JPH08330070A - 発光素子の駆動法 - Google Patents

発光素子の駆動法

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JPH08330070A
JPH08330070A JP7153882A JP15388295A JPH08330070A JP H08330070 A JPH08330070 A JP H08330070A JP 7153882 A JP7153882 A JP 7153882A JP 15388295 A JP15388295 A JP 15388295A JP H08330070 A JPH08330070 A JP H08330070A
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JP
Japan
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light emitting
luminescent element
emitting element
circuit
capacitor
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English (en)
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Yoshiyuki Okuda
義行 奥田
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Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的等価回路中に発光部と並列にキャパシ
タを有する発光素子の発光回路において、特に高速走査
駆動時における駆動源が低電圧であっても必要な輝度を
得ることができる発光素子発光回路を提供することを目
的とする。 【構成】 発光素子を発光させる発光素子発光回路にお
いて、発光素子発光回路は発光素子と、発光素子と直列
に接続された整流器とを備えることを特徴とする発光素
子発光回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子を有する発光素
子発光回路に関し、特にその電気的等価回路において並
列にキャパシタを有する発光素子発光回路に関する。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【従来の技術】従来この種の電界発光素子として図６に
示すものがある。図６は有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕ
ｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）発光素子の概略断面図である。有
機ＥＬ素子は陰極である金属電極１０１と陽極である透
明電極１０２との間に、互いに積層された有機蛍光体薄
膜１０３及び有機正孔輸送層１０４からなる有機化合物
が積層されて形成されている。
【０００５】この有機ＥＬ素子において透明電極１０２
の外側にはガラス基板１０５が配されており、駆動源１
０６によって金属電極１０１から注入された電子と透明
電極１０２から注入された正孔との再結合によって励起
子が生じ、この励起子が放射失活する過程で光を放ち、
この光が透明電極１０２及びガラス基板１０５を介して
外部に放出される。また、この有機ＥＬ素子は構造上電
極及び有機蛍光体等から積層されて形成されているので
その電気的等価回路はキャパシタを有する。
【０００６】
【０００３】図７は有機ＥＬ発光素子の電気的等価回路
である。図７中１０７は定電圧素子からなる発光部本体
であり、１０８は内部抵抗、１０９はキャパシタであ
る。同図からわかるようにキャパシタ１０９は発光部本
体１０７及び内部抵抗１０８と並列に接続される。
【０００７】ここで有機ＥＬ発光素子をＡＣ駆動法で電
流駆動により走査した場合に発光素子に発生する電圧波
形について説明する。
【０００８】図８はＡＣ駆動時の発光素子が走査される
前後の電圧波形を示す図である。
【０００９】図中縦軸は発光素子の両端の電極に発生す
る電圧であり、横軸は時間を表している。図中１１０は
走査時間であり、１１１は素子のキャパシタ１０９のチ
ャージ時間である。また図中ＶＦは素子の静特性で決ま
る最大発光時における順方向電圧である。
【００１０】同図からわかるように、発光素子が走査さ
れて電流が注入されてもはじめのうちはキャパシタ１０
９への電荷のチャージに費やされてしまい、その間は発
光しないことになる。また、走査が終わると、今度はク
ロストークによる誤発光を防ぐために、発光素子に逆電
圧を加えて発光をとめるようにするので、発光中にキャ
パシタ１０８にチャージされた電荷も外部に引き抜かれ
発光部本体１０７には放出されず発光には寄与しない。
また、発光素子の瞬時輝度は発光素子の発光部本体１０
７に注入される順方向電流の大きさに比例する。またＡ
Ｃ駆動時においては発光素子の平均輝度は、平均をとる
べき時間内に素子に注入された全電荷量と素子の量子効
率の積により決まる。したがって素子の量子効率が一定
ならば、発光素子の平均輝度はＡＣの一走査において素
子に注入された全電荷量に比例する。
【００１１】
【０００４】また、図９は従来における有機ＥＬ発光素
子を用いた表示装置の等価回路を示す図である。同図に
おいて１は有機ＥＬ発光素子でありＮ×Ｎ個（図９では
４個のみ示している）のマトリクス構成で配列され、Ｎ
個の素子からなるＮ本の走査線を構成している。またそ
れぞれの素子の陰極はスイッチ１１４によって駆動源１
１６が同時に印加され、陽極はスイッチ１１５によって
Ｎ個の素子列が順次走査されて発光するように構成され
ている。また１１２は走査している素子を光らせない場
合にその素子に逆方向電圧を印加するための外部抵抗で
あり、１１３は駆動回路全体の電源である。
【００１２】従来において有機ＥＬ発光素子は以上のよ
うに構成され、有機ＥＬ発光素子デイスプレイ等に用い
られていた。
【００１３】
【０００５】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに単純マトリクスで構成された有機ＥＬ発光素子駆動
装置を通常のＡＣ駆動法で駆動して必要な輝度を得よう
とすると、一回に走査する走査線の数に比例して走査中
のそれぞれの素子の発光時の瞬時輝度が高くなり、発光
素子の劣化や破壊を招く要因となっていた。さらに、素
子にながれる電流が大きくなる結果、発生する順方向電
圧が高くなり、駆動のための電源電圧の上昇に結びつく
ので、走査線の数が制限され、表示内容を高度にできな
かったという欠点があった。
【００１５】
【０００６】本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので
あって、本発明の目的は電気的等価回路中に発光部と並
列にキャパシタを有する発光素子の発光回路において、
特に高速走査駆動時において電源が低電圧であっても必
要な輝度を得ることができるとともに発光素子の瞬時輝
度を低くして発光素子の劣化や破壊を防ぐことができる
発光素子発光回路を提供することを目的とする。
【００１６】
【０００７】
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
発光素子を発光させる発光素子発光回路において、発光
素子発光回路は発光素子と、発光素子と直列に接続され
た整流器とを備えて構成する。
【００１８】
【０００８】
【００１９】
【作用】本発明は以上のように構成したので、請求項１
記載の発明によれば、電気的等価回路中に発光部と並列
にキャパシタを有する発光素子に直列に整流器を接続し
て駆動するので、走査中に素子のキャパシタにチャージ
された電荷が外部に引き抜かれることなく素子の発光に
用いられるので、発光効率が上がる。したがって必要な
輝度を得るために供給する電源電圧は少なくて済み、素
子の劣化や破損を防止できる。
【００２０】また単純マトリクス回路による表示装置に
用いて走査周期を短くすれば、走査線の数を増やしても
素子の瞬時輝度が上がることがないので、走査線の数を
増して表示内容を高度にすることができる。
【００２１】
【０００９】
【００２２】
【実施例】次に本発明の一実施例を図１乃至図５に基づ
いて説明するが図７乃至図９について上述した従来のも
のと同等の部分には同一の符号が付してある。図１は本
発明における発光素子発光回路の電気的等価回路であ
る。図中符号１は有機ＥＬ発光素子等からなる発光素子
であり、発光部本体１０７と内部抵抗１０８が直列に接
続され、キャパシタ１０９が発光部本体１０７及び内部
抵抗１０８と並列に接続されて構成する。また、２は整
流ダイオード等の整流器であり、発光素子１に直列に接
続されている。発光素子１および整流器２は発光素子発
光回路を構成する。
【００２３】
【００１０】次に、発光素子発光回路をＡＣ駆動法で電
流駆動により走査した場合に発光素子発光回路の両端に
生じる電圧波形について説明する。
【００２４】図２はＡＣ駆動時に発光素子発光回路が走
査される前後の電圧波形を示した図である。
【００２５】図中縦軸は発光素子発光回路の両端の電極
に発生する電圧であり、横軸は時間を表している。図中
３は走査時間であり、４は発光素子１のキャパシタ１０
９のチャージ時間であり、５は発光素子１のキャパシタ
１０９のディスチャージ時間である。また図中ＶＦは素
子の静特性で決まる最大発光時における順方向電圧であ
る。
【００２６】同図からわかるように、発光素子発光回路
が走査されて順方向の印加電圧により電流が注入される
が、はじめのうちはキャパシタ１０９への電荷のチャー
ジに費やされてしまい、その間は発光しない。次に、チ
ャージ時間４が経過して順方向電圧（図中のＶＦ）に達
すると発光部本体１０７は発光開始する。また、走査が
終わって逆電圧が印加されると整流器２の弁作用により
発光素子発光回路には電流が注入されず、発光素子発光
回路はその内部で閉回路を構成してキャパシタ１０９に
残留している電荷は内部抵抗１０８を通って発光部本体
１０７に流れるので、その間発光を継続する。このため
一走査における素子の平均輝度は従来に比べてキャパシ
タ１０９の放出電荷による残留発光分だけ増すことにな
る。
【００２７】
【００１１】次に、発光素子発光回路の単位時間あたり
の走査数を次第に増して走査速度を上げてゆくと、つい
には発光素子の一つの走査が終わった後、キャパシタに
残留している電荷が発光部に流れ終わる前に次の走査が
巡ってくるようになって、その結果素子は発光したまま
になる。
【００２８】また、高速で走査されている場合は素子の
チャージ時間に比べて電流の切り替えの方が早いので、
素子に流し込まれた電流はキャパシタへのチャージに費
やされてしまうため、素子の両端に発生する電圧波形は
図３のようになり、素子の静特性によって決まる順方向
電圧ＶＦには達しない。
【００２９】また、図４に示すように素子が高速で走査
されている場合の瞬時発光輝度８は、低速で走査されて
いる場合の瞬時発光輝度の値（図中のＬＰ）には達しな
いが、その平均発光輝度（図中のＬＡ）は、平均をとる
時間内に素子に注入された全電荷量と素子の量子効率の
積で決まるので、走査デューテイを変えないならば、走
査速度には依存しないでほぼ一定の値を有することにな
る。
【００３０】
【００１２】次に本発明における発光素子発光回路を用
いた表示装置の高速走査における動作を図５に基づいて
説明する。図５は本発明における発光素子発光回路を用
いた表示装置の等価回路を示す図である。同図において
有機ＥＬ発光素子１と整流器２が直列接続されＮ×Ｎ個
（図５では４個のみ示している）のマトリクス構成で配
列され、Ｎ個の素子からなるＮ本の走査線を構成してい
る。またそれぞれの素子の陰極はスイッチ１１４によっ
て駆動源１１６が同時に印加され、陽極はスイッチ１１
５によってＮ個の素子列が順次走査されて発光するよう
に構成されている。また１０は走査されている素子を光
らせない場合に素子に逆電圧を印加するための外部抵抗
であり、１１は駆動回路全体の電源である。
【００３１】
【００１３】ここで表示装置の走査速度を増してゆき、
一走査に必要な時間が各素子のキャパシタの放電時間よ
りも短くなると、各走査線を構成する素子のキャパシタ
に残留している電荷が発光部に流れ終わる前に次の走査
が巡ってくるようになって、その結果素子は発光したま
まになる。したがって各素子のキャパシタにチャージさ
れた電荷が外部に引き抜かれることなく素子の発光に用
いられるので発光効率が上がる。また、各素子のピーク
輝度が平均輝度に近くなるので発光素子にかかる負担が
少なくなり、各素子は大幅に寿命を増す。また各素子に
発生するピーク電圧も平均輝度を発生させるに必要な平
均電圧ですむため図９に示す従来における有機ＥＬ発光
素子を用いた表示装置と同一の平均輝度を確保するため
には駆動回路の電源電圧は図９における電源１１３より
も低くてよく、消費電力が少なくて済むし、過電圧によ
る素子の破損も防止できる。
【００３２】
【００１４】なお本発明の実施例においては、有機ＥＬ
発光素子を用いて発光素子発光回路を構成したが、有機
ＥＬ発光素子に限らずその等価電気回路において発光部
と並列にキャパシタを有する発光ダイオード等自己発光
型素子であれば同様に作用する。
【００３３】
【００１５】
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、請
求項１記載の発明によれば電気的等価回路中に発光部と
並列にキャパシタを有する発光素子に直列に整流器を接
続して駆動するので、走査中に素子のキャパシタにチャ
ージされた電荷が外部に引き抜かれることなく素子の発
光に用いられるので、発光効率を上げることができる。
したがって、表示装置に用いた場合でもＴＦＴ等のメモ
リー性を持った回路を用いることなく発光時間を確保す
ることができる。さらに単純マトリクス駆動でもデュー
ティ比の高い表示体を無理なく駆動することができる。
【００３５】またピーク輝度を平均輝度に近くできるの
で、必要な輝度を得るために供給する電源電圧は少なく
て済み、素子の劣化や破損を防止できる。
【００３６】また単純マトリクス回路による表示装置に
用いた場合、走査線の数を増やしても素子の瞬時輝度が
上がることがないので、走査線の数を増して表示内容を
高度にすることができる。
【００３７】また、ドットマトリクスで構成された画像
表示体に用いると、走査周期が短いため、パルス密度変
調等の手法を用いて階調表現が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における発光素子発光回路の電気的等価
回路である。
【図２】本発明における発光素子発光回路がＡＣ駆動に
よって走査される前後の電圧波形を示した図である。
【図３】本発明における発光素子発光回路が高速で走査
されている場合に素子の両端に発生する電圧波形を示す
図である。
【図４】本発明における発光素子が高速および低速で走
査されている場合の瞬時発光輝度特性を示す図である。
【図５】本発明における発光素子発光回路を用いた表示
装置の等価回路を示す図である。
【図６】従来における有機ＥＬ発光素子の概略断面図で
ある。
【図７】従来における有機ＥＬ発光素子の電気的等価回
路である。
【図８】従来における発光素子がＡＣ駆動によって走査
される前後の電圧波形を示す図である。
【図９】従来における有機ＥＬ発光素子を用いた表示装
置の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・発光素子 ２・・・・整流器 ３・・・・走査時間 ４・・・・チャージ時間 ５・・・・ディスチャージ時間 ６・・・・電圧波形 ７・・・・走査時間 ８・・・・発光輝度（高速走査における） ９・・・・発光輝度（通常のＡＣ駆動における） １０・・・逆バイアス印加用外部抵抗 １１・・・電源 １０１・・金属電極 １０２・・透明電極 １０３・・有機蛍光体薄膜 １０４・・有機正孔輸送層 １０５・・ガラス基板 １０６・・駆動源 １０７・・発光部本体 １０８・・内部抵抗 １０９・・等価キャパシタ １１０・・走査時間 １１１・・チャージ時間 １１２・・逆バイアス印加用外部抵抗 １１３・・電源 １１４・・スイッチ １１５・・スイッチ １１６・・駆動電流源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子を発光させる発光素子発光回路
    において、前記発光素子発光回路は前記発光素子と、前
    記発光素子と直列に接続された整流器とを備えることを
    特徴とする発光素子発光回路。
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