(57)【要約】【課題】単純マトリクス型有機ＥＬ表示装置において、駆動電流を増大させることなくＥＬ素子の発光量を実質的に増大せしめ、素子の寿命を延ばすことを可能にすること。【解決手段】（ｂ）に示すインターレース駆動においては、単位時間あたりの発光時間は（ａ）に示すプログレッシブ駆動と同様であるが、単位時間あたりの発光回数はプログレッシブ駆動の半分、一回の発光時間はプログレッシブ駆動の場合の２倍となる。ここで発光量は発光時間と輝度の積（すなわち、実線で囲まれた面積）となるため、（ａ），（ｂ）の比較から判るように、インターレース駆動によると一回の発光でプログレッシブ駆動の場合の２倍の発光量となる。したがって、インターレース駆動を採用することで、ＥＬ素子に加える駆動電流を低下させることができるので、ＥＬ素子の寿命を延ばすことに寄与できる。【選択図】      図４
2004302213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する複数の走査線およびデータ線と、前記走査線および前記データ線の各交差部において、前記走査線および前記データ線間にそれぞれ有機ＥＬ素子が形成されている単純マトリクス型表示装置の駆動方法であって、１フレームが複数のフィールドからなることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
【請求項２】
前記複数のフィールドのうち走査されているフィールドにおいては、任意の走査線の走査と次の走査線の走査の間に、リセット期間を設け、当該リセット期間に、前記有機ＥＬ素子の寄生容量に充電された電荷を放電し、走査線の走査終了後は有機ＥＬ素子の走査電極に逆バイアス電位を印加し、走査されていないフィールドにおいては、前記リセット期間以外は全ての走査電極に逆バイアス電位を印加することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の駆動方法。
【請求項３】
互いに交差する複数の走査線およびデータ線と、前記走査線および前記データ線の各交差部において、前記走査線および前記データ線間にそれぞれ有機ＥＬ素子が形成されている単純マトリクス型表示装置であって、１フレームが複数のフィールドからなり、走査されているフィールドにおいては、任意の走査線の走査と次の走査線の走査の間にリセット期間を設け、当該リセット期間に前記有機ＥＬ素子の寄生容量に充電された電荷を放電し、走査線の走査終了後は有機ＥＬ素子の走査電極に逆バイアス電位を印加し、走査されていないフィールドにおいては、前記リセット期間以外は全ての走査電極に逆バイアス電位を印加するように構成したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた発光表示装置に関し、特に表示走査にインターレース（飛び越し走査）を採用した有機ＥＬ発光装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子をマトリクス状に配列して構成した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おり、このよう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。
【０００３】
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、ダイオード特性を有する発光エレメントＥと、この発光エレメント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。
【０００４】
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、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。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、前記素子をマトリックス状に配列した単純マトリクス型表示装置が、すでに一部において実用化されている。この単純マトリクス型のＥＬ表示装置においては、互いに交差する複数の走査線およびデータ線の各交差部において、前記走査線およびデータ線間にそれぞれ有機ＥＬ素子が形成されており、走査線を順に走査電位に設定しつつ、データ線に適宜駆動電流を供給することで、所望の画像パターン等を点灯表示させることができる。
【０００６】
前記した単純マトリクス型のＥＬ表示装置の走査形態は、表示パネルに配列された複数の走査線の１本ごとに、その端から順に走査するようになされるプログレッシブ駆動になされている。これによると、表示画面の例えば上端から下端に至るように各走査線を走査することで、表示画面の１フレームが構成される。なお、この種の単純マトリクス型表示装置においては、走査線が走査された瞬間において、当該走査線に対応するＥＬ素子のみが適宜点灯駆動される。そして、前記した走査は順次繰り返されるので、各ＥＬ素子はあたかも同時に発光しているように見なされる。
【０００７】
ところで、前記した有機ＥＬ素子においては、過電流を受けた場合に素子の劣化が激しいこと、またＥＬ素子の電流・輝度特性が温度変化に対して安定していることなどの理由により、一般的に定電流源による電流駆動がなされる。しかしながら、有機ＥＬ素子においては、前記したとおり寄生容量を有しているために、走査点灯時においては前記定電流源からの電流が寄生容量を充電するために費やされ、前記した発光閾値電圧に達するのに時間を要することになる。したがって、ＥＬ素子の実質的な発光時間に制約を受け、発光量が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
そこで、この種の単純マトリクス型のＥＬ表示装置においては、一走査毎に各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された電荷を放電させて、放電状態の寄生容量を利用して、次の走査で点灯駆動されるＥＬ素子の寄生容量にラッシュカーレントを与えることで、当該ＥＬ素子の発光立上がりを早めるようにする陰極リセット法（例えば、特許文献１参照）を好適に採用することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２３２０７４号公報（段落００１８〜００３４、図１〜図４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したプログレッシブ駆動によると、１フレームごとに１度の走査を受けて当該走査ラインに対応するＥＬ素子が選択的に発光駆動される。このために、１走査期間における各ＥＬ素子の発光可能な時間は、フレーム周波数と走査線数によって定められ、発光可能な時間に制約を受けることになる。要するにＥＬ素子の発光量は、発光時間と発光輝度の積によって求めることができる。
【００１１】
因みに、フレーム周波数が１２０Ｈｚで、走査線数が６４本であるプログレッシブ駆動による表示パネルにおいては、１走査期間を〔（１／１２０）×（１／６４）〕秒よりも大きくすることはできない。そこで、ＥＬ素子の駆動電流を増大させることで、発光量を補償することもできるが、この場合においては、過電流の影響によりＥＬ素子にダメージを与え、その寿命を短縮させる度合いが大きくなる。
【００１２】
この発明は、前記した単純マトリクス型表示装置において制約を受けるＥＬ素子の発光量を、駆動電流を増大させることなく実質的に増大せしめ、素子の寿命を延ばすことができる有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる有機ＥＬ表示装置の駆動方法は、請求項１に記載のとおり、互いに交差する複数の走査線およびデータ線と、前記走査線および前記データ線の各交差部において、前記走査線および前記データ線間にそれぞれ有機ＥＬ素子が形成されている単純マトリクス型表示装置の駆動方法であって、１フレームが複数のフィールドからなる駆動方法を採用した点に特徴を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる駆動方法を採用した有機ＥＬ表示装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図２は単純マトリクス型表示装置と、その駆動装置の例を示すものである。この単純マトリクス型駆動方式における有機ＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図２に示す例は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。
【００１５】
すなわち、ｎ本のデータ線としての陽極線Ａ１  〜Ａｎ  が縦方向に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ１  〜Ｋｍ  が横方向に配列され、各々の交差した部分（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍが配置されて、表示パネル１を構成している。
【００１６】
そして、画素を構成する各ＥＬ素子Ｅ１１〜Ｅｎｍは、垂直方向に沿う陽極線Ａ１  〜Ａｎ  と水平方向に沿う陰極線Ｋ１  〜Ｋｍ  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  〜Ａｎ  は陽極線ドライブ回路２に接続され、各陰極線Ｋ１  〜Ｋｍ  は陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【００１７】
前記陽極線ドライブ回路２には、供給電源ＶＨ  を利用して動作する定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  およびドライブスイッチＳＸ１〜ＳＸｎが備えられており、ドライブスイッチＳＸ１〜ＳＸｎが、前記定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  側に接続されることにより、定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  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〜Ｅｎｍに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ＳＸ１〜ＳＸｎは、定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  からの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、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。
【００１８】
また、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ１  〜Ｋｍ  に対応して走査スイッチＳＹ１〜ＳＹｍが備えられ、逆バイアス電圧源ＶＭ  または走査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、対応する陰極線に接続するように作用する。これにより、陰極線を所定の周期で走査基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ１  〜Ａｎ  に定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  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。
【００１９】
また、前記陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３は、発光制御回路４より指令を受け発光制御回路４に供給される映像データに応じて、当該映像データに対応した画像を表示パネル１に表示させるように作用する。
【００２０】
この実施の形態においては、後で詳細に説明するとおり、表示走査に２フィールドにより１フレームを形成するインターレース（飛び越し走査）が採用されており、したがって陰極線走査回路３は、発光制御回路４からの指令により、初めに例えば奇数番の陰極線を順次選択して走査基準電位点としてのグランド電位に設定する。これにより、第１フィールドを走査することができる。この時、走査対象外の他の陰極線には、逆バイアス電圧源ＶＭ  からの逆バイアス電圧が印加されるように走査スイッチＳＹ１〜ＳＹｍが順次切り換えられる。これにより、ＥＬ素子の走査電極であるカソードに対して走査線を介して逆バイアス電圧が印加される。
【００２１】
陰極線走査回路３は、前記したように第１フィールドの走査を終了した時点で、発光制御回路４からの指令により、偶数番の陰極線を順次選択して走査基準電位点としてのグランド電位に設定する。これにより、第２フィールド目を走査することができる。この時においても、走査対象外の他の陰極線には、逆バイアス電圧源ＶＭ  からの逆バイアス電圧が印加されるように走査スイッチＳＹ１〜ＳＹｍが順次切り換えられる。これにより、ＥＬ素子の走査電極であるカソードに対して走査線を介して逆バイアス電圧ＶＭ  が印加される。なお、図２に示した状態は、第１の陰極線Ｋ１  が走査されている状態を示しており、他の陰極線には逆バイアス電圧が印加されている。
【００２２】
前記逆バイアス電圧ＶＭ  は、走査選択がなされた陰極線との交点に接続されたドライブされているＥＬ素子の寄生容量を充電すると共に、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ＥＬ素子がリーク電流によりクロストーク発光することを防止するように作用する。この逆バイアス電圧ＶＭ  の電圧値は、発光駆動されるＥＬ素子の順方向電圧Ｖｆ  に近い値に設定されるのが一般的である。
【００２３】
一方、陽極線ドライブ回路２には、前記した発光制御回路より、画像データが示す画素情報に基づいて陽極線に接続されているＥＬ素子のいずれかを、どのタイミングでどの程度の時間にわたって発光させるかについて制御するドライブ制御信号が供給される。前記陽極線ドライブ回路２は、このドライブ制御信号に応じて、ドライブスイッチＳＸ１〜ＳＸｎのいくつかを、前記した定電流源Ｉ１  〜Ｉｎ  側に接続し、陽極線Ａ１  〜Ａｎ  を通じて画素データに応じたＥＬ素子に対して駆動電流を供給するように作用する。
【００２４】
なお、前記した各フィールドの走査においては、任意の走査線の走査と次に走査される走査線の走査との間に、リセット期間が設けられ、当該リセット期間において、前記有機ＥＬ素子の寄生容量に充電された電荷を放電する陰極リセット動作が実行される。図３はその陰極リセット動作を説明するものであり、例えば第１フィールドの走査において、第１の陽極線Ａ１  に接続されているＥＬ素子Ｅ１１が発光駆動されている状態から、次の走査において、同じく第１の陽極線Ａ１  に接続されているＥＬ素子Ｅ１３が発光駆動される状態が示されている。なお、図３においては、発光駆動されるＥＬ素子がダイオードのシンボルマークで示されており、他は寄生容量としてのコンデンサのシンボルマークで示されている。
【００２５】
図３（ａ）は、陰極リセット動作の前の状態を示しており、第１の陰極線Ｋ１  が走査されＥＬ素子Ｅ１１が発光している状態を示す。次の走査（飛び越し走査）でＥＬ素子Ｅ１３を発光させることになるが、ＥＬ素子Ｅ１３を発光させる前に、（ｂ）に示すように陽極線Ａ１  および全陰極線をグランド電位に接続して、各ＥＬ素子の寄生容量に蓄積された全電荷を放電させる動作がなされる。これには、各走査スイッチＳＹ１〜ＳＹｍがグランド側に接続されると共に、ドライブスイッチＳＸ１〜ＳＸｎがグランド電位を選択する。
【００２６】
次にＥＬ素子Ｅ１３を発光させるために、第３の陰極線Ｋ３  が走査される。すなわち、第３の陰極線Ｋ３  がグランドに接続され、それ以外の陰極線には、逆バイアス電圧ＶＭ  が与えられる。なお、この時、ドライブスイッチＳＸ１は定電流源Ｉ１  側に接続される。
【００２７】
したがって、先に各ＥＬ素子における寄生容量の電荷を放電しているため、この瞬間において（ｃ）に示すように、次に発光される素子Ｅ１３以外の素子による寄生容量に対して、矢印で示すように逆バイアス電圧ＶＭ  による逆方向の充電がなされ、これらに対する充電電流は、陽極線Ａ１  を介して、次に発光されるＥＬ素子Ｅ１３にラッシュカーレントとして流入し、当該ＥＬ素子Ｅ１３の寄生容量を充電する。この時、陽極線Ａ１  に接続された定電流源Ｉ１  は、基本的にはハイインピーダンス出力回路であり、この充電電流の動きには影響を与えない。
【００２８】
この場合、前記陽極線Ａ１  に、例えば６４個のＥＬ素子が配列されていると仮定し、また、前記した逆バイアス電圧ＶＭ  が１０（Ｖ）であるとすると、前記した充電作用により、陽極線Ａ１  の電位Ｖ（Ａ１  ）は、パネル内の配線インピーダンスは無視できるほど小さいため、瞬時に次に示す数式１に基づく電位に上昇する。例えば外形が１００ｍｍ×２５ｍｍ（２５６×６４ｄｏｔ）程度の表示パネルでは、この動作は約１μｓｅｃで完結する。
【００２９】
【数１】
Ｖ（Ａ１  ）＝（ＶＭ  ×６３＋０Ｖ×１）／６４＝９．８４Ｖ
【００３０】
その後、陽極線Ａ１  に流れる定電流源Ｉ１  からの駆動電流により、（ｄ）に示すようにＥＬ素子Ｅ１３が発光状態になる。以上のように、前記した陰極リセット法は、本来駆動の障害となるＥＬ素子の寄生容量とクロストーク発光防止用の逆バイアス電圧を利用して、次に点灯駆動させるＥＬ素子の順方向電圧を瞬時に立ち上げるように作用する。
【００３１】
次に図４は、前記構成のＥＬ表示装置を利用して、従来のプログレッシブ駆動による発光表示を行った場合のＥＬ素子の発光量と、この発明にかかるインターレース（飛び越し走査）を採用した駆動方法により発光表示を行った場合のＥＬ素子の発光量とを模式的に比較するものである。
【００３２】
ここで、図４（ａ）はプログレッシブ駆動による発光表示を行った場合の発光輝度の様子を示しており、図４（ｂ）は２フィールドで１フレームを構成するインターレース駆動による発光表示を行った場合の発光輝度の様子を示している。そして、共に縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２  ）を示しており、横軸は発光時間を示している。なお、図４に示すように、（ａ），（ｂ）両者共に発光の立上がりにおいては、前記した寄生容量の影響を受けて、若干その立上がり特性が緩慢になっている。
【００３３】
この実施例におけるインターレース駆動においては、単位時間あたりの発光時間はプログレッシブ駆動と同様であるが、単位時間あたりの発光回数はプログレッシブ駆動の半分、一回の発光時間はプログレッシブ駆動の場合の２倍となる。ここで発光量は発光時間と輝度の積（すなわち、実線で囲まれた面積）となるため、図４（ａ），（ｂ）の比較から判るように、インターレース駆動によると一回の発光でプログレッシブ駆動の場合の２倍の発光量となる。
【００３４】
なお、（ｂ）に示すインターレース駆動の場合においては、破線で示す２回目の輝度の立上がりに相当するものはないので、（ｂ）に示すようにそれに相当する“α”として示す輝度を低下させても、なおも（ａ）に比較して２倍の発光量を確保することができることになる。このように、輝度を低下させることは、ＥＬ素子に加える駆動電流を低下させることができるので、ＥＬ素子の寿命を延ばすことに寄与できる。また、点灯回数が半分となることも素子へのダメージの低減に作用し、結果として寿命が延びることも考えられる。
【００３５】
次に示す表１および表２は、前記した観点にたってＥＬ素子の寿命がどの程度延ばすことができたかについて、実験した結果である。この実験においては、表１に示すプログレッシブ駆動においては、緑色発光パネルを全点灯させて、１００ｃｄ／ｍ２  となるような素子駆動電流を与えた場合の素子寿命を測定したものである。
【００３６】
また、表２に示すインターレース駆動においては、同一の発光パネルを用い、まずプログレッシブ駆動により全点灯状態で、１００ｃｄ／ｍ２  となるように素子駆動電流を与え、そのままインターレース駆動に切り換え、輝度が１００ｃｄ／ｍ２  となるように素子駆動電流を絞り、この状態で継続点灯させた場合の素子寿命を測定したものである。なお、前記したようにプログレッシブ駆動により、１００ｃｄ／ｍ２  となるように素子駆動電流を与え、そのままインターレース駆動に切り換えた場合には、輝度は約２０％上昇することが確かめられている。
【００３７】
【表１】
2004302213.tif 000003
【００３８】
【表２】
2004302213.tif 000004
【００３９】
前記表１および表２に示された素子寿命を単純に比較すると、プログレッシブ駆動に対してインターレース駆動を行った場合には、前記した測定条件のもとでは、素子寿命を１９％程度延ばすことが可能となる。
【００４０】
以上のように、この発明にかかる有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法によると、インターレース駆動を行うことで、実質的に表示装置の発光輝度を上昇させることができ、また、この輝度を絞ることにより、素子寿命を延ばすことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の電気的な構成を示した等価回路図である。
【図２】この発明にかかる駆動方法を実現させる実施の形態を示した結線図である。
【図３】この発明にかかる駆動方法と併用することが好ましい陰極リセット動作を説明する結線図である。
【図４】プログレッシブ駆動およびインターレース駆動により発光表示を行った場合の発光輝度の様子を示した特性図である。
【符号の説明】
１          発光表示パネル
２          陽極線ドライブ回路
３          陰極線走査回路
４          発光制御回路
Ａ１  〜Ａｎ    陽極線（データ線）
Ｋ１  〜Ｋｍ    陰極線（走査線）
Ｅ１１〜Ｅｎｍ  有機ＥＬ素子
Ｉ１  〜Ｉｎ    定電流源
ＳＸ１〜ＳＸｎ  ドライブスイッチ
ＳＹ１〜ＳＹｍ  走査スイッチ
ＶＨ          供給電源
ＶＭ          逆バイアス電圧源
【図１】
2004302213.tif 000005
【図２】
2004302213.tif 000006
【図３】
2004302213.tif 000007
【図４】
2004302213.tif 000008