JP4936340B2 - 表示装置および表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子などの容量性素子を表示画素として用いた表示装置およびその駆動回路に関する。

発光素子をマトリクス状に配列して構成される発光表示パネルを用いたディスプレイの開発が広く進められている。この様な表示パネルに用いられる発光素子として、有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ素子が注目されている。これはＥＬ素子の発光層に、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、基本的には透明基板上に陽極（アノード）を構成する透明電極、有機化合物を含む発光機能層、および陰極（カソード）を構成する例えば金属電極が積層されて形成されている。したがって、この有機ＥＬ素子は電気的には、ダイオード特性を有する発光エレメントと、この発光エレメントに並列に結合する寄生容量成分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いうことができる。

かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、素子をマトリクス状に配列したパッシブ駆動型表示パネルが、すでに一部において実用化されている。図１には、従来のパッシブマトリクス型表示パネルと、その駆動回路の一例が示されている。

Ｍ本の信号線（以下、陽極線ともいう。）Ａ１〜ＡＭが縦方向に配列され、Ｎ本の走査線（以下、陰極線ともいう。）Ｋ１〜ＫＮが横方向に配列され、各々の交点位置（計Ｍ×Ｎ箇所）に、発光エレメントとしてのダイオードと寄生容量としてのコンデンサの並列結合体で示した有機ＥＬ素子（以下、発光素子ともいう。）Ｅ１１〜ＥＭＮ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〜ＥＭＮは、垂直方向に沿う陽極線Ａ１〜ＡＭと水平方向に沿う陰極線Ｋ１〜ＫＮ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〜ＡＭ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〜ＫＮは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、駆動電圧Ｖａｈを利用して動作する定電流源Ｉ１〜ＩＭおよびドライブスイッチＳａ１〜ＳａＭが備えられており、ドライブスイッチＳａ１〜ＳａＭが、前記定電流源Ｉ１〜ＩＭ側に接続されることにより、定電流源Ｉ１〜ＩＭ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〜ＥＭＮ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〜ＳａＭは、定電流源Ｉ１〜ＩＭからの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、当該陽極線を基準電位点としてのグランド側に接続できるように構成されている。

一方、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ１〜ＫＮに対応して走査スイッチＳｋ１〜ＳｋＮが備えられ、クロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧Ｖｋｈまたは基準電位点としてのグランド電位のうちのいずれか一方を、対応する陰極線に印加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〜ＡＭに定電流源Ｉ１〜ＩＭ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。

なお、図１に示す状態は、ｎ番目の陰極線Ｋｎがグランド電位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には、前記した逆バイアス電圧Ｖｋｈが印加されている。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。

ところで、前記した表示パネルを構成するＥＬ素子は、前記したように寄生容量を有しており、例えば１つの信号線（陽極線）にＮ個のＥＬ素子が接続されている場合を例にすると、当該信号線からみて各寄生容量のＮ倍の合成容量が負荷容量として信号線に接続されることになる。

したがって、走査期間の先頭で陽極線からの電流は、前記負荷容量を充電するために費やされ、ＥＬ素子の発光閾値電圧（Ｖｔｈ）を十分に超えるまで充電するためには時間遅れが発生し、結局ＥＬ素子の発光の立ち上がりが遅れるという問題が発生する。特に、前記したように駆動源として定電流源Ｉ１〜ＩＭを用いた場合においては、定電流源は動作原理上、ハイインピーダンス出力回路であるがため、電流が制限されてＥＬ素子の発光立ち上がりの遅れが顕著に発生する。

図２Ａ〜図２Ｃは、前記した技術的な問題点を説明するものであり、図２Ａは図１に示す表示パネルのうちの１つの信号線について、等価回路で示したものである。すなわち、ｎ番目の走査線以外の非選択走査線は、全て逆バイアス電圧Ｖｋｈに接続されるため「並列接続」と見なされる。ただし、非選択走査線のＥＬ素子（ダイオード成分）は、逆方向にバイアスされているため、実質的にオープン（開放）と等価となる。

また、非選択走査線のＥＬ素子に寄生する容量は並列接続により、１画素分の寄生容量をＣｐｉｘとしたとき、（Ｎ−１）・Ｃｐｉｘと表すことができる。したがって、図２Ａに示す等価回路は図２Ｂのように示すことができる。

図２Ｂに示す回路構成において、陽極定電流源から電流Ｉａが注入された場合、非選択走査線が定電圧源（交流的には接地と等価）に接続されているため、注入電流は、Ｉａ＝Ｉｎｓ＋Ｉｓのように分流される。このときの非選択走査線への電流流出は、陽極電圧の時間変化（ｄＶ／ｄｔ）が“０”になるまで続き、ｄＶ／ｄｔ＝０における陽極電圧はＶｆ（Ｉａ）となる。

さらに、流出電流量は、非選択走査線の寄生容量（Ｎ−１）・Ｃｐｉｘが大きいほど（走査線本数Ｎが多いほど）増大し、結果として選択された走査線に接続されたＥＬ素子の発光は図２ＣにＩｓとして示すように遅延し、このときに定電流源から流れるＩｎｓに相当する無効電力も増大する。

前記した走査対象となるＥＬ素子の発光立ち上がり特性を改善する手段として、「ピークブート法」や「ラッシュカレント法」が提案されており、これは本件出願人がすでに出願した次に示す特許文献１および２などに開示されている。
特開平９−２３２０７４号公報 特開２００２−２２９５１２号公報

なお、前記「ラッシュカレント法」は、一走査毎に全てのＥＬ素子の寄生容量を一定の電荷量にリセットするものであり、前記ＥＬ素子の両端に加える電位の種類により、「Ｖｍ−Ｖｍリセット法」、「ＧＮＤ−ＧＮＤリセット法」、「Ｖｍ−Ｖｒリセット法」などが提案されている。

ところで、図１に示した従来の表示パネルの駆動装置によると、表示パネルに配列された発光素子としてのＥＬ素子を駆動するために、各信号線に対応してそれぞれ定電流源Ｉ１〜ＩＭを備える必要があり、これらを備えるために回路構成が複雑化するという問題を有している。

また、前記定電流源をＩＣチップ化した場合であっても、そのチップサイズを小型化することは難しく、またコストも上昇することは免れない。さらに、前記定電流源はその定電流特性を持たせるためには、ある程度の電圧降下を持たせなければならず、これが電力損失を招来させる要因にもなっている。

前記した問題点を解消するために、ＥＬ素子を定電圧駆動させることも考えられるが、この場合においては、ＥＬ素子の環境温度および経時変化による発光輝度の変化度合いが極端に大きく発生し、他に対策を施さない限り実用に耐えることができないという問題を抱えることになる。

そこで、この発明は前記した「ラッシュカレント法」の動作原理を積極的に利用して、前記した定電流源に代わる機能を持たせることで、前記データドライバの構成を簡素化した表示装置およびその駆動方法を提供することを課題とするものである。

図３Ａ〜図３Ｃは、前記した「ＧＮＤ−ＧＮＤリセット法」の動作原理を説明すると共に、これを発展させたこの発明の基本構想を説明するものである。すなわち、図３Ａは図１に示した表示パネルにおける１つの信号線について、これを等価回路で示したものであり、全ての信号線ならびに全ての走査線をそれぞれグランド（ＧＮＤ）電位に接続して、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させた状態を示している。

続いて、図３Ｂに示すように走査対象となる走査線以外の非選択走査線には、逆バイアス電圧Ｖｋｈが接続され、走査対象となる走査線はグランド電位に設定されたままとなる。これにより、選択ＥＬ素子には、（Ｎ−１）Ｃｐｉｘの容量を介して電圧源Ｖｋｈが接続される閉回路が形成されるので、選択ＥＬ素子には、前記容量を介して順方向にラッシュカレント（Ｉｒｕｓｈ）が供給される。なお、このとき選択ＥＬ素子のアノード側には定電流源が接続されることになるが、前記定電流源はハイインピーダンス回路を構成しているので、前記した動作には影響を与えることはない。

したがって、選択ＥＬ素子の陽極端子電圧は、図３Ｃに示すようにほぼＶｋｈに達する。そして、非選択ＥＬ素子の寄生容量に対して電荷が注入されるため、時間経過と共に陽極端子電圧は低下し、最終的にはＥＬ素子の発光閾値電圧（Ｖｔｈ）となる。

このときＥＬ素子の寄生容量に注入される電荷量Ｑは、次のように表すことができる。
Ｑ＝（Ｎ−１）・Ｃｐｉｘ・（Ｖｋｈ−Ｖｔｈ）……（式１）
なお、前記式１は簡素化のため、Ｎが十分大として選択ＥＬ素子の寄生容量Ｃｐｉｘを省略した。

さらにＥＬ素子のダイオード特性を考慮し、前記式１におけるＶｔｈ≒Ｖｆ（ＶｆはＥＬ素子の順方向電圧）と考えると以下のように示すことができる。
Ｑ≒（Ｎ−１）・Ｃｐｉｘ・（Ｖｋｈ−Ｖｅｌ）
＝（Ｎ−１）・Ｃｐｉｘ・（（Ｖｋｈ−（Ｖｆ＋ΔＶｆ））……（式２）

前記式２より、環境温度および経時変化に伴うＶｆの変動分であるΔＶｆよりも十分にＶｋｈを大とすることにより、選択ＥＬ素子への注入電荷量は一定とすることができる。すなわち、定電流駆動に近い駆動を実現することができる。さらに、前記式２はラッシュカレントを実現する陰極線本数Ｎと、陰極電圧Ｖｋｈとによって選択ＥＬ素子への注入電荷量を可変できることを示唆しており、これは表示画面の全体の明るさを制御するディマー制御等に応用することができるものと考えられる。

したがって、前記した課題を解決するためになされた前記基本原理を応用したこの発明にかかる表示装置は、請求項１に記載のとおり、互いに交差する複数の信号線と複数の走査線と、複数の前記走査線と前記信号線との各交点位置において、前記信号線と前記走査線との間にそれぞれ接続された複数の発光素子と、走査対象外となる少なくとも１つの前記走査線に接続され、パルス電圧を出力するためのパルス電源と、前記信号線を、非点灯電位に接続されている非点灯端子または、信号線から流れ込む電流を遮断するための整流手段に接続されている点灯端子に選択的に接続させるデータ選択手段を複数有するデータドライバと、前記走査線を走査選択電位に接続されている走査端子に選択的に接続させる走査選択手段を有する走査ドライバとを備え、前記点灯端子は、前記整流手段を介して非点灯電位に接続され、前記非点灯電位と前記走査選択電位とは等しい電位であり、かつ、前記パルス電圧が接地電位と波高値電位の繰り返しであり、前記波高値電位は前記非点灯電位および前記走査選択電位よりも大きい値であり、前記走査端子に接続された走査線、および、点灯端子に接続された信号線との間に接続されている発光素子が点灯するように制御がなされる点に特徴を有する。

また、前記した課題を解決するためになされた表示装置の駆動方法は、請求項９に記載のとおり、互いに交差する複数の信号線と複数の走査線と、複数の前記走査線と前記信号線との各交点位置において、前記信号線と前記走査線との間にそれぞれ接続された複数の発光素子を備えた表示装置の駆動方法であって、走査対象となる走査線を走査選択電位に設定すると共に、走査対象外となる走査線のうち少なくとも１つの走査線にパルス電圧を印加する走査線設定動作と、前記パルス電圧が印加された走査線から、選択対象となる信号線に接続された点灯対象外の発光素子を介して点灯対象の発光素子にラッシュカレントを１走査期間内に複数回供給する発光駆動動作とが実行され、前記発光駆動動作においては、選択対象となる信号線を、整流手段を介して非点灯電位に接続し、選択対象とならない信号線を整流手段を介さずに非点灯電位に接続する動作がなされることにより、前記走査選択電位に設定された走査線、および、前記整流手段を介して非点灯電位に接続された信号線との間に接続されている発光素子が点灯され、前記非点灯電位と前記走査選択電位とは等しい電位であり、かつ、前記パルス電圧が接地電位と波高値電位の繰り返しであり、前記波高値電位は前記非点灯電位および前記走査選択電位よりも大きい値である点に特徴を有する。

従来の表示装置の一例を示した回路構成図である。 図１に示す表示装置においてなされる発光素子の点灯動作を説明する等価回路図である。 図２Ａに続く表示素子の点灯動作を説明する等価回路図である。 点灯対象となる発光素子に供給される駆動電流の態様を説明するタイミング図である。 図１に示す表示装置において採用されるラッシュカレント法の動作を説明する等価回路図である。 図３Ａに続くラッシュカレント法の動作を説明する等価回路図である。 ラッシュカレント法により発光素子に供給される駆動電流の態様を説明するタイミング図である。 この発明にかかる第１の実施の形態を示した回路構成図である。 図４に示す回路構成においてなされる発光素子の点灯動作を説明する等価回路図である。 この発明にかかる第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。 同じく第４の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第５の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第６の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第７の実施の形態を示した回路構成図である。

符号の説明

１ 表示パネル
２ データドライバ
３ 走査ドライバ
４ パルス電源
５ 電力回収回路
６ 昇圧回路
Ａ１〜ＡＭ 信号線
Ｃ０ コンデンサ
Ｄ１〜ＤＭ 整流手段（ダイオード）
Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２ 電圧源
Ｅ１１〜ＥＭＮ 有機ＥＬ素子（発光素子）
Ｋ１〜ＫＮ 走査線
Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２ スイッチ
Ｓａ１〜ＳａＭ データ選択手段（スイッチ）
Ｓｋ１〜ＳｋＮ 走査選択手段（スイッチ）

以下、この発明にかかる表示装置およびその駆動方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図４はその第１の実施の形態を示したものであり、符号１は図１に基づいてすでに説明した表示パネルを示している。なお、この表示パネルの構成は図１に示したものと同一であり、したがってその説明は省略する。

図４に示す実施の形態におけるデータドライバ２には、表示パネル１に配列された各信号線Ａ１〜ＡＭを、点灯端子もしくは非点灯端子に選択的に接続するデータ選択手段としてのスイッチＳａ１〜ＳａＭが具備されている。すなわち、前記点灯端子には、前記各信号線Ａ１〜ＡＭから流れ込む電流を遮断するための整流手段としてのダイオードＤ１〜ＤＭのカソード端子が接続されており、これらの各アノード端子は、グランド電位に接続されている。また、前記非点灯端子は非点灯電位であるグランド電位に接続されている。

一方、走査ドライバ３には表示パネル１に配列された各走査線Ｋ１〜ＫＮを、走査端子に選択的に接続する走査選択手段としてのスイッチＳｋ１〜ＳｋＮが具備されている。すなわち、前記走査端子は走査選択電位としてのグランド電位に接続されており、これにより各走査線Ｋ１〜ＫＮを択一的にグランド電位に設定することができる。

また、図４に示す実施の形態においては、パルス電圧を出力するためのパルス電源４が具備されており、このパルス電源４からのパルス電圧は、走査選択手段としての前記スイッチＳｋ１〜ＳｋＮにおける非走査端子側に供給されるように構成されている。

そして、図４に示す実施の形態においては、図１に示した例と同様に走査ドライバ３は走査線Ｋ１〜ＫＮを順次走査選択電位（グランド電位）に設定する動作が繰り返される。そして各走査線の走査ごとに、前記データドライバ２におけるデータ選択手段（スイッチＳａ１〜ＳａＭ）は、各信号線Ａ１〜ＡＭを点灯端子に接続する動作が実行される。

なお、図４はｎ番目の走査線Ｋｎがグランド電位に設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の走査線には、前記したパルス電源４からのパルス電圧が供給されている状態を示している。すなわち、走査線Ｋｎが走査状態になされた状態で非走査状態の走査線に前記パルス電圧が繰り返して供給されることで、点灯対象とされるＥＬ素子には、すでに説明したラッシュカレントが繰り返して供給されるように作用する。

図５は、前記した図４に示す構成においてなされるＥＬ素子の点灯制御を説明するものであり、図４に示した表示パネルにおける１つの信号線について、これを等価回路で示したものである。すなわち、図５に示した等価回路はすでに説明した図３Ａおよび図３Ｂに示した等価回路と同様であり、加えてデータドライバ２における整流手段として機能するダイオードＤ１〜ＤＭ（以下、これを陽極ダイオードともいう。）の１つ（図５では符号Ｄで示している。）が各信号線に接続された構成にされている。

図５（Ａ）は、前記したパルス電源４からのパルス電圧が立ち上がった状態を示しており、この場合のパルス電圧の電圧値（波高値）をＶｋｈとして示している。この図５（Ａ）に示す状態においては、整流手段として機能する前記陽極ダイオードＤの整流作用によって、Ｖｋｈの立ち上がりによる電荷は選択ＥＬ素子にラッシュカレントとして注入される。

続いて、図５（Ｂ）に示すようにパルス電源４からのパルス電圧が立ち下がった場合には、前記Ｖｋｈの波高値はゼロとなり等価的に接地（グランド）状態となる。したがって、非選択走査線に接続されたＥＬ素子の寄生容量（（Ｎ−１）Ｃｐｉｘ）に蓄積された電荷は、前記陽極ダイオードＤを介して放電（ＧＮＤ−ＧＮＤリセット）される。

ここで、図５（Ｃ）は選択ＥＬ素子を点灯させる場合、すなわち図４におけるデータドライバ２におけるデータ選択手段としてのスイッチを点灯端子側（陽極ダイオードＤ側）に接続した場合を示している。また、図５（Ｄ）は選択ＥＬ素子を非点灯にする場合、すなわち図４におけるデータドライバ２におけるデータ選択手段としてのスイッチを非点灯端子側（グランド電位）に接続した場合を示している。

すなわち、選択ＥＬ素子を点灯させる場合には、パルス電源４からのパルス電圧の立ち上がりおよび立下がりにしたがって、図５の（Ａ）と（Ｂ）が繰り返され、その度に選択ＥＬ素子に対してラッシュカレントが流れ、選択ＥＬ素子は点灯される。また、選択ＥＬ素子を非点灯にする場合には、図５（Ｄ）に示すようにラッシュカレントはグランド電位に直接流れ、選択ＥＬ素子への流入はほとんどゼロとなる。

したがって、選択ＥＬ素子を点灯させる図５の（Ａ）と（Ｂ）に示す遷移を、一走査期間内において何回繰り返すかを制御（パルス数を制御）することにより、点灯対象のＥＬ素子の階調を制御することができることになる。これは、一走査期間内において、データドライバ２におけるデータ選択手段としてのスイッチを点灯端子側（陽極ダイオードＤ側）に接続している時間を制御すること、すなわち階調データに応じて前記データ選択手段の切り替えタイミングの制御を実行することで、階調制御ができることになる。

なお、図４に示した構成において、整流手段としての陽極ダイオードＤ１〜ＤＭとして、ｎチャンネル型ＦＥＴの寄生ダイオードを利用することもできる。この場合、素子はスイッチ兼ダイオードとして機能するＦＥＴ１つでダイオードの役目も果たすことができるので、データドライバ２の構成をさらに簡素化させることができる。また、前記パルス電源４からのパルス波形は矩形波に限らず、例えば正弦波、のこぎり波であっても同様の作用効果を得ることができる。

一方、ディマーの制御は前記パルス電源４からもたらされるパルス電圧の振幅（波高値）、または周波数、さらにはパルス幅（ＤＵＴＹ）を可変制御することで実現させることができる。また、前記パルス電圧を印加する走査線の本数によって、ラッシュカレントの電流値が変わるので、パルス電圧を印加する走査線の本数を可変制御することによってディマー制御を行うこともできる。

この場合、ディマー制御手段は図４に示す走査ドライバ３における走査選択手段としてのスイッチＳｋ１〜ＳｋＮを制御することとなり、パルス電圧を印加しない非選択走査線は、図４には示されていないがハイインピーダンス（開放）の状態に設定される。またラッシュカレントのピーク値を低減させるために、パルス電圧の出力位相が異なる前記パルス電源４を複数用意し、各非選択走査線に対応して異なるパルス電源からのパルス出力を加えるように構成することもできる。

ところで、選択ＥＬ素子を非点灯にする場合には、図５（Ｄ）に示したようにラッシュカレントはデータドライバ２の非点灯電位、すなわちグランド電位に直接流れて電力損失を招く結果となる。そこで、グランド電位に直接流れて損失となる電力を回収するために、電力回収回路を備えることが考えられる。

図６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り、図４に示したデータドライバ２に対して、電力回収回路５を具備させた接続構成を示したものである。なお図６においては図４に示した表示パネル１および走査ドライバ３は図示を省略している。

この電力回収回路５には、パルス電源４よりもたらされるパルス電圧の立ち上がりおよび立下がりに同期して切り替えられるタイミングスイッチＳ０と、前記タイミングスイッチＳ０を介してグランド電位に直接流れようとする前記したラッシュカレントを電荷として蓄積する大容量のコンデンサＣ０より構成されている。

そして、コンデンサＣ０の端子電圧は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路６に供給するように構成されており、これにより基準電位点（グランド）に放電するラッシュカレントを利用して表示装置の駆動電源の一部に利用することができる。

以上の説明で理解されるとおり、前記タイミングスイッチＳ０はパルス電源４におけるパルス電圧の立ち上がりにおいてコンデンサＣ０側に接続される。このとき図５（Ｄ）に示したように、選択ＥＬ素子を非点灯に制御する場合に発生するラッシュカレントは、前記タイミングスイッチＳ０を介してコンデンサＣ０に供給され、コンデンサＣ０において電荷として蓄積される。

一方、前記タイミングスイッチＳ０はパルス電源４におけるパルス電圧の立ち下がり時においてはグランド電位に接続される。これにより、図５（Ｂ）に示したＧＮＤ−ＧＮＤリセットを支障なく実現させることができる。なお、図６に示した電力回収回路５は、以後に説明するこの発明にかかる他の実施の形態においても同様に採用することができる。

図７はこの発明にかかる表示装置の第３の実施の形態を示したものである。なお、図７において符号２で示すデータドライバは図４に基づいてすでに説明したものと同一構成であり、したがってその説明は省略する。

図７に示す構成においては、図１に示した表示パネル１に対して、パネル１内にダミー走査線Ｋ０が備えられており、前記したパルス電源４は、前記ダミー走査線Ｋ０に接続されている。そして、図７に示す実施の形態においては、前記ダミー走査線Ｋ０と各信号線Ａ１〜ＡＭとの間に表示に寄与しない容量性素子としてのコンデンサＣ１〜ＣＭがそれぞれ接続されている。

一方、走査ドライバ３においては表示パネル１に配列された各走査線Ｋ１〜ＫＮを、走査端子に選択的に接続する走査選択手段としてのスイッチＳｋ１〜ＳｋＮが具備されている。すなわち、前記走査端子は走査選択電位としてのグランド電位に接続されており、これにより各走査線Ｋ１〜ＫＮを択一的にグランド電位に設定することができる。

なお、図７においては、ｎ番目の走査線Ｋｎがグランド電位に設定されて走査状態になされている場合を示している。そして、図７に示す走査ドライバ３の構成においては、走査対象外の走査線はハイインピーダンス（開放）側に設定されるようになされる。

図７に示す構成によると、パルス電源４からのパルス電圧はダミー走査線Ｋ０および各コンデンサＣ１〜ＣＭをそれぞれ介して各信号線Ａ１〜ＡＭに供給される。すなわち、前記各コンデンサＣ１〜ＣＭが、図５に示したラッシュカレント生成用のコンデンサ（（Ｎ−１）Ｃｐｉｘ）を構成している。したがって、この図７に示した構成においても、図５に示した例と同様のラッシュカレントによるＥＬ素子の点灯動作を実現させることができる。

図７に示した構成によると、パルス電源４からのパルス電圧の印加を全ての走査線に対して行う必要がないため、走査ドライバ３の構成を簡素化させることができる。また、ＥＬ素子はその発光色に応じて発光輝度が異なるため、前記各コンデンサＣ１〜ＣＭの容量を信号線に接続されているＥＬ素子の発光色に応じて選択することで、カラーバランスを整えることが可能である。

さらに、前記各コンデンサＣ１〜ＣＭは、走査選択手段としての前記スイッチＳｋ１〜ＳｋＮの配置側に対応してその容量を選択調整することで、走査線に存在する抵抗の影響を受けてＥＬ素子の輝度が変化する現象、すなわち陰極配線抵抗によるＥＬ素子の発光傾斜の出現を効果的に抑えることが可能となる。

さらにまた、表示パネルにおいてドットマトリクス状に画素を配列せずに、セグメントやアイコンなどのように、その発光面積がそれぞれに異なる形態においてもそれに対応して前記コンデンサＣ１〜ＣＭの容量を選択することで、それぞれの発光輝度のバランスを適正に設定することができる。

なお、前記各コンデンサＣ１〜ＣＭは、ＥＬ素子等の容量性の発光素子で代用することもできる。この様に発光素子を各コンデンサＣ１〜ＣＭとして機能させる場合には、表示パネルの成形時に、各ＥＬ素子の成膜処理と同時に各コンデンサＣ１〜ＣＭとして機能させるＥＬ素子も成膜処理を行うことが可能となる。この場合、各コンデンサとして機能させるＥＬ素子等の上面には必要に応じて不要な発光がなされるのを阻止するマスクを施すことが望ましい。

図８はこの発明にかかる表示装置の第４の実施の形態を示したものである。なお、この図８において符号１で示す表示パネルおよび符号２で示すデータドライバは図４に基づいてすでに説明したものと同一構成であり、したがってその説明は省略する。

図８に示す構成においては、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮに対して、逆バイアス電圧を印加することができるように構成されている。すなわち、前記各ＥＬ素子には定時的に逆バイアス電圧を印加することで発光寿命が延命されることが知られている。このために図８に示す構成においては各ＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加するための電圧源Ｅ１が備えられており、この電圧源Ｅ１の正極電圧が走査ドライバ３を介して各走査線Ｋ１〜ＫＮに供給することができるように構成されている。

すなわち、走査ドライバ３に具備された走査選択手段としてのスイッチＳｋ１〜ＳｋＮには、前記電圧源Ｅ１の正極電圧を導入するための端子が備えられている。そして、前記電圧源Ｅ１の負極端子は回路の基準電位点としてのグランドに接続されており、走査ドライバ３に具備された前記スイッチＳｋ１〜ＳｋＮおよびデータドライバ２に具備されたデータ選択手段としてのスイッチＳａ１〜ＳａＭをそれぞれ図８に示す状態に選択することで、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮには、それぞれ前記電圧源Ｅ１による逆バイアス電圧が印加されることになる。

前記したように各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮに対して逆バイアス電圧を印加する動作は、例えば１フレームもしくは数フレームごとに瞬時において実行することで、表示パネル１による画像表示に実質的に影響を与えることなく各ＥＬ素子の延命効果を得ることができる。

そして、図８に示す実施の形態において、各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮに対して瞬時に逆バイアス電圧を印加させる場合を除いては、図４に基づいて説明した実施の形態と同様の表示動作が実行され、したがって、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表示装置の第５の実施の形態を示したものであり、この図９に示す実施の形態においても同様に表示パネルに配列された各ＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加することができるように構成したものである。

なお、図９において符号１で示す表示パネルおよび符号２で示すデータドライバは図４に基づいてすでに説明したものと同一の構成であり、したがってその説明は省略する。

この図９に示す構成においては選択スイッチＳ１が具備され、この選択スイッチＳ１は各ＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加するための電圧源Ｅ１の正極電圧、もしくは前記したパルス電源４からのパルス電圧を選択することができるように作用する。

そして、前記選択スイッチＳ１、走査ドライバ３に具備された走査選択手段としてのスイッチＳｋ１〜ＳｋＮおよびデータドライバ２に具備されたデータ選択手段としてのスイッチＳａ１〜ＳａＭを、それぞれ図９に示す状態に選択することで、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮに対して、それぞれ前記電圧源Ｅ１による逆バイアス電圧を印加することができる。

図９に示した構成においても、各ＥＬ素子Ｅ１１〜ＥＭＮに対して逆バイアス電圧を印加する動作は、図８に基づいて説明したとおり例えば１フレームもしくは数フレームごとに瞬時において実行される。そして、各ＥＬ素子に対して瞬時に逆バイアス電圧を印加させる場合を除いては、図４に基づいて説明した実施の形態と同様の表示動作が実行され、したがって、同様の作用効果を得ることができる。

図１０はこの発明にかかる表示装置の第６の実施の形態を示したものである。なお、この図１０において符号２で示すデータドライバおよび符号３で示す走査ドライバは図４に基づいてすでに説明したものと同一構成であり、したがってその説明は省略する。図１０に示す構成は、例えばカラー表示などのように各走査線ごとに発光色が異なるＥＬ素子を配置した表示パネル１の表示動作例を説明するものである。

すなわち、図１０に示した表示パネル１においては、例として第１の走査線Ｋ１には赤色（Ｒ）を発光するＥＬ素子が接続され、第２の走査線Ｋ２には緑色（Ｇ）を発光するＥＬ素子が接続され、さらに第３の走査線Ｋ３には青色（Ｂ）を発光するＥＬ素子が接続されており、以下図には示していないが同様の順番で前記各色を発光するＥＬ素子が走査線ごとに配列された場合を示している。

前記したＥＬ素子の配列構成においては、各色を発光するＥＬ素子の発光特性（発光効率）に対応してパルス電源４からのパルス電圧の振幅（波高値）が可変される。これは走査ドライバ３における走査線の走査切り替えタイミングに同期して、パルス電源４からのパルス電圧の振幅が可変されるように動作する。これによると、発光色ごとに最適なレベルのパルス電圧を印加することができるので、最適なカラーバランスを実現させることができる。

なお、前記パルス電源４からのパルス電圧は前記したように振幅を可変させる場合に限らず、パルス電圧の周波数、もしくはパルス幅を走査ごとに変えるように制御しても同様の効果を得ることができる。

図１１はこの発明にかかる表示装置の第７の実施の形態を示したものであり、これは図４に示したデータドライバ２に対してプリチャージ回路７を付加させた構成を示している。なお、この図１１においては、図４に示した表示パネル１、走査ドライバ３の図示は省略している。

このプリチャージ回路７には、パルス電源４よりもたらされるパルス電圧の立ち上がりおよび立下がりに同期して切り替えられるプリチャージスイッチＳ２と、このプリチャージスイッチＳ２を介して、データドライバ２における非点灯ライン（グランド側端子）に対してプリチャージ電圧を供給する電圧源Ｅ２が具備されている。なお、前記プリチャージ用電圧源Ｅ２の電圧値は、ＥＬ素子の発光閾値電圧（Ｖｔｈ）にほぼ等しいかまたは若干高い値に設定される。

そして、前記プリチャージスイッチＳ２は、パルス電源４におけるパルス電圧の立ち上がりにおいて、プリチャージ用電圧源Ｅ２側に接続される。これにより、パルス電源４におけるパルス電圧の立ち上がりによる前記したラッシュ電流の供給に同期して、点灯対象にされるＥＬ素子に対して順方向に電圧源Ｅ２による電圧がプリチャージされる。

したがって、点灯対象にされるＥＬ素子においては、前記電圧源Ｅ２の順方向電圧の印加を受けつつ前記したラッシュ電流の供給を受けるので、当該ラッシュ電流により確実に点灯動作を繰り返すことができる。

一方、前記プリチャージスイッチＳ２はパルス電源４におけるパルス電圧の立ち下がり時においてはグランド電位に接続される。これにより、図５（Ｂ）に示したＧＮＤ−ＧＮＤリセットを支障なく実現させることができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、表示パネルにおけるＥＬ素子の実使用時間や環境温度に応じて、前記パルス電源４におけるパルス電圧の振幅（波高値）、周波数、パルス幅を適宜制御するように構成することで、ＥＬ素子の経時変化および温度依存性を補償させることができる。

また、以上説明した実施の形態においては、データドライバにおけるデータ選択手段としてのスイッチＳａ１〜ＳａＭの切り替えにより階調制御を実現させているが、これに加えてパルス電圧を印加する走査線の本数を適宜制御することで、前記階調にガンマ特性を持たせることもできる。

また、以上説明した実施の形態においては、１つのパルス電源４より複数の走査線に対してそれぞれパルス電圧を印加するように構成されているが、これは走査線ごとにパルス電源を備えるように構成されていてもよい。

さらにまた、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発光素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、この発明にかかる表示装置においては、ダイオード特性を有する容量性の発光素子を具備した他の表示パネルを用いる表示装置にも適用することができる。

Claims (16)

1. 互いに交差する複数の信号線と複数の走査線と、
   複数の前記走査線と前記信号線との各交点位置において、前記信号線と前記走査線との間にそれぞれ接続された複数の発光素子と、
   走査対象外となる少なくとも１つの前記走査線に接続され、パルス電圧を出力するためのパルス電源と、
   前記信号線を、非点灯電位に接続されている非点灯端子または、信号線から流れ込む電流を遮断するための整流手段に接続されている点灯端子に選択的に接続させるデータ選択手段を複数有するデータドライバと、
   前記走査線を走査選択電位に接続されている走査端子に選択的に接続させる走査選択手段を有する走査ドライバとを備え、
   前記点灯端子は、前記整流手段を介して非点灯電位に接続され、
   前記非点灯電位と前記走査選択電位とは等しい電位であり、かつ、前記パルス電圧が接地電位と波高値電位の繰り返しであり、前記波高値電位は前記非点灯電位および前記走査選択電位よりも大きい値であり、
   前記走査端子に接続された走査線、および、点灯端子に接続された信号線との間に接続されている発光素子が点灯するように制御がなされることを特徴とする表示装置。
2. 表示に寄与しない容量性素子が少なくとも１つ接続されたダミー走査線が備えられ、前記パルス電源は、前記ダミー走査線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記容量性素子は、前記容量性素子が接続されている信号線に接続されている発光素子の発光色に応じた容量値を有する容量性素子であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 階調データに応じて前記データ選択手段の切り替えタイミングの制御を実行する階調制御手段が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のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記パルス電圧の振幅または周波数またはパルス幅の可変制御を実行するディマー制御手段が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のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記パルス電源を接続させる前記走査線の本数を制御するディマー制御手段が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のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記パルス電源が接続される走査線のうち、少なくとも２つの走査線に印加されるパルス電圧の位相は異なることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記パルス電源から出力される前記パルス電圧に同期して、前記信号線から前記データドライバに流れ込む電力を回収するための電力回収回路がさらに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のいずれかに記載の表示装置。
9. 互いに交差する複数の信号線と複数の走査線と、
   複数の前記走査線と前記信号線との各交点位置において、前記信号線と前記走査線との間にそれぞれ接続された複数の発光素子を備えた表示装置の駆動方法であって、
   走査対象となる走査線を走査選択電位に設定すると共に、走査対象外となる走査線のうち少なくとも１つの走査線にパルス電圧を印加する走査線設定動作と、
   前記パルス電圧が印加された走査線から、選択対象となる信号線に接続された点灯対象外の発光素子を介して点灯対象の発光素子にラッシュカレントを１走査期間内に複数回供給する発光駆動動作とが実行され、前記発光駆動動作においては、選択対象となる信号線を、整流手段を介して非点灯電位に接続し、選択対象とならない信号線を整流手段を介さずに非点灯電位に接続する動作がなされることにより、前記走査選択電位に設定された走査線、および、前記整流手段を介して非点灯電位に接続された信号線との間に接続されている発光素子が点灯され、
   前記非点灯電位と前記走査選択電位とは等しい電位であり、かつ、前記パルス電圧が接地電位と波高値電位の繰り返しであり、前記波高値電位は前記非点灯電位および前記走査選択電位よりも大きい値であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
10. 前記走査線設定ステップでは、表示に寄与しない容量性素子が少なくとも１つ接続されたダミー走査線に前記パルス電圧が印加されることを特徴とする請求項９に記載の表示装置の駆動方法。
11. 前記容量性素子は、前記容量性素子が接続されている信号線に接続された発光素子の発光色または面積に応じた容量値を有する容量性素子であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の駆動方法。
12. 点灯対象の前記発光素子に対して前記ラッシュカレントが供給される期間を可変制御することによって前記表示装置の階調制御を実行することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。
13. 前記パルス電圧の振幅または周波数またはパルス幅を可変制御することにより、ディマー制御を実行することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。
14. 前記パルス電圧を印加させる前記走査線の本数を制御することにより、ディマー制御を実行することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。
15. 前記パルス電圧が印加される走査線のうち、少なくとも２つの走査線に印加されるパルス電圧の位相は異なることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。
16. 前記パルス電圧に同期して、前記信号線から前記データドライバに流れ込む電力を回収することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。

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