JP2003241705A - 表示装置用電源回路、その制御方法および表示装置ならびに電子機器 - Google Patents

表示装置用電源回路、その制御方法および表示装置ならびに電子機器

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JP2003241705A JP2002291154A JP2002291154A JP2003241705A JP 2003241705 A JP2003241705 A JP 2003241705A JP 2002291154 A JP2002291154 A JP 2002291154A JP 2002291154 A JP2002291154 A JP 2002291154A JP 2003241705 A JP2003241705 A JP 2003241705A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オン状態の画素数に応じて輝度が変化してし
まうのを防止する。 【解決手段】 電源回路130は、画素1400のオン
またはオフを規定するオンオフデータRDから、オン状
態となる画素1400の総和を算出するとともに、算出
した画素の総和が大きくなるにつれて、表示パネル14
0に供給する電源電圧Vddの出力インピーダンスを小
となるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各画素に電源電圧
を供給する表示装置用電源回路、その制御方法、およ
び、該電源回路を用いた表示装置ならびに電子機器に関
する。
【0002】
【従来の技術】有機EL(Electro Luminescent)素子
や液晶素子のような電気光学素子を画素に用いた表示装
置においては、種々の構成が知られている。例えば、各
画素に対し、画素のオンオフを規定するデータ(ビッ
ト)を供給するとともに、電気光学素子に対し、当該デ
ータにしたがって電源電圧を印加させるか否かが定めら
れる構成が知られている。これによって、当該画素はオ
ン状態/オフ状態のいずれかとなって、所定の内容が表
示される。
【特許文献1】特開平11−288255
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較的
広い面積にわたって画素がオン状態となるような画面を
表示させると、負荷が高くなるために電源電圧が低下し
て、オン状態における画素が本来の輝度よりも暗くなっ
てしまう、という問題があった(オン状態が点灯状態に
相当する場合)。上記問題を解決すべく、本発明の目的
は、オン画素による表示面積の広狭に応じて輝度が変化
してしまうのを防止した表示装置用電源回路、その制御
方法、および、当該電源回路を用いた表示装置ならびに
電子機器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電源回路は、電源電圧に対する通電に
よりオン状態、または、非通電によりオフ状態となる画
素を有する表示パネルに対し、前記電源電圧を供給する
電源回路であって、前記表示パネルにおいてオン状態と
なる画素の総和を算出する算出回路と、前記表示パネル
に対して、出力インピーダンスを可変として前記電源電
圧を供給する電圧生成回路と、前記算出回路によって算
出された画素の総和が大きくなるにつれて、前記電圧生
成回路の出力インピーダンスを小となるように制御する
制御回路とを具備する構成を特徴とする。この構成によ
れば、オン画素の総和を算出し、算出した総和が大きく
なるにつれて、電源電圧を出力する電圧生成回路の出力
インピーダンスを小となるように制御するので、オン画
素の総和に依存して発生する電源電圧の変動が抑えられ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態
に係る電源回路を適用した表示装置の全体構成を示すブ
ロック図である。この図に示されるように、表示装置1
00は、表示メモリ110と、ディスプレイコントロー
ラ120と、電源回路130と、表示パネル140と、
Yドライバ150と、Xドライバ160とを含む。
【0006】これらのうち、表示メモリ110は、少な
くとも表示パネル140の解像度よりも多い記憶容量を
有する画面表示専用メモリであり、その記憶番地は、表
示パネル140の画素と一対一に対応し、各番地では、
対応する画素のオン状態(点灯状態)またはオフ状態
(非点灯状態)を規定するオンオフデータ(ビット)が
記憶される。
【0007】ディスプレイコントローラ120は、図示
省略の上位制御回路から、表示内容を規定するオンオフ
データWDを供給した旨や、当該オンオフデータWDの
書込番地に関する情報などを含む命令WCMを受信する
と、当該命令WCMを解釈し、オンオフデータWDの書
込番地Wadを生成する一方、表示メモリ110からオ
ンオフデータを読み出すための読出番地Radを、垂直
走査および水平走査にしたがった順番にて歩進するとと
もに、当該歩進と同期してクロック信号等を生成する。
これによって、表示メモリ110の書込側では、上位制
御回路から供給されるオンオフデータWDが書込番地W
adに書き込まれる一方、読出側では、記憶されたオン
オフデータRDが表示パネル140に対する垂直走査お
よび水平走査にしたがった順番にて読み出される。な
お、ディスプレイコントローラ120によって生成され
るクロック信号等の詳細については後述する。
【0008】表示パネル140は、本実施形態では縦1
20行×横160列に画素1400が配列する有機EL
装置である。詳細には、表示パネル140において画素
1400は、互いに交差するように設けられた120本
の走査線1410と160本のデータ線1420との各
交差部分に、それぞれ設けられている。本件の特徴であ
る電源回路130は、表示メモリ110から読み出され
たオンオフデータRDによって点灯が規定された画素の
総和を算出し、当該算出結果に応じて、表示パネル14
0における電源電圧Vddを生成する。なお、電源回路
130の詳細については後述する。Yドライバ150
は、走査信号Y1、Y2、Y3、…、Y120を順番
に、1行目から120行目までの走査線1410の各々
にそれぞれ供給する。Xドライバ160は、表示メモリ
110から読み出されたオンオフデータRDを順番にラ
ッチして、1列目から160列目までのデータ線142
0の各々に、データ信号X1、X2、X3、…、X16
0として一斉に供給する。
【0009】<画素の構成>次に、上述した画素140
0の詳細について説明する。図2は、互いに隣接するi
行目および(i+1)行目の走査線1410と、互いに
隣接するj列目および(j+1)行目のデータ線142
0との交差部分に対応して設けられた計4画素の構成を
示す回路図である。ここで、iは、走査線1410を一
般的に説明するために用いる記号であり、同様に、j
は、データ線1420を一般的に説明するために用いる
記号である。
【0010】図2に示されるように、各画素1400
は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下
「TFT」と省略する)1432、1434とEL素子
1450とをそれぞれ有する。便宜上、i行目の走査線
1410とj列目のデータ線1420との交差対応して
i行j列に位置する画素1400に着目すると、当該画
素1400のTFT1432は、j列目のデータ線14
20とTFT1434のゲートgとの間に介挿されてい
る。TFT1432のゲートは、i行目の走査線141
0に接続されているので、当該TFT1432は、走査
信号YiがHレベルになるとオンするスイッチ、すなわ
ち、データ線1420をTFT1434のゲートgに接
続するスイッチとして機能する。また、TFT1434
のゲートg(TFT1432のドレイン)には、容量1
440が寄生している。なお、本実施形態では、容量1
440として、TFT1434の寄生容量を用いている
が、TFT1434のゲートgと一定電位の給電線(例
えば接地線)との間にコンデンサを設けて、該コンデン
サを容量1440として用いても良い。
【0011】EL素子1450は、電源電圧Vddの給
電線とTFT1434のドレインとの間にて順方向に介
挿されている。詳細には、EL素子1450の陽極は電
源電圧Vddの給電線に接続される一方、EL素子14
50の陰極はTFT1434のドレインに接続されてい
る。また、TFT1434のソースは、基準電圧Gnd
に接地されている。ここで、EL素子1450は、共通
電極たる陽極と画素電極たる陰極との間に発光(EL)
層を挟持した構成であるが、詳細については本件と直接
関係しないので、その説明を省略する。
【0012】この画素1400では、走査信号YiがH
レベルになったとき、TFT1432がオンするので、
TFT1434のゲートgは、j列目のデータ線142
0に印加されたデータ信号Xjの論理レベルになるとと
もに、当該電圧に応じた電荷が容量1440に蓄積され
る。ここで、走査信号YiがHレベルになったとき、デ
ータ信号XjがHレベルであれば、TFT1434がオ
ンするので、電源電圧Vddが印加される結果、EL素
子1450はオン状態となって当該電圧に応じた輝度で
発光する一方、走査信号YiがHレベルになったとき、
データ信号XjがLレベルであれば、TFT1434が
オフするので、電圧が印加されない結果、EL素子14
50はオフ状態となって非点灯状態(消灯状態)とな
る。次に、走査信号YiがLレベルになると、TFT1
432はオフするが、TFT1434のゲートgは、容
量1440によって、TFT1432がオフする直前の
データ信号Xjの論理レベルに保持されている。したが
って、走査信号YiがHレベルからLレベルに遷移して
も、TFT1434のオンオフ状態は変化しないので、
EL素子1450の点灯または消灯状態が維持される。
【0013】本実施形態において、EL素子1450
は、発光状態または消灯状態のいずれかにしかならない
が、その電流−電圧特性は、図3に示されるように、順
方向に印加される電圧がしきい値以上になると電流が一
気に流れ始めるダイオード特性である。このため、電源
電圧Vddの変動幅ΔVに対し、電流変化幅ΔIdは大
きくなる傾向にある。EL素子1450の発光輝度は、
ほぼ電流量と比例するので、電源電圧Vddが少しでも
変動すると、電流量が大きく変化する結果、発光状態に
あるEL素子1450の輝度も大きく変化してしまうこ
とになる。したがって、EL素子1450を用いた構成
では、電源電圧Vddをいかにして一定に保つかが重要
となる。
【0014】<Yドライバ>次に、上述したYドライバ
150の詳細について説明する。図4は、Yドライバ1
50の構成を示すブロック図である。この図に示される
ように、Yドライバ150は、一種のシフトレジスタで
あり、走査線1410の各行にそれぞれ対応して転送回
路1515を備える。
【0015】このYドライバ150には、ディスプレイ
コントローラ120によって生成されたクロック信号Y
CKおよびスタートパルスDYがそれぞれ供給されてい
る。このうち、前者のクロック信号YCKは、1水平走
査期間(1H)の逆数で示される周波数を有する。後者
のスタートパルスDYは、1垂直走査期間(1F)の開
始を規定する。
【0016】i行目の転送回路1515は、入力信号
を、クロック信号YCKの立ち上がり直前のレベルにラ
ッチして、当該ラッチした信号を、i行目の走査線14
10に走査信号Yiとして供給するとともに、次段たる
(i+1)行目の転送回路1515への入力信号として
供給する。ただし、1行目の転送回路1515の入力信
号はスタートパルスDYである。
【0017】このような構成において、図5に示される
ように1垂直走査期間(1F)の最初に供給されるスタ
ートパルスDYが供給されると、当該スタートパルスD
Yは、クロック信号YCKの立ち上がり毎に順次シフト
されるとともに、当該シフトされた信号が、それぞれ
1、2、3、4、…、120行目の走査線1410の各
々に、それぞれ走査信号Y1、Y2、Y3、Y4、…、
Y120として出力される。このため、走査信号Y1、
Y2、Y3、Y4、…、Y120は、スタートパルスD
YがHレベルになって初めてクロック信号YCKが立ち
上がったタイミングから、順番に1水平走査期間(1
H)だけHレベルになる。
【0018】<Xドライバ>次に、上述したXドライバ
160の詳細について説明する。図6は、Xドライバ1
60の構成を示すブロック図である。この図に示される
ように、Xドライバ160は、データ線1420の各列
にそれぞれ対応して、転送回路1615と、レジスタ
(Reg)1620と、ラッチ回路(L)1630とを
有する。
【0019】このXドライバ160には、ディスプレイ
コントローラ120によって生成されたクロック信号X
sCK、スタートパルスDX、ラッチパルスLPと、表
示メモリ110から読み出されたオンオフデータRDと
がそれぞれ供給されている。このうち、クロック信号X
sCKは、転送回路1615に対して入力信号を転送さ
せるための信号であり、読出番地Radの歩進間隔と同
一周期である。スタートパルスDXは、1行分のオンオ
フデータRDの読出開始タイミングにおいて出力され
る。ラッチパルスLPは、1行分のうち、最終160列
のオンオフデータRDが読み出された直後のタイミング
にて出力され、1水平走査期間の開始を規定する。
【0020】j列目の転送回路1615は、入力信号
を、クロック信号XsCKの立ち上がり直前のレベルに
ラッチして、当該ラッチした信号を、サンプリング制御
信号Xsjとして出力するとともに、次段たる(j+
1)列目の転送回路1615への入力信号として供給す
る。ただし、1列目の転送回路1615の入力信号は、
スタートパルスDXである。続いて、j列目のレジスタ
(Reg)1620は、表示メモリ110から読み出さ
れたオンオフデータRDを、j列目の転送回路1615
から出力されるサンプリング制御信号Xsjの立ち上が
りにてサンプリングして、保持する。さらに、j列目の
ラッチ回路(L)1630は、同じくj列目のレジスタ
1620によって保持されたオンオフデータRDを、ラ
ッチパルスLPの立ち上がりによってラッチして、j列
目のデータ線1420に対しデータ信号Xjとして出力
する。
【0021】図7は、Xドライバ160の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。この図に示される
ように、ラッチパルスLPが出力されて走査信号Yiが
Hレベルに遷移するタイミングに先んじて、スタートパ
ルスDXがHレベルに立ち上がると、i行目であって
1、2、3、…、160列目の画素に対応したオンオフ
データRDが表示メモリ110から順番に読み出されて
供給される。
【0022】このうち、i行1列の画素に対応するオン
オフデータRDが供給されるタイミングにおいて、サン
プリング制御信号Xs1がHレベルに立ち上がると、当
該オンオフデータが、1列目のレジスタ1620(図7
において「1:Reg」と表記)によってサンプリング
される。次に、i行2列の画素に対応するオンオフデー
タRDが供給されるタイミングにおいて、サンプリング
制御信号Xs2がHレベルに立ち上がると、当該オンオ
フデータが、2列目のレジスタ1620(図7において
「2:Reg」と表記)によってサンプリングされる。
以下同様にして、3、4、…、160列目の画素に対応
するオンオフデータRDの各々が、それぞれ3、4、
…、160列目のレジスタ1620によってサンプリン
グされる。
【0023】続いて、ラッチパルスLPが出力される
と、それぞれ各列のレジスタ1620によってサンプリ
ングされたオンオフデータRDが、それぞれの列に対応
するラッチ回路1630において一斉にラッチされて、
データ信号X1、X2、X3、…、X160として一斉
に出力される。一方、1行分のデータ信号の一斉出力に
合わせて、すなわち、ラッチパルスLPの出力に同期し
て、走査信号YiがHレベルになって、i行目の走査線
1410が選択される。このため、i行目の走査線14
10に位置する1列目から160列目までの画素140
0は、それぞれデータ信号X1、X2、X3、…、X1
60の論理レベルに応じて点灯状態または非点灯状態と
なる。この状態は、走査信号YiがLレベルとなって非
選択となっても、次の垂直走査よって走査信号Yiが再
びHレベルとなるまで維持される。なお、ここでは、i
行目に位置する画素に対応したデータ信号の出力動作に
ついて説明したが、実際には、このような出力動作は、
それぞれ1行目、2行目、3行目、…、120行目の走
査線1410の各々に対応して順番に実行され、これに
よりすべての画素の状態が定められて、1画面が表示さ
れることになる。
【0024】<電源回路>次に、電源回路130の詳細
について説明する。図8は、電源回路130の構成を示
すブロック図である。この図に示されるように、電源回
路130は、表示メモリ110から読み出されたオンオ
フデータRDのうち、点灯を規定する画素の総和を算出
して、当該算出結果に応じてクロック信号CK1、CK
2、CK3、CK4を生成するための電源コントローラ
132と、当該クロック信号に応じた出力インピーダン
スにて電源電圧Vddを生成し、表示パネル140に供
給するためのチャージポンプ回路群134とを含む。こ
のうち、前者の電源コントローラ132は、さらに、オ
ンデータカウンタ1322、レジスタ(Reg)132
4、行レジスタ1326、行レジスタセレクタ132
8、加算器1332、クロック信号発振器(CKOS
C)1334およびクロック制御回路1336を含む。
【0025】オンデータカウンタ1322は、クロック
信号XsCKが立ち上がった瞬間に、オンオフデータR
DがHレベルであるときだけ、当該オンオフデータRD
をアップカウントしたカウント値Ndを出力する一方、
当該カウント値NdをラッチパルスLPの立ち上がりに
てリセットする。レジスタ1324は、ラッチパルスL
Pが立ち上がるときに、その直前のカウント値Ndをラ
ッチして、カウント値Ldとして出力する。
【0026】行レジスタ1326は、それぞれ画素配列
の各行に対応して120個設けられ、このうち、一般的
にi行目に対応する行レジスタ1326は、選択信号S
iがアクティブレベルとなったときにカウント値Ldを
ラッチする。行レジスタセレクタ1328は、レジスタ
1324によりラッチされたカウント値Ldを、どの行
レジスタ1326に再ラッチさせるかを定めるための選
択信号S1〜S120を出力する。詳細には、行レジス
タセレクタ1328は、ラッチパルスLPの立ち上がり
をアップカウントする一方、選択信号S1〜S120の
うち、当該カウント値に対応する選択信号だけをアクテ
ィブレベルとして出力するとともに、当該カウント値
を、上述したスタートパルスDYの立ち上がりにてリセ
ットする。加算器1332は、120個の行レジスタ1
326によりラッチされたカウント値Ldをすべて加算
して、その加算結果を示すデータSMdを出力する。
【0027】クロック信号発振器1334は、ラッチパ
ルスLPに同期してクロック信号CKを生成する。詳細
には、クロック信号発振器1334は、ラッチパルスL
Pの出力周期たる1水平走査期間(1H)の周期を有
し、ラッチパルスLPの立ち上がりタイミングにてHレ
ベルに遷移するクロック信号CKをデューティ比50%
にて生成する。すなわち、クロック信号CKは、各水平
走査期間の前半期間においてHレベルとなる一方、後半
期間においてLレベルとなるように生成される。
【0028】クロック制御回路1336は、クロック信
号CKを4系統に分岐するとともに、各系統を、データ
SMdにより示される値にしたがって出力許可または禁
止する。詳細には、クロック制御回路1336は、デー
タSMdにより示される値が例えば図9に示されるよう
に16に分割した範囲(または値)のいずれかに該当す
るかを判別し、判別した範囲に対応して、4系統に分岐
したクロック信号CK1、CK2、CK3、CK4を、
それぞれ出力許可または禁止とする。例えば、データS
Mdにより示される値が「6522」であれば、クロッ
ク制御回路1336は、クロック信号CK2、CK3の
出力を許可する一方、クロック信号CK1、CK4の出
力を禁止する。なお、データSMdにより示される値
は、後述するように、着目行が選択される1水平走査期
間において、点灯状態となっている画素の総和を示す。
このため、本実施形態においてデータSMdの最大値
は、すべての画素1400が点灯状態となる「1920
0」(=120×160)である。
【0029】次に、チャージポンプ回路群134の詳細
について説明する。図10は、チャージポンプ回路群1
34の構成を示す回路図である。この図に示されるよう
に、チャージポンプ回路群134は、給電線PS1、P
S2の線間電圧Vinから、すべてのEL素子1450
にわたって陽極に共通に印加される電圧Vddを給電線
PS1、PS4との間にて発生させるため、クロック信
号CK1、CK2、CK3、CK4によってそれぞれ制
御されるチャージポンプ回路1340a、1340b、
1340c、1340dと、給電線PS1、PS4との
間に介挿されたバックアップ用のコンデンサ1348と
を含む。
【0030】このうち、チャージポンプ回路1340a
は、双投型のスイッチ1342a、1344aと、電荷
汲み上げ用のコンデンサ1346aとを備える。このう
ち、コンデンサ1346aの一端は、スイッチ1342
aの共通端子cに接続される一方、コンデンサ1346
の他端は、スイッチ1344の共通端子cに接続されて
いる。また、スイッチ1342a、1344aの各々
は、それぞれ、クロック信号CK1がLレベルであると
き、図において実線にて示されるように端子aと端子c
との間にて閉成する一方、クロック信号CK1がHレベ
ルであるとき、図において破線にて示されるように端子
bと端子cとの間にて閉成する。ここで、コンデンサ1
346aを充放電させるため、スイッチ1342a、1
344aは、次のように接続されている。すなわち、ス
イッチ1342aにおいて、端子aが電圧の基準である
電位Gndに保たれた給電線PS1に接続される一方、
端子bが入力電圧Vinの印加された給電線PS2に接
続されており、また、スイッチ1344aにおいて、端
子aが給電線PS2に接続される一方、端子bが、電圧
Vddの出力線たる給電線PS4に接続されている。
【0031】この構成においてクロック信号CK1がL
レベルであるとき、スイッチ1342a、1344aに
おける端子a、c間が閉成するので、コンデンサ134
6aは、給電線PS1の電位Gndを基準として充電さ
れる結果、電圧Vinを保持する。保持後、クロック信
号CK1がHレベルに遷移すると、スイッチ1342
a、1344aにおける端子b、c間が閉成するので、
コンデンサ1346aは、給電線PS2の電位を基準と
して放電する。この放電によって、給電線PS4の電圧
は、給電線PS2における電圧Vinに、コンデンサ1
346aによる保持電圧Vinを上乗せした電圧2・V
inとなて、電源電圧Vddとして表示パネル140に
供給される。すなわち、コンデンサ1346aの電圧基
準が給電線PS1から給電線PS2の電位にシフトアッ
プされるので、端子a、c間の閉成時に蓄積された電圧
Vinに相当する電荷は、電源電圧Vddの生成のため
に汲み上げられる形となる。上乗せされた電圧2・Vi
n(=Vdd)は、コンデンサ1348にバックアップ
されるので、クロック信号CK1が再びLレベルになっ
ても、給電線PS4は、コンデンサ1348によって電
圧2・Vinに維持される。
【0032】チャージポンプ回路1340b、1340
c、1340dについても、チャージポンプ回路134
0aと同様な構成となっている。ただし、チャージポン
プ回路1340b、1340c、1340dにおいて、
各スイッチの閉成は、それぞれクロック信号CK2、C
K3、CK4によって制御される点、および、コンデン
サ1346aの容量を「1」としたときに、コンデンサ
1346b、1346c、1346dの容量比は、それ
ぞれ「2」、「4」、「8」である点がそれぞれチャー
ジポンプ回路1340aと相違している。なお、スイッ
チ1342a、1342b、1342c、1342dの
各端子bは、本実施形態では、給電線PS2に接続され
ているが、当該端子bの目的は、充電時および放電時の
基準電位を異ならせることにあるので、別途、給電線P
S1の電位と異なる給電線PS3を設けて、当該給電線
PS3に接続しても良い。
【0033】次に、このような構成の電源回路130の
動作について説明する。図11は、電源回路130の動
作を説明するためのタイミングチャートである。上述し
たように、着目するある行の1列目から160列目まで
の1行分のオンオフデータRDは、当該着目行に対して
直前1行の選択期間の開始を規定するラッチパルスLP
の出力後であって、当該着目行の選択期間の開始を規定
するラッチパルスLPの出力前において、クロック信号
XsCKに同期して供給される。
【0034】このため、オンデータカウンタ1322に
よるカウント値Ndは、着目行に対して直前1行の選択
期間の開始を規定するラッチパルスLPの出力によって
ゼロリセットされた後、着目行において点灯状態を規定
するオンオフデータRDが供給される毎にアップカウン
トされる。したがって、着目行の選択期間の開始を規定
するラッチパルスLPの出力直前におけるカウント値N
dは、着目行に位置する160列の画素のうち、点灯状
態となる画素がいくつ存在するかを示す。よって、当該
ラッチパルスLPによってカウント値Ndをラッチした
カウント値Ldは、当該ラッチパルスLPによって開始
した1水平走査期間での選択行(すなわち、着目行)の
うち、点灯状態となる画素数を示すことになる。なお、
図において、一般的にi:Ldなる表記は、i行目に対
応してラッチされたカウント値Ldを意味する。
【0035】一方、行レジスタセレクタ1328は、1
垂直走査期間の開始を規定するスタートパルスDYによ
ってリセットするとともに、ラッチパルスLPの立ち上
がりをアップカウントすると、当該カウント値は1水平
走査期間毎に「1」ずつインクリメントする。このた
め、当該カウント値に対応する選択信号S1〜S120
は、スタートパルスDYがHレベルになって初めてラッ
チパルスLPが立ち上がったタイミングから、順番に1
水平走査期間(1H)だけアクティブレベルとなり、こ
れは、図5に示したように走査信号Y1〜Y120がそ
れぞれHレベルとなるタイミングおよび期間と等しい。
したがって、i行の選択期間の開始を規定するラッチパ
ルスLPが出力されると、当該i行に対応する選択信号
Siだけがアクティブレベルとなるので、i行のうち、
点灯状態となる画素数を示すカウンタ値i:Ldは、当
該i行に対応する行レジスタ1326によってラッチさ
れることになる。
【0036】このような行レジスタ1326によるラッ
チが、1行から120行まで順番に実行されたときに、
行レジスタ1326によりそれぞれラッチされたカウン
タ値1:Ld〜120:Ldは、それぞれの行において
点灯状態となる画素数を示すことになる。したがって、
これらカウンタ値1:Ld〜120:Ldを、加算器1
332によって加算すると、当該加算結果を示すデータ
SMdの値は、着目行が選択される1水平走査期間にお
いて、点灯状態となっている画素の総和を示すことにな
る。
【0037】ここで、データSMdの値が、ある1水平
走査期間(1H)において図12に示されるように「6
356」であるとき、すなわち、当該1水平走査期間に
おいて、点灯状態となっている画素1400が「635
6」個であるとき、クロック制御回路1336は、図9
に示したテーブルから判るように、クロック信号CK
1、CK3の出力を許可し、クロック信号CK2、4の
出力を禁止する。このため、クロック信号CK1、CK
3だけが当該1水平走査期間の前半においてHレベルと
なる。
【0038】クロック信号発振器1334によるクロッ
ク信号CKは、上述したように各水平走査期間の後半期
間においてLレベルとなる。このため、当該1水平走査
期間(1H)の前半期間において、Hレベルになると否
とにかかわらず、当該1水平走査期間前の1水平走査期
間における後半期間では、クロック信号CK1、CK
2、CK3、CK4は、すべてLレベルとなる。上述し
たようにクロック信号CK1、CK3がLレベルである
とき、コンデンサ1346a、1346cは、それぞれ
充電(チャージ)されて電圧Vinを保持する。
【0039】そして、当該1水平走査期間において、デ
ータSMdの値が「6356」となったことに対応し
て、クロック信号CK1、CK3だけがHレベルになる
と、コンデンサ1346a、1346cに充電された電
圧Vinが、給電線PS2に印加された電圧Vinに上
乗せされて、コンデンサ1348にバックアップされ
る。コンデンサ1346a、1346cの容量比は、上
述したように1:4であるので、当該1水平走査期間に
おいて、電圧Vddの生成のために汲み上げられる電荷
量は、コンデンサ1346aの容量を「1」としてみ
て、相対的に「5」となる。すなわち、ある1水平走査
期間(1H)において、点灯状態となっている画素14
00が「6356」個であるときに、電圧Vddの生成
のために汲み上げられる電荷量は相対値「5」である。
なお、当該水平走査期間の後半期間では、次の1水平走
査期間における電荷の汲み上げに備えるべく、クロック
信号CK1、CK2、CK3、CK4は、すべてLレベ
ルとなって、コンデンサ1346a、1346b、13
46c、1346dには、それぞれ充電によって電圧V
inが保持される。
【0040】次の1水平走査期間(1H)において、点
灯状態となる画素の総和が増加して、データSMdの値
が「6506」となったとき、クロック制御回路133
6は、クロック信号CK1、CK4の出力を禁止するの
で、クロック信号CK2、CK3だけが当該1水平走査
期間の前半においてHレベルとなる。このため、コンデ
ンサ1346b、1346cに充電された電圧Vin
が、給電線PS2に印加された電圧Vinに上乗せされ
て、コンデンサ1348にバックアップされる。コンデ
ンサ1346b、1346cの容量比は、上述したよう
に2:4であるので、当該1水平走査期間において、電
圧Vddの生成のために汲み上げられる電荷量は、相対
的に「6」となる。すなわち、前の1水平走査期間より
も点灯状態となる画素の総和が「6356」個から「6
506」へと増加した1水平走査期間(1H)では、表
示パネル140における電源電圧Vddの負荷がそれだ
け増大するが、電圧Vddの生成のために汲み上げられ
る電荷量は、相対的に「5」から「6」へと引き上げら
れる。したがって、本実施形態では、電源電圧Vddの
負荷が増大したのにもかかわらず、電圧Vddの降下分
を小さく抑えることができる。
【0041】一方、さらに次の1水平走査期間(1H)
において、点灯状態となる画素の総和が減少して、デー
タSMdの値が「6398」となったとき、クロック制
御回路1336は、クロック信号CK2、CK4の出力
を禁止するので、クロック信号CK1、CK3だけが当
該1水平走査期間の前半においてHレベルとなる。この
ため、当該1水平走査期間において、電圧Vddの生成
のために汲み上げられる電荷量は、相対的に「5」とな
る。すなわち、前の1水平走査期間よりも点灯状態とな
る画素の総和が「6506」個から「6398」へと減
少した1水平走査期間(1H)では、表示パネル140
における電源電圧Vddの負荷がそれだけ減少するの
で、電圧Vddの生成のために汲み上げられる電荷量
も、相対的に「6」から「5」へと引き下げられる結
果、消費される電力が抑えられることになる。
【0042】なお、次の1水平走査期間(1H)におい
て、データSMdの値が「6398」から「6377」
へと若干減少しても、点灯状態となる画素の総和の変動
が無視できる範囲にあると考えられるので、クロック制
御回路1336は、直前の1水平走査期間と同様に、ク
ロック信号CK1、CK3だけの出力を許可する。この
ため、当該1水平走査期間において、電圧Vddの生成
のために汲み上げられる電荷量は、相対的に「5」のま
まであり、直前の1水平走査期間と比較して変化しな
い。
【0043】<既存技術との対比>ここで、本実施形態
に対する比較例として、点灯状態となる画素の総和をな
んら考慮に入れないで、単に一定の電荷量を一定周期で
汲み上げるだけの構成を想定する。このような構成にお
いて、図16(a)に示されるように点灯状態となる画
素が多いと(点灯状態の画素によるの領域Aの面積が広
いと)、図16(b)に示されるように点灯状態となる
画素が少ない(点灯状態の画素によるの領域Bの面積が
狭い)場合と比較して、電圧Vddの負荷が高いので、
バックアップ用のコンデンサ1348の放電が進行する
結果、電圧Vddの降下分がそれだけ大きくなる。この
ため、領域Aの輝度は、同一の点灯状態の画素によって
表現されるべき領域Bの輝度よりも暗くなって、表示上
の差が発生してしまうことになる。
【0044】これに対して、本実施形態は、水平走査期
間毎に点灯状態となる画素の総和を算出し、この算出結
果に応じて、表示パネル140の電源電圧Vddを生成
するために汲み上げる電荷量を適切に制御しているの
で、電圧変動(降下)を小さい幅に抑えることができ
る。この結果、点灯状態となる画素の輝度は、その総和
(面積)にかかわらず、ほぼ一定となるので、表示上の
差をなくすことが可能となる。さらに、本実施形態で
は、点灯状態となる画素の総和が少なければ、余計に電
荷を汲み上げないので、比較例に対して低消費電力化を
図ることも可能となる。
【0045】<応用・変形>本発明は、上述した実施形
態に限られず、種々の応用・変形が可能である。例え
ば、上述した実施形態では、点灯または非点灯状態の2
値的な表示をする構成を例にとって説明したが、次のよ
うな構成によって階調表示が可能である。すなわち、例
えば、図13に示されるように0/15から15/15
までの16階調を4ビットの階調データによって指示す
る場合、当該階調データの最上位ビット(MSB)、2
位ビット(2SB)、3位ビット(3SB)、最下位ビ
ット(LSB)に対応するように、1フレーム(または
フィールド)をサブフレーム(またはサブフィールド)
SF4、SF3、SF2、SF1に分割するとともに、
これらのサブフレームSF4、SF3、SF2、SF1
の各期間を、それぞれビットMSB、2SB、3SB、
LSBのビットの重み付けに対応して8:4:2:1の
割合に設定し、各サブフレームでは、対応するビットの
“0”または“1”に応じて画素を非点灯または点灯状
態とさせれば、1フレームを単位として、点灯する期間
の割合が16段階にて制御されるので、0/15から1
5/15までの16階調を表現することが可能となる。
【0046】ここで、あるサブフレームにおいて、対応
するビットに応じて画素が点灯または非点灯状態となる
点は、上述した実施形態と同様である。このため、垂直
走査期間をサブフレームSF4、SF3、SF2、SF
1とし、表示メモリ110に、画素に対応して階調デー
タを記憶させるとともに、あるサブフレームでは、4ビ
ットの階調データのうち、当該サブフレームに対応する
ビットを読み出して、当該ビットにしたがって画素を点
灯または非点灯状態とさせれば、実施形態と同様な構成
によって16階調表示が可能となる。すなわち、このよ
うな階調表示においても、点灯状態となる画素の総和に
応じて、表示パネル140の電源電圧Vddを生成する
ために汲み上げられる電荷量が制御されるので、実施形
態と同様に、電圧変動降下を小さい幅に抑えつつ、低消
費電力化を図ることが可能となる。
【0047】上述した実施形態では、点灯または非点灯
状態を次の垂直走査まで維持する保持型の表示となって
いる。このため、特に動画像を表示する場合、当該動画
像の輪郭に沿った画素は、人間の目の残像効果と相まっ
て、次の垂直走査においても、直前の垂直走査による状
態となっているかのように視認されることがある。この
ような残像を視認されにくくするためには、すべての画
素を強制的に非点灯状態とする期間を、1垂直走査期間
(またはサブフレーム)に設ければ良い。ここで、すべ
ての画素を強制的に非点灯状態とする期間では、クロッ
ク信号CK1、CK2、CK3、CK4の出力をすべて
禁止すれば、電源電圧Vddの生成のために汲み上げら
れる電荷量がゼロとなるので、不要な電力消費を抑える
ことができる。
【0048】実施形態では、コンデンサ1346a、1
346b、1346c、1346dの容量比を1:2:
4:8に設定し、1水平走査期間における汲み上げを1
回とするとともに、1回の汲み上げに用いるコンデンサ
を、点灯状態の画素の総和に応じて適宜組み合わせて、
汲み上げる電荷量を制御する構成としたが、本発明は、
この構成に限られない。例えば、1水平走査期間におけ
る汲み上げを2回以上とすれば、汲み上げに用いるコン
デンサの容量を減らすことができる。また、チャージポ
ンプ回路を1組だけとして、点灯状態の画素の総和に応
じて、単位時間当たり(例えば1水平走査期間当たり)
の汲み上げ回数を、1回から16回まで、段階的に設定
しても良い。ただし、単位時間当たりの汲み上げ回数を
むやみに増加させるのは、次の理由から好ましくない。
すなわち、単位時間当たりの汲み上げ回数を増加させる
のは、クロック信号CKを高周波数化することにほかな
らないためであり、当該クロック信号CKを高周波数化
すると、当該クロック信号CKにしたがったスイッチン
グによって消費される電力や、当該クロック信号CKの
信号線に寄生する容量によって消費される電力などが無
視できなくなって、低消費電力化を阻害する場合がある
からである。
【0049】また、実施形態では、表示パネル140に
電源電圧Vddをチャージポンプ回路群134によって
供給する構成としたが、種々の構成によって電源電圧V
ddを供給しても良い。例えば、図14に示されるよう
に、複数のオペアンプにより電圧Vddを供給しても良
い。この図において、バッファ1364a、1364
b、1364c、1364dは、互いに並列に接続され
て、オペアンプ1362による出力電圧Vbufを、そ
れぞれ電圧増幅度「1」で非反転増幅して電圧Vddを
出力する。ただし、これらのバッファの出力インピーダ
ンスについては、理想的なゼロではなく、それぞれ8:
4:2:1に段階的に低くなっている。また、バッファ
1364a、1364b、1364c、1364dへの
電源供給線には、それぞれスイッチ1368a、136
8b、1368c、1368dが介挿されて、それぞれ
制御信号K1、K2、K3、K4がHレベルであるとき
だけオンする。制御信号K1、K2、K3、K4の各々
は、それぞれ実施形態におけるクロック信号CK1、C
K2、CK3、CK4に相当する信号であり、対応する
クロック信号の出力が許可されるときだけ、Hレベルと
なる信号である。
【0050】なお、バッファ1364aとスイッチ13
68aとについての最もシンプルな構成は、例えば図1
5に示されるように、制御信号K1をゲート入力するT
FT1368と電圧Vbufをゲート入力するTFT1
364とを、オペアンプ等の電源供給線と電圧Vddの
出力線との間に直列に接続した回路である。他のバッフ
ァおよびスイッチについても同様であるが、段階的にイ
ンピーダンスが低くなるように、TFTのサイズが徐々
に大きくなっている。
【0051】オペアンプ1362は、その正入力端に基
準電圧Vdd・refを入力する一方、その負入力端に
電圧Vddを入力する。このため、オペアンプ1362
は、自身の出力電圧Vbufを、基準電圧Vdd・re
fに一致するように出力する。ここで、Vbuf=Vd
dであるので、図示の回路において、最終的に表示パネ
ル140に供給される電圧Vddは、基準電圧Vdd・
refに一致するように負帰還にて制御された電圧であ
る。
【0052】この構成では、点灯状態となる画素の総和
に応じて、動作するバッファ1364a、1364b、
1364c、1364dの組み合わせが変更されて、電
圧Vddの出力インピーダンスが適切に制御される。詳
細には、点灯状態となる画素の総和が大きくなるにつれ
て、電圧Vddの出力インピーダンスが低くなるように
制御される。したがって、この構成によれば、実施形態
と同様に、電圧変動が抑えられ、また、動作させないバ
ッファについては電源供給がカットされるので、バッフ
ァのアイドリングによって電力が無駄に消費されない結
果、低消費電力化を図ることも可能となる。
【0053】また、上述した説明にあっては、電気光学
素子としてEL素子を用いた表示装置であるとして説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、画素として
は、EL素子1450のほかに、発光ダイオードや液晶
素子、電気泳動素子、デジタルマイクロミラーデバイス
(DMD)、或いは、プラズマ発光や電子放出による蛍
光等を用いた様々な電気光学素子を用いることができ
る。また、これらの電気光学素子を用いた表示装置を備
えた電子機器に対しても適用可能である。ただし、交流
駆動が原則である液晶素子を画素に用いる構成では、画
素電極に印加すべき電圧を、共通電極の電位を基準とし
て一定時間毎に交互に供給する必要が生じる。すなわ
ち、液晶素子を画素に用いた表示パネルに対しては、電
源電圧として、正極性および負極性に対応して2種類用
意するとともに、オン状態となるのであれば、いずれの
極性にてオンするのかを算出し、正極性でオンする画素
の総数に応じて、正極性の電源電圧を生成する一方、負
極性でオンする画素の総数に応じて、負極性の電源電圧
を生成すれば良い。なお、液晶素子では、オフ状態(す
なわち、電圧無印加状態)にて白表示となる場合(ノー
マリーホワイトモード)と、同じくオフ状態にて黒表示
となる場合(ノーマリーブラックモード)との2通りが
存在する。このため、液晶素子では、EL素子1450
のようにオン状態が常に点灯状態(明状態)ではあると
は限らない点に留意されたい。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ン画素の総和を算出して、総和が大きくなるにつれて、
電圧生成回路の出力インピーダンスを小となるように制
御するので、電源電圧の変動(低下)が抑えられる結
果、オン画素の表示面積の広狭に応じて輝度が変化する
のを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る表示装置の全体構成
を示すブロック図である。
【図2】 同表示装置における表示パネルの画素の構成
を示す回路図である。
【図3】 同画素における電圧/輝度の特性を示す図で
ある。
【図4】 同表示装置におけるYドライバの構成を示す
ブロック図である。
【図5】 同Yドライバの動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図6】 同表示装置におけるXドライバの構成を示す
ブロック図である。
【図7】 同Xドライバの動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図8】 同表示装置における電源回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図9】 同電源回路のクロック制御回路において、加
算結果とクロック信号の出力内容との関係を示すテーブ
ルである。
【図10】 同電源回路におけるチャージポンプ回路群
の構成を示す回路図である。
【図11】 同電源回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図12】 同電源回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図13】 同表示装置における階調表示を説明するた
めの図である。
【図14】 同電源回路においてチャージポンプ回路と
置換可能な回路の構成を示すブロック図である。
【図15】 同回路におけるのバッファの構成例を示す
図である。
【図16】 (a)および(b)は、それぞれ同一階調
の表示であっても、当該階調の表示面積によって発生す
る輝度の相違を説明するための図である。
【符号の説明】
110…表示メモリ 120…ディスプレイコントローラ 130…電源回路 132…電源コントローラ(制御回路) 134…チャージポンプ回路群(電圧生成回路) 136…オペアンプ回路群 140…表示パネル 150…Yドライバ 160…Xドライバ 1346a、1346b、1346c、1346d…コ
ンデンサ 1364a、1364b、1364c、1364d…バ
ッファ 1400…画素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/133 520 G02F 1/133 520 G09G 3/30 G09G 3/30 J 3/36 3/36 // H02M 3/07 H02M 3/07 Fターム(参考) 2H093 NC02 ND09 5C006 AF03 AF04 AF69 AF72 BB11 BC12 BF03 BF04 BF15 BF22 BF24 BF26 BF28 BF37 BF42 BF46 FA25 FA47 FA56 5C080 AA06 BB05 DD03 DD26 EE29 FF03 FF09 GG13 GG15 GG17 HH09 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 5H730 AA12 BB02 DD10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧に対する通電によりオン状態、
    または、非通電によりオフ状態となる画素を有する表示
    パネルに対し、前記電源電圧を供給する電源回路であっ
    て、 前記表示パネルにおいてオン状態となる画素の総和を算
    出する算出回路と、 前記表示パネルに対して、出力インピーダンスを可変と
    して前記電源電圧を供給する電圧生成回路と、 前記算出回路によって算出された画素の総和が大きくな
    るにつれて、前記電圧生成回路の出力インピーダンスを
    小となるように制御する制御回路とを具備することを特
    徴とする表示装置用電源回路。
  2. 【請求項2】 前記電圧生成回路は、 充放電可能な充放電素子と、 前記充放電素子に対し、互いに異なる電位を基準として
    交互に充放電させるスイッチとを含み、 前記充放電素子によって放電された電圧を前記電源電圧
    として用いるチャージポンプ回路を、複数組並列に備
    え、 前記制御回路は、各組のチャージポンプ回路におけるス
    イッチの切り替えを、それぞれ制御することを特徴とす
    る請求項1に記載の表示装置用電源回路。
  3. 【請求項3】 前記充放電素子は、電荷を蓄積するコン
    デンサであって、 蓄積可能な電荷量は、各組のチャージポンプ回路毎に、
    2のべき乗で示される値であることを特徴とする請求項
    2に記載の表示装置用電源回路。
  4. 【請求項4】 前記電圧生成回路は、入力電圧をバッフ
    ァリングして出力するバッファを複数組並列に備え、 前記制御回路は、各バッファに対する出力をそれぞれ制
    御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置用電
    源回路。
  5. 【請求項5】 前記算出回路は、 画素配列における各行に対応して設けられ、それぞれ
    が、対応する行の画素のうち、オン状態となる画素数を
    当該行の水平走査時に記憶する行レジスタと、 前記行レジスタの各々に記憶された画素数の総和を求め
    る加算回路とを含むことを特徴とする請求項1に記載の
    表示装置用電源回路。
  6. 【請求項6】 電源電圧に対する通電状態によって輝度
    が規定される画素を有する表示パネルに対し、前記電源
    電圧の供給を制御する方法であって、 前記表示パネルにおける負荷を、画素の輝度を規定する
    データから算出する第1のステップと、 算出した負荷が大きくなるにつれて、前記表示パネルに
    対し前記電源電圧を供給する電圧生成回路の出力インピ
    ーダンスを、小となるように制御する第2のステップと
    を備えることを特徴とする表示装置用電源回路の制御方
    法。
  7. 【請求項7】 電源電圧に対する通電によりオン状態、
    または、非通電によりオフ状態となる画素が配列する表
    示パネルと、 前記表示パネルにおいてオン状態となる画素の総和を算
    出する算出回路と、 前記表示パネルに対して、出力インピーダンスを可変と
    して前記電源電圧を供給する電圧生成回路と、 前記算出回路によって算出された画素の総和が大きくな
    るにつれて、前記電圧生成回路の出力インピーダンスを
    小となるように制御する制御回路とを具備することを特
    徴とする表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の表示装置を備えたこと
    を特徴とする電子機器。
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