(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置した走査線と信号線の各交点位置にＥＬ表示素子を接続し、該複数の走査線を一定周期で順次選択しながら走査するとともに、これと同期して任意の信号線を選択することにより、任意の位置のＥＬ表示素子をダイナミック駆動するようにしたＥＬ表示素子の駆動方法において、交流からなる所定電圧の駆動電源と、該駆動電源よりも電圧が小さく、かつ、その位相が駆動電源と同期した交流からなる補助電源とを用意し、
前記選択された走査線は前記駆動電源の一方の出力端子に接続するとともに、選択されていない他の走査線は前記補助電源の一方の出力端子に接続し、
前記選択された信号線は前記走査と同期して前記駆動電源と補助電源の他方の出力端子に共通接続すること、
を特徴とするＥＬ表示素子の駆動方法。
【請求項２】
請求項１記載の駆動方法において、
前記駆動電源の電圧をＶ１  とするとき、前記補助電源の電圧Ｖ２  をＶ２  ≦｛（ｎ−１）／（２ｎ−１）｝Ｖ１  （ｎは走査線の本数）に設定したこと、
を特徴とするＥＬ表示素子の駆動方法。
【請求項３】
マトリックス状に配置した走査線と信号線の各交点位置にＥＬ表示素子を接続し、該複数の走査線を一定周期で順次選択しながら走査するとともに、これと同期して任意の信号線を選択することにより、任意の位置のＥＬ表示素子をダイナミック駆動するようにしたＥＬ表示素子の駆動回路において、
交流からなる所定電圧の駆動電源と、
該駆動電源よりも電圧が小さく、かつ、その位相が駆動電源と同期した交流からなる補助電源と、
前記各走査線のそれぞれに接続され、それぞれの走査線を前記駆動電源と補助電源の一方の出力端子に選択的に切り換え接続する切り換えスイッチと、
前記各信号線のそれぞれに接続され、それぞれの信号線を前記駆動電源と補助電源の他方の出力端子に共通接続するオンオフスイッチとを備えたこと、
を特徴とするＥＬ表示素子の駆動回路。
【請求項４】
請求項３記載の駆動回路において、
前記駆動電源の電圧をＶ１  とするとき、前記補助電源の電圧Ｖ２  をＶ２  ≦｛（ｎ−１）／（２ｎ−１）｝Ｖ１  （ｎは走査線の本数）に設定したこと、
を特徴とするＥＬ表示素子の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリックス配置したＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子の駆動方法とこれを用いた駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリックス配置したＥＬ表示素子をダイナミック駆動する方法としては、電圧平均化法や二周波駆動法など、多くの方法が知られている。
【０００３】
電圧平均化法は、走査線と信号線のそれぞれに印加する電圧の波形を工夫することにより、点灯すべきＥＬ表示素子に対しては点灯しきい値を越える実効電圧が印加され、非点灯のＥＬ表示素子に対しては点灯しきい値以下の実効電圧しか印加されないようにしたものである。
【０００４】
また、二周波駆動法は、走査線に対しては低周波と高周波の２つの周波数を含んだ電圧を、また信号線に対しては低レベルと高レベルからなる高周波を含まない所定波形の電圧を印加するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した電圧平均化法の場合、波形が複雑に変化する複数の印加電圧を必要とすることから、複数個の電源と波形切換装置を必要とし、回路が複雑で高価になるという欠点があった。また、二周波駆動法の場合、高周波を用いるために消費電力が大きくなり、また残留直流分を生じやすいために、常時電圧が印加された状態となり、ＥＬ表示素子の寿命が短くなるという欠点があった。
【０００６】
そこで、これらの欠点を解決するために、ＣＲ時定数による充放電パルスを利用して印加電圧の波形を変化させるようにした駆動方法が提案されている（特開昭５０−１３７０３１号参照）。この駆動方法によれば、前記電圧平均化法や二周波駆動法の欠点を解消することができるが、各信号線に充放電用のコンデンサ回路を挿入する必要があり、コストが高くなるという問題があった。特に、分散型のＥＬ表示素子の場合、印加電圧として数十〜数百ボルトという高い電圧を用いるため、耐圧の高いコンデンサが必要であり、よりコスト高となる。また、ＥＬ表示素子は高周波を印加すると寿命が短くなることが知られているが、パルス波形中に含まれる高周波成分のために、ＥＬ表示素子の寿命が短くなる。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、回路構成が簡単で、コントラストの低下やコントラストむらがなく、しかも寿命の長い、ＥＬ表示素子の駆動方法とこれを用いた駆動回路を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の駆動方法は、マトリックス状に配置した走査線と信号線の各交点位置にＥＬ表示素子を接続し、該複数の走査線を一定周期で順次選択しながら走査するとともに、これと同期して任意の信号線を選択することにより、任意の位置のＥＬ表示素子をダイナミック駆動するようにしたＥＬ表示素子の駆動方法において、交流からなる所定電圧の駆動電源と、該駆動電源よりも電圧が小さく、かつ、その位相が駆動電源と同期した交流からなる補助電源とを用意し、前記選択された走査線は前記駆動電源の一方の出力端子に接続するとともに、選択されていない他の走査線は前記補助電源の一方の出力端子に接続し、前記選択された信号線は前記走査と同期して前記駆動電源と補助電源の他方の出力端子に共通接続することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２記載の駆動方法は、前記請求項１記載の駆動方法において、前記駆動電源の電圧をＶ１  とするとき、前記補助電源の電圧Ｖ２  をＶ２  ≦｛（ｎ−１）／（２ｎ−１）｝Ｖ１  （ｎは走査線の本数）に設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３記載の駆動回路は、マトリックス状に配置した走査線と信号線の各交点位置にＥＬ表示素子を接続し、該複数の走査線を一定周期で順次選択しながら走査するとともに、これと同期して任意の信号線を選択することにより、任意の位置のＥＬ表示素子をダイナミック駆動するようにしたＥＬ表示素子の駆動回路において、交流からなる所定電圧の駆動電源と、該駆動電源よりも電圧が小さく、かつ、その位相が駆動電源と同期した交流からなる補助電源と、前記各走査線のそれぞれに接続され、それぞれの走査線を前記駆動電源と補助電源の一方の出力端子に選択的に切り換え接続する切り換えスイッチと、前記各信号線のそれぞれに接続され、それぞれの信号線を前記駆動電源と補助電源の他方の出力端子に共通接続するオンオフスイッチとを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、請求項４記載の駆動回路は、前記請求項３記載の駆動回路において、前記駆動電源の電圧をＶ１  とするとき、前記補助電源の電圧Ｖ２  をＶ２  ≦｛（ｎ−１）／（２ｎ−１）｝Ｖ１  （ｎは走査線の本数）に設定したことを特徴とするものである。
【００１２】
上記のような構成とした場合、非点灯素子への印加電圧を小さくできるとともに、その電圧も均等にすることができる。このため、漏れ電流（クロストーク）による非点灯素子の発光輝度が小さくなるとともに、コントラストむらも低減される。特に、交流電源として正弦波を用いた場合には、高周波成分が存在しないため、ＥＬ表示素子の寿命も延びる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１および図２は本発明に係るＥＬ表示素子の駆動回路の一例を示すもので、図１は１番目の走査線Ｙ１  が走査されている時の回路状態図、図２は２番目の走査線Ｙ２  が走査されている時の回路状態図である。
【００１４】
図１および図２において、Ｘ１  〜Ｘｍ  はｍ本の信号線、Ｙ１  〜Ｙｎ  はｎ本の走査線（図示は、説明を分かり易くするためにｎ＝４とした）であり、これらｍ本の信号線とｎ本の走査線はマトリックス状に配置され、各交点位置にＥＬ表示素子１１１〜１ｍｎがそれぞれ接続されている。
【００１５】
前記信号線Ｘ１  〜Ｘｍ  にはオンオフスイッチ２１  〜２ｍ  がそれぞれ接続されており、信号線Ｘ１  〜Ｘｍ  はこのオンオフスイッチ２１  〜２ｍ  を介して駆動電源３と補助電源４の一方の出力端子（以下、共通端子という）にそれぞれ共通に接続できるようになっている。
【００１６】
また、前記走査線Ｙ１  〜Ｙｍ  には切り換えスイッチ５１  〜５ｎ  がそれぞれ接続されており、走査線Ｙ１  〜Ｙｍ  はこの切り換えスイッチ５１  〜５ｎ  によって駆動電源３のＶ１  端子と補助電源４のＶ２  端子に選択的に切り換え接続できるようになっている。
【００１７】
前記駆動電源３の電圧Ｖ１  は、ＥＬ表示素子を点灯するに充分な所定の電圧とされている。また、補助電源４の電圧Ｖ２  は、駆動電源３の電圧Ｖ１  よりも後述するような関係に小さく設定されている。この駆動電源３と補助電源４は、図３にその波形を示すように、位相の同期した正弦波交流からなる。なお、駆動電源３の電圧Ｖ１  と補助電源４の電圧Ｖ２  との電圧差を、Ｖ３  （＝Ｖ１  −Ｖ２  ）とする。
【００１８】
次に、上記回路の動作を説明する。
まず最初に、ＥＬ表示素子１１１を点灯する場合について説明する。
この場合には、図１に示したように、信号線Ｘ１  〜Ｘｍ  につながれたオンオフスイッチ２１  〜２ｍ  については、スイッチ２１  のみがオンとされ、他のスイッチ２２  〜２ｎ  はＯＦＦとされる。また、走査線Ｙ１  〜Ｙｎ  につながれた切り換えスイッチ５１  〜５ｎ  については、スイッチ５１  のみが駆動電源３に接続され、他のスイッチ５２  〜５ｎ  は補助電源４に接続されている。したがって、ＥＬ表示素子１１１には、図中の点線で示す経路で駆動電源３から電圧Ｖ１  が印加され、所定の駆動電流が流れて点灯する。
【００１９】
一方、ＥＬ表示素子１１２〜１１ｎには、図中の一点鎖線で示す経路で補助電源４の電圧Ｖ２  が印加される。また、ＥＬ表示素子１２１〜１２ｎには、図中の実線で示す経路で２つの電源３，４の電圧差に相当する電圧Ｖ３  が印加される。
【００２０】
ここで、ＥＬ表示素子１２１に注目すると、このＥＬ表示素子１２１には、
電源３→スイッチ５１  →素子１２１→素子１２２→スイッチ５２  →電源４
電源３→スイッチ５１  →素子１２１→素子１２３→スイッチ５３  →電源４
電源３→スイッチ５１  →素子１２１→素子１２ｎ→スイッチ５ｎ  →電源４
の３つの経路で電圧が印加されている。
【００２１】
駆動電源３と補助電源４の間には、図示した通り、Ｖ３  ＝Ｖ１  −Ｖ２  の電圧差が発生している。したがって、このとき、ＥＬ表示素子１２１には｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  の電圧が印加され、また、ＥＬ表示素子１２２〜１２ｎには（１／ｎ）Ｖ３  の電圧が印加される。
【００２２】
前記ＥＬ表示素子１１２〜１１ｎに印加される電圧Ｖ２  と、ＥＬ表示素子１２１に印加される電圧｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  と、ＥＬ表示素子１２２〜１２ｎに印加される電圧（１／ｎ）Ｖ３  とを比較すれば、ＥＬ表示素子１２２〜１２ｎに印加される電圧（１／ｎ）Ｖ３  は、他の２つの印加電圧Ｖ２  、｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  よりも常に小さな値となることが明らかである。したがって、非点灯素子の発光輝度を小さくするには、ＥＬ表示素子１１２〜１１ｎに印加される電圧と、ＥＬ表示素子１２１に印加される電圧の２つの印加電圧が最も小さくなるようにすればよいことが分かる。この条件を満足させるには、この２つの印加電圧が等しくなるようにすればよい。
【００２３】
そこで、ＥＬ表示素子１１２〜１１ｎに印加される電圧Ｖ２  と、ＥＬ表示素子１２１に印加される電圧｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  が等しいものと置くと、
0003590186.tif 000002
となる。したがって、この▲１▼式の条件を満たすように、駆動電源３の電圧Ｖ１  と、補助電源４の電圧Ｖ２  の関係を設定すれば、非点灯素子の発光輝度を最も小さくすることができる。
【００２４】
なお、この条件を満たすとき、ＥＬ表示素子１２２〜１２ｎには、
0003590186.tif 000003
の電圧が印加される。
【００２５】
以上の説明は、ＥＬ表示素子１２１に注目したが、ＥＬ表示素子１３１，  １４１，  …，  １ｍ１についても同様である。そこで、これらをまとめると、各ＥＬ表示素子に印加されている電圧とそのときの各ＥＬ表示素子の点灯状態は下表のようになる。
【００２６】
【表１】
0003590186.tif 000004
【００２７】
以上の説明は、１番目の走査線Ｙ１  に電圧Ｖ１  を印加した場合であったが、以下、２番目の走査線Ｙ２  ，３番目の走査線Ｙ３  ，…，ｎ番目の走査線Ｙｎ  というように、スイッチ５１  〜５ｎ  によって走査線Ｙ１  〜Ｙｎ  を所定周期で順次切り換えながら走査していくことにより、ダイナミック駆動が実現される。
【００２８】
そこで、次に、図２によって、走査位置が移動して２番目の走査線Ｙ２  に電圧Ｖ１  が印加されているときの状態を考える。なお、他の走査線Ｙ１  、Ｙ３  〜Ｙｎ  には補助電源４から電圧Ｖ２  が印加されている。また、この説明では、ＥＬ表示素子１１１のみを点灯させようとしているので、２番目の走査線Ｙ２  に走査位置が移った時は、オンオフスイッチ２１  〜２ｍ  のすべてがＯＦＦの状態である。
【００２９】
図２において、１番目の信号線Ｘ１  の列のＥＬ表示素子１１１〜１１ｎには、図中の実線で示すような経路で電圧が印加されるので、各素子１１１〜１１ｎには以下のような電圧が印加される。
ＥＬ表示素子１１１          →  （１／ｎ）Ｖ３  
ＥＬ表示素子１１２        →    ｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  
ＥＬ表示素子１１３〜１１ｎ    →  （１／ｎ）Ｖ３  
この印加電圧の状態は、２番目の信号線Ｘ２  からｍ番目の信号線Ｘｍ  の列まで同様である。また、走査線の位置がＹ３  〜Ｙｎ  と変わった場合も同様である。
【００３０】
そこで、走査線Ｙ１  〜Ｙｎ  を一巡する時間の間に、非点灯状態の各ＥＬ表示素子にどれだけの平均電圧が印加されるかを求めると、以下のようになる。
まず、１番目の信号線Ｘ１  の列について、ＥＬ表示素子１１２に注目すると、
スイッチ５１  に電圧Ｖ１  印加のとき        →    Ｖ２  
スイッチ５２  に電圧Ｖ１  印加のとき        →  ｛（ｎ−１）／ｎ｝Ｖ３  
スイッチ５３  〜５ｎ  に電圧Ｖ１  印加のとき  →  （１／ｎ）Ｖ３  
となる。
【００３１】
上記より、１番目の信号線Ｘ１  の列の非点灯素子に印加される平均電圧ＶＡＶは、
0003590186.tif 000005
となる。
【００３２】
次に、２番目からｍ番目の信号線Ｘ２  〜Ｘｍ  の各列の非点灯素子に印加される平均電圧ＶＡＶは、それぞれ
0003590186.tif 000006
となる。
【００３３】
ところで、ＥＬ表示素子は、一般に、印加電圧に応じて発光輝度が高くなる単調増加の特性ではあるが、印加電圧と発光輝度が完全な比例関係にあるとは限らない。いま仮に、印加電圧と発光輝度が完全な比例関係にあるものとした場合、前記ダイナミック駆動において、すべての非点灯素子の発光輝度を同じにし、コントラストむらがないようにするには、前記▲２▼式と前記▲３▼式が等しくなればよい。すなわち、▲２▼式＝▲３▼式である。
【００３４】
これを解くと、
Ｖ２  ＝（１／ｎ）Ｖ３  
となり、さらに、Ｖ３  ＝Ｖ１  −Ｖ２  なので、
Ｖ２  ＝｛１／（ｎ＋１）｝Ｖ１                    ─────────▲４▼
となる。この▲４▼式の条件を満たすように、駆動電源３の電圧Ｖ１  と、補助電源４の電圧Ｖ２  の関係を設定すれば、非点灯素子の発光輝度を同じにしてコントラストむらをなくすことができる。
【００３５】
前述したように、印加電圧と発光輝度とは完全な比例関係にはなく、実際にはＥＬ表示素子の発光特性に合わせてＶ２  の電圧を調整する必要がある。また、前記▲１▼式と▲４▼式を比較すると、▲４▼式のＶ２  の方が▲１▼式のＶ２  よりも低いことが明らかである。したがって、ＥＬ表示素子の発光特性に合わせて補助電源４の電圧Ｖ２  を▲１▼式で与えられるＶ２  ＝｛（ｎ−１）／（２ｎ−１）｝Ｖ１  以下の範囲において調整してやることにより、▲１▼式と▲４▼式の両方をほぼ満足する電圧Ｖ２  を設定することができる。
【００３６】
なお、上記の例では、駆動電源３と補助電源４に正弦波交流を用いたが、高周波成分によるＥＬ表示素子の寿命の低下をそれほど考慮する必要のない場合には、三角波、台形波、矩形波などを用いてもよい。
【００３７】
また、上記説明では、ＥＬ表示素子１１１のみを点灯させる場合について述べたが、発光させる素子の数と発光位置によって上記効果が影響を受けるものでないことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２記載の発明によるときは、非点灯素子への印加電圧を小さくできるとともに、その電圧も均等にすることができるので、漏れ電流（クロストーク）による非点灯素子の発光輝度を小さくすることができるとともに、コントラストむらも低減することができる。特に、交流電源として正弦波を用いた場合には、高周波成分が存在しないため、ＥＬ表示素子の寿命も延ばすことができる。
【００３９】
また、請求項３および請求項４記載の発明によるときは、非点灯素子の発光輝度が小さく、コントラストむらのない、しかもＥＬ表示素子の寿命の長い駆動回路を提供することができる。また、２つの交流電源を用いるだけであるので構成が簡単となり、コストの安い駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＥＬ表示素子の駆動回路の一例を示すもので、１番目の走査線が走査されている時の回路状態図である。
【図２】２番目の走査線が走査されている時の回路状態図である。
【図３】駆動電源と補助電源の電圧と位相の関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｘ１  〜Ｘｎ      信号線
Ｙ１  〜Ｙｍ    走査線
１１１〜１ｍｎ    ＥＬ表示素子
２１  〜２ｍ    オンオフスイッチ
３          駆動電源
４          補助電源
５１  〜５ｎ    切り換えスイッチ
Ｖ１          駆動電源の電圧
Ｖ２          補助電源の電圧
Ｖ３          駆動電源と補助電源の電圧差
【図１】
0003590186.tif 000007
【図２】
0003590186.tif 000008
【図３】
0003590186.tif 000009