CN101950533B - 像素驱动装置、发光装置及发光装置的驱动控制方法 - Google Patents

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Abstract

驱动像素的像素驱动装置具有补偿像素特性变化的功能。像素具备发光元件和驱动发光元件的驱动控制元件。像素驱动装置向驱动控制元件施加超过阈值电压的电压,根据经过张弛时间之后的数据线的电压值,取得用于补偿具备驱动控制元件的发光驱动电路的电特性变动的电特性参数,根据由利用电特性参数而被修正的图像数据发光的发光元件的发光亮度,取得用于补偿发光元件的特性的变动的发光特性参数。

Description

像素驱动装置、发光装置及发光装置的驱动控制方法
相关申请的交叉参考
本申请基于并主张2009年7月10日提交的2009-163602、2009年7月10日提交的2009-163609和2010年5月13日提交的2010-110932的在先日本专利申请的优先权,这里引入参考其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种像素驱动装置、具备该像素驱动装置的发光装置及其驱动控制方法、以及具备该发光装置的电子设备。
背景技术
近年来,作为液晶显示装置之后的下一代显示设备,具备将发光元件排列成矩阵状的显示面板(像素阵列)的发光元件型显示装置(发光装置)受到了关注。作为这种发光元件,已知例如有机场致发光元件(有机EL元件)或无机场致发光元件(无机EL元件)、发光二极管(LED)等电流驱动型发光元件。
尤其就适用了源矩阵型驱动方式的发光元件型显示装置而言,与公知的液晶显示装置相比,具有如下好的显示特性,即,显示响应速度快,而且也基本上没有视角依赖性,能够实现高亮度、高对比化、显示画质高精细化等。此外,发光元件型显示装置不必象液晶显示装置那样必需设置背光板或导光板,所以具有能够进一步实现薄型轻量化等很好的特征。因此,期待着今后将其适用于各种电子设备。
作为这种发光元件型显示装置,例如已知日本特开平8-330600中记载的有机EL显示器装置。该有机EL显示器装置是利用电压信号来进行电流控制的有源矩阵驱动显示装置,按每个像素设置电路(为了方便,记作‘像素电路’),该电路具有由有机EL元件构成的发光元件、在向栅极施加对应于图像数据的电压信号后在有机EL元件中流过电流的电流控制用薄膜晶体管、以及进行向该电流控制用薄膜晶体管的栅极提供对应于图像数据的电压信号用开关的开关用薄膜晶体管。
这种利用电压信号来控制发光元件的亮度灰度的有机EL显示器装置由于电流控制用薄膜晶体管等的阈值电压随时间变化,流过有机EL元件的电流的电流值会变动。
此外,在配置成矩阵状的多个像素的像素电路中,即便假设电流控制用薄膜晶体管的阈值电压相同,由于受到薄膜晶体管的栅极绝缘膜或沟道长度以及移动率参差不齐(ばζっき)的影响,驱动特性也参差不齐。这里,已知尤其在低温多晶硅薄膜晶体管中显著发生移动率的参差不齐。因此,通过使用非晶硅薄膜晶体管可使移动率均匀化,但即便是这种情况,也无法避免由制造加工引起的参差不齐的影响。
并且,各像素的像素电路即便在薄膜晶体管中没有驱动特性参差不齐的情况下,也会因为在有机EL元件的形成过程中产生的加工参差不齐而引起发光特性的参差不齐。
发明内容
本发明具有如下优点,即可提供一种能够良好地补偿像素电路的特性变动并能够以期望的亮度灰度来使发光元件发光动作的像素驱动装置、具备该像素驱动装置的发光装置以及该发光装置的驱动控制方法。
为了得到上述优点的本发明的像素驱动装置是一种驱动像素的装置,所述像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,该驱动控制元件的电流路径与所述发光元件连接,具备特性参数取得电路,取得电特性参数和发光特性参数,所述电特性参数用于补偿所述发光驱动电路的电特性的变动,所述发光特性参数用于补偿所述发光元件的特性的变动。所述特性参数取得电路向与所述像素连接的数据线施加检测用电压,向所述驱动控制元件的控制端子和所述电流路径的一端之间施加电压值超过该驱动控制元件的阈值电压的电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得所述数据线的检测电压,并根据该检测电压的电压值,取得所述电特性参数。所述特性参数取得电路根据所述像素的所述发光元件的发光亮度的值来取得所述发光特性参数,其中所述像素的所述发光元件根据基于所述电特性参数而进行了修正的亮度测定用图像数据来进行发光动作。
为了得到上述优点的本发明的发光装置具备发光面板,具备发光面板和用于驱动所述发光面板的驱动电路,所述发光面板具有:沿第1方向配置的多个数据线;沿与该第1方向交叉的第2方向配置的至少1条扫描线;以及连接所述多个数据线中的每个数据线和所述扫描线且配置在所述各数据线与所述扫描线的交点附近的多个像素。所述各像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,所述驱动控制元件的电流路径的一端与所述发光元件连接。所述驱动电路具备:扫描驱动电路,向所述扫描线施加选择信号,将与该扫描线连接的所述各像素设定为选择状态;以及特性参数取得电路,取得被所述扫描驱动电路设定为所述选择状态的所述各像素的电特性参数和发光特性参数,所述电特性参数用于补偿所述发光驱动电路的电特性的变动,所述发光特性参数用于补偿所述发光元件的特性的变动。所述特性参数取得电路向与所述像素连接的数据线中的每个数据线施加检测用电压,向所述各像素的所述驱动控制元件的控制端子和所述电流路径的一端之间施加电压值超过该驱动控制元件的阈值电压的电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得数据线的检测电压,并根据该检测电压的电压值,取得所述电特性参数,根据所述各像素的所述发光元件的发光亮度的值来取得所述发光特性参数,其中所述各像素的所述发光元件根据基于所述电特性参数而进行了修正的亮度测定用图像数据来进行发光动作。
为了得到上述优点的本发明的发光装置的驱动控制方法是如下发光装置的驱动控制方法,该发光装置具有发光面板,该发光面板具备多个数据线和与该各数据线连接的多个像素,所述各像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,所述驱动控制元件的电流路径的一端与所述发光元件连接,所述驱动控制方法的特征在于,包括:电压施加步骤,向所述各数据线施加检测用电压,向所述各像素的所述驱动控制元件的控制端子与所述电流路径的一端施加超过该驱动控制元件的阈值电压的检测用电压;电压取得步骤,施加所述检测电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得所述各数据线的电压,作为多个检测电压;电特性参数取得步骤,根据取得的所述多个检测电压的电压值,取得电特性参数,所述电特性参数用于补偿所述各像素的所述发光驱动电路的电特性的变动;发光动作步骤,根据所述电特性参数来修正亮度测定用图像数据,根据修正后的所述亮度测定用图像数据,使所述各像素的所述发光元件发光动作;以及发光特性参数取得步骤,取得进行了所述发光动作的所述各像素的所述发光元件的发光亮度的值,并根据所述发光亮度的取得值,取得用于补偿所述发光元件的特性的变动的发光特性参数。
本发明的优点将在下面的描述中阐述,部分将从该描述中变得显而易见,或通过实践本发明来掌握。本发明的优点可通过下面具体指出的手段和组合来认识和获得。
附图说明
引入并构成说明书一部分的附图说明本发明的实施方式,与上述给出的一般描述和下面给出的实施方式的具体描述一起,用来解释本发明的原理。
图1是表示适用本发明发光装置的显示装置一例的示意构成图。
图2是表示适用于第1实施方式显示装置的数据驱动器一例的示意框图。
图3是表示适用于第1实施方式显示装置的数据驱动器主要部分构成例的示意电路构成图。
图4是表示适用于第1实施方式数据驱动器的数字模拟变换电路和模拟数字变换电路的输入输出特性的图。
图5是表示适用于第1实施方式显示装置的控制器的功能的功能框图。
图6是表示适用于第1实施方式显示面板的像素的一个实施方式的电路构成图。
图7是适用第1实施方式发光驱动电路的像素中图像数据被写入时的动作状态图。
图8是表示适用第1实施方式发光驱动电路的像素的写入动作时的电压-电流特性的图。
图9是表示适用于第1实施方式特性参数取得动作的方法(自动归零法)中的数据线电压的变化图。
图10是表示第1实施方式显示装置中的特性参数取得动作的时间图(之1)。
图11是表示第1实施方式显示装置中的检测用电压施加动作的动作原理图。
图12是表示第1实施方式显示装置中的自然张弛(緩和)动作的动作原理图。
图13是表示第1实施方式显示装置中的数据线电压检测动作的动作原理图。
图14是表示第1实施方式显示装置中的检测数据送出动作的动作原理图。
图15是表示第1实施方式显示装置中的修正数据计算动作的功能框图。
图16是表示第1实施方式显示装置中的特性参数取得动作的时间图(之2)。
图17是表示第1实施方式显示装置中的亮度测定用图像数据生成动作的功能框图。
图18是表示第1实施方式显示装置中的亮度测定用图像数据写入动作的动作原理图。
图19是表示第1实施方式显示装置中的亮度测定用发光动作的动作原理图。
图20是表示第1实施方式的修正数据计算动作的功能框图(之2)。
图21是表示第1实施方式显示装置中的发光动作的时间图。
图22是表示第1实施方式显示装置中的图像数据修正动作的功能框图。
图23是表示第1实施方式显示装置中的修正后图像数据写入动作的动作原理图。
图24是表示第1实施方式显示装置中的发光动作的动作原理图。
图25是表示适用于第2实施方式显示装置的控制器功能的功能框图。
图26是适用第2实施方式的发光驱动电路的像素中的有机EL元件发光时的动作状态图。
图27是表示第2实施方式像素中发光动作时的有机EL元件的发光电压与发光驱动电流的关系的特性图。
图28是用于说明适用于第2实施方式控制器的参照表格中的数据变换处理的图。
图29是表示第2实施方式显示装置的特性参数取得动作的时间图(之1)。
图30是表示第2实施方式显示装置的检测用电压施加动作的动作原理图。
图31是表示第2实施方式显示装置的自然张弛动作的动作原理图。
图32是表示第2实施方式显示装置的数据线电压检测动作的动作原理图。
图33是表示第2实施方式显示装置的检测数据送出动作的动作原理图。
图34是表示第2实施方式显示装置的修正数据计算动作的功能框图(之1)。
图35是表示第2实施方式显示装置的特性参数取得动作的时间图(之2)。
图36是表示第2实施方式显示装置的亮度测定用图像数据生成动作的功能框图。
图37是表示第2实施方式显示装置的亮度测定用图像数据写入动作的动作原理图。
图38是表示第2实施方式显示装置的亮度测定用发光动作的动作原理图。
图39是表示第2实施方式的修正数据计算动作的功能框图(之2)。
图40是表示第2实施方式显示装置的发光动作时的时间图。
图41是表示第2实施方式显示装置的图像数据修正动作的功能框图。
图42是表示第2实施方式显示装置的修正后图像数据写入动作的动作原理图。
图43是表示第2实施方式显示装置的发光动作的动作原理图。
图44A和44B是表示第3实施方式的数码相机的构成的立体图。
图45是表示第3实施方式可移动型个人电脑构成的立体图。
图46是表示第3实施方式便携电话的构成图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明实施方式的像素驱动装置、发光装置及其驱动控制方法以及电子设备。在本实施方式中,将发光装置作为显示装置来说明。
<第1实施方式>
首先,说明具备本发明第1实施方式的像素驱动装置的发光装置的示意构成。
(显示装置)
图1是表示本实施方式的显示装置构成一例的图。
如图1所示,本实施方式的显示装置(发光装置)100示意性地包括显示面板(发光面板)110、选择驱动器(扫描驱动电路)120、电源驱动器130、数据驱动器140和控制器150(150a、150b)。
这里,选择驱动器120、电源驱动器130、数据驱动器140和控制器150对应于本发明中的像素驱动电路或驱动电路。
显示面板110如图1所示,具有沿行方向(图中左右方向)和列方向(图中上下方向)2维排列(例如p行×q列:p、q为正整数)的多个像素PIX、分别连接于沿行方向排列的像素PIX来配置的多个选择线(扫描线)Ls和多个电源线La、对全部像素PIX共同设置的共同电极Ec和连接于沿列方向排列的像素PIX来配置的多个数据线(数据线)Ld。这里,各像素PIX如后所述,具有发光驱动电路和发光元件。
选择驱动器120连接于上述显示面板110中配置的各选择线Ls上。选择驱动器120根据从后述的控制器150提供的选择控制信号(例如扫描时钟信号和扫描启动信号),以规定的定时依次向各行选择线Ls施加规定电压电平(选择电平:Vgh或非选择电平:Vgl)的选择信号Ssel。
选择驱动器120构成为具备:移位寄存器,例如根据从控制器150提供的选择控制信号,依次输出对应于各行选择线Ls的移位信号;和输出缓冲器,将该移位信号变换为规定的信号电平(选择电平:例如高电平),作为选择信号Ssel依次输出到各行选择线Ls。
电源驱动器130连接于显示面板110中配置的各电源线La上。电源驱动器130根据从后述的控制器150提供的电源控制信号(例如输出控制信号),以规定的定时向各行电源线La施加规定电压电平(发光电平:ELVDD或非发光电平:DVSS)的电源电压Vsa。
数据驱动器140连接于显示面板110的各数据线Ld,根据从后述的控制器150提供的数据控制信号,至少在显示动作(发光动作)时,生成对应于图像数据的灰度信号(灰度电压Vdata),经各数据线Ld,提供给像素PIX。
此外,数据驱动器140在后述的特性参数取得动作时,经各数据线Ld将特定电压值的检测用电压(第1电压)Vdac施加于构成特性参数取得动作对象的像素PIX,取入经过规定自然张弛时间t之后的各数据线Ld的电压Vd,作为数据线检测电压Vmeas(t),将其变换为检测数据nmeas(t)后输出。
这里,数据驱动器140构成为具备数据驱动功能与电压检测功能两者,根据从后述的控制器150提供的数据控制信号,切换上述功能。
数据驱动功能执行如下动作,即将经由控制器150所提供的数字数据所构成的图像数据变换为模拟信号电压,作为灰度信号(灰度电压Vdata)输出到各数据线Ld。
电压检测功能执行如下动作,即取入各数据线Ld的模拟信号电压Vd,作为数据线检测电压Vmeas(t),将其变换为数字数据后,作为检测数据nmeas(t),输出给控制器150。
图2是表示适用于本实施方式显示装置的数据驱动器构成一例的示意框图。
图3是表示图2所示数据驱动器主要部分构成例的示意电路构成图。
这里,仅示出显示面板110中排列的像素PIX的列数(q)中的一部分,并简化了图示。
在下面的说明中,详细说明第j列(j是1≤j≤q的正整数)数据线Ld中设置的数据驱动器140内部的构成。
另外,图3中,简化图示移位寄存器电路与数据寄存器电路。
例如如图2所示,数据驱动器140大致具备移位寄存器电路141、数据寄存器电路142、数据锁存电路143、DAC/ADC电路144和输出电路145。数据驱动器140分为内部电路140A和内部电路140B。
内部电路140A包含移位寄存器电路141、数据寄存器电路142和数据锁存(data latch)电路143,根据从逻辑电源146提供的电源电压LVSS和LVDD,执行后述的图像数据的取入动作和检测数据的送出动作。
内部电路140B包含DAC/ADC电路144与输出电路145,根据从模拟电源147提供的电源电压DVSS和VEE,执行后述的灰度信号的生成输出动作和数据线电压的检测动作。
移位寄存器电路141根据从控制器150提供的数据控制信号(时钟信号CLK和启动脉冲信号SP),生成移位信号,并依次输出到数据寄存器电路142。数据寄存器电路142具备与上述显示面板110中排列的像素PIX的列数(q)的量对应的寄存器。数据寄存器电路142根据从移位寄存器电路141提供的移位信号的输入定时,依次取入对应于1行的量的图像数据Din(1)~Din(q)。这里,图像数据Din(1)~Din(q)是由数字信号构成的串行数据。
数据锁存电路143在显示动作时(图像数据的取入动作和灰度信号的生成输出动作),根据数据控制信号(数据锁存脉冲信号LP),对应于各行而保持了取入数据寄存器电路142的对应于1行的量的图像数据Din(1)~Din(q)后,以规定的定时将该图像数据Din(1)~Din(q)送出到后述的DAC/ADC电路144。
此外,数据锁存电路143在特性参数取得动作时(检测数据的送出动作和数据线电压的检测动作),保持与经由后述的DAC/ADC电路144取入的各数据线电压Vmeas(t)对应的检测数据nmeas(t)之后,以规定的定时输出该检测数据nmeas(t),作为串行数据。
数据锁存电路143具体而言,如图3所示,具备对应于各列设置的数据锁存器41(j)、连接切换用开关SW4(j)、SW5(j)和数据输出用开关SW3。数字锁存器41(j)在数据锁存脉冲信号LP的例如上升沿定时,保持(锁存)经由开关SW5(j)而提供的数字数据。
开关SW5(j)根据从控制器150提供的数据控制信号(切换控制信号S5)进行切换控制,将接点Na侧的数据寄存器电路142、或接点Nb侧的DAC/ADC电路144的ADC43(j)、或接点Nc侧的邻接列(j+1)数据锁存器41(j+1)中的一个选择性地连接于数据锁存器41(j)上。
由此,在将开关SW5(j)连接设定于接点Na侧的情况下,在数据锁存器41(j)中保持从数据寄存器电路142提供的图像数据Din(j)。
另外,在将开关SW5(j)连接设定于接点Nb侧的情况下,在数据锁存器41(j)中保持与从数据线Ld(j)取入DAC/ADC电路144的ADC43(j)中的数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))相对应的检测数据nmeas(t)。
另外,在将开关SW5(j)连接设定于接点Nc侧的情况下,在数据锁存器41(j)中保持经由邻接列(j+1)的开关SW4(j+1)而保持在数据锁存器41(j+1)中的检测数据nmeas(t)。
最终列(q)中设置的开关SW5(q)在接点Nc连接逻辑电源146的电源电压LVSS。
开关SW4(j)根据从控制器150提供的数据控制信号(切换控制信号S4)进行切换控制,将接点Na侧的DAC/ADC电路144的DAC42(j)、或接点Nb侧的开关SW3、或邻接列(j-1)的开关SW5(j-1)之一选择地连接于数据锁存器41(j)上。
由此,在将开关SW4(j)连接设定于接点Na侧的情况下,将数据锁存器41(j)中保持的图像数据Din(j)提供给DAC/ADC电路144的DAC42(j)。此外,在将开关SW4(j)连接设定于接点Nb侧的情况下,将数据锁存器41(j)中保持的与数据线检测电压Vmeas(t)对应的检测数据nmeas(t)经开关SW3输出到外部。
当根据从控制器150提供的数据控制信号(切换控制信号S4、S5)切换控制数据锁存电路143的开关SW4(j)、SW5(j),相互串联连接邻接列的数据锁存器41(1)~41(q)时,开关SW3根据数据控制信号(切换控制信号S3、数据锁存脉冲信号LP),控制成变为导通状态。由此,经开关SW3依次取出各列数据锁存器41(1)~41(q)中保持的与数据线电压Vmeas(t)对应的检测数据nmeas(t),作为串行数据输出到外部。
图4A和4B是表示适用于本实施方式数据驱动器的数字模拟变换电路(DAC)和模拟数据变换电路(ADC)的输入输出特性的图。图4A是表示适用于本实施方式的DAC的输入输出特性的图,图4B是表示适用于本实施方式的ADC的输入输出特性的图。这里,示出将数字信号的输入输出位数设为10位时的数字模拟变换电路和模拟数据变换电路的输入输出特性的一例。
DAC/ADC电路144如图3所示,对应于各列,具备线性电压数字模拟变换电路(DAC:电压施加电路)42(j)和模拟数据变换电路(ADC:检测数据取得电路)43(j)。
DAC42(j)将上述数据锁存电路143中保持的数字数据所构成的图像数据Din(j)变换为模拟信号电压Vpix(j)后,输出到输出电路145。
这里,各列中设置的DAC42(j)如图4A所示,输出模拟信号电压相对于输入的数字数据的变换特性(输入输出特性)具有线性。即,DAC42(j)例如图4A所示,将10位(即1024灰度)的数字数据(0、1、...1023)变换为具有线性后设定的模拟信号电压(V0、V1、...V1023)。
该模拟信号电压(V0~V1023)在从后述的模拟电源147提供的电源电压DVSS~VEE的范围内设定,例如设定成输入的数字数据值为“0”(0灰度)时变换的模拟信号电压值V0为高电位侧电源电压DVSS。此外,设定成数字数据值为“1023”(1023灰度:最大灰度)时被变换的模拟信号电压值V1023为比低电位侧电源电压VEE高且在该电源电压VEE附近的电压值。
另外,ADC43(j)将从数据线Ld(j)取入的模拟信号电压构成的数据线电压Vmeas(t)变换为由数字数据构成的检测数据nmeas(t)后,送出给数据锁存器41(j)。
这里,各列中设置的ADC43(j)如图4B所示,输出数字数据相对于输入的模拟信号电压的变换特性(输入输出特性)具有线性。
此外,ADC43(j)设定成电压变换时的数字数据的位宽与上述DAC42(j)相同。即,ADC43(j)将对应于最小单位位(1LSB:模拟分解能力)的电压幅度设定成与DAC42(j)的值相同。
ADC43(j)例如图4B所示,将电源电压DVSS~VEE范围内设定的模拟信号电压(V0、V1、...V1023)变换为具有线性而设定的10位(即1024灰度)的数字数据(0、1、...1023)。
ADC43(j)设定成例如被输入的模拟信号电压的电压值为V0(=DVSS)时,将数字数据的值变换为“0”(0灰度)。在模拟信号电压的电压值比电源电压VEE高、且为作为该电源电压VEE附近电压值的模拟信号电压V1023时,ADC43(j)设定成被变换为数字信号值“1023”(1023灰度:最大灰度)。
在本实施方式中,将包含移位寄存器电路141、数据寄存器电路142和数据锁存电路143的内部电路140A构成为耐低压电路,将包含DAC/ADC电路144与后述的输出电路145的内部电路140B构成为耐高压电路。
因此,在数据锁存电路143(开关SW4(j))与DAC/ADC电路144的DAC42(j)之间,设置电平移位器LS1(j),作为从耐低压的内部电路140A至耐高压的内部电路140B的电压调整电路。
此外,在DAC/ADC电路144的ADC43(j)与数据锁存电路143(开关SW5(j))之间,设置电平移位器LS2(j),作为从耐高压的内部电路140B至耐低压的内部电路140A的电压调整电路。
输出电路145如图3所示,具备用于向对应于各列的数据线Ld(j)输出灰度信号的缓冲器44(j)和开关SW1(j)(连接切换电路)、以及用于取入数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))的开关SW2(j)和缓冲器45(j)。
缓冲器44(j)是如下缓冲器电路,即用于将由上述DAC42(j)模拟变换图像数据Din(j)后生成的模拟信号电压Vpix(j)作为灰度电压Vdata(j),经开关SW1(j)施加到数据线Ld(j)。
开关SW1(j)根据从控制器150提供的数据控制信号(切换控制信号S1),控制向数据线Ld(j)施加上述灰度电压Vdata(j)。
此外,开关SW2(j)根据从控制器150提供的数据控制信号(切换控制信号S2),对取入数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))进行控制。
缓冲器45(j)是如下缓冲器电路,即用于向ADC43(j)施加经开关SW2(j)取入的数据线电压Vmeas(t)。
逻辑电源146提供用于驱动包含数据驱动器140的移位寄存器电路141、数据寄存器电路142和数据锁存电路143的内部电路140A的由逻辑电压构成的低电位侧电源电压LVSS和高电位侧电源电压VDD。
模拟电源147提供用于驱动包含DAC/ADC电路144的DAC42(j)和ADC43(j)、输出电路145的缓冲器44(j)、45(j)的内部电路140B的由模拟电压构成的高电位侧电源电压DVSS和低电位侧电源电压VEE。
另外,在图2、图3所示的数据驱动器140中,为了图示方便,示出将用于控制各部动作的控制信号输入对应于第j列(图中相当于第1列)的数据线Ld(j)而设置的数据锁存器41和开关SW1~SW5的构成。在本实施方式中,显然是向对应于各列的构成共同输入上述控制信号。
图5是表示适用于本实施方式显示装置的控制器的功能的功能框图。
另外,图5中,为了图示方便,全部用实线箭头示出各功能块间的数据流。实际上,如后所述,对应于控制器的动作状态,这些数据流中的某个或某些数据流变为有效。
本实施方式的控制器150a至少控制上述选择驱动器120、电源驱动器130和数据驱动器140的动作状态,生成并输出用于执行显示面板110中规定驱动控制动作的选择控制信号、电源控制信号和数据控制信号。
控制器150a通过提供选择控制信号、电源控制信号和数据控制信号,使选择驱动器120、电源驱动器130和数据驱动器140分别在规定的定时动作,对取得显示面板110的各像素PIX特性参数的动作(特性参数取得动作)、以及将根据各像素PIX特性参数而修正的图像数据所对应的图像信息显示于显示面板110中的动作(显示动作)进行控制。
此外,在特性参数取得动作中,控制器150a根据通过上述数据驱动器140检测到的关联于各像素PIX特性变化的检测数据和对各像素PIX检测到的亮度数据(细节如后所述),取得各种修正数据。
此外,控制器150a在显示动作中,根据特性参数取得动作中取得的修正数据,修正从外部提供的图像数据,并作为修正图像数据提供给数据驱动器140。
控制器(图像数据修正电路)150a具体如图5所示,示意性地包括具备参照表格(LUT)的电压振幅设定功能电路152a、乘法功能电路(图像数据修正电路)153a、加法功能电路(图像数据修正电路)154a、存储器(存储电路)155和修正数据取得功能电路(特性参数取得电路)156。
电压振幅设定功能电路152a针对由外部提供的数字数据构成的图像数据,通过参照参照表格151,变换对应于红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的电压振幅。这里,变换后的图像数据的电压振幅最大值设定为从上述DAC42的输入范围最大值中减去基于各像素特性参数的修正量后的值以下。
乘法功能电路153a将根据关联于各像素PIX特性变化的检测数据而取得的电流放大率β的修正数据乘以图像数据,或将对各像素PIX检测到的亮度数据(发光电流效率η)和上述电流放大率β的修正数据乘以图像数据。
加法功能电路154a将根据关联于各像素PIX特性变化的检测数据取得的驱动晶体管阈值电压Vth的修正数据与图像数据相加,作为修正图像数据提供给数据驱动器140。
修正数据取得功能电路156根据关联于各像素PIX特性变化的检测数据和对各像素PIX检测到亮度数据,取得电流放大率β、发光电流效率η和阈值电压Vth的修正数据。这里,各像素PIX的亮度数据例如使用亮度仪或CCD摄像机(亮度测定电路)160来测定根据规定亮度灰度图像数据使显示面板110发光动作时各像素PIX的发光亮度。亮度数据的具体测定方法如后所述。
存储器155对应于各像素PIX来存储从上述数据驱动器140送出的各像素PIX的检测数据。
此外,存储器155对应于各像素PIX来存储修正数据取得功能电路156取得的修正数据。
在上述加法功能电路154a的加法处理时和修正数据取得功能电路156的修正数据取得处理时,加法功能电路154a和修正数据取得功能电路156从存储器155中读出检测数据。
另外,在图5所示的控制器150a中,修正数据取得功能电路156也可以是设置在控制器150a外部的运算装置。
此外,在图5所示的控制器150a中,存储器155只要关联于各像素PIX来存储检测数据和修正数据,则也可以是其它存储器。
此外,这些存储器155也可以是设置在控制器150a外部的存储装置。
此外,提供给控制器150a的图像数据例如从映像信号中抽取亮度灰度信号分量,并对应于显示面板110的每1行,将该亮度灰度信号分量形成为由数字信号构成的串行数据。
(像素)
下面,具体说明本实施方式的显示面板中配置的像素构成。
图6是表示适用于本实施方式显示面板的像素一实施方式的电路构成图。
适用于本实施方式显示面板110的各像素PIX如图6所示,配置在连接于选择驱动器120的选择线Ls与连接于数据驱动器140的数据线Ld的各交点附近。各像素PIX具备作为电流驱动型发光元件的有机EL元件OEL和生成用于使该有机EL元件OEL发光驱动的电流的发光驱动电路DC。
图6所示发光驱动电路DC示意性地包括具备了晶体管Tr11-Tr13和电容器(存储电容)Cs的电路结构。
晶体管(第2晶体管)Tr11的栅极端子连接于选择线Ls上,此外,漏极端子连接于电源线La上,源极端子连接于连接点N11上。
晶体管(第3晶体管)Tr12的栅极端子连接于选择线Ls上,此外,源极端子连接于数据线Ld上,漏极端子连接于连接点N12上。
晶体管(驱动控制元件、第1晶体管)Tr13的栅极端子连接于连接点N11上,此外,漏极端子连接于电源线La上,源极端子连接于连接点N12上。
另外,电容器(电容元件)Cs连接于晶体管Tr13的栅极端子(连接点N11)和源极端子(连接点N12)之间。电容器Cs也可以是晶体管Tr13的栅极-源极端子间形成的寄生电容,也可以是除了该寄生电容之外,在连接点N11和连接点N12之间并联连接单个的电容元件。
另外,有机EL元件OEL将阳极(阳极电极)连接于上述发光驱动电路DC的连接点N12上,将阴极(阴极电极)连接于共同电极Ec上。共同电极Ec连接于外部的恒定电压源,施加规定的电压ELVSS(例如接地电位GND)。
另外,在图6所示的像素PIX中,除电容器Cs以外,有机EL元件OEL中还存在像素电容Cel。此外,数据线Ld中存在布线寄生电容Cp。
这里,在本实施方式的像素PIX中,从上述电源驱动器130施加于电源线La上的电源电压Vsa(ELVDD、DVSS)、施加于共同电极Ec的电压ELVSS和从模拟电源147提供给数据驱动器140的电源电压VEE之间的关系例如设定为满足如下条件。
DVSS < ELDD DVSS = ELVSS ( = GND ) VEE < ELVSS . . . ( 1 )
另外,在图6所示的像素PIX中,晶体管Tr11~Tr13例如可适用具有相同沟道型的薄膜晶体管(TFT)。晶体管Tr11~Tr13可以是非晶硅薄膜晶体管,也可以是多晶硅薄膜晶体管。
特别是,如图6所示,在作为晶体管Tr11~Tr13,适用n沟道型薄膜晶体管,并且,作为晶体管Tr11~Tr13,适用非晶硅薄膜晶体管的情况下,适用已确立的非晶硅制造技术,与多晶型或单晶型硅薄膜晶体管相比,能够以简单的制造加工来实现动作特性(电子移动率等)均匀稳定的晶体管。
此外,在上述像素PIX中,示出具备3个晶体管Tr11~Tr13作为发光驱动电路DC、另外适用有机EL元件OEL作为发光元件的电路构成。本发明不限于该实施方式,也可具有具备3个以上晶体管的其它电路构成。由发光驱动电路DC发光驱动的发光元件只要是电流驱动型发光元件即可,例如可以是发光二极管等其它发光元件。
(显示装置的驱动控制方法)
下面,说明本实施方式的显示装置中的驱动控制方法。
本实施方式的显示装置100的驱动控制动作大致由特性参数取得动作与显示动作构成。
在特性参数取得动作中,取得用于补偿显示面板110中排列的各像素PIX的发光特性变动的参数。
特性参数取得动作具体而言执行如下动作,取得用于修正各像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管(驱动晶体管)Tr13的阈值电压Vth变动的参数、用于修正各像素PIX的电流放大率β相对于设定值的差异(ばζっき)的参数和用于修正各像素PIX的有机EL元件OEL发光电流效率η相对于设定值的差异的参数。
在显示动作中,根据利用上述特性参数取得动作对每个像素PIX取得的修正参数,生成修正数字数据构成的图像数据的修正图像数据,并生成对应于该修正图像数据的灰度电压Vdata,写入各像素PIX中。由此,利用补偿了各像素PIX中的电特性(晶体管Tr13的阈值电压Vth、电流放大率β)和发光特性(有机EL元件OEL的发光电流效率η)的变动或差异后的、对应于图像数据的原来的亮度灰度,各像素PIX(有机EL元件OEL)发光。
下面,具体说明各动作。
(特性参数取得动作)
这里首先说明本实施方式的特性参数取得动作中适用的特有方法。而且,说明使用该方法取得用于补偿各像素PIX中阈值电压Vth和电流放大率β的特性参数的动作。然后,说明取得用于补偿发光电流效率η的特性参数的动作。
首先,说明具有图6所示的发光驱动电路DC的像素PIX中,从数据驱动器140经由数据线Ld写入图像数据(施加对应于图像数据的灰度电压Vdata)时发光驱动电路DC的电压-电流(V-I)特性。
图7是适用本实施方式发光驱动电路的像素的图像数据写入时的动作状态图。
图8是表示适用本实施方式发光驱动电路的像素的写入动作时的电压-电流特性的图。
在向本实施方式的像素PIX写入图像数据的写入动作中,如图7所示,通过从选择驱动器120经选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,将像素PIX设定为选择状态。
此时,通过发光驱动电路DC的晶体管Tr11、Tr12导通动作,晶体管Tr13的栅极、漏极端子间短路,设定为二极管连接状态。
另外,在该选择状态下,从电源驱动器130经电源线La施加非发光电平的电源电压Vsa(=DVSS)。
而且,从数据驱动器140向数据线Ld施加对应于图像数据的电压值的灰度电压Vdata。这里,灰度电压Vdata设定为比从电源驱动器130施加的电源电压DVSS低的电压值。因此,在将电源电压DVSS设定为0V(接地电位GND)的情况下,将灰度电压Vdata设定为负电压值。
由此,如图7所示,从电源驱动器130经电源线La、像素PIX(发光驱动电路DC)的晶体管Tr13、Tr12,沿数据线Ld方向流过对应于上述灰度电压Vdata的漏极电流Id。这里,施加于有机EL元件OEL的阳极(阳极电极)上的电压ELVSS与上述电源电压DVS如上述(1)条件所示,设定为相同的电压值,均为0V(接地电位GND),所以向有机EL元件OEL施加反偏压,不进行发光动作。
验证此时的发光驱动电路DC中的电路特性。在发光驱动电路DC中,在未产生作为驱动晶体管的晶体管Tr13的阈值电压Vth的变动,并且,将在发光驱动电路DC中电流放大率β相对于设定值无差异的初始状态下的晶体管Tr13的阈值电压设为Vth0、电流放大率设为β时,图7所示的漏极电流Id的电流值可由下面的(2)式表示。
Id=β(V0-Vdata-Vth0)2    …(2)
这里,发光驱动电路DC中的设计值或标准值(Typical)的电流放大率β和晶体管Tr13的初始阈值电压Vth0均为常数。此外,V0是从电源驱动器130施加的非发光电平的电源电压Vsa(=DVSS),电压(V0-Vdata)相当于施加于串联连接驱动晶体管Tr13和Tr12的电流路径的电路构成上的电位差。此时施加于发光驱动电路DC上的电压(V0-Vdata)的值与发光驱动电路DC中流过的漏极电流Id的电流值的关系(V-I特性)在图8中表示为特性线SP1。
而且,当将晶体管Tr13的元件特性随着时间变化而产生变动(阈值电压移位:设变动量为ΔVth)后的阈值电压设为Vth(=Vth0+ΔVth)时,发光驱动电路DC的电路特性如下面的(3)式所示变化。这里,Vth是常数。此时的发光驱动电路DC的电压-电流(V-I)特性在图8中表示为特性线SP2。
Id=β(V0-Vdata-Vth)2    …(3)
此外,在上述(2)式所示的初始状态下,当设电流放大率β中有与设定值的差异时的电流放大率为β’时,发光驱动电路DC的电路特性可由下面的(4)式表示。
Id=β′(V0-Vdata-Vth0)2    …(4)
这里,β’是常数。此时的发光驱动电路DC的电压-电流(V-I)特性在图8中表示为特性线SP3。图8中所示特性线SP3表示上述(4)式中的电流放大率β’比上述(2)式中所示的电流放大率β小时的发光驱动电路DC的电压-电流(V-I)特性。
在上述(2)、(4)式中,在设设计值或标准值(Typical)的电流放大率为βtyp时,设用于将电流放大率β’修正成该值的参数(修正数据)为Δβ。此时,对各发光驱动电路DC提供修正数据Δβ,使电流放大率β’与修正数据Δβ的乘法值为设计值的电流放大率βtyp(即为β’×Δβ→βtyp)。
而且,在本实施方式中,根据上述发光驱动电路DC的电压-电流特性((2)-(4)式和图8),取得由以下的特有方法来修正晶体管Tr13的阈值电压Vth和电流放大率β’的特性参数。在本说明书中,为了方便,将下面示出的方法称为‘自动归零法(ォ一トゼロ法)’。
适用于本实施方式的特性参数取得动作的方法(自动归零法)在具有图6所示发光驱动电路DC的像素PIX中,首先在选择状态下使用上述数据驱动器140的数据驱动功能,向数据线Ld施加规定的检测用电压Vdac。
然后,将数据线Ld变为高阻抗(HZ)状态,使数据线Ld的电位自然张弛。
而且,使用数据驱动器140的电压检测功能,取入进行该自然张弛规定时间(张弛时间t)后的数据线Ld的电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))。
而且,将取入的数据线检测电压Vmeas(t)变换为数字数据构成的检测数据nmeas(t)。
这里,在本实施方式中,将该张弛时间设定为多个不同的时间(定时:t0、t1、t2、t3),执行多次数据线检测电压Vmeas(t)的取入和向检测数据nmeas(t)的变换。
图9是表示适用于本实施方式特性参数取得动作的方法(自动归零法)中数据线电压变化的图(过渡曲线)。
关于使用自动归零法的特性参数取得动作,具体而言,首先在将像素PIX设定为选择状态的状态下,从数据驱动器140向数据线Ld施加检测用电压Vdac,以向发光驱动电路DC的晶体管Tr13的栅极、源极端子间(连接点N11与N12之间)施加超过该晶体管Tr13的阈值电压的电压。
此时,在向像素PIX写入的写入动作中,由于从电源驱动器130向电源线La施加非发光电平的电源电压DVSS(=V0:接地电位GND),所以向晶体管Tr13的栅极、源极端子间施加(V0-Vdac)的电位差。因此,将检测用电压Vdac设定为满足V0-Vdac>Vth的条件的电压。此外,检测用电压Vdac是比电源电压DVSS低的电压值,并且设定成相对于施加在与有机EL元件OEL阴极连接的共同电极Ec上的电源电压ELVSS(接地电位GND)具有负极性的电压值。
由此,从电源驱动器130经电源线La、晶体管Tr13、Tr12,沿数据线Ld方向流过对应于检测用电压Vdac的漏极电流Id。此时,向连接于晶体管Tr13的栅极、漏极间(连接点N11与N12间)的电容器Cs充电对应于上述检测用电压Vdac的电压。
接着,将数据线Ld的数据输入侧(数据驱动器140侧)设定为高阻抗(HZ)状态。这里,在将数据线Ld设定为高阻抗状态之后,将充电到电容器Cs的电压保持在对应于检测用电压Vdac的电压。因此,将晶体管Tr13的栅极、漏极间电压Vgs保持为被充电到电容器Cs上的电压。
由此,在将数据线Ld设定为高阻抗状态之后,晶体管Tr13维持导通状态,晶体管Tr13的漏极、源极之间流过漏极电流Id。这里,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电位随着时间经过缓慢上升,以接近漏极端子侧的电位,晶体管Tr13的漏极、源极间流过的漏极电流Id的电流值减少。
与之相伴,通过放电电容器Cs中存储的部分电荷,电容器Cs的两端间电压(晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs)缓慢下降。由此,数据线Ld的电压Vd如图9所示,随着时间经过,从检测用电压Vdac缓慢上升,以收敛到从晶体管Tr13的漏极端子侧电压(电源线La的电源电压DVS(=V0))减去晶体管Tr13的阈值电压Vth后的电压(V0-Vth)的方式缓慢上升(自然张弛)。
而且,在这种自然张弛中,若最终晶体管Tr13的漏极、源极间不流过漏极电流Id,则停止电容器Cs中存储的电荷放电。此时的晶体管Tr13的栅极电压(栅极、源极间电压Vgs)变为晶体管Tr13的阈值电压Vth。
这里,在发光驱动电路DC的晶体管Tr13的漏极、源极间不流过漏极电流Id的状态下,由于晶体管Tr12的漏极、源极间电压基本上为0V,所以在上述自然张弛结束时,数据线电压Vd与晶体管Tr13的阈值电压Vth基本相等。
另外,在图9所示的过渡曲线中,数据线电压Vd随着时间(张弛时间t)的经过,收敛到晶体管Tr13的阈值电压Vth(=|V0-Vth|;V0=0V)。但是,尽管数据线电压Vd无限渐近于上述阈值电压Vth,即便理论上将张弛时间t设定得非常长,也不完全等于阈值电压Vth。
这种过渡曲线(基于自然张弛的数据线电压Vd的变动)可由下面的(11)式来表示。
Vd = V meas ( t ) = V 0 - Vth - V 0 - Vdac - Vth ( &beta; / C ) t ( V 0 - Vdac - Vth ) + 1 . . . ( 11 )
在上述(11)式中,C是图6所示像素PIX的电路构成中施加于数据线Ld的电容分量的总和,用C=Cel+Cs+Cp(Cel:像素电容,Cs:电容器电容,Cp:布线寄生电容)表示。检测用电压Vdac定义为满足下面(12)式条件的电压值。
Vdac : = V 1 - &Delta;V &times; ( n d - 1 ) V 0 - Vdac - Vth _ max > 0 . . . ( 12 )
在上述(12)式中,Vth_max表示晶体管Tr13的阈值电压Vth的补偿极限值。这里,nd定义为在数据驱动器140的DAC/ADC电路144中输入DAC42的初始数字数据(用于规定检测用电压Vdac的数字数据),在该数字数据nd为10位的情况下,d选择1~1023中满足上述(12)式条件的任意值。此外,ΔV定义为数字数据的位宽(对应于1位的电压宽),在上述数字数据nd为10位的情况下,如下面的(13)式所示。
&Delta;V : = V 1 - V 1023 1022 . . . ( 13 )
此外,在上述(11)式中,分别如下面的(14)、(15)式那样来定义数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))、该数据线电压Vd的收敛值V0-Vth和由电流放大率β与电容分量的总和C构成的参数β/C)。
这里,将张弛时间t下相对于数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))的ADC43的数字输出(检测数据)定义为nmeas(t),将阈值电压Vth的数字数据定义为nth
V meas : = V 1 - &Delta;V &times; ( n meas - 1 ) V 0 - Vth : = V 1 - &Delta;V &times; ( n th - 1 ) . . . ( 14 )
ξ:=(β/C)·ΔV    …(15)
而且,根据(14)、(15)式所示的定义,将上述(11)式置换为在数据驱动器140的DAC/ADC电路144中输入DAC42的实际数字数据(图像数据)nd、与由ADC43进行模拟数字变换后实际输出的数字数据(检测数据)nmeas(t)的关系时,可如下面的(16)式表示。
n meas ( t ) = n th + n d - n th &xi; &CenterDot; t &CenterDot; ( n d - n th ) + 1 . . . ( 16 )
在上述(15)、(16)式中,ξ是模拟值中参数β/C的数字表现,ξ·t为无维度。这里,晶体管Tr13的阈值电压Vth中不产生变动(Vth移位)的初始阈值电压Vth0为1V左右。此时,为了满足ξ·t·(nd-nth)>>1的条件,通过设定不同的两个张弛时间t=t1、t2,对应于晶体管Tr13的阈值电压变动的补偿电压分量(偏移电压)Voffset(t0)可如下面的(17)式表示。
V offset ( t 0 ) = &Delta;V &xi; &CenterDot; t 0 = &Delta;V &CenterDot; ( n 1 - n 2 ) &CenterDot; t 2 &CenterDot; t 1 t 2 - t 1 &CenterDot; 1 t 0 . . . ( 17 )
在上述(17)式中,n1、n2分别是在(16)式中将张弛时间t设定为t1、t2的情况下、从ADC43输出的数字数据(检测数据)nmeas(t1)、nmeas(t2)。而且,根据上述(16)、(17)式,晶体管的阈值电压Vth的数字数据nth可使用张弛时间t=t0下从ADC43输出的数字数据nmeas(t1)如下面的(18)式表示。此外,偏移电压Voffset的数字数据digital Voffset可如下面的(19)式表示。在(18)、(19)式中,<ξ>是作为参数β/C的数字值的ξ的全部像素平均值。这里,设<ξ>不考虑小数点以后的部分。
n th = n meas ( t 0 ) - 1 < &xi; > &CenterDot; t 0 . . . ( 18 )
1 < &xi; > &CenterDot; t 0 = digital V offset . . . ( 19 )
因此,根据上述(18)式,可对应于全部像素求出作为用于修正阈值电压Vth的数字数据(修正数据)的nth
此外,电流放大率β的差异通过在图9所示的过渡曲线中,根据将张弛时间t设定为t3时从ADC43输出的数字数据(检测数据)nmeas(t3),对上述(16)式求解ξ,从而可如下面的(20)式表示。这里,将t3设定为比上述(17)、(18)式中使用的t0、t1、t2短得多的时间。
&xi; &CenterDot; t 3 = n d - n meas ( t 3 ) [ n meas ( t 3 ) - n th ] &CenterDot; [ n d - n th ] . . . ( 20 )
在上述(20)式中,着眼于ξ,设计显示面板(发光面板)以使各数据线Ld的电容分量的总和C相等,并且,如上述(13)式所示,通过事先确定数字数据的位宽ΔV,定义ξ的(15)式的ΔV和C为常数。
而且,若将ξ和β的期望设定值分别设为ξtyp和βtyp,则用于修正显示面板110内各像素的发光驱动电路DC的ξ差异的乘法修正值Δξ、即用于修正电流放大率β差异的数字数据(修正数据)Δβ在忽视差异的平方项(二乗項)的情况下,可如下面的(21)式定义。
&Delta;&xi; : = 1 - &xi; - &xi; typ 2 &xi; …(21)
= 1 - &beta; - &beta; typ 2 &beta; = &Delta;&beta;
因此,发光驱动电路DC中用于修正阈值电压Vth变动的修正数据nth(第1特性参数)和用于修正电流放大率β差异的修正数据Δβ(第2特性参数)可通过根据上述(18)、(21)式,改变上述一系列自动归零法中的张弛时间t后多次检测数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))来求出。
另外,上述修正数据nth、Δβ的取得处理在图5所示的控制器150a的修正数据取得功能电路156中执行。
下面,在图5所示的控制器150a中,对从外部提供的特定图像数据(这里为了方便,记作‘亮度测定用数字数据’;第1图像数据)nd,根据利用上述(18)、(21)式计算的修正数据nth、Δβ,实施下面所示的一系列运算处理,生成亮度测定用图像数据nd_brt,并在输入数据驱动器140后,电压驱动显示面板110(像素PIX)。
亮度测定用图像数据nd_brt的生成方法具体而言是对亮度测定用数字数据nd执行电流放大率β的差异修正(Δβ乘法修正)和阈值电压Vth的变动修正(nth加法修正)。
首先,在控制器150a的乘法功能电路153a中,对数字数据nd乘以用于修正电流放大率β差异的修正数据Δβ(nd×Δβ)。
接着,在加法功能电路154a中,对乘法处理后的数字数据(nd×Δβ)加上用于修正阈值电压Vth的变动的修正数据nth((nd×Δβ)+nth)。
而且,将实施了这些修正处理的数字((nd×Δβ)+nth)作为亮度测定用图像数据nd_brt,提供给数据驱动器140的数据寄存器电路142。
数据驱动器140利用DAC/ADC电路142的DAC42,将取入数据寄存器电路142的亮度测定用图像数据nd_brt变换为模拟信号电压。
这里,如图4所示,由于设定成DAC42与ADC43的输入输出特性(变换特性)相同,所以DAC42生成的亮度测定用灰度电压(第2电压)Vbrt根据上述(14)式所示的定义,如下面的(22)式定义。该灰度电压Vbrt经数据线Ld提供给像素PIX。
Vbrt=V1-ΔV(nbrt-1))    …(22)
这样,执行对特定图像数据的一系列修正处理后,生成亮度测定用灰度电压Vbrt,写入显示面板110,由此可不受电流放大率β对设定值的差异或驱动晶体管的阈值电压Vth的变动影响,将从各像素PIX的发光驱动电路DC流入有机EL元件OEL的发光驱动电流Iem的电流值设定为恒定值。在这种状态下,使显示面板110发光动作并测定各像素PIX的发光亮度Lv(cd/m2)。
这里,每个像素PIX的亮度测定方法例如可适用下面的方法。
即,每个像素PIX的亮度测定方法一例首先以对应于上述亮度测定用灰度电压Vbrt的亮度灰度,使显示面板110中排列的各像素PIX一齐发光动作。
接着,如图5所示,利用将显示面板110的各像素PIX发出的光射出到外部的、配置在射出面侧的亮度仪或CCD摄像机160,摄像显示面板110。这里,亮度仪或CCD摄像机160使用分辨率比显示面板110中排列的各像素PIX的大小高的亮度仪或CCD摄像机。而且,根据取得的图像信号,将对应于各像素PIX的区域与从亮度仪或CCD摄像机160输出的亮度数据相关联。而且,从对应于各像素PIX区域的多个亮度数据中的高亮度侧抽取规定数量的亮度数据,计算该亮度值的平均值,由此确定各像素PIX的发光亮度(亮度值)Lv。
这里,在设有机EL元件OEL的发光电流效率为η的情况下,由于可表示为
η=(亮度)÷(电流密度),
所以若各像素PIX中流过的发光驱动电流的电流值恒定,则显示面板110内的发光亮度相对于设定值的差异即可看做发光电流效率η的差异。
而且,若将发光亮度Lv和发光电流效率η的期望设定值分别设为Lvtyp和ηtyp,若用于修正显示面板110内各像素PIX的发光亮度Lv差异的乘法修正值ΔLv、即用于修正发光电流效率η差异的数字数据(修正数据;第3特性参数)Δη忽视差异的平方项,则可如下面的(23)式来定义。
因此,根据如上所述对各像素PIX测定的发光亮度Lv,可求出发光电流效率η的修正数据Δη。
这里,(23)式所示用于修正发光亮度Lv差异的修正数据Δη的运算处理通过与上述(21)式所示用于修正电流放大率β差异的修正数据Δβ的运算处理相同的次序(sequence)来执行。
&Delta;Lv : = 1 - Lv - Lv typ 2 Lv …(23)
= 1 - &eta; - &eta; typ 2 &eta; = &Delta;&eta;
而且,通过将根据上述(21)、(23)式得到的修正数据Δβ与Δη相乘,如下面的(24)式所示,定义用于修正电流放大率β与发光电流效率η双方差异的修正数据(第4特性参数)Δβη
Δβη:=Δη×Δβ    …(24)
利用上述(18)、(24)式计算的修正数据nth和Δβη在后述的显示动作中,用于对从本实施方式显示装置100的外部输入的图像数据nd实施电流放大率β的差异修正(Δβ乘法修正)、发光电流效率η的差异修正(Δη乘法修正)和阈值电压Vth的变动修正(nth加法修正)后生成修正图像数据nd_comp时。
由此,由于从数据驱动器140经数据线Ld向各像素PIX提供对应于修正图像数据nd_comp的模拟电压值的灰度电压Vdata,所以可不受电流放大率β或发光电流效率η的差异、或驱动晶体管的阈值电压Vth的变动影响,能够以期望的亮度灰度使各像素PIX的有机EL元件OEL发光动作,能够实现良好且均匀的发光状态。
下面,与本实施方式的装置构成相关联地说明适用上述自动归零法的特性参数取得动作。
另外,在下面的说明中,对于与上述特性参数取得动作相同的动作,简化或省略其说明。
首先,取得用于修正各像素PIX的驱动晶体管中阈值电压Vth变动的修正数据nth、与用于修正各像素PIX的电流放大率β差异的修正数据Δβ。
图10是表示本实施方式显示装置中的特性参数取得动作的时间图(之1)。
图11是表示本实施方式显示装置中的检测用电压施加动作的动作原理图。
图12是表示本实施方式显示装置中的自然张弛动作的动作原理图。
图13是表示本实施方式显示装置中的数据线电压检测动作的动作原理图。
图14是表示本实施方式显示装置中的检测数据送出动作的动作原理图。
此外,图15是表示本实施方式显示装置中的修正数据计算动作的功能框图。
这里,在图11~图14中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
在本实施方式的特性参数(修正数据nth、Δβ)取得动作中,如图10所示,设定在规定的特性参数取得期间Tcrp中,各行的像素PIX都包含检测用电压施加期间T101、自然张弛期间T102、数据线电压检测期间T103和检测数据送出期间T104
这里,自然张弛期间T102对应于上述张弛时间t。图10中,为了方便图示,示出将张弛时间t设定为一个时间的情况,但如上所述,在本实施方式中,使张弛时间t不同,多次检测数据线电压Vd(数据线检测电压Vmeas(t))。因此,实际上在自然张弛期间T102内的不同张弛时间t(=t0、t1、t2、t3)中的每个时间,重复执行数据线电压检测动作(数据线电压检测期间T103)和检测数据送出动作(检测数据送出期间T104)。
首先,在检测用电压施加期间T101,如图10、图11所示,将构成特性参数取得动作对象的像素PIX(图中为第1行像素PIX)设定为选择状态。即,从选择驱动器120对连接该像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且从电源驱动器130向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
而且,在该选择状态下,根据从控制器150a提供的切换控制信号S1,数据驱动器140的输出电路145中设置的开关SW1接通动作,连接数据线Ld(j)与DAC/ADC144的DAC42(j)。
此外,根据从控制器150a提供的切换控制信号S2、S3,输出电路145中设置的开关SW2断开动作,并且连接于开关SW4的接点Nb上的开关SW3断开动作。
此外,根据从控制器150a提供的切换控制信号S4,将数据锁存电路143中设置的开关SW4连接设定于接点Na,根据切换控制信号S5,将开关SW5连接设定于接点Na。
而且,从数据驱动器140的外部向数据寄存器电路142依次取入用于生成规定电压值检测用电压Vdac的数字数据nd,经对应于各列的开关SW5而保持在数据锁存器41(j)中。
然后,将数据锁存器41(j)中保持的数字数据nd经开关SW4输入DAC/ADC电路144的DAC42(j),进行模拟变换,作为检测用电压Vdac,施加于各列的数据线Ld(j)。
这里,检测用电压Vdac如上所述,设定成满足上述(12)式条件的电压值。在本实施方式中,由于将从电源驱动器130施加的电源电压DVSS设定为接地电位GND,所以将检测用电压Vdac设定为负的电压值。为了生成检测用电压Vdac,将数字数据nd事先存储在例如控制器150a等中设置的存储器中。
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11和Tr12导通动作,低电平的电源电压Vsa(=GND)经晶体管Tr11施加于晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)。
此外,施加于数据线Ld(j)上的上述检测用电压Vdac经晶体管Tr12施加于晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)。
这样,通过向晶体管Tr13的栅极、源极端子间(即电容器Cs的两端)施加比晶体管Tr13的阈值电压Vth大的电位差,晶体管Tr13导通动作,流过对应于该电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id。
此时,由于将源极端子的电位(检测用电压Vdac)设定得比晶体管Tr13的漏极端子电位(接地电位GND)低,所以漏极电流Id从电源电压线La经晶体管Tr13、连接点N12、晶体管Tr12和数据线Ld(j)沿数据驱动器140方向流动。
另外,由此向晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs两端充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的电压。
此时,由于向有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)施加比施加于阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在上述检测用电压施加期间T101结束后的自然张弛期间T102,如图10、图12所示,在将像素PIX保持为选择状态的状态下,根据从控制器150a提供的切换控制信号S1,使数据驱动器140的开关SW1断开动作,由此从数据驱动器140切离数据线Ld(j),同时停止从DAC42(j)输出检测用电压Vdac。
此外,与上述检测用电压施加期间T101一样,开关SW2、SW3断开动作,将开关SW4连接设定于接点Nb,将开关SW5连接设定于接点Nb。
由此,由于晶体管Tr11、Tr12保持导通状态,所以像素PIX(发光驱动电路DC)尽管保持与数据线Ld(j)的电连接状态,但由于断开向该数据线Ld(j)施加电压,所以将电容器Cs另一端侧(连接点N12)设定为高阻抗状态。
在该自然张弛期间T102,通过在上述检测用电压施加期间T101向电容器Cs(晶体管Tr13的栅极、源极间)充电的电压,晶体管Tr13保持导通状态,由此持续流过漏极电流Id。
而且,晶体管Tr13源极端子侧(连接点N12;电容器Cs的另一端侧)的电位以接近晶体管Tr13的阈值电压Vth的方式缓慢上升。
由此,如图9所示,数据线Ld(j)的电位也以收敛于晶体管Tr13的阈值电压Vth的方式变化。
另外,即便在该自然张弛期间T102,有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)的电位也由于施加比施加于阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在数据线电压检测期间T103,在上述自然张弛期间T102中经过规定张弛时间t的时刻,如图10、图13所示,在将像素PIX保持为选择状态的状态下,根据从控制器150a提供的切换控制信号S2,使数据驱动器140的开关SW2接通动作。此时,开关SW1、SW3断开动作,将开关SW4连接设定于接点Nb,将开关SW5连接设定于接点Nb。
由此,连接数据线Ld(j)与DAC/ADC144的ADC43(j),在自然张弛期间T102中经过了规定张弛时间t的时刻的数据线电压Vd经开关SW2和缓冲器45(j),被取入ADC43(j)。这里,取入ADC43(j)的数据线电压Vd相当于上述(11)式所示的数据线检测电压Vmeas(t)。
而且,取入ADC43(j)的、由模拟信号电压构成的数据线检测电压Vmeas(t)根据上述(14)式,在ADC43(j)被变换为由数字数据构成的检测数据nmeas(t),经开关SW5保持在数据锁存器41(j)中。
接着,在检测数据送出期间T104,如图10、图14所示,将像素PIX设定为非选择状态。
即,从选择驱动器120向选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel。在该非选择状态下,根据从控制器150a提供的切换控制信号S4、S5,将数据驱动器140的数据锁存器41(j)输入段上设置的开关SW5连接设定于接点Nc,将数据锁存器41(j)输出段上设置的开关SW4连接设定于接点Nb。此外,根据切换控制信号S3,使开关SW3接通动作。此时,开关SW1、SW2根据切换控制信号S1、S2断开动作。
由此,相互邻接列的数据锁存器41(j)经开关SW4、SW5串联连接,经开关SW3连接于外部控制器150a上。
而且,根据从控制器150a提供的数据锁存脉冲信号LP,将各列数据锁存器41(j+1)(参照图3)中保持的检测数据nmeas(t)依次传输到邻接的数据锁存器41(j)。
由此,作为串行数据输出对应于1行的像素PIX的检测数据nmeas(t),如图15所示,提供给控制器150a,对应于各像素PIX,存储在控制器150a中设置的存储器155的规定存储区域中。
这里,各像素PIX中发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr13的阈值电压Vth的变动量因各像素PIX中的驱动履历(发光履历)等而不同,此外,由于电流放大率β在各像素PIX中也存在对设定值的差异,所以存储器155中存储各像素PIX固有的检测数据nmeas(t)。
在本实施方式中,在上述一系列动作中,对不同的张弛时间t(=t0、t1、t2、t3)设定数据线电压检测动作和检测数据送出动作,对各像素PIX执行多次。这里,以不同的张弛时间t检测数据线电压的动作如上所述,也可在仅施加一次检测用电压后自然张弛继续的期间中,以不同的定时(张弛时间t=t0、t1、t2、t3)执行多次数据线电压检测动作和检测数据送出动作,也可使张弛时间t不同,以此来执行多次检测用电压施加、自然张弛、数据线电压检测和检测数据送出的一系列动作。
重复上述对各行像素PIX的特性参数取得动作,对显示面板110中排列的全部像素PIX,将多次的检测数据nmeas(t)存储在控制器150a的存储器155中。
接着,根据各像素PIX的检测数据nmeas(t),执行用于修正各像素PIX的晶体管(驱动晶体管)Tr13的阈值电压Vth的修正数据nth和用于修正电流放大率β的修正数据Δβ的计算动作。
具体而言,如图15所示,首先,向控制器150a中设置的修正数据取得功能电路156读出存储器155中存储的各像素PIX的检测数据nmeas(t)。
然后,修正数据取得功能电路156按照使用上述自动归零法的特性参数取得动作,根据上述(15)~(21)式,计算修正数据nth(具体为规定修正数据nth的检测数据nmeas(t)、偏移电压(-Voffset=1/ξ·t0))和修正数据Δβ。将计算出的修正数据nth和Δβ对应于各像素PIX存储在存储器155的规定存储区域中。
接着,使用上述修正数据nth和Δβ,取得用于修正各像素PIX中发光电流效率η差异的修正数据Δη。
图16是表示本实施方式显示装置中的特性参数取得动作的时间图(之2)。
图17是表示本实施方式显示装置中的亮度测定用图像数据生成动作的功能框图。
图18是表示本实施方式显示装置中的亮度测定用图像数据写入动作的动作原理图。
图19是表示本实施方式显示装置中的亮度测定用发光动作的动作原理图。
图20是表示本实施方式的修正数据计算动作的功能框图(之2)。
这里,在图18、图19中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
在本实施方式的特性参数(修正数据Δη)取得动作中,如图16所示,设定为包含生成并写入对应于各行像素PIX的亮度测定用图像数据的亮度测定用图像数据写入期间T201、以对应于亮度测定用图像数据的亮度灰度使各像素PIX发光动作的亮度测定用发光期间T202和测定各像素发光亮度的发光亮度测定期间T203。这里,亮度测定用发光期间T202包含发光亮度测定期间T203,发光亮度的测定动作在亮度测定用发光期间T202中执行。
在亮度测定用图像数据写入期间T201中,执行亮度测定用图像数据的生成动作和向各像素PIX写入亮度测定用图像数据的写入动作。
在控制器150a中,亮度测定用图像数据的生成动作使用利用上述特性参数取得动作取得的修正数据Δβ和nth,对规定的亮度测定用数字数据nd进行修正,并生成亮度测定用图像数据nd_brt
具体而言,如图17所示,首先读出控制器150a的存储器155中存储的各像素的修正数据Δβ。
然后,乘法功能电路153a对从控制器150a外部提供的数字数据nd,乘法处理读出的修正数据Δβ。
接着,根据上述(18)、(19)式,读出存储器155中存储的规定修正数据nth的检测数据nmeas(t0)和偏移电压(-Voffset=1/ξ·t0)。
接着,加法功能电路154a对上述乘法处理后的数字数据(nd·Δβ)进行加上读出的检测数据nmeas(t0)和偏移电压(-Voffset)的加法处理。通过执行上述修正处理,生成亮度测定用图像数据nd_brt后提供给数据驱动器140。
此外,向各像素PIX写入亮度测定用图像数据的写入动作与上述检测用电压施加动作(检测用电压施加期间T101)一样,在将构成写入对象的像素PIX设定为选择状态的状态下,经数据线Ld(j)写入对应于上述亮度测定用图像数据nd_brt的亮度测定用灰度电压Vbrt
具体而言,如图16、图18所示,首先,对连接该像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
在该选择状态下,使开关SW1接通动作,将开关SW4和SW5连接设定于接点Nb,由此将从控制器150a提供的亮度测定用图像数据nd_brt依次取入数据寄存器电路142,并保持在对应于各列的数据锁存器41(j)中。
通过DAC42(j)对保持的图像数据nd_brt进行模拟变换,作为亮度测定用灰度电压Vbrt施加于各列的数据线Ld(j)。这里,亮度测定用灰度电压Vbrt如上所述,被设定为满足上述(22)式条件的电压值。
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC向晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)施加低电平的电源电压Vsa(=GND),此外,向晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)施加上述亮度测定用灰度电压Vbrt
因此,流过对应于晶体管Tr13的栅极、源极端子间产生的电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id,向电容器Cs的两端充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的发光电压(≈Vbrt)。
此时,由于向有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)施加比阴极(共同电极Ec)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在亮度测定用发光期间T202,如图16所示,在将各行像素PIX设定为非选择状态的状态下,使各像素PIX一齐发光动作。
具体而言,如图19所示,向连接于显示面板110中排列的全部像素PIX上的选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加高电平(发光电平:ELVDD>GND)的电源电压Vsa。
由此,在各像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11、Tr12截止动作,保持被充电到晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs的发光电压。
因此,利用充电到电容器Cs的发光电压(≈Vbrt)来保持晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs,晶体管Tr13导通动作而流动漏极电流Id,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电平上升。
而且,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电位上升得比施加于有机EL元件OEL的阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)高,向有机EL元件OEL施加顺偏压。由此,从电源线La经晶体管Tr13、连接点N12、有机EL元件OEL,沿共同电极Ec方向流过发光驱动电流Iem,有机EL元件OEL发光动作。该发光驱动电流Iem在上述亮度测定用图像数据写入动作中被写入像素PIX,根据晶体管Tr13的栅极、源极间电容器Cs中保持的发光电压(≈Vbrt)的电压值来规定,所以有机EL元件OEL以对应于亮度测定用图像数据nd_brt的亮度灰度来发光动作。
这里,亮度测定用图像数据nd_brt在上述特性参数取得动作中,根据对应于各像素取得的修正数据Δβ、nth,实施电流放大率β的差异修正和驱动晶体管的阈值电压Vth的变动修正。
因此,通过向各像素PIX写入相同亮度灰度值的亮度测定用图像数据nd_brt,能够不受电流放大率β的差异或驱动晶体管的阈值电压Vth的变动影响地,将从各像素PIX的发光驱动电路DC流入有机EL元件OEL的发光驱动电流Iem的电流值设定为大致恒定的值。
接着,在亮度测定用发光期间T202中设定的发光亮度测定期间T203,执行各像素PIX的发光亮度的测定动作和用于修正各像素PIX的发光电流效率η的修正数据Δη的计算动作。
发光亮度的测定动作如图16、图20所示,显示面板110的各像素PIX设定成在有机EL元件OEL中流过大致相同的电流值的发光驱动电流Iem,在使各像素PIX的有机EL元件OEL发光动作的状态下,由显示面板110的射出面侧设置的亮度仪或CCD摄像机160,测定各像素PIX的发光亮度Lv,作为数字数据。将测定的发光亮度Lv送出到控制器150a的修正数据取得功能电路156。
修正数据Δη的计算动作首先由控制器150a中设置的修正数据取得功能电路156根据上述(23)、(24)式,计算出修正数据Δη,再计算出向修正数据Δη加上上述修正数据Δβ后的修正数据Δβη。这里,上述(23)式所示的修正数据Δη的运算处理利用与上述(21)式所示的修正数据Δβ的运算处理相同的次序来执行。计算的修正数据Δβη与上述的检测数据nmeas(t)或修正数据nth一样,对应于各像素PIX存储在存储器155的规定存储区域中。
(显示动作)
下面,说明本实施方式的显示装置的显示动作(发光动作)。
在显示装置的发光动作中,使用上述修正数据nth、Δβη,修正图像数据,使各像素PIX以期望的亮度灰色发光动作。
图21是表示本实施方式显示装置中的发光动作的时间图。
图22是表示本实施方式显示装置中的图像数据修正动作的功能框图。
图23是表示本实施方式显示装置中的修正后图像数据写入动作的动作原理图。
图24是表示本实施方式显示装置中的发光动作的动作原理图。
这里,在图23、图24中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
本实施方式的显示动作中,如图21所示,设定包含对应于各行像素PIX、生成期望的图像数据后写入的图像数据写入期间T301和以对应于该图像数据的亮度灰度使各像素PIX发光动作的像素发光期间T302
在图像数据写入期间T301中,执行修正图像数据的生成动作和向各像素PIX写入修正图像数据的写入动作。
在控制器150a中,修正图像数据的生成动作使用利用上述特性参数取得动作取得的修正数据Δβ、Δη和nth,对数字数据构成的规定图像数据nd进行修正,将修正处理过的图像数据(修正图像数据)nd_comp提供给数据驱动器140。
具体而言,如图22所示,对于从控制器150a外部提供的、包含RGB各色亮度灰度值的图像数据(第2图像数据)nd,电压振幅设定功能电路152a通过参照参照表格151,设定对应于RGB各色分量的电压振幅。
接着,读出存储器155中存储的各像素的修正数据Δβη,在乘法功能电路153a中,对电压设定的图像数据nd和所读出的修正数据Δβη进行乘法处理。
接着,读出存储器155中存储的规定修正数据nth的检测数据nmeas(t0)和偏移电压(-Voffset=-1/ξ·t0),加法功能电路154a对上述乘法处理后的数字数据(nd·Δβη)和读出的检测数据nmeas(t0)及偏移电压(-Voffset)进行加法处理。
通过执行上述一系列修正处理,生成修正图像数据nd_comp后提供给数据驱动器140。
此外,向各像素PIX写入修正图像数据的写入动作是在将构成写入对象的像素PIX设定为选择状态的状态下,经数据线Ld(j)写入对应于上述修正图像数据nd_comp的灰度电压Vdata。
具体而言,如图21、图23所示,首先,对连接像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
在该选择状态下,使开关SW1接通动作,将开关SW4和SW5连接设定于接点Nb,由此将从控制器150a提供的修正图像数据nd_comp依次取入数据寄存器电路142,保持在对应于各列的数据锁存器41(j)中。
保持的图像数据nd_comp通过DAC42(j)进行模拟变换,作为灰度电压(第3电压)Vdata施加于各列的数据线Ld(j)。这里,灰度电压Vdata根据上述(14)式所示的定义,如下面的(25)式来定义。
Vdata=V1-ΔV(nd_comp-1))    …(25)
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC向晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)施加低电平的电源电压Vsa(=GND),向晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)施加对应于上述修正图像数据nd_comp的灰度电压Vdata。
因此,流过对应于晶体管Tr13的栅极、源极端子间产生的电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id,向电容器Cs的两端充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的发光电压(≈Vdata)。此时,由于向有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)施加比阴极(共同电极Ec)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在像素发光期间T302,如图21所示,在将各行像素PIX设定为非选择状态的状态下,使各像素PIX一齐发光动作。
具体而言,如图24所示,向连接于显示面板110中排列的全部像素PIX上的选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加高电平(发光电平:ELVDD>GND)的电源电压Vsa。
由此,各像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11、Tr12截止动作,保持充电到晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs的发光电压(≈Vdata:栅极、源极间电压Vgs)。
因此,晶体管Tr13中流过漏极电流Id,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电位上升得比施加于有机EL元件OEL的阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)高时,从发光驱动电路DC向有机EL元件OEL流过发光驱动电流Iem,有机EL元件OEL发光动作。该发光驱动电流Iem根据上述修正图像数据写入动作中晶体管Tr13的栅极、源极间保持的发光电压(≈Vdata)的电压值来规定,所以有机EL元件OEL以对应于亮度测定用图像数据nd_comp的亮度灰度来发光动作。
另外,在上述实施方式中,如图16、图21所示,在用于取得修正数据Δη的动作和显示动作中,在对特定行(例如第1行)像素PIX写入亮度测定用图像数据或修正图像数据的写入动作结束之后,对其它行(第2行以后)像素PIX写入图像数据的写入动作结束之前的期间,将该行的像素PIX设定为保持状态。
这里,在保持状态下,向该行的选择线Ls施加非选择电平的选择信号Ssel,将像素PIX变为非选择状态,并且向电源线La施加非发光电平的电源电压Vsa,设定为非发光状态。
该保持状态如图16、图21所示,每行的设定时间不同。
此外,也可在向各行像素PIX写入亮度测定用图像数据或修正图像数据的写入动作结束之后,立即进行使像素PIX发光动作的驱动控制的情况下,不设定上述保持状态。
这样,本实施方式的显示装置(包含像素驱动装置的发光装置)及其驱动控制方法具有以不同定时(张弛时间)多次执行一系列特性参数取得动作的方法,该特性参数取得动作适用本发明特有的自动归零法,取入数据线电压,并变换为由数字数据构成的检测数据。
由此,根据本实施方式,可取得并存储修正各像素的驱动晶体管阈值电压的变动和各像素电流放大率差异的参数。因此,根据本实施方式,可对写入各像素的图像数据实施补偿各像素阈值电压变动和电流放大率差异的修正处理,所以无论各像素的特性变化或特性差异状态如何,均可以对应于图像数据的原来亮度灰度使发光元件(有机EL元件)发光动作,可实现具有良好发光特性和均匀画质的有源有机EL驱动系统。
并且,在上述本实施方式中包括了在设定成各像素流过均匀发光驱动电流的状态下测定各像素发光亮度的方法。由此,根据本实施方式,可取得修正各像素间发光电流效率差异的参数,取得并存储向涉及上述各像素间电流放大率差异修正的参数加上涉及发光电流效率差异修正的参数后的修正数据。
因此,根据本实施方式,可对写入各像素的图像数据实施补偿各像素阈值电压变动和电流放大率及发光电流效率差异的修正处理,所以无论各像素的特性变化或特性差异状态如何,均可以对应于图像数据的原来亮度灰度使发光元件(有机EL元件)发光动作。
另外,由此可通过具备单一修正数据取得功能电路156的控制器150a中的一系列次序,执行计算出修正包含发光电流效率的电流放大率差异的修正数据的处理和计算出补偿驱动晶体管阈值电压变动的修正数据的处理,所以不必对应于修正数据的计算处理内容来设置单独的结构(功能电路),可简化显示装置(发光装置)的装置规模。
<第2实施方式>
在上述第1实施方式中,说明了利用图像数据写入期间向像素PIX写入的写入动作向驱动晶体管的栅极、源极端子间所连接的电容器Cs充电的发光电压的电压值在写入期间和发光期间不变的情况。
但是,发光电压的电压值实际上由于基于附加于驱动晶体管的除电容器Cs以外的各种寄生电容(电容分量)的电容耦合,受到各信号线的电压变化影响。由此,发光电压的电压值在写入期间和发光期间变动。
第2实施方式除上述第1实施方式的构成外,还具备修正这种附加于驱动晶体管的寄生电容(电容分量)的电容值所引起的发光电压变动的构成。
另外,向与上述第1实施方式的构成相同的构成附加相同符号,并简化或省略其说明。
本实施方式的显示装置示意性地具备与上述第1实施方式中显示装置100相同的构成,包括具备与第1实施方式相同构成的显示面板110、选择驱动器120、电源驱动器130和数据驱动器140。此外,显示面板110中排列的像素PIX也具有与第1实施方式相同的构成。
但控制器150b与第1实施方式中的控制器150a部分不同。下面,主要说明与第1实施方式不同之处。
图25是表示适用于本实施方式显示装置的控制器功能的功能框图。
本实施方式的控制器(图像数据修正电路)150b如图25所示,示意性地包括具备参照表格(LUT:固有参数设定电路)151的电压振幅设定功能电路(图像数据修正电路)152b、乘法功能电路(图像数据修正电路)153b、157a、157b、加法功能电路(图像数据修正电路)154b、存储器(存储电路)155、修正数据取得功能电路(特性参数取得电路)156和K参数设定电路(固有参数设定电路)158。
图25的构成与上述第1实施方式中图5的构成相比,还具备乘法功能电路(图像数据修正电路)157a、157b和K参数设定电路(固有参数设定电路)158。
此外,电压振幅设定功能电路152b、乘法功能电路153b、加法功能电路154b的功能与第1实施方式中的电压振幅设定功能电路152a、乘法功能电路153a、加法功能电路154a的功能相比,部分不同。
电压振幅设定功能电路152b对从外部提供的数字数据构成的图像数据,通过参照参照表格151,变换对应于红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的电压振幅。由电压振幅设定功能电路152b变换的图像数据的电压振幅最大值设定为从上述DAC42的输入范围的最大值中减去基于各像素特性参数的修正量后的值以下。这里,由电压振幅设定功能电路152b参照的参照表格151如后所述,事先设定变换表格(γ表格),以修正附加于各像素PIX中设置的驱动晶体管的寄生电容(电容分量)引起的发光电压变动。参照表格151中设定的变换表格在后详细描述。
此外,电压振幅设定功能电路152b具有原样输出输入的数字数据的直通(through)功能或迂回路径。此外,在适用后述的自动归零法的特性参数取得动作时,设定成对输入的数字数据不进行使用参照表格151的电压振幅变换处理而是原样输出。
乘法功能电路153b将根据关联于各像素PIX特性变化的检测数据取得的电流放大率β的修正数据Δβ和用于修正根据附加于各像素PIX驱动晶体管的寄生电容定义的发光电压Vel变动的参数K乘以图像数据,或者将包含基于对各像素PIX检测到的亮度数据Lv的发光电流效率η修正分量Δη的上述电流放大率β的修正数据Δβη和用于修正根据附加于各像素PIX驱动晶体管的寄生电容定义的发光电压Vel变动的参数K乘以图像数据。
乘法功能电路157a向关联于各像素PIX特性变化的检测数据乘以用于修正各像素PIX的有机EL元件OEL中发光电压Vel变动的参数K。
乘法功能电路157b向根据关联于各像素PIX特性变化的检测数据取得的驱动晶体管阈值电压Vth的补偿电压分量(偏移电压)乘以各像素PIX的参数K。
加法功能电路154b向在上述乘法功能电路153b中乘以修正数据Δβ或Δβη后的图像数据加上上述乘法功能电路157a、157b中乘以参数K后的关联于各像素PIX特性变化的检测数据及阈值电压Vth的补偿电压分量(偏移电压)来进行修正。而且,将修正后的图像数据作为修正图像数据提供给数据驱动器140。
存储器155对应于各像素PIX,存储从上述数据驱动器140送出的各像素PIX的检测数据、修正数据取得功能电路156取得的修正数据。
在上述加法功能电路154b的加法处理时和修正数据取得功能电路156的修正数据取得处理时,上述加法功能电路154b和修正数据取得功能电路156从存储器155中读出检测数据。
K参数设定电路158对用于修正附加于各像素PIX中设置的驱动晶体管的寄生电容(电容分量)引起的发光电压变动的参数K,对应于控制器150b的动作状态来设定规定的常数。
K参数设定电路158在适用后述的自动归零法的特性参数取得动作时,将参数K设定为1.0。由此,乘法功能电路153b和加法功能电路154b实质上在未加上基于参数K的修正的状态下,对图像数据(或数字数据)执行乘法修正和加法修正。
此外,K参数设定电路158在基于图像数据的图像信息的显示动作时,将参数K设定为例如1.1。由此,乘法功能电路153b和加法功能电路154b对图像数据(或数字数据)执行考虑了上述寄生电容影响的乘法修正和加法修正。
这里,由K参数设定电路158设定的参数K的值在显示面板110或各像素PIX的设计阶段,根据附加于驱动晶体管的寄生电容的电容值,可事先计算,对应于控制器150b的动作状态来适当切换设定。此外,参数K的计算方法如后所述。
另外,在图5所示的控制器150b中,修正数据取得功能电路156也可以是设置在控制器150b外部的运算装置。
另外,在图5所示的控制器150b中,存储器155只要与各像素PIX关联存储检测数据和修正数据即可,也可以是其它存储器。
另外,这些存储器155也可以是设置在控制器150b外部的存储装置。
此外,提供给控制器150b的图像数据例如从映像信号中抽取亮度灰度信号分量,并对应于显示面板110的每1行,将该亮度灰度信号分量形成为由数字信号构成的串行数据。
下面,说明具有构成与上述图6所示相同的发光驱动电路DC的像素PIX在写入图像数据之后、使有机EL元件OEL中发光时的有机EL元件OEL阳极、阴极间电压(有机EL元件OEL的两端电压:发光电压Vel)与从发光驱动电路DC流入有机EL元件OEL的电流(发光驱动电流Iel)的关系。
图26是适用本实施方式的发光驱动电路的像素中有机EL元件发光时的动作状态图。
图27是表示本实施方式像素中发光动作时的有机EL元件的发光电压与发光驱动电流的关系的特性图。
本实施方式的像素PIX的有机EL元件OEL发光动作如图26所示,从选择驱动器120经选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel,由此将像素PIX设定为非选择状态。
此时,通过发光驱动电路DC的晶体管Tr11、Tr12截止动作,晶体管Tr13的栅极、漏极端子间被电断开,并且源极端子(连接点N12)从数据线Ld被电断开。
另外,在该非选择状态下,从电源驱动器130经电源线La向像素PIX施加发光电平的电源电压Vsa(=ELVDD)。
由此,保持利用上述图像数据(灰度电压Vdata)的写入向电容器Cs充电的电压(晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs),并且,向晶体管Tr13的漏极端子(连接点N13)施加电位比源极端子(连接点N12)高的电源电压ELVDD。
因此,如图26所示,从电源驱动器130经电源线La、晶体管Tr13向有机EL元件OEL流过对应于晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs的发光驱动电流Iel。
验证此时像素PIX(发光驱动电路DC和有机EL元件OEL)的电路特性。
在与上述图7所示构成一样的图像数据(灰度电压)的写入动作时,根据发光驱动电路DC的连接点N11-N12间的电压(即晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs、电容器Cs的两端电压),确定流过晶体管Tr13的漏极、源极间的漏极电流(即写入电流)Id的电流值。理想的是该连接点N11-N12间的电压即便在写入动作结束后的发光动作时也原样保持在电容器Cs中。
但是,适用本实施方式发光驱动电路DC的像素PIX在从写入动作移动到发光动作时,进行驱动控制,使施加于选择线Ls的选择信号Ssel的电位、或施加于电源线La的电源电压Vsa的电位变化。即,选择信号Ssel的电位从Vgh变化到Vgl,电源电压Vsa的电位从DVSS变化到ELVDD。
因此,连接点N11-N12间的电压由于经发光驱动电路DC内存在的寄生电容的电容耦合而受到这些电位变化的影响。
此外,本实施方式的像素PIX(发光驱动电路DC)在从写入动作移动到发光动作时,晶体管Tr12截止动作,切断了向连接点N12(晶体管Tr13的源极端子)施加灰度电压Vdata。
并且,在发光动作时经连接点N12向有机EL元件OEL流过发光驱动电流Iel。由此,若连接点N12的电位变动,则连接点N11-N12间的电压也受到该连接点N12的电位变动的影响。
这种晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs(连接点N11-N12间电压)的变动意味着使经晶体管Tr13的漏极、源极间流过有机EL元件OEL的发光驱动电流Iel变动。换言之,意味着发光驱动电流Iel的电流值有时影响关联于连接点N12电位的、有机EL元件OEL的两端电压(发光电压Vel)的值。
另外,在发光驱动电路DC中,即便在发光动作时连接点N12电位产生变动的情况下,晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs(连接点N11-N12间电压)也未必变动。上述晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs的变动限于受到附加于连接点N11(栅极端子)的寄生电容影响的情况,受到有机EL元件OEL的两端电压Vel的影响。
本实施方式的发光驱动电路DC原理上不采用发光动作时、晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs(连接点N11-N12间电压)变化的驱动控制方法。
这里,通过上述状况,说明流过有机EL元件OEL的发光驱动电流Iel依赖于有机EL元件OEL的发光电压Vel时的修正方法。
首先,表示使晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs变动的寄生电容影响的参数(各像素固有的参数)K如下面的(22)式来定义。
K : = &Sigma; x C N 11 - x C N 11 - N 12 x = N 12 , N 13 , N 14 . . . ( 26 )
在上述(22)式中,CN11-N12相当于连接于晶体管Tr13的栅极、源极间的电容器Cs。CN11-N13相当于连接于晶体管Tr13的栅极、漏极间的晶体管Tr11的栅极电容。CN11-N14相当于连接于晶体管Tr13的栅极上的晶体管Tr11的栅极、源极间电容。
这里,设图26所示处于发光动作状态的像素PIX中的有机EL元件中流过的发光驱动电流Iel相对于发光电压Vel具有图27所示的关系。
图27中,Vst是发光开始电压,Vel_max和Iel_max分别是像素PIX的最大亮度发光时的发光电压和发光驱动电流。
如图27所示,发光驱动电流Iel的电流值示出了在发光电压Vel的电压值超过发光开始电压Vst时伴随着发光电压Vel的上升而大致线性增加的特性。
而且,在本实施方式中,当具有上述定义((26)式)和发光电压Vel与发光驱动电流Iel的关系(图27)时,图25所示的控制器150b的构成中,电压振幅设定功能电路152b通过参照参照表格(LUT)151,对从外部输入的数字数据构成的图像数据nd,进行加入参数K的数据变换。
图28是用于说明适用于本实施方式控制器的参照表格中的数据变换处理的图。
适用于本实施方式的参照表格如图28所示,设定为变换数据(输出数据)ndout相对于输入的数字数据(图像数据)nd大致具有线性。
这里,在图28中,SD1是表示未对寄生电容影响引起的晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs(即对应于有机EL元件OEL的发光电压Vel)的变动进行修正时的变换特性的特性线。
另外,SD2是表示对应于寄生电容影响引起的有机EL元件OEL的发光电压Vel的变动之变换数据修正分量的特性线。
另外,SD3是表示对寄生电容影响引起的有机EL元件OEL的发光电压Vel变动进行修正时的变换特性的特性线。
这里,SD3修正成具有向SD1所示的变换数据加入SD2所示的修正分量的数据值。具体而言,输入的数字数据nd在实施了下面的(27)式所示的、参数K作为修正数据而被加入的数据变换处理后,作为变换数据ndout输出。这里,ΔV是上述(13)式所示的对应于数字数据1位的电压宽。
n d &RightArrow; n d + ( K - 1 ) K &times; &Delta;V &times; ( Vel - Vst ) = n dout . . . ( 27 )
另外,在本实施方式中,除上述电压振幅设定功能电路152b对图像数据nd的加入参数K的数据变换处理外,图25所示控制器150b的乘法功能电路153b和加法功能电路154b也进行加入了参数K的修正处理。
这里,在取得适用上述自动归零法的特性参数(修正数据nth、Δβ)时,这些数据变换处理和修正处理中使用的参数K被设定为K=1。此外,在后述的用于补偿发光电流效率η的特性参数取得动作时和在一系列特性参数取得动作后执行的对应于图像数据的图像信息显示动作时,参数K例如设定为K=1.1。
接着,使用由与上述第1实施方式一样的特性参数取得动作取得的修正数据nth、Δβ和补偿发光动作时寄生电容影响的参数K,执行取得用于补偿各像素PIX的有机EL元件OEL中发光电流效率η的特性参数的动作。
这里,首先,图25所示的控制器150b对从外部提供的特定图像数据(这里为了方便,记作‘亮度测定用数字数据’:第1图像数据)nd,根据由上述(18)、(21)式计算的修正数据nth、Δβ和由(26)式定义的参数K,实施下面示出的一系列运算处理,生成亮度测定用图像数据nd_brt
而且,将该数据输入数据驱动器140,对显示面板110(像素PIX)进行电压驱动。
亮度测定用图像数据nd_brt的生成具体而言如下:加入了像素PIX发光时的寄生电容的影响,对亮度测定用数字数据nd执行电压振幅的设定、电流放大率β的差异修正(Δβ乘法修正)和阈值电压Vth的变动修正(nth加法修正)。
首先,控制器150b的电压振幅设定功能电路152b参照具有图28所示变换特性的参照表格151,对数字数据nd进行上述(27)式所示的数据变换处理,生成变换数据ndout
接着,乘法功能电路153b将设定电压振幅的数字数据(变换数据)ndout,乘以用于修正寄生电容的影响的参数K和用于修正电流放大率β差异的修正数据Δβ(K×ndout×Δβ)。
接着,加法功能电路154b时乘法处理后的数字数据(K×ndout×Δβ),与乘以了用于修正寄生电容影响的参数K的、用于修正阈值电压Vth变动的修正数据K×nth(=K×nmeas(t)-K×Voffset)相加(K×(ndout×Δβ+nth))。
另外,该亮度测定用图像数据nd_brt或后述的显示动作时的修正图像数据nd_comp的生成方法中,电压振幅设定功能电路152b根据参数K,加入了像素PIX内寄生电容的影响,数据变换数字数据(图像数据)nd以修正作为有机EL元件OEL两端电压的发光电压Vel之后,乘法功能电路153b进行电流放大率β的差异修正(Δβ乘法修正)。此时,VeL修正中使用的参数K本身受到Δβ乘法修正。
但是,在图28所示的数据变换处理的说明图中,若比较未加入像素PIX内寄生电容影响时(未进行Vel修正时的变换特性:特性线SD1)的β修正后数字数据和加入寄生电容影响时(进行Vel修正时的变换特性:特性线SD3)的β修正后数字数据,则实质上可忽视Vel修正对β修正的影响。
而且,将实施了这些修正处理的数字数据(K×(ndout×Δβ+nth))作为亮度测定用图像数据nd_brt,提供给数据驱动器140的数据寄存器电路142。
数据驱动器140利用DAC/ADC电路144的DAC42,将取入数据寄存器电路142的亮度测定用图像数据nd_brt变换为模拟信号电压。
这里,如上述图4所示,由于设定成DAC42与ADC43的输入输出特性(变换特性)相同,所以DAC42生成的亮度测定用灰度电压(第2电压)Vbrt根据上述(14)式所示的定义,如下面的(28)式定义。该灰度电压Vbrt经数据线Ld提供给像素PIX。
Vbrt=V1-ΔV(nd_brt-1))    …(28)
这样,执行对特定图像数据的一系列修正处理后,生成亮度测定用灰度电压Vbrt,写入显示面板110,由此可不受电流放大率β差异或驱动晶体管的阈值电压Vth的变动的影响、以及发光驱动电路DC驱动时的寄生电容的影响,将从各像素PIX的发光驱动电路DC流入有机EL元件OEL的发光驱动电流Iel的电流值设定为恒定。
而且,在这种状态下,使显示面板110发光动作,测定各像素PIX的发光亮度Lv(cd/m2)。这里,每个像素PIX的亮度测定方法可适用与上述第1实施方式中说明的一样的方法。如上所述,根据该发光亮度的测定,取得用于修正电流放大率β与发光电流效率η双方差异的修正数据(第4特性参数)Δβη
在后述的显示动作中,在对从本实施方式显示装置100外部输入的图像数据nd实施电压振幅的设定((23)式的数据变换)、电流放大率β的差异修正(Δβ乘法修正)、发光电流效率η的差异修正(Δη乘法修正)、阈值电压Vth的变动修正(nth加法修正)和基于像素PIX内寄生电容的发光电压Vel的变动修正(K乘法修正)从而生成修正图像数据nd_comp时使用利用特性参数取得动作而取得的修正数据nth、根据发光亮度测定而取得的Δβη和参数K。
由此,由于从数据驱动器140经数据线Ld向各像素PIX提供对应于修正图像数据nd_comp的模拟电压值的灰度电压Vdata,所以可不受电流放大率β或发光电流效率η的差异、驱动晶体管的阈值电压Vth或发光电压Vel的变动的影响,能够以期望的亮度灰色使各像素PIX的有机EL元件OEL发光动作,能够实现良好且均匀的发光状态。
下面,与本实施方式的装置构成关联来说明适用上述自动归零法的特性参数取得动作。
另外,在下面的说明中,对于与上述特性参数取得动作相同的动作,简化或省略其说明。
首先,取得用于修正各像素PIX的驱动晶体管中阈值电压Vth变动的修正数据nth、以及用于修正各像素PIX的电流放大率β差异的修正数据Δβ。
图29是表示本实施方式显示装置中特性参数取得动作的时间图(之1)。
图30是表示本实施方式显示装置中检测用电压施加动作的动作原理图。
图31是表示本实施方式显示装置中自然张弛动作的动作原理图。
图32是表示本实施方式显示装置中数据线电压检测动作的动作原理图。
图33是表示本实施方式显示装置中检测数据送出动作的动作原理图。
图34是表示本实施方式显示装置中修正数据计算动作的功能框图(之1)。
这里,在图30~图33中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
在本实施方式的特性参数(修正数据nth、Δβ)取得动作中,如图29所示,在规定的特性参数取得期间Tcrp中,各行的像素PIX都包含检测用电压施加期间T101、自然张弛期间T102、数据线电压检测期间T103和检测数据送出期间T104
这里,自然张弛期间T102对应于上述张弛时间t。图29中,为了方便图示,示出将张弛时间t设定为一个时间的情况,但实际上,在自然张弛期间T102内的不同张弛时间t(=t0、t1、t2、t3)中的每个时间,重复执行数据线电压检测动作(数据线电压检测期间T103)和检测数据送出动作(检测数据送出期间T104)。
首先,在检测用电压施加期间T101,如图29、图30所示,将构成特性参数取得动作对象的像素PIX(图中为第1行像素PIX)设定为选择状态。即,从选择驱动器120对连接该像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且从电源驱动器130向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
而且,在该选择状态下,根据从控制器150b提供的切换控制信号S1,数据驱动器140的输出电路145中设置的开关SW1接通动作,连接数据线Ld(j)与DAC/ADC144的DAC42(j)。
此外,根据从控制器150b提供的切换控制信号S2、S3,输出电路145中设置的开关SW2断开动作,并且连接于开关SW4的接点Nb上的开关SW3断开动作。
此外,根据从控制器150b提供的切换控制信号S4,将数据锁存电路143中设置的开关SW4连接设定于接点Na,根据切换控制信号S5,将开关SW5连接设定于接点Na。
而且,从数据驱动器140的外部向数据寄存器电路142依次取入用于生成规定电压值检测用电压Vdac的数字数据nd,经对应于各列的开关SW5保持在数据锁存器41(j)中。
之后,将数据锁存器41(j)中保持的数字数据nd经开关SW4输入DAC/ADC电路144的DAC42(j),进行模拟变换,作为检测用电压Vdac,施加于各列的数据线Ld(j)。
这里,在上述控制器150b中,通过电压振幅设定功能电路152b、乘法功能电路153b和加法功能电路154b对从外部输入的参数取得用特定数字数据(图像数据)实施数据变换和修正处理,从而生成用于生成检测用电压Vdac的数字数据nd
在该情况下,在参照表格151中的数据变换处理和在乘法功能电路153b和加法功能电路154b中的修正处理中所使用的参数K由K参数设定电路158设定为K=1.0。
因此,参照参照表格151、由电压振幅设定功能电路152b执行的数据变换处理原样输出由上述(23)式输入的数字数据,所以实质上等同于直通或迂回电压振幅设定功能电路152b的状态。
此外,由于并未取得乘法功能电路153b和加法功能电路154b中的修正处理中使用的修正数据Δβ、nth,所以将它们设定为初始值,或将乘法功能电路153b和加法功能电路154b例如设定为直通状态。
因此,将从电压振幅设定功能电路152b输出的数字数据原样作为检测用电压Vdac设定用的数字数据nd,提供给数据驱动器140。
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11和Tr12导通动作,低电平的电源电压Vsa(=GND)经晶体管Tr11施加于晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)。此外,施加于数据线Ld(j)上的上述检测用电压Vdac经晶体管Tr12施加于晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)。
这样,通过向晶体管Tr13的栅极、源极端子间(即电容器Cs的两端)施加比晶体管Tr13的阈值电压Vth大的电位差,晶体管Tr13导通动作,流过对应于该电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id。
此时,由于将源极端子的电位(检测用电压Vdac)设定得比晶体管Tr13的漏极端子电位(接地电位GND)低,所以漏极电流Id从电源电压线La经晶体管Tr13、连接点N12、晶体管Tr12和数据线Ld(j)沿数据驱动器140方向流动。由此,向晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs两端被充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的电压。
此时,有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在上述检测用电压施加期间T101结束后的自然张弛期间T102,如图29、图31所示,在将像素PIX保持为选择状态的状态下,根据从控制器150b提供的切换控制信号S1,使数据驱动器140的开关SW1断开动作,由此从数据驱动器140切离数据线Ld(j),并且停止从DAC42(j)输出检测用电压Vdac。
此外,与上述检测用电压施加期间T101一样,开关SW2、SW3断开动作,将开关SW4连接设定于接点Nb,将开关SW5连接设定于接点Nb。
由此,由于晶体管Tr11、Tr12保持导通状态,所以像素PIX(发光驱动电路DC)尽管保持与数据线Ld(j)的电连接状态,但由于向该数据线Ld(j)施加电压被断开,所以将电容器Cs另一端侧(连接点N12)设定为高阻抗状态。
在该自然张弛期间T102,通过在上述检测用电压施加期间T101向电容器Cs(晶体管Tr13的栅极、源极间)充电的电压,晶体管Tr13保持导通状态,由此持续流过漏极电流Id。而且,晶体管Tr13源极端子侧(连接点N12;电容器Cs的另一端侧)的电位以接近晶体管Tr13的阈值电压Vth的方式缓慢上升。由此,数据线Ld(j)的电位也以收敛于晶体管Tr13的阈值电压Vth的方式变化。
另外,即便在该自然张弛期间T102,有机EL元件OEL中也不流过电流,不进行发光动作。
接着,在数据线电压检测期间T103,在上述自然张弛期间T102中经过规定张弛时间t的时刻,如图29、图32所示,在将像素PIX保持为选择状态的状态下,根据从控制器150b提供的切换控制信号S2,使数据驱动器140的开关SW2接通动作。此时,开关SW1、SW3断开动作,将开关SW4连接设定于接点Nb,将开关SW5连接设定于接点Nb。
由此,连接数据线Ld(j)与DAC/ADC144的ADC43(j),在自然张弛期间T102中经过了规定张弛时间t的时刻的数据线电压Vd经开关SW2和缓冲器45(j)被取入ADC43(j)。
而且,取入ADC43(j)的、由模拟信号电压构成的数据线检测电压Vmeas(t)根据上述(14)式,在ADC43(j)变换为由数字数据构成的检测数据nmeas(t),经开关SW5保持在数据锁存器41(j)中。
接着,在检测数据送出期间T104,如图29、图33所示,将像素PIX设定为非选择状态。
即,从选择驱动器120向选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel。在该非选择状态下,根据从控制器150b提供的切换控制信号S4、S5,将数据驱动器140的数据锁存器41(j)输入段上设置的开关SW5连接设定于接点Nc,将在数据锁存器41(j)输出段上设置的开关SW4连接设定于接点Nb。此外,根据切换控制信号S3,使开关SW3接通动作。此时,开关SW1、SW2根据切换控制信号S1、S2断开动作。
由此,相互邻接列的数据锁存器41(j)通过开关SW4、SW5被串联连接,经开关SW3被连接于外部控制器150b上。
而且,根据从控制器150b提供的数据锁存脉冲信号LP,将各列数据锁存器41(j+1)(参照图3)中保持的检测数据nmeas(t)依次传输到邻接的数据锁存器41(j)。
由此,作为串行数据输出对应于1行的像素PIX的检测数据nmeas(t),如图34所示,对应于各像素PIX,存储在控制器150b中设置的存储器155的规定存储区域中。
在本实施方式中,在上述一系列动作中,对不同的张弛时间t(=t0、t1、t2、t3)设定数据线电压检测动作和检测数据送出动作,并对各像素PIX执行多次。这里,如上所述,以不同的张弛时间t检测数据线电压的动作可以在仅施加一次检测用电压后自然张弛持续的期间中,以不同的定时(张弛时间t=t0、t1、t2、t3)执行多次数据线电压检测动作和检测数据送出动作,也可以使张弛时间t不同地执行多次检测用电压施加、自然张弛、数据线电压检测和检测数据送出的一系列动作。
重复上述对各行像素PIX的特性参数取得动作,对显示面板110中排列的全部像素PIX,将多次的检测数据nmeas(t)存储在控制器150b的存储器155中。
接着,根据各像素PIX的检测数据nmeas(t),执行用于修正各像素PIX的晶体管(驱动晶体管)Tr13的阈值电压Vth的修正数据nth和用于修正电流放大率β的修正数据Δβ的计算动作。
具体而言,如图34所示,首先,向控制器150b中设置的修正数据取得功能电路156读出存储器155中存储的对应于各像素PIX的检测数据nmeas(t)。
然后,修正数据取得功能电路156按照使用上述自动归零法的特性参数取得动作,根据上述(15)~(21)式,计算出修正数据nth(具体为规定修正数据nth的检测数据nmeas(t)和偏移电压(-Voffset=1/ξ·t0))和修正数据Δβ。将计算出的修正数据nth和Δβ对应于各像素PIX存储在存储器155的规定存储区域中。
接着,使用上述修正数据nth、Δβ和参数K,取得用于修正各像素PIX中发光电流效率η差异的修正数据Δη。
图35是表示本实施方式显示装置中特性参数取得动作的时间图(之2)。
图36是表示本实施方式显示装置中亮度测定用图像数据生成动作的功能框图。
图37是表示本实施方式显示装置中亮度测定用图像数据写入动作的动作原理图。
图38是表示本实施方式显示装置中亮度测定用发光动作的动作原理图。
图39是表示本实施方式的修正数据计算动作的功能框图(之2)。
这里,在图37、图38中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
在本实施方式的特性参数(修正数据Δη)取得动作中,如图35所示,设定包含针对各行像素PIX生成并写入亮度测定用图像数据的亮度测定用图像数据写入期间T201、以对应于亮度测定用图像数据的亮度灰度使各像素PIX发光动作的亮度测定用发光期间T202和测定各像素发光亮度的发光亮度测定期间T203。这里,亮度测定用发光期间T202包含发光亮度测定期间T203,发光亮度的测定动作在亮度测定用发光期间T202中执行。
在亮度测定用图像数据写入期间T201中,执行亮度测定用图像数据的生成动作和向各像素PIX写入亮度测定用图像数据的写入动作。
在控制器150b中,亮度测定用图像数据的生成动作使用利用上述特性参数取得动作取得的修正数据Δβ和nth和根据显示面板110或各像素PIX的各种设计数据事先计算的参数K,对规定的亮度测定用数字数据nd进行数据变换和修正,生成亮度测定用图像数据nd_brt
具体而言,如图36所示,首先控制器150b的电压振幅设定功能电路152b参照参照表格151,对从外部输入的亮度测定用数字数据nd进行上述(23)式所示的数据变换处理,生成变换数据ndout
接着,读出存储器155中存储的对应于各像素的修正数据Δβ。此外,由K参数设定电路158设定参数K的值。这里,参数K例如设定为K≈1.1。
之后,在乘法功能电路153b中,对从上述电压振幅设定功能电路152b输出的数字数据(变换数据)ndout、修正数据Δβ和参数K进行乘法处理(K×ndout×Δβ)。
接着,读出存储器155中存储的规定修正数据nth的检测数据nmeas(t0)和偏移电压(-Voffset=1/ξ·t0),在电路157a和157b中,进行乘以参数K的乘法处理(K×nmeas(t0)、K×Voffset)。
接着,在加法功能电路154b中,对来自上述乘法功能电路153b的数字数据(K×ndout×Δβ)和被乘以参数K后的检测数据nmeas(t0)及偏移电压(-Voffset)进行加法处理(K×(ndout×Δβ+nth))。
通过执行上述修正处理,生成亮度测定用图像数据nd_brt并提供给数据驱动器140。
此外,向各像素PIX写入亮度测定用图像数据的写入动作与上述检测用电压施加动作(检测用电压施加期间T101)一样,在将构成写入对象的像素PIX设定为选择状态的状态下,经数据线Ld(j)写入对应于上述亮度测定用图像数据nd_brt的亮度测定用灰度电压Vbrt
具体而言,如图35、图37所示,首先,对连接该像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
在该选择状态下,使开关SW1接通动作,将开关SW4和SW5与接点Nb连接设定,由此将从控制器150b提供的亮度测定用图像数据nd_brt依次取入数据寄存器电路142,并保持在对应于各列的数据锁存器41(j)中。
通过DAC42(j)对保持的图像数据nd_brt进行模拟变换,并作为亮度测定用灰度电压Vbrt施加于各列的数据线Ld(j)。这里,亮度测定用灰度电压Vbrt如上所述,被设定为满足上述(28)式条件的电压值。
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC向晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)施加低电平的电源电压Vsa(=GND),此外,向晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)施加上述亮度测定用灰度电压Vbrt
因此,流过对应于晶体管Tr13的栅极、源极端子间产生的电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id,向电容器Cs的两端充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的发光电压(≈Vbrt)。
此时,由于向有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)施加比阴极(共同电极Ec)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在亮度测定用发光期间T202,如图35所示,在将各行像素PIX设定为非选择状态的状态下,使各像素PIX一齐发光动作。
具体而言,如图38所示,向连接于显示面板110中排列的全部像素PIX上的选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加高电平(发光电平:ELVDD>GND)的电源电压Vsa。
由此,各像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11、Tr12截止动作,保持充电到晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs的发光电压。
因此,利用充电到电容器Cs的发光电压(≈Vbrt)来保持晶体管Tr13的栅极、源极间电压Vgs,晶体管Tr13导通动作而流过漏极电流Id,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电平上升。
而且,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电位上升得比施加于有机EL元件OEL的阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)高,向有机EL元件OEL施加顺偏压。由此,从电源线La经晶体管Tr13、连接点N12、有机EL元件OEL,沿共同电极Ec方向流过发光驱动电流Iel,有机EL元件OEL发光动作。该发光驱动电流Iel在上述亮度测定用图像数据写入动作中被写入像素PIX,根据晶体管Tr13的栅极、源极间电容器Cs中保持的发光电压(≈Vbrt)的电压值来规定,所以有机EL元件OEL以对应于亮度测定用图像数据nd_brt的亮度灰度来发光动作。
这里,在上述特性参数取得动作中,根据对应于各像素取得或生成的修正数据Δβ、nth和参数K,对亮度测定用图像数据nd_brt实施电压振幅的设定、电流放大率β的差异修正、驱动晶体管的阈值电压Vth的变动修正和基于像素PIX内寄生电容的发生电压Vel的变动修正。
因此,通过向各像素PIX写入相同亮度灰度值的亮度测定用图像数据nd_brt,能够不受电流放大率β的差异或驱动晶体管的阈值电压Vth的变动、像素PIX内寄生电容的影响地,将从各像素PIX的发光驱动电路DC流入有机EL元件OEL的发光驱动电流Iel的电流值设定为大致恒定的值。
接着,在亮度测定用发光期间T202中设定的发光亮度测定期间T203,执行各像素PIX的发光亮度的测定动作和用于修正各像素PIX的发光电流效率η的修正数据Δη的计算动作。
发光亮度的测定动作如图35、图39所示,显示面板110的各像素PIX在设定成在有机EL元件OEL中流过大致相同的电流值的发光驱动电流Iel并使之发光动作的状态下,通过显示面板110的射出面侧设置的亮度仪或CCD摄像机160,测定各像素PIX的发光亮度Lv来作为数字数据。将测定的发光亮度Lv送出到控制器150b的修正数据取得功能电路156。
修正数据Δη的计算动作首先由控制器150b中设置的修正数据取得功能电路156计算出修正数据Δβη。计算出的修正数据Δβη与上述的检测数据nmeas(t)或修正数据nth一样,对应于各像素PIX存储在存储器155的规定存储区域中。
(显示动作)
下面,说明本实施方式的显示装置的显示动作(发光动作)。
在显示装置的发光动作中,使用上述修正数据nth、Δβη和参数K,修正图像数据,使各像素PIX以期望的亮度灰色发光动作。
图40是表示本实施方式显示装置中发光动作时的时间图。
图41是表示本实施方式显示装置中图像数据修正动作的功能框图。
图42是表示本实施方式显示装置中修正后图像数据写入动作的动作原理图。
图43是表示本实施方式显示装置中发光动作的动作原理图。
这里,在图42、图43中,作为数据驱动器140的构成,为了方便图示,省略了移位寄存器电路141的图示。
本实施方式的显示动作中,如图40所示,设定包含针对各行像素PIX生成并写入期望的图像数据的图像数据写入期间T301和以对应于该图像数据的亮度灰度使各像素PIX发光动作的像素发光期间T302
在图像数据写入期间T301中,执行修正图像数据的生成动作和向各像素PIX写入修正图像数据的写入动作。
在控制器150b中,修正图像数据的生成动作使用利用上述特性参数取得动作取得的修正数据Δβ、Δη和nth、以及根据显示面板110的各种设计数据事先计算的参数K,对数字数据构成的规定图像数据nd进行数据变换和修正,将修正处理过的图像数据(修正图像数据)nd_comp提供给数据驱动器140。
具体而言,如图41所示,对于从控制器150b外部提供的、包含RGB各色亮度灰度值的图像数据(第2图像数据)nd,电压振幅设定功能电路152b通过参照参照表格151,对应于RGB各色分量,进行上述(27)式所示的数据变换处理,生成变换数据ndout
接着,读出存储器155中存储的对应于各像素的修正数据Δβη。由K参数设定电路158设定参数K的值。这里,参数K例如设定为K≈1.1。
然后,在乘法功能电路153b中,对从上述电压振幅设定功能电路152b输出的数字数据(变换数据)ndout、读出的修正数据Δβη和参数K进行乘法处理(K×ndout×Δβ)。
接着,读出存储器155中存储的规定修正数据nth的检测数据nmeas(t0)和偏移电压(-Voffset=-1/ξ·t0),在乘法功能电路157a和157b中,进行乘以参数K的乘法处理(K×nmeas(t0)、K×Voffset)。
接着,在加法功能电路154b中,对来自上述乘法功能电路153b的数字数据(K×ndout×Δβη)和被乘以参数K后的检测数据nmeas(t0)及偏移电压(-Voffset)进行加法处理(K×(ndout×Δβ+nth)。
通过执行上述一系列修正处理,生成修正图像数据nd_comp并提供给数据驱动器140。
此外,向各像素PIX写入修正图像数据的写入动作是在将构成写入对象的像素PIX设定为选择状态的状态下,经数据线Ld(j)写入对应于上述修正图像数据nd_comp的灰度电压Vdata。
具体而言,如图40、图42所示,首先,对连接像素PIX的选择线Ls施加选择电平(高电平:Vgh)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加低电平(非发光电平:DVSS=接地电位GND)的电源电压Vsa。
在该选择状态下,使开关SW1接通动作,将开关SW4和SW5连接设定于接点Nb,由此将从控制器150b提供的修正图像数据nd_comp依次取入数据寄存器电路142,并保持在对应于各列的数据锁存器41(j)中。
通过DAC42(j)对保持的图像数据nd_comp进行模拟变换,并作为灰度电压(第3电压)Vdata施加于各列的数据线Ld(j)。
这里,灰度电压Vdata根据上述(14)式所示的定义,如下面的(29)式来定义。
Vdata=V1-ΔV(nd_comp-1))    …(29)
由此,构成像素PIX的发光驱动电路DC向晶体管Tr13的栅极端子和电容器Cs的一端侧(连接点N11)施加低电平的电源电压Vsa(=GND)。
此外,向晶体管Tr13的源极端子和电容器Cs的另一端侧(连接点N12)施加对应于上述修正图像数据nd_comp的灰度电压Vdata。
因此,流过对应于晶体管Tr13的栅极、源极端子间产生的电位差(栅极、源极间电压Vgs)的漏极电流Id,向电容器Cs的两端充电对应于基于该漏极电流Id的电位差的发光电压(≈Vdata)。
此时,由于向有机EL元件OEL的阳极(连接点N12)施加比阴极(共同电极Ec)低的电压,所以有机EL元件OEL中不流过电流,不进行发光动作。
接着,在像素发光期间T302,如图40所示,在将各行像素PIX设定为非选择状态的状态下,使各像素PIX一齐发光动作。
具体而言,如图43所示,向连接于显示面板110中排列的全部像素PIX上的选择线Ls施加非选择电平(低电平:Vgl)的选择信号Ssel,并且向电源线La施加高电平(发光电平:ELVDD>GND)的电源电压Vsa。
由此,在各像素PIX的发光驱动电路DC中设置的晶体管Tr11、Tr12截止动作,保持被充电到晶体管Tr13的栅极、源极间连接的电容器Cs的电压(≈Vdata:栅极、源极间电压Vgs)。
因此,晶体管Tr13导通动作,流过漏极电流Id,晶体管Tr13的源极端子(连接点N12)的电位上升得比施加于有机EL元件OEL的阴极(共同电极Ec)的电压ELVSS(=GND)高时,从发光驱动电路DC向有机EL元件OEL流过发光驱动电流Iel。
该发光驱动电流Iel根据上述修正图像数据写入动作中晶体管Tr13的栅极、源极间保持的电压(≈Vdata)的电压值来规定,所以有机EL元件OEL以对应于亮度测定用图像数据nd_comp的亮度灰度来发光动作。
另外,在上述实施方式中,如图35、图40所示,在用于取得修正数据Δη的动作和显示动作中,在对特定行(例如第1行)像素PIX的亮度测定用图像数据或修正图像数据的写入动作结束之后、对其它行(第2行以后)像素PIX的图像数据写入动作结束之前的期间,将该行的像素PIX设定为保持状态。
这里,在保持状态下,向该行的选择线Ls施加非选择电平的选择信号Ssel,将像素PIX变为非选择状态,并且向电源线La施加非发光电平的电源电压Vsa,设定为非发光状态。该保持状态如图35、图40所示,每行的设定时间不同。此外,也可在向各行像素PIX的亮度测定用图像数据或修正图像数据的写入动作结束之后,立即进行使像素PIX发光动作的驱动控制的情况下,不设定上述保持状态。
这样,本实施方式的显示装置(包含像素驱动装置的发光装置)及其驱动控制方法具有以不同定时(张弛时间)多次执行一系列特性参数取得动作的方法,该特性参数取得动作适用本发明特有的自动归零法,取入数据线电压,并变换为数字数据构成的检测数据。
由此,根据本实施方式,可取得修正各像素的驱动晶体管阈值电压的变动和各像素电流放大率差异的参数。
此外,在本实施方式中,具有如下方法,在显示面板或各像素的设计阶段,根据附加于驱动晶体管的寄生电容,事先计算用于修正附加于各像素中设置的驱动晶体管上的寄生电容引起的发光电压变动的参数K,对应于显示装置的动作状态,适当设定参数K的值。
由此,根据本实施方式,可对写入各像素的图像数据实施补偿各像素阈值电压变动、电流放大率差异和各像素内寄生电容引起的发光电压变动的修正处理。
另外,在本实施方式中,具有根据修正上述阈值电压变动及各像素间电流放大率差异的修正数据和补偿各像素发光电压变动的参数,在设定成各像素流过均匀发光驱动电流的状态下,测定各像素发光亮度的方法。由此,根据本实施方式,可取得修正各像素间发光电流效率差异的参数。
因此,根据本实施方式,可在图像数据写入时,对写入各像素的图像数据实施补偿各像素阈值电压变动、各像素间电流放大率及发光电流效率差异和各像素发光电压变动的修正处理。由此,根据本实施方式,无论各像素的特性变化或特性差异状态如何,均可以对应于图像数据的原来亮度灰度使发光元件(有机EL元件)发光动作,能够实现具有良好发光特性和均匀画质的有源有机EL驱动系统。
此外,在本实施方式中,可由具备单一修正数据取得功能电路156的控制器150b中一系列次序来执行计算修正包含发光电流效率的电流放大率差异的修正数据之处理和计算补偿驱动晶体管阈值电压变动的修正数据的处理。
因此,根据本实施方式,不必对应于修正数据的计算处理内容来设置单独的构成(功能电路),此外,由于具备参照表格,在对应于各色的变换表格(γ表格)上实施补偿各像素发光电压变动的修正处理,所以可简化显示装置(发光装置)的装置构成。
<第3实施方式>
下面,参照附图来说明将上述第1和第2实施方式的显示装置适用于电子设备的第3实施方式。
如上述第1和第2实施方式所示,显示面板110中的各像素PIX具有由有机EL元件OEL构成的发光元件,具备该显示面板110的显示装置100可适用于数码相机、可移动型个人电脑、便携式电话等各种电子设备中。
图44A和44B是表示适用第1实施方式显示装置(发光装置)的数码相机构成例的立体图。
图45是表示适用第1实施方式显示装置(发光装置)的可移动型个人电脑构成例的立体图。
图46是表示适用第1实施方式显示装置(发光装置)的便携式电话构成例的立体图。
在图44A和44B中,数码相机200具备主体部201、透镜部202、操作部203、由具备本实施方式显示面板110的显示装置100构成的显示部204和快门按钮205。此时,显示部204中显示面板110的各像素的发光元件能够以对应于图像数据的适当亮度灰度发光动作,能够实现良好且均匀的画质。
另外,图45中,个人电脑210具备主体部211、键盘212和由具备本实施方式显示面板110的显示装置100构成的显示部213。此时,显示部213中显示面板110的各像素的发光元件也能够以对应于图像数据的适当亮度灰度发光动作,能够实现良好且均匀的画质。
此外,图46中,便携式电话220具备操作部221、接听口222、传话口口23和由具备本实施方式显示面板110的显示装置100构成的显示部224。此时,显示部224中显示面板110的各像素的发光元件也能够以对应于图像数据的适当亮度灰度发光动作,能够实现良好且均匀的画质。
另外,在上述实施方式中,说明将本发明适用于具备显示面板110的显示装置(发光装置)100中的情况,该显示面板110中的各像素PIX具有由有机EL元件OEL构成的发光元件,但本发明不限于此。本发明例如也可适用于下述曝光装置,该曝光装置具备将具有由有机EL元件OEL构成的发光元件的多个像素沿一个方向排列的发光元件阵列,向感光体鼓照射对应于图像数据从发光元件阵列射出的光来曝光。此时,能够使发光元件阵列各像素的发光元件以对应于图像数据的适当亮度发光动作,能够得到良好的曝光状态。
对本领域技术人员而言,本发明的其它优点和变更是显而易见的。因此,本发明在广义上不限于这里示出和描述的具体细节和代表性的实施方式。因此,在不脱离由下面的权利要求及其等同描述定义的一般发明概念的精神或范围下,可进行不同的变更。

Claims (20)

1.一种用于驱动像素的像素驱动装置,所述像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,该驱动控制元件的电流路径与所述发光元件连接,所述像素驱动装置的特征在于,
具备特性参数取得电路,取得电特性参数和发光特性参数,所述电特性参数用于补偿所述发光驱动电路的电特性的变动,所述发光特性参数用于补偿所述发光元件的特性的变动,
所述特性参数取得电路向与所述像素连接的数据线施加检测用电压,向所述驱动控制元件的控制端子和所述电流路径的一端之间施加电压值超过该驱动控制元件的阈值电压的电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得所述数据线的检测电压,并根据该检测电压的电压值,取得所述电特性参数,
所述特性参数取得电路根据所述像素的所述发光元件的发光亮度的值来取得所述发光特性参数,其中所述像素的所述发光元件根据基于所述电特性参数而进行了修正的亮度测定用图像数据来进行发光动作。
2.根据权利要求1所述的像素驱动装置,其特征在于,
所述特性参数取得电路取得第1特性参数和第2特性参数来作为所述电特性参数,所述第1特性参数与所述发光驱动电路的所述驱动控制元件的阈值电压的函数相对应,所述第2特性参数与所述发光驱动电路的电流放大率相对于设定值的偏差相对应。
3.根据权利要求2所述的像素驱动装置,其特征在于,
还具有电压施加电路和连接切换电路,所述电压施加电路生成并输出与被提供的图像数据相对应的灰度电压,所述连接切换电路使该电压施加电路与所述数据线连接或断开,
所述特性参数取得电路在通过所述连接切换电路使所述电压施加电路与所述数据线连接,并通过所述电压施加电路输出规定的灰度电压作为所述检测用电压之后,通过所述连接切换电路断开所述数据线与所述电压施加电路的连接,使所述数据线变为高阻抗状态,然后,取得在多个不同的所述张弛时间经过后的时刻的所述数据线的多个电压,作为所述检测电压。
4.根据权利要求3所述的像素驱动装置,其特征在于,
还具有对被提供的图像数据进行修正的图像数据修正电路,
该图像数据修正电路被提供所述亮度测定用图像数据来作为所述图像数据,并对该亮度测定用图像数据实施修正处理,该修正处理包括乘以所述第2特性参数的乘法处理和加上所述第1特性参数的加法处理,
所述电压施加电路被提供实施了所述修正处理后的所述亮度测定用图像数据,生成并输出与该亮度测定用图像数据对应的亮度测定用灰度电压,
所述特性参数取得电路取得因向所述数据线施加所述亮度测定用灰度电压而发光动作的所述发光元件的发光亮度的所述值,根据取得的该发光亮度的所述值相对于该发光亮度的设定值的偏差,取得与所述发光元件的发光电流效率相关联的第3特性参数,作为所述发光特性参数。
5.根据权利要求4所述的像素驱动装置,其特征在于,
通过同一运算处理电路来执行所述特性参数取得电路中的所述第2特性参数的取得和所述第3特性参数的取得。
6.根据权利要求4所述的像素驱动装置,其特征在于,
所述特性参数取得电路取得使所述第2特性参数与所述第3特性参数相关联的第4特性参数。
7.根据权利要求6所述的像素驱动装置,其特征在于,
所述特性参数取得电路与多个像素中的各个像素相对应地取得所述第1~第4特性参数,
还具备存储电路,该存储电路以所述第1~第4特性参数与所述多个像素中的各个像素相对应的方式存储所述第1~第4特性参数。
8.根据权利要求2所述的像素驱动装置,其特征在于,
所述像素中的所述发光驱动电路具有设置在所述驱动控制元件的控制端子与所述电流路径的一端之间的电容元件,
还具有固有参数设定电路,该固有参数设定电路设定基于寄生电容的电容值的所述像素所固有的参数,该寄生电容是附加于所述驱动控制元件的除所述电容元件之外的寄生电容。
9.根据权利要求8所述的像素驱动装置,其特征在于,
还具有对被提供的图像数据进行修正的图像数据修正电路,
该图像数据修正电路被提供所述亮度测定用图像数据来作为所述图像数据,对该亮度测定用图像数据实施基于所述第1特性参数、所述第2特性参数及所述固有的参数的修正处理,
所述电压施加电路被提供实施了所述修正处理后的所述亮度测定用图像数据,生成并输出与该亮度测定用图像数据对应的亮度测定用灰度电压,
所述特性参数取得电路被提供因向所述数据线施加所述亮度测定用灰度电压而发光动作的所述发光元件的发光亮度的所述值,根据被提供的该发光亮度的所述值相对于该发光亮度的设定值的偏差,取得与所述发光元件的发光电流效率相关联的第3特性参数,作为所述发光特性参数。
10.一种发光装置,其特征在于:
具备发光面板和用于驱动所述发光面板的驱动电路,
所述发光面板具有:沿第1方向配置的多个数据线;沿与该第1方向交叉的第2方向配置的至少1条扫描线;以及与所述多个数据线中的每个数据线和所述扫描线连接且配置在所述各数据线与所述扫描线的交点附近的多个像素,
所述各像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,所述驱动控制元件的电流路径的一端与所述发光元件连接,
所述驱动电路具备:
扫描驱动电路,向所述扫描线施加选择信号,将与该扫描线连接的所述各像素设定为选择状态;以及
特性参数取得电路,取得被所述扫描驱动电路设定为所述选择状态的所述各像素的电特性参数和发光特性参数,所述电特性参数用于补偿所述发光驱动电路的电特性的变动,所述发光特性参数用于补偿所述发光元件的特性的变动,
所述特性参数取得电路向与所述各像素连接的数据线中的每个数据线施加检测用电压,向所述各像素的所述驱动控制元件的控制端子和所述电流路径的一端之间施加电压值超过该驱动控制元件的阈值电压的电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得所述数据线的检测电压,并根据该检测电压的电压值,取得所述电特性参数,
所述特性参数取得电路根据所述各像素的所述发光元件的发光亮度的值来取得所述发光特性参数,其中所述各像素的所述发光元件根据基于所述电特性参数而进行了修正的亮度测定用图像数据来进行发光动作。
11.根据权利要求10所述的发光装置,其特征在于,
所述各像素的所述发光驱动电路具备:
第1晶体管,该第1晶体管的电流路径的第1端与所述发光元件连接,该第1晶体管的电流路径的第2端被施加了规定电源电压;
第2晶体管,该第2晶体管的控制端子与所述扫描线连接,该第2晶体管的电流路径的第1端与所述第1晶体管的所述电流路径的控制端子连接,该第2晶体管的电流路径的第2端与所述第1晶体管的所述电流路径的第2端连接;以及
第3晶体管,该第3晶体管的控制端子与所述扫描线连接,该第3晶体管的电流路径的第1端与所述各数据线连接,该第3晶体管的电流路径的第2端与所述第1晶体管的所述电流路径的第1端连接,
所述驱动控制元件是所述第1晶体管,
当设定为所述选择状态时,所述第2晶体管和所述第3晶体管变为导通状态,所述第1晶体管的所述电流路径的第2端和所述第1晶体管的所述控制端子通过所述第2晶体管连接,所述第1晶体管的电流路径的第1端与所述发光元件的连接点通过所述第3晶体管与所述各数据线连接,
所述特性参数取得电路取得所述张弛时间经过后的所述连接点的经由所述第3晶体管和所述各数据线的电压,作为所述检测电压。
12.根据权利要求10所述的发光装置,其特征在于,
所述特性参数取得电路取得第1特性参数和第2特性参数来作为所述电特性参数,所述第1特性参数与所述发光驱动电路的所述驱动控制元件的阈值电压相对应,所述第2特性参数与所述发光驱动电路的电流放大率相对于设定值的偏差相对应。
13.根据权利要求12所述的发光装置,其特征在于,
还具有电压施加电路和连接切换电路,所述电压施加电路生成并输出与提供的图像数据相对应的灰度电压,所述连接切换电路使该电压施加电路与所述数据线连接或断开,
所述特性参数取得电路在通过所述连接切换电路使所述电压施加电路与所述数据线连接,并通过所述电压施加电路输出规定的灰度电压作为所述检测用电压之后,通过所述连接切换电路断开所述数据线与所述电压施加电路的连接,使所述数据线变为高阻抗状态,然后,取得在多个不同的所述张弛时间经过后的时刻的所述数据线的多个电压,作为所述检测电压。
14.根据权利要求13所述的发光装置,其特征在于,
还具有对被提供的图像数据进行修正的图像数据修正电路,
该图像数据修正电路被提供所述亮度测定用图像数据来作为所述图像数据,并对该亮度测定用图像数据实施修正处理,该修正处理包括乘以所述第2特性参数的乘法处理和加上所述第1特性参数的加法处理,
所述电压施加电路被提供实施了所述修正处理后的所述亮度测定用图像数据,生成并输出与该亮度测定用图像数据对应的亮度测定用灰度电压,
所述特性参数取得电路取得因向所述数据线施加所述亮度测定用灰度电压而发光动作的所述发光元件的发光亮度的所述值,根据取得的该发光亮度的所述值相对于该发光亮度的设定值的偏差,取得与所述发光元件的发光电流效率相关联的第3特性参数,作为所述发光特性参数。
15.根据权利要求14所述的发光装置,其特征在于,
所述特性参数取得电路取得使所述第2特性参数与所述第3特性参数相关联的第4特性参数。
16.根据权利要求12所述的发光装置,其特征在于,
所述各像素中的所述发光驱动电路具有设置在所述驱动控制元件的控制端子与所述电流路径的一端之间的电容元件,
还具有固有参数设定电路,该固有参数设定电路设定基于寄生电容电容值的所述各像素所固有的参数,该寄生电容是附加于所述各像素的所述驱动控制元件的除所述电容元件之外的寄生电容。
17.根据权利要求16所述的发光装置,其特征在于,
还具有对被提供的图像数据进行修正的图像数据修正电路,
该图像数据修正电路被提供所述亮度测定用图像数据来作为所述图像数据,对该亮度测定用图像数据实施基于所述第1特性参数、所述第2特性参数及所述固有的参数的修正处理,
所述电压施加电路被提供实施了所述修正处理后的所述亮度测定用图像数据,生成并输出与该亮度测定用图像数据对应的亮度测定用灰度电压,
所述特性参数取得电路被提供因向所述数据线施加所述亮度测定用灰度电压而发光动作的所述发光元件的发光亮度的所述值,根据被提供的该发光亮度的所述值相对于该发光亮度的设定值的偏差,取得与所述发光元件的发光电流效率相关联的第3特性参数,作为所述发光特性参数。
18.一种发光装置的驱动控制方法,该发光装置具有发光面板,该发光面板具备多个数据线和与该各数据线连接的多个像素,所述各像素具有发光元件和具有驱动控制元件的发光驱动电路,所述驱动控制元件的电流路径的一端与所述发光元件连接,所述驱动控制方法的特征在于,包括:
电压施加步骤,向所述各数据线施加检测用电压,向所述各像素的所述驱动控制元件的控制端子与所述电流路径的一端施加超过该驱动控制元件的阈值电压的检测用电压;
电压取得步骤,施加所述检测用电压,在经过至少一个张弛时间之后,取得所述各数据线的电压,作为多个检测电压;
电特性参数取得步骤,根据取得的所述多个检测电压的电压值,取得电特性参数,所述电特性参数用于补偿所述各像素的所述发光驱动电路的电特性的变动;
发光动作步骤,根据所述电特性参数来修正亮度测定用图像数据,根据修正后的所述亮度测定用图像数据,使所述各像素的所述发光元件进行发光动作;以及
发光特性参数取得步骤,取得进行了所述发光动作的所述各像素的所述发光元件的发光亮度的值,并根据取得的所述发光亮度的所述值,取得用于补偿所述发光元件的特性的变动的发光特性参数。
19.根据权利要求18所述的发光装置的驱动控制方法,其特征在于,
所述电特性参数取得步骤包含如下步骤:作为所述电特性参数,取得与所述发光驱动电路的所述驱动控制元件的阈值电压相对应的第1特性参数的步骤,以及取得与所述发光驱动电路的电流放大率相对于设定值的偏差相对应的第2特性参数的步骤,
所述发光特性参数取得步骤包含如下步骤:取得进行了所述发光动作的所述各像素的所述发光元件的发光亮度的所述值,根据取得的所述发光亮度的所述值相对于所述发光元件的发光亮度的设定值的偏差,取得与所述发光元件的发光电流效率相关联的第3特性参数,作为所述发光特性参数。
20.根据权利要求19所述的发光装置的驱动控制方法,其特征在于,
所述各像素的所述发光驱动电路具有设置在所述驱动控制元件的控制端子与所述电流路径的一端之间的电容元件,
所述发光动作步骤包含如下步骤:设定基于寄生电容的电容值的所述各像素所固有的参数,并根据所述固有的参数来修正所述亮度测定用图像数据,该寄生电容是附加于所述各像素的所述驱动控制元件的除所述电容元件之外的寄生电容。
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