JP3737889B2 - 発光ディスプレイ装置および駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などの発光素子を使用した発光ディスプレイ装置および駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機化合物を用いた自発光素子である有機ＥＬ素子の研究が盛んに行われており、これを用いたドットマトリクスディスプレイの開発も進められている。
図１０は有機ＥＬ素子の等価回路を示すものであり、図１１（Ａ）は有機ＥＬ素子の電流輝度特性、図１１（Ｂ）は有機ＥＬ素子の電圧電流特性、図１１（Ｃ）は電圧輝度特性を示している。
【０００３】
図１０に示すように、有機ＥＬ素子は、ダイオード特性からなる発光エレメントＥとこれに並列接続された寄生容量Ｃと直列接続された抵抗Ｒとで表すことができる。
また、図１１（Ａ）に示されるように、有機ＥＬ素子は電流に比例した輝度で発光するものであるとともに、図１１（Ｂ）に示されるように、駆動電圧が所定の発光閾値電圧Ｖth以下の場合は、電流がほとんど流れず、したがって、図１１（Ｃ）に示されるように、有機ＥＬ素子は事実上発光しないようになっている。
【０００４】
図１２に、従来の発光素子の駆動方法を示す。
この図１２の駆動方法は、単純マトリックス駆動方式と呼ばれるもので、陽極線Ａ１〜Ａ４と陰極線Ｂ１〜Ｂｎ（ｎは自然数、陽極線は、便宜上４本として説明する）をマトリックス（格子）状に配置し、このマトリックス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎを接続し、この陽極線または陰極線のいずれか一方を一定の時間間隔で順次選択して走査するとともに、この走査に同期して他方の線を駆動源たる定電流源２１〜２４でドライブしてやることにより、任意の交点位置の発光素子を発光させるようにしたものである。
【０００５】
なお、駆動源は電圧源を用いても良いが、電圧輝度特性に比べて電流輝度特性の方が環境温度の変化に対して安定していること、及び、発光素子の電流輝度特性が比例であることから、電流源を用いた方が輝度の再現性が良い。
【０００６】
図１２の場合、駆動源は定電流源を用いているが、その定電流量は、所望の瞬時輝度に応じた量とされている。その理由は、図１１（Ａ）に示されるように、発光素子の瞬時輝度をＬX としたい場合、駆動源の定電流量はＩX に設定されることとなる。また図１１より所望の瞬時輝度Ｌ X で発光するとき（以下、これを定常発光状態と称する）に駆動源から供給する定電流量Ｉ X によって発光素子の両端に発生する電圧（以下、これを発光規定電圧と称する。）はＶX となる。
【０００７】
前記駆動源によるドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図１２は、陰極線走査・陽極線ドライブの場合を示しており、陰極線Ｂ１〜Ｂｎに陰極線走査回路１を接続するとともに、陽極線Ａ１〜Ａ４に電流源２１〜２４とドライブスイッチ３１〜３４からなる陽極線ドライブ回路２を接続したものである。
【０００８】
陰極線走査回路１は、走査スイッチ１１〜１ｎを一定時間間隔で順次アース端子側へ切り換えながら走査していくことにより、陰極線Ｂ１〜Ｂｎに対してアース電位（０Ｖ）を順次与えていく。また、陽極線ドライブ回路２は、前記陰極線走査回路１のスイッチ走査に同期してドライブスイッチ３１〜３４をオン・オフ制御することにより陽極線Ａ１〜Ａ４に定電流源２１〜２４を接続し、所望の交点位置の発光素子に駆動電流を供給する。これらの陰極線走査回路１と陽極線ドライブ回路２は図示しない制御回路によって駆動制御される。
【０００９】
例えば、発光素子Ｅ１１とＥ２１を発光させる場合を例に採ると、図示するように、陰極線走査回路１の走査スイッチ１１がアース側に切り換えられ、第１の陰極線Ｂ１にアース電位が与えられている時に、陽極線ドライブ回路２のドライブスイッチ３１と３２を定電流源側に切り換え、陽極線Ａ１とＡ２に定電流源２１と２２を接続してやればよい。このような走査とドライブを高速で繰り返すことにより、任意の位置の発光素子を発光させるとともに、各発光素子があたかも同時に発光しているように制御するものである。
【００１０】
走査中の陰極線Ｂ１以外の他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには定電圧源４２〜４ｎを接続し発光規定電圧ＶX と同電位の逆バイアス電圧Ｖ１を印加してやることにより、陽極線Ａ１とＡ２に接続されている発光素子Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎが誤発光することを防止している。
【００１１】
なお、逆バイアス電圧Ｖ１を付与する逆バイアス電圧源４１〜４ｎは、ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査がされていない陰極線Ｂ２〜Ｂｎとの交点に接続された発光素子（図１２の場合、Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎ）が誤って発光しないように設けられるものであるため、その印可電圧は、該発光素子の両端電圧が発光閾値電圧Ｖｔｈ以下となるように設定されれば良いが、以下の理由により逆バイアス電圧Ｖ１を発光規定電圧ＶX と同一にするのが最も良い。すなわち、Ｖ１＝ＶX とすることによって該発光素子の両端電圧は０となるため、駆動源から供給される電流はすべて発光中の発光素子のみに流れ込むことになり、所望の輝度を正確に再現できるからである。
【００１２】
以上説明した図１２の場合において、各発光素子の寄生容量の充電状態は次のようになる。ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査される陰極線Ｂ１の交点に接続される発光素子Ｅ１１，Ｅ２１は順方向の電荷が充電されている。ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査されていない陰極線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の交点に接続される発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎと、ドライブされない陽極線Ａ３，Ａ４と走査される陰極線Ｂ１の交点に接続される発光素子Ｅ３１，Ｅ４１とには電荷の充電はなされない。ドライブされない陽極線Ａ３，Ａ４と走査されていない陰極線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の交点に接続される発光素子Ｅ３２〜Ｅ３ｎ，Ｅ４２〜Ｅ４ｎには逆方向の電荷が充電されている。（図中、各発光素子Ｅはコンデンサ記号で表記されており、発光中の発光素子はダイオード記号で表わし、充電されたコンデンサにはハッチングがなされている。）
【００１３】
ところがこの駆動方法では、図１０に示した発光素子の等価回路中の寄生容量Ｃのために次のような問題があった。以下、この問題点について説明する。
すなわち、図１６（Ａ）（Ｂ）は、前記図１２中の陽極線Ａ１に接続された発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎ部分だけを抜き出し、それぞれの発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎを前記寄生容量Ｃだけを用いて図示したものであるが、陰極線Ｂ１の走査時に陽極線Ａ１がドライブされていない場合には、（Ａ）に示すように、現在走査中の陰極線Ｂ１につながれた発光素子Ｅ１１の寄生容量Ｃ１１を除く他の発光素子Ｅ１２〜Ｅ１ｎの寄生容量Ｃ１２〜Ｃ１ｎは、各陰極線Ｂ２〜Ｂｎに与えられた逆バイアス電圧Ｖ１によって図示のような向きに充電されている。
【００１４】
次に、走査位置が陰極線Ｂ１から次の陰極線Ｂ２に移った際に、例えば発光素子Ｅ１２を発光させるために陽極線Ａ１をドライブすると、このときの回路状態は（Ｂ）に示すようなものとなる。このように回路が切換った瞬間において、発光させるべき発光素子Ｅ１２の寄生容量が充電されるだけでなく、他の陰極線Ｂ３〜Ｂｎに接続された発光素子Ｅ１３〜Ｅ１ｎの寄生容量に対しても矢印で示すような向きに電流が流れ込んで充電が行なわれる。
【００１５】
ところで、発光素子は、前述したように、その両端の電圧が発光規定電圧ＶX に立ち上がらない限り、所望の輝度で発光を行なうことができない。従来の駆動方法の場合、前記図１６（Ａ）（Ｂ）に示したように、陰極線Ｂ２に接続された発光素子Ｅ１２を発光させるために陽極線Ａ１をドライブすると、発光させるべき発光素子Ｅ１２の寄生容量だけでなく、陽極線Ａ１に接続された他の発光素子Ｅ１３〜Ｅ１ｎの寄生容量に対しても充電が行なわれ、これらすべての発光素子の寄生容量の充電が完了するまでは、陰極線Ｂ２につながれた発光素子Ｅ１２の両端電圧は発光規定電圧ＶX に立ち上がることができない。
【００１６】
このため、従来の駆動方法の場合、前記寄生容量のため、発光するまでの立ち上がり速度が遅く、高速走査ができないという問題があった。
前記問題は、発光素子の数が増えれば増えるほど大きくなる。特に、発光素子として有機ＥＬを用いた場合、有機ＥＬは面発光のために前記寄生容量Ｃが大きく、前記問題はさらに顕著なものとなる。
【００１７】
特開平９−２３２０７４号公報には上記問題点を解決する駆動方法が記載されている。
前記公報に記載の駆動方法を図１２〜図１５を参照して説明する。図１２は発光状態Ａの説明図、図１３はリセット状態の説明図、図１４は発光状態Ｂに変化したときの説明図、図１５は発光状態Ｂの説明図である。
【００１８】
説明においては、図１２に示す陰極線Ｂ１の走査時に発光素子Ｅ１１，Ｅ１２を発光させる状態から、図１３に示すリセット期間を経て、図１４及び図１５に示す陰極線Ｂ２の走査時に発光素子Ｅ２２，Ｅ３２を発光させる状態に移行する場合を例としている。
【００１９】
前記公報における要点は、発光素子Ｅ１１およびＥ２１の発光に続いて発光素子Ｅ２２およびＥ３２を発光させる場合、陰極線Ｂ１の走査より陰極線Ｂ２への走査に切り換える間に全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの両端を０電位にリセットするリセット期間を設け、寄生容量Ｃに充電された電荷を放電させるものである。
【００２０】
すなわち、図１３に示されるように、陰極線と接続されている全ての走査スイッチ１１〜１ｎをアース側に、また陽極線と接続されている全てのドライブスイッチ３１〜３４をアース側に接続し、全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量Ｃに充電されている電荷を放電させる。
【００２１】
全ての発光素子のリセットが完了すると、図１４に示すように、陰極線Ｂ２の走査に移行し発光素子Ｅ２２およびＥ３２に対する駆動が行なわれる。
すなわち、陰極線Ｂ２はアース電位に接続されるとともに陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎには逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎが接続され、発光される発光素子Ｅ２２，Ｅ３２が接続されている陽極線Ａ２，Ａ３は定電流源２２，２３に接続されるとともに残りの陽極線Ａ１，Ａ４はアース電位に接続される。
【００２２】
このように走査スイッチ１１〜１ｎおよびドライブスイッチ３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は約Ｖ１（正確には、ｎ−１／ｎ・Ｖ１）となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX にほぼ等しい順方向電圧となっている。よって、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図１４に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、図１５に示す定常発光状態に瞬時に移行することができる。図１５において、定電流源２２，２３から供給される駆動電流は、それぞれ発光素子Ｅ２２，Ｅ３２のみに流れ込むため、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は所望の瞬時輝度ＬX での発光がなされるようになっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の駆動法においては、発光の立ち上がり速度に関する問題は解消されたものの、走査の切り換えの度に発光素子に対して充電された電荷をすべて放出するようにしているため、消費電力が増大するという問題がある。また、走査の間毎にリセット期間という無発光期間を設けたため、画像の解像度が損なわれる恐れが生じた。
本発明は、消費電力を少なくした発光ディスプレイ装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。また、画像の解像度を向上させることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明においては、マトリックス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の交点位置に接続された発光素子を発光させる発光ディスプレイの駆動方法において、前記走査線は、第１のリセット電圧を付与する第１のリセット電圧源と、逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記第２のリセット電圧を差し引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、前記ドライブ線は、前記定電流源と、前記第１のリセット電圧よりも大なる第２のリセット電圧を付与する第２のリセット電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、任意の走査線を走査する走査期間が終了し次の走査線の走査が開始するまでのリセット期間において、すべての前記走査線に第１のリセット電圧が付与されるとともにすべての前記ドライブ線に前記第２のリセット電圧を付与する。
【００２５】
請求項２の発明においては、前記第２のリセット電圧と前記第１のリセット電圧の差は、前記発光素子の発光閾値電圧よりも小とする。
請求項３の発明においては、前記第１のリセット電圧源はアース電位を付与する。
【００２６】
請求項４の発明においては、前記リセット期間においては、すべての前記ドライブ線が前記第２のリセット電圧源に接続され、すべての前記走査線が前記第１のリセット電圧源に接続する。
請求項５の発明においては、前記走査期間において、走査がなされる走査線は前記第１のリセット電圧源に接続されるとともに走査がなされない走査線は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされるドライブ線は前記定電流源に接続されるとともにドライブされないドライブ線は前記第２のリセット電圧源に接続する。
請求項６の発明においては、前記発光素子は有機ＥＬ素子とする。
【００２７】
請求項７の発明においては、マトリクス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の各交点位置に接続された発光素子を発光させる走査期間と発光素子にアース電位より大なるリセット電圧を付与するリセット期間とを交互に繰り返すことで発光表示を行なう発光ディスプレイ装置において、前記各走査線に対して、アース電位を付与するアース手段と逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記リセット電圧を差し引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方を接続可能とする走査スイッチ手段と、前記各ドライブ線に対して、前記定電流源と前記リセット電圧を付与するリセット電圧源のいずれか一方を接続可能とするドライブスイッチ手段と、入力された発光データに応じて前記走査スイッチ手段と前記ドライブスイッチ手段の開閉制御を行なう制御手段と、を備える。
【００２８】
請求項８の発明においては、前記リセット電圧が前記発光素子の発光閾値電圧より小とする。
【００２９】
請求項９の発明においては、リセット期間においては、すべての前記走査スイッチ手段は前記アース手段と接続され、前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続する。
請求項１０の発明においては、前記走査期間において、走査がなされる前記走査スイッチ手段は前記アース手段と接続されるとともに走査がなされなかった前記走査スイッチ手段は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされる前記ドライブスイッチ手段は前記定電流源に接続されるとともにドライブされない前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続する。
請求項１１の発明においては、前記発光素子は有機ＥＬ素子する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
尚、以下に説明する実施形態においては、発光素子は従来と同じ瞬時輝度ＬX で発光させるものであり、定電流源の定電流量ＩX 、発光規定電圧ＶX も従来と同じ値に設定されているものとする。
図１〜図４は本発明の第１の実施例の構成図で、図１は発光状態Ａ、図２はリセット状態、図３は発光状態Ｂの切換時、図４は発光状態Ｂを示している。
【００３７】
図１〜図４において、Ａ１〜Ａ４は陽極線（通常はより多数だが説明の都合上４本とする）、Ｂ１〜Ｂｎは陰極線（ｎは自然数）、Ｅ１１〜Ｅ４ｎは各交点位置につながれた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等の発光素子、１は陰極線走査回路、２は陽極線ドライブ回路、３は発光制御回路である。
【００３８】
陰極線走査回路１は、各陰極線Ｂ１〜Ｂｎを順次に走査するための走査スイッチ１１〜１ｎを備えている。各走査スイッチ１１〜１ｎの一方の端子は逆バイアス電圧を付与するための逆バイアス電圧源４１〜４ｎに接続されているとともに、他方の端子はアース電位（０Ｖ）にそれぞれ接続されている。
【００３９】
この逆バイアス電圧源４１〜４ｎは、従来においては、逆バイアス電圧として発光規定電圧ＶX と同電圧であるＶ１を印可するものであったが、本実施形態においては、従来より低電圧であるＶ１−Ｖ２を逆バイアス電圧として印可するようにしている。Ｖ２については後述する。
【００４０】
陽極ドライブ回路２は、駆動源たる定電流源２１〜２４、リセット電圧Ｖ２を付与するリセット電圧源５１〜５４および各陽極線Ａ１〜Ａ４を選択するためのドライブスイッチ３１〜３４とを備え、任意のドライブスイッチを定電流源側にオンすることにより、当該陽極線に対してドライブ用の電流源２１〜２４を接続する。
【００４１】
また、走査中にドライブされない陽極線はリセット電圧源５１〜５４に接続される。リセット電圧源５１〜５４は、後述するように、リセット期間中にすべての陽極線Ａ１〜Ａ４が接続されるものであり、これにより、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎに対して順方向のリセット電圧Ｖ２を印可するものである。
【００４２】
リセット電圧Ｖ２は発光素子の発光閾値電圧ＶTHよりも小なる電圧とされており、これにより、発光素子はリセット期間中には発光しないようになっている。このように陽極線ドライブ回路２は、リセット電圧Ｖ２を付与するリセット電圧源５１〜５４を設けた点、及び、ドライブされない陽極線を逆バイアス電圧源４１〜４ｎに接続するようにした点において、従来とは異なっている。
なお、これらの走査スイッチ１１〜１４およびドライブスイッチ３１〜３４のオン・オフは、発光制御回路３によって制御される。
【００４３】
次に、図１〜図４を参照して、第１の実施例の発光動作について説明する。
なお、以下に述べる動作は、従来例と同様に、陰極線Ｂ１を走査して発光素子Ｅ１１とＥ２１を発光させた後、陰極線Ｂ２に走査を走査して発光素子Ｅ２２とＥ３２を発光させる場合を例に採って説明する。
【００４４】
まず、図１では、走査スイッチ１１がアース側に切り換えられ、陰極線Ｂ１が走査されている。他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには、走査スイッチ１２〜１ｎにより逆バイアス電圧源４１〜４ｎよりＶ１−Ｖ２が印加されている。さらに、陽極線Ａ１とＡ２には、ドライブスイッチ３１と３２によって定電流源２１，２２が接続されている。また、他の陽極線Ａ３〜Ａ４には、リセット電圧源５３，５４が接続され、リセット電圧Ｖ２が付与されている。
したがって、図１の場合、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみに対し定電流源２１と２２から矢印のように駆動電流が流れ込み、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定常発光状態で発光している。
【００４５】
また図１に示すように、発光素子Ｅ３１，Ｅ４１，Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎにはＶ２なる電圧が印加された状態となるが、Ｖ２は発光閾値電圧よりも小であるので、これらの発光素子にはほとんど電流は流れず、したがって事実上発光されない。また、発光素子Ｅ３２〜Ｅ３ｎ，Ｅ４２〜Ｅ４ｎには−（Ｖ１−２Ｖ２）なる逆方向の電圧が印加された状態となり、これらの発光素子も発光しない。
【００４６】
この図１の発光状態から図４の発光素子Ｅ２２とＥ３２が発光する状態に走査を移行する際に、図２のようなリセット制御が行なわれる。
すなわち、走査が図１の陰極線Ｂ１から図４の陰極線Ｂ２に移行する前に、まず、図２に示すように、すべてのドライブスイッチ３１〜３４をリセット電圧源５１〜５４側に切り換えるとともに、すべての走査スイッチ１１〜１ｎを０Ｖ側に切り換えてリセットをかける。このリセットが行なわれると、全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎにはＶ２なる電圧が印加される。したがって、図１の状態において印加されていた電圧がＶ２と異なる発光素子に対しては図２の矢印で示すように充放電が行なわれる。この結果、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量には、両端電圧がＶ２となる電荷が充電される。
【００４７】
前記のようにして、リセット制御が行なわれた後、図３に示すように、陰極線Ｂ２に対応する走査スイッチ１２は切り換えを行なわず０Ｖ側とし、その他の陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎに対応する走査スイッチ１１，１３〜１ｎを逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎ側に切り換え、陰極線Ｂ２の走査を行なう。これと同時に、ドライブスイッチ３２および３３を定電流源２２および２３側に切り換え、ドライブスイッチ３１，３４をリセット電圧源５１，５４側に切り換える。
【００４８】
このように走査スイッチ１１〜１ｎおよびドライブスイッチ３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は、逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎの印可電圧Ｖ１−Ｖ２と発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎの充電電荷による両端電圧Ｖ２とにより、約Ｖ１（正確にはｎ−１／ｎ・Ｖ１）となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX にほぼ等しい順方向電圧となっている。すなわち、逆バイアス電圧源４１〜４ｎの電圧を、リセット電圧源５１〜５４により印可されるリセット電圧Ｖ２に応じて、Ｖ１−Ｖ２と設定したことにより、走査の切り換わり直後における発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧を発光規定電圧ＶX にほぼ等しくしている。これにより、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図３に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、図４に示す定常発光状態に瞬時に移行することができる。
【００４９】
また、発光素子Ｅ１１，Ｅ１３〜Ｅ１ｎ，Ｅ４１，Ｅ４３〜Ｅ４ｎには−（Ｖ１−２Ｖ２）なる逆方向電圧が印加され、図２で説明したリセット時の電圧Ｖ２との差に対応して、図３の矢印で示すように充電が行なわれる。
また、発光素子Ｅ１２及びＥ４２に印可される電圧はＶ２であるため、一切の電流は流れない。また、発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎは図４に示す定常発光状態になっても、その両端電圧はＶ２のままであるため、定電流源３２，３３からの供給電流が流れ込むことはない。このようにして、図４に示す定常発光状態においては、定電流源３２，３３から供給される駆動電流は、それぞれ発光素子Ｅ２２，Ｅ３２のみに流れ込むため、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は所望の瞬時輝度ＬX での発光がなされる。
【００５０】
次に本実施形態の消費電力について表１、表２を基にして説明する。
表１は発光素子Ｅ１１およびＥ２１の定常発光状態時（図１、図１２）とリセット時（図２、図１３）の各発光素子に印加される電圧を従来例と対比して示している。また表２はリセット時（図２、図１３）と発光素子Ｅ２２およびＥ３２の定常発光状態（図３、図１４）の各発光素子に印加される電圧を従来例と対比して示している。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
スイッチの切り換え時には、発光素子の両端には表１および表２の差電圧に対応する電位が生じ、寄生容量に対して充放電が行なわれる。
表１および表２に示されるように、従来例において差電圧がＶ１であったものに対しては第１の実施例ではＶ１−Ｖ２となり、差電圧は小さくなる。また従来例で−Ｖ１であったものに対しては第１の実施例では−（Ｖ１−Ｖ２）となり、いずれも差電圧は小さくなる。
【００５４】
発光素子の寄生容量に充放電される電荷は前記差電圧に比例するため、第１の実施例は従来例に比べて駆動電力を大きく低下させることができる。
【００５５】
つぎに、図５〜図８を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。図５〜図８は本発明の第２の実施例の構成図で、図５は発光状態Ａ、図６はリセット状態、図７は発光状態Ｂの切換時、図８は発光状態Ｂを示している。
【００５６】
第２の実施例の第１の実施例との構成上の異なる点は、第１の実施例で走査スイッチ１１〜１ｎはアース電位と電圧Ｖ１−Ｖ２なる逆バイアス電圧源４１〜４ｎとを切換えるようにしていたのに対して、第２の実施例ではアース電位と電圧Ｖ１なる逆バイアス電圧源４１〜４ｎに切換えるようにしている。
【００５７】
また、第１の実施例ではドライブスイッチ３１〜３４は定電流源２１〜２４とリセット電圧源Ｖ２とを切換えるようにしていたのに対して、第２の実施例と電圧Ｖ２なるリセット電圧源５１〜５４では定電流源２１〜２４、電圧Ｖ２なるリセット電圧源５１〜５４およびアース電位のいずれかに切換可能としている。
【００５８】
次に図５〜図８を参照して、第２の実施例の発光動作について説明する。
なお、第１の実施例と同様に、陰極線Ｂ１を走査して発光素子Ｅ１１とＥ２１を光らせた後、陰極線Ｂ２に走査を移して発光素子Ｅ２２とＥ３２を光らせる場合を例に採って説明する。
【００５９】
まず、図５では、走査スイッチ１１が０Ｖ側に切り換えられ、陰極線Ｂ１が走査されている。他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには、逆バイアス電圧源４２〜４ｎにより逆バイアス電圧Ｖ１が印加されている。さらに、陽極線Ａ１とＡ２には、ドライブスイッチ３１と３２によって定電流源２１，２２が接続されている。また、他の陽極線Ａ３〜Ａ４には０Ｖが与えられている。
したがって、図５の場合、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定電流源２１と２２から矢印のように駆動電流が流れ込み、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定常発光状態で発光している。また他の発光素子は従来技術と同じ充電状態となっている。
【００６０】
この図５の発光状態から図８の発光素子Ｅ２２とＥ３２が発光する状態に走査を移行する際に、図６のようなリセット制御が行なわれる。
すなわち、走査が図５の陰極線Ｂ１から図８の陰極線Ｂ２に移行する前に、まず、図６に示すように、すべてのドライブスイッチ３１〜３４をリセット電圧源５１〜５４側に切換えるとともに、すべての走査スイッチ１１〜１４を０Ｖ側に切り換えてリセットをかける。この結果、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量には、両端電圧がＶ２となるような電荷が充電される。
【００６１】
前記のようにして、リセット制御が行なわれた後、図７に示すように、陰極線Ｂ２に対応する走査スイッチ１２は切換を行なわず０Ｖ側とし、その他の陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎに対応する走査スイッチ１１，１３〜１ｎを逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎ側に切り換え、陰極線Ｂ２の走査を行なう。これと同時に、ドライブスイッチ３２と３３を定電流源２２と２３側に切り換えるとともにドライブスイッチ３１および３４をアース側に切換える。
【００６２】
このようにスイッチ１１〜１ｎ，３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は、逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎの電圧Ｖ１と発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎの充電電荷による両端電圧Ｖ２とにより、約Ｖ１＋Ｖ２となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX よりも大なる約Ｖ１＋Ｖ２の順方向電圧となっている。
【００６３】
これにより、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図７に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、瞬間的に定常発光状態における瞬時輝度ＬX よりも大なる瞬時輝度で発光し、その後、図８に示す定常発光状態に瞬時に移行する。
【００６４】
図１１は、図７に示す発光素子Ｅ２２，Ｅ３２が定常発光状態に移行するまでの、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧の遷移状態を示したものである。図示されるように、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は陰極線Ｂ２の走査開始直後において約Ｖ１＋Ｖ２となるが、まもなく発光規定電圧であるＶ１（＝ＶX ）に収束して、定常発光状態となる。
【００６５】
このように、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は陰極線Ｂ２の走査開始直後に限り、定常発光状態における瞬時輝度ＬX よりも大なる瞬時輝度で発光するので、この余剰輝度により、直前のリセットによる無発光期間が補足され、解像度を低下させることなく画像表示が可能となっている。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は有機ＥＬ素子を用いた発光ディスプレイに限られるものではなく、有機ＥＬ素子と同様に容量性、ダイオード特性を有する素子であれば適用することは可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、走査期間では逆バイアス電圧として発光規定電圧から第１のリセット電圧よりも大なる第２のリセット電圧を差し引いた電圧値を付加しているとき、リセット期間において、すべての走査線に第１のリセット電圧が付与されるとともにすべてのドライブ線に第２のリセット電圧を付与するようにしたので、走査期間からリセット期間への切換えやリセット期間から走査期間への切換え時の発光素子の両端電圧の変化が従来のリセット駆動法よりも小さくなり、その結果、従来のリセット駆動法と同様に走査の切り換えの際の発光の立ち上がりを迅速にしつつ、消費電力の低減などの高性能化を実現した発光ディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図２】本発明の第１の実施例の構成図（リセット状態）である。
【図３】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図４】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図５】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図６】本発明の第２の実施例の構成図（リセット状態）である。
【図７】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図８】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図９】第２の実施例の発光素子の動作を説明するための図である。
【図１０】有機ＥＬ素子の等価回路を示す図である。
【図１１】有機ＥＬ素子の発光輝度、駆動電圧および駆動電流の関係を説明するための図である。
【図１２】従来例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図１３】従来例の構成図（リセット状態）である。
【図１４】従来例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図１５】従来例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図１６】従来の駆動方法による充放電状態の説明図である。
【符号の説明】
１ 陰極線走査回路
２ 陽極線ドライブ回路
２１〜２４ 定電流源
３ 発光制御回路
１１〜１ｎ 走査スイッチ
３１〜３４ ドライブスイッチ
Ａ１〜Ａ４ 陽極線
Ｂ１〜Ｂ４ 陰極線
Ｅ１１〜Ｅ４ｎ 発光素子
４１〜４ｎ 逆バイアス電圧源
５１〜５４ リセット電圧源
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などの発光素子を使用した発光ディスプレイ装置および駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機化合物を用いた自発光素子である有機ＥＬ素子の研究が盛んに行われており、これを用いたドットマトリクスディスプレイの開発も進められている。
図１０は有機ＥＬ素子の等価回路を示すものであり、図１１（Ａ）は有機ＥＬ素子の電流輝度特性、図１１（Ｂ）は有機ＥＬ素子の電圧電流特性、図１１（Ｃ）は電圧輝度特性を示している。
【０００３】
図１０に示すように、有機ＥＬ素子は、ダイオード特性からなる発光エレメントＥとこれに並列接続された寄生容量Ｃと直列接続された抵抗Ｒとで表すことができる。
また、図１１（Ａ）に示されるように、有機ＥＬ素子は電流に比例した輝度で発光するものであるとともに、図１１（Ｂ）に示されるように、駆動電圧が所定の発光閾値電圧Ｖth以下の場合は、電流がほとんど流れず、したがって、図１１（Ｃ）に示されるように、有機ＥＬ素子は事実上発光しないようになっている。
【０００４】
図１２に、従来の発光素子の駆動方法を示す。
この図１２の駆動方法は、単純マトリックス駆動方式と呼ばれるもので、陽極線Ａ１〜Ａ４と陰極線Ｂ１〜Ｂｎ（ｎは自然数、陽極線は、便宜上４本として説明する）をマトリックス（格子）状に配置し、このマトリックス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎを接続し、この陽極線または陰極線のいずれか一方を一定の時間間隔で順次選択して走査するとともに、この走査に同期して他方の線を駆動源たる定電流源２１〜２４でドライブしてやることにより、任意の交点位置の発光素子を発光させるようにしたものである。
【０００５】
なお、駆動源は電圧源を用いても良いが、電圧輝度特性に比べて電流輝度特性の方が環境温度の変化に対して安定していること、及び、発光素子の電流輝度特性が比例であることから、電流源を用いた方が輝度の再現性が良い。
【０００６】
図１２の場合、駆動源は定電流源を用いているが、その定電流量は、所望の瞬時輝度に応じた量とされている。その理由は、図１１（Ａ）に示されるように、発光素子の瞬時輝度をＬX としたい場合、駆動源の定電流量はＩX に設定されることとなる。また図１１より所望の瞬時輝度Ｌ X で発光するとき（以下、これを定常発光状態と称する）に駆動源から供給する定電流量Ｉ X によって発光素子の両端に発生する電圧（以下、これを発光規定電圧と称する。）はＶX となる。
【０００７】
前記駆動源によるドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図１２は、陰極線走査・陽極線ドライブの場合を示しており、陰極線Ｂ１〜Ｂｎに陰極線走査回路１を接続するとともに、陽極線Ａ１〜Ａ４に電流源２１〜２４とドライブスイッチ３１〜３４からなる陽極線ドライブ回路２を接続したものである。
【０００８】
陰極線走査回路１は、走査スイッチ１１〜１ｎを一定時間間隔で順次アース端子側へ切り換えながら走査していくことにより、陰極線Ｂ１〜Ｂｎに対してアース電位（０Ｖ）を順次与えていく。また、陽極線ドライブ回路２は、前記陰極線走査回路１のスイッチ走査に同期してドライブスイッチ３１〜３４をオン・オフ制御することにより陽極線Ａ１〜Ａ４に定電流源２１〜２４を接続し、所望の交点位置の発光素子に駆動電流を供給する。これらの陰極線走査回路１と陽極線ドライブ回路２は図示しない制御回路によって駆動制御される。
【０００９】
例えば、発光素子Ｅ１１とＥ２１を発光させる場合を例に採ると、図示するように、陰極線走査回路１の走査スイッチ１１がアース側に切り換えられ、第１の陰極線Ｂ１にアース電位が与えられている時に、陽極線ドライブ回路２のドライブスイッチ３１と３２を定電流源側に切り換え、陽極線Ａ１とＡ２に定電流源２１と２２を接続してやればよい。このような走査とドライブを高速で繰り返すことにより、任意の位置の発光素子を発光させるとともに、各発光素子があたかも同時に発光しているように制御するものである。
【００１０】
走査中の陰極線Ｂ１以外の他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには定電圧源４２〜４ｎを接続し発光規定電圧ＶX と同電位の逆バイアス電圧Ｖ１を印加してやることにより、陽極線Ａ１とＡ２に接続されている発光素子Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎが誤発光することを防止している。
【００１１】
なお、逆バイアス電圧Ｖ１を付与する逆バイアス電圧源４１〜４ｎは、ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査がされていない陰極線Ｂ２〜Ｂｎとの交点に接続された発光素子（図１２の場合、Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎ）が誤って発光しないように設けられるものであるため、その印可電圧は、該発光素子の両端電圧が発光閾値電圧Ｖｔｈ以下となるように設定されれば良いが、以下の理由により逆バイアス電圧Ｖ１を発光規定電圧ＶX と同一にするのが最も良い。すなわち、Ｖ１＝ＶX とすることによって該発光素子の両端電圧は０となるため、駆動源から供給される電流はすべて発光中の発光素子のみに流れ込むことになり、所望の輝度を正確に再現できるからである。
【００１２】
以上説明した図１２の場合において、各発光素子の寄生容量の充電状態は次のようになる。ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査される陰極線Ｂ１の交点に接続される発光素子Ｅ１１，Ｅ２１は順方向の電荷が充電されている。ドライブされる陽極線Ａ１，Ａ２と走査されていない陰極線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の交点に接続される発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎと、ドライブされない陽極線Ａ３，Ａ４と走査される陰極線Ｂ１の交点に接続される発光素子Ｅ３１，Ｅ４１とには電荷の充電はなされない。ドライブされない陽極線Ａ３，Ａ４と走査されていない陰極線Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の交点に接続される発光素子Ｅ３２〜Ｅ３ｎ，Ｅ４２〜Ｅ４ｎには逆方向の電荷が充電されている。（図中、各発光素子Ｅはコンデンサ記号で表記されており、発光中の発光素子はダイオード記号で表わし、充電されたコンデンサにはハッチングがなされている。）
【００１３】
ところがこの駆動方法では、図１０に示した発光素子の等価回路中の寄生容量Ｃのために次のような問題があった。以下、この問題点について説明する。
すなわち、図１６（Ａ）（Ｂ）は、前記図１２中の陽極線Ａ１に接続された発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎ部分だけを抜き出し、それぞれの発光素子Ｅ１１〜Ｅ１ｎを前記寄生容量Ｃだけを用いて図示したものであるが、陰極線Ｂ１の走査時に陽極線Ａ１がドライブされていない場合には、（Ａ）に示すように、現在走査中の陰極線Ｂ１につながれた発光素子Ｅ１１の寄生容量Ｃ１１を除く他の発光素子Ｅ１２〜Ｅ１ｎの寄生容量Ｃ１２〜Ｃ１ｎは、各陰極線Ｂ２〜Ｂｎに与えられた逆バイアス電圧Ｖ１によって図示のような向きに充電されている。
【００１４】
次に、走査位置が陰極線Ｂ１から次の陰極線Ｂ２に移った際に、例えば発光素子Ｅ１２を発光させるために陽極線Ａ１をドライブすると、このときの回路状態は（Ｂ）に示すようなものとなる。このように回路が切換った瞬間において、発光させるべき発光素子Ｅ１２の寄生容量が充電されるだけでなく、他の陰極線Ｂ３〜Ｂｎに接続された発光素子Ｅ１３〜Ｅ１ｎの寄生容量に対しても矢印で示すような向きに電流が流れ込んで充電が行なわれる。
【００１５】
ところで、発光素子は、前述したように、その両端の電圧が発光規定電圧ＶX に立ち上がらない限り、所望の輝度で発光を行なうことができない。従来の駆動方法の場合、前記図１６（Ａ）（Ｂ）に示したように、陰極線Ｂ２に接続された発光素子Ｅ１２を発光させるために陽極線Ａ１をドライブすると、発光させるべき発光素子Ｅ１２の寄生容量だけでなく、陽極線Ａ１に接続された他の発光素子Ｅ１３〜Ｅ１ｎの寄生容量に対しても充電が行なわれ、これらすべての発光素子の寄生容量の充電が完了するまでは、陰極線Ｂ２につながれた発光素子Ｅ１２の両端電圧は発光規定電圧ＶX に立ち上がることができない。
【００１６】
このため、従来の駆動方法の場合、前記寄生容量のため、発光するまでの立ち上がり速度が遅く、高速走査ができないという問題があった。
前記問題は、発光素子の数が増えれば増えるほど大きくなる。特に、発光素子として有機ＥＬを用いた場合、有機ＥＬは面発光のために前記寄生容量Ｃが大きく、前記問題はさらに顕著なものとなる。
【００１７】
特開平９−２３２０７４号公報には上記問題点を解決する駆動方法が記載されている。
前記公報に記載の駆動方法を図１２〜図１５を参照して説明する。図１２は発光状態Ａの説明図、図１３はリセット状態の説明図、図１４は発光状態Ｂに変化したときの説明図、図１５は発光状態Ｂの説明図である。
【００１８】
説明においては、図１２に示す陰極線Ｂ１の走査時に発光素子Ｅ１１，Ｅ１２を発光させる状態から、図１３に示すリセット期間を経て、図１４及び図１５に示す陰極線Ｂ２の走査時に発光素子Ｅ２２，Ｅ３２を発光させる状態に移行する場合を例としている。
【００１９】
前記公報における要点は、発光素子Ｅ１１およびＥ２１の発光に続いて発光素子Ｅ２２およびＥ３２を発光させる場合、陰極線Ｂ１の走査より陰極線Ｂ２への走査に切り換える間に全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの両端を０電位にリセットするリセット期間を設け、寄生容量Ｃに充電された電荷を放電させるものである。
【００２０】
すなわち、図１３に示されるように、陰極線と接続されている全ての走査スイッチ１１〜１ｎをアース側に、また陽極線と接続されている全てのドライブスイッチ３１〜３４をアース側に接続し、全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量Ｃに充電されている電荷を放電させる。
【００２１】
全ての発光素子のリセットが完了すると、図１４に示すように、陰極線Ｂ２の走査に移行し発光素子Ｅ２２およびＥ３２に対する駆動が行なわれる。
すなわち、陰極線Ｂ２はアース電位に接続されるとともに陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎには逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎが接続され、発光される発光素子Ｅ２２，Ｅ３２が接続されている陽極線Ａ２，Ａ３は定電流源２２，２３に接続されるとともに残りの陽極線Ａ１，Ａ４はアース電位に接続される。
【００２２】
このように走査スイッチ１１〜１ｎおよびドライブスイッチ３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は約Ｖ１（正確には、ｎ−１／ｎ・Ｖ１）となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX にほぼ等しい順方向電圧となっている。よって、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図１４に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、図１５に示す定常発光状態に瞬時に移行することができる。図１５において、定電流源２２，２３から供給される駆動電流は、それぞれ発光素子Ｅ２２，Ｅ３２のみに流れ込むため、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は所望の瞬時輝度ＬX での発光がなされるようになっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の駆動法においては、発光の立ち上がり速度に関する問題は解消されたものの、走査の切り換えの度に発光素子に対して充電された電荷をすべて放出するようにしているため、消費電力が増大するという問題がある。また、走査の間毎にリセット期間という無発光期間を設けたため、画像の解像度が損なわれる恐れが生じた。
本発明は、消費電力を少なくした発光ディスプレイ装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。また、画像の解像度を向上させることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明においては、マトリックス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の交点位置に接続された発光素子を発光させる発光ディスプレイの駆動方法において、前記走査線は、第１のリセット電圧を付与する第１のリセット電圧源と、逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記第２のリセット電圧を差し引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、前記ドライブ線は、前記定電流源と、前記第１のリセット電圧よりも大なる第２のリセット電圧を付与する第２のリセット電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、任意の走査線を走査する走査期間が終了し次の走査線の走査が開始するまでのリセット期間において、すべての前記走査線に第１のリセット電圧が付与されるとともにすべての前記ドライブ線に前記第２のリセット電圧を付与する。
【００２５】
請求項２の発明においては、前記第２のリセット電圧と前記第１のリセット電圧の差は、前記発光素子の発光閾値電圧よりも小とする。
請求項３の発明においては、前記第１のリセット電圧源はアース電位を付与する。
【００２６】
請求項４の発明においては、前記リセット期間においては、すべての前記ドライブ線が前記第２のリセット電圧源に接続され、すべての前記走査線が前記第１のリセット電圧源に接続する。
請求項５の発明においては、前記走査期間において、走査がなされる走査線は前記第１のリセット電圧源に接続されるとともに走査がなされない走査線は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされるドライブ線は前記定電流源に接続されるとともにドライブされないドライブ線は前記第２のリセット電圧源に接続する。
請求項６の発明においては、前記発光素子は有機ＥＬ素子とする。
【００２７】
請求項７の発明においては、マトリクス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の各交点位置に接続された発光素子を発光させる走査期間と発光素子にアース電位より大なるリセット電圧を付与するリセット期間とを交互に繰り返すことで発光表示を行なう発光ディスプレイ装置において、前記各走査線に対して、アース電位を付与するアース手段と逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記リセット電圧を差し引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方を接続可能とする走査スイッチ手段と、前記各ドライブ線に対して、前記定電流源と前記リセット電圧を付与するリセット電圧源のいずれか一方を接続可能とするドライブスイッチ手段と、入力された発光データに応じて前記走査スイッチ手段と前記ドライブスイッチ手段の開閉制御を行なう制御手段と、を備える。
【００２８】
請求項８の発明においては、前記リセット電圧が前記発光素子の発光閾値電圧より小とする。
【００２９】
請求項９の発明においては、リセット期間においては、すべての前記走査スイッチ手段は前記アース手段と接続され、前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続する。
請求項１０の発明においては、前記走査期間において、走査がなされる前記走査スイッチ手段は前記アース手段と接続されるとともに走査がなされなかった前記走査スイッチ手段は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされる前記ドライブスイッチ手段は前記定電流源に接続されるとともにドライブされない前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続する。
請求項１１の発明においては、前記発光素子は有機ＥＬ素子する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
尚、以下に説明する実施形態においては、発光素子は従来と同じ瞬時輝度ＬX で発光させるものであり、定電流源の定電流量ＩX 、発光規定電圧ＶX も従来と同じ値に設定されているものとする。
図１〜図４は本発明の第１の実施例の構成図で、図１は発光状態Ａ、図２はリセット状態、図３は発光状態Ｂの切換時、図４は発光状態Ｂを示している。
【００３７】
図１〜図４において、Ａ１〜Ａ４は陽極線（通常はより多数だが説明の都合上４本とする）、Ｂ１〜Ｂｎは陰極線（ｎは自然数）、Ｅ１１〜Ｅ４ｎは各交点位置につながれた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等の発光素子、１は陰極線走査回路、２は陽極線ドライブ回路、３は発光制御回路である。
【００３８】
陰極線走査回路１は、各陰極線Ｂ１〜Ｂｎを順次に走査するための走査スイッチ１１〜１ｎを備えている。各走査スイッチ１１〜１ｎの一方の端子は逆バイアス電圧を付与するための逆バイアス電圧源４１〜４ｎに接続されているとともに、他方の端子はアース電位（０Ｖ）にそれぞれ接続されている。
【００３９】
この逆バイアス電圧源４１〜４ｎは、従来においては、逆バイアス電圧として発光規定電圧ＶX と同電圧であるＶ１を印可するものであったが、本実施形態においては、従来より低電圧であるＶ１−Ｖ２を逆バイアス電圧として印可するようにしている。Ｖ２については後述する。
【００４０】
陽極ドライブ回路２は、駆動源たる定電流源２１〜２４、リセット電圧Ｖ２を付与するリセット電圧源５１〜５４および各陽極線Ａ１〜Ａ４を選択するためのドライブスイッチ３１〜３４とを備え、任意のドライブスイッチを定電流源側にオンすることにより、当該陽極線に対してドライブ用の電流源２１〜２４を接続する。
【００４１】
また、走査中にドライブされない陽極線はリセット電圧源５１〜５４に接続される。リセット電圧源５１〜５４は、後述するように、リセット期間中にすべての陽極線Ａ１〜Ａ４が接続されるものであり、これにより、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎに対して順方向のリセット電圧Ｖ２を印可するものである。
【００４２】
リセット電圧Ｖ２は発光素子の発光閾値電圧ＶTHよりも小なる電圧とされており、これにより、発光素子はリセット期間中には発光しないようになっている。このように陽極線ドライブ回路２は、リセット電圧Ｖ２を付与するリセット電圧源５１〜５４を設けた点、及び、ドライブされない陽極線を逆バイアス電圧源４１〜４ｎに接続するようにした点において、従来とは異なっている。
なお、これらの走査スイッチ１１〜１４およびドライブスイッチ３１〜３４のオン・オフは、発光制御回路３によって制御される。
【００４３】
次に、図１〜図４を参照して、第１の実施例の発光動作について説明する。
なお、以下に述べる動作は、従来例と同様に、陰極線Ｂ１を走査して発光素子Ｅ１１とＥ２１を発光させた後、陰極線Ｂ２に走査を走査して発光素子Ｅ２２とＥ３２を発光させる場合を例に採って説明する。
【００４４】
まず、図１では、走査スイッチ１１がアース側に切り換えられ、陰極線Ｂ１が走査されている。他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには、走査スイッチ１２〜１ｎにより逆バイアス電圧源４１〜４ｎよりＶ１−Ｖ２が印加されている。さらに、陽極線Ａ１とＡ２には、ドライブスイッチ３１と３２によって定電流源２１，２２が接続されている。また、他の陽極線Ａ３〜Ａ４には、リセット電圧源５３，５４が接続され、リセット電圧Ｖ２が付与されている。
したがって、図１の場合、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみに対し定電流源２１と２２から矢印のように駆動電流が流れ込み、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定常発光状態で発光している。
【００４５】
また図１に示すように、発光素子Ｅ３１，Ｅ４１，Ｅ１２〜Ｅ１ｎ，Ｅ２２〜Ｅ２ｎにはＶ２なる電圧が印加された状態となるが、Ｖ２は発光閾値電圧よりも小であるので、これらの発光素子にはほとんど電流は流れず、したがって事実上発光されない。また、発光素子Ｅ３２〜Ｅ３ｎ，Ｅ４２〜Ｅ４ｎには−（Ｖ１−２Ｖ２）なる逆方向の電圧が印加された状態となり、これらの発光素子も発光しない。
【００４６】
この図１の発光状態から図４の発光素子Ｅ２２とＥ３２が発光する状態に走査を移行する際に、図２のようなリセット制御が行なわれる。
すなわち、走査が図１の陰極線Ｂ１から図４の陰極線Ｂ２に移行する前に、まず、図２に示すように、すべてのドライブスイッチ３１〜３４をリセット電圧源５１〜５４側に切り換えるとともに、すべての走査スイッチ１１〜１ｎを０Ｖ側に切り換えてリセットをかける。このリセットが行なわれると、全ての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎにはＶ２なる電圧が印加される。したがって、図１の状態において印加されていた電圧がＶ２と異なる発光素子に対しては図２の矢印で示すように充放電が行なわれる。この結果、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量には、両端電圧がＶ２となる電荷が充電される。
【００４７】
前記のようにして、リセット制御が行なわれた後、図３に示すように、陰極線Ｂ２に対応する走査スイッチ１２は切り換えを行なわず０Ｖ側とし、その他の陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎに対応する走査スイッチ１１，１３〜１ｎを逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎ側に切り換え、陰極線Ｂ２の走査を行なう。これと同時に、ドライブスイッチ３２および３３を定電流源２２および２３側に切り換え、ドライブスイッチ３１，３４をリセット電圧源５１，５４側に切り換える。
【００４８】
このように走査スイッチ１１〜１ｎおよびドライブスイッチ３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は、逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎの印可電圧Ｖ１−Ｖ２と発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎの充電電荷による両端電圧Ｖ２とにより、約Ｖ１（正確にはｎ−１／ｎ・Ｖ１）となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX にほぼ等しい順方向電圧となっている。すなわち、逆バイアス電圧源４１〜４ｎの電圧を、リセット電圧源５１〜５４により印可されるリセット電圧Ｖ２に応じて、Ｖ１−Ｖ２と設定したことにより、走査の切り換わり直後における発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧を発光規定電圧ＶX にほぼ等しくしている。これにより、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図３に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、図４に示す定常発光状態に瞬時に移行することができる。
【００４９】
また、発光素子Ｅ１１，Ｅ１３〜Ｅ１ｎ，Ｅ４１，Ｅ４３〜Ｅ４ｎには−（Ｖ１−２Ｖ２）なる逆方向電圧が印加され、図２で説明したリセット時の電圧Ｖ２との差に対応して、図３の矢印で示すように充電が行なわれる。
また、発光素子Ｅ１２及びＥ４２に印可される電圧はＶ２であるため、一切の電流は流れない。また、発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎは図４に示す定常発光状態になっても、その両端電圧はＶ２のままであるため、定電流源３２，３３からの供給電流が流れ込むことはない。このようにして、図４に示す定常発光状態においては、定電流源３２，３３から供給される駆動電流は、それぞれ発光素子Ｅ２２，Ｅ３２のみに流れ込むため、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は所望の瞬時輝度ＬX での発光がなされる。
【００５０】
次に本実施形態の消費電力について表１、表２を基にして説明する。
表１は発光素子Ｅ１１およびＥ２１の定常発光状態時（図１、図１２）とリセット時（図２、図１３）の各発光素子に印加される電圧を従来例と対比して示している。また表２はリセット時（図２、図１３）と発光素子Ｅ２２およびＥ３２の定常発光状態（図３、図１４）の各発光素子に印加される電圧を従来例と対比して示している。
【００５１】
【表１】
【表２】
スイッチの切り換え時には、発光素子の両端には表１および表２の差電圧に対応する電位が生じ、寄生容量に対して充放電が行なわれる。
表１および表２に示されるように、従来例において差電圧がＶ１であったものに対しては第１の実施例ではＶ１−Ｖ２となり、差電圧は小さくなる。また従来例で−Ｖ１であったものに対しては第１の実施例では−（Ｖ１−Ｖ２）となり、いずれも差電圧は小さくなる。
【００５４】
発光素子の寄生容量に充放電される電荷は前記差電圧に比例するため、第１の実施例は従来例に比べて駆動電力を大きく低下させることができる。
【００５５】
つぎに、図５〜図８を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。図５〜図８は本発明の第２の実施例の構成図で、図５は発光状態Ａ、図６はリセット状態、図７は発光状態Ｂの切換時、図８は発光状態Ｂを示している。
【００５６】
第２の実施例の第１の実施例との構成上の異なる点は、第１の実施例で走査スイッチ１１〜１ｎはアース電位と電圧Ｖ１−Ｖ２なる逆バイアス電圧源４１〜４ｎとを切換えるようにしていたのに対して、第２の実施例ではアース電位と電圧Ｖ１なる逆バイアス電圧源４１〜４ｎに切換えるようにしている。
【００５７】
また、第１の実施例ではドライブスイッチ３１〜３４は定電流源２１〜２４とリセット電圧源Ｖ２とを切換えるようにしていたのに対して、第２の実施例と電圧Ｖ２なるリセット電圧源５１〜５４では定電流源２１〜２４、電圧Ｖ２なるリセット電圧源５１〜５４およびアース電位のいずれかに切換可能としている。
【００５８】
次に図５〜図８を参照して、第２の実施例の発光動作について説明する。
なお、第１の実施例と同様に、陰極線Ｂ１を走査して発光素子Ｅ１１とＥ２１を光らせた後、陰極線Ｂ２に走査を移して発光素子Ｅ２２とＥ３２を光らせる場合を例に採って説明する。
【００５９】
まず、図５では、走査スイッチ１１が０Ｖ側に切り換えられ、陰極線Ｂ１が走査されている。他の陰極線Ｂ２〜Ｂｎには、逆バイアス電圧源４２〜４ｎにより逆バイアス電圧Ｖ１が印加されている。さらに、陽極線Ａ１とＡ２には、ドライブスイッチ３１と３２によって定電流源２１，２２が接続されている。また、他の陽極線Ａ３〜Ａ４には０Ｖが与えられている。
したがって、図５の場合、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定電流源２１と２２から矢印のように駆動電流が流れ込み、発光素子Ｅ１１とＥ２１のみが定常発光状態で発光している。また他の発光素子は従来技術と同じ充電状態となっている。
【００６０】
この図５の発光状態から図８の発光素子Ｅ２２とＥ３２が発光する状態に走査を移行する際に、図６のようなリセット制御が行なわれる。
すなわち、走査が図５の陰極線Ｂ１から図８の陰極線Ｂ２に移行する前に、まず、図６に示すように、すべてのドライブスイッチ３１〜３４をリセット電圧源５１〜５４側に切換えるとともに、すべての走査スイッチ１１〜１４を０Ｖ側に切り換えてリセットをかける。この結果、すべての発光素子Ｅ１１〜Ｅ４ｎの寄生容量には、両端電圧がＶ２となるような電荷が充電される。
【００６１】
前記のようにして、リセット制御が行なわれた後、図７に示すように、陰極線Ｂ２に対応する走査スイッチ１２は切換を行なわず０Ｖ側とし、その他の陰極線Ｂ１，Ｂ３〜Ｂｎに対応する走査スイッチ１１，１３〜１ｎを逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎ側に切り換え、陰極線Ｂ２の走査を行なう。これと同時に、ドライブスイッチ３２と３３を定電流源２２と２３側に切り換えるとともにドライブスイッチ３１および３４をアース側に切換える。
【００６２】
このようにスイッチ１１〜１ｎ，３１〜３４の切り換えがなされた瞬間において、陽極線Ａ２，Ａ３の電位は、逆バイアス電圧源４１，４３〜４ｎの電圧Ｖ１と発光素子Ｅ２１，Ｅ２３〜Ｅ２ｎ，Ｅ３１，Ｅ３３〜Ｅ３ｎの充電電荷による両端電圧Ｖ２とにより、約Ｖ１＋Ｖ２となり、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は発光規定電圧ＶX よりも大なる約Ｖ１＋Ｖ２の順方向電圧となっている。
【００６３】
これにより、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は図７に矢印で示す複数のルートからの電流によって急速に充電され、瞬間的に定常発光状態における瞬時輝度ＬX よりも大なる瞬時輝度で発光し、その後、図８に示す定常発光状態に瞬時に移行する。
【００６４】
図１１は、図７に示す発光素子Ｅ２２，Ｅ３２が定常発光状態に移行するまでの、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧の遷移状態を示したものである。図示されるように、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２の両端電圧は陰極線Ｂ２の走査開始直後において約Ｖ１＋Ｖ２となるが、まもなく発光規定電圧であるＶ１（＝ＶX ）に収束して、定常発光状態となる。
【００６５】
このように、発光素子Ｅ２２，Ｅ３２は陰極線Ｂ２の走査開始直後に限り、定常発光状態における瞬時輝度ＬX よりも大なる瞬時輝度で発光するので、この余剰輝度により、直前のリセットによる無発光期間が補足され、解像度を低下させることなく画像表示が可能となっている。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は有機ＥＬ素子を用いた発光ディスプレイに限られるものではなく、有機ＥＬ素子と同様に容量性、ダイオード特性を有する素子であれば適用することは可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、走査期間では逆バイアス電圧として発光規定電圧から第１のリセット電圧よりも大なる第２のリセット電圧を差し引いた電圧値を付加しているとき、リセット期間において、すべての走査線に第１のリセット電圧が付与されるとともにすべてのドライブ線に第２のリセット電圧を付与するようにしたので、走査期間からリセット期間への切換えやリセット期間から走査期間への切換え時の発光素子の両端電圧の変化が従来のリセット駆動法よりも小さくなり、その結果、従来のリセット駆動法と同様に走査の切り換えの際の発光の立ち上がりを迅速にしつつ、消費電力の低減などの高性能化を実現した発光ディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図２】本発明の第１の実施例の構成図（リセット状態）である。
【図３】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図４】本発明の第１の実施例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図５】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図６】本発明の第２の実施例の構成図（リセット状態）である。
【図７】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図８】本発明の第２の実施例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図９】第２の実施例の発光素子の動作を説明するための図である。
【図１０】有機ＥＬ素子の等価回路を示す図である。
【図１１】有機ＥＬ素子の発光輝度、駆動電圧および駆動電流の関係を説明するための図である。
【図１２】従来例の構成図（発光状態Ａ）である。
【図１３】従来例の構成図（リセット状態）である。
【図１４】従来例の構成図（発光状態Ｂの切換時）である。
【図１５】従来例の構成図（発光状態Ｂ）である。
【図１６】従来の駆動方法による充放電状態の説明図である。
【符号の説明】
１ 陰極線走査回路
２ 陽極線ドライブ回路
２１〜２４ 定電流源
３ 発光制御回路
１１〜１ｎ 走査スイッチ
３１〜３４ ドライブスイッチ
Ａ１〜Ａ４ 陽極線
Ｂ１〜Ｂ４ 陰極線
Ｅ１１〜Ｅ４ｎ 発光素子
４１〜４ｎ 逆バイアス電圧源
５１〜５４ リセット電圧源
Claims (11)
- マトリックス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の交点位置に接続された発光素子を発光させるようにした発光ディスプレイの駆動方法において、
前記走査線は、第１のリセット電圧を付与する第１のリセット電圧源と、逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記第２のリセット電圧を差し引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、
前記ドライブ線は、前記定電流源と、前記第１のリセット電圧よりも大なる第２のリセット電圧を付与する第２のリセット電圧源のいずれか一方に接続可能とされ、
任意の走査線を走査する走査期間が終了し次の走査線の走査が開始するまでのリセット期間において、すべての前記走査線に第１のリセット電圧が付与されるとともにすべての前記ドライブ線に前記第２のリセット電圧が付与されることを特徴とする発光ディスプレイの駆動方法。 - 前記第２のリセット電圧と前記第１のリセット電圧の差は、前記発光素子の発光閾値電圧よりも小であることを特徴とする請求項１記載の発光ディスプレイの駆動方法。
- 前記第１のリセット電圧源はアース電位を付与するものであることを特徴とする請求項１または２記載の発光ディスプレイの駆動方法。
- 前記リセット期間においては、すべての前記ドライブ線が前記第２のリセット電圧源に接続され、すべての前記走査線が前記第１のリセット電圧源に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光ディスプレイの駆動方法。
- 前記走査期間において、走査がなされる走査線は前記第１のリセット電圧源に接続されるとともに走査がなされない走査線は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされるドライブ線は前記定電流源に接続されるとともにドライブされないドライブ線は前記第２のリセット電圧源に接続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光ディスプレイの駆動方法。
- 前記発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光ディスプレイの駆動方法。
- マトリクス状に配置した陽極線と陰極線の各交点位置に発光素子を接続し、前記陽極線と陰極線のいずれか一方の側を走査線とするとともに他方の側をドライブ線とし、走査線を走査しながら該走査と同期して所望のドライブ線に定電流源を接続することにより走査線とドライブ線の各交点位置に接続された発光素子を発光させる走査期間と発光素子にアース電位より大なるリセット電圧を付与するリセット期間とを交互に繰り返すことで発光表示を行なう発光ディスプレイ装置において、
前記各走査線に対して、アース電位を付与するアース手段と逆バイアス電位として、前記発光素子の発光規定電圧から前記リセット電圧を引いた電圧値に相当する電圧を付与する逆バイアス電圧源のいずれか一方を接続可能とする走査スイッチ手段と、
前記各ドライブ線に対して、前記定電流源と前記リセット電圧を付与するリセット電圧源のいずれか一方を接続可能とするドライブスイッチ手段と、
入力された発光データに応じて前記走査スイッチ手段と前記ドライブスイッチ手段の開閉制御を行なう制御手段と、
を備えたことを特徴とする発光ディスプレイ装置。 - 前記リセット電圧が前記発光素子の発光閾値電圧より小であることを特徴とする請求項７記載の発光ディスプレイ装置。
- 前記リセット期間においては、すべての前記走査スイッチ手段は前記アース手段と接続され、前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続されることを特徴とする請求項７または８記載の発光ディスプレイ装置。
- 前記走査期間において、走査がなされる前記走査スイッチ手段は前 記アース手段と接続されるとともに走査がなされなかった前記走査スイッチ手段は前記逆バイアス電圧源に接続され、ドライブされる前記ドライブスイッチ手段は前記定電流源に接続されるとともにドライブされない前記ドライブスイッチ手段は前記リセット電圧源に接続されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の発光ディスプレイ装置。
- 前記発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の発光ディスプレイ装置。
Priority Applications (3)
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