(57)【要約】【課題】  消費電力を低減する。【解決手段】  パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに設けられた有機ＥＬ素子(104)に駆動電流を供給する駆動回路である。電源(4)と電流出力端子(5)との間に介在されたスイッチ手段(2)と、スイッチ手段(2)がオンしたときに出力端子(5)から有機ＥＬ素子(104)に出力される電流をモニタする電流モニタ手段と(3)と、モニタした出力電流を積分する積分手段(10)と、走査線切替信号に基づいてスイッチ手段(2)をオンさせ、出力電流の積分値がアナログ画像信号の値に対応する所定の値に達したときにスイッチ手段(2)をオフさせるスイッチ制御手段(6)と、を備える。【選択図】  図１
2007171543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに設けられた有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する駆動回路であって、
電源と電流出力端子との間に介在されたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段がオンしているときに前記出力端子から前記有機ＥＬ素子に出力される電流をモニタする電流モニタ手段と、
前記モニタした出力電流を積分する積分手段と、
走査線切替信号に基づいて前記スイッチ手段をオンさせ、前記出力電流の積分値がアナログ画像信号の値に対応する所定の値に達したときに前記スイッチ手段をオフさせるスイッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの駆動回路。
【請求項２】
前記スイッチ手段は、一対のトランジスタからなるプシュプル回路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動回路。
【請求項３】
前記電流モニタ手段は、前記出力電流を対応する電圧に変換する抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動回路。
【請求項４】
前記積分手段は、前記モニタした出力電流に対応した電流を流すコンデンサを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動回路。
【請求項５】
前記スイッチ制御手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷に基づく電圧と前記アナログ画像信号の値とを比較する比較手段を備え、この比較手段の比較結果に基づいて前記スイッチ手段をオフさせるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに適用される駆動回路に関し、特に、有機ＥＬ素子を一定の電圧で駆動する定電圧駆動型の駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高画質で薄型の画像表示装置として有機ＥＬディスプレイが注目を浴びている。図３に、この有機ＥＬディスプレイの表示パネル１００の典型的な全体構造を概念的に示す。この表示パネル１００は、ガラス基板１０１、該ガラス基板１０１上に設けられたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）透明電極等からなる陽極１０２、背面電極である陰極１０３、陽極１０２と陰極１０３との間に挟み込まれた有機ＥＬ素子１０４とを備えている。
【０００３】
この表示パネル１００において、電流が有機 ＥＬ素子１０４に通流されると、すなわち陽極１０２から正孔（ホール）、陰極１０３から電子が有機ＥＬ素子１０４に注入されると、これらが有機ＥＬ素子１０４内の発光層（後述）で再結合して有機分子を励起する。そして、その励起状態から基底状態へ戻る際に放出されるエネルギーにより有機ＥＬ素子１０４が発光する。発光した光は、矢印で示すように、上記ガラス基板１０１を通って図における下方向へ放出される。
【０００４】
図４は、上記有機ＥＬ素子１０４の構造を例示している。有機ＥＬ素子には発光層のみからなる単層型と発光層以外の層も有する多層型とがあり、図４は後者（５層型）に属する有機ＥＬ素子を例示している。
この有機ＥＬ素子１０４は、上記陽極１０２との接合性を良くしてホールの注入効率を高めるためのホール注入層１０４ａと、ホール注入層１０４ａから注入されたホールの輸送性を高めるためのホール輸送層１０４ｂと、上記陰極１０３との接合性を良くして電子の注入効率を高めるための電子注入層１０４ｅと、電子注入層１０４ｅから注入された電子の輸送性を高めるための電子輸送層１０４ｄと、ホール輸送層１０４ｂと電子輸送層１０４ｄとの間に挟まれた有機物の蛍光体である発光層１０４ｃとを備え、上述したように該発光層１１３でホールと電子とが再結合することにより発光する。
【０００５】
上記有機ＥＬ素子の特徴を以下に記す。
・発光輝度が電流にほぼ比例する。
・ダイオードのような整流性を有している。
・  図５に示すような電圧一電流特性を示す。順方向にしきい値電圧(Vth)以上の電圧を印加すると電流が流れる。
・大きな寄生静電容量を有している。
【０００６】
図６は、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの原理的な構成を表したものである。この有機ＥＬディスプレイの表示パネル１００においては、カラム(列)を構成する複数本のデータ線１０２ａ，１０２ｂ，・・・と、ロウ(行)を構成する複数本の走査線１０３ａ，１０３ｂ，・・・とが格子状に配線され、各データ線１０２ａ，１０２ｂ，・・・と各走査線１０３ａ，１０３ｂ，・・・との交点位置に有機ＥＬ素子（ダイオード記号で表記）１０４が配置されている。
なお、データ線１０２ａ，１０２ｂ，・・・および走査線１０３ａ，１０３ｂ，・・・は、それぞれ図３に示す各陽極１０２および各陰極１０３に対応している。また、参照番号１０５は、有機ＥＬ素子１０４が有する前記寄生静電容量を示している。
【０００７】
表示パネル１００のカラム側端部には、各データ線１０２ａ，１０２ｂ，・・・に接続されたカラムドライバ２００が設けられ、また、該表示パネル１００のロウ側端部には、走査線１０３ａ，１０３ｂ，・・・に接続されたロウドライバ３００が設けられている。カラムドライバ２００は、各データ線１０２ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ・・・）を駆動電流源２０１ｉと接地点のいずれかに接続する切替スイッチ２０２ｉを有し、また、ロウドライバ３００は、各走査線１０３ｊ（j＝ａ，ｂ，ｃ・・・）を正電源３０１と接地点のいずれかに接続する切替スイッチ３０２ｊを有している。
【０００８】
このパッシブマトリクス型有機ＥＬディスプレイでは、所謂「線順次走査」によって画像を表示する。すなわち、ロウドライバ３００に設けられた切替スイッチ３０２ｍによって１つの走査線１０３ｍだけを接地し、他の各走査線１０３ｋを切替スイッチ３０２ｋによって正電源３０１に接続する。一方、カラムドライバ２００は、切替スイッチ２０２ｎを駆動電流源２０１ｎと接続することにより、走査線１０３ｍ上にあるＥＬ素子１０４に画像データに応じた電流を供給する。このとき、上記他の走査線１０３ｋ上にあるＥＬ素子１０４は、逆バイアス電圧が印加されるために電流が流れない。そして、走査線１０３ｊを順次変えながら上記の動作を実行していくことにより、全画面の画像が表示されることになる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図７は、上記カラムドライバ２００に設けられる駆動回路の従来例を示している。この駆動回路４００は、前記駆動電流源２０１ｉおよび切替スイッチ２０２ｉを含むものであり、表示パネル１００の駆動に必要な出力端子４０１の数に相当する個数だけカラムドライバ２００のＩＣチップ内に形成される。
【００１０】
この駆動回路４００は、所謂「定電流パルス幅変調方式」を適用している。すなわち、出力オン時には、ｐＭＯＳトランジスタ４０２を介して出力端子４０１から表示パネル１００に一定電流を供給し、出力オフ時にはｎＭＯＳトランジスタ４０３を介して出力端子４０１を接地電位に落として表示パネル１００への電流供給を停止する（図８参照）。
このとき、出力オンの時間は、画像データ（パルス幅変調された画像データ）に基づいて規定される。画素（有機ＥＬ素子１０４）を明るく光らせるときには、パルス幅の大きな画像データによって出力オンの時間が長く設定され、逆に、画素を暗く光らせるときには、パルス幅の小さな画像データによって出力オンの時間が短く設定される。
【００１１】
ｐＭＯＳトランジスタ４０３は、ｐＭＯＳトランジスタ４０２と共に電流ミラー回路を構成している。ｎＭＯＳトランジスタ４０４は、画像データ信号によってオン，オフされ、オン時に定電流源４０５で規定される基準電流ＩrefをｐＭＯＳトランジスタ４０３に流す。出力端子４０１からの出力電流は、ｐＭＯＳトランジスタ４０２に流れる電流と等しいので、
出力電流（Ｉout）＝ミラー比（ｋ）×基準電流（Ｉref）
という関係が成立する。なお、トランジスタ４０６は、図６に示す切替スイッチ２０２ｉとしての機能を有し、インバータ４０７で反転された画像データによってオン、オフされる。また、トランジスタ４０２〜４０４および定電流源４０５は、図６に示す駆動電流源２０１ｉを構成している。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２５８２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記駆動回路に使用されている出力段のｐＭＯＳトランジスタ４０２は、所謂アナログ領域で動作している。トランジスタをアナログ領域で使用する場合には、該トランジスタにおける電圧降下（ドレインーソース間電圧）が大きくなるために、トランジスタ内部の消費電力が大きくなるという問題がある。
本発明の目的は、このような従来の問題点に鑑み、消費電力の少ない有機ＥＬディスプレイの駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、以下の構成を有する。すなわち、本発明は、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに設けられた有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する駆動回路であって、電源と電流出力端子との間に介在されたスイッチ手段と、前記スイッチ手段がオンしているときに前記出力端子から前記有機ＥＬ素子に出力される電流をモニタする電流モニタ手段と、前記モニタした出力電流を積分する積分手段と、走査線切替信号に基づいて前記スイッチ手段をオンさせ、前記出力電流の積分値がアナログ画像信号の値に対応する所定の値に達したときに前記スイッチ手段をオフさせるスイッチ制御手段と、を備えている。
【００１５】
前記スイッチ手段は、例えば、一対のトランジスタからなるプシュプル回路で構成される。
前記電流モニタ手段は、前記出力電流を対応する電圧に変換する抵抗で構成することができ、前記積分手段は、前記モニタした出力電流を流すコンデンサを備えることができる。
前記スイッチ制御手段は、前記コンデンサに蓄積された電荷に基づく電圧と前記アナログ画像信号の値とを比較する比較手段を備え、この比較手段の比較結果に基づいて前記スイッチ手段をオフさせるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スイッチ手段によって出力電流をオン，オフさせる定電圧駆動方式を採用している。したがって、スイッチ手段としてトランジスタ等の半導体スイッチ素子を使用した場合に、該トランジスタの消費電力がオン抵抗によるもののみとなるので、消費電力を低減できる。しかも、定電圧駆動でありながら有機EL素子に供給する電流値の総量を制御すること、つまり、有機ＥＬ素子の発光量を制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの駆動回路の実施の形態を示している。この駆動回路１は、図７に示した駆動回路４００に対応するものであり、図６に示したカラムドライバ２００に設けられる。
図１において、ｐＭＯＳトランジスタ２は、ソースが電流検出抵抗３を介して定電圧源４に、ドレインが出力端子５に、ゲートがコンパレータ６の出力にそれぞれ接続されている。ｎＭＯＳトランジスタ７は、ドレインが出力端子５に、ゲートがインバータ８を介してコンパレータ６の出力にそれぞれ接続され、かつ、ソースが接地されている。ｐＭＯＳトランジスタ９は、ソースおよびゲートが電流検出抵抗３の一端と他端にそれぞれ接続されている。コンデンサ１０は、一端および他端がｐＭＯＳトランジスタ１０のソースおよびドレインにそれぞれ接続されている。ｎＭＯＳトランジスタ１１は、ドレインがコンデンサ１０の他端（ｐＭＯＳトランジスタ１０のドレイン）に、ゲートが入力端子１２にそれぞれ接続され、ソースが接地されている。コンパレータ６は、一方の入力がコンデンサ１０とｎＭＯＳトランジスタ１１とを接続するライン１４に接続され、他方の入力が入力端子１３に接続されている。
【００１８】
次に、本実施形態に係る駆動回路の動作を説明する。図示していない制御部から入力端子１２に図２（ｂ）に示す走査線切替信号が入力されると、その入力タイミングで入力端子１３に図２（ａ）に示すアナログ画像信号（輝度を規定する電圧信号）が入力される。一方、上記走査線切替信号の入力に基づいて、ｎＭＯＳトランジスタ１１がオンする。ｎＭＯＳトランジスタ１１がオンすると、定電圧源４からの電流によってコンデンサ１０が急速に充電され、その結果、図２（ｃ）に示すように、上記ライン１４における電位が低下する。なお、ｎＭＯＳトランジスタ１１は、走査線切替信号が入力されている期間中においてのみオンする。
【００１９】
コンパレータ９は、上記アナログ画像信号の電圧とライン１４の電位とを比較し、図２（ｄ）に示すように、（画像信号の電圧）＞（ライン１４の電位）という条件が満たされたときにその出力が「Ｈ」レベル（図中、オンと表記）になる。そして、コンパレータ９の出力が「Ｈ」レベルになると、出力段のｐＭＯＳトランジスタ２がオンするので、出力端子５から出力される電流によって駆動対象の有機ＥＬ素子１０４が発光することになる。
【００２０】
ここで、ｐＭＯＳトランジスタ２を流れる電流をＩ、電流検出抵抗３の値をＲとすると、該電流検出抵抗３の両端にはＲ×Ｉ＝Ｖの電圧が生じる。この電圧Ｖは、ｐＭＯＳトランジスタ９のゲートに印加される。したがって、トランジスタ９には、電流Ｉに対応する電流が流れるが、この電流はコンデンサ１０の放電電流を意味している。つまり、電流検出抵抗３は、出力端子５から出力される電流を対応する電圧に変換してモニタするモニタ手段としての機能を有する。そして、コンデンサ１０は、ｐＭＯＳトランジスタ２がオンしている間において放電動作することから、上記出力電流を積分する積分手段としての機能を有する。
【００２１】
コンデンサ１０の放電が進行して、（画像信号の値）≦（ライン１４の電位）の関係が成立すると、コンパレータ９の出力が「Ｌ」レベル（図中、オフと表記）になるので、ｐＭＯＳトランジスタ２がオフし、同時にｎＭＯＳトランジスタ７がオンする（図２（ｆ）参照）。この結果、駆動対象の有機ＥＬ素子１０４が消勢されてその発光が停止する。
なお、図２（ｇ）は出力端子５から出力される電流の波形を示し、図２（ｈ）はコンデンサ１０の放電電流の波形を示している。
【００２２】
上記のように、本実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの駆動回路においては、一対のトランジスタ２，７からなるプシュプル回路で構成されたスイッチ手段を用いて出力端子５を定電圧源の正電位と接地電位とに切り替える定電圧駆動方式を採用しているので、出力段のトランジスタ２の消費電力がオン抵抗によるもののみとなる。したがって、図６に示すコラムドライバ２００の消費電力の低減と発熱の抑制を図ることができる。
【００２３】
また、本実施形態の駆動回路によれば、出力電流を積分して、該電流の総量を制御しているので、駆動対象の有機ＥＬ素子１０４を適正な輝度で発光させることができる。すなわち、画像信号の電圧が大きいほど出力電流を流すトランジスタ２のオン時間が長くなるので、画像信号の電圧レベルに対応する適正な輝度で有機ＥＬ素子１０４を発光させることができる。
【００２４】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形態様を含むものである。すなわち、上記実施形態では、出力段のｐＭＯＳトランジスタ２のオン時点をコンパレータ６の比較結果に基づいて規定しているが、このオン時点を前記走査線切替信号の立ち上がり時点もしくは立ち下がり時点で規定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る有機ＥＬディスプレイの駆動回路の実施形態を示す回路図である。
【図２】図１の駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】有機ＥＬディスプレイの表示パネルの典型的な全体構造を示す概念図である。
【図４】有機ＥＬ素子の構造を概念的に示す斜視図である。
【図５】有機ＥＬ素子の電圧一電流特性を例示したグラフである。
【図６】パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの原理的な構成を示す回路図である。
【図７】従来の有機ＥＬディスプレイの駆動回路の一例を示す回路図である。
【図８】図７の駆動回路の出力電流波形を例示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
２  ｐＭＯＳトランジスタ
３  電流検出抵抗
４  定電圧源
５  電流出力端子
６  コンパレータ
７  ｎＭＯＳトランジスタ
８  インバータ９
９  ｐＭＯＳトランジスタ
１０  コンデンサ
１１  ｎＭＯＳトランジスタ
１２,１３  入力端子
１０４  有機ＥＬ素子
【図１】
2007171543.tif 000003
【図２】
2007171543.tif 000004
【図３】
2007171543.tif 000005
【図４】
2007171543.tif 000006
【図５】
2007171543.tif 000007
【図６】
2007171543.tif 000008
【図７】
2007171543.tif 000009
【図８】
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