JP2006220851A - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子の順方向電圧に基づいて適切な駆動電圧を表示パネル側に供給する場合、順方向電圧の測定に伴い発光素子が不規則に点灯されるなどの問題を解消すること。【解決手段】 陽極線Ａｎには、発光素子を発光表示させる発光駆動電流Ｉｆに比較してその値が小さな測定電流Ｉｓが供給され、この時の前記発光素子の順方向電圧値Ｖｓが、サンプルホールド回路１２によって取得される。その情報は発光制御回路１１に送られ、発光制御回路１１は前記順方向電圧値Ｖｓの情報に基づいて、発光駆動電流Ｉｆを発光素子に供給した場合の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｆに相当する情報をデータテーブル１１より取得する。この順方向電圧値Ｖｆの情報に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧ＶＨが制御される。
【選択図】 図６

Description

この発明は、例えば有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子等の発光素子を発光駆動する技術に関し、特に多数の有機ＥＬ素子をマトリクス状に配列した発光表示パネルを駆動する際に、表示品質を一定に保つことができると共に、消費電力を低減することができるようにした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表示素子であるという特質を生かした有機ＥＬ素子を用いた表示パネルが実用化され、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。これは素子の発光機能層に、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による透明電極と有機物質からなる発光機能層と金属電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、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層と有機発光層からなる二層構造、または有機正孔輸送層と有機発光層および有機電子輸送層からなる三層構造、さらにこれらの適切な層間に電子もしくは正孔の注入層を挿入した多層構造になされる場合もある。

前記した有機ＥＬ素子は、電気的には図１のような等価回路で表すことができる。すなわち、有機ＥＬ素子は、発光エレメントとしてのダイオード成分Ｅと、このダイオード成分Ｅに並列に結合する寄生容量成分Ｃｐ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考えられている。

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Ｅのアノード側）から発光層を構成する有機層に電流が流れ初め、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。

図２は、このような有機ＥＬ素子の発光静特性を示したものである。これによれば、有機ＥＬ素子は図２（ａ）に示すように、駆動電流Ｉにほぼ比例した輝度Ｌで発光し、図２（ｂ）に実線で示すように駆動電圧Ｖが発光閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合において急激に電流Ｉが流れて発光する。

換言すれば、駆動電圧が発光閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合には、ＥＬ素子には電流は殆ど流れず発光しない。したがって、ＥＬ素子の輝度特性は図２（ｃ）に実線で示すように前記閾値電圧Ｖｔｈより大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有している。

一方、前記した有機ＥＬ素子は、長期の使用によって素子の物性が変化し、順方向電圧Ｖｆが大きくなることが知られている。このために、有機ＥＬ素子は図２（ｂ）に示したように実使用時間によって、Ｉ−Ｖ特性が矢印に示した方向（破線で示した特性）に変化し、したがって輝度特性も低下することになる。

さらに、有機ＥＬ素子の輝度特性は、温度によって概ね図２（ｃ）に破線で示すように変化することも知られている。すなわちＥＬ素子は、前記した発光閾値電圧より大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有するが、高温になるほど発光閾値電圧が小さくなる。したがってＥＬ素子は、高温になるほど小さい印加電圧で発光可能な状態となり、同じ発光可能な印加電圧を与えても、高温時は明るく低温時は暗いといった輝度の温度依存性を有している。

さらにまた、前記したＥＬ素子はその発光色に応じて順方向電圧に対する発光効率が異なるという問題を有しており、現状において実用化し得るＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）をそれぞれ発光するＥＬ素子の発光効率は、概ね図２（ｄ）に示したようにＧの発光効率が高く、Ｒの発光効率が最も低いという状況にある。そして、これらＲ、Ｇ、Ｂを発光する各ＥＬ素子の個々においても、図２（ｂ）および（ｃ）で示したような経時変化および温度依存性をそれぞれ有している。

また、前記した有機ＥＬ素子は、素子の成膜時における例えば蒸着のばらつきによっても順方向電圧Ｖｆが変動し、これに伴って初期輝度にばらつきが発生するという問題も抱えており、入力映像信号に忠実な輝度階調を表現すること、すなわち表示品質を一定に保持させることが困難になる。

一方、前記した有機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して不安定であること、また過電流が加わった場合の素子の劣化が激しいなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。この場合、定電流回路に供給されるたとえばＤＣ／ＤＣコンバータ等による電源部からもたらされる駆動電圧ＶＨとしては、次のような各要素を考慮して設定せざるを得ない。

すなわち、前記要素としては、ＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆ、ＥＬ素子の前記Ｖｆのばらつき分ＶＢ、前記Ｖｆの経時変化分ＶＬ、前記Ｖｆの温度変化分ＶＴ、定電流回路が定電流動作をするのに必要なドロップ電圧ＶＤ等を挙げることができる。そして、これらの各要素が相乗的に作用した場合においても、前記定電流回路の定電流特性が十部に確保できるようにするために、駆動電圧ＶＨとしては、前記各要素として示した各電圧の最大値を加算した値に設定する必要がある。

しかしながら、定電流回路に供給される駆動電圧ＶＨとして、前記のように各電圧の最大値を加算した電圧値が必要となるケースは、それ程頻繁に生ずるものではなく、通常状態においては定電流回路における電圧降下分として大きな電力損失を招来させている。したがって、これが発熱の要因になり有機ＥＬ素子および周辺回路部品等に対してストレスを与える結果となっている。

そこで、前記したような問題を回避するために、ＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆを測定し、この順方向電圧Ｖｆに基づいて定電流回路を駆動する駆動電圧ＶＨの値を制御することで、前記した定電流回路において発生する電力損失を低減させると共に、一定の表示品質を確保しようとする発光表示パネルの駆動装置が本件出願人等よりすでに出願されており、これらは特許文献１〜３などに開示されている。
特許第３３９０２１４号公報 特開２００２−２２９５１２号公報 特開２００２−３６６１０１号公報

ところで、前記したＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆを測定する手段としては、前記特許文献１および２に開示されているように、表示パネルに配列されて発光表示を行なうＥＬ素子を利用して、その順方向電圧Ｖｆを引き出す手段（第１の手段）を採用することが考えられる。また、前記特許文献３に開示されているように、表示パネルに配列されて発光表示を行なうＥＬ素子とは別に、測定用素子を表示パネル上に形成して、この測定用素子を利用してその順方向電圧Ｖｆを引き出す手段（第２の手段）を採用することも考えられる。

前記した第１の手段を採用する場合においては、発光表示を行なう特定の素子に対して、順方向電圧Ｖｆを引き出すことができる引き出し線等の回路構成を予め形成しておくことで、前記順方向電圧Ｖｆを容易に取得することができる。しかしながら、発光表示を行なう特定の素子より前記順方向電圧Ｖｆを取得する場合においては、これに点灯駆動電流を供給する必要があるために、前記素子が発光状態になされる。

それ故、前記した順方向電圧Ｖｆを測定するモードにおいては、表示パネル上の一部の素子が突然不規則な発光動作を伴うことになるために、前記実情を知らないエンドユーザは故障もしくは不良であるかのような疑念を抱くという問題が発生する。このような問題を避けるために、例えばスクリーンセーバの表示中において前記順方向電圧Ｖｆを測定し、順方向電圧の測定に伴う素子の発光が目立たなくさせる手段を採用することが考えられる。一方、このような手段を採用した場合においては、この種の表示パネルを機器に組み込む電子機器（アッセンブリ）メーカにおいては、スクリーンセーバの表示画面等に制約が加わることになり、現実的には好ましくはない。

そこで、前記した第２の手段を採用することで、前記した第１の手段を採用することによる問題を解消させることができるものの、この第２の手段を採用することにより、以下に説明する別の問題が発生する。まず、測定用素子をパネル上に配置するために表示領域以外のスペースが若干必要になる。また測定用素子より順方向電圧Ｖｆを取得する際に生ずる発光を遮断するために、測定用素子の配置部分にマスクを形成する必要が生ずることなどの問題が発生する。したがって、これらがパネルのサイズ増大させる要因になるだけでなく、製造工程上においてコストを上昇させる要因にもなる。

さらに、第２の手段を採用した場合においては、前記した測定用素子と表示用素子とは時間経過と共に点灯率（点灯履歴）に差が発生し、両素子の発光特性（Ｉ−Ｖ特性）に乖離が生じて、表示用素子の適切な順方向電圧Ｖｆを取得することが困難になるという問題も抱えることになる。

この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、発光素子の順方向電圧Ｖｆの測定に伴う前記したような問題点を解消し、常に適切な駆動電圧を表示パネル側に供給することにより、電力の利用効率を向上させると共に、一定の表示品質を確保す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発光表示パネルの駆動装置は、請求項１に記載のとおり、複数の発光素子が具備され、当該発光素子に対して映像情報に基づく発光駆動電流を選択的に与えることで、前記映像情報を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、前記発光素子を発光表示させる前記発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給する測定電流供給手段と、前記測定電流供給手段からもたらされる前記測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給した時の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｓを得る順方向電圧測定手段と、前記順方向電圧測定手段によって得られる前記順方向電圧値Ｖｓに基づいて、前記発光駆動電流Ｉｆを発光素子に供給した場合の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｆを推計する推計手段と、前記推計手段によって推計した前記順方向電圧値Ｖｆに基づいて、前記発光素子に発光駆動電流を与える電圧源の出力電圧値を制御する電源電圧制御手段とを具備したことを特徴とする。

また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発光表示パネルの駆動方法は、請求項９に記載のとおり、複数の発光素子が具備され、当該発光素子に対して映像情報に基づく発光駆動電流を選択的に与えることで、前記映像情報を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、前記発光素子を発光表示させる前記発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給する測定電流供給工程と、前記測定電流供給工程において、測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給した時の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｓを得る順方向電圧測定工程と、前記順方向電圧測定工程において得られる順方向電圧値Ｖｓに基づいて、前記発光駆動電流Ｉｆを発光素子に供給した場合の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｆを推計する推計工程と、前記推計工程において推計した前記順方向電圧値Ｖｆに基づいて、前記発光素子に発光駆動電流を与える電圧源の出力電圧値を制御する電圧制御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および駆動方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図３はその駆動装置および駆動方法を実現させる基本概念を説明するＥＬ素子のＩ−Ｖ特性を示すものであり、その縦軸および横軸はすでに説明した図２（ｂ）〜（ｄ）と同様に、ＥＬ素子に流される駆動電流Ｉおよびこの時の順方向電圧Ｖの関係を示すものである。

この発明にかかる駆動装置および駆動方法においては、図３に示すように発光素子としてのＥＬ素子を発光表示させる発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記ＥＬ素子に供給する工程（測定電流供給工程）が実行される。そして、前記測定電流ＩｓをＥＬ素子に供給した時の当該素子の順方向電圧値Ｖｓを得るようになされる。この工程を順方向電圧測定工程と呼ぶことにする。

続いて、前記順方向電圧測定工程において得られる順方向電圧値Ｖｓに基づいて、発光駆動電流ＩｆをＥＬ素子に供給した場合の当該ＥＬ素子の順方向電圧値Ｖｆが推計される（推計工程）。そして、前記工程において推計した前記順方向電圧値Ｖｆに基づいて、ＥＬ素子に発光駆動電流を与える電圧源の出力電圧値を制御するように動作する（電圧制御工程）。

図３に示したＥＬ素子のＩ−Ｖ特性は、ＥＬ素子の経時変化により、また温度依存性により図４に示すように実線から破線に示すように変化する。しかしながら、前記したように測定値Ｖｓ１よりＶｆ１を、また測定値Ｖｓ２よりＶｆ２を、さらに同様に測定値Ｖｓ３よりＶｆ３を、それぞれ前記Ｉ−Ｖ特性から推計することができる。

これはすでに説明したように発光効率が異なるＲ、Ｇ、Ｂを発光する各ＥＬ素子の個々においても同様であり、図５に示したように測定値ＶｓＧよりＶｆＧを、また測定値ＶｓＢよりＶｆＢを、さらに測定値ＶｓＲよりＶｆＲを、それぞれ前記Ｉ−Ｖ特性から推計することができる。そして、これらＲ、Ｇ、Ｂを発光する各ＥＬ素子の個々においても、経時変化および温度依存性をそれぞれ有しており、図４に示した例と同様の手段を利用して、その時々における順方向電圧値Ｖｆを推計することが可能となる。

図６は、前記した手段を利用して電圧源の出力電圧値を制御するように構成した第１の実施の形態を説明するものであり、これはパッシブ駆動型表示パネルの駆動装置に採用した例を示している。

このパッシブマトリクス駆動方式におけるＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図６に示された構成は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。すなわち、ｎ本の給電線としての陽極線Ａ１〜Ａｎが縦方向（列方向）に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ１〜Ｋｍが横方向（行方向）に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍ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〜Ｅｎｍは、縦方向に沿う陽極線Ａ１〜Ａｎと横方向に沿う陰極線Ｋ１〜Ｋｍ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〜Ａｎ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〜Ｋｍは同じく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、後述する電圧源としてのＤＣ−ＤＣコンバータにおける昇圧回路４よりもたらされる出力電圧ＶＨを利用して動作する定電流源Ｉ１〜ＩｎおよびドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが備えられており、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎが、前記定電流源Ｉ１〜Ｉｎ側に接続されることにより、定電流源Ｉ１〜Ｉｎ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〜Ｅｎｍに対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〜Ｓａｎは、定電流源Ｉ１〜Ｉｎからの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、前記各陽極線を基準電位点としてのグランド電位ＧＮＤに接続できるように構成されている。

また、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ１〜Ｋｍに対応して走査スイッチＳｋ１〜Ｓｋｍが備えられ、非走査選択電位として機能するクロストーク発光を防止するための後述する逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶＭまたは走査選択電位として機能するグランド電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に接続するように作用する。これにより、陰極線を所定の周期で基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ１〜Ａｎに定電流源Ｉ１〜Ｉｎを接続することにより、前記各ＥＬ素子を選択的に発光させるように作用する。

一方、前記した電圧源として機能するＤＣ−ＤＣコンバータは、図６に示す例においては昇圧回路４としてＰＷＭ（パルス幅変調）制御を利用し、直流の出力電圧ＶＨを生成するように構成されている。このＤＣ−ＤＣコンバータは、昇圧回路４の一部を構成するスイッチングレギュレータ回路６から出力されるＰＷＭ波が、スイッチング素子としてのＭＯＳ型パワーＦＥＴＱ１を所定のデューティーサイクルでオン制御するように構成されている。

すなわち、パワーＦＥＴＱ１のオン動作によって、一次側のＤＣ電圧源Ｂ１からの電力エネルギーがインダクタＬ１に蓄積され、パワーＦＥＴＱ１のオフ動作に伴い、前記インダクタＬ１に蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に蓄積される。そして、前記パワーＦＥＴＱ１のオン・オフ動作の繰り返しにより、昇圧されたＤＣ出力をコンデンサＣ１の端子電圧として得ることができる。

前記ＤＣ出力電圧は、抵抗素子Ｒ１１およびｐｎｐ型トランジスタＱ２と、抵抗素子Ｒ１２によって分圧され、前記したスイッチングレギュレータ回路６における誤差増幅器７に供給されて、誤差増幅器７において基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。この比較出力（誤差出力）がＰＷＭ回路８に供給され、発振器９からもたらされる信号波のデューティを制御することで、前記出力電圧を所定の駆動電圧ＶＨに保持するようにフィードバック制御される。

したがって、前記したＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧ＶＨは、前記トランジスタＱ２のエミッタ・コレクタ電極間の電気抵抗をＲＱ２とした場合、次の式１のように表すことができる。すなわち、コンバータの出力電圧ＶＨはトランジスタＱ２のエミッタ・コレクタ電極間の電気抵抗に依存して制御されることになる。
ＶＨ＝Ｖｒｅｆ×〔（Ｒ１１＋ＲＱ２＋Ｒ１２）／Ｒ１２〕 ……（式１）

一方、前記したクロストーク発光を防止するために利用される逆バイアス電圧生成回路５は、前記出力電圧ＶＨを分圧する分圧回路により構成されている。すなわち、この分圧回路は、抵抗素子Ｒ１３，Ｒ１４およびエミッタフォロアとして機能するｎｐｎトランジスタＱ３とエミッタ抵抗Ｒ１５とにより構成されており、前記トランジスタＱ３のエミッタにおいて逆バイアス電圧ＶＭを得るようにしている。

したがって、前記トランジスタＱ３におけるベース・エミッタ間電圧をＶｂｅとして表せば、この分圧回路により得られる逆バイアス電圧ＶＭは、次の式２ように表すことができ、前記逆バイアス電圧ＶＭはコンバータの出力電圧ＶＨの値に依存することになる。
ＶＭ＝ＶＨ×〔Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１４）〕−Ｖｂｅ ……（式２）

図６に示す実施の形態においては、ＣＰＵ等を含む発光制御回路１１に対して映像信号（映像情報）が供給され、発光制御回路１１よりコントロールバスを介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に対して前記映像信号に基づく制御信号が供給される。これにより前記映像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でグランド電位（走査選択電位）に設定しながら所望の陽極線に対して定電流源Ｉ１〜Ｉｎが接続される。したがって、前記各ＥＬ素子は選択的に発光し、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６に示す状態は、第２の陰極線Ｋ２がグランド電位ＧＮＤに設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の陰極線Ｋ１，Ｋ３〜Ｋｍには、非走査選択電位である前記した逆バイアス電圧生成回路５からの逆バイアス電圧ＶＭが印加される。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が防止されるように作用する。

一方、図６に示す実施の形態においては、表示パネル１における一部の給電線、すなわち第ｎの陽極線Ａｎより当該陽極線の電位を引き出すことができるように構成されている。そして図６に示す構成においては逆流防止用ダイオードＤ２を介して、第ｎの陽極線Ａｎにおける電位がサンプルホールド回路１２に供給されるように構成されている。

なお、前記サンプルホールド回路１２によって得る電圧は、後で詳細に説明するようにＥＬ素子の発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記ＥＬ素子に供給した時に生ずる順方向電圧値Ｖｓをホールドするものである。したがって、前記した逆流防止用ダイオードＤ２の閾値電圧の影響を免れるためには、ダイオードＤ２に代えて同期検波回路を利用することが望ましい。

前記サンプルホールド回路１２によってホールドされた電圧は、Ａ／Ｄコンバータ回路１３においてデジタルデータに変換され、発光制御回路１１に供給されるように構成されている。また発光制御回路１１は、前記デジタルデータに基づいて、データテーブル１４より、ＥＬ素子に発光駆動電流Ｉｆを供給した場合に生ずる順方向電圧Ｖｆに相当する出力電圧制御データを読み出すことができるように構成されており、データテーブル１４より読み出された出力電圧制御データは、Ｄ／Ａコンバータ回路１５によってアナログ値に変換されて、前記したＤＣ−ＤＣコンバータを構成するトランジスタＱ２のベース電極に供給されるように構成されている。

図７は、図６に示す陽極線ドライブ回路２のより具体的な回路構成を示したものであり、この図７に示す構成においては定電流源より各給電線としての陽極線Ａ１〜Ａｎに供給される電流が、ＥＬ素子を発光駆動させるための発光駆動電流Ｉｆと、その値が小さな測定電流Ｉｓとに切り換えて出力できる切り換え手段を構成している。すなわち、図７に示す構成においては、前記した発光制御回路１１より可変電圧源２１で示された正極端子に制御データ（Ｖｄａｔａ）が供給され、これはオペアンプ２２の非反転入力端に入力される。

そして、オペアンプ２２の出力端はｎｐｎ型トランジスタＱ１９のベース電極に接続されており、前記トランジスタＱ１９のエミッタ電極はオペアンプ２２の反転入力端に接続されると共に、抵抗Ｒ１９を介してグランド電位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Ｑ１９とは、電圧／電流変換手段を構成しており、前記発光制御回路１１からの制御データ（Ｖｄａｔａ）に応じてトランジスタＱ１９に流れる電流量を可変させるように動作する。

一方、前記したＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧ラインＶＨと、前記トランジスタＱ１９のコレクタ電極との間には、抵抗Ｒ２０を介在させてｐｎｐ型トランジスタＱ２０のエミッタおよびコレクタ電極が接続されている。そして、前記トランジスタＱ２０のベースとコレクタ電極間が短絡されており、同じくｐｎｐ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎの各ベース電極には前記トランジスタＱ２０のベース電位が与えられるように構成されている。また、前記各トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎのエミッタ電極は、それぞれ抵抗Ｒ２１〜Ｒ２ｎを介して前記電圧ラインＶＨに接続されている。これによりトランジスタＱ２０を制御側電流源とし、各トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎ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Ｑ２０のコレクタ電流を、前記した可変電圧源２１で示す制御データ（Ｖｄａｔａ）により可変制御することにより、各トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎにおけるコレクタ電流は、それぞれ可変制御されることになる。要するに前記各トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎは、図６に示す定電流源Ｉ１〜Ｉｎとして機能し、各トランジスタＱ２１〜Ｑ２ｎにおけるコレクタ電流は、ドライブスイッチＳａ１〜Ｓａｎを介して給電線としての各陽極線Ａ１〜Ａｎにそれぞれ供給されるように動作する。

図６および図７に示した構成において、映像信号に基づいて表示パネル１を発光制御させる場合においては、発光制御回路１１は、より高い電圧レベルの制御データ（Ｖｄａｔａ）をオペアンプ２２に与える。これにより各陽極線Ａ１〜ＡｎにはＥＬ素子を発光駆動することができる発光駆動電流Ｉｆが供給される。

一方、発光制御回路１１は定期的に表示パネル１に配列されたＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆを測定する動作を実行する。この場合においては、発光制御回路１１は、低い電圧レベルの制御データ（Ｖｄａｔａ）をオペアンプ２２に与える。これにより各陽極線Ａ１〜Ａｎには前記したカレントミラー回路の作用により前記発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓが供給される。したがってこの時、図６に示したカレントミラー回路は、測定電流供給手段を構成することになる。

この場合、図６に示すように第２の走査線Ｋ２が走査状態になされており、したがって前記したサンプルホールド回路１２においては、第２の走査線Ｋ２と第ｎの給電線（陽極線）Ａｎとの間に接続されたＥＬ素子Ｅｎ２の順方向電圧Ｖｓを取得することができる。したがって、前記サンプルホールド回路１２は、測定電流ＩｓをＥＬ素子に供給した時の当該ＥＬ素子の順方向電圧値Ｖｓを得る順方向電圧測定手段として機能する。

前記サンプルホールド回路１２においてホールドされた前記順方向電圧値Ｖｓは、Ａ／Ｄコンバータ１３においてデジタルデータに変換され、発光制御回路１１に供給される。発光制御回路１１においては、前記順方向電圧Ｖｓに対応したデジタルデータに基づいて、ＥＬ素子に発光駆動電流Ｉｆを供給した場合の当該ＥＬ素子の順方向電圧値Ｖｆに相当する出力電圧制御データをデータテーブル１４より読み出すように動作する。

この場合、前記データテーブル１４には、例えばＲ，Ｇ，Ｂに別けて、前記順方向電圧Ｖｓに対応した発光駆動電流Ｉｆを供給した場合の順方向電圧Ｖｆに相当する出力電圧制御データを引き出すことができるように構築されている。したがって、前記したデータテーブル１４と発光制御回路１１との組み合わせは、ＥＬ素子に発光駆動電流Ｉｆを供給した場合の順方向電圧Ｖｆを推計する推計手段として機能する。

前記データテーブル１４より引き出された順方向電圧Ｖｆに対応する出力電圧制御データは、Ｄ／Ａコンバータ回路１５によってアナログ値に変換されて、前記したＤＣ−ＤＣコンバータを構成するトランジスタＱ２のベース電極に供給される。これにより、トランジスタＱ２のエミッタとコレクタ電極間の電気抵抗が制御され、コンバータの出力電圧値ＶＨは、すでに示した式１に基づいて制御される。すなわち、前記ＤＣ−ＤＣコンバータとそのフィードバック用の分圧回路に挿入された前記トランジスタＱ２は、電源電圧制御手段として機能することになる。

図６および図７に示す構成によると、ＥＬ素子の発光駆動電流Ｉｆに比較してその値が小さな測定電流Ｉｓを前記ＥＬ素子に供給した時に生ずる順方向電圧値Ｖｓによって、発光駆動電流Ｉｆを供給した時の順方向電圧値Ｖｆを推計するようになされる。この推計した順方向電圧値Ｖｆを利用して、電圧源の出力電圧値ＶＨを制御するように動作するので、電圧源としてのＤＣ−ＤＣコンバータからはＥＬ素子の温度依存性、および経時変化に対応した常に適切な値の出力電圧ＶＨをもたらすことができる。

これにより、定電流源Ｉ１〜Ｉｎ等において大きな電力損失を伴うことなく、一定の表示品質を確保することができる発光表示パネルを提供することができる。しかも、発光表示に用いられるＥＬ素子を利用して、発光駆動電流Ｉｆよりも小さな値の測定電流Ｉｓを供給することで順方向電圧値Ｖｆを求めるようになされるので、順方向電圧の測定時においてＥＬ素子が不規則に点灯するなどの問題も解消することができる。

図８はこの発明にかかる第２の実施の形態を示すものであり、これは同じくパッシブ駆動型表示パネルの駆動装置に採用した例を示している。なお、この図８においては、図６に示した表示パネル１、陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３に対応する部分を示しており、他の構成は図６に示す構成と同一であるので図示を省略している。また、この図８においては、図６における各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。

図８に示す実施の形態においては、各ＥＬ素子を点灯駆動させるための定電流源Ｉ１〜Ｉｎとは別に、前記した測定電流Ｉｓを供給することができる測定電流供給手段としての定電流源Ｉｎｓが具備されている。図８に示す構成においては切り換え手段として機能するドライブスイッチＳａｎによって、定電流源Ｉｎからの発光駆動電流Ｉｆ、または定電流源Ｉｎｓからの測定電流Ｉｓを、給電線としての第ｎの陽極線Ａｎに対して選択的に切り換え供給することができるように構成されている。

したがって、図８に示すように第２の走査線Ｋ２が走査状態になされる場合においては、第２の走査線Ｋ２と第ｎの給電線（陽極線）Ａｎとの間に接続されたＥＬ素子Ｅｎ２の順方向電圧Ｖｓを、ダイオードＤ２を介して得ることができる。これにより、図６に基づいて説明した作用と同様に、ＥＬ素子に対して測定電流Ｉｓを供給した時の順方向電圧値Ｖｓによって、発光駆動電流Ｉｆを供給した時の順方向電圧値Ｖｆを推計し、この推計した順方向電圧値Ｖｆを利用して、電圧源の出力電圧値ＶＨを制御させることができる。したがって、図８に示した実施の形態においても、図６および図７に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図９はこの発明にかかる第３の実施の形態を示すものであり、これはアクティブ駆動型表示パネルの駆動装置に採用した例を示している。なお、この図９においては、図６に示した構成と同様の機能を果たす部分は同一符号で示しており、また図９に示されていないＤＣ−ＤＣコンバータ等を含む他の構成は図６に示した構成をそのまま採用することができる。

図９において符号１で示す発光表示パネルには、表示画素３１が縦横方向にマトリクス状に配列されている。なお、図９においては紙面の都合により、マトリクス状に配列されている表示画素３１は縦方向および横方向にそれぞれ２つ、すなわち計４つの画素が示されている。

そして、前記発光表示パネル１には、データドライバ２からのデータ信号が供給されるデータ線ｎ１，ｎ２，……が縦方向に、また走査ドライバ３からの走査選択信号が供給される走査線ｍ１，ｍ２，……が横方向に配列されている。さらに、表示パネル１には、前記各データ線に対応して縦方向に給電線としての電源供給線ｐ１，ｐ２，……が配列されており、この電源供給線ｐ１，ｐ２，……を介してすでに説明した電圧源としてのＤＣ−ＤＣコンバータからの出力電圧ＶＨが供給されるように構成されている。

図９に示した例においては、表示パネル１に配列された前記表示画素３１として、コンダクタンスコントロール方式による画素構成が示されている。すなわち、図９に示す左上の画素３１を構成する各素子に符号を付けて示したとおり、ｎチャンネル型ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成された制御用トランジスタＴｒ１のゲートは、走査線ｍ１に接続され、そのソースはデータ線ｎ１に接続されている。また、制御用トランジスタＴｒ１のドレインは、ｐチャンネル型ＴＦＴで構成された駆動用トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用のコンデンサＣ１１の一方の端子に接続されている。

そして、駆動用トランジスタＴｒ２のソースは前記コンデンサＣ１１の他方の端子に接続されると共に、給電線としての電源供給線ｐ１に接続されている。また、駆動用トランジスタＴｒ２のドレインには、ＥＬ素子Ｅ１のアノード端子が接続されると共に、当該ＥＬ素子Ｅ１のカソード端子は基準電位点（グランド電位）に接続されている。

前記した画素構成において、制御用トランジスタＴｒ１のゲートに、走査線ｍ１を介して走査ドライバ３よりオン電圧が供給されると、制御用トランジスタＴｒ１はソースに供給されるデータ線ｎ１からのデータ電圧に対応した電流を、ソースからドレインに流す。したがって、制御用トランジスタＴｒ１のゲートがオン電圧の期間に、前記コンデンサＣ１１が充電され、その電圧が駆動用トランジスタＴｒ２のゲートに供給される。

それ故、駆動用トランジスタＴｒ２は、そのゲート電圧とソース電圧（Ｖｇｓ）に基づいた発光駆動電流ＩｆをＥＬ素子Ｅ１に流し、ＥＬ素子を発光駆動させる。すなわち、この実施の形態においてはＴＦＴで構成された駆動用トランジスタＴｒ２は飽和領域で動作し、ＥＬ素子Ｅ１を定電流駆動することで、ＥＬ素子Ｅ１を発光駆動させるように作用する。

また、制御用トランジスタＴｒ１のゲートがオフ電圧になると、当該トランジスタはいわゆるカットオフとなり、制御用トランジスタＴｒ１のドレインは開放状態となるものの、駆動用トランジスタＴｒ２はコンデンサＣ１１に蓄積された電荷によりゲート電圧が保持され、次の走査まで前記した発光駆動電流を維持し、これによりＥＬ素子Ｅ１の発光も維持される。

図９に示す構成においては、表示パネル１に配列された一部のＥＬ素子に対して、前記した測定電流Ｉｓを供給することができる定電流源（測定電流供給手段）Ｉｓが具備されている。すなわち図９に示す実施の形態においては、前記定電流源Ｉｓは切り換え手段として機能するスイッチＳ０を介して電源供給線ｐ２に対して測定電流を供給することができるように構成されている。

一方、図９に示す構成においては、測定電流Ｉｓが供給される電源供給線ｐ２に接続された各画素において、各駆動用トランジスタＴｒ２のソースとドレイン間には、両電極間を電気的に短絡することができる短絡手段としてのスイッチＳ１，Ｓ２，……が接続されている。なお、前記定電流源Ｉｓからの測定電流を電源供給線ｐ２に供給するスイッチＳ０、および各駆動用トランジスタＴｒ２のソースとドレイン間を選択的に短絡させるスイッチＳ１，Ｓ２，……は、図６に示したＣＰＵを含む発光制御回路１１からの指令により動作する。

図９はスイッチＳ０を介して、定電流源Ｉｓからの測定電流が電源供給線ｐ２に供給され、スイッチＳ２が短絡された状態を示している。この状態によると図９に示す右下の画素を構成するＥＬ素子に対して測定電流が供給され、電源供給線ｐ２にはこの時のＥＬ素子の順方向電圧Ｖｓが発生する。したがって、ダイオードＤ２を介して前記ＥＬ素子の順方向電圧Ｖｓを得ることができる。

この順方向電圧Ｖｓは図６に基づいて説明したようにサンプルホールド回路１２によってホールドされ、結果としてＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧値ＶＨを制御させるように動作する。したがって、図９に示したアクティブ駆動型表示パネルの駆動装置においても、図６および図７に示した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

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た１本の給電線（図６および図８においては陽極線Ａｎ、図９においては電源供給線ｐ２）より、測定電流Ｉｓを供給した時のＥＬ素子の順方向電圧Ｖｓを引き出すように構成されている。しかしながら、この発明を実施するにあたっては、前記した１本の給電線のみによらず、その他多数の給電線より前記順方向電圧Ｖｓを適宜引き出すように構成されていてもよい。

また、図９に示した実施の形態においては、表示画素としてそれぞれに２つのＴＦＴを備えたコンダクタンスコントロール方式の画素構成を例示しているが、これはその他の点灯駆動方式の画素構成を採用し得ることは勿論である。さらに前記した実施の形態においては、発光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、図２に示したような経時変化および温度依存性を有する他の発光素子を用いた場合においても、同様の作用効果を享受することができる。

有機ＥＬ素子の等価回路図である。 有機ＥＬ素子の諸特性を示した静特性図である。 この発明にかかる駆動装置を実現させる基本概念を説明する発光素子の特性図である。 同じく経時変化、温度依存性を含む基本概念を説明する特性図である。 同じく発光色が異なる発光素子を用いる場合の基本概念を説明する特性図である。 この発明にかかる駆動装置の第１の実施の形態を示した回路構成図である。 図６における陽極線ドライブ回路の具体例を説明する回路構成図である。 この発明にかかる駆動装置の第２の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第３の実施の形態を示した回路構成図である。

符号の説明

１ 発光表示パネル
２ 陽極線ドライブ回路（データドライバ）
３ 陰極線走査回路（走査ドライバ）
４ 電圧源（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
５ 逆バイアス電圧生成回路
１１ 発光制御回路
１２ サンプルホールド回路
１３ Ａ／Ｄコンバータ回路
１４ データテーブル
１５ Ｄ／Ａコンバータ回路
２１ 可変電圧源
２２ オペアンプ
３１ 表示画素
Ａ１〜Ａｎ 陽極線（給電線）
Ｋ１〜Ｋｍ 陰極線
Ｅ１１〜Ｅｎｍ 発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｉ１〜Ｉｎ 定電流源
Ｉｓ，Ｉｎｓ 定電流源（測定電流供給手段）
Ｓ０ スイッチ（切り換え手段）
Ｓ１，Ｓ２ スイッチ（短絡手段）
Ｓａ１〜Ｓａｎ ドライブスイッチ
Ｓｋ１〜Ｓｋｍ 走査スイッチ
ｍ１，ｍ２ 走査線
ｎ１，ｎ２ データ線
ｐ１，ｐ２ 電源供給線（給電線）

Claims (9)

1. 複数の発光素子が具備され、当該発光素子に対して映像情報に基づく発光駆動電流を選択的に与えることで、前記映像情報を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記発光素子を発光表示させる前記発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給する測定電流供給手段と、
   前記測定電流供給手段からもたらされる前記測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給した時の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｓを得る順方向電圧測定手段と、
   前記順方向電圧測定手段によって得られる前記順方向電圧値Ｖｓに基づいて、前記発光駆動電流Ｉｆを発光素子に供給した場合の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｆを推計する推計手段と、
   前記推計手段によって推計した前記順方向電圧値Ｖｆに基づいて、前記発光素子に発光駆動電流を与える電圧源の出力電圧値を制御する電源電圧制御手段と、
   を具備したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記順方向電圧測定手段は、前記発光素子に発光駆動電流Ｉｆを与える給電線に対して前記測定電流Ｉｓを供給した時に、当該給電線に生ずる電圧値を前記順方向電圧値Ｖｓとして得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光表示パネルの駆動装置。
3. 非走査状態の前記発光素子に対して非走査選択電位を供給するための非走査選択電源がさらに具備されたパッシブ駆動型表示パネルの駆動装置であって、
   前記推計手段によって得られる順方向電圧値Ｖｆに基づいて、前記非走査選択電位が制御されるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光表示パネルの駆動装置。
4. 前記発光素子が接続された走査線を順次走査選択電位に設定し、発光制御させるべき発光素子が接続された給電線に対して、前記電圧源からの出力電圧により動作する定電流源より発光駆動電流Ｉｆを供給するパッシブ駆動型表示パネルの駆動装置であって、
   前記定電流源からの発光駆動電流Ｉｆ、または前記測定電流供給手段からの測定電流Ｉｓを、前記給電線に対して選択的に切り換え供給する切り換え手段が具備されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３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。
5. 前記発光素子が接続された走査線を順次走査選択電位に設定し、発光制御させるべき発光素子が接続された給電線に対して、前記電圧源からの出力電圧により動作する定電流源より発光駆動電流Ｉｆを供給するパッシブ駆動型表示パネルの駆動装置であって、
   前記定電流源は前記測定電流供給手段を兼用し、前記発光駆動電流Ｉｆまたは前記測定電流Ｉｓに対応する電流値を選択的に切り換えて、前記給電線に対して供給するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３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。
6. 前記各発光素子に対応して発光駆動トランジスタがそれぞれ具備され、当該発光駆動トランジスタを介して各発光素子に対して前記発光駆動電流Ｉｆを供給するアクティブ駆動型表示パネルの駆動装置であって、
   前記給電線に対して前記測定電流Ｉｓを供給し、給電線に生ずる電圧値を順方向電圧値Ｖｓとして得る場合において、前記発光駆動トランジスタのソースとドレイン電極間を電気的に短絡する短絡手段を動作させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載された発光表示パネルの駆動装置。
7. 前記各発光素子に対応して発光駆動トランジスタが具備され、当該発光駆動トランジスタを介して各発光素子に対して前記発光駆動電流Ｉｆを供給するアクティブ駆動型表示パネルの駆動装置であって、
   前記電圧源からの出力電圧、または前記測定電流供給手段からの測定電流Ｉｓを、前記給電線に対して選択的に切り換え供給する切り換え手段が具備されていることを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項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. 前記発光素子は、有機物質からなる発光機能層を少なくとも一層含む有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項７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. 複数の発光素子が具備され、当該発光素子に対して映像情報に基づく発光駆動電流を選択的に与えることで、前記映像情報を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記発光素子を発光表示させる前記発光駆動電流Ｉｆに比較して、その値が小さな測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給する測定電流供給工程と、
   前記測定電流供給工程において、測定電流Ｉｓを前記発光素子に供給した時の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｓを得る順方向電圧測定工程と、
   前記順方向電圧測定工程において得られる順方向電圧値Ｖｓに基づいて、前記発光駆動電流Ｉｆを発光素子に供給した場合の当該発光素子の順方向電圧値Ｖｆを推計する推計工程と、
   前記推計工程において推計した前記順方向電圧値Ｖｆに基づいて、前記発光素子に発光駆動電流を与える電圧源の出力電圧値を制御する電圧制御工程と、
   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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