JP4266149B2 - 有機el駆動回路およびこれを用いる有機el表示装置 - Google Patents
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Description
そこで、カラー表示における電流駆動回路では、R,G,B対応に使用材料に応じて輝度調整をして表示画面上でホワイトバランスを採る必要がある。そのために、R,G,B対応に表示画面上の輝度を調整する調整回路が設けられている。
ところで、マトリックス状に配置した有機EL素子を電流駆動し、かつ、有機EL素子の陽極と陰極をグランドに落として有機EL素子の端子電圧をリセットする有機EL素子の駆動回路が公知である(特許文献1)。また、DC−DCコンバータを用いて有機EL素子を低消費電力で電流駆動する技術が公知である(特許文献2)。
基準電流を調整するために、従来の駆動電流調整回路は、基準電流発生回路に4ビット程度のD/A変換回路を設けてR,G,B対応に、例えば、30μA〜75μAの範囲で5μA刻みで所定のビットデータを設定することでR,G,Bそれぞれの基準電流を調整しているが、最近では各種の有機EL材料が開発されてきているので、ホワイトバランスを採るための輝度調整の範囲は、4ビット程度のD/A変換回路では調整が粗くなり、4ビットでは調整のダイナミックレンジが小さく、対応しきれなくなってきている。
しかし、輝度調整のためのD/A変換回路のビット数を、例えば、6ビットないし8ビットに増加して調整ダイナミックレンジを大きくすると、R,G,B対応にD/A変換回路がそれぞれ設けられる関係から回路規模が大きくなり、電流駆動回路のワンチップ化が難しくなる。さらには表示装置部分の小型化の要請に十分応えられなくなる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決し、表示装置を有する電子機器のR,G,Bの輝度調整による表示画面上でのホワイトバランス調整が容易な有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、ホワイトバランス調整のために行われるR,G,Bの各基準電流値の調整ダイナミックレンジが小さくても精度よくホワイトバランス調整ができる有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
端子ピンに対応するようにそれぞれ設けられ所定のパルス幅の所定のパルスを受けてパルス幅に応じたピーク電流を出力電流に発生させるための多数のピーク電流生成回路と、有機ELパネルの画面上のR,G,Bの表示色のホワイトバランス調整のために自己に対して外部から設定されたデータに応じてパルス幅がそれぞれ決定される第1、第2、第3のパルスを発生するパルス発生回路とを備え、
ピーク電流生成回路が表示データに対応する電流値に比例したピーク電流を発生する回路であり、パルス発生回路が所定のパルスとしてRの端子ピンに対する複数のピーク電流生成回路に第1のパルスを送出し、所定のパルスとしてGの端子ピンに対する複数のピーク電流生成回路に第2のパルスを送出し、所定のパルスとしてBの端子ピンに対する複数のピーク電流生成回路に第3のパルスを送出し、R,G,Bに対応してパルス幅に応じた期間を持つピークに応じてホワイトバランス調整がされるものである。
この発明あっては、パルス発生回路がR,G,Bの有機EL素子の発光効率に対応してそれぞれに所定のパルス幅のパルスを発生してR,G,Bに対応に設けられている各端子ピン対応のピーク電流生成回路をR,G,Bに対応にそれれぞれ駆動する。
前記のパルス発生回路として、例えば、プログラマブルパルス幅パルス発生回路を設けて、これに外部からデータを設定すれば、プログラマブルパルス幅パルス発生回路は、この設定データに応じて第1〜第3のパルスのそれぞれのパルス幅を設定して第1〜第3のパルスの発生する。このようにすれば、設定データによりそれぞれのパルス幅を調整することが可能である。
ホワイトバランス調整は、例えば、表示画面上のR,G,Bの輝度に応じて、R,G,Bに対応する第1、第2、第3のパルスの幅が調整されて、ピーク電流がR,G,B対応にそれぞれ調整されて、表示画面が白色になるようにR,G,Bに対応する有機EL素子の輝度が調整される。なお、この調整に併せてR,G,Bの各基準電流値がホワイトバランス調整のためにさらに調整されてもよい。
その結果、ホワイトバランス調整のために行われるR,G,Bの各基準電流値の調整ダイナミックレンジが小さい場合でもあるいは基準電流の調整をしなくてもホワイトバランス調整ができる有機EL駆動回路および有機EL表示装置を容易に実現できる。
図1において、10は、有機ELパネルにおける有機EL駆動回路としてのカラムICドライバ(以下カラムドライバ)である。このカラムドライバ10は、G基準電流発生回路1G,R基準電流発生回路1R,B基準電流発生回路1Bと、これら基準電流発生回路1G,1R,1Bに対応してそれぞれ設けられたG基準電流分配回路2G,R基準電流分配回路2R,B基準電流分配回路2Bとを有している。
R,G,Bの各基準電流分配回路2G,2R,2Bは、1入力対多出力のカレントミラーで構成され、基準電流Ig,Ir,IbをそれぞれR,G,Bのそれぞれの出力ピン対応にミラー電流として複製して各出力ピン対応に設けられたD/A変換回路3G,3R,3B,…を基準電流Ig,Ir,Ibにより駆動する。
なお、複製分配される基準電流は、k×Ig,m×Ir,n×Ibとなっていてもよい。ただし、k,m,nは所定の定数である。また、G基準電流発生回路1G,R基準電流発生回路1R,B基準電流発生回路1Bは、それぞれに基準電流Ig,Ir,Ibの電流値調整回路として、4ビット程度のD/A変換回路(D/A)1aとレジスタ1bとが設けられている。それぞれに内蔵されたレジスタ1bにMPU12からそれぞれにデータが設定され、各基準電流発生回路1R,1G,1Bがレジスタ1bに設定されたデータをD/A1aによりD/A変換してR,G,Bのそれぞれの設定データに応じて調整した基準電流Ig,Ir,IbをR,G,B対応に発生する。
各D/A変換回路3G,D/A変換回路3R,D/A変換回路3B,…は、MPU12からレジスタ8を介して表示データDATを受けて、各基準電流分配回路2G,2R,2Bで分配されたG,R,Bについての基準駆動電流Ig,Ir,Ibを表示データ値分電流増幅してそのときどきの有機EL素子の発光輝度に応じた駆動電流IG,IR,IBをカラムピン対応に生成する。そして、このカラムピン対応の駆動電流IG,IR,IBをそれぞれにピーク電流生成回路4G,4R,4B,…を介してカレントミラーの出力段電流源5G,5R,5B,…へ送出し、これにより各出力段電流源をそれぞれに駆動する。
有機ELパネルのカラムピン9G1,9R1,9B1,9G2,9R2,…は、同時にカラムドライバ10の出力ピンでもある。各カラムピンは、有機EL素子11の陽極側に接続され、この有機EL素子11の陰極側がロー側走査回路(図示せず)のラインに接続されている。出力段電流源5G,5R,5B,…のそれぞれの出力電流(駆動電流)は、それぞれに対応するカラムピン9G1,9R1,9B1,9G2,9R2,…に出力される。
この入力データは、MPU12において不揮発性メモリ等に記憶されて決定される。決定された入力データは、例えば、電源ON時にMPU12等からプログラマブルパルス幅パルス発生回路6に設定される。プログラマブルパルス幅パルス発生回路6は、設定されたデータをRAM等のメモリに記憶することでパルスTG,TR,TBのそれぞれのパルス幅を設定し、この記憶した設定データの値に基づいてこのデータを受ける論理回路により、図3に示すようなタイミングでそれぞれのパルス幅でタイミングパルスPG,PR,PBを発生する。
前記した各基準電流発生回路1G,1R,1Bに内蔵されたレジスタ1bの設定データについても前記と同様にして設定される。
なお、これらの設定データは、さらに決定された後から入力して変更可能なものであってよい。
コントロール回路7は、MPU12等に制御されて、タイミングパルスPsのほかにカラム側とロー側の走査についての各種タイミング信号を発生する回路である。タイミングパルスPsは、ロー側の走査回路の走査ライン駆動のための同期信号か、これに対応する信号である。このタイミングパルスPsにより有機EL素子11の陰極側がグランドGNDに接続されて、出力電流が各カラムピンへ送出されて有機EL素子の発光が開始される。
前記したように、R,G,Bの駆動電流に対する発光効率の比は、例えば、R:G:B=6:11:10程度となるので、ホワイトバランス調整の結果、通常では、タイミングパルスPG,PR,PBのパルス幅TG,TR,TBは、TG<TB<TRの関係になる。
ここで、D/A変換回路3G,3R,3Bは同一の回路構成のものであり、図2では、これらをD/A変換回路3とする。同様に、ピーク電流生成回路4G,4R,4Bも出力段電流源5G,5R,5Bもそれぞれに同様な回路で構成されているので、これらをそれぞれピーク電流生成回路4、出力段電流源5として以下説明する。
電流駆動回路は、D/A変換回路3とピーク電流生成回路4、そして出力段電流源5とを有している。2は、G基準電流分配回路2G,R基準電流分配回路2R,B基準電流分配回路2Bの1つにより複製分配された基準電流Ig,Ir,Ibを電流値Iの定電流源として示したものである。
入力側トランジスタQsのコレクタは、D/A変換回路3の出力端子3aに接続され、出力側トランジスタQtのコレクタは、グランドGNDに接続されている。トランジスタQsとトランジスタQtのエミッタ面積比は1:xである。ここで、D/A変換回路3の出力電流をIaとすると、これに対して入力端子5aに(x+1)Iaの駆動電流を発生することができる。
ピーク電流生成回路4は、トランジスタTrtがONしているときには、(1+x)倍の駆動電流を生成する。トランジスタTrsは、トランジスタTrtに対応して設けられた負荷トランジスタであって、そのゲートはグランドGNDに接続されていて、駆動ラインをバランスさせるために挿入されている。なお、トランジスタTrtは、駆動初期の一定期間だけプログラマブルパルス幅パルス発生回路6から端子CONTに図3に示すタイミングパルスを受けて、これが“H”の期間ONになる。この場合のタイミングパルスとしては、Gのピーク電流生成回路4がタイミングパルスPGを,Rのピーク電流生成回路4がタイミングパルスPRを,そしてGのピーク電流生成回路4がタイミングパルスPBを受けることになる。
なお、出力段電流源5のトランジスタQxとトランジスタQyのエミッタ面積比は1:Nであり、これらトランジスタのエミッタは、例えば、+15V乃至+20V程度の電源ライン+Vccに接続され、出力側トランジスタQyのコレクタは、カラムピン9(9G1,9R1,9B1,9G2,9R2,…)に接続されている。
そこで、この電流駆動回路は、ピーク時にはN×(1+x)Iaの駆動電流を流してカラムピン9(9G1,9R1,9B1,9G2,9R2,…)を駆動する。これにより容量性負荷となる特性を持つ有機EL素子11がピーク電流で初期充電されて電流駆動され、その後、電流値Iaで駆動される。
また、前記の実施例では、ホワイトバランス調整として、入力データに応じてパルス幅が調整された各タイミングパルスPG,PR,PBを発生させてR,G,B対応にそれぞれのピーク電流の発生期間を調整している。この発明は、このようなホワイトバランス調整に加えて、ホワイトバランス調整のために、さらに、従来と同様にG基準電流発生回路1Gと、R基準電流発生回路1R、そしてB基準電流発生回路1Bのそれぞれに内蔵されるD/A変換回路等により各基準電流Ig,Ir,Ibをそれぞれに調整してホワイトバランス調整をしてもよいことはもちろんである。
さらに、実施例では、ピーク電流生成回路の位置をD/Aと出力段電流源との間に設けているが、ピーク電流生成回路の位置は、D/Aよりも前段に設けられてもよい。
3…カレントミラー回路、4R,4G,4B…D/A変換回路、
5R,5G,5B…出力段電流源、6…レジスタ、7…MPU、
8…コントロール回路、9…有機EL素子、
81R、81G、81B…リセットコントロールパルス発生回路、
82…プリセットカウンタ、83…フリップフロップ、
84…タイミング信号発生回路、
SWR1,SWRm…スイッチ回路、
10…カラムICドライバ、
Tra〜Trn…トランジスタ。
Claims (15)
- 有機ELパネルのR,G,Bの表示色のそれぞれに対応して設けられた端子ピンにそれぞれ出力電流を送出して前記有機ELパネルを電流駆動する有機EL駆動回路において、 前記端子ピンに対応するようにそれぞれ設けられ所定のパルス幅の所定のパルスを受けて前記パルス幅に応じたピーク電流を前記出力電流に発生させるための多数のピーク電流生成回路と、
前記有機ELパネルの画面上の前記R,G,Bの表示色のホワイトバランス調整のために自己に対して外部から設定されたデータに応じてパルス幅がそれぞれ決定される第1、第2、第3のパルスを発生するパルス発生回路とを備え、
前記ピーク電流生成回路は、表示データに対応する電流値に対して比例したピーク電流を発生する回路であり、
前記パルス発生回路は、前記所定のパルスとしてRの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路に前記第1のパルスを送出し、前記所定のパルスとしてGの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路に前記第2のパルスを送出し、前記所定のパルスとしてBの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路に前記第3のパルスを送出し、R,G,Bに対応して前記パルス幅に応じた期間を持つ前記ピークに応じてホワイトバランス調整がされる有機EL駆動回路。 - 前記第1、第2、第3のパルスを発生するタイミングは、前記有機EL素子の発光を開始するタイミングに設定され、前記第1のパルスの幅は、第2および第3のパルスの幅よりも大きい請求項1記載の有機EL駆動回路。
- さらに、前記出力電流の基礎となる電流として、R,G,Bのそれぞれに対応して基準電流をそれぞれ発生する基準電流発生回路を有し、
前記パルス発生回路は、プログラマブルパルス幅パルス発生回路であり、
Rの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路は、Rについての前記基準電流に応じて前記ピーク電流を生成し、Gの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路は、Gについての前記基準電流に応じて前記ピーク電流を生成し、そしてBの前記端子ピンに対する複数の前記ピーク電流生成回路は、Bについての前記基準電流に応じて前記ピーク電流を生成する請求項2記載の有機EL駆動回路。 - さらに、前記端子ピンに対応するようにそれぞれ設けられた、第1のD/A変換回路と前記出力電流を発生する電流源とを有し、Rの前記端子ピンに対する前記第1のD/A変換回路と前記電流源との間に前記Rについての前記ピーク電流生成回路が設けられ、Gの前記端子ピンに対する前記第1のD/A変換回路と前記電流源との間に前記Gについての前記ピーク電流生成回路が設けられ、Bの前記端子ピンに対する前記第1のD/A変換回路と前記電流源との間に前記Bについての前記ピーク電流生成回路が設けられ、R,G,Bの各前記第1のD/A変換回路は、R,G,Bのそれぞれに対応する前記基準電流あるいはこの基準電流から発生させた駆動電流と表示データとを受け、前記基準電流に応じて前記表示データをD/A変換し、D/A変換して得られた電流に応じて前記ピーク電流生成回路を駆動し、前記設定されたデータは、この有機EL駆動回路の外部から入力されたデータである請求項3記載の有機EL駆動回路。
- 前記電流源は、カレントミラー回路で構成され、前記基準電流発生回路は、R,G,Bのそれぞれに対応して設けられた3個の基準電流発生回路からなり、これら各基準電流発生回路は、それぞれ外部から設定されたデータに応じてそれぞれの前記基準電流の電流値が設定される請求項4記載の有機EL駆動回路。
- 各前記基準電流発生回路は、前記基準電流発生回路の外部から設定された前記データをD/A変換する第2のD/A変換回路を有し、前記第2のD/A変換回路がD/A変換する前記データは、この有機EL駆動回路の外部から入力されたデータである請求項5記載の有機EL駆動回路。
- 前記パルス発生回路が発生する同じ1個のパルスが前記第2のパルスと前記第3のパルスとしてGおよびBに対応するそれぞれの前記ピーク電流生成回路にそれぞれ送出される請求項4記載の有機EL駆動回路。
- 前記電流源は、カレントミラー回路で構成され、前記基準電流発生回路は、R,G,Bのそれぞれに対応して設けられた3個の基準電流発生回路からなり、これら各基準電流発生回路は、それぞれ外部から設定されたデータに応じてそれぞれの前記基準電流の電流値が設定される求項7記載の有機EL駆動回路。
- 各前記基準電流発生回路は、前記基準電流発生回路の外部から設定された前記データをD/A変換する第2のD/A変換回路を有し、前記第2のD/A変換回路がD/A変換する前記データは、この有機EL駆動回路の外部から入力されたデータである請求項8記載の有機EL駆動回路。
- BとGについての前記基準電流発生回路は、同じ1個の基準電流発生回路である請求項9記載の有機EL駆動回路。
- 有機ELパネルのR,G,Bの表示色のそれぞれに対応して設けられた端子ピンにそれぞれ出力電流を送出して前記有機ELパネルを電流駆動する有機EL駆動回路において、 Rに対応する前記端子ピンに対応して設けられ第1のパルスを受けて前記出力電流に前記第1のパルスのパルス幅に応じた期間、所定の大きさのピーク電流を発生させる第1のピーク電流生成回路と、
Gに対応する前記端子ピンに対応して設けられ第2のパルスを受けて前記出力電流に前記第2のパルスのパルス幅に応じた期間、所定の大きさのピーク電流を発生させる第2のピーク電流生成回路と、
Bに対応する前記端子ピンに対応して設けられ第3のパルスを受けて前記出力電流に前記第3のパルスのパルス幅に応じた期間、所定の大きさのピーク電流を発生させる第3のピーク電流生成回路と、
前記有機ELパネルの画面上の前記R,G,Bの表示色のホワイトバランス調整のために自己に対して外部から設定されたデータに応じて前記第1、第2、第3のパルスのパルス幅をそれぞれに設定して前記第1、第2、第3のパルスを所定のタイミングで発生するプログラマブルパルス幅パルス発生回路とを備え、
前記第1のピーク電流生成回路、前記第2のピーク電流生成回路および前記第3のピーク電流生成回路は、それぞれ表示データに対応する電流値に対して比例したピーク電流を発生する回路であり、
R,G,Bに対応して前記パルス幅に応じた期間に応じてホワイトバランス調整がされる有機EL駆動回路。 - さらに、前記有機ELパネルを電流駆動する基礎となる電流と表示データとを受けて前記基礎となる電流に応じて前記表示データをD/A変換するD/A変換回路と、このD/A変換回路の出力電流により駆動される電流源とを前記端子ピンに対応して有し、前記第1のピーク電流生成回路が、Rに対応する、前記D/A変換回路と前記電流源との間にそれぞれ設けられ、前記第2のピーク電流生成回路が、Gに対応する、前記D/A変換回路と前記電流源との間にそれぞれ設けられ、前記第3のピーク電流生成回路が、Bに対応する、前記D/A変換回路と前記電流源との間にそれぞれ設けられ、前記第1、第2、第3のパルスを発生する前記所定のタイミングが前記有機EL素子の発光を開始するタイミングである請求項11記載の有機EL駆動回路。
- 前記電流源は、カレントミラー回路で構成され、前記基礎となる電流は、基準電流発生回路により生成され、前記基準電流発生回路は、第2のD/A変換回路を有し、この第2のD/A変換回路の外部から設定されたデータに応じてR,G,Bに対応するそれぞれの前記基準電流が生成される請求項12記載の有機EL駆動回路。
- 請求項1〜13のいずれかの請求項記載の有機EL駆動回路を有する有機EL表示装置。
- さらに、プロセッサを有し、前記パルス発生回路あるいは前記プログラマブルパルス発生回路に設定される前記データと各前記基準電流発生回路に設定されるデータは、それぞれ前記プロセッサに対して入力されたデータに応じて前記プロセッサから設定される請求項14記載の有機EL表示装置。
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