(57)【要約】【課題】  解決すべき課題、必要に応じて技術分野を記載する。【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。スイッチ手段(11)と、  スイッチ手段(11)がオンしたときに、蓄積した電荷を有機ＥＬ素子(104)に放出する電荷蓄積手段(5)と、走査線切替信号に基づいて電荷蓄積手段(5)に電荷を供給する電荷供給手段(2)と、電荷供給手段(2)による電荷の供給が終了した後にスイッチ手段(11)をオンさせ、かつ、スイッチ手段(11)のオン動作に伴って電荷蓄積手段(5)から放出される電荷の量がアナログ画像信号の値に対応する量に達したときにスイッチ手段(11)をオフさせるスイッチ制御手段(6,9)と、を備える。【選択図】  図１
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【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、
スイッチ手段と、
前記スイッチ手段がオンしたときに、蓄積した電荷を前記有機ＥＬ素子に放出する電荷蓄積手段と、
走査線切替信号に基づいて前記電荷蓄積手段に電荷を供給する電荷供給手段と、
前記電荷供給手段による電荷の供給が終了した後に前記スイッチ手段をオンさせ、かつ、このスイッチ手段のオン動作に伴って前記電荷蓄積手段から放出される電荷の量がアナログ画像信号の値に対応する量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】
前記電荷蓄積手段は、コンデンサ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】
前記電荷供給手段は、電源と、前記走査線切替信号に基づいてこの電源を前記コンデンサに接続するスイッチ素子を備えることを特徴とする請求項３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３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ディスプレイに設けられた有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する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ＯＮ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ＯＦＦ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ＯＮ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ＯＮ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ＯＮ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ＯＮ，ＯＦＦされ、ＯＮ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ＯＮ、ＯＦＦ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、スイッチ手段と、前記スイッチ手段がオンしたときに、蓄積した電荷を前記有機ＥＬ素子に放出する電荷蓄積手段と、  走査線切替信号に基づいて前記電荷蓄積手段に電荷を供給する電荷供給手段と、
前記電荷供給手段による電荷の供給が終了した後に前記スイッチ手段をオンさせ、かつ、このスイッチ手段のオン動作に伴って前記電荷蓄積手段から放出される電荷の量がアナログ画像信号の値に対応する量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。
【００１５】
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することができる。また、前記電荷蓄積手段には、コンデンサを使用しても良い。
前記電荷供給手段は、電源と、前記走査線切替信号に基づいてこの電源を前記コンデンサに接続するスイッチ素子を備えることができる。
さらに、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。
【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、ソースが定電圧源３に、ゲートが入力端子４にそれぞれ接続され、ドレインがコンデンサ５を介して接地されている。コンパレータ６は、一方の入力が入力端子７に接続され、他方の入力がｐＭＯＳトランジスタ２とコンデンサ５とを接続するライン８に接続されている。アンドゲート回路５は、一方の入力がインバータ１０を介して入力端子４に接続され、他方の入力がコンパレータ６の出力に接続されている。ｐＭＯＳトランジスタ１１は、ソースが上記ライン８に、ゲートがアンドゲート回路５の出力に、ドレインが出力端子１２にそれぞれ接続されている。ｎＭＯＳトランジスタ１３は、ドレインが出力端子１２に、ゲートがインバータ１４を介してアンドゲート回路５の出力にそれぞれ接続され、ソースが接地されている。
【００１８】
次に、この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４に図２（ｂ）に示す走査線切替信号(コンデンサ充放電信号)が入力されると、その入力タイミングで入力端子７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２がオンする。ｎＭＯＳトランジスタ２がオンすると、定電圧源３からの電流によってコンデンサ５が充電され、その結果、図２（ｃ）に示すように、上記ライン８における電位が上昇する。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し、その期間中に上記コンデンサ５の充電が完了する。
【００１９】
コンパレータ６は、上記アナログ画像信号の電圧と前記ライン８の電位(コンデンサの端子電圧)とを比較し、図２（ｄ）に示すように、（画像信号の電圧）＜（ライン８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。したがって、コンパレータ６の出力とインバータ１０の出力とを入力するアンドゲート回路９は、図２（ｅ）に示すように、コンパレータ９の出力が「Ｈ」レベルでかつ上記走査線切替信号がオフしている時にその出力が「Ｈ」レベルになる。
【００２０】
図２（ｅ）に示すように、出力段のｐＭＯＳトランジスタ１１は、アンドゲート回路９の出力が「Ｈ」レベルのときにオンする。ｐＭＯＳトランジスタ１１がオンすると、コンデンサ５に蓄えられた電荷が該トランジスタ１１および出力端子１２を介して駆動対象の有機ＥＬ素子１０４へと出力されるので、該有機ＥＬ素子１０４が発光する。
【００２１】
ｐＭＯＳトランジスタ１１がオンしている時には、つまり、出力オン時には、出力される電荷量に応じてコンデンサ５の端子電圧が低下する。すなわち、この実施形態に係る駆動回路１は、出力電流がコンデンサ５から供給されるので、該コンデンサ５の静電容量をＣ、出力される電荷量をΔＱとすると、コンデンサ５の端子電圧がΔＶ＝ΔＱ／Ｃだけ低下する。
そして、コンデンサ５の端子電圧がアナログ画像信号の電圧以下になると、図２（ｄ）に示すように、コンパレータ６の出力が［Ｌ］レベルになるので、ｐＭＯＳトランジスタ１１がオフすることになる。なお、ｐＭＯＳトランジスタ１１がオフするに伴ってｎＭＯＳトランジスタ１３がオンし、その結果、出力端子５が接地レベルにおかれる。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、この実施形態に係る駆動回路１は、アナログ画像信号の電圧に応じた量の電荷を出力して有機ＥＬ素子１０４の発光量を調整するように動作する。すなわち、従来の駆動回路では、「発光量」∝「出力電流(一定)」×「出力オン時間」という関係を利用して発光量を調整しているが、この実施形態に係る駆動回路１では、「発光量」∝「出力電荷」という関係を利用して発光量を調整する。
【００２３】
そして、この実施形態に係る駆動回路１によれば、トランジスタ２、１１および１３のいずれもがスイッチング動作するので、これらのトランジスタ２、１１および１３における消費電力は、オン抵抗によるものだけとなる。それ故、この実施形態に係る駆動回路１は、消費電力を大幅に低減することができる。この駆動回路１は、有機ＥＬディスプレイのカラムドライバを構成するＩＣチップに多数個形成される。したがって、上記消費電力の低減は、経済的効果に加えて該ディスプレイの発熱を少なくするという効果ももたらす。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】
【００２５】
２  ｐＭＯＳトランジスタ
３  定電圧源
４  入力端子
５  コンデンサ
６  コンパレータ
７  入力端子
９  ＡＮＤゲート回路
１０  インバータ
１１  ｐＭＯＳトランジスタ
１２  出力端子
１３  ｎＭＯＳトランジスタ
１４  インバータ
１０４  有機ＥＬ素子
【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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【図８】
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