TWI249369B - Organic EL driving circuit and organic el display device - Google Patents

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TWI249369B
TWI249369B TW093138532A TW93138532A TWI249369B TW I249369 B TWI249369 B TW I249369B TW 093138532 A TW093138532 A TW 093138532A TW 93138532 A TW93138532 A TW 93138532A TW I249369 B TWI249369 B TW I249369B
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pwm pwm
organic
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circuit
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Yuji Shimada
Masanori Fujisawa
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Rohm Co Ltd
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Description

1249369 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係關於有機電場發光（EL : Electro Luminescence)驅動電路以及有機EL顯示裝置，更詳細而 吕’係關於有機EL驅動電路以及有機EL顯示裝置之改 良’該改良有助於在對應亮度之時間寬度驅動被動矩陣型 有枝EL元件之pWM(pulse width modulation ··脈衝寬度調 k)在進行分時灰階（gradati〇n)控制時，以低電壓進行驅動 並抑制耗電，同時也利於進行低亮度下的亮度校正。 【先前技術】 有機EL顯示裝置，由於可經由自發光產生高亮度顯 二’因此適用於+晝面之顯示，且被視為是—種可搭載於 仃動電話機、DVD播放機、pDA(行動終端裝置）等之新世 =^主裝置而備受目屬目。在有機EL元件（以下稱為咖元 :=二為解二亮度分布不均的… 、'丁、置之电壓驅動，而採取電流驅動。 在行動電話機用之有機⑪顯示裝 ^ ^)^ 396 ^〇3213) 勢。—…、列線之端子接腳的數量有向上增加的趨 由於有機EL元件， 電流驅動被動矩陣型有機 OEL元件進行初期充電。 兀件時，會產生峰值電 因此據-般所知係在電流輪 316580 6 1249369 •中=生♦值電流（專利文獻υ。該種電流驅動 換言之一’編控制 將作w ’ 係 =以=式進行。其中一個即分時;』 方法，當灰階控制之位元數，例如為6位元時，係對庫: 二=將！讯框分割成驅動時間相異之__ n 階：ΓΓ1組合6個副訊框的預定期間'藉由分‘ 工Μ疋電昼驅動〇EL元件而進行灰階控制， 、'非=驅：電流值’而是以驅動時間控制發光亮度。， 此外，據-般所知在專利文獻2中_ 動配置成矩陣狀之赃 :丁以电流驅 極降到接地而重設之〇EL元件二，:件::極與陰 DC-DC變換器並以低消耗電力電流驅動沉 使用 則揭示於專利文獻3。 牛之技術 [專利文獻1]曰本特開平n_45〇71號 [專利文獻2]日本特開平9_232〇74號公報
[專利文獻3]日本特開平2〇〇1_143867號公 【發明内容】 A
[發明所欲解決之課題] 在被動矩陣型QEL元件中，根據驅動電 階控制時，必須確保可使之發出最大亮度之電仃其灰 $流都必須位於高值。因此，不易控制消耗電 3]6580 7 1249369 增加。 因此，為控制消耗電力，乃考慮將主動矩陣型之分時 灰階控制方法使用在被動矩陣型〇EL元件之驅動而藉由 PWM進打灰階控制。但是，藉由該pwM所進行之灰階控 制在進打4位兀程度之灰階控制時雖然在低灰階部分之亮 度不會產生問題，但進行前述6位元或超過6位元之灰階 控制時，低灰階部分之灰階差會消失，而導致顯示影像模 糊的問題。為避免產生上述問題，必須增加驅動電流值。 結果，在PWM之灰階控制令，在進行6位元或超過6 T兀之灰階控制時’即使可將顯示—訊框之總電流值設定 成較僅藉由電流值進行灰階控制時為小，也因為低灰階部 =她度的差之問題，而必定需要25v左右 25V以上的電源電壓，έ士果將 ^ 的效果。 、、。果將”、、去充分獲得降低消耗電力 本發:月之目的，係為了解決上述之先前技術 7，亚提供—種有機肛驅動電路或有機、 :進:=陣型之0EL元件之灰階控制時，可以低、 =驅動並抑制耗電，同時也利於進行低亮度下之亮度:
[解決課題之手段;J 述目的本發明之有機EL驅動
二=徵··係在具備有接收對應有 :L 先冗度的頒示資料而產生對應該顯件之裔 PWM脈衝並在對應該pwM 貝科之脈衝寬的 間，輪出驅動電流而 3Ϊ6580 8 1249369 驅動暫存器有機EL元件之電流驅動電路的有機EL驅動電 路中， 具有使在暫存器驅動電流中產生峰值電流之峰值電流 產生電路， 暫存器電流驅動電路，係對應連接有暫存器有機EL 元件之各輸出接腳而分別設置， 暫存器峰值電流產生電路，當顯示資料之值為預定 值，或低於預定值之顯示低亮度的資料值時，會產生大於 對應暫存為顯不貢料之驅動電流的電流值的峰值電流。 [發明之效果] 本發明，係用以在P WM脈衝之脈衝寬中控制OEL元 件之發光亮度，由於係在低灰階部分之灰階亮度之差不明 確的區域中，設置灰階校正用之峰值電流產生電路，因此 可使低灰階部分之灰階亮度的差變大。 藉此，以低於預定值之低亮度驅動OEL元件時，由於 係在PWM脈衝所形成之電流驅動之外產生峰值電流，使 OEL元件進行初期充電或是初期發光，因此在亮度差不明 確之顯示資料值時，可避免在顯示晝面上發生亮度模糊不 清的現象，且得以進行強調亮度之亮度校正。 結果，在藉由對被動矩陣型OEL元件進行PWM控 制，而在PWM脈衝之寬度決定驅動時間並進行決定發光 亮度之強度的灰階控制時，可以低電壓進行驅動並控制消 耗電力。 【實施方式】 9 316580 1249369 弟1圖為適用本發明之有機EL驅動 — 之電流驅動電路的方塊圖，第2圖為pw 之士貫施例 第3圖為在本發明之刚的灰階 對日,序圖， 灰階特性的說明圖。 T對應頒不賢料之 在弟1圖中， 〇為有機EL驅動電路的行驅動哭， 應订側之輸出接腳X 勒态，對 別設置電流驅動電路/2幻至仏的各輸出接腳而分 電流驅動電路〗係由：pWM驅動帝 位元之發井時p弓次▲ 一動电路2，例如，12 , 之毛先蚪間貧料暫存器3 ;峰值電流押 < 輸出段電流源5所構成 ；：路4,以及 輸出接腳〜流驅動電路」的二示對應 出接腳之電流驅動電 對應其他輸 示。 亦/、備相同構造故省略其等之圖 行驅動器10,係形成為 置有MPU11、時脈產生1 ’在〜IC的外部’配 變換R〇M13等。時耽2 '顯示資料/發光時間資料 MPU11，* ± "生电路12，將時脈CLK傳送至i 則1，再介由時脈輸人端子1Ga將時脈c ^主 流驅動電路i之Pw ，1至D電 器3。 動屯路2以及發光時間資料暫存 :示資料/發光時間資料變換R0M13係用以 t出之對應輸出接腳X1ixnl之各輸出 =變換為發光時間資❹一^ 兀之倍數愈大的加權，係對應顯示資料DATA之 兀立數位置而配置。顯示資料/發光時間資料變換 316580 10 1249369 R0M13,係產生該經加權之資料叫。資料d 係以第1位數之顯示資料的位元D〇〇為、X 1 ’立以\例如： 數之顯示資料的位元D〇1為、χ k ，=心’弟2位 料的位元D03為、x k2倍...的方式‘換，藉：：：顯示資 料κ位元變換為L位元(但κ〈 M)的時心:，資 間資料的1LSB(Least Slgniflcant仙：不重要位_日“:時 度（reS〇lmi〇n)，係對應時脈CLK的週期卜 70的解析 在此，為便於說明，係設定各電 時間資料暫存器3,係以串聯方式：：㈣…之發光 . 甲柳力式運接，亚以整辦搂士 ， 個移位暫存器。因此，藉由顯示 ：:成1 ,^ 序 枓胃被輸出至該移位暫存哭，並八 子10b由成為1個移位暫存器之前頭的發V時;; 貝枓暫存器3(形成初段之暫存哭 九守間 料D1 ,而路私 曰仔。。3)的輻入加入發光時間資 序產生^ 之發光時間資料D1職據時脈C L K依 路1之：=對ΐ各輸出！腳而分別設定在各電流驅動電 r '才間貝料暫存器3°因此，發光時間資料之整( 腳數二二峨時間資料D1之位元數X輸出端子接 之暫存 發光時間資料暫存器3,可設置成各別獨立 子裔，亚分別設定發光時間資料。 之夂=PUI1，係以序列方式產生對應輸出接腳X1至Xm S2°=出接㈣顯示資料膽入，然後產生控制訊號S1、 號由輪θ入端子1〇C、1〇d控制各電路。此外，控制訊 ϋ ，糸為顯示開始之控制訊號（顯示開始訊號）。 讧匕夕卜，λ/ίΡΤΤ 11 . ’預先將灰階調整資料D2分別設定在 ]] 316580 1249369 ==之缘值電流控制電路4的灰階校正資料暫 非；他二Λ階校正資料暫存器4a，係由EEPR0M等 非揮發性纪憶體所構成， ^ 之各輸出接腳的0EL元件】=接於輸出接腳X1至Xm 的資料的發光亮度而選擇之4位元 定。 ’、°口出貨時之測試階段經由MPU11加以設 件 此外，13係分別連接於輸出接腳&至如的肌元 2a ' 使吁數哭2番，亚根據控制訊號叫顯示開始控制訊號） 比η Ib 1由”G，，開始進行時脈CLK的計數。數位 發tS2(相當於顯示開始訊號）並比較 m i b 發光時間資料暫存器3的值 於該值時即產生，，H，，(=HIGH位準)之輸出，而當 二十數：2a之計數值Cn大於發光時間資料暫存器」的值镛 ±，，L，，(=L〇W^^)0^* ° 存：3=段電流源5。藉此，可使對應發光時間資料暫 位W2b的^之繼的PWM_(，，h，，)產生於數 =電流控制電路4’係用以強調低亮度區域之亮度 敕。。^正用電路，係由灰階校正資料暫存器4a、數位比 = 以及單觸發（〇ne sh〇t)電路4c所構成。數位 “ 4b’接收控制訊號S2 ’並依照該上升時序比較發 316580 12 IZW69 光時間資料暫存哭3 值132,當發光時；資料暫調整資料暫存器4a的 調整資料暫存器4 a的值D 2 ^值D1等於或小於灰階 輸出，而當發光時間資料暫存^生H”卜HIGH位準）的 貧料暫存器4a的值D2二：的值D1大於灰階調整 出。在上述輪出中”H”的月’L’’（=L0W位準）的輪 的觸發訊號。結果，者 ，係形成單觸發電路4c 於或小於灰階調整資間資料暫存器3的值叫等 電路4c於二 4暫存器4a的值時，會由單觸二 电略4C於_定期間丁p產 曰田早觸發^ 段電流源5。此外 、輪出訊號並傳送至輪出 初期=的，元件M之 半值电流控制電路4，可勺人、 一 出&電流源5的N通道型M〇 ^所况明之輪 輸出奴電流源5，具有··由 線+ Vcc鱼久|〜+ i " 在+ 20V程度的電源 MOSFET電晶體TH之串聯 ^原6a與n通道 6。此外，定電、、古调6由 斤形成之電流輸出電路· 冷、择Ί (h w源中’設有與定電流源並聯，由定♦ 流源70N通道M〇SFE 如由疋电 之.值電流輪出電路7。 …之串聯電路所構成 :此為定電流源“電流值，為Z，定電流源〜之 “：：為ηχ I。但是’ n為2以上之數值。 電晶體Trl，其源極係連接輪屮 定電流“連接電源線〜==極係介由 較…輪出。數位比較器2::”=^ 柳®马Η時電晶體丁 316580 13 1249369 會轉為導通，而其輸出為”L”時則轉為不導通。 電晶體加，其源極係連接電晶體 極則是介由定電流源7a連接電源線+ Vcc，而== :單!發電路4c之輸出。當單觸發電“發生 日才，電晶體Tr2只會在形忐”w 之鞠出 為導通。 —mi τρ的期間内轉 MPUU，對應各輪出接腳依序產生例如6位 叫的顯μ料DATA，並與㈣訊號“同時輪出早( ^的6位元單位的顯示資料D ata，被加人顯、 光日守間資料變換職13而變換為12位（L 2 = 光時間資料m並以序列輪出，於預 (12)㈣ 資料暫存器3所致之移位暫存器上/先時間 發光時間資料D1將被分配至盥 ，。错此’各個 出接腳對應配置之發光時間資料暫存器3。此外，^ 移位係形成 曰Π艮康幺制汛唬S 1使發光時間資料〇 1八則Μ 疋於對應各輸出接腳的發光時間資料暫存器刀； MPU11產生控制訊號S2 妾者 電流控制電路。 動PWM驅動電路2與蜂值 此外，灰階調整資料02，為數位元的數值，如 Γ::的下位4位元，，，⑴r，、或其前後的值會根 : 疋件之發光特性而以對應輸出接 定於該灰階資料校正暫存器4a。 飞頂先5又 3?6580 14 1249369 接者 的電流州二2首圖Γ明有機EL躯動電路的行.驅動器 應發光亮度之發光時間次對應^制訊號S1的上升’對 單位設定（1)、（2) B貝广叫會以序列方式並以^位元 各輪出接二 ⑽。但是’係設定總輸出：二2 :⑷至 心速二Γ 3的内部移位時脈做為時脈C L K之 七速的％脈，使之產生於内 時脈設為移位12位元者。 、’對W脈CLK的1 ( 時間資料漸，序列方式設定時之情形，但是當發光 配置時移位暫存器之構成，而是各自獨立 光“ Γ 咖同步而使12位元之發 1分別設定於各發光時間資料暫存器3中。 訊號產生控制— , 、守”糟由數位比較器2b，4b開始進行苴 =ΓΓ#料之值D1的比較，在做為數位比較㈣的丨 =出=據發光時間資料的值D1進行PWM控制之驅動期間 T(=Dlx t)内產生” H”的PWM脈衝（參照第 t為時脈CLK的週期。 在此同時某一輸出接腳的發光時間資料的值⑴為 時，例如··發光時間資料的值D1 〇0_士_11〇，，，且小於或等於設定於該輸出接腳之⑴ :⑴】”時’如第2圖⑷所示，驅動期間T1會根據此時 的發光時間資料的值〇1變短。此時，在產生pWM脈衝的 316580 15 1249369 同時，數位比較器4b中會產 吐细pq τ aa π β 训w 1田早觸發電路4c產 生期間Tp的脈衝p(參照第2圖⑴）。 座 從控制訊號S2(顯示開妒曰 "接腳中， 间口汛唬）上升後之期間ΤΓρ的期門， 會通過（1 + η) · I的雷4 、，狄 Ρ的期間 電流值1(參照第2圖（幻）。 P)功間，通過 m/:,t面’輸出接腳的發光時間資料的值Di為〇1> D1 ^^000001001^ ^ 且该數值大於設定於該輸出接腳之心，，⑴斤 圖㈨所示，驅動期間τ會配合w弟 ⑴而變長。此時，數位比，…“間貧料的值 路…產生輸出。：輸出為，，L，，’單觸發電 其結果，在輸出接腳中，會於的脈衝p。 照第2圖⑼。 的期間内，通過電流值Ϊ(參 、此外，-般而言，進行4階控制（但η必須為$ 5以上的數值）時，在數位比較器 、”’ ^ 的貝科值，會對應做為低亮度區域而在顯示書面…度 不明確之低亮度的顯示資料值，而在W 下位的i位元時解析度偏低，而喪失功能，因此在超過ι 立兀之域度的位城中，該位元數約在Μ位元的下位 位兀，或其+ 1或+ 2位元的程度之範圍。 藉由上述PWM控制進行〇EL 控制，在驅動期間變短之低亮度時 D2為低於D2=”】ni，，之低亮度時 值黾μ使OEL元件進行初期充電 元件之發光亮度的灰階 ’例如：發光時間資料 ’會在驅動初期產生峰 ’或進行控制以強調亮 316580 16 1249369 度。藉由上述方式，即使藉由PWM控制進八 控制，亦可強調低亮度顯示而消除圖像潰散的=性灰階 产，關於此時之灰階控制特性，縱二為發光亮 又榼軸為顯示資料值。如該特性圖所示， 夕，，1 1 1 1 ” I、，W 甘冗度較低 傾钭约丨 域下藉由峰值電流所致之初期驅動，其 傾斜支小，並形成曲折特性。 接二b:::该特性’係亦可以亮度低的區域如虛線所示之 接近直線的型態進行修正。其理由為在0EL 、 2充電的狀態之PWM驅動時，亮度低的領域，相較= 線所不之傾斜會形成更朝下側下垂的特性。 亚 [產業上之可利用性] 山如上述說明，根據前述實施例，在低亮度時，對於輸 接腳係使電流輸出電路6之驅動電流與峰值電流輸出電 路7之峰值電流同時通過輸出接 =述峰值駆動電流時，在預定二 ==可 僅猎由峰值電流輸出電路7進行驅動。 顯示資料/發光時間資料變換r〇m ROM，在MPU之鋥+ 卫禾限疋為 始“ U之私式處理中，亦可將顯示資料DATA變 施11光間貝料。此外’上述顯示資料/發光時間資料變 沾#又，亦可設置於對應各輸出接腳之各電流驅動電路1 的内部。 =外’在實施例中，雖使用MPU進行資料設定或電 快& ^ :路1的各電路的控制’但亦可取代MPU而使用 空制益等。此外’在實施例中，雖未針對r、g、b的顯示 316580 17 1249369 色進行說明，但亦可分別在 出接腳中配置電流驅動 厂、、、、6之顯不色的各輸 驅動電路。 ，以做為彩色顯示的有機 此外，在本說明蚩 當然亦包含有形成於！ 利申4範圍之輸出接腳中， 【圖式簡單說明】 片之銲塾或凸塊等。 圖為適用本發明之有 之電流驅動電路的方塊圖。 動兒路之“也例 f 2圖為PWM驅動之時序圖。 Φ 資料的灰階特二。WM之灰階控制中之對應顯示 【主要元件符號說明】 1 2a 3 4 4c 6 7 11 13 14 PWM驅動電路 數位比較器（C〇M) 灰階校正資料暫存器 輸出段電流源 定電流源 行驅動器 時脈產生電路 笔biL驅動電路 2 計數器 2b，4b 發光時間資料暫存器 峰值電流控制電路4a 單觸發電路 5 電流輪出電路 6a，7a 峰值電流輸出電路1 〇 MPU 12 一
Trl，Tr2 N通道型MOSFET電晶 顯示資料/發光時間資料變換ROM 〇EL兀件 XI至Xm輸出接腳 體 316580 18

Claims (1)

1249369 十二申請專利範圍： 場發綱驅動電路，具備有電流驅動電 子t忒顯不資料之脈衝寬的 脈衝並在對應該PWM脈衝之度調變（pwm) 動前述有機EL元件，其中，間輪出驅動電流而驅 產生ίί可使前述驅動電流產生峰值電流之峰值電流 珂述電流驅動電路，係對應連接 件之各輸出接腳而分別設置， 、 70 定值，戋：：“產生电路’當前述顯示資料之值為預 大於對應前_示資的貝科值時，會產生 值電流。 貝料之喻動電流的電流值之普 2·如申％專利範圍第j項之有機 、, 述峰值電流，係當前述顯示資料值低二電路/其中，丽 會使前述有機EL 抖值低於耵述預定值時， 3 件進行初期充電或初期發光。 .°申明專利範圍第2項之有機 t備有將前述顯示資料變換為發光時二7置，： 述電流驅動電路具有輸出 ^貝科之义置，則 二=她時間資料之脈衝寬產生 &电飢源係珂述PWM脈衝 … 彻出 對應顯示晝面上真戶# — 別述預定值，係 ,^ 一 儿度差不明確之低亮度之顯干眘#佶 “申請專利範圍第3項之有㈣，州=值各 3165SO 】9 1249369 别述電流驅動電路， 時間:爹有.接收各個所對應之前述發光 電路:㈣生前述一衝之前述-Μ脈衝產生* 5.如申：專利範圍第4項之有機£l·動電路 各前述電流驅動電路，且 +、/、甲 料與對應前述預定值之發二“述發光時間資 器， 預疋值之發先時間資料的第1數位比較 月述預定值，係對應前述低亮度之欠 光時間資料’而前述峰值電流產生電路，、係二：6:發( 1數位比較器之輸出而產生前述峰值電流:…述第 6·如申請專利範圍第5項之有機EL驅動電路，其 尚具備有··時脈產生電路， “ 前述PWM脈衝產生電路，具有計算 產生電路之時脈的計算器，以及用以比脈 算值與前述發光時間資料之第2|^比較 2數位比較器之比較結果產生前述pwM脈衝。昂 7· ^申請專利範圍第6項之有機虹驅動電路， 箣述電流驅動電路且右健左 。 哭，夂々、十、千、Γ 發光時間資料之暫存 …則述“L驅動電路之前述暫存器係呈 構成移位暫存n ’而將前述顯示資料變換為發光欠 料之裝置係以記憶體構成，並以共通方曰貝 電流驅動電路中。 °又置在各則述 .如申請專利範圍第7項之有機此驅動電路， 前述電流驅動電路，尚具有:接收前述第i數位比較； 316580 20 之輸出的單觸發電路，前 河述pwm脈衝變為導通C流源，具有：根據 電晶體以及與輪出」出所述驅動電流之輸出段 電流的電晶體，用以產：上::㈣ 前述單觸發電路之於中^峰值電流之電晶體係藉由 9. -種有機肛顯示;置出而:；定期間内變為導通狀態。 項之有機EL驅動^有如申請專利範圍第1至8 316580 21
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