(57)【要約】【課題】  発光パネルのディマー設定値の変更に伴い、発光パネルに駆動電圧を供給する駆動電圧生成手段（ＤＣ−ＤＣコンバータ）に激しい突入電流が供給されるのを緩和させること。【解決手段】  ディマー設定値に基づいてモニタ用素子Ｅｘに供給する定電流値が制御され、この時に生ずる順方向電圧Ｖｆに基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧ＶＡが制御されて発光パネルの駆動電圧ＶＡとして提供される。ディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号Ｖｄａは、時定数回路を構成する制御信号変換手段５により所定の時間をかけて緩慢に変化し、モニタ用素子Ｅｘに供給する定電流値を制御する。特に発光パネルの輝度を上昇させるようにディマー値が変更される場合、発光パネルに駆動電圧ＶＡを供給するＤＣ−ＤＣコンバータ４に対して、バッテリーより突入電流が供給されるのを緩和させることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動装置であって、
前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢に、もしくは段階的に変化させる制御信号変換手段と、
前記制御信号変換手段による出力に基づいて、前記発光素子に供給する駆動電圧を可変制御する駆動電圧生成手段と、
を具備したことを特徴とする発光パネルの駆動装置。
【請求項２】
単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動装置であって、
前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢に、もしくは段階的に変化させる制御信号変換手段と、
前記制御信号変換手段による出力に基づいて、前記発光素子に供給する駆動電流を可変制御する駆動電流制御手段と、
を具備したことを特徴とする発光パネルの駆動装置。
【請求項３】
前記ディマー値の再設定に基づく前記制御信号の変化が、前記発光パネルの発光輝度を上昇させる場合において、前記制御信号変換手段による出力を利用す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に記載された発光パネルの駆動装置。
【請求項４】
前記ディマー値の再設定に基づく前記制御信号の変化量が所定以上となる場合において、前記制御信号変換手段による出力を利用するように構成した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パネルの駆動装置。
【請求項５】
前記制御信号変換手段は、抵抗素子と容量素子を含む時定数回路により構成され、前記ディマー値の再設定に基づいて変更される前記制御信号を所定の時間をかけて緩慢に変化させるように構成した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パネルの駆動装置。
【請求項６】
前記制御信号変換手段は、カウンタとＤ／Ａコンバータにより構成され、前記ディマー値の再設定に基づいて変更される前記制御信号を段階的に変化させるように構成した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パネルの駆動装置。
【請求項７】
前記制御信号変換手段を介して供給される制御信号によってモニタ用素子に供給する定電流値を制御すると共に、前記モニタ用素子に発生する順方向電圧に基づいて得られる制御電圧を前記駆動電圧生成手段に供給するように構成したことを特徴とする請求項１、請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動装置。
【請求項８】
前記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７に記載された発光パネルの駆動装置。
【請求項９】
前記駆動電圧生成手段として、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いたことを特徴とする請求項１、請求項３ないし請求項８のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動装置。
【請求項１０】
単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動方法であって、
前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢にもしくは段階的に変化させる制御信号の変換動作を実行させると共に、前記変換動作後の制御信号を利用して前記発光素子に供給する駆動電圧を可変制御させることを特徴とする発光パネルの駆動方法。
【請求項１１】
単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動方法であって、
前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢にもしくは段階的に変化させる制御信号の変換動作を実行させると共に、前記変換動作後の制御信号を利用して前記発光素子に供給する駆動電流を可変制御させることを特徴とする発光パネルの駆動方法。
【請求項１２】
前記ディマー値の再設定に基づく前記制御信号の変化が、前記発光パネルの発光輝度を上昇させる場合において、前記制御信号の変換動作による出力を利用することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載された発光パネルの駆動方法。
【請求項１３】
前記ディマー値の再設定に基づく前記制御信号の変化量が所定以上となる場合において、前記制御信号の変換動作による出力を利用することを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動方法。
【請求項１４】
前記ディマー値の再設定に基づいて変更される前記制御信号を、抵抗素子と容量素子を含む時定数回路によって、所定の時間をかけて緩慢に変化する制御信号に変換することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動方法。
【請求項１５】
前記ディマー値の再設定に基づいて変更される前記制御信号を、カウンタとＤ／Ａコンバータの組み合わせ構成によって、段階的に変化する制御信号に変換することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動方法。
【請求項１６】
前記ディマー値の再設定に基づく制御信号によってモニタ用素子に供給する定電流値を制御すると共に、前記モニタ用素子に生ずる順方向電圧に基づいて前記発光パネルに供給する駆動電圧を可変制御させることを特徴とする請求項１０、請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載された発光パネルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、単数もしくは複数の発光素子を配置した発光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、特に発光パネルの発光輝度を制御するディマー設定値を変更する場合において、電源回路等に与えるストレスの程度を低減させることができる発光パネルの駆動装置および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や携帯型値端末機（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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【特許文献１】特開２００４−２５２０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前記した発光パネルにおいては、一般的にパネル全体の発光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に示すような構成を採用することができる。
【００１２】
図３に示す構成において、発光パネルのディマー値を設定するデジタルデータによるディマー設定値は、図示せぬＤ／Ａ変換手段によりアナログ制御信号Ｖｄａに変換される。これは、符号１で示した制御信号Ｖｄａを出力する可変電圧源として示すことができる。この制御信号Ｖｄａは、電圧バッファ回路を構成するオペアンプ２を介して電圧／電流変換手段として機能するトランジスタＱ３を備えたカレントミラー回路に供給され、モニタ用ＥＬ素子Ｅｘに対して制御信号Ｖｄａに基づく定電流を供給するように構成されている。なお、前記オペアンプ２にはトランジスタＱ３のエミッタ電位が帰還されるように構成され、これによりトランジスタＱ３による電圧／電流変換の直線性を向上させるようにされている。
【００１３】
前記カレントミラー回路においては、電圧源Ｖｃｃにｐｎｐ型トランジスタＱ１，Ｑ２の各エミッタが接続されており、各トランジスタＱ１，Ｑ２のベースは共通接続されている。そして、電流制御側を構成するトランジスタＱ１のベース・コレクタ間は直結された構成にされている。
【００１４】
前記トランジスタＱ１のコレクタには電圧／電流変換手段として機能するｎｐｎ型の前記したトランジスタＱ３のコレクタが接続されており、そのエミッタは抵抗Ｒ１を介してグランドに接続されている。そして、トランジスタＱ３のベースには、前記したオペアンプ２からのディマー設定値に基づく制御信号が供給されるように構成されている。
【００１５】
前記トランジスタＱ３は、ディマー設定値に基づく制御信号によって、カレントミラー回路の電流制御側において動作する電流吸い込み回路として機能し、トランジスタＱ３により吸い込まれる電流値Ｉｉｎに対応した電流が、電流被制御側トランジスタＱ２のコレクタに接続されたモニタ用素子Ｅｘに対して定電流Ｉｏｕｔとして供給されるように作用する。
【００１６】
前記したカレントミラー回路の構成によると、前記したディマー設定値の変更制御に伴い、電流制御側の電流値Ｉｉｎが変更され、これに伴いモニタ用素子Ｅｘに供給される電流被制御側の定電流Ｉｏｕｔも変更される。
【００１７】
そして、前記モニタ用素子Ｅｘに供給される定電流Ｉｏｕｔに基づいて発生する順方向電圧Ｖｆがサンプリングホールド回路３によってホールドされ、そのホールドされた順方向電圧は駆動電圧生成手段としてのＤＣ−ＤＣコンバータ４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４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ＶＡが、発光パネルの駆動電圧として利用されることになる。
【００１８】
したがって、前記コンバータ４によって得られる出力電圧ＶＡは、前記したディマー設定値に応じた駆動電圧になされると共に、発光パネルに配置された発光素子（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る。
【００１９】
ところで、前記したディマー設定値は、例えばモバイル機器などにおいては外光を検知して自動的に変更制御されるように構成される場合があり、また手動によって変更制御するように構成することもできる。このようにディマー設定値が変更された場合、特に画面を明るく（輝度を上昇）させるディマー値の変更時においては、結果として駆動電圧生成手段としての前記ＤＣ−ＤＣコンバータ４、および発光パネルやそのドライブ回路等に過渡的に大きな電流が流れ、これらを構成する素子や周辺部品にストレスやダメージを与えるという問題が発生する。
【００２０】
図４は、発光輝度を上昇させるディマー設定を行った場合における図３における各部における電圧および電流波形の例を示したものである。（ａ）は発光輝度を上昇させるディマー設定を行ったことにより上昇する前記した制御信号Ｖｄａの変化態様を示しており、（ｂ）はトランジスタＱ３のベース電位Ｖｂを、（ｃ）はカレントミラー回路の出力電流、すなわちモニタ用素子Ｅｘに供給される定電流値Ｉｏｕｔを、（ｄ）はモニタ用素子Ｅｘに生ずる順方向電圧Ｖｆをそれぞれ示している。これら（ａ）〜（ｄ）で示す電圧および電流波形は、（ａ）に示した制御信号Ｖｄａに示す波形と略同様になる。
【００２１】
一方、（ｅ）はＤＣ−ＤＣコンバータ４による駆動電圧ＶＡの出力電圧の変化態様を示しており、これはサンプリングホールド回路３およびＤＣ−ＤＣコンバータ４による動作レスポンスの遅れを持って立ち上がる。さらに（ｆ）はバッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータ４に流入するコンバータ流入電流Ｉｂａの例を示しており、前記コンバータから出力される電力量の増大に伴い、これを早急にカバーするために瞬時においてスパイク状の大電流（ピーク電流）が流れる。
【００２２】
ディマー値の再設定に伴って発生する前記したスパイク状の大電流は、例えばバッテリーおよびＤＣ−ＤＣコンバータ４に対してストレスを、時にはダメージを与える結果となる。また、前記駆動電圧ＶＡの立ち上がりによって、発光パネルやこれを発光駆動させるドライブ回路等にストレスを与える等の問題も招来させる。
【００２３】
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、特にディマー値の再設定に伴い過渡的に発生するピーク電流等を抑制し、これにより受ける悪影響を排除することができるディマー制御を伴う発光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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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パネルの駆動装置における第１の好ましい形態は、請求項１に記載のとおり、単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動装置であって、前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢に、もしくは段階的に変化させる制御信号変換手段と、前記制御信号変換手段による出力に基づいて、前記発光素子に供給する駆動電圧を可変制御する駆動電圧生成手段とを具備したことを特徴とする。
【００２５】
また、この発明にかかる発光パネルの駆動装置における第２の好ましい形態は、請求項２に記載のとおり、単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動装置であって、前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢に、もしくは段階的に変化させる制御信号変換手段と、前記制御信号変換手段による出力に基づいて、前記発光素子に供給する駆動電流を可変制御する駆動電流制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、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パネルの駆動方法における第１の好ましい態様は、請求項１０に記載のとおり、単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動方法であって、前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢にもしくは段階的に変化させる制御信号の変換動作を実行させると共に、前記変換動作後の制御信号を利用して前記発光素子に供給する駆動電圧を可変制御させる点に特徴を有する。
【００２７】
また、この発明にかかる発光パネルの駆動方法における第２の好ましい態様は、請求項１１に記載のとおり、単数もしくは複数の発光素子を配置し、前記発光素子を発光駆動させるように構成した発光パネルの駆動方法であって、前記発光パネルの発光輝度を設定するディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号を、所定の時間をかけて緩慢にもしくは段階的に変化させる制御信号の変換動作を実行させると共に、前記変換動作後の制御信号を利用して前記発光素子に供給する駆動電流を可変制御させる点に特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明にかかる発光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る。なお、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省略する。
【００２９】
この図５に示した実施の形態は、特許請求の範囲における請求項１および請求項１０に記載した発明に対応するものであり、この実施の形態においては、ディマー値の再設定に基づいて変更される符号１で示された制御信号Ｖｄａを、所定の時間をかけて緩慢に変化させる制御信号変換手段５が採用されている。この信号変換手段は、抵抗素子Ｒ２と容量素子（コンデンサ）Ｃ１による時定数回路を構成しており、この時定数回路を介した前記制御信号Ｖｄａは、電圧バッファ回路を構成する前記オペアンプ２に供給されるように構成されている。
【００３０】
図６は、発光輝度を上昇させるディマー設定を行った場合における図５に示すの各部における電圧および電流波形の例を示したものであり、（ａ）〜（ｆ）は、すでに説明した図４に示す（ａ）〜（ｆ）として示した各波形に対応するものである。発光パネルの発光輝度を上昇させるディマー設定が行われた場合には、図６（ａ）に示すように制御信号Ｖｄａが立ち上がる。これを受ける前記した信号変換手段５は、その時定数にしたがって前記オペアンプ２への供給電圧を所定の時間をかけて緩慢に変化させるように作用する。したがって、トランジスタＱ３のベース電圧Ｖｂは、図６（ｂ）に示すような波形となる。
【００３１】
これにより、（ｃ）に示すモニタ用素子Ｅｘに供給される定電流値Ｉｏｕｔ、（ｄ）に示すモニタ用素子Ｅｘに生ずる順方向電圧Ｖｆは、それぞれ図６（ｂ）と略同様な波形となる。またＤＣ−ＤＣコンバータ４による出力電圧（駆動電圧）ＶＡは、前記モニタ用素子Ｅｘに生ずる順方向電圧Ｖｆの緩慢な立ち上がりに沿って、略同様な波形をもって上昇する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４は前記したような出力電圧の制御がなされるために、バッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータ４に流入する電流Ｉｂａの値は、図６（ｆ）に示すように、多少の盛り上がりを持つ程度に抑制される。
【００３２】
図５に示した信号変換手段５を採用した構成によると、特に発光輝度を上昇させるディマー設定を行った場合において、バッテリーよりコンバータ４に流入する電流Ｉｂａが大きな突入電流となるのを抑制させることができる。これにより、バッテリーおよびＤＣ−ＤＣコンバータ４等に対してストレスを与えるという問題を排除することができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４より出力される駆動電圧ＶＡの急激な変化も抑制されるので、発光パネルやこれを発光駆動させるドライブ回路等にストレスを与える等の問題も排除することができる。
【００３３】
図７は、図５において符号４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に示すサンプルホールド回路３からの出力（コンバータの制御入力）は、図７に示すオペアンプによる誤差増幅器１１の一方の入力端（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１１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１１においてはサンプルホールド回路３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。
【００３４】
また、誤差増幅器１１による出力は、オペアンプによる誤差増幅器１２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１２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ＶＡ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１２における出力電圧値は前記したサンプルホールド回路３からの出力およびＤＣ−ＤＣコンバータにおける出力ＶＡの双方の出力情報を含んだものとなる。
【００３５】
図７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１２における出力は、スイッチング信号生成回路１３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１３には、基準三角波発振器１４およびＰＷＭ回路１５が備えられている。前記ＰＷＭ回路１５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１２からの出力および基準三角波発振器１４からの三角波が供給されることで、ＰＷＭ回路１５からはＰＷＭ信号が生成される。
【００３６】
前記ＰＷＭ回路１５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Ｄ１を介してコンデンサＣ３に蓄積される。
【００３７】
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ＶＡとなる。この出力電圧ＶＡ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１２に帰還され、所定の出力電圧ＶＡを維持するように動作する。これにより、発光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ＶＡを供給することができる。
【００３８】
図８は、前記したＤＣ−ＤＣコンバータ４より供給される駆動電圧ＶＡ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パネルの一例を示したものである。なお、図８に示す発光パネル２１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。
【００３９】
図８に示すように発光パネル２１には、データドライバ２２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２３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、発光パネル２１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（図７）に示したＤＣ−ＤＣコンバータ５よりもたらされる駆動電圧ＶＡが供給されるように構成されている。
【００４０】
発光パネル２１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８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。
【００４１】
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。
【００４２】
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２３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。
【００４３】
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４よりもたらされる駆動電圧ＶＡ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。
【００４４】
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ＶＡ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。
【００４５】
前記したＤＣ−ＤＣコンバータ４よりもたらされる駆動電圧ＶＡ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、発光パネルに配置された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ＶＡ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。
【００４６】
なお、図８に示す発光パネル２１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は発光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。
【００４７】
図９は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ものである。なお、図９においては図３および図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。
【００４８】
この図９に示した実施の形態は、特許請求の範囲における請求項６および請求項１５に記載した発明に対応するものであり、この実施の形態においては、ディマー値の設定に基づいて変更される制御信号を段階的に変化させて駆動電圧生成手段としてのＤＣ−ＤＣコンバータに供給する制御信号変換手段５が採用されている。この信号変換手段５には、図に示すようにカウンタ６とＤ／Ａ変換器７が具備され、デジタル処理によりディマー制御データを得るように構成されている。
【００４９】
すなわち、ディマー値の再設定に基づく新たなディマー設定データは、例えば図示せぬレジスタに格納され、カウンタ６は再設定されたディマー設定データに向かって段階的にデータをシフトアップさせるように動作する。このカウンタ６によるデジタルデータはＤ／Ａ変換器７によりアナログデータに変換され、電圧バッファ回路を構成する前記オペアンプ２に供給されるように構成されている。
【００５０】
図１０は、発光輝度を上昇させるディマー値の再設定を行った場合における図９に示す構成の各部における電圧および電流波形の例を示したものであり、（ａ）〜（ｆ）は、すでに説明した図４に示す（ａ）〜（ｆ）として示した各波形に対応するものである。発光輝度を上昇させるディマー設定が行われた場合には、前記したカウンタ６とＤ／Ａ変換器７による信号変換手段５によって、図１０（ａ）に示すように段階的に立ち上がるアナログ制御信号Ｖｄａが生成される。これは、電圧バッファ回路を構成する前記オペアンプ２に供給される。
【００５１】
これにより、図１０（ｂ）に示すトランジスタＱ３のベース電圧Ｖｂ、（ｃ）に示すモニタ用素子Ｅｘに供給される定電流値Ｉｏｕｔ、（ｄ）に示すモニタ用素子Ｅｘに生ずる順方向電圧Ｖｆは、それぞれ図１０（ａ）と略同様な波形となる。また図９に示すＤＣ−ＤＣコンバータ４による出力電圧（駆動電圧）ＶＡは、前記モニタ用素子Ｅｘに生ずる順方向電圧Ｖｆの段階的な立ち上がりに沿って、略同様な波形をもって上昇する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４は前記したような出力電圧の制御がなされるために、バッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータ４に流入する電流Ｉｂａの変化は、図１０（ｆ）に示すように、リップル成分を含む程度に抑制される。
【００５２】
したがって、図９に示した信号変換手段５を採用した構成においても、例えば発光輝度を上昇させるディマー設定を行った場合においてコンバータ４に流入する電流Ｉｂａに大きな突入電流を伴うことなく、ピークの発生を効果的に抑制させることができる。これにより、図５に示した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
なお、図９に示した構成におけるＤＣ−ＤＣコンバータ４と、このコンバータ４によりもたらされる駆動電圧ＶＡを利用して発光駆動される発光パネルの具体的な構成においては、すでに説明した図７および図８に示した構成を採用することができる。
【００５４】
図１１は、この発明にかかる駆動装置の第３の実施の形態を示したものである。この図１１においては図５および図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。なお図１１においてはサンプルホールド回路３以降の構成は図示を省略している。
【００５５】
この図１１に示した実施の形態は、特許請求の範囲における請求項３、請求項４、請求項１２、請求項１３に記載した発明に対応するものである。この実施の形態においては前記ディマー値の再設定に基づく前記制御信号の変化が、発光パネルの発光輝度を上昇させる場合、これに加えて前記制御信号の変化量が所定以上となる場合において、制御信号変換手段５による出力を利用するように構成されている。
【００５６】
すなわち、前記ディマー値の再設定により発光パネルの発光輝度を上昇させる場合において、バッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータに供給される電力が瞬時に上昇するため、バッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータに供給される電流値が極端に上昇するという現象が発生する。逆に発光パネルの発光輝度を低下させる場合においては、前記した現象は発生しない。
【００５７】
したがって、図１１に示す実施の形態においては、ディマー設定値がＣＰＵ（中央演算ユニット）８に供給されるように構成されており、このＣＰＵ８を介してディマー設定値に基づくアナログ制御信号Ｖｄａを得るように構成されている。そして、前記ＣＰＵ８においては、ディマー値の再設定により発光パネルの発光輝度が上昇されるか否かを判定すると共に、その上昇値（変化量）が所定以上であるか否かを判定する判定手段が構築されている。
【００５８】
ＣＰＵ８内に構築された前記判定手段において、前記した条件を満たすと判定された場合には、ＣＰＵ８よりスイッチ制御手段９に指令が送られ、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、図１１に示したように制御信号変換手段５側に接続されるように構成されている。なお、図１１に示した制御信号変換手段５は、一例として図５に示した抵抗素子Ｒ２とコンデンサＣ１による時定数回路により構成されている。これにより、可変電圧源１で示す制御信号Ｖｄａは、制御信号変換手段５を介してオペアンプ９に供給されるので、図５および図６に示した例と同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
また、ＣＰＵ８内に構築された前記判定手段において、前記した条件を満たさないと判定される場合には、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、図１１に示した状態とは逆の状態に切り換えられ、制御信号変換手段５による信号変換動作はなされない。
【００６０】
以上の説明は、モニタ用素子Ｅｘを利用して発光パネルに配置された各発光素子の経時変化および温度依存性に対する輝度補償を実現させる例を示しているが、この発明は前記したモニタ用素子を利用しない発光パネルの駆動装置においても採用することができる。図１２はその例を示すものである。
【００６１】
図１２においては、発光パネル２１には代表して１つの画素構成が示されており、これは図８に基づいて説明した例と同様に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おり、それぞれ相当する各素子は同一符号で示している。そして、制御用トランジスタＴｒ１のゲートおよびソースには、図８に示した例と同様にゲートドライバ２３およびデータドライバ２２より、それぞれ走査選択信号およびデータ信号が供給されるように構成されている。
【００６２】
図１２に示す実施の形態においては、ディマー設定に基づく制御信号は図９に示した例と同様にカウンタ６とＤ／Ａ変換器７による制御信号変換手段５を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータの制御入力信号として供給される。この構成においても発光パネルの輝度を上昇させるディマー設定がなされた場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ４に対してバッテリーから激しい突入電流が供給されるのを緩和させることができ、すでに説明した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
なお、図１２に示す実施の形態においては、カウンタ６とＤ／Ａ変換器７による制御信号変換手段５が採用されているが、これに代えて図５に示したように抵抗素子Ｒ２とコンデンサＣ１からなる時定数回路による信号変換手段を採用することもできる。
【００６４】
図１３は、図１２に示した実施の形態と同様に前記したモニタ用素子を利用しない発光パネルの駆動装置の例を示しており、この図１３においては図１２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。なお、この実施の形態は特許請求の範囲における請求項２および請求項１１に記載した発明に対応するものである。
【００６５】
この図１３に示す実施の形態は、データドライバ２２からのデータ信号に基づく電荷がコンデンサＣｓに書き込まれ、コンデンサＣｓに書き込まれた電荷量、すなわちコンデンサＣｓの充電電圧値により発光駆動トランジスタＴｒ２が定電流駆動素子として機能する画素構成を備えた発光パネルの駆動装置に好適に採用することができる。
【００６６】
この図１３に示す構成においても発光パネルの輝度を上昇させるディマー設定値になされた場合においては、発光パネルにおける消費電力の上昇を補うために、図４（ｆ）に示した例と同様にバッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータ４に対して激しい突入電流が供給されることになる。このような現象を回避するために、図１３に示す構成においてはＥＬ素子Ｅ１に供給する駆動電流を可変制御することができる駆動電流制御手段としてのトランジスタＴｒ３が各画素毎に配置されている。
【００６７】
すなわち、駆動電流制御手段としての前記トランジスタＴｒ３は、発光駆動トランジスタＴｒ２とＥＬ素子Ｅ１との間に接続されているが、これは発光駆動トランジスタＴｒ２とＥＬ素子Ｅ１に対していずれかの箇所に直列に接続されていればよい。加えて、前記トランジスタＴｒ３のゲートには、ディマー値の再設定に基づいて変更される制御信号が制御信号変換手段５を介して供給されるように構成されている。
【００６８】
前記制御信号変換手段５は、カウンタ６とＤ／Ａ変換器７を含む図９に示した例と同様のものである。これにより発光パネルの輝度を上昇させるディマー設定値になされた場合においては、前記トランジスタＴｒ３におけるドレインとソース間の直流抵抗値は、制御信号変換手段５の動作にしたがって段階的に小さくなるように制御される。したがって、図１３に示した構成においても、発光パネルの輝度を上昇させるディマー設定により、バッテリーよりＤＣ−ＤＣコンバータ４に対して激しい突入電流が供給されるのを緩和させることができる。
【００６９】
なお、図１３に示す実施の形態においても、制御信号変換手段５としてカウンタ６とＤ／Ａ変換器７による構成を採用しているが、これに代えて図５に示したように抵抗素子Ｒ２とコンデンサＣ１からなる時定数回路による信号変換手段を採用することもできる。
【００７０】
以上説明した実施の形態においては、いずれも複数の発光素子をパネル上に配置し、前記発光素子を選択的に発光駆動することにより画像を表示する構成にされているが、この発明は前記した構成にとどまらず、例えば液晶表示パネルのバックライトとして機能する発光パネルの駆動装置にも採用することができる。図１４はその例を模式的に示したものであり、（Ａ）は液晶表示パネルを上面から見た状態で示しており、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線より矢印方向に見た断面図で示している。
【００７１】
図１４において符号３１は液晶パネルを示しており、この液晶パネルの裏面には合成樹脂により形成された導光板３２が添接されている。そして、図１４に示す形態においては前記導光板３２の一端面部分に、発光素子としての３個のＬＥＤ３３が配置され、各ＬＥＤより前記導光板３２に向かってＬＥＤからの光が導入されるように構成されている。
【００７２】
この構成により、ＬＥＤからの光は導光板３２に導入され、さらに液晶パネル３１の裏面から前面に向かってパネル３１を透過するように作用し、液晶パネルのバックライトとして機能する。この図１４に示す形態においては、前記ＬＥＤ３３と導光板３２とにより発光パネルを形成しており、ディマー値の設定に基づいて前記ＬＥＤ３３に供給する駆動電圧もしくは駆動電流を可変制御することで、前記液晶パネル３１の実質的な輝度を変更することができる。
【００７３】
したがって、ディマー値の設定に基づいてＬＥＤ３３を発光駆動する駆動電圧生成手段もしくは駆動電流制御手段として、すでに説明した各実施の形態を適宜採用することができ、これにより同様の作用効果を得ることができる。
【００７４】
以上説明したこの発明にかかる発光パネルの駆動装置は、図８に示したようなアクティブマトリクス型発光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発光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、発光パネルに配置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、同様の輝度補償動作を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】有機ＥＬ素子の等価回路図である。
【図２】有機ＥＬ素子の諸特性を示した静特性図である。
【図３】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４】図３に示す構成における各部の電圧・電流波形を説明するタイミング図である。
【図５】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６】図５に示す構成における各部の電圧・電流波形を説明するタイミング図である。
【図７】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８】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発光パネルの例を示した回路構成図である。
【図９】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。
【図１０】図９に示す構成における各部の電圧・電流波形を説明するタイミング図である。
【図１１】この発明にかかる駆動装置の第３の実施の形態を示した回路構成図である。
【図１２】同じく第４の実施の形態を示した回路構成図である。
【図１３】同じく第５の実施の形態を示した回路構成図である。
【図１４】この発明にかかる駆動装置を利用することができる応用例を示した液晶表示パネルの上面図および断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１        可変電圧源（制御信号）
２        オペアンプ（電圧バッファ回路）
３        サンプルホールド回路
４        ＤＣ−ＤＣコンバータ（駆動電圧生成手段）
５        制御信号変換手段
６        カウンタ
７        Ｄ／Ａ変換器
８        ＣＰＵ
９        スイッチ制御手段
２１      発光パネル
２２      データドライバ
２３      ゲートドライバ
３１      液晶パネル
３２      導光板
３３      ＬＥＤ
Ｂａｔｔ  バッテリー
Ｅ１      発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｅｘ      モニタ用素子（有機ＥＬ素子）
Ｔｒ１    制御用トランジスタ
Ｔｒ２    発光駆動トランジスタ
Ｔｒ３    駆動電流制御手段（トランジスタ）
【図１】
2006343531.tif 000003
【図２】
2006343531.tif 000004
【図３】
2006343531.tif 000005
【図４】
2006343531.tif 000006
【図５】
2006343531.tif 000007
【図６】
2006343531.tif 000008
【図７】
2006343531.tif 000009
【図８】
2006343531.tif 000010
【図９】
2006343531.tif 000011
【図１０】
2006343531.tif 000012
【図１１】
2006343531.tif 000013
【図１２】
2006343531.tif 000014
【図１３】
2006343531.tif 000015
【図１４】
2006343531.tif 000016