JP4811849B2 - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Description

この発明は、多数の発光素子を配列した表示パネルを発光駆動させる駆動装置および駆動方法に関し、特に発光素子の経時変化に対応した輝度補償およびディマー制御を実現させる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言うことができる。

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。

前記したように、ＥＬ素子は環境温度により、また経時変化により発光輝度が変化するので、この輝度特性を補償するためにモニタ用ＥＬ素子を用いてその順方向電圧を取得し、当該順方向電圧に基づいて表示用ＥＬ素子を発光駆動する電源電圧を制御するように構成した駆動装置を本件出願人において提案している。前記した例は次に示す特許文献１に開示されている。
特開２００４−２５２０３６号公報

ところで、前記した発光表示パネルにおいては、一般的にパネル全体の表示輝度を制御するディマー機能を備えており、このようなディマー機能を実現させる一つの手段として、電流ディマー制御を挙げることができる。この電流ディマー制御は、各画素を構成するＥＬ素子に供給する駆動電流値を制御するものであり、具体的な例として図３に示すような駆動回路の構成を採用することができる。

図３に示す構成においては、所望のディマー値に設定しようとする場合においては、選択されたデジタルデータによるディマー情報が、Ｄ／Ａコンバータ１に供給されてアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧により定電流源２の電流値が変更されるように構成されている。すなわち、Ｄ／Ａコンバータ１と定電流源２とにより電流値可変手段を構成しており、前記定電流源２からの電流は、後で例示するように表示パネルの例えば端部に積層形成されたモニタ用有機ＥＬ素子Ｅｘに供給され、この時にモニタ用ＥＬ素子Ｅｘに発生する順方向電圧Ｖｆがサンプリングホールド回路３に供給されるように構成されている。

前記サンプリングホールド回路３によってホールドされた前記順方向電圧は、バッファアンプ４を介して駆動電圧制御部としてのＤＣ−ＤＣコンバータ５に対して制御電圧として供給されるように構成されている。前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、例えば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おり、このコンバータによる出力電圧ＶＨが、発光表示パネルの駆動用電源として利用されることになる。

したがって、前記コンバータ５によって得られる出力電圧ＶＨは、前記したディマー値の設定に応じた駆動電圧になされると共に、発光表示パネルに配列された発光素子（有機ＥＬ素子）の動作環境温度および経時変化に対応した発光輝度を補償する駆動電圧になされる。

ところで、前記したモニタ用ＥＬ素子Ｅｘに対して、常に定電流源２より電流が供給される場合には、発光表示パネルに配列された表示用のＥＬ素子との間で経時変化に基づく順方向電圧に乖離が生じ、適切な輝度補償を行うことができなくなる。また、有機ＥＬ素子には常に順方向電圧を加えることなく、発光に寄与しない逆方向電圧（逆バイアス電圧）を逐次印加することで、もしくはＥＬ素子の両端子を逐次同電位に設定（短絡）することで、素子の発光寿命を延ばすことができることも知られている。

そこで、図３に示した駆動回路の構成においては、モニタ用ＥＬ素子Ｅｘの両端子間にスイッチング素子としての電界効果型トランジスタＱ１を接続し、当該トランジスタＱ１を第１タイミングコントローラ６からのパルス信号によりオン・オフ制御する構成にされている。これにより発光表示パネルに配列された表示用のＥＬ素子との間で経時変化による順方向電圧に乖離が生ずるのを防止させることができると共に、モニタ用ＥＬ素子Ｅｘの両端子間を逐次同電位に設定することができるので、素子の延命効果を図ることができる。

一方、前記したようにモニタ用ＥＬ素子Ｅｘの両端子間にスイッチングトランジスタＱ１が接続された構成にされた場合においては、前記したサンプリングホールド回路３におけるサンプリングタイミングをトランジスタＱ１のオン・オフ動作に同期させる必要が生ずる。このためにサンプリングホールド回路３には、バッファアンプ７と電圧ホールドコンデンサＣ１との間にサンプリング用のトランジスタＱ２が挿入され、このトランジスタＱ２は第２タイミングコントローラ８からのパルス信号によりオン・オフ制御するように構成される。

図４は、図３に示したサンプリングホールド回路３により表示パネルの駆動電圧を得る構成において、トランジスタＱ１のオン・オフ動作のタイミングに対して、ディマー制御の段階に応じたトランジスタＱ２によるアナログ電圧（前記順方向電圧）のサンプリングタイミングを説明するものである。

すなわち、図４（Ａ）はトランジスタＱ１のオン・オフ動作の状況を示すものであり、これは前記した第１タイミングコントローラ６からもたらされるパルス信号である。また図４（Ｂ）は、ディマー制御の段階が高い場合（表示画面を明るく制御した場合）におけるトランジスタＱ２によるサンプリングタイミングを示すものであり、図４（Ｃ）は、ディマー制御の段階が低い場合（表示画面を暗く制御した場合）におけるトランジスタＱ２によるサンプリングタイミングを示すものである。

前記したとおりＥＬ素子Ｅｘには寄生容量が存在するために、図４（Ａ）に示すようにトランジスタＱ１がオフになされた場合における図４（Ｂ）および（Ｃ）で示された順方向電圧Ｖｆの立ち上がり特性は鈍化する。この場合、（Ｂ）に示すようにディマー制御の段階が高い場合においては、定電流源２からの供給電流値が大きいので、この時の順方向電圧Ｖｆ１に達する立上がりは早くなる。また（Ｃ）に示すようにディマー制御の段階が低い場合においては、定電流源２からの供給電流値が小さいので、この時の順方向電圧Ｖｆ２に達する立上がりは遅くなる。

このために、第２タイミングコントローラ８よりトランジスタＱ２に供給するサンプリング用のパルス信号の発生タイミングは、前記図４（Ｂ）および（Ｃ）に矢印で示したように、ディマーの設定条件に応じて変化させる必要が生ずる。したがって、前記したような制御を実行させるための格別の手段が必要となり、動作を複雑化させると共に回路構成もその規模が大きくなり製品コストを上昇させる要因になる。

この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、特にサンプリングホールド回路を用いることにより生ずる前記したようなサンプリングタイミングの調整等を要することなく、発光素子の経時変化等に対応した輝度補償およびディマー制御を実現させ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における第１の形態は、請求項１に記載のとおり、多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、定電流源からの電流を間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ用素子と、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段とが具備され、前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧を保持するピークホールド回路によって得るように構成され、前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット回路をさらに備え、前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御する電流値可変手段が具備され、前記電流値可変手段における定電流値の可変動作を受けて、前記リセット回路を動作させるように構成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装置における第２の形態は、請求項２に記載のとおり、多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、定電流源からの電流を間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ用素子と、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段とが具備され、前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧を保持するピークホールド回路によって得るように構成され、前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット回路をさらに備え、前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御する電流値可変手段が具備され、前記ディマー情報を受けるＣＰＵからの指令により、前記リセット回路を動作させるように構成したことを特徴とする。

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方法における第１の態様は、請求項６に記載のとおり、多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、定電流源からの電流をモニタ用素子に間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すと共に、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する制御動作が実行され、かつ前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値として、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧をピークホールド回路によって得るようになされ、前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット動作を実行し、前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御させると共に、前記定電流値の可変動作を受けて、前記リセット動作を実行す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における第２の態様は、請求項７に記載のとおり、多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、定電流源からの電流をモニタ用素子に間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すと共に、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する制御動作が実行され、かつ前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値として、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧をピークホールド回路によって得るようになされ、前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット動作を実行し、前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御させると共に、前記ディマー情報を受けるＣＰＵからの指令を受けて、前記リセット動作を実行することを特徴とする。

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５はその第１の実施の形態を示したものであり、この図５においては図３に基づいて説明した各部と同一の機能を果たす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適宜省略する。

この図５に示した実施の形態におけるモニタ用素子Ｅｘの両端子間にも、スイッチング素子としてのトランジスタＱ１が接続され、当該トランジスタＱ１がタイミングコントローラ６からのパルス信号によりオン・オフ制御されるように構成にされている。これにより前記モニタ用素子Ｅｘと発光表示パネルに配列された表示用のＥＬ素子との間で経時変化による順方向電圧に乖離が生ずるのを防止させることができると共に、モニタ用ＥＬ素子Ｅｘの両端子間を逐次同電位に設定することで、素子の延命効果を図るように配慮されている。

そして、図５に示した実施の形態におけるモニタ用素子Ｅｘの順方向電圧Ｖｆは、バッファアンプ７、ピーク検波ダイオードＤ１、ピーク値ホールドコンデンサＣ１からなるピークホールド回路９によって保持されるように構成されている。前記ピークホールド回路９による出力は、バッファアンプ４を介して駆動電圧制御手段としてのＤＣ−ＤＣコンバータ５に供給され、当該コンバータ５は前記ピークホールド回路９による出力に基づいて表示パネルの各発光素子に与える駆動電圧ＶＨを生成するように作用する。

したがって、前記コンバータ５によって得られる駆動電圧ＶＨにおいても、前記したディマー値の設定に応じた駆動電圧になされると共に、発光表示パネルに配列された発光素子（有機ＥＬ素子）の動作環境温度および経時変化に対応した発光輝度を補償する駆動電圧になされる。

図５に示した実施の形態によると、ディマー設定の変更に伴い、例えば表示画面を明るくする制御が行われた場合においては、定電流源２からの定電流量の増加に伴いモニタ用素子Ｅｘの順方向電圧Ｖｆも増大する。したがって前記ピークホールド回路９は増大したピークホールド値を保持する。この場合、たとえスイッチング素子としての前記トランジスタＱ１がオン・オフ動作されても、これにかかわりなく前記ピークホールド回路９はモニタ用素子Ｅｘの順方向電圧Ｖｆのピーク値を保持し、前記コンバータ５による駆動電圧ＶＨを制御するように動作する。したがって、前記したように表示画面を明るくする制御する場合においては、即座に画面表示にディマー設定の変更状態を反映させることができる。

一方、例えば表示画面を暗くするディマー設定が行われた場合においては、定電流源２からの定電流量の低下に伴いモニタ用素子Ｅｘの順方向電圧Ｖｆも低下する。この場合においては、前記ピークホールド回路９によるホールド値は前記したバッファアンプ４の入力インピーダンス等により除々に低下し、やがてディマー設定に対応したピークホールド値を保持する。この場合においても、たとえスイッチング素子としての前記トランジスタＱ１がオン・オフ動作されても、これにかかわりなく前記ピークホールド回路９はディマー設定に対応したピークホールド値を保持するように動作し、その動作は緩慢になるものの画面表示にディマー設定の変更状態を反映させることができる。

したがって、モニタ用素子Ｅｘの順方向電圧Ｖｆを保持するために前記したピークホールド回路９を採用した構成によると、図３および図４に基づいて説明したサンプリングホールド回路３を採用した場合のように、ディマーの設定条件に応じて第１タイミングコントローラ６に対する第２タイミングコントローラ８によるパルス出力タイミングの調整等を図る必要はない。したがって、図５に示したピークホールド回路９を採用した構成によると、回路構成の規模を増大させることなく、発光素子の経時変化等に対応した輝度補償およびディマー制御を実現させることが可能となる。

図６は、図５において符号５として示したＤＣ−ＤＣコンバータの具体的な一例を説明するものである。すなわち、図５に示すバッファアンプ４からの出力（コンバータの制御入力）はオペアンプによる誤差増幅器２１における一方の入力端（反転入力端）に供給されるように構成されている。また、前記誤差増幅器２１における他方の入力端（非反転入力端）には、基準電圧Ｖｒｅｆが供給されており、したがって、誤差増幅器２１においてはバッファアンプ４からの出力と、基準電圧Ｖｒｅｆとの比較出力（誤差出力）が生成される。

また、誤差増幅器２１による出力は、オペアンプによる誤差増幅器２２における一方の入力端（非反転入力端）に供給されるように構成されている。さらに、誤差増幅器２２における他方の入力端（反転入力端）には、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける出力電圧ＶＨを分圧する抵抗素子Ｒ３，Ｒ４による分圧出力が供給されるように構成されている。したがって、誤差増幅器２２における出力電圧値は前記したバッファアンプ４からの出力およびＤＣ−ＤＣコンバータにおける出力ＶＨの双方の出力情報を含んだものとなる。

図６に示す構成においては、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータが利用されており、前記誤差増幅器２２における出力は、スイッチング信号生成回路２３に供給されるように構成されている。このスイッチング信号生成回路２３には、基準三角波発振器２４およびＰＷＭ回路２５が備えられている。前記ＰＷＭ回路２５は図示せぬコンパレータが具備されており、このコンパレータに対して前記誤差増幅器２２からの出力および基準三角波発振器２４からの三角波が供給されることで、ＰＷＭ回路２５からはＰＷＭ信号が生成される。

前記ＰＷＭ回路２５からのＰＷＭによるパルス信号はパワーＦＥＴＱ５ゲートに供給され、ＦＥＴＱ５をスイッチング動作するように構成されている。すなわち、前記ＦＥＴＱ５のオン動作によって、バッテリーＢａｔｔからの電力エネルギーがインダクタＬ１に蓄積され、一方、ＦＥＴＱ５のオフ動作に伴い、前記インダクタに蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ３を介してコンデンサＣ３に蓄積される。

そして、前記ＦＥＴＱ５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Ｃ３の端子電圧として得ることができ、これがコンバータからの出力電圧ＶＨとなる。この出力電圧ＶＨは前記したとおり抵抗素子Ｒ３，Ｒ４により分圧されて誤差増幅器２２に帰還され、所定の出力電圧ＶＨを維持するように動作する。これにより、表示パネルにおける発光素子の経時変化、動作温度に対応した輝度補償およびディマー制御を実現させることができる駆動電圧ＶＨを供給することができる。

図７は、前記したＤＣ−ＤＣコンバータより供給される駆動電圧ＶＨを利用して各発光素子を発光駆動するアクティブマトリクス型発光表示パネルの一例を示したものである。なお、図７に示す表示パネル３１においては紙面の都合により、その上下左右端に配置された画素構成のみを示し、それらの中間部分に位置する各画素は省略して示している。

図７に示すように表示パネル３１には、映像信号に基づくデータドライバ３２からのデータ信号が供給されるデータ線Ａ１〜Ａｍが縦方向に配列され、また、ゲートドライバ３３からの走査選択信号が供給される走査選択線Ｂ１〜Ｂｎが横方向に配列されている。さらに、表示パネル３１には、前記各データ線に対応して縦方向に電源供給線Ｐ１〜Ｐｍが配列されており、これら電源供給線には、図５および図６に示したＤＣ−ＤＣコンバータ５よりもたらされる駆動電圧ＶＨが供給されるように構成されている。

表示パネル３１に配列された各画素は、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、図７に示す左上の画素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、発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ１のアノードが接続されると共に、当該ＥＬ素子Ｅ１のカソードは電圧値ＶＫで示すカソード側共通電極に接続されている。

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、走査選択線Ｂ１を介してゲートドライバ３３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、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５よりもたらされる駆動電圧ＶＨ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態様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ＶＨ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。

前記したＤＣ−ＤＣコンバータ５よりもたらされる駆動電圧ＶＨは、すでに説明したとおり、前記したディマー値の設定に応じた駆動電圧になされると共に、発光表示パネルに配列されたＥＬ素子の環境温度および経時変化に対応した発光輝度を補償する駆動電圧になされている。したがって、各画素を構成するＥＬ素子Ｅ１は、選択的に前記駆動電圧ＶＨを受けて、図２に示すＶ−Ｉ（Ｌ）特性をもって発光制御されることになる。

なお、図７に示す表示パネル３１の端部に配置された符号Ｅｘは、前記したモニタ用素子を示しており、このモニタ用素子Ｅｘは表示パネルに配列された各表示用素子Ｅ１の形成時において同時に、形成するようにされる。すなわち、表示用素子Ｅ１およびモニタ用素子Ｅｘが共に有機ＥＬ素子であるならば、これらを同時にパネル３１の基板上に成膜することで、互いに同様の経時変化および温度依存性を有する発光輝度特性を持たせることができる。

以上説明した実施の形態においては、発光素子として１つの発光色によるモノトーンによる画像表示を想定しているが、図２（ｄ）に基づいて説明したとおり有機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いる。また、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（ホワイトバランス）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、定電圧駆動する図７に示したような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、各発光色毎に図５に示した構成をそれぞれ個別に備えた構成とすることが望ましい。図８はその一例を示したものである。

図８に示す表示パネル３１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。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂで示した各サブピクセルは、例えば図７に示した各表示画素をそれぞれ構成している。なお、図８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、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応した有機ＥＬ素子によるモニタ用素子ＥｘＲ，ＥｘＧ，ＥｘＢが表示パネル３１の一部に配置されている。そして、Ｒに対応するモニタ用素子ＥｘＲに定電流を供給する定電流源２Ｒ、またＧに対応するモニタ用素子ＥｘＧに定電流を供給する定電流源２Ｇ、さらにＢに対応するモニタ用素子ＥｘＢに定電流を供給する定電流源２Ｂがそれぞれ備えられている。

これに加えて、前記定電流源２Ｒからモニタ用素子ＥｘＲに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＲが、ピークホールド回路９Ｒに供給されるように構成され、また、定電流源２Ｇからモニタ用素子ＥｘＧに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＧが、ピークホールド回路９Ｇ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２Ｂからモニタ用素子ＥｘＢに定電流を供給した場合に発生する順方向電圧ＶｆＢが、ピークホールド回路９Ｂに供給されるように構成されている。

そして、前記各ピークホールド回路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に対応するピーク電圧値は、駆動電圧制御手段としての各ＤＣ−ＤＣコンバータ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ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。なお、図８に示す各モニタ用素子ＥｘＲ，ＥｘＧ，ＥｘＢに対応して、図５に示したスイッチング素子としてのトランジスタＱ１に相当するものがそれぞれ接続され、また図８に示す各定電流源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおいても、図５に示したようにディマー情報により定電流の値が変更されるように構成されるが、これらの図示は省略されている。

前記した構成によると、これにより、コンバータ５Ｒ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５Ｇ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５Ｂ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。

したがって、図８に示した構成によると、環境温度、また経時変化によりカラーバランス（ホワイトバランス）が崩れるのを防止することができ、表示品質を一定に保持させることが可能となる。

なお、図８に示した実施の形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各発光色に対応したモニタ用素子をそれぞれ備えた例を示しているが、例えばＲ，Ｇ，Ｂの表示用素子の特性によっては、１つのモニタ用素子による順方向電圧を利用して２色分の表示用画素のカラーバランスを補償させることも可能である。したがって、前記したような場合においては、少なくとも２種類のモニタ用素子を利用することで、カラーバランス（ホワイトバランス）を補償することができる発光表示パネルの駆動装置を実現させることができる。

次に図９は、この発明にかかる第２の実施の形態を示したものである。この図９においては図５に基づいて説明した各部と同一の機能を果たす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。この図９に示す実施の形態においては、前記したピークホールド回路９において、この回路によって保持される電圧値をリセットさせるリセット手段がさらに具備されている。

すなわち、前記したピークホールド回路９には、ピークホールドコンデンサＣ１の両端子間に抵抗素子Ｒ１とトランジスタＱ３との直列回路が接続されている。そして、前記トランジスタＱ３のゲート端子には、リセット制御回路１１からの制御信号が供給されるように構成されている。この構成によりリセット制御回路１１から制御信号が供給されることでトランジスタＱ３はオンされ、ピークホールドコンデンサＣ１にホールドされた電荷を抵抗素子Ｒ１を介して放電（リセット）させるように動作する。

この図９に示す実施の形態においては、前記した定電流源２を含む電流値可変手段における定電流値の可変動作を受けて、前記リセット回路１１が動作するように構成されている。この場合、前記リセット回路１１には一つの例として定電流値の変化をとらえる微分回路を具備し、この出力によって前記トランジスタＱ３をオン動作させることが考えられる。この構成によるとディマー値が再設定される毎に、トランジスタＱ３がオン動作されコンデンサＣ１にホールドされた電荷をリセットするので、再設定されたディマー値に対応して迅速に画面の明るさを変更させることが可能となる。

なお再設定されるディマー値が、画面をより明るく変更させる場合においては、前記したリセット動作を実行しなくてもピークホールド回路９の動作により即座に画面の明るさは変更される。したがって、再設定されるディマー値が、画面が暗くなるように変更させる場合においてのみ、すなわち、ピークホールド回路９に供給される順方向電圧に対応する電圧値の下降時のみにおいて、前記リセット回路１１を動作させるように構成させることで、即座に画面の明るさを設定されたディマー値に対応させることができる。

前記したように、ディマー値の再設定により画面が暗くなるように変更させる場合においてのみ、リセット回路１１を動作させるには、負方向に電流値が変化する微分出力をとらえて前記トランジスタＱ３をオン動作させる構成とすることが考えられる。

図１０は、この発明にかかる第３の実施の形態を示したものである。この図１０においては図９に基づいて説明した各部と同一の機能を果たす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１０に示す実施の形態においては、設定されるディマー値は、表示パネルの駆動回路全体を制御するＣＰＵ（中央演算装置）１２にディマー情報として取り込まれるように構成されている。そして、ディマー情報としてのデジタルデータは前記ＣＰＵ１２を介してＤ／Ａコンバータ１に供給され、アナログ電圧に変換されるように構成されている。

また、前記ＣＰＵ１２はディマー情報の変化（再設定）をデジタルデータの状態で比較するように機能し、ディマー情報に変化が生じた場合において前記リセット制御回路１１を動作させるように構成されている。この構成においても、図９に示した形態と同様の作用効果を得ることができる。

また図１０に示した構成においては、再設定されるディマー値が画面を暗くなるように変更させるものであるか否かをＣＰＵ１２はデジタルデータの比較において判定することができるので、画面を暗くなるように変更させるディマー値の再設定時のみにおいて前記リセット回路１１を動作させるように構成させることもできる。

なお、図９に示した第２の実施の形態、または図１０に示した第３の実施の形態を採用し、カラー表示パネルを駆動表示する場合においては、図８に示したようにＲ，Ｇ，Ｂに対応させて同一構成のピークホールド回路およびＤＣ−ＤＣコンバータ等を用意することになる。この場合、すでに説明したとおり、Ｒ，Ｇ，Ｂの表示用素子の特性によっては、１つのモニタ用素子による順方向電圧を利用して２色分の表示用画素のカラーバランスを補償させることも可能である。したがって、前記したような場合においては、少なくとも２種類のモニタ用素子を利用することで、カラーバランス（ホワイトバランス）を補償することができる発光表示パネルの駆動装置を実現させることができる。

なお、この発明における表示パネルの駆動装置は、図７に示したようなアクティブマトリクス型表示パネルの駆動装置に適用できることは勿論のこと、図には示していないが、パッシブマトリクス型表示パネルの駆動装置にも適用することができる。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発光素子およびモニタ用素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、これは図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、同様の作用効果を得ることができる。

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の一例を示した回路構成図である。 図３に示す構成においてなされるサンプリングホールド動作を説明するタイミング図である。 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５に示す構成において利用されるＤＣ−ＤＣコンバータの具体的な一例を示した回路構成図である。 図５に示す構成による出力電圧を利用して発光制御される表示パネルの例を示した回路構成図である。 図５に示す構成をカラー表示パネルの駆動装置に採用した例を示すブロック図である。 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 Ｄ／Ａコンバータ
２ 定電流源
４ バッファアンプ
５ ＤＣ−ＤＣコンバータ（駆動電圧制御部）
６ タイミングコントローラ
７ バッファアンプ
９ ピークホールド回路
１１ リセット回路
１２ ＣＰＵ
３１ 発光表示パネル
３２ データドライバ
３３ ゲートドライバ
Ｂａｔｔ バッテリー
Ｃ１ ピーク値ホールドコンデンサ
Ｄ１ ピーク検波ダイオード
Ｅ１ 発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｅｘ モニタ用素子（有機ＥＬ素子）
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ３ リセット用トランジスタ
Ｔｒ１ 制御用トランジスタ
Ｔｒ２ 発光駆動トランジスタ

Claims (9)

1. 多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、
   定電流源からの電流を間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ用素子と、 前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段とが具備され、
   前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧を保持するピークホールド回路によって得るように構成され、
   前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット回路をさらに備え、
   前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御する電流値可変手段が具備され、前記電流値可変手段における定電流値の可変動作を受けて、前記リセット回路を動作させるように構成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. 多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動装置であって、
   定電流源からの電流を間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ用素子と、
   前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段とが具備され、
   前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧を保持するピークホールド回路によって得るように構成され、
   前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット回路をさらに備え、
   前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御する電流値可変手段が具備され、前記ディマー情報を受けるＣＰＵからの指令により、前記リセット回路を動作させるように構成したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
3. 前記ディマー情報の変化に基づく前記ピークホールド回路に供給される順方向電圧に対応する電圧値の下降時のみにおいて、前記リセット回路を動作させ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. 前記表示用画素として機能する発光素子として、複数の異なる発光色を呈する発光素子が表示パネルに配列されると共に、少なくとも２種類の異なる発光色に対応した前記モニタ用素子とが具備され、
   前記各モニタ用素子の順方向電圧を保持するピークホールド回路がそれぞれ備えら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. 前記表示用画素として機能する発光素子および前記モニタ用素子は、有機物質からなる発光機能層を含む有機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. 多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、
   定電流源からの電流をモニタ用素子に間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すと共に、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する制御動作が実行され、
   かつ前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値として、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧をピークホールド回路によって得るようになされ、
   前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット動作を実行し、
   前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御させると共に、前記定電流値の可変動作を受けて、前記リセット動作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。
7. 多数の発光素子を表示用画素として配列し、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させることで前記映像信号に基づく画像を表示させる発光表示パネルの駆動方法であって、
   定電流源からの電流をモニタ用素子に間欠的に供給することにより、前記発光表示パネルに配列された表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すと共に、前記モニタ用素子により得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに配列された各発光素子に与える駆動電圧を制御する制御動作が実行され、
   かつ前記表示用発光素子の順方向電圧に対応する電圧値として、前記モニタ用素子により得られる順方向電圧をピークホールド回路によって得るようになされ、
   前記ピークホールド回路によって保持された電圧値をリセットさせるリセット動作を実行し、
   前記表示パネルの表示輝度を設定するディマー情報に応じて、前記定電流源よりモニタ用素子に供給する定電流値を可変制御させると共に、前記ディマー情報を受けるＣＰＵからの指令を受けて、前記リセット動作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。
8. 前記ディマー情報の変化に基づく前記ピークホールド回路に供給される順方向電圧に対応する電圧値の下降時のみにおいて、前記リセット動作を実行することを特徴とする請求項６または請求項７に記載された発光表示パネルの駆動方法。
9. 前記表示用画素として機能する発光素子として、複数の異なる発光色を呈する発光素子が表示パネルに配列されると共に、少なくとも２種類の異なる発光色に対応した前記モニタ用素子とが具備され、
   前記各モニタ用素子の順方向電圧に基づいてそれぞれ生成されるいずれかの駆動電圧を利用して、複数の異なる発光色を呈する前記各発光素子の発光駆動動作を実行することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載された発光表示パネルの駆動方法。

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