ
けに段階的に１／２Vmの第１変調電圧がデータ側に充電
される。このとき発光絵素には充電されず発光絵素のデ
ータ側電極電位は０Ｖになる。充電が完了するとＳＷ
６，ＳＷ７は“ＯＦＦ”にする。

6.Ｐ駆動における第２変調電圧充電および書き込み期間
（ＴＰ₂）選択走査側電極に接続しているドライバーのみプルアッ
プ用ＭＯＳＦＥＴを“ＯＮ”にして他の走査側ドライバ
ープルダウン用MOSFETを“ＯＮ”にする。同時に走査側
全ドライバーＩＣ２０，３０のプルアップ共通線には、
制御信号“ＰＶＣ”によりスイッチＳＷ４を“ＯＮ”に
することで正極性の書き込み電圧Vw+Vmを印加する。ま
た走査側全ドライバーＩＣ２０，３０のプルダウン共通
線には制御信号“ＮＭ２”によりスイッチＳＷ３を“Ｏ
Ｎ”にして変調電圧１／４Vmを印加し、その後、制御信
号“ＭＵＰ”によりスイッチＳＷ７を“ＯＮ”にするこ
とで変調電圧１／２Vmを印加する。一方、データ側ドラ
イバー４０はＰ駆動における第１変調電圧充電期間（Ｔ
Ｐ₁）の駆動を継続する。

これにより、発光絵素にはデータ側電極電位が０Ｖであ
るので段階的に１／２Vmの第２変調電圧が走査側に充電
され、これと同時に選択走査電極には正極性の書き込み
電圧Vw+Vmが印加されるため、発光絵素には（Vw+Vm）−
０Ｖ＝Vw+Vmが印加され発光する。また非発光絵素には
第１変調電圧充電期間（ＴＰ₁）にデータ側に変調電圧
１／２Vmが充電されているため、データ側電極電位はＶ
ｍとなる。これと同時に、上述のように選択走査電極に
は正極性の書き込み電圧Vw+Vmが印加されているため、
非発光絵素には（Vw+Vm)−Vm＝Vwが印加されるが、発光
しきい電圧Vth以下なので発光しない。

7.Ｐ駆動における書き込み電圧放電および第２変調電圧
リカバリー期間（ＴＰ₃）制御信号“ＰＶＣ”，“ＮＭ２”，“ＭＵＰ”によりス
イッチＳＷ４，ＳＷ３，ＳＷ７を“ＯＦＦ”にした後、
走査側ドライバーＳＤｒ₁〜ＳＤｒｉのプルダウン用Ｍ
ＯＳＦＥＴを"ON"することにより書き込み電圧は放電さ
れ、走査側全電極電位は１／２Vmとなる。そこで、次
に、制御信号“ＮＭ２Ｒ”，“ＭＤＷ”によりスイッチ
ＳＷ３′，ＳＷ８を“ＯＮ”にすることで、第２変調電
圧充電期間（ＴＰ₂）に走査側電極をプラスして蓄積さ
れた電荷の一部がコンデンサーCmに蓄積される。そして
走査側全電極電位は１／４Vmとなる。一方データ側電極
の非発光絵素に接続された電極電位は3/4Vmになる。

8.Ｐ駆動における第２変調電圧放電および第１変調電圧
リカバリー期間（ＴＰ₄）制御信号“ＮＭ２Ｒ”，“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ
３′，ＳＷ８を“ＯＦＦ”にした後、制御信号“ＮＧ
Ｃ”によりスイッチＳＷ２を“ＯＮ”にすることにより
走査側電極電位は0Vになる。またデータ側非発光絵素に
接続された電極電位は１／２Vmになる。ここで制御信号
“ＭＩＲ”，“ＭＤＷ”によりスイッチＳＷ６，ＳＷ８
を“ＯＮ”にすることで、第１変調電圧期間（ＴＰ₁）
にデータ側電極をプラスとして蓄積された電荷の一部が
コンデンサーCmに蓄積される。そしてデータ側全電極電
位は１／４Vmとなる。

（Ｂ）ＰＮフィールド 1.Ｐ駆動における第１変調電圧充電期間（ＴＰ₅）ＮＰフィールドＰ駆動における第１変調電圧充電期間
（ＴＰ₁）と同様の駆動を行う。

2.Ｐ駆動における第２変調電圧充電および書き込み期間
（ＴＰ₆）ＮＰフィールドＰ駆動における第２変調電圧充電および
書き込み期間（ＴＰ₂）と同様の駆動を行う。

3.Ｐ駆動における書き込み電圧放電および第２変調電圧
リカバリー期間（ＴＰ₇）ＮＰフィールドＰ駆動における書き込み電圧放電および
第２変調電圧リカバリー期間（ＴＰ₃）と同様の駆動を
行う。

4.Ｐ駆動における第２変調電圧放電および第１変調電圧
リカバリー期間（ＴＰ₈）ＮＰフィールドＰ駆動における書き込み電圧放電および
第２変調電圧リカバリー期間（ＴＰ₄）と同様の駆動を
行う。

5.Ｎ駆動における第１変調電圧充電期間（ＴＮ₅）ＮＰフィールドＮ駆動における第１変調電圧充電期間
（ＴＮ₁）と同様の駆動を行う。

6.Ｎ駆動における第２変調電圧充電および書き込み期間
（ＴＮ₆）ＮＰフィールドＮ駆動における第２変調電圧充電および
書き込み期間（ＴＮ₂）と同様の駆動を行う。

7.Ｎ駆動における書き込み電圧放電および第２変調電圧
リカバリー期間（ＴＮ₇）ＮＰフィールドＮ駆動における書き込み電圧放電および
第２変調電圧リカバリー期間（ＴＮ₃）と同様の駆動を
行う。

8.Ｎ駆動における第２変調電圧放電および第１変調電圧
リカバリー期間（ＴＮ₈）ＮＰフィールドＮ駆動における第２変調電圧放電および
第１変調電圧リカバリー期間（ＴＮ₄）と同様の駆動を
行う。

以上のように、この駆動回路ではＮＰフィールドとＰＮ
フィールドの駆動タイミングより構成されており、ＮＰ
フィールドでは走査側の奇数番目選択ラインに対してＮ
駆動を、偶数番目選択ラインに対してＰ駆動を実行し、
ＰＮフィールドではその逆の駆動を実行することで薄膜
ＥＬ表示装置の全絵素に対して発光に必要な交流パルス
を印加するものである。第３図に、絵素Ａ，絵素Ｂに印
加される電圧波形の代表例を示している。

ところで、従来の駆動回路では、発光後のＥＬ表示素子
内に蓄積されている書き込み電圧充電による電荷および
変調電圧充電による電荷を、駆動回路内に抵抗を通して
放電していた。しかし、この実施例における駆動回路で
は、この変調蓄積電荷を表示パターンに関係なく再利用
することが可能な駆動回路を用いている。（但し書き込
み蓄積電荷の再利用については省略しているが、変調電
圧充電による電荷の再利用の手法と同様にして行うこと
ができる。）したがって、この駆動回路では、変調蓄積
電荷を放電する従来の駆動回路に対して変調消費電力は
２５％低減されるが、この理由を第４図に示す回路のモ
デル図に従って説明する。

第４図(a)はＥＬ表示素子（容量Ｃ₀）にスイッチングＳ
Ｗａを“ＯＮ”にして電圧Ｖ₀（実施例においては１／
２Vmに相当）の充電を行なっている図である。ここでＲ
は駆動回路内の抵抗を示している。このときＥＬ表示素
子に蓄えられるエネルギーは１／２Ｃ₀Ｖ₀ ²、Ｒで消費
されるエネルギーは１／２Ｃ₀Ｖ₀ ²となる。次にこの状
態でスイッチＳＷａを“ＯＦＦ”にし、スイッチＳＷｂ
を“ＯＮ”にして平衡状態になったときのＥＬ表示素子
から外部コンデンサーに（容量Ｃ）に移動したエネルギ
ーを調べることにする。ここで外部コンデンサーＣはあ
らかじめ電圧１／２Ｖ₀が充電されているものとする
（但しＣ＞＞Ｃ₀）。また、回路に流れる電流をｉ，Ｅ
Ｌ表示素子Ｃ₀に充電されている電荷をｑ₀，外部コンデ
ンサーＣに充電されている電荷をｑとすると、が成り立つため、式(1)，(2)，(3)よりが得られる。一方、回路方程式より、Ｒ・ｉ＋ｑ／Ｃ−ｑ₀／Ｃ₀＝０ …(5) が成り立つため、式(5)に式(3)，(4)を代入して、得ら
れる微分方程式を解くと、が得られる。よって式(3)よりとなり、抵抗Ｒで消費されるエネルギーＰＲはとなる。またＥＬ表示素子に残るエネルギーは、両端電
圧が１／２Ｖ₀となるためとなる。よってＥＬ表示素子Ｃ₀から外部コンデンサー
Ｃに蓄積されるエネルギー（リカバリーエネルギー）
は、リカバリーエネルギー＝（ＥＬ表示素子Ｃ₀に蓄えられたエネルギー） −（ＥＬ表示素子Ｃ₀に残ったエネルギー） −（外部抵抗Ｒで消費されたエネルギー）したがって、通常のＥＬ表示素子Ｃ₀の充電・放電で
は、のエネルギーが必要となるため、２５％がリカバリーで
きることになる。

上記本実施例では、薄膜ＥＬ表示装置１０の走査側電極
およびデータ側電極夫々に双方向性スイッチング素子を
接続しているが、走査側電極のみもしくはデータ側電極
のみに双方向性スイッチング素子を接続して、ＥＬ表示
素子に蓄積した電荷を再利用しても同様の効果が得られ
本考案の要旨をそこなわないものである。

〈考案の効果〉以上より明らかなように、本考案の薄膜ＥＬ表示装置の
駆動回路は、従来の利点を損わずに駆動電力の大部分
（約７割）を占めている変調消費電力を従来駆動に比べ
２５％低減することができる。また、書き込みエネルギ
ーについても同様な方法がとれるため、書き込み消費電
力についても２５％低減することができ、大幅な消費電
力が節約できる。また、さらに、スイッチング用のＩＣ
が１種類だけで良く、ＦＰＣも片面基板を用いることが
でき大幅なコストダウンができる有用な薄膜ＥＬ表示装
置の駆動回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の薄膜ＥＬ表示装置の駆動回
路図、第２図は高耐圧プッシュ・プル双方向性ドライバ
ーの構成例を示す図、第３図は第１図の動作を説明する
タイムチャートおよび絵素に印加される電圧波形の例を
示す図、第４図は駆動回路のリカバリー回路モデル図、
第５図は薄膜ＥＬ表示装置の一部切欠き斜視図、第６図
は薄膜ＥＬ表示装置の印加電圧に対する輝度特性を示す
図、第７図はリカバリー不可領域を示す図である。１０……薄膜ＥＬ表示装置、２０，３０……走査側高耐圧プッシュ・プルドライバー
ＩＣ（第１双方向性スイッチング回路）、４０……データ側高耐圧プッシュ・プルドライバーＩＣ
（第２双方向性スイッチング回路）、１００……走査側高耐圧プッシュ・プルドライバーのプ
ルダウン共通線電位切換回路およびリカバリー回路（第
３双方向性スイッチング回路）、２００……走査側高耐圧プッシュ・プルドライバーのプ
ルアップ共通線電位切換回路（第４双方向性スイッチン
グ回路）、３００……データ側高耐圧プッシュ・プルドライバーの
プルアップ共通線電位切換回路およびリカバリー回路
（第５双方向性スイッチング回路）、４００……１／２変調電圧ステップ充電回路およびリカ
バリー回路、５００……データ反転コントロール回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ＥＬ層を、互いに交差する方向に配列した
走査側電極とデータ側電極との間に介設して構成した薄
膜ＥＬ表示装置において、上記走査側電極およびデータ側電極の両方または一方
に、プッシュ・プル機能を有する双方向性スイッチング
素子で構成された高耐圧ドライバーＩＣを接続し、上記各高耐圧ドライバーＩＣのプルアップ共通線および
プルダウン共通線に、書き込み電圧または変調電圧を印
加するための双方向性スイッチング回路を接続し、上記双方向性スイッチング回路に、薄膜ＥＬ表示素子に
蓄積された電荷を、上記薄膜ＥＬ表示素子が発光した後
に外部に取り出すためのスイッチと、上記取り出した電
荷を蓄積するコンデンサーとを備え、上記双方向性スイッチング素子はプルアップ側およびプ
ルダウン側に接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタと、該
Ｎ型ＭＯＳトランジスタと逆方向にそれぞれ接続された
プルアップ側およびプルダウン側のダイオードとからな
り、上記プルアップ側のＮ型ＭＯＳトランジスタは上記
プルダウン側のダイオードの順方向降下電圧よりも大き
いスイッチング電圧を有してなることを特徴とする薄膜
ＥＬ表示装置の駆動回路。