(57)【要約】【課題】経時変化による発光輝度の低下を簡単な構成で抑制することができる自発光素子の駆動装置を提供する。【解決手段】自発光素子の駆動時間を累計する時間累計手段と、時間累計手段によって累計された累計駆動時間に対応したデューティ比を設定するデューティ比設定手段と、デューティ比設定手段によって設定されたデューティ比のパルス幅を有する駆動パルス信号を所定の繰り返し周期で発生し、駆動パルス信号を自発光素子に印加させる駆動手段と、を備えた。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発光素子を駆動して発光させる駆動装置であって、
前記自発光素子の駆動時間を累計する時間累計手段と、
前記時間累計手段によって累計された累計駆動時間に対応したデューティ比を設定するデューティ比設定手段と、
前記デューティ比設定手段によって設定されたデューティ比のパルス幅を有する駆動パルス信号を所定の繰り返し周期で発生し、前記駆動パルス信号を前記自発光素子に印加させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記デューティ比設定手段は、前記時間累計手段によって累計された累計駆動時間が長くなるほど前記デューティ比を大きくすることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記所定の繰り返し周期を一定として前記デューティ比に応じた前記パルス幅を設定することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記パルス幅を一定として前記所定の繰り返し周期を前記デューティ比に応じた長さとすることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、パルス幅変調回路からなることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子等の自発光素子の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の携帯端末に用いられる画像表示装置としては、薄型の表示パネルが要求されている。従来の薄型の表示パネルには液晶表示パネルが通常使用されているが、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）をマトリックス状に配列して構成される表示パネルは、薄いだけでなく軽量となるので、携帯端末用の画像表示装置として有望とされている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の駆動としては定電流駆動方式と定電圧駆動方式とがある。有機ＥＬ素子は供給される電流レベルに応じた輝度で発光する。定電流駆動方式の駆動装置では有機ＥＬ素子に供給する電流レベルの一定電流に制御し、定電圧駆動方式の駆動装置では有機ＥＬ素子に印加する電圧を一定電圧に制御することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
定電圧駆動方式の方が簡便な回路構成となるが、以下の問題点がある。ＥＬ素子自体の経時変化により有機ＥＬ素子のインピーダンスが上昇すると、ＥＬ素子に流れる電流が減少するため輝度が低下してしまうという問題点があった。特に、有機ＥＬ素子の初期段階におけるインピーダンスの変化が大きく、初期値に対して短時間で輝度が著しく低下してしまうという問題点があった。また、輝度を一定に保つためには、有機ＥＬ素子の輝度の低下や電流値の減少を検出し、それに従って電源電圧を変化させる必要があるが、回路構成が複雑になるという欠点がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題には、上記の問題点が一例として挙げられ、経時変化による発光輝度の低下を簡単な構成で抑制することができる自発光素子の駆動装置を提供することが本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の駆動装置は、自発光素子を駆動して発光させる駆動装置であって、自発光素子の駆動時間を累計する時間累計手段と、時間累計手段によって累計された累計駆動時間に対応したデューティ比を設定するデューティ比設定手段と、デューティ比設定手段によって設定されたデューティ比のパルス幅を有する駆動パルス信号を所定の繰り返し周期で発生し、駆動パルス信号を自発光素子に印加させる駆動手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明による有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の発光駆動装置を示している。この発光駆動装置は、図１に示すように、有機ＥＬ素子１を発光駆動する装置であって、電圧源２、スイッチ３、カウンタ４、メモリ回路５及びＰＷＭ（パルス幅変調）回路６を備えている。
【０００８】
電圧源２は所定の直流電圧を出力する。所定の直流電圧は有機ＥＬ素子１の発光閾値電圧より高い電圧である。電圧源２の正出力端子はスイッチ３に接続され、負出力端子はアース接続されている。スイッチ３は有機ＥＬ素子１を発光駆動するときにオンとなるように操作される、又は制御されるオンオフスイッチである。スイッチ３の一端が電圧源２の正出力端子に接続され、他端はＰＷＭ回路６に接続されている。
【０００９】
カウンタ４はスイッチ３がオンとなる期間を累計するタイムカウンタである。スイッチ３がオンとなる期間は有機ＥＬ素子１が発光駆動されている期間である。カウンタ４は発光駆動期間の累計時間を示す信号を出力し、その信号はメモリ回路５に供給される。メモリ回路５はデータテーブルを内部に保持している。そのデータテーブルは累計時間とデューティ比との関係を示すものである。図２はメモリ回路５にデータテーブルとして保持されている累計時間とデューティ比との関係を示している。メモリ回路５はそのデータテーブルを用いてカウンタ４の出力信号が示す累計時間に対応したデューティ比を読み出してデータとしてＰＷＭ回路６に出力する。
【００１０】
ＰＷＭ回路６には、スイッチ３がオンであるときにスイッチ３から電圧源２の出力電圧が供給される。ＰＷＭ回路６はメモリ回路５から供給されるデューティ比にて駆動パルス信号を発生する。有機ＥＬ素子１のアノードはＰＷＭ回路６の駆動パルス信号の出力端子に接続され、カソードはアース接続されている。
かかる構成の発光駆動装置においては、スイッチ３がオンとなると、電圧源２の出力電圧はＰＷＭ回路６に供給される。ＰＷＭ回路６は所定の繰り返し周期で駆動パルス信号を発生する。駆動パルス信号は、有機ＥＬ素子１に順方向に印加されるので、有機ＥＬ素子１は発光する。有機ＥＬ素子１の発光は所定の繰り返し周期で行われるので発光駆動は断続的であるが、所定の繰り返し周期は人間の目で連続的な発光と視認される程度の周期である。
【００１１】
駆動パルス信号は、メモリ回路５からデータとして出力されるデューティ比のパルス幅を有している。すなわち、その時点においてカウンタ４から出力されている有機ＥＬ素子１の発光駆動期間の累計駆動時間に対応したデューティ比のパルス幅を有している。よって、初期段階では累計駆動時間は０に等しい状態であるので、駆動パルス信号のデューティ比は最小となる。
【００１２】
スイッチ３のオン期間はカウンタ４によって累計されるので、カウンタ４の計数値、すなわち累計駆動時間は増加する。累計駆動時間が増加するに従ってメモリ回路５においてデータテーブルから読み出されるデューティ比が大きくなる。よって、ＰＷＭ回路６から出力される駆動パルス信号のパルス幅が累計駆動時間の増加に従って大きくなる。駆動パルス信号の振幅は、累計駆動時間が増加しても電圧源２の出力電圧にほぼ等しく変化しない。
【００１３】
有機ＥＬ素子１は、同一の印加電圧であっても発光による経時変化によって発光輝度が低下してくる。本発明によれば、この発光輝度の低下分を駆動パルス信号のパルス幅の増加によって補償することが行われる。
図３（ａ）〜（ｃ）は有機ＥＬ素子１の経時変化の程度を初期段階、中間段階、最終段階の３段階に分けて駆動パルス信号のパルス幅とピーク輝度との関係を示している。図３（ａ）の初期段階では駆動パルス信号のパルス幅は最小であるが、そのピーク輝度は最大となる。図３（ｂ）の中間段階では駆動パルス信号のパルス幅は初期段階に比べて増加し、そのピーク輝度は初期段階に比べて減少する。図３（ｃ）の最終段階では駆動パルス信号のパルス幅は最大であるが、そのピーク輝度は最小となる。
【００１４】
図４は従来の発光駆動装置の場合の時間経過による輝度レベルの変化と、上記した実施例を用いた場合の時間経過による輝度レベルの変化とを示している。
よって、図４からも分かるように、有機ＥＬ素子１自体の経時変化によって発光輝度のピーク値が低下してもスイッチ３のオン期間における輝度レベルを維持することができる。かかる駆動装置を表示パネルにおいて用いることにより表示品質を長期間に亘って確保することができる。
【００１５】
図１に示した発光駆動装置においては、駆動パルス信号を発生する繰り返し周期を一定としないで、駆動パルス信号発生期間とブランク期間とに分けても良い。駆動パルス信号発生期間は一定であり、ブランク期間はデューティ比に対応した期間に制御される。この制御はＰＷＭ回路６においてデューティ比に応じて行う。図５（ａ），（ｂ）は、このように駆動パルス信号発生期間とブランク期間とに分けた場合の有機ＥＬ素子１の経時変化の程度が初期段階及び中間段階にあるときの駆動パルス信号発生期間とブランク期間と関係及び駆動パルス信号のパルス幅とピーク輝度との関係を示している。駆動累計時間が増えると、ブランク期間が小さくなる。また、駆動パルス信号発生期間において、駆動パルス信号のパルス幅を図５（ｃ）に示すように変化させることによって階調制御を行うことができる。
【００１６】
図６は図１に示した発光駆動装置に階調制御機能を追加した構成を示している。図６の発光駆動装置においては、メモリ回路５とＰＷＭ回路６との間にデューティ比を補正する階調調整回路７が挿入されている。階調調整回路７においては、階調を示す階調制御信号が供給され、階調制御信号に応じてメモリ回路５から読み出されたデューティ比が補正される。例えば、低輝度の階調ほどデューティ比が短く補正される。ＰＷＭ回路６には補正後のデューティ比がデータとして供給される。
【００１７】
図７は本発明の発光駆動装置を表示パネル用として適用した表示装置を示している。この表示装置は、表示パネル１１と、表示制御回路１２と、陽極駆動回路１３と、陰極走査回路１４とを備えている。表示パネル１１は複数の有機ＥＬ素子が複数の陽極線Ａ１〜Ａｍ（ｍは２以上の正の整数）と複数の陰極線Ｂ１〜Ｂｎ（ｎは２以上の正の整数）との交差位置各々に配置されたマトリックス表示パネルである。
【００１８】
表示制御回路１２はＣＰＵからなり、入力画像データに応じた画像を表示パネル１１に線順次走査方式で表示させるための制御を行う。その制御のために所定の走査タイミングに同期して陰極走査回路１４に走査指令を発し、同時に陽極駆動回路１３の後述のスイッチ回路１５に対しては駆動指令を発する。表示制御回路１２は、駆動指令に応じて表示パネル１１の各有機ＥＬ素子の駆動時間を積算計数し、各積算駆動時間の平均駆動時間を求める。そして、内蔵する図２に示した如きデータテーブルを用いてその平均駆動時間に対応するデューティ比をデータとして出力する。そのデューティ比のデータは陽極駆動回路１３の後述するＰＷＭ回路２２に供給される。表示制御回路１２は、上記したカウンタ４及びメモリ回路５を備えても良いし、それらの構成が行う動作をプログラムに従って実行しても良い。
【００１９】
陽極駆動回路１３は表示パネル１１の陽極線Ａ１〜Ａｍ各々に接続され、表示制御回路１２からのｍビットに対応した駆動指令に応じて陽極線Ａ１〜Ａｍに駆動パルス信号を選択的に供給する。陰極走査回路１４は表示パネル１１の陰極線Ｂ１〜Ｂｎ各々に接続され、表示制御回路１２からの走査指令に応じて陰極線Ｂ１〜Ｂｎのいずれか１を所定順に選択して所定の走査電位（例えば、アース電位）を印加する。所定の走査電位が印加された陰極線に接続された有機ＥＬ素子のうちの陽極線を介して駆動電流が供給される有機ＥＬ素子が発光する。
【００２０】
陽極駆動回路１３は、駆動パルス信号を発生するために、電圧源２１と、ＰＷＭ回路２２と、スイッチ回路２３とを備えている。電圧源２１は上記の電圧源２と同様に所定の直流電圧を出力する。ＰＷＭ回路２２には電圧源２１から所定の直流電圧が供給される。ＰＷＭ回路２２は表示制御回路１２から供給されるデューティ比にて駆動パルス信号を発生する。駆動パルス信号はＰＷＭ回路２２において電圧源２１からの所定の直流電圧をデューティ比のデータに応じてパルス幅変調して発生される。
スイッチ回路２３は、ｍ個分のスイッチＳＷ１〜ＳＷｍを有し、スイッチＳＷ１〜ＳＷｍ各々はＰＷＭ回路２２の出力と表示パネル１１の陽極線Ａ１〜Ａｍとの間に設けられている。スイッチＳＷ１〜ＳＷｍ各々は上記の駆動指令に応じてオンオフする。
【００２１】
かかる構成の表示装置において、表示制御回路１２が入力画像信号に応じて駆動指令を発する毎に表示パネル１１の駆動時間が積算計数され、その計数結果に対応するデューティ比がデータとしてＰＷＭ回路２２に出力される。
また、ｍビット分の駆動指令に応じてスイッチ回路２３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｍのいずれかがオンとなり、それ以外はオフのままとなる。すなわち、入力画像信号に応じて発光させるべき有機ＥＬ素子に対応した駆動線に接続されたスイッチ回路２３のスイッチはオンとなる。
【００２２】
一方、表示制御回路１２からの走査指令に応じて走査回路１４によって走査線Ｂ１〜Ｂｎのうちの走査線Ｂ１から順に所定の走査タイミングで１走査線ずつ走査電位が印加され、それが繰り返される。走査電位が１走査線に印加される期間、すなわち走査期間は一定である。
走査電位が印加された走査線に接続された有機ＥＬ素子のうちの、対応する駆動線に接続されたスイッチ回路２３のスイッチがオンとなった有機ＥＬ素子には駆動パルス信号が印加される。よって、その有機ＥＬ素子は発光する。その発光時間は１走査期間に対してデューティ比で定まる期間である。
【００２３】
上記した実施例においては、モノクロ表示する表示装置を示したが、カラー表示する場合には１画素に対して発光色がＲＧＢ（赤緑青）の３つの有機ＥＬ素子が設けられる。更に、発光色毎に、電圧源とＰＷＭ回路を備えて駆動パルス信号の振幅を定める必要がある。
また、上記した各実施例においては、自発光素子として有機ＥＬ素子を用いた場合について説明したが、有機ＥＬ素子以外のＬＥＤ等の自発光素子にも本発明を適用することができる。
【００２４】
以上の如く、本発明によれば、自発光素子の駆動時間を累計する時間累計手段と、時間累計手段によって累計された累計駆動時間に対応したデューティ比を設定するデューティ比設定手段と、デューティ比設定手段によって設定されたデューティ比のパルス幅を有する駆動パルス信号を所定の繰り返し周期で発生し、駆動パルス信号を自発光素子に印加させる駆動手段と、を備えたことによって、経時変化による発光輝度の低下を簡単な構成で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した発光駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】データテーブルの累計駆動時間とデューティ比との関係を示す図である。
【図３】図１の駆動装置の動作を経時変化の３段階各々で示す図である。
【図４】図１の輝度変化特性を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例としてである。
【図６】図１の駆動装置においてデューティ比に応じてブランク期間を制御する場合の動作を示す図である。
【図７】本発明を適用した表示装置を示す図である。
【符号の説明】
１　有機ＥＬ素子
２，２１　電圧源
４　カウンタ
５　メモリ回路
６，２２　ＰＷＭ回路
１１　表示パネル
１２　表示制御回路
１３　陽極駆動回路
１４　陰極走査回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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