(57)【要約】【課題】駆動回路の消費電力を低減させ発熱量の少ない表示パネル駆動装置を提供する。【解決手段】表示パネルにおける発光表示素子の点灯率を算出して、かかる点灯率が高い程、発光表示素子を駆動する駆動回路に供給する電源電圧の値を高く設定する。点灯率の算出は、表示画面のフレーム毎或いはライン毎に行うようにしても良い。【選択図】　図１
2004138976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光表示素子からなる表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
電圧制御信号に応じてその値が調整される駆動電圧を前記駆動回路に供給する電源回路と、
前記表示パネルに表示する画素データを記憶した画素データ記憶回路と、
前記画素データ記憶回路から所定のタイミングによって抽出した画素データに基づいて前記表示パネルに対する点灯指令を生成してこれを前記駆動回路に供給する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記点灯指令による点灯率が高いときは前記駆動電圧を増大させる電圧制御信号を生成し、前記点灯率が低いときは前記駆動電圧を低減させる電圧制御信号を生成することを特徴とする表示パネル駆動装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記点灯率を前記表示パネルに表示される画像データの少なくとも１つのフレーム毎に算出することを特徴とする請求項１に記載の表示パネル駆動装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記点灯率を前記表示パネルに表示される画像データの少なくとも１つのライン毎に算出することを特徴とする請求項１に記載の表示パネル駆動装置。
【請求項４】
前記発光表示素子は、有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、有機エレクトロルミネセンス（以下、単に“有機ＥＬ”と称する）素子等を用いた表示パネルの駆動装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機ＥＬ素子を用いた表示パネルは、パネル上にマトリクス状に敷設された有機ＥＬ素子を陽極ドライバ回路及び陰極ドライバ回路の各々のドライバ回路を用いて駆動する構成となっている。これらのドライバ回路は、有機ＥＬ表示パネルを小型化すべく各々の回路が１チップのＩＣによって構成されることが多い。
【０００３】
通常、パネル上の有機ＥＬ素子への駆動電流は、陽極ドライバＩＣから有機ＥＬ素子に供給され陰極ドライバＩＣに流れる構成となっている。陽極ドライバＩＣには定電流駆動回路が内蔵されており、この定電流駆動回路は、パネル上における有機ＥＬ素子の各列毎に設けられている。つまり、かかる定電流駆動回路が陽極ドライバ電源回路から供給される電源電圧Ｖａを用いて、有機ＥＬ素子の駆動電流Ｉｄｒｖ（以下、単に“Ｉｄｒｖ”と称する）を生成するのである。
【０００４】
すなわち、陽極ドライバＩＣに設けられた定電流駆動回路の出力段のトランジスタは、その負荷である有機ＥＬ素子をＩｄｒｖなる定電流で駆動する。それ故、かかるトランジスタのドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓ（以下、単に“Ｖｄｓ”と称する）は、全ての有機ＥＬ素子が点灯した場合でもトランジスタがその飽和領域内で確実に動作し得るべく、ドレイン・ソース間の飽和電圧に対して十分なマージンを設ける必要がある。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子と陰極ドライバＩＣとの配線は、一般にアルミニウム合金が使用されるので、その配線インピーダンスの影響が無視できないものとなる。それ故、有機ＥＬ素子と陰極ドライバＩＣとの距離が長いほど、配線インピーダンスによる電圧降下によって有機ＥＬ素子のカソード側の電位が上昇する。つまり、パネル上において、陰極ドライバＩＣから離れた位置にある有機ＥＬ素子ほど発光に必要なアノード側の電位が上昇することになる。従って、パネル上の全ての位置にある有機ＥＬ素子を点灯させる場合、陰極ドライバＩＣから最も離れた列に位置する有機ＥＬ素子のアノードに生ずるアノード電圧Ｖａｎが最も高くなる。それ故、かかる点を考慮して陰極ドライバＩＣに供給される電源電圧Ｖａを設定する必要がある。
【０００６】
ところで、陽極ドライバＩＣに供給される電源電圧はＶａ
Ｖａ　≧　Ｖｄｓ＋Ｖａｎ　…（１）
として規定される。つまり、電源電圧Ｖａは、パネル上の全ての有機ＥＬ素子が点灯して有機ＥＬ素子のアノード電位が最大となった場合でも、定電流駆動回路の出力段トランジスタが飽和領域で動作できるようなＶｄｓを担保すべく、十分に高い電圧に設定する必要がある。
【０００７】
しかしながら、一般に、パネル上における有機ＥＬ素子のうちで点灯される素子の割合を示す点灯率が１００％となる確立は非常に小さく、平均的にはほぼ５０％程度であることが多い。
ここで、陽極ドライバＩＣにおける消費電力をＰとすると、その大部分が陽極ドライバＩＣの出力段で消費されるため、消費電力Ｐは、
Ｐ＝Ｖｄｓ×Ｉｄｒｖ×（オンとなっている出力段トランジスタ数）…（２）
として定義される。
【０００８】
上記の（１）式からも明らかな如く、点灯率が下がり有機ＥＬ素子のアノード電位が低下すると電源電圧Ｖａが一定のためＶｄｓが増加する。これによって、陽極ドライバＩＣにおける消費電力Ｐが増大して、陽極ドライバＩＣからの発熱が急に増大するおそれがある。
一般に、有機ＥＬ素子は、熱の影響を受け易くその周囲温度が増加すると輝度寿命が急速に低下する傾向がある。それ故、陽極ドライバＩＣからの発熱が増大すると同ＩＣに隣接する有機ＥＬ素子の温度も上昇して、その輝度寿命の低下を招くおそれがある。さらに、昨今は、有機ＥＬ表示パネルの小型化及び製品コスト削減の要請から、陽極ドライバＩＣのベアチップを表示パネルのガラス上に直接圧着する実装形態のＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式が普及しつつある。かかる実装形態となれば陽極ドライバＩＣと有機ＥＬ素子との距離が益々短くなり、陽極ドライバＩＣからの発熱量の低減が重要な問題となる。
【０００９】
なお、有機ＥＬ素子を用いた表示パネルにおいて、有機ＥＬ素子の発熱による表示画像の品質低下を防止する技術としては、本発明とその構成を異にする特許文献１に記載の先行技術が存在する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１７５０４６
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明が解決しようとする課題には上述した問題が一例として挙げられる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の表示パネル駆動装置は、複数の発光表示素子からなる表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、電圧制御信号に応じてその値が調整される駆動電圧を前記駆動回路に供給する電源回路と、前記表示パネルに表示する画素データを記憶した画素データ記憶回路と、前記画素データ記憶回路から所定のタイミングによって抽出した画素データに基づいて前記表示パネルに対する点灯指令を生成してこれを前記駆動回路に供給する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記点灯指令による点灯率が高いときは前記駆動電圧を増大させる電圧制御信号を生成し、前記点灯率が低いときは前記駆動電圧を低減させる電圧制御信号を生成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した表示パネル駆動装置の一つの実施例として、発光素子に有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示パネル駆動装置を図１のブロック図に示す。
先ず、図１に示す有機ＥＬ表示パネル駆動装置の構成を説明する。
同図において、表示パネルとしての有機ＥＬ表示パネル１０は、有機ＥＬ素子をマトリクス状に敷設して構成された有機ＥＬ表示パネルである。同パネル上において、駆動回路としての陽極ドライバＩＣ２０、及び陰極ドライバＩＣ３０により駆動された有機ＥＬ素子が点灯される。これら各々のドライバＩＣは、制御回路４０からの制御信号によって制御される。なお、陽極ドライバＩＣ２０と陰極ドライバＩＣ３０の動作及び構成についてはその詳細を後述する。
【００１４】
制御回路４０は、主に、マイクロコンピュータ、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ素子から成るメモリ回路、及びこれら各構成要素の周辺回路（図示せず）から構成されている。制御回路４０内のメモリ回路には、有機ＥＬ表示パネル駆動装置の各種動作を規定するプログラムが記憶されており、制御回路４０に内蔵されたマイクロコンピュータは、所定のタイミングに基づいてかかるプログラムを実行する。なお、パネル上に設けられた有機ＥＬ素子数が多い場合、制御回路４０は、マイクロコンピュータの処理を軽減すべく、表示処理を専用に行う表示処理専用のコントローラを更に内蔵する構成としても良い。また、前記マイクロコンピュータとは別に、単体の表示処理用コントロールＩＣを用いる構成としても良い。
【００１５】
画素データ用ＲＯＭ回路５０は、有機ＥＬ表示パネル１０に表示される画素データを記憶している画素データ記憶回路であり、制御回路４０は、有機ＥＬ表示パネル１０に表示する表示データの基となる画素データを当該画素データ記憶回路から所定のタイミングで読み出す。
電源回路としての陽極ドライバ電源回路６０、及び陰極ドライバ電源回路７０は、各々のドライバＩＣに有機ＥＬ素子駆動用の電源電圧を供給する電源回路である。因みに、陽極ドライバ電源回路６０からは陽極ドライバ電源電圧Ｖａが陽極ドライバＩＣ２０に供給され、陰極ドライバ電源回路７０からは陰極ドライバ電源電圧Ｖｃが陰極ドライバＩＣ３０に供給される。また、電源電圧Ｖａの値は、制御回路４０からの電圧制御信号によって自在に調整されるようになっている。
【００１６】
次に、有機ＥＬ表示パネル１０、陽極ドライバＩＣ２０、及び陰極ドライバＩＣ３０の構成とその概略動作について、図２に示すブロック図を参照しつつ説明する。
図２に示された有機ＥＬ表示パネル１０は、いわゆる単純マトリクス構成によるものであって、パネル上に有機ＥＬ素子がマトリクス状に敷設されており、図２の事例では（ｎ行×ｍ列）のマトリクスが構成されている。因みに、パート・カラーの有機ＥＬ表示パネルでは、製品コストを低減すべく、一般に単純マトリクス構成が広く採用されている。なお、有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ発光層をアノード電極とカソード電極で挟持する構成となっており、通常のダイオードと同様に整流特性を有している。図２に示す事例では、有機ＥＬ素子のアノードが各列毎に集線されて陽極ドライバＩＣ２０に接続されており、そのカソードが各行毎に集線されて陰極ドライバＩＣ３０に接続されている。
【００１７】
陽極ドライバＩＣ２０は、スイッチ素子Ｓａ１からＳａｍ、及び各々のスイッチ素子毎に定電流駆動回路ＣＣｇとプルダウン抵抗Ｒａを含む構成となっている。スイッチ素子Ｓａ１からＳａｍは、制御回路４０から供給される陽極ドライバ制御信号によってその切換動作が制御される。また、定電流駆動回路ＣＣｇは、例えば、ＰＭＯＳ−ＦＥＴを出力段トランジスタとする定電流駆動回路であり、陽極ドライバ電源回路６０から供給される電源電圧Ｖａを基にして有機ＥＬ素子の駆動電流Ｉｄｒｖを生成する。
【００１８】
陰極ドライバＩＣ３０は、スイッチ素子Ｓｃ１からＳｃｎ、及び各々のスイッチ素子毎にプルアップ抵抗Ｒｃ及びプルダウン抵抗Ｒｇを含む構成となっている。スイッチ素子Ｓｃ１からＳｃｎは、制御回路４０から供給される陰極ドライバ制御信号によってその切換動作が制御される。
続いて、図２に示される回路の動作の概略を説明すれば以下のようになる。
【００１９】
先ず、制御部４０は、１行目からｎ行目の内から所望の走査ライン（行）を選択する陰極ドライバ制御信号を陰極ドライバＩＣ３０に供給する。陰極ドライバＩＣ３０は、かかる指令に基づいて指定のラインに相当するスイッチ素子をプルアップ抵抗Ｒｃ側からプルダウン抵抗Ｒｇ側に切り換える。図２に示す事例では、走査ラインとして２行目が選択されたことを表しいる。それ故、スイッチ素子Ｓｃ２のみがプルダウン抵抗Ｒｇ側に切り換わっており、他のスイッチ素子は全てプルアップ抵抗Ｒｃ側となっている。
【００２０】
次に、制御部４０は、選択した走査ラインに必要とされる画素データを画素データ供給ＲＯＭ回路５０から読み出し、所定の点灯表示データを編集するとこれを陽極ドライバ制御信号として陽極ドライバＩＣ２０に供給する。陽極ドライバＩＣ２０は、かかる指令に基づいて、パネル上の点灯すべき列のスイッチ素子をプルダウン抵抗Ｒｇ側から定電流駆動回路ＣＣｇ側に切り換える。因みに、図２に示す事例では、１列目とｍ列目が点灯する指令が為されているため、スイッチ素子Ｓａ１とＳａｍがプルダウン抵抗Ｒａ側から定電流駆動回路ＣＣｇ側に切り換わっており、他のスイッチ素子は全てプルダウン抵抗Ｒａ側となっている。
【００２１】
以上の動作が為された結果、パネル上の第２行目にある第１列目及び第ｍ列目の各々の有機ＥＬ素子に駆動電流Ｉｄｒｖが流れて各有機ＥＬ素子が発光する。そして、他の有機ＥＬ素子については、そのアノードが陽極ドライバＩＣ２０内のプルダウン抵抗Ｒａを介して接地されており、かつそのカソードが陰極ドライバＩＣ３０内のプルアップ抵抗Ｒｃを介して電源電圧Ｖｃにプルアップされているため点灯することはない。
【００２２】
つまり、制御回路４０が陰極ドライバＩＣ３０を所定のタイミングで順次走査し、かつ走査ラインに対応した表示データをかかる走査タイミングに同期して陽極ドライバＩＣ２０にセットして行くことによって、有機ＥＬ表示パネル１０に所定の画像が表示されることになる。
次に、本実施例に基づく電圧制御動作の様子を、図３に示す動作タイムチャートを参照しつつ説明する。
【００２３】
図３は、有機ＥＬ表示パネル１０の各走査ライン毎に点灯される表示データと、陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧Ｖａの変化を表したタイムチャートである。同図において、３Ａは、有機ＥＬ表示パネル１０における１〜ｎ行の各ラインを走査するライン走査パルスを示している。また、３Ｂは、制御回路４０のバッファメモリにセットされる表示データを示している。３Ｃは、陽極ドライバ電源回路６０から陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧Ｖａの変化を表している。また、３Ｄは、陽極ドライバＩＣ２０内のレジスタにセットされた表示データを示しており、実際の各ラインにおいて点灯される有機ＥＬ素子の点灯状態を表すものである。
【００２４】
図３Ａに示すライン走査パルスは、制御部４０からの指令に基づき有機ＥＬ表示パネル１０の１ラインを走査する毎に出力される。つまり、図３Ａに示すパルスの周期で陰極ドライバＩＣ３０におけるライン走査が行われる。
制御部４０は、例えば、図３Ａのラインパルスの立ち上がりエッジのタイミング等、任意のタイミングで、画素データ用ＲＯＭ回路にアクセスして画素データを読込む。そして、次の走査ラインに表示する表示データを生成して、これを内部に設けたバッファメモリにストアし、陽極ドライバＩＣ２０に出力する（図３Ｂ）。
【００２５】
制御部４０は、上記表示データの生成と同時にかかる表示データについての点灯率を算出する。なお本実施例において、点灯率とは有機ＥＬ表示パネルの１ライン中に含まれる有機ＥＬ素子のうち、当該ラインに対応した表示データによって点灯される有機ＥＬ素子の数の割合を示すものである。例えば、１ラインに設けられた有機ＥＬ素子の数を１００個、そのうち表示データに応じて点灯される素子の数を２０個と仮定すると、このときの点灯率は、
点灯率＝２０／１００＝０．２
と規定される。
【００２６】
また、制御部４０は、算出した点灯率に基づいて陽極ドライバ電源回路６０に供給する電圧制御信号を生成する。
次のライン走査パルスの立ち上がりで、陽極ドライバ電源回路６０は、制御部４０からの電圧制御信号を取り込んで、陽極ドライバＩＣ２０に供給する電源電圧の値を設定する。
【００２７】
例えば、陽極ドライバＩＣ２０に供給する電源電圧の最大値をＶａとして点灯率をα（０≦α≦１）とすると、このときの電源電圧Ｖａ（α）は、単純に
Ｖａ（α）＝Ｖａ×α
と設定しても良い。また、点灯率から陽極ドライバＩＣ２０に供給する電源電圧を導出する所定の関数を定めておいて、かかる関数から電源電圧を算出するようにしても良い。さらに、点灯率と陽極ドライバＩＣ２０に供給する電源電圧を関連付ける変換テーブルを設けておき、かかるテーブルを用いて電源電圧を求めるようにしても良い。
【００２８】
一方、陽極ドライバＩＣ２０も、次のライン走査パルスの立ち上がりで制御回路４０内部に設けられたバッファメモリ（図３Ｂ）から表示データを読み出し、これを陽極ドライバＩＣ２０の内部に持っているレジスタにラッチする（図３Ｄ）。
以上の動作によって、例えば、表示データ１（点灯率α）の内容が対応する走査ラインに点灯されるとき、即ち表示データ１が陽極ドライバＩＣ２０内部のレジスタにラッチされたとき、陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧はＶａ（α）となる。同様にして、表示データ２（点灯率β）、表示データ３（点灯率γ）が陽極ドライバＩＣ２０にラッチされたとき、陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧は、それぞれＶａ（β）、Ｖａ（γ）となる。
【００２９】
図３において、各々の表示データの点灯率が
α　＜　β　＜　γ
なる関係にあるものと過程すると、陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧については、ほぼ、
Ｖａ（α）＜　Ｖａ（β）＜　Ｖａ（γ）
なる関係が成立する。
【００３０】
以上説明した如く、本実施例では、表示データの点灯率によって陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧を調整して、点灯率が高いほど電源電圧を高く設定する。それ故、陽極ドライバＩＣ２０における定電流駆動回路の出力段トランジスタのＶｄｓを常に適正値に保つことが可能となり、同トランジスタにおける無駄な消費電力を抑えることができる。
【００３１】
以上説明した実施例では、表示画面の１ラインの走査毎に陽極ドライバＩＣ２０に供給される電源電圧の制御を行ったが、本発明はかかる事例に限定されるものではない。
例えば、制御回路４０内に複数行分のラインに亘る表示データを蓄積可能なバッフアメモリを設けておき、一旦このバッファメモリに表示データを蓄えた後これらの蓄積データ全体についての点灯率を算定し、かかる点灯率に基づいて複数行分のラインに亘る電源電圧Ｖａの制御を行うようにしても良い。
【００３２】
また、バッファメモリの容量を増大させて、例えば、表示画面の１つのフレーム全体を一旦蓄積した後フレーム全体についての点灯率を算定して、フレーム毎に電源電圧Ｖａの制御を行うようにしても良い。さらに、大容量のバッファメモリを用いて数フレーム毎に電源電圧Ｖａの制御を行うようにしても良い。
或いは、ライン毎若しくはフレーム毎の表示データの点灯率の変動幅を検出して、かかる変動幅が所定の閾値を超えた場合にのみ電源電圧Ｖａの制御を行うようにしても良い。
【００３３】
また、表示データの点灯率の変動幅に応じて、上述したライン毎若しくはフレーム毎の電源電圧制御動作を組み合わせて用いる構成としても良い。
また、以上説明した実施例においては、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示したが、本発明の実施はかかる事例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による有機ＥＬ表示パネル駆動装置の１つの実施例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の有機ＥＬ表示パネル駆動装置における、有機ＥＬ表示パネル及び各ドライバＩＣの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１の有機ＥＬ表示パネル駆動装置における電圧制御動作の様子を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０　…　有機ＥＬ表示パネル
２０　…　陽極ドライバＩＣ
３０　…　陰極ドライバＩＣ
４０　…　制御回路
５０　…　画素データ用ＲＯＭ回路
６０　…　陽極ドライバ電源回路
７０　…　陰極ドライバ電源回路
【図１】
2004138976.tif 000003
【図２】
2004138976.tif 000004
【図３】
2004138976.tif 000005