JP2006251011A - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ−ＤＣコンバータに出力リミッタ手段を付帯させた構成において、リミッタ手段が動作しても、カラーバランスを大きく崩すことなく、所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を提供すること。
【解決手段】表示パネル１には、各Ｒ，Ｇ，Ｂの順方向電圧をモニタするモニタ用素子の配置領域ｂが形成されている。各モニタ用素子によって得られる順方向電圧に基づいて各ＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧が制御されて、Ｒ，Ｇ，Ｂの表示用画素にそれぞれ供給される。経時変化によりモニタ用素子による順方向電圧値が上昇してコンバータ出力値が過剰になるのを防止するためにツェナーダイオードＺＲ，ＺＧ，ＺＢにより出力リミッタが構成されている。前記ツェナーダイオードによるリミッタ値は異なるレベルに設定され、経時変化によりリミッタ動作が実行されても、カラーバランスの大きな崩れを防止させるように構成される。
【選択図】図４

Description

この発明は、異なる発光色を呈する発光素子を表示用画素として多数配列し、フルカラーもしくはマルチカラー表示を行う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（エレクトロルミネッセンス）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、Ｖ−Ｉ（Ｌ）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駆動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、初期の段階においては概ね図２（ｄ）に示したようにＧの発光効率が高く、Ｂ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。

したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を発光するＥＬ素子を配列して例えばフルカラー表示を行おうとした場合には、環境温度により、また経時変化によりカラーバランスが崩れ、表示品質を一定に保持させることが困難になるという問題が発生する。特に各ＥＬ素子をＴＦＴのスイッチング動作により、定電圧駆動する構成のアクティブマトリクス型表示パネルの駆動装置においては、図２に示したＶ−Ｉ（Ｌ）特性で示されるように各素子の順方向電圧Ｖｆの変動に伴い発光輝度が大きく変動し、表示品質を著しく悪化させるという問題を招来させる。

そこで、前記したような問題を解消するために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を発光するＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆをそれぞれモニタするモニタ用素子を用意し、前記各モニタ用素子より得られる順方向電圧Ｖｆに基づいて、前記各色を発光するＥＬ素子に与える駆動電圧を個別に制御するようにした発光表示パネルの駆動装置が特許文献１に開示されている。
特開２００３−１６２２５５号公報

ところで、前記したようにＲ，Ｇ，Ｂの各色を発光する表示用ＥＬ素子に与える駆動電圧を個別に制御するように構成した前記表示装置を、例えば携帯型の機器に採用する場合においては、一次側電源としてのバッテリー電圧を昇圧して各色毎の表示用ＥＬ素子にそれぞれ与えるように構成される。

この場合、一次側電源としてのバッテリー電圧を昇圧する手段としては、一般的にスイッチングレギュレータによるＤＣ−ＤＣコンバータが使用される。このＤＣ−ＤＣコンバータを使用する場合においては、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するモニタ用素子より得られる各順方向電圧Ｖｆを制御電圧として、この制御電圧に基づいて、表示用ＥＬ素子に与える駆動電圧をそれぞれ昇圧させる動作が実行される。これにより素子の経時変化、もしくは温度依存性により順方向電圧がそれぞれ変化しても、各Ｒ，Ｇ，Ｂに対応して均衡のとれた最適なドライブ電圧の関係を維持させることができる。

一方、前記した構成においてＤＣ−ＤＣコンバータの前記制御電圧が何らかの障害を受けて上昇した場合、または制御電圧系の回路が何らかの障害によりオープン状態になされた場合などにおいては、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が大幅に上昇し、表示パネルに配列された各画素に損傷を与えるだけでなく、これを発光制御させる各ドライバ回路などにもダメージを与えるという問題が発生する。

そこで、前記したように昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを利用する場合においては、不測の事態によりコンバータの出力電圧が過剰に上昇するのを抑える電圧リミッタを併用する必要がある。前記したようにコンバータに電圧リミッタを併用する場合においては、前記Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するそれぞれのＤＣ−ＤＣコンバータにおける例えば制御電圧入力端に、電圧リミッタとして機能するツェナーダイオードをそれぞれ接続させた構成が好適に採用し得る。

ところで、すでに説明したとおり、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するモニタ用素子の順方向電圧は、経時変化によりそれぞれ徐々に上昇する。したがって、前記したように電圧リミッタを併用したＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、経時変化およびこれに加えて温度依存性により、前記Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するモニタ用素子のいずれか１つが前記電圧リミッタが動作する順方向電圧に達した場合には、これに対応する駆動電圧値が制限され、各Ｒ，Ｇ，Ｂの特性に対応させた最適なドライブ電圧の関係を維持することができなくなる。

そして、以後においては前記経時変化の度合いがより進むために、ますます最適なドライブ電圧の関係を得ることが不可能となり、したがって、カラーバランス（ホワイトバランス）が崩れた状態が継続され、その回復は困難になる。

図３は前記した状況を説明するものであり、図中Ｒ，Ｇ，Ｂはすでに説明した各色に対応するモニタ用素子の特性を示し、横軸（Ｔ）は経過時間を、縦軸（Ｖ）は前記モニタ用素子の順方向電圧を示している。図３に示す例においては、例えば前記Ｂに対応するモニタ用素子の経時変化が進行し、最初に前記電圧リミッタが動作する順方向電圧Ｖｆ１に達した場合を示している。この時までの経過時間を説明の便宜上、Ｔ１として示している。

すなわち、前記Ｔ１に至る前までは、各Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するモニタ用素子の順方向電圧により、各コンバータの出力電圧がそれぞれ制御されるので、前記したカラーバランス（ホワイトバランス）を保つことができる。しかしながら、前記Ｔ１に至った場合には、前記Ｂに対応するコンバータの出力電圧は、リミッタ動作によりその出力値は頭打ちとなるため、前記表示パネルにおけるカラーバランスが崩れる。

図３に示す例は、各Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する前記リミッタレベルはそれぞれ同一である場合を示しており、したがって、さらに時間経過して次にＲに対応するモニタ用素子の順方向電圧がＶｆ１に達してリミッタが動作し、最後にＧに対応するモニタ用素子の順方向電圧がＶｆ１に達してリミッタが動作する。

このようにして各Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するリミッタ機能がそれぞれ動作する状態に至った場合においては、各表示素子に印加される駆動電圧はほぼ等しくなされるため、各Ｒ，Ｇ，Ｂの発光効率の相異から、前記したカラーバランス（ホワイトバランス）は崩れたままとなり、これを回復させることはできない。

この発明は前記したような技術的な背景に基づいてなされたものであり、例えば昇圧動作を伴うＤＣ−ＤＣコンバータに出力リミッタ手段を付帯させた構成において、モニタ用素子の順方向電圧が上昇して前記リミッタ手段が動作しても、カラーバランスを大きく崩すことなく、所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、異なる発光色を呈する発光素子を表示用画素として多数配列し、前記各発光素子を選択的に発光駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、前記各色毎の表示用画素における発光素子の順方向電圧をそれぞれ測定するための各色毎のモニタ用素子と、前記各色毎のモニタ用素子により得られる順方向電圧に基づいて、前記各色毎の表示画素に供給する駆動電圧値をそれぞれ制御する駆動電圧制御手段と、前記各駆動電圧制御手段からの駆動電圧値をそれぞれ制限する電圧リミッタ手段とがさらに備えられ、前記各電圧リミッタ手段による駆動電圧値の制限レベルが、少なくとも二種類以上の異なる値に設定されていることを特徴とする。

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７に記載のとおり、異なる発光色を呈する発光素子を表示用画素として多数配列し、前記各発光素子を選択的に発光駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、前記各色毎の表示用画素における発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、各色毎に設けられたモニタ用素子により得る順方向電圧取得工程と、前記工程により得られた前記電圧値に基づいて前記各色毎の表示用画素に供給する駆動電圧をそれぞれ生成すると共に、各色毎の表示用画素に供給される前記駆動電圧の最大値を少なくとも二種類以上の異なるレベルに制限した状態で、各表示用画素に供給する駆動電圧制御工程とが実行され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について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図４はその基本構成を示したものであり、符号１はアクティブ駆動型発光表示パネルを示しており、この表示パネル１における表示領域ａにはＲ，Ｇ，Ｂで示したサブピクセルを組とした鎖線で囲まれたカラー表示画素がマトリクス状に配列されている。なお、図４においては紙面の都合により、カラー表示画素はその一部の配列構成のみを示している。

また、前記表示パネル１の一部にはモニタ用素子の配列領域ｂが形成されており、このモニタ用素子の配列領域ｂには、前記表示領域ａの成膜工程と同時に形成されたＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応したモニタ用素子としての有機ＥＬ素子ＥＲ，ＥＧ，ＥＢが配置されている。そして、Ｒに対応するモニタ用素子ＥＲに定電流を供給する定電流源ＩＲ、またＧに対応するモニタ用素子ＥＧに定電流を供給する定電流源ＩＧ、さらにＢに対応するモニタ用素子ＥＢに定電流を供給する定電流源ＩＢがそれぞれ備えられている。

これに加えて、前記定電流源ＩＲからモニタ用素子ＥＲに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＲが、サンプルホールド回路２Ｒに供給されるように構成され、また、定電流源ＩＧからモニタ用素子ＥＧに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＧが、サンプルホールド回路２Ｇに供給されるように構成されている。さらに同様に定電流源ＩＢからモニタ用素子ＥＢに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＢが、サンプルホールド回路２Ｂに供給されるように構成されている。

そして、前記各サンプルホールド回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによってそれぞれホールドされた順方向電圧ＶｆＲ，ＶｆＧ，ＶｆＢは、スイッチングレギュレータとしての各ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対してそれぞれ制御電圧として供給されるように構成されている。この場合、前記各サンプルホールド回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと、各ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとの間における制御電圧伝送ラインと、基準電位点との間には、それぞれ電圧リミッタ手段として機能するツェナーダイオードＺＲ，ＺＧ，ＺＢが、それぞれ接続されている。なお、前記ツェナーダイオードＺＲ，ＺＧ，ＺＢにおける各ツェナー電圧の関係については、後で詳細に説明する。

前記各ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、前記各サンプルホールド回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによりそれぞれホールドされた順方向電圧ＶｆＲ，ＶｆＧ，ＶｆＢとしての各制御電圧に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂで示した各表示用画素に対して供給する駆動電圧の値を制御する駆動電圧制御手段として機能する。

すなわち、コンバータ３Ｒからは前記ＶｆＲに基づいて駆動電圧ＶＨＲが出力され、これはＲで示す表示用画素に対して駆動電圧として供給される。また、コンバータ３Ｇからは前記ＶｆＧに基づいて駆動電圧ＶＨＧが出力され、これはＧで示す表示用画素に対して駆動電圧として供給され、さらに同様にコンバータ３Ｂからは前記ＶｆＢに基づいて駆動電圧ＶＨＢが出力され、これはＢで示す表示用画素に対して駆動電圧として供給される。そして、前記した駆動電圧制御手段として機能する各ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、後で図５に基づいて説明するようにバッテリーを一次側電源とする昇圧型のコンバータを構成している。

図５は、図４に示した表示パネル１に形成された表示画素およびＤＣ−ＤＣコンバータのより詳細な構成例を示したものである。なお、図５においては、紙面の都合によりＲ（赤）の表示画素およびこの画素に駆動電圧を供給するコンバータの構成を示しているが、前記したＧおよびＢに対応する各構成も同様の構成として示すことができる。

図５に示すように表示パネル１には、データドライバ４からのデータ信号が供給されるデータ線Ａ１が縦方向に配列され、また、走査ドライバ５からの走査選択信号が供給される走査選択線Ｂ１が横方向に配列されている。さらに、表示パネル１には、前記データ線に対応して縦方向に電源供給線Ｐ１が配列されており、この電源供給線にはＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒよりもたらされる駆動電圧ＶＨＲが供給されるように構成されている。

図５における表示パネル１にＲとして示すサブピクセルは、その一例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、ｎチャンネル型ＴＦＴで構成された制御用トランジスタＴｒ１のゲートは、走査選択線Ｂ１に接続され、そのソースはデータ線Ａ１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で構成された発光駆動トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用コンデンサＣｓの一方の端子に接続されている。

そして、発光駆動トランジスタＴｒ２のソースは前記コンデンサＣｓの他方の端子に接続されると共に、電源供給線Ｐ１に接続されている。また、発光駆動トランジスタのドレインには、発光素子としてのＥＬ素子Ｅ１のアノードが接続されると共に、当該ＥＬ素子Ｅ１のカソードは基準電位点に接続されている。斯くして前記した構成のサブピクセルは図４に示したとおり、他にＧおよびＢに対応するサブピクセルを組としてカラー画素を構成し、このカラー画素は表示パネル１において縦横方向にマトリクス状に多数配列されている。

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、走査選択線Ｂ１を介して走査ドライバ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Ａ１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Ｃｓが充電され、その電圧が発光駆動トランジスタＴｒ２のゲートに供給される。

それ故、発光駆動トランジスタＴｒ２は、そのゲートとソース間電圧に基づいてオン動作され、駆動電圧制御手段としてのＤＣ−ＤＣコンバータよりもたらされる駆動電圧ＶＨＲをＥＬ素子Ｅ１に印加し、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で構成された発光駆動トランジスタＴｒ２は、データドライバから供給されるデータ電圧によってオンまたはオフの二値のスイッチング動作（線形領域で動作）するように構成されている。

一方、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、発光駆動トランジスタＴｒ２はコンデンサＣｓ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駆動電圧ＶＨＲをＥＬ素子Ｅ１に印加する状態を継続し、これによりＥＬ素子Ｅ１の発光も維持される。

なお、前記データドライバ４および走査ドライバ５には、映像信号が入力される発光制御回路６よりデータバスを介して、画素駆動データおよび走査選択信号等が供給されるように構成されている。

一方、前記表示パネル１には、図４に基づいてすでに説明したとおり、Ｒに対応するモニタ素子ＥＲが配置されており、このモニタ素子ＥＲに対して定電流源ＩＲより定電流が供給される。これによりモニタ素子ＥＲに生ずる順方向電圧は、サンプルホールド回路２Ｒによりホールドされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒに対して制御電圧として供給されるようになされる。なお、前記制御電圧は、電圧リミッタ手段として機能するツェナーダイオードＺＲによりリミッタ動作を受ける場合もある。この動作については後で詳細に説明する。

前記ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒは、スイッチング制御回路７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、一次側電源としてのバッテリーＢａ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Ｒ１およびｐｎｐ型トランジスタＱ２と、抵抗素子Ｒ２によって分圧され、前記したスイッチング駆動回路７における誤差増幅器８に供給され、当該誤差増幅器８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９に供給され、発振器１０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ＶＨＲに保持するようにフィードバック制御される。なお、前記説明はＰＷＭ制御による例を示しているが、これはＰＦＭ制御による構成を利用することができることは勿論である。

したがって、前記したＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧ＶＨＲ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ＶＨＲ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。
ＶＨＲ＝Ｖｒｅｆ×〔（Ｒ１＋Ｒｑ２＋Ｒ２）／Ｒ２〕 ……（式１）

ここで、前記したトランジスタＱ２のベース電極には、前記したサンプルホールド回路２Ｒからの制御電圧が供給されるように構成されており、したがって、前記したＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒによる出力電圧ＶＨＲの値は、サンプルホールド回路２Ｒからの制御電圧に対応して制御されることになる。

前記したＲ，Ｇ，Ｂの順方向電圧に対応したＤＣ−ＤＣコンバータによる出力電圧の制御動作は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々において独立して実行される。したがって、各Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれについて、動作温度および経時変化に対応した最適な駆動電圧を各表示用画素（サブピクセル）に供給することが可能となる。

それ故、すでに説明したように発光駆動トランジスタＴｒ２がデータドライバから供給されるデータ電圧によってオンまたはオフの二値のスイッチング動作をするような定電圧駆動の画素構成であっても、各Ｒ，Ｇ，Ｂの順方向電圧に対応した駆動電圧により発光制御を受けることになるので、好ましい温度補償および経時変化に対応した補償動作を実現させることができる。

図６は、図４および図５に示した構成において、電圧リミッタ手段として機能する各ツェナーダイオードＺＲ，ＺＧ，ＺＢの作用を説明するものである。前記各ツェナーダイオードは、すでに説明したとおり不測の事態により昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータより、過剰な出力電圧が供給されるのを抑制するために用いられるが、この発明においては、前記した作用に加えて、各Ｒ，Ｇ，ＢのＥＬ素子の発光効率に対応させてコンバータの出力電圧の制限レベル（リミッタレベル）が異なる値となるように設定される。

図６はすでに説明した図３に示す電圧リミッタ作用と同様の経時特性を示すものである。この図６に示すツェナーダイオードによる各Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する電圧リミッタ作用においては、各Ｒ，Ｇ，Ｂの順方向電圧の高い順に応じてツェナーダイオードによる電圧リミッタの動作が働くように設定されている。

すなわち、図６に示す例においては、経時変化によりＢに対応する順方向電圧がＶｆ１に至った時に、電圧リミッタが働くようなツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺＢが採用されている。また、同様にＲに対応する順方向電圧がＶｆ２に至った時に、電圧リミッタが働くようなツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺＲが採用され、さらにＧに対応する順方向電圧がＶｆ３に至った時に、電圧リミッタが働くようなツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺＧが採用されている。

前記図６に示した各ツェナー電圧の設定によると、電圧リミッタの動作が働くＴ１以前においては、すでに説明したようにＲ，Ｇ，Ｂによる良好なカラーバランスを保持することが可能である。そして経時変化により各順方向電圧はそれぞれ上昇し、最初にＶｆ１のレベルで前記Ｂに対応するコンバータからの駆動電圧にリミッタが働き、続いてＶｆ２のレベルで前記Ｒに対応するコンバータからの駆動電圧にリミッタが働く。そして最後にＶｆ３のレベルで前記Ｇに対応するコンバータからの駆動電圧にリミッタが働く。

前記した動作によると、Ｔ１以降においてはＲ，Ｇ，ＢのＥＬ素子の発光効率に対応させてそれぞれ電圧リミッタが順次働くように動作するので、カラーバランスをそれ程大きく崩すことはない。そして、Ｔ１からＴ３に至る期間においても、表示パネル全体の経時変化に対応した輝度補償を図ることができる。

一方、図７はＲ，Ｇ，Ｂに対応する他の電圧リミッタの設定例を説明するものであり、この図７に示す例においてはＴ１の時点における各Ｒ，Ｇ，Ｂの順方向電圧に対応したツェナー電圧を有する各ツェナーダイオードを用いた場合を示している。すなわち、前記Ｂに対応するツェナーダイオードはＶｆ１に相当するツェナー電圧のものが利用され、前記Ｒに対応するツェナーダイオードはＶｆ４に相当するツェナー電圧のものが利用される。さらに、前記Ｇに対応するツェナーダイオードはＶｆ５に相当するツェナー電圧のものが利用される。

前記した各ツェナーダイオードの組み合わせによると、Ｔ１以降においては表示パネル全体の経時変化に対応した輝度補償を図ることは困難になるものの、Ｒ，Ｇ，ＢのＥＬ素子の発光効率に対応したレベルで電圧リミッタが動作するので、Ｔ１以降においてもカラーバランスは良好に保つことができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、各サンプルホールド回路とＤＣ−ＤＣコンバータとの間にツェナーダイオードが配置されているが、各ツェナーダイオードは各サンプルホールド回路の入力側に、またはＤＣ−ＤＣコンバータの出力側にそれぞれ配置させる構成としても同様の作用効果を得ることができる。

また、前記した実施の形態においては、各ツェナーダイオードのツェナー電圧をそれぞれ選択することで、各コンバータの出力に電圧リミッタを働かせるようにしているが、例えば図５に示す構成によると、ツェナー電圧が同一の各ツェナーダイオードを利用し、スイッチング駆動回路７における誤差増幅器８に供給する基準電圧Ｖｒｅｆの設定をそれぞれ変えることで、コンバータ出力の電圧リミッタレベルをそれぞれ異なる値に設定することもできる。

図８および図９は、前記したツェナーダイオードに代わる他の電圧リミッタ手段の構成例を示したものである。図８はその第１の例を示したものであり、ここでは前記したＲに対応する電圧リミッタ手段の構成を示している。なお、図８における符号ＩＲ、ＥＲ、２Ｒは、図４および図５に基づいてすでに説明したとおり、定電流源、モニタ用素子、サンプルホールド回路を示している。

図８に示す構成においては、前記サンプルホールド回路２Ｒによりホールドされたモニタ用素子ＥＲの順方向電圧ＶｆＲが、電圧比較回路１３Ｒの一方の入力端に供給されるように構成されている。これに加えて、所定の電圧値データが格納されたレジスタ１４Ｒと、当該レジスタからのデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａコンバータ１５Ｒが備えられ、前記Ｄ／Ａコンバータからのアナログ電圧が前記電圧比較回路１３Ｒの他方の入力端に供給されるように構成されている。

前記電圧比較回路１３Ｒは、前記Ｄ／Ａコンバータ１５Ｒからのアナログ電圧に応じて、前記サンプルホールド回路２Ｒからの前記順方向電圧ＶｆＲにリミッタ動作を加え、電圧比較回路１３Ｒより出力するように機能する。この電圧比較回路１３Ｒからの出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒに対して制御電圧として供給されるようになされる。すなわち、電圧比較回路１３Ｒからの出力は、図５に示すトランジスタＱ２のベース電極に供給されるように構成される。

したがって、図８に示す構成によると、レジスタ１４Ｒに格納される電圧値データを変更することで、前記リミッタレベルを調整することができ、前記Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した最適なリミッタレベルをそれぞれ設定することができる。

図９は、前記したツェナーダイオードに代わる他の電圧リミッタ手段の第２の例を示したものであり、図８と同一の機能を果たす部分は同一の符号で示している。この図９に示す例においては、サンプルホールド回路２Ｒによりホールドされたモニタ用素子ＥＲの順方向電圧ＶｆＲが、直列接続された２つの抵抗素子により分圧されて電圧比較回路１３Ｒの一方の入力端に供給されるように構成されている。これに加えて、電圧源ＶＡＤからの電圧が直列接続された２つの抵抗素子により分圧されて前記電圧比較回路１３Ｒの他方の入力端に供給されるように構成されている。

前記電圧比較回路１３Ｒは、前記電圧源ＶＡＤからの分圧電圧に応じて、前記サンプルホールド回路２Ｒにおいてホールドされた順方向電圧ＶｆＲにリミッタ動作を加え、電圧比較回路１３Ｒより出力するように機能する。この電圧比較回路１３Ｒからの出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｒに対して制御電圧として供給されるようになされる。すなわち、電圧比較回路１３Ｒからの出力は、図５に示すトランジスタＱ２のベース電極に供給されるように構成される。

したがって、図９に示す構成においても、電圧源ＶＡＤの電圧値、またその分圧抵抗の比を調整することで、前記リミッタレベルを調整することができ、前記Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した最適なリミッタレベルをそれぞれ設定することができる。

なお、以上説明した実施の形態によると、各モニタ用素子に対して定電流源より所定の電流が供給されるので、各モニタ用素子は発光動作を伴うことになる。したがって、表示パネル１におけるモニタ用素子の配置領域ｂは、各モニタ用素子より発する光を遮断する図示せぬ遮光マスク等で覆った構成とすることが望ましい。

また、前記した実施の形態においては、表示パネルに配列される表示用およびモニタ用の各素子として有機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。 この発明の解決課題を伴う駆動装置における電圧リミッタ動作を説明する経時特性図である。 この発明にかかる駆動装置の実施の形態を示したブロック図である。 図４における一部のさらに詳細な構成を示した回路構成図である。 この発明にかかる駆動装置における第１の電圧リミッタ動作を説明する経時特性図である。 同じく第２の電圧リミッタ動作を説明する経時特性図である。 ツェナーダイオードに代わる他の電圧リミッタ手段の第１の例を示した回路構成図である。 同じく第２の例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
２Ｂ〜２Ｒ サンプルホールド回路
３Ｂ〜３Ｒ ＤＣ−ＤＣコンバータ（スイッチングレギュレータ）
４ データドライバ
５ 走査ドライバ
６ 発光制御回路
７ スイッチング制御回路
１３Ｒ 電圧比較回路
１４Ｒ レジスタ
１５Ｒ Ｄ／Ａコンバータ
Ａ１ データ線
Ｂ１ 走査選択線
Ｂａ 一次側電源（バッテリー）
Ｃｓ 電荷保持用コンデンサ
Ｅ１ 発光素子（有機ＥＬ素子）
ＥＢ〜ＥＲ モニタ用素子
ＩＢ〜ＩＲ 定電流源
Ｐ１ 電源供給線
Ｔｒ１ 制御用トランジスタ
Ｔｒ２ 発光駆動トランジスタ
ＶＡＤ 電圧源
ＺＢ〜ＺＲ ツェナーダイオード

Claims (12)

1. 異なる発光色を呈する発光素子を表示用画素として多数配列し、前記各発光素子を選択的に発光駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記各色毎の表示用画素における発光素子の順方向電圧をそれぞれ測定するための各色毎のモニタ用素子と、前記各色毎のモニタ用素子により得られる順方向電圧に基づいて、前記各色毎の表示画素に供給する駆動電圧値をそれぞれ制御する駆動電圧制御手段と、前記各駆動電圧制御手段からの駆動電圧値をそれぞれ制限する電圧リミッタ手段とがさらに備えられ、
   前記各電圧リミッタ手段による駆動電圧値の制限レベルが、少なくとも二種類以上の異なる値に設定されていることを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記電圧リミッタ手段が、ツェナー電圧が異なるツェナーダイオードにより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. 前記電圧リミッタ手段が、レジスタと、当該レジスタからのデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコンバータからのアナログ電圧を一方の入力端に供給する電圧比較回路で構成され、前記電圧比較回路の他方の入力端と出力端間のリミッタ機能を利用するように構成した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。
4. 前記電圧リミッタ手段が、電圧源と、当該電圧源からの電圧を一方の入力端に供給する電圧比較回路で構成され、前記電圧比較回路の他方の入力端と出力端間のリミッタ機能を利用するように構成した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。
5. 前記各駆動電圧制御手段が、一次側電源の電圧値をそれぞれ昇圧して各色毎の表示画素に供給するスイッチングレギュレータにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４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. 前記表示用画素を構成する発光素子、および前記モニタ用素子は、同一の発光表示パネル上にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５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。
7. 前記表示用画素には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）をそれぞれ発光する発光素子が含まれていることを特徴とする請求項１ないし請求項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. 前記表示用画素における発光素子、およびモニタ用素子は、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. 異なる発光色を呈する発光素子を表示用画素として多数配列し、前記各発光素子を選択的に発光駆動させることで画像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記各色毎の表示用画素における発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、各色毎に設けられたモニタ用素子により得る順方向電圧取得工程と、
   前記工程により得られた前記電圧値に基づいて前記各色毎の表示用画素に供給する駆動電圧をそれぞれ生成すると共に、各色毎の表示用画素に供給される前記駆動電圧の最大値を少なくとも二種類以上の異なるレベルに制限した状態で、各表示用画素に供給する駆動電圧制御工程と、
   が実行されることを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
10. 前記駆動電圧制御工程においては、ツェナーダイオードによって駆動電圧の最大値を制限する動作を実行させることを特徴とする請求項９に記載された発光表示パネルの駆動方法。
11. 前記駆動電圧制御工程においては、レジスタと、当該レジスタからのデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコンバータからのアナログ電圧を一方の入力端に供給する電圧比較回路による構成を用い、前記電圧比較回路の他方の入力端と出力端間のリミッタ特性を利用することで前記駆動電圧の最大値を制限する動作を実行させることを特徴とする請求項９に記載された発光表示パネルの駆動方法。
12. 前記駆動電圧制御工程においては、電圧源と、当該電圧源からの電圧を一方の入力端に供給する電圧比較回路による構成を用い、前記電圧比較回路の他方の入力端と出力端間のリミッタ特性を利用することで前記駆動電圧の最大値を制限する動作を実行させることを特徴とする請求項９に記載された発光表示パネルの駆動方法。

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