JP2004177796A - Electric current generating and supplying circuit and its control method and display device equipped with the same circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流生成供給回路及びその制御方法並びに電流生成供給回路を備えた表示装置に関し、特に、画像表示信号に応じた電流を供給することにより所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型(又は、電流指定型)の発光素子を備えた表示パネルに適用可能な電流生成供給回路及びその制御方法、並びに、該電流生成供給回路を備えた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータや映像機器のモニタやディスプレイとして、液晶表示装置(LCD)等の陰極線管(CRT)に替わる表示装置や表示デバイスの普及が著しい。特に、液晶表示装置は、旧来の表示装置(CRT)に比較して、薄型軽量化、省スペース化、低消費電力化等が可能であるため、急速に普及している。また、比較的小型の液晶表示装置は、近年普及が著しい携帯電話やデジタルカメラ、携帯情報端末(PDA)等の表示デバイスとしても広く適用されている。
【0003】
このような液晶表示装置に続く次世代の表示デバイス(ディスプレイ)として、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略記する)や発光ダイオード(LED)等のような自己発光型の光学要素(発光素子)を、マトリクス状に配列した表示パネルを備えた発光素子型のディスプレイ(表示装置)の本格的な実用化が期待されている。
このような発光素子型ディスプレイ(特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した発光素子型ディスプレイ)においては、液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性もなく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化、低消費電力化等が可能であるとともに、液晶表示装置のようにバックライトを必要としないので、一層の薄型軽量化が可能であるという極めて優位な特徴を有している。
【0004】
このようなディスプレイの一例は、概略、行方向に配設された走査ラインと列方向に配設されたデータラインの各交点近傍に発光素子を含む表示画素が配列された表示パネルと、画像表示信号(表示データ)に応じた書込電流を生成して、データラインを介して各表示画素に供給するデータドライバと、所定のタイミングで走査信号を順次印加して特定の行の表示画素を選択状態にする走査ドライバと、を備え、各表示画素に供給された上記書込電流により、各発光素子が表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作して、所望の画像情報が表示パネルに表示される。なお、発光素子型のディスプレイの具体例については、後述する発明の実施の形態において、詳しく説明する。
【0005】
ここで、上記ディスプレイにおける表示駆動動作においては、複数の表示画素(発光素子)に対して、データドライバにより表示データに応じた電流値を有する個別の書込電流を生成し、走査ドライバにより選択された特定の行の表示画素に同時に供給して、各発光素子を所定の輝度階調で発光させる動作を、1画面分の各行について順次繰り返す電流指定型の駆動方式や、走査ドライバにより選択された特定の行の表示画素に対して、データドライバにより一定の電流値の駆動電流を、表示データに応じた個別の時間幅(信号幅)で供給して、各発光素子を所定の輝度階調で発光させる動作を、1画面分順次繰り返すパルス幅変調(PWM)型の駆動方式等が知られている。
【0006】
このようなディスプレイに適用されるデータドライバの具体的な構成としては、例えば、図38に示すように、電流路の一端(ソース)側が各々異なる電流源EC1、EC2、EC3、・・・に個別に接続され、他端(ドレイン)側が接続接点Npに共通に接続された複数のスイッチングトランジスタST1、ST2、ST3、・・・と、電流路の一端(ソース)側及び制御端子(ゲート)が上記接続接点Npに共通に接続され、他端(ドレイン)側が第1の低電位電源Vp1に接続された第1の電流トランジスタTp1と、電流路の一端(ソース)側が表示画素が接続されたデータラインDLに接続され、他端(ドレイン)側が第2の低電位電源Vp2に接続された第2の電流トランジスタTp2と、を有する電流生成回路を備えた構成が知られている。
【0007】
ここで、各電流源EC1、EC2、EC3、・・・は、各々個別に所定の電流値を有する基準電流Ip1、Ip2、IP3、・・・を生成するように構成されている。また、第2の電流トランジスタTp2の制御端子(ゲート)は、第1の電流トランジスタTp1の制御端子に接続されるとともに、接続接点Npに接続され、第1及び第2の電流トランジスタTp1、Tp2により、いわゆる、カレントミラー回路を構成している。
【0008】
このような電流生成回路を備えたデータドライバにおいて、表示データに対応した複数のデジタル入力信号Dp1、Dp2、Dp3、・・・が個別のスイッチングトランジスタST1、ST2、ST3、・・・の制御端子に印加されることにより、スイッチングトランジスタST1、ST2、ST3、・・・が選択的にオン動作して、第1の電流トランジスタTp1に流れる電流(基準電流の合成電流)の電流値が制御される。
【0009】
これにより、カレントミラー回路を構成する第2の電流トランジスタTp2に流れる電流、すなわち、データラインDLを介して表示画素に供給される書込電流Ipxの電流値が制御され、表示データに応じた輝度階調で表示画素(発光素子)が発光動作する。ここで、図38に示した構成においては、各電流源EC1、EC2、EC3、・・・測からスイッチングトランジスタST1、ST2、ST3、・・・及び第1の電流トランジスタTp1を介して、所定の低電位電源Vp1に合成電流が流れるように構成されているため、データラインDL側からデータドライバ(第2の電流トランジスタTp2)方向に引き込まれるように書込電流Ipxが流れる。
【0010】
なお、図38に示したようなデータドライバ(定電流駆動回路)については、例えば、特許文献1等にその基本構成等が記載されている。また、図38に示した従来技術においては、データドライバにより生成された書込電流を表示パネル(表示画素)側からデータドライバ側に、引き込む方向に供給する方式(以下、便宜的に「電流引込方式」と記す)について説明したが、データドライバにより生成された書込電流をデータドライバ側から表示パネル(表示画素)側に、流し込む方向に供給する方式(以下、便宜的に「電流印加方式」と記す)のものも知られている。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−244618号公報 (第5頁、図3)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような発光素子型ディスプレイにおいては、以下に示すような問題を有していた。
(1)すなわち、上述したようなデジタル駆動方式のデータドライバにおいては、表示データに対応する複数ビットのデジタル入力信号に基づいて、任意の基準電流を選択、合成することにより、書込電流を生成して出力する構成を有しているが、例えば、表示画素(発光素子)を黒表示動作(すなわち、最低階調で発光動作)させる場合には、複数のデジタル入力信号の全てを“0”状態(ローレベル)に設定することになり、スイッチングトランジスタが全てオフ状態(非選択状態)となる。
【0013】
これにより、データラインDLが電気的にフローティング状態(ハイインピーダンス状態)となり、該黒表示動作直前の表示状態が、配線容量や画素容量により一旦保持され、電荷のリーク(リーク電流)により徐々に表示画素の電圧が低下して黒表示状態に移行するため、迅速な表示動作が行われず、電気的に不安定な状態が持続するとともに、表示状態の変化が視認されることになるため、表示画質の劣化が生じるという問題を有していた。
【0014】
(2)また、周知の電界効果型トランジスタ(薄膜トランジスタ)においては、いわゆる、キンク(kink)現象によりしきい値電圧が低下して、特定の電圧範囲においてドレイン電流が増加し、電圧−電流特性が飽和特性を示さなくなることが知られている。そのため、例えば、上述したようなデータドライバを構成する電流生成回路(特に、カレントミラー回路を構成する第1及び第2の電流トランジスタ)において、周知の電界効果型トランジスタを適用した場合、上述したキンク現象により基準電流(合成電流)に対する書込電流の電流値が設計値通りに設定されなくなり、表示画素を所望の輝度階調で発光動作させることができず、表示画質の劣化を招くという問題を有している。なお、この電界効果型トランジスタにおけるキンク現象については、詳しく後述する。
【0015】
そこで、本発明は、上述した課題に鑑み、デジタル駆動方式のデータドライバを用いて、発光素子を発光制御するディスプレイにおいて、通常の表示状態から黒表示状態に迅速に移行することができるとともに、表示データに対応した適切な電流値の書込電流を出力して、表示画質の改善を図ることができる電流生成供給回路及びその制御方法、並びに、該電流生成供給回路を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電流生成供給回路は、複数ビットのデジタル信号を保持する信号保持手段と、前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記信号保持手段を介して出力される前記デジタル信号の各ビット値に応じて、前記階調電流の各々を選択的に合成し、負荷駆動電流として所定の負荷に供給する電流生成手段と、前記負荷を特定の動作状態で駆動させるための特定電圧を、前記負荷に印加する特定状態設定手段と、を備えていることを特徴としている。
請求項2記載の電流生成供給回路は、請求項1記載の電流生成供給回路において、前記特定状態設定手段は、前記デジタル信号に応じて前記階調電流の各々が全て非選択となる状態を判定するデジタル値判定部と、前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記負荷を最低階調状態で駆動させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、を備えていることを特徴とする。
【0017】
請求項3記載の電流生成供給回路は、請求項2記載の電流生成供給回路において、前記デジタル値判定部は、前記デジタル信号を入力とし、該デジタル信号の各ビット値の論理和に基づいて、前記階調電流の選択状態を判定することを特徴としている。
請求項4記載の電流生成供給回路は、請求項1乃至3のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記複数の階調電流は、各々2n(n=0、1、2、3、・・・)で規定される、異なる電流値に設定されていることを特徴としている。
請求項5記載の電流生成供給回路は、請求項1乃至4のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記電流生成手段は、複数の定電流源から供給され、各々異なる電流値を有する複数の基準電流を、前記複数の階調電流として用いることを特徴としている。
【0018】
請求項6記載の電流生成供給回路は、請求項1乃至4のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記電流生成手段は、前記デジタル信号の各ビットに対応し、単一の定電流源から供給される基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記負荷駆動電流として供給することを特徴としている。
【0019】
請求項7記載の電流生成供給回路は、請求項6記載の電流生成供給回路において、前記カレントミラー回路部は、前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、を備えていることを特徴としている。
【0020】
請求項8の電流生成供給回路は、請求項7記載の電流生成供給回路において、少なくとも、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタの電圧−電流特性が、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有していることを特徴としている。
請求項9記載の電流生成供給回路は、請求項8記載の電流生成供給回路において、少なくとも、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタは、半導体基板の一面側に絶縁膜を介して形成された半導体層に、チャネル領域と、該チャネル領域を挟んで形成されたソース領域及びドレイン領域と、該ソース領域及び該ドレイン領域の対向軸に対して垂直方向に、チャネル領域から突出して形成されたターミナル領域と、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ドレイン領域に電気的に接続されたドレイン電極と、前記ソース領域及び前記ターミナル領域に電気的に接続された単一のボディターミナル電極と、を備えたトランジスタ構造を有していることを特徴としている。
【0021】
請求項10記載の電流生成供給回路は、請求項6乃至9のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記電流生成手段は、前記負荷駆動電流を前記負荷側から引き込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
請求項11記載の電流生成供給回路は、請求項6乃至9のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記電流生成手段は、前記負荷駆動電流を前記負荷に流し込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
【0022】
請求項12記載の電流生成供給回路は、請求項1乃至11のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記電流生成供給回路は、前記信号線の各々に対して2組設けられ、一方の前記電流生成供給回路において先に保持した前記複数ビットのデジタル信号に基づく前記負荷駆動電流を前記負荷に供給する動作期間中に、他方の前記電流生成供給回路において次の前記複数ビットのデジタル信号を保持する動作を、交互に順次繰り返し実行することを特徴としている。
【0023】
請求項13記載の電流生成供給回路は、請求項1乃至12のいずれかに記載の電流生成供給回路において、前記負荷は、前記電流生成手段から供給される前記負荷駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子を備え、前記特定状態設定手段は、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を、前記発光素子に印加することを特徴としている。
請求項14記載の電流生成供給回路は、請求項13記載の電流生成供給回路において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴としている。
【0024】
請求項15記載の電流生成供給回路の制御方法は、複数の負荷に対して、所定の負荷駆動電流を個別に供給することにより、前記複数の負荷を所定の動作状態で駆動させる電流生成供給回路の制御方法において、複数ビットのデジタル信号を取り込み保持する動作を、前記複数の負荷に対応して順次繰り返すステップと、前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記保持された前記デジタル信号の各ビット値に応じて、特定の前記階調電流を選択して合成し、前記負荷駆動電流を生成するステップと、前記負荷駆動電流を前記複数の負荷に対して、同時並行的に供給するステップと、前記デジタル信号の各ビットが特定値の場合に、前記負荷を特定の動作状態で駆動させるための特定電圧を、前記負荷に対して印加するステップと、を含むことを特徴としている。
【0025】
請求項16記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記特定電圧を前記複数の負荷に対して印加するステップは、前記デジタル信号の各ビット値が前記階調電流の各々を全て非選択とする場合を前記特定値と判定し、前記負荷を最低階調状態で駆動させるための前記特定電圧を印加することを特徴としている。
請求項17記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項16記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記特定電圧を前記複数の負荷に対して印加するステップは、前記デジタル信号の論理和に基づいて、前記特定値を判定することを特徴としている。
【0026】
請求項18記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15乃至17のいずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記複数の階調電流は、単一の定電流源から供給される基準電流に対して、各々異なる電流値を有するように設定されていることを特徴としている。
請求項19記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項18記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記複数の階調電流は、前記基準電流に対して、2n(n=0、1、2、3、・・・)で規定される、異なる電流値を有するように設定されていることを特徴としている。
【0027】
請求項20記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15乃至19のいずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記負荷駆動電流は、前記負荷から前記電流生成回路に引き込む方向に流れるように、前記負荷駆動電流の信号極性が設定されていることを特徴としている。
請求項21記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15乃至19のいずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記負荷駆動電流は、前記前記電流生成回路から前記負荷に流し込む方向に流れるように、前記負荷駆動電流の信号極性が設定されていることを特徴としている。
【0028】
請求項22記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15乃至21のいずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法において、連続的に供給される前記複数ビットのデジタル信号に対して、先に保持した前記複数ビットのデジタル信号に基づく前記負荷駆動電流を前記負荷に供給する動作期間中に、次の前記複数ビットのデジタル信号を保持する動作を順次繰り返し実行することを特徴としている。
【0029】
請求項23記載の電流生成供給回路の制御方法は、請求項15乃至22いずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法において、前記複数の負荷は、前記負荷駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子を備え、前記特定電圧を前記複数の負荷に対して印加するステップは、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加するように設定されていることを特徴としている。
【0030】
請求項24記載の表示装置は、少なくとも、複数の走査線及び複数の信号線が相互に直交するように配設され、該走査線及び該信号線の交点に複数の表示画素がマトリクス状に配列された表示パネルと、前記各表示画素を行単位で選択状態にするための走査信号を前記走査線に印加する走査駆動手段と、表示信号に基づく駆動電流を、前記信号線を介して前記各表示画素に供給する信号駆動手段と、を備え、選択状態にある前記表示画素に対して、所定の電流値を有する前記駆動電流を供給することにより、前記各表示画素を所定の輝度階調で発光させて、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置において、前記信号駆動手段は、少なくとも、前記表示信号に基づく複数ビットのデジタル信号を保持する信号保持手段と、前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記信号保持手段を介して出力される前記デジタル信号の各ビット値に応じて、前記階調電流の各々を選択的に合成し、前記駆動電流として前記表示画素に供給する電流生成手段と、前記表示画素を特定の輝度階調で発光動作させるための特定電圧を、前記表示画素に印加する特定状態設定手段と、を有する電流生成供給回路を複数具備することを特徴としている。
【0031】
請求項25記載の表示装置は、請求項24記載の表示装置において、前記特定状態設定手段は、前記デジタル信号に応じて前記階調電流の各々が全て非選択となる状態を判定するデジタル値判定部と、前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記表示画素を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、を備えていることを特徴としている。
請求項26記載の表示装置は、請求項25記載の表示装置において、前記デジタル値判定部は、前記デジタル信号を入力とし、該デジタル信号の各ビット値の論理和に基づいて、前記階調電流の選択状態を判定することを特徴としている。
【0032】
請求項27記載の表示装置は、請求項24乃至26のいずれかに記載の表示装置において、前記複数の階調電流は、各々2n(n=0、1、2、3、・・・)で規定される、異なる電流値に設定されていることを特徴としている。
請求項28記載の表示装置は、請求項24乃至27のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記デジタル信号の各ビットに対応し、単一の定電流源から供給される基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記駆動電流として供給することを特徴としている。
【0033】
請求項29記載の表示装置は、請求項28記載の表示装置において、前記カレントミラー回路部は、前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、を備えていることを特徴としている。
請求項30記載の表示装置は、請求項29記載の表示装置において、少なくとも、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタの電圧−電流特性が、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有していることを特徴としている。
請求項31記載の表示装置は、請求項24乃至30のいずれかに記載の表示装置において、前記表示画素は、前記駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子を備えていることを特徴としている。
【0034】
請求項32記載の表示装置は、請求項24乃至30のいずれかに記載の表示装置において、前記表示画素は、前記駆動電流を保持する電流書込保持手段と、該保持された前記駆動電流に基づいて発光駆動電流を生成する発光駆動手段と、前記発光駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子と、を備えていることを特徴としている。
請求項33記載の表示装置は、請求項32記載の表示装置において、前記表示画素を構成する前記発光駆動手段は、前記発光駆動電流が流れる駆動電流トランジスタを備え、前記駆動電流トランジスタの電圧−電流特性が、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有していることを特徴としている。
【0035】
請求項34記載の表示装置は、請求項33記載の表示装置において、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタ、もしくは、前記駆動電流トランジスタは、半導体基板の一面側に絶縁膜を介して形成された半導体層に、チャネル領域と、該チャネル領域を挟んで形成されたソース領域及びドレイン領域と、該ソース領域及び該ドレイン領域の対向軸に対して垂直方向に、チャネル領域から突出して形成されたターミナル領域と、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ドレイン領域に電気的に接続されたドレイン電極と、前記ソース領域及び前記ターミナル領域に電気的に接続された単一のボディターミナル電極と、を備えたトランジスタ構造を有していることを特徴としている。
【0036】
請求項35記載の表示装置は、請求項24乃至34のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記駆動電流を前記表示画素側から引き込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
請求項36記載の表示装置は、請求項24乃至34のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記駆動電流を前記表示画素に流し込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
【0037】
請求項37記載の表示装置は、請求項24乃至36のいずれかに記載の表示装置において、前記信号駆動手段は、少なくとも、前記信号線の各々に対して2組の前記電流生成供給回路を備え、一方の前記電流生成供給回路において先に保持した前記複数ビットのデジタル信号に基づく前記駆動電流を前記表示画素に供給する動作期間中に、他方の前記電流生成供給回路において次の前記複数ビットのデジタル信号を保持する動作を、交互に順次繰り返し実行することを特徴としている。
請求項38記載の表示装置は、請求項24乃至37のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子からなる発光素子であることを特徴としている。
【0038】
請求項39記載の表示装置は、少なくとも、複数の走査線及び複数の信号線群が相互に直交するように配設され、該走査線及び該信号線群の交点に複数の表示画素がマトリクス状に配列された表示パネルと、前記各表示画素を行単位で選択状態にするための走査信号を前記走査線に印加する走査駆動手段と、表示信号に基づく複数ビットのデジタル信号を、前記各信号線群を介して前記各表示画素に供給する信号駆動手段と、を備え、前記表示画素は、少なくとも、発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子と、前記複数ビットのデジタル信号を保持する信号保持手段と、単一の定電流源から供給される基準電流に基づいて、前記信号保持手段に保持された前記デジタル信号の値に応じた階調電流を生成して、前記発光駆動電流として前記発光素子に供給する電流生成手段と、前記発光素子を特定の輝度階調で発光動作させるための特定電圧を、前記発光素子に印加する特定状態設定手段と、を有する電流生成供給回路と、を具備することを特徴としている。
【0039】
請求項40記載の表示装置は、請求項39記載の表示装置において、前記特定状態設定手段は、前記デジタル信号に応じて前記階調電流の各々が全て非選択となる状態を判定するデジタル値判定部と、前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、を備えていることを特徴としている。
請求項41記載の表示装置は、請求項40記載の表示装置において、前記デジタル値判定部は、前記デジタル信号を入力とし、該デジタル信号の各ビット値の論理和に基づいて、前記階調電圧の選択状態を判定することを特徴としている。
【0040】
請求項42記載の表示装置は、請求項39乃至41のいずれかに記載の表示装置において、前記複数の階調電流は、各々2n(n=0、1、2、3、・・・)で規定される、異なる電流値に設定されていることを特徴としている。
請求項43記載の表示装置は、請求項39乃至42のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記デジタル信号の各ビットに対応し、前記基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記駆動電流として供給することを特徴としている。
【0041】
請求項44記載の表示装置は、請求項43記載の表示装置において、前記カレントミラー回路部は、前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、を備えていることを特徴としている。
請求項45記載の表示装置は、請求項44記載の表示装置において、少なくとも、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタの電圧−電流特性が、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有していることを特徴としている。
【0042】
請求項46記載の表示装置は、請求項42記載の表示装置において、少なくとも、前記基準電流トランジスタ及び前記階調電流トランジスタは、半導体基板の一面側に絶縁膜を介して形成された半導体層に、チャネル領域と、該チャネル領域を挟んで形成されたソース領域及びドレイン領域と、該ソース領域及び該ドレイン領域の対向軸に対して垂直方向に、チャネル領域から突出して形成されたターミナル領域と、前記チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ドレイン領域に電気的に接続されたドレイン電極と、前記ソース領域及び前記ターミナル領域に電気的に接続された単一のボディターミナル電極と、を備えたトランジスタ構造を有していることを特徴としている。
【0043】
請求項47記載の表示装置は、請求項39乃至46のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記発光駆動電流を前記発光素子側から引き込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
請求項48記載の表示装置は、請求項39乃至46のいずれかに記載の表示装置において、前記電流生成手段は、前記発光駆動電流を前記発光素子に流し込む方向に流すように、前記合成電流の信号極性を設定することを特徴としている。
請求項49記載の表示装置は、請求項39乃至48のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴としている。
【0044】
すなわち、本発明に係る電流生成供給回路及びその制御方法は、有機EL素子や発光ダイオード等のように、電流値に応じて所定の駆動状態(発光輝度)で動作する負荷(表示画素、発光素子)に対して、所定の電流値を有する負荷駆動電流(書込電流、発光駆動電流)を個別に供給する電流駆動装置であって、複数ビットのデジタル信号を並列的に保持する信号ラッチ部(信号保持手段)と、上記複数ビットのデジタル信号に対応した電流値を有する負荷駆動電流を生成、出力する電流生成部(電流生成手段)と、負荷における特定の動作時に、上記負荷駆動電流の供給に換えて、特定電圧を負荷に印加する特定状態設定部(特定状態設定手段)と、を備え、負荷における通常の階調動作時には、電流生成部により信号ラッチ部に保持されたデジタル信号に応じて、予め規定された複数の階調電流から特定の階調電流を選択して合成(電流値を合算)し、上記負荷駆動電流として負荷に出力し、一方、負荷の特定動作時には、電流生成部による上記負荷駆動電流の供給を遮断するとともに特定電圧が負荷に直接印加されるように構成されている。
ここで、負荷の特定動作としては、負荷を最低階調で駆動させる状態であって、例えば、上記複数ビットのデジタル信号に応じて前記階調電流の各々が全て非選択となる状態を論理和演算に基づいて判別することにより、負荷への特定電圧の印加が制御される。
【0045】
これにより、複数ビットのデジタル信号に応じた電流値を有する負荷駆動電流を供給することにより負荷を段階的に駆動制御する電流生成供給回路において、負荷を特定の動作状態で駆動する場合には、上記負荷駆動電流の供給を遮断すると同時に、負荷に特定電圧を印加するように構成されているので、上記負荷駆動電流の遮断に伴って負荷に印加される信号レベルがハイインピーダンス状態となって、負荷の動作状態が不安定化する問題を解消することができ、負荷を特定の動作状態に迅速に移行して良好に駆動することができる。
【0046】
また、電流生成部においては、例えば、上記複数の階調電流を流す各薄膜トランジスタ(階調電流トランジスタ)のチャネル幅を各々所定の比率となるように形成し、あるいは、複数の電流発生源から個別に供給される複数の異なる電流値を有する基準電流(階調電流)を取り込み、複数ビットのデジタル信号に応じて、特定の階調電流を選択して合成することにより、所定数段階の電流値を有する負荷駆動電流を比較的簡易な回路構成により生成することができ、負荷を適正な駆動状態で動作させることができる。
【0047】
さらに、上記電流生成供給回路において、少なくとも、負荷駆動電流の生成に直接関連する基準電流又は階調電流を流すトランジスタとして、いわゆる、ボディターミナル構造を有する電界効果型トランジスタを適用することにより、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有する電圧−電流特性を得ることができるので、信号ラッチ部に保持されたデジタル信号の信号レベルに適切に対応した電流値を有する負荷駆動電流を生成することができ、負荷を適切な駆動状態で動作させることができる。
【0048】
そして、本発明に係る表示装置においては、相互に直交する走査ライン(走査線)及びデータライン(信号線)の交点近傍に、発光素子を備えた表示画素をマトリクス状に配列してなる表示パネルを備えた表示装置において、上述したような電流生成供給回路をデータドライバ(信号駆動手段)、もしくは、表示画素内の画素駆動回路に適用し、表示パネルの所定の行に配列された表示画素群の選択期間中に、上記信号ラッチ部に保持した複数ビットのデジタル信号(表示データ)に基づいて電流生成部において生成された特定の階調電流の合成電流を、書込電流又は発光駆動電流として、表示画素又は発光素子に供給する通常の階調表示動作と、上記書込電流又は発光駆動電流の供給を遮断するとともに、黒表示電圧(特定電圧)を表示画素又は発光素子に印加する黒表示動作と、を実行するように構成されている。
【0049】
これにより、上記電流生成供給回路をデータドライバに適用した場合にあっては、通常の階調表示動作時に、各データラインに対応して設けられた各書込電流生成回路(電流生成供給回路)により、表示データに応じた階調電流が生成、合成されて、適切な電流値を有する書込電流として各表示画素に供給され、一方、黒表示動作時には、各書込電流生成回路による書込電流の供給が遮断されるとともに、表示画素における最低輝度階調での発光動作に対応した所定の黒表示電圧が各データラインに印加されるので、良好な階調表示を実現しつつ、黒表示動作時においても、各データラインの信号レベルを特定の電圧に安定化させて迅速に黒表示状態に移行することができ、表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【0050】
また、上記電流生成供給回路を表示画素の画素駆動回路に適用した場合にあっては、通常の階調表示動作時に、各表示画素に設けられた画素駆動回路(電流生成供給回路)により、表示データに応じた階調電流が生成、合成されて、適切な電流値を有する発光駆動電流が発光素子に供給され、良好な輝度階調で発光動作が行われ、一方、黒表示動作時には、電流生成部による発光駆動電流の供給が遮断されるとともに、黒表示設定部(特定状態設定手段)により最低輝度階調での発光動作に対応した黒表示電圧が発光素子に印加されるので、良好な階調表示を実現しつつ、迅速に黒表示状態に移行することができ、表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【0051】
ここで、本発明に係る表示装置においては、表示画素が接続された各列のデータラインごとに2組の書込電流生成回路(電流生成供給回路)又はラッチ回路を備え、各行の表示画素群への書込動作に同期して、該2組の書込電流生成回路を交互に選択状態に設定して、例えば、奇数行目の表示画素に対しては、一方の書込電流生成回路又はラッチ回路から書込電流を供給し、偶数行目の表示画素群に対しては、他方の書込電流生成回路又はラッチ回路から書込電流を供給するように制御するものであってもよい。このような構成によれば、一方の書込電流生成回路又はラッチ回路から特定の行の表示画素に書込電流を供給する動作に並行して、他方の書込電流生成回路又はラッチ回路により次行の表示画素に供給する書込電流を生成するための表示データを取り込む動作を、2組の書込電流生成回路により交互に繰り返し実行することにより、各行の表示画素に対して連続的に書込電流を供給することができ、表示装置の画質の向上を図ることができる。
【0052】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電流生成供給回路及びその制御方法並びに電流生成供給回路を備えた表示装置について、実施の形態を示して詳しく説明する。
<電流生成供給回路>
まず、本発明に係る電流生成供給回路及びその制御方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る電流生成供給回路の一実施形態を示す概略構成図である。
【0053】
図1に示すように、本実施形態に係る電流生成供給回路ISAは、電流値を指定するための複数ビット(本実施形態においては、4ビットの場合を示す)のデジタル信号d0、d1、d2、d3(d0〜d3)を個別に取り込んで保持(ラッチ)するラッチ回路LC0、LC1、LC2、LC3(LC0〜LC3)を備えた信号ラッチ部(信号保持手段)10と、電流発生源(定電流源)IRAから供給される一定の電流値を有する基準電流Irefを取り込み、上記信号ラッチ部10(各ラッチ回路LC0〜LC3)から出力される出力信号d10、d11、d12、d13(d10〜d13)に基づいて、基準電流Irefに対して所定比率の電流値を有する負荷駆動電流IDを生成し、電流供給線CLを介して図示を省略した負荷に出力する電流生成部(電流生成手段)20Aと、上記出力信号d10〜d13に基づいて、負荷を特定の動作状態で駆動させる場合にのみ、負荷(電流供給線CL)に対して特定の電圧(特定電圧)を印加する特定状態設定部(特定状態設定手段)30Aと、を有して構成されている。ここで、電流発生源IRAは、電流生成部20A方向に基準電流Irefを流す(流し込む)ために、高電位電源に接続された電源接点+Vに接続されている。
【0054】
以下、上記各構成について、具体的に説明する。
図2は、本実施形態に係るラッチ回路の一具体例を示す回路構成図である。また、図3は、本実施形態に係る電流生成部の一具体例を示す回路構成図であり、図4は、本実施形態に係る電流生成部の他の具体例を示す回路構成図である。さらに、図5は、本実施形態に係る特定状態設定部に適用可能な論理回路を示す回路構成図である。ここでは、上述した電流生成供給回路の概略構成(図1)を適宜参照しながら説明する。
【0055】
信号ラッチ部10は、図1に示すように、デジタル信号d0〜d3のビット数(4ビット)に応じた数のラッチ回路LC0〜LC3が並列に設けられ、図示を省略したタイミングジェネレータやシフトレジスタ等から出力されるタイミング制御信号CLKに基づいて、各々個別に供給される上記デジタル信号d0〜d3を同時に取り込み、当該デジタル信号d0〜d3に基づく信号レベル(出力信号d10〜d13)を出力、保持する動作を実行する。
【0056】
ここで、信号ラッチ部10を構成する各ラッチ回路LC0〜LC3は、図2(a)に示すように、pチャネル型及びnチャネル型の電界効果型トランジスタ(MOSFET)を直列に接続した周知の相補型トランジスタ回路(CMOSインバータ;以下、「CMOS」と記す)を複数備えた構成を適用することができる。
【0057】
具体的には、図2(a)に示すように、ラッチ回路LTC(LC0〜LC3)は、pチャネル型トランジスタTr1及びnチャネル型トランジスタTr2からなるCMOS11と、pチャネル型トランジスタTr3及びnチャネル型トランジスタTr4からなるCMOS12と、pチャネル型トランジスタTr5及びnチャネル型トランジスタTr6からなるCMOS13と、pチャネル型トランジスタTr7及びnチャネル型トランジスタTr8からなるCMOS14と、pチャネル型トランジスタTr9及びnチャネル型トランジスタTr10からなるCMOS15と、pチャネル型トランジスタTr11及びnチャネル型トランジスタTr12からなるCMOS16と、を備えた構成を有している。
【0058】
CMOS11の入力接点(ラッチ回路LTCのクロック入力端子)CKには、タイミング制御信号(クロック信号)CLKが入力され、その出力接点N11はCMOS12の入力接点に接続されている。また、CMOS13の入力端子には、上記タイミング制御信号CLKが入力され、その出力接点N12はCMOS12の出力接点とともに、CMOS14の入力接点に接続されている。CMOS14の出力接点N13は、CMOS15及びCMOS16の入力接点に接続されるとともに、該出力接点N13の信号レベルが反転出力信号として、ラッチ回路LTCの反転出力端子OT*(明細書中では、便宜的に「OT*」と記す;図2(a)の符号参照。以下、反転信号について同様に記載する)から出力される。一方、CMOS15の出力接点N15の信号レベルは、非反転出力信号として、ラッチ回路LTCの非反転出力端子OTから出力される。
【0059】
また、CMOS11、CMOS14、CMOS15及びCMOS16を構成する各pチャネル型トランジスタTr1、Tr7、Tr9及びTr11は、電流路の一端が高電位電源Vddに接続され、また、各nチャネル型トランジスタTr2、Tr8、Tr10及びTr12は、電流路の一端が低電位電源Vgnd(接地電位)に接続されている。CMOS12のpチャネル型トランジスタTr3及びCMOS13のnチャネル型トランジスタTr6は、電流路の一端がラッチ回路LTCの信号入力端子INに接続されて、上記デジタル信号d0〜d3が入力され、また、CMOS12のnチャネル型トランジスタTr4及びCMOS13のpチャネル型トランジスタTr5は、電流路の一端が上記CMOS16の出力接点N14に接続されている。
【0060】
このような構成を有する信号ラッチ部10においては、最初のタイミング制御信号CLK(所定の信号幅を有するハイレベルのパルス信号)が印加されると、CMOS12のpチャネル型トランジスタTr3側及びCMOS13のnチャネル型トランジスタTr6がオン動作して、当該タイミングにおけるデジタル信号d0〜d3が取り込まれ、CMOS12及びCMOS13の共通の出力接点N12の信号レベルがデジタル信号d0〜d3により規定される。これにより、出力接点N12の信号レベル(デジタル信号d0〜d3の信号レベル)に基づいて、非反転出力端子OT及び反転出力端子OT*、CMOS16の出力接点N14の各信号レベル(ハイレベル/ローレベル)が確定する。
【0061】
ここで、上記タイミング制御信号CLKの印加後(すなわち、タイミング制御信号CLKがローレベル状態)においては、CMOS12のpチャネル型トランジスタTr3側及びCMOS13のnチャネル型トランジスタTr6がオフ動作するが、CMOS12のnチャネル型トランジスタTr4及びCMOS13のpチャネル型トランジスタTr5がオン動作して、CMOS16の出力接点N14の信号レベル(非反転出力信号(非反転出力端子OTの信号レベル)と同等)が取り込まれて、CMOS12及びCMOS13の共通の出力接点N12の信号レベルが規定される。これにより、タイミング制御信号CLKの印加時と同等の信号レベルを有する非反転出力信号(非反転出力端子OTの信号レベル)及び反転出力信号(反転出力端子OT*の信号レベル)が継続して出力される。この出力信号の信号レベルは、次回のタイミング制御信号CLKの印加時における信号入力端子INの信号レベル(デジタル信号d0〜d3の信号レベル)が変化するまで、同一の出力状態が保持される。
【0062】
なお、上述したラッチ回路LTCにおいては、入力信号として単一のタイミング制御信号CLKを単一の入力接点CKに印加する構成のみを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図2(b)に示すように、図2(a)に示したCMOS11に替えて、CMOS12の入力接点CK*に、タイミング制御信号CLKの反転信号CLK*(明細書中では、便宜的に「CLK*」と記す;図2(b)の符号参照)を直接印加するようにした構成を適用するものであってもよい。
【0063】
また、電流生成部20Aは、例えば、図3に示すように、基準電流Irefに対して、各々、異なる比率の電流値を有する複数の単位電流(以下、「階調電流」と記す)Idsa、Idsb、Idsc、Idsdを生成するカレントミラー回路部21Aと、上記複数の階調電流Idsa〜Idsdのうち、上記信号ラッチ部10の各ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10〜d13(図2に示した非反転出力端子OTの信号レベル)に基づいて、任意の階調電流を選択するスイッチ回路部22Aと、を備えている。
【0064】
具体的には、図3に示すように、電流生成部20Aに適用されるカレントミラー回路部21Aは、基準電流Irefが供給される電流入力接点INiと低電位電源(接地電位)Vgndとの間に電流路(ソース−ドレイン端子)が接続されるとともに、制御端子(ゲート端子)が接点Ngに接続されたnチャネル型のトランジスタ(基準電流トランジスタ)Tr21と、各接点Na、Nb、Nc、Ndと低電位電源Vgndとの間に各電流路が接続されるとともに、制御端子が接点Ngに共通に接続された複数(ラッチ回路LC0〜LC3に対応した4個)のnチャネル型のトランジスタ(階調電流トランジスタ)Tr22、Tr23、Tr24、Tr25と、を備えた構成を有している。ここで、接点Ngは、電流入力接点INiに直接接続されているとともに、低電位電源Vgndとの間に容量C1が接続された構成を有している。
【0065】
また、電流生成部20Aに適用されるスイッチ回路部22Aは、電流供給線CLを介して負荷が接続される電流出力接点OUTiと各接点Na、Nb、Nc、Ndとの間に電流路が接続されるとともに、制御端子に上記各ラッチ回路LC0〜LC3から個別に出力される出力信号d10〜d13が並列的に印加される複数(4個)のnチャネル型のトランジスタTr26、Tr27、Tr28、Tr29と、を備えた構成を有している。
【0066】
ここで、本実施形態に係る電流生成部20Aにおいては、特に、カレントミラー回路部21Aを構成する各階調電流トランジスタTr22〜Tr25に流れる階調電流Idsa〜Idsdが、基準電流トランジスタTr21に流れる基準電流Irefに対して、各々異なる所定の比率の電流値を有するように設定されている。具体的には、各階調電流トランジスタTr22〜Tr25のトランジスタサイズが、各々異なる比率、例えば、各階調電流トランジスタTr22〜Tr25のチャネル長を一定とした場合の各チャネル幅の比(W2:W3:W4:W5)が1:2:4:8になるように形成されている。
【0067】
これにより、各階調電流トランジスタTr22〜Tr25に流れる階調電流Idsa〜Idsdの電流値は、基準電流トランジスタTr21のチャネル幅をW1とすると、各々Idsa=(W2/W1)×Iref、Idsb=(W3/W1)×Iref、Idsc=(W3/W1)×Iref、Idsd=(W4/W1)×Irefに設定される。すなわち、階調電流トランジスタTr22〜Tr25のチャネル幅を、各々2n(n=0、1、2、3、・・・;2n=1、2、4、8、・・・)に設定することにより、階調電流間の電流値を2nで規定される比率に設定することができる。
【0068】
このように電流値が設定された各階調電流Idsa〜Idsdから、後述するように、複数ビットのデジタル信号d0〜d3(出力信号d10〜d13)に基づいて、任意の階調電流を選択して合成することにより、2n段階の電流値を有する負荷駆動電流IDが生成され、電流出力接点OUTiに供給されることになる。すなわち、図1乃至図3に示したように、4ビットのデジタル信号d0〜d3を適用した場合、各階調電流トランジスタTr22〜Tr25に接続されるトランジスタTr26〜Tr29のオン状態に応じて、24=16段階の異なる電流値を有する負荷駆動電流IDが生成される。
【0069】
このような構成を有する電流生成部20Aにおいては、上記ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10〜d13の信号レベルに応じて、スイッチ回路部22Aの特定のトランジスタがオン動作(トランジスタTr26〜Tr29のいずれか1つ以上がオン動作する場合のほか、いずれのトランジスタTr26〜Tr29もオフ動作する場合を含む)し、該オン動作したトランジスタに接続されたカレントミラー回路部22Aの階調電流トランジスタ(Tr22〜Tr25のいずれか1つ以上)に、基準電流トランジスタTr21に流れる基準電流Irefに対して、所定比率(a×2n倍;aは基準電流トランジスタTr21のチャネル幅W1により規定される定数)の電流値を有する階調電流Idsa〜Idsdが流れ、上述したように、電流出力接点OUTiにおいて、これらの階調電流の合成値となる電流値を有する負荷駆動電流IDが、図示を省略した負荷側から、電流出力接点OUTi、オン状態にあるトランジスタ(Tr26〜Tr29のいずれか)及び階調電流トランジスタ(Tr22〜Tr25のいずれか)を介して低電位電源Vgndに流れる。
【0070】
したがって、本実施形態に係る電流生成供給回路ISAにおいては、タイミング制御信号CLKにより規定されるタイミングで、信号ラッチ部21Aに入力される複数ビットのデジタル信号d0〜d3に応じて、電流生成部22Aにより所定の電流値を有するアナログ電流からなる負荷駆動電流IDが生成されて、負荷に供給されることになる(本実施形態においては、上述したように、負荷側から電流生成供給回路方向に負荷駆動電流が引き込まれる)。
すなわち、電流生成供給回路ISAに信号レベルが変動しない一定の基準電流を流すのみで、複数ビットのデジタル信号に応じた所望の電流値を有する負荷駆動電流を生成することができる構成を有しているので、生成される負荷駆動電流が微小な場合であっても、基準電流が供給される信号線に付加された寄生容量(配線容量)への充放電動作を排除して、電流生成供給回路の動作速度を向上させることができる。
【0071】
なお、本実施形態においては、電流生成部として、カレントミラー回路構成(カレントミラー回路部21A)を備え、各階調電流トランジスタにより、基準電流トランジスタに流れる基準電流Irefに対して各々異なる所定の比率の電流値を有する階調電流を選択的に合成して、負荷駆動電流IDを生成する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図4に示すような回路構成を有するものであってもよい。
【0072】
すなわち、図4に示すように、各々異なる電流値を有する基準電流Ir1、Ir2、Ir3、Ir4が個別に供給(引き抜くように供給)される複数の電流入力接点IN1、IN2、IN3、IN4(IN1〜IN4)と電流出力接点OUTiとの間に電流路が接続されるとともに、制御端子に上記各ラッチ回路LC0〜LC3から個別に出力される出力信号d10〜d13が並列的に印加される4個のnチャネル型のトランジスタTr31、Tr32、Tr33、Tr34(Tr31〜Tr34)を備えた構成を適用することもできる。
【0073】
ここで、各電流入力接点IN1〜IN4には、図示を省略した個別の電流発生源が接続される。また、各電流発生源により生成、供給される基準電流Ir1、Ir2、Ir3、Ir4は、例えば、図3に示したカレントミラー回路構成を適用した場合と同様に、各々異なる比率(例えば、Ir1:Ir2:Ir3:Ir4=1:2:4:8)の電流値を有するように設定されているものであってもよい。
このような構成を有する電流生成部においても、上述した実施形態と同様に、ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10〜d13の信号レベルに応じて、トランジスタTr31〜Tr34の特定のトランジスタがオン動作して、該オン動作したトランジスタに流れる基準電流の合成電流が、電流出力接点OUTiを介して負荷駆動電流IDとして供給される。
【0074】
また、特定状態設定部30Aは、図1に示すように、上記ラッチ回路LC0〜LC3の各々から出力される出力信号d10〜d13を入力信号とする否定論理和演算回路(デジタル値判定部;以下、「NOR回路」と略記する)31と、該NOR回路31からの出力端が制御端子(ゲート)に、電流路の一端側が特定電圧Vbkを印加する電圧源に、他端側が電流供給線CL(図示を省略した負荷)に、各々接続されたnチャネル型の電界効果型トランジスタからなる特定電圧印加トランジスタ(特定電圧印加部)TN32と、を備えた構成を有している。
【0075】
ここで、NOR回路31は、例えば、図5に示すように、高電位電源Vddと出力接点Noutとの間に、複数のpチャネル型の電界効果型トランジスタTr41〜Tr44を直列に接続した直列回路と、低電位電源(接地電位)Vgndと出力接点Noutとの間に、複数のnチャネル型の電界効果型トランジスタTr45〜Tr48を並列に接続した並列回路と、を備え、各pチャネル型及びnチャネル型の電界効果型トランジスタTr41〜Tr44、Tr45〜Tr48の制御端子に、各ラッチ回路LC0〜LC3からの出力信号d10〜d13を個別に印加するようにした周知の回路構成により実現することができる。
【0076】
このような構成を有する特定状態設定部30Aにおいては、NOR回路31により、上記ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10〜d13の信号レベルが全て“0”となる特定の状態であるか否かが判別され、該特定状態においてのみ、特定電圧印加トランジスタTN32がオン動作して、電流供給線CLを介して負荷に特定電圧Vbkが印加される。
【0077】
したがって、複数ビットのデジタル信号により負荷を段階的に駆動制御する電流生成供給回路において、全てのデジタル信号(出力信号d10〜d13)を“0”に設定して、負荷を特定の動作状態で駆動する場合であっても、負荷に接続された電流供給線CLの信号レベルが、特定状態設定部30Aにより速やかに特定電圧Vbkに設定される。これにより、電流生成部20Aにおいて電流出力が遮断されることにより、電流供給線CLの信号レベルがハイインピーダンス状態となって、負荷の動作状態が不安定化する問題を解消することができ、負荷を特定の動作状態で良好に駆動することができる。
【0078】
なお、後述するように、上記複数ビットのデジタル信号としては、表示装置に所望の画像情報を表示するための表示データ(表示信号)を適用することでき、この場合において、電流生成供給回路により生成、出力される負荷駆動電流は、表示パネルを構成する各表示画素に供給される書込電流、又は、各表示画素の発光素子に供給される発光駆動電流に対応する。詳しくは、後述する。
【0079】
次に、本発明に係る電流生成供給回路の他の実施形態について、図面を参照して説明する。
図6は、本発明に係る電流生成供給回路の他の実施形態を示す概略構成図である。また、図7は、本実施形態に係る電流生成供給回路に適用される電流生成部の一具体例を示す回路構成図であり、図8は、本実施形態に係る電流生成供給回路に適用される電流生成部の他の具体例を示す回路構成図である。さらに、図9は、本実施形態に係る特定状態設定部に適用可能な論理回路を示す回路構成図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化する。
【0080】
上述した実施形態においては、電流生成供給回路ISAに接続された負荷側から、電流生成供給回路ISA方向に負荷駆動電流IDを引き込むように構成した場合(便宜的に、「電流シンク方式」と記す)について示したが、本実施形態においては、電流生成供給回路ISB側から負荷方向に負荷駆動電流を流し込む構成(便宜的に、「電流印加方式」と記す)を有している。
具体的には、図6に示すように、本実施形態に係る電流生成供給回路ISBは、上述した実施形態と同等の構成を有する信号ラッチ部10と、ラッチ回路LC0〜LC3の反転出力端子に接続された電流生成部20Bと、ラッチ回路LC0〜LC3の非反転出力端子に接続された特定状態設定部30Bと、を有して構成されている。ここで、電流生成部20Bに接続された電流発生源IRBは、電流生成部20B側から電流発生源IRB方向に基準電流Irefを流すように、低電位電源Vgndに接続されている。
【0081】
信号ラッチ部10は、複数のデジタル信号d0〜d3に対応してラッチ回路LC0〜LC3が個別に設けられた構成を有し、各ラッチ回路LC0〜LC3の反転出力信号d10*〜d13*(図2に示した反転出力端子OT*の信号レベルであって、明細書中では、便宜的に「d10*〜d13*」と記す;図6の符号参照)が電流生成部20Bに出力されるように接続されている。
本実施形態に係る電流生成部20Bは、図7に示すように、概略、上述した実施形態(図3参照)と同様に、トランジスタTr51〜Tr55からなるカレントミラー回路部21B、及び、トランジスタTr56〜Tr59からなるスイッチ回路部22Bと、を備え、各ラッチ回路LC0〜LC3からの出力信号d10*〜d13*に基づいて、基準電流Irefに対して、所定比率の電流値を有する複数の階調電流Idsi、Idsj、Idsk、Idslを任意に選択、合成して生成される負荷駆動電流IDを負荷に供給するように構成されている。
【0082】
具体的には、カレントミラー回路部21B及びスイッチ回路部22Bを構成する全てのトランジスタTr51〜Tr59がpチャネル型から構成されている。基準電流トランジスタTr51は、電流入力接点INiと電源接点+Vとの間に接続され、制御端子が接点Ngを介して電流入力接点INiに接続されるとともに、容量C1を介して電源接点+Vに接続されている。また、階調電流トランジスタTr52〜Tr55は、各々、接点Ni、Nj、Nk、Nlと電源接点+Vとの間に接続されるとともに、制御端子が接点Nhに共通に接続され、スイッチング用のトランジスタTr56〜Tr59は、各々、上記接点Ni、Nj、Nk、Nlと電流出力接点OUTiとの間に接続されるとともに、制御端子に各々、ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10*〜d13*が並列的に印加されるように構成されている。
【0083】
ここで、本実施形態においても、カレントミラー回路部21Bを構成する各階調電流トランジスタTr52〜Tr55のトランジスタサイズ(すなわち、チャネル長を一定とした場合のチャネル幅)が、基準電流トランジスタを基準として、所定の比率になるように形成され、各電流路に流れる階調電流Idsi〜Idslが、基準電流Irefに対して、各々異なる所定の比率の電流値を有するように設定されている。
【0084】
これにより、電流生成部20Bにおいても、信号ラッチ部20B(ラッチ回路LC0〜LC3)から出力される出力信号d10*〜d13*の信号レベルに応じて、スイッチ回路部22Bの特定のトランジスタTr36〜Tr39がオン動作して、階調電流トランジスタTr32〜Tr35を介して基準電流Irefの所定比率倍の電流値を有する階調電流Idsi〜Idslが流れ、これらの合成電流が電流出力接点OUTiを介して負荷駆動電流IDとして図示を省略した負荷に供給される(本実施形態においては、電流生成供給回路側から負荷方向に負荷駆動電流が流れ込む)。
【0085】
なお、本実施形態においても、電流生成部として、図7に示したようなカレントミラー回路構成(カレントミラー回路部21B)を適用することなく、例えば、図8に示すような回路構成を有するものであってもよい。すなわち、図8に示す電流生成部20B′は、各々異なる電流値を有する基準電流Ir1、Ir2、Ir3、Ir4が個別に供給(流し込むように供給)される複数の電流入力接点IN1〜IN4と電流出力接点OUTiとの間に電流路が接続されるとともに、制御端子に上記各ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10*〜d13*が並列的に印加される4個のpチャネル型トランジスタTr61〜Tr64を備えた構成を有している。
ここで、各電流入力接点IN1〜IN4には、図示を省略した個別の電流発生源が接続され、各電流発生源により基準電流Ir1、Ir2、Ir3、Ir4が、例えば、図7に示したカレントミラー回路構成を適用した場合と同様に、各々異なる比率の電流値を有するように設定されているものであってもよい。
【0086】
また、特定状態設定部30Bは、図6に示すように、上記ラッチ回路LC0〜LC3の各々から出力される出力信号d10〜d13を入力信号とする論理和演算回路(デジタル値判定部;以下、「OR回路」と略記する)33と、該OR回路33からの出力端が制御端子に、電流路の一端側が特定電圧Vbkを印加する電圧源に、他端側が電流供給線CL(図示を省略した負荷)に、各々接続されたpチャネル型の電界効果型トランジスタからなる特定電圧印加トランジスタ(特定電圧印加部)TP34と、を備えた構成を有している。
ここで、OR回路33は、例えば、図9(a)に示すように、各ラッチ回路LC0〜LC3からの出力信号d10、d11及びd12、d13が個別に入力される2組の2入力NOR回路33a、33bと、該2入力NOR回路33a、33bからの論理出力を入力とする否定論理積回路(以下、「NAND回路」と略記する)33cと、を備えた周知の回路構成により実現することができる。
【0087】
2入力NOR回路33a、33bは、具体的には、図9(b)に示すように、各々、高電位電源Vddと出力接点Nota又はNotbとの間に直列に接続されたpチャネル型トランジスタTr71a、Tr72a及びTr71b、Tr72bと、低電位電源Vgndと出力接点Nota又はNotbとの間に並列に接続されたnチャネル型トランジスタTr73a、Tr74a及びTr73b、Tr74bと、を備え、各pチャネル型及びnチャネル型トランジスタTr71a〜Tr74a及びTr714b〜Tr74bの制御端子に、各ラッチ回路LC0〜LC3の出力信号d10〜d13が個別に印加された周知の回路構成を適用することができる。
【0088】
また、NAND回路33cは、具体的には、図9(b)に示すように、高電位電源Vddと出力接点Notcとの間に並列に接続されたpチャネル型トランジスタTr75、Tr76と、低電位電源Vgndと出力接点Notcとの間に並列に接続されたnチャネル型トランジスタTr77、Tr78と、を備え、各pチャネル型及びnチャネル型トランジスタTr75、Tr76及びTr77、Tr78の制御端子に、上記各2入力NOR回路33a、33bの論理出力(出力接点Nota、Notbの信号レベル)が個別に印加された周知の回路構成を適用することができる。
【0089】
このような構成を有する特定状態設定部30Bにおいても、OR回路33により、上記ラッチ回路LC0〜LC3から出力される出力信号d10〜d13の信号レベルが全て“0”となる特定の状態であるか否かが判別され、該特定状態においてのみ、特定電圧印加トランジスタTP34がオン動作して、電流供給線CLを介して負荷に特定電圧Vbkが印加される。
【0090】
そして、上述したような構成及び機能を有する電流生成供給回路ISA、ISBは、表示装置の駆動制御装置(データドライバ)、もしくは、表示装置(表示パネル)の表示画素を構成する画素駆動回路に良好に適用することができる。以下に、本発明に係る電流生成供給回路を備えた表示装置について、具体的に説明する。
<第1の実施形態>
まず、本発明に係る電流生成供給回路を表示装置の駆動制御装置(データドライバ)に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0091】
<表示装置>
図10は、本発明に係る電流生成供給回路を適用可能な表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図であり、図11は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネルの一例を示す概略構成図である。また、図12は、本実施形態に係る表示装置の他の構成例を示す概略ブロック図である。ここでは、表示パネルとしてアクティブマトリクス方式に対応した表示画素を備えた構成について説明する。また、本実施形態においては、電流シンク方式を採用した構成について説明する。
【0092】
図10、図11に示すように、本実施形態に係る表示装置100Aは、概略、複数の表示画素がマトリクス状に配列された表示パネル110Aと、表示パネル110Aの行方向に配列された表示画素群ごとに、共通に接続された走査ライン(走査線)SLに接続された走査ドライバ(走査駆動手段)120Aと、表示パネル110Aの列方向に配列された表示画素群ごとに、共通に接続されたデータライン(信号線)DLに接続されたデータドライバ(信号駆動手段)130Aと、上記走査ラインSLに並行して配設され、表示パネル110Aの行方向に配列された表示画素群ごとに、共通に接続された電源ラインVLに接続された電源ドライバ140と、走査ドライバ120A及びデータドライバ130A、電源ドライバ140の動作状態を制御する各種制御信号を生成、出力するシステムコントローラ150と、表示装置100Aの外部から供給される映像信号に基づいて、表示データやタイミング信号等を生成する表示信号生成回路160と、を備えて構成されている。
【0093】
以下、上記各構成について具体的に説明する。
(表示パネル)
表示パネル110Aは、具体的には、図11に示すように、相互に並列に配設された複数の走査ラインSL及び電源ラインVLと、該走査ラインSL及び電源ラインVLに対して、直交するように配設された複数のデータラインDLと、これらの直交するラインの各交点近傍に配列された複数の表示画素(図11中、後述する画素駆動回路DCx及び有機EL素子OELからなる構成)と、を備えた構成を有している。
【0094】
表示画素は、例えば、走査ドライバ120から走査ラインSLを介して印加される走査信号Vsel、及び、データドライバ130AからデータラインDLを介して供給される書込電流(駆動電流)Ipix、電源ドライバ140から電源ラインVLを介して印加される電源電圧Vscに基づいて、各表示画素における書込電流Ipixの書込動作及び発光動作を制御する画素駆動回路DCxと、該画素駆動回路DCxから供給される発光駆動電流の電流値に応じて発光輝度が制御される、周知の有機EL素子(発光素子)OELと、を有して構成されている。なお、本実施形態においては、電流駆動型の発光素子として有機EL素子OELを適用した場合について示すが、発光ダイオード等の他の発光素子を適用するものであってもよい。
【0095】
ここで、画素駆動回路DCxは、概略、走査信号Vselに基づいて各表示画素の選択/非選択状態を制御し、選択状態において表示データに応じた書込電流Ipixを取り込んで電圧レベルとして保持し、非選択状態において上記保持した電圧レベルに応じた発光駆動電流を有機EL素子OELに供給して、所定の輝度階調で発光させる動作を維持する機能を有している。なお、画素駆動回路DCxに適用可能な回路構成例については後述する。
【0096】
(走査ドライバ)
走査ドライバ120Aは、システムコントローラ150から供給される走査制御信号に基づいて、所定のタイミングで各走査ラインSLに選択レベル(例えば、ハイレベル)の走査信号Vselを順次印加することにより、各行ごとの表示画素群を選択状態とし、データドライバ130Aにより表示データに基づく書込電流Ipixを各データラインDLに供給して、各表示画素に所定の書込電流を書き込むように制御する。
【0097】
走査ドライバ120Aは、具体的には、図11に示すように、シフトレジスタとバッファからなるシフトブロックSBを、各走査ラインSLごとに対応させて複数段備え、システムコントローラ150から供給される走査制御信号(走査スタート信号SSTR、走査クロック信号SCLK等)に基づいて、シフトレジスタにより表示パネル110Aの上方から下方に順次シフトしつつ出力されたシフト信号が、バッファを介して所定の電圧レベル(選択レベル)を有する走査信号Vselとして各走査ラインSLに印加される。
【0098】
(データドライバ)
データドライバ130Aは、システムコントローラ150から供給されるデータ制御信号(サンプリングスタート信号STR、シフトクロック信号SFC等)に基づいて、表示信号生成回路160から供給される複数ビットのデジタル信号からなる表示データを取り込んで保持し、当該表示データに対応する電流値を有する書込電流Ipixを生成して、各データラインDLに同時並行的に供給するように制御する。すなわち、本実施形態に係るデータドライバ130Aにおいては、上述した本発明に係る電流生成供給回路(図1参照)を良好に適用することができる。データドライバ130Aの具体的な回路構成例やその駆動制御動作については後述する。
【0099】
(電源ドライバ)
電源ドライバ140は、システムコントローラ150から供給される電源制御信号に基づいて、走査ドライバ120Aにより各行ごとの表示画素群が選択状態に設定されるタイミングに同期して、電源ラインVLに選択レベルの電源電圧Vsc(例えば、接地電位以下に設定されたローレベル)を印加することにより、例えば、電源ラインVLから表示画素(画素駆動回路DCx)を介してデータドライバ130A方向に、表示データに基づく所定の書込電流Ipixを引き込み、一方、走査ドライバ120により各行ごとの表示画素群が非選択状態に設定されるタイミングに同期して、電源ラインVLに非選択レベル(例えば、ハイレベル)の電源電圧Vscを印加することにより、例えば、電源ラインVLから表示画素(画素駆動回路DCx)を介して有機EL素子OEL方向に、上記書込電流Ipixと同等の発光駆動電流を流すように制御する。
【0100】
電源ドライバ140は、具体的には、図11に示すように、概略、上述した走査ドライバ120Aと同様に、シフトレジスタとバッファからなるシフトブロックSBを、各電源ラインVLごとに対応させて複数段備え、システムコントローラ150から供給され、上記走査制御信号に同期する電源制御信号(電源スタート信号VSTR、電源クロック信号VCLK等)に基づいて、シフトレジスタにより表示パネル110Aの上方から下方に順次シフトしつつ出力されたシフト信号が、バッファを介して所定の電圧レベル(例えば、走査ドライバ120による選択状態においてはローレベル、非選択状態においてはハイレベル)を有する電源電圧Vscとして各電源ラインVLに印加される。
【0101】
(システムコントローラ)
システムコントローラ150は、後述する表示信号生成回路160から供給されるタイミング信号に基づいて、少なくとも、走査ドライバ120A及びデータドライバ130A、電源ドライバ140の各々に対して、走査制御信号及びデータ制御信号(上述した走査スタート信号SSTRや走査クロック信号SCLK、サンプリングスタート信号STRやシフトクロック信号SFC等)、電源制御信号(電源スタート信号VSTR、電源クロック信号VCLK等)を生成して出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて、表示パネル110Aに走査信号Vsel及び書込電流Ipix、電源電圧Vscを出力させ、画素駆動回路DCxにおける所定の制御動作を連続的に実行させて、映像信号に基づく所定の画像情報を表示パネル110Aに表示させる制御を行う。
【0102】
(表示信号生成回路)
表示信号生成回路160は、例えば、表示装置100Aの外部から供給される映像信号から輝度階調信号成分を抽出し、表示パネル110Aの1行分ごとに、該輝度階調信号成分を、複数ビットのデジタル信号からなる表示データとしてデータドライバ130Aに供給する。ここで、上記映像信号が、テレビ放送信号(コンポジット映像信号)のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成回路160は、上記輝度階調信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ150に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、上記システムコントローラ150は、表示信号生成回路160から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ120やデータドライバ130A、電源ドライバ140に対して供給する上記走査制御信号及びデータ制御信号、電源制御信号を生成する。
【0103】
なお、本実施形態においては、表示パネル110Aの周辺に付設されるドライバとして、図10及び図11に示したように、走査ドライバ120A及び電源ドライバ140を個別に配置した構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述したように、走査ドライバ120A及び電源ドライバ140は、タイミングが同期する同等の制御信号(走査制御信号及び電源制御信号)に基づいて動作するので、例えば、図12に示すように、走査ドライバ120Bに、走査信号Vselの生成、出力タイミングに同期して電源電圧Vscを供給する機能を有するように構成したものであってもよい。このような構成によれば、周辺回路の構成を簡素化、省スペース化することができる。
【0104】
また、図10乃至図12に示した表示装置の構成は、表示パネルを構成する各表示画素に設けられる画素駆動回路が後述するように(図13参照)、走査信号Vselとともに電源電圧Vscの信号レベルを適宜設定制御することにより、所定の駆動制御動作を実現する回路構成を有する場合に対応したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述するように(図18参照)、例えば、画素駆動回路が高電位電源に直接接続されて、定常的に一定の電圧レベルが印加される回路構成を有するものであってもよく、この場合、図10及び図11に示した表示装置において電源ドライバ140を有していない構成を適用することもできる。
【0105】
(画素駆動回路の構成例)
次いで、上述した表示装置(表示パネル)の各表示画素に適用される画素駆動回路について簡単に説明する。
図13は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。なお、ここで示す画素駆動回路は、本発明に係る表示装置に適用可能なごく一例を示すにすぎず、同等の動作機能を有する他の回路構成を有するものであってもよいことはいうまでもない。
【0106】
図13に示すように、本実施例に係る画素駆動回路DCxは、例えば、相互に直交するように配設された走査ラインSLとデータラインDLとの交点近傍に、ゲート端子が走査ラインSLに、ソース端子が走査ラインSLに平行に配設された電源ラインVLに、ドレイン端子が接点Nxaに各々接続されたnチャネル型トランジスタTr81と、ゲート端子が走査ラインSLに、ソース端子及びドレイン端子がデータラインDL及び接点Nxbに各々接続されたnチャネル型トランジスタTr82と、ゲート端子が接点Nxaに、ソース端子及びドレイン端子が電源ラインVL及び接点Nxbに各々接続されたnチャネル型トランジスタTr83と、接点Nxa及び接点Nxb間に接続されたコンデンサCxと、を備えた構成を有している。
【0107】
また、このような画素駆動回路DCxから供給される発光駆動電流により発光輝度が制御される有機EL素子OELは、アノード端子が上記画素駆動回路DCxの接点Nxbに、また、カソード端子が接地電位Vgndに各々接続された構成を有している。ここで、コンデンサCxは、nチャネル型トランジスタTr83のゲート−ソース間に形成される寄生容量であってもよいし、その寄生容量に加えてゲート−ソース間にさらに、容量素子を別個に付加するようにしたものであってもよい。
【0108】
このような構成を有する画素駆動回路DCxにおける有機EL素子OELの駆動制御動作は、まず、書込動作期間において、走査ラインSLに対して、ハイレベル(選択レベル)の走査信号Vselを印加するとともに、電源ラインVLに対して、ローレベルの電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、有機EL素子OELを所定の輝度階調で発光動作させるために必要な所定の書込電流Ipix(上述した負荷駆動電流IDに相当する)をデータラインDLに供給する。ここでは、書込電流Ipixとして、負極性の電流を供給し、画素駆動回路DCx側からデータラインDLを介してデータドライバ130A方向に当該電流を引き込むように設定する。
【0109】
これにより、画素駆動回路DCxを構成するnチャネル型トランジスタTr81及びTr82がオン動作して、ローレベルの電源電圧Vscが接点Nxa(すなわち、nチャネル型トランジスタTr83のゲート端子及びコンデンサCxの一端側)に印加されるとともに、書込電流Ipixの引き込み動作によりnチャネル型トランジスタTr82を介してローレベルの電源電圧Vscよりも低電位の電圧レベルが接点Nxb(すなわち、nチャネル型トランジスタTr83のソース端子及びコンデンサCxの他端側)に印加される。
【0110】
このように、接点Nxa及びNxb間(nチャネル型トランジスタTr83のゲート−ソース間)に電位差が生じることにより、nチャネル型トランジスタTr83がオン動作して、電源ラインVLからnチャネル型トランジスタTr83、接点Nxb、薄膜トランジスタTr82を介して、データラインDL方向に書込電流Ipixに対応した書込動作電流が流れる(後述する図12参照)。
このとき、コンデンサCxには、接点Nxa及びNxb間に生じた電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される(充電される)。また、このとき、有機EL素子OELのアノード端子(接点Nxb)に印加される電位は、カソード端子の電位(接地電位)よりも低くなり、有機EL素子OELに逆バイアス電圧が印加されることになるため、有機EL素子OELには発光駆動電流が流れず、発光動作は行われない。
【0111】
次いで、発光動作期間においては、走査ラインSLに対して、ローレベル(非選択レベル)の走査信号Vselを印加するとともに、電源ラインVLに対して、ハイレベルの電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、書込電流Ipix(すなわち、書込制御電流)の引き込み動作を停止する。
これにより、nチャネル型トランジスタTr81及びTr82がオフ動作して、接点Nxaへの電源電圧Vscの印加が遮断されるとともに、接点Nxbへの書込電流Ipixの引き込み動作に起因する電圧レベルの印加が遮断されるので、コンデンサCxは、上述した書込動作において蓄積された電荷を保持する。
【0112】
このように、コンデンサCxが書込動作時の充電電圧を保持することにより、接点Nxa及びNxb間(nチャネル型トランジスタのTr83のゲート−ソース間)の電位差が保持されることになり、nチャネル型トランジスタTr83はオン状態を維持する。また、電源ラインVLには、接地電位よりも高い電圧レベルを有する電源電圧Vscが印加されるので、有機EL素子OELのアノード端子(接点Nxb)に印加される電位は、カソード端子の電位(接地電位)よりも高くなる。
【0113】
したがって、電源ラインVLからnチャネル型トランジスタTr83、接点Nxbを介して、有機EL素子OELに順バイアス方向に発光駆動電流が流れ、有機EL素子OELが所定の輝度階調で発光する。ここで、コンデンサCx1により保持される電位差(充電電圧)は、上記書込動作時においてnチャネル型トランジスタTr83に書込動作電流を流す際の電位差に相当するので、有機EL素子OELに流れる発光駆動電流は、上記書込動作電流と同等の電流値を有することになる。これにより、発光動作期間においては、書込動作期間に書き込まれた所定の発光状態(輝度階調)に対応する電圧成分に基づいて、発光駆動電流が継続的に供給されることになり、有機EL素子OELは所望の輝度階調で発光する動作を継続する(後述する図12参照)。このように、本実施例に係る画素駆動回路においては、nチャネル型トランジスタTr83は、発光駆動用トランジスタとしての機能を有していることになる。
【0114】
(データドライバの構成例)
次いで、上述した表示装置に適用されるデータドライバの構成について説明する。
本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバは、概略、図1に示した電流生成供給回路を基本構成とする書込電流生成回路が、各データラインに2組設けられ、所定の動作タイミングで各組の書込電流生成回路が、相補的かつ連続的に表示データの取り込み、保持、書込電流の生成、供給(引き込み)動作を実行するように構成されている。ここで、本構成例においては、書込電流生成回路群に対して、単一の電流発生源から一定の電流値を有する正の基準電流が供給される。
【0115】
図14は、本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す概略構成図である。図15は、本実施例に係るデータドライバに適用される書込電流生成回路の一具体例を示す構成図であり、図16は、本実施例に係るデータドライバに適用される反転ラッチ回路及び選択設定回路の一具体例を示す回路構成図である。ここでは、上述した電流生成供給回路の構成と対応付けながら説明する。
【0116】
具体的には、本実施例に係るデータドライバ130Aは、例えば、図10に示すように、システムコントローラ150からデータ制御信号として供給されるシフトクロック信号SFCに基づいて、非反転クロック信号CK1及び反転クロック信号CK2を生成する反転ラッチ回路131と、非反転クロック信号CK1及び反転クロック信号CK2に基づいて、サンプリングスタート信号STRをシフトしつつ、所定のタイミングでシフト信号SR1、SR2、・・・(上述したタイミング制御信号CLKに相当する)を順次出力するシフトレジスタ回路132と、該シフトレジスタ回路132からのシフト信号SR1、SR2、・・・の入力タイミングに基づいて、表示信号生成回路160から順次供給される1行分の表示データD0〜Dk(ここでは、便宜的にk=3とする;上述したデジタル信号d0〜d3に相当する)を順次取り込み、各表示画素における発光輝度に対応した書込電流Ipixを生成して、各データラインDL1、DL2、・・・を介して供給する(引き込む)2組の書込電流生成回路群133A及び133Bと、システムコントローラ150からデータ制御信号として供給される切換制御信号SELに基づいて、上記書込電流生成回路群133A及び133Bのいずれか一方を選択的に動作させるための選択設定信号(切換制御信号SELの非反転信号SLa及び反転信号SLb)を出力する選択設定回路134と、を備えて構成されている。
ここで、2組の書込電流生成回路群132A及び133Bには、少なくとも、表示信号生成回路160から供給される表示データD0〜Dk、及び、電流発生源IR(上述した電流発生源IRAに相当する)から定常的に供給される一定の電流値を有する基準電流Irefが共通に入力されるように構成されている。
【0117】
2組の書込電流生成回路群132A及び133Bは、各々複数の書込電流生成回路ILA1、ILA2、・・・及びILB1、ILB2、・・・を備えた構成を有し、各書込電流生成回路ILA1、ILA2、・・・及びILB1、ILB2、・・・(図1に示した電流生成供給回路ISAに相当する;以下、「書込電流生成回路ISx」と総称する)は、図15に示すように、上述した電流生成供給回路(図1参照)に示した構成と同等の信号ラッチ部10x及び電流生成部20x、特定状態設定部30xに加え、切換制御信号SELに基づいて、各書込電流生成回路ISxの動作状態を選択的に設定する動作設定回路40xを備えた構成を有している。ここで、信号ラッチ部10x及び電流生成部20x、特定状態設定部30xは、各々図1乃至図5に示した信号ラッチ部10、電流生成部20A、特定状態設定部30Aに相当するので、その具体的な説明を省略する。
【0118】
動作設定回路40xは、例えば、図15に示すように、データラインDL(上述した電流供給線CLに相当する)に電流路が設けられ、制御端子に選択設定回路134からの選択設定信号(非反転信号SLa又は反転信号SLb)が印加されるnチャネル型トランジスタTN41と、選択設定信号を反転処理するインバータ42と、該インバータ42の反転出力及びシフトレジスタ回路132からのシフト信号SR(SR1、SR2、・・・)を入力とするNAND回路43と、該NAND回路43の論理出力を反転処理するインバータ44と、該インバータ44の反転出力をさらに反転処理するインバータ45と、を備えた構成を有している。
【0119】
このような構成を有する書込電流生成回路ISxにおいては、選択設定回路134からハイレベルの選択設定信号(書込電流生成回路を選択状態に設定する制御信号)が入力されると、動作設定回路40xに設けられたnチャネル型トランジスタTN41がオン動作して、電流生成部20xの電流出力接点OUTiが、nチャネル型トランジスタTN41を介してデータラインDLに接続される。このとき同時に、インバータ42及びNAND回路43、インバータ44、45により、シフト信号SRの出力タイミングに関わらず信号ラッチ部10xの入力接点CKにはローレベルのタイミング制御信号が、また、入力接点CK*にはハイレベルのタイミング制御信号が定常的に入力されて、表示データD0〜D3が取り込まれ、電流生成部20xにより表示データD0〜D3に応じた書込電流Ipixが生成される。
【0120】
また、表示データD0〜D3を全て“0”に設定して、表示画素を特定の状態で発光動作(例えば、黒表示動作)させる場合には、電流生成部20xにおける書込電流Ipixの出力が遮断されるとともに、特定状態設定部30xにより電流生成部20xの電流出力接点OUTi(特定状態設定部の接続接点)に黒表示動作に対応した特定電圧(黒表示電圧)Vbkが印加される。
これにより、黒表示状態を除く通常の階調表示動作においては、表示データD0〜D3に基づいて生成された書込電流IpixがデータラインDLを介して表示画素に供給され、黒表示動作においては、上記書込電流Ipixの供給を遮断しつつ、データラインDLに所定の黒表示電圧Vbkが印加される。
【0121】
一方、選択設定回路134からローレベルの選択設定信号(書込電流生成回路を非選択状態に設定する制御信号)が入力されると、nチャネル型トランジスタTN41がオフ動作して、電流生成部20xの電流出力接点OUTiがデータラインDLから切り離される。また、このとき同時に、インバータ42及びNAND回路43、インバータ44、45により、シフト信号SRの出力タイミングに対応して信号ラッチ部10xの入力接点CK及び入力接点CK*に、相補的な信号レベルを有するタイミング制御信号が入力されて、表示データD0〜D3の取り込み、保持、書込電流Ipixの生成動作が実行される。
【0122】
これにより、表示データD0〜D3に基づいて書込電流Ipixが生成されるものの、データラインDLには供給されない状態となり、実質的に、書込電流生成回路が非選択状態に設定される。すなわち、後述する選択設定回路134により、2組の書込電流生成回路群133A及び133Bに入力する選択設定信号(切換制御信号SELの非反転信号SLa及び反転信号SLb)の信号レベルを適宜設定することにより、2組の書込電流生成回路群133A及び133Bのいずれか一方を選択状態とし、他方を非選択状態に設定することができる。
【0123】
また、反転ラッチ回路131及び選択設定回路134は、概略、同等の回路構成を有し、例えば、図16(a)、(b)に示すように、周知のインバータ回路(例えば、図2に示したような相補型トランジスタ回路)を複数備えた構成を適用することができる。
具体的には、反転ラッチ回路131及び選択設定回路134は、インバータINV1の入力接点(反転ラッチ回路131又は選択設定回路134の入力端子)INsには、シフトクロック信号SFC又は切換制御信号信号SELが入力され、インバータINV1の出力接点はインバータINV2の入力接点に接続されている。インバータINV2の出力接点はインバータINV4の入力接点に接続されている。また、インバータINV3の入力端子には、上記シフトクロック信号SFC又は切換制御信号SELが入力され、その出力接点はインバータINV5の入力接点に接続されている。また、インバータINV4の出力接点はインバータINV5及びインバータINV6の入力接点に接続されているとともに、インバータINV5の出力接点はインバータINV4及びインバータINV7の入力接点に接続されている。そして、インバータINV6の出力接点は反転ラッチ回路131又は選択設定回路134の非反転出力端子OUTsに接続され、インバータINV7の出力接点は反転ラッチ回路131又は選択設定回路134の反転出力端子OUTs*に接続されている。
【0124】
このような構成を有する反転ラッチ回路131及び選択設定回路134においては、シフトクロック信号SFC又は切換制御信号SELが印加されると、当該信号レベルがインバータINV4及びINV5により保持されて、該信号レベルの非反転信号及び反転信号が、各々非反転出力端子OUTs及び反転出力端子OUTs*から出力され、シフトレジスタ回路に対して非反転クロック信号CK1及び反転クロック信号CK2として、また、書込電流生成回路群133A(各書込電流生成回路ILA1、ILA2、・・・)及び書込電流生成回路群133B(各書込電流生成回路ILB1、ILB2、・・・)に対して非反転信号SLa及び反転信号SLbとして供給される。
【0125】
(表示装置の駆動制御方法)
次に、上述した構成を有する表示装置の動作について、図面を参照して説明する。
図17は、本実施形態に係るデータドライバにおける制御動作の一例を示すタイミングチャートであり、図18は、本実施形態に係る表示パネル(表示画素)における制御動作の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、図14及び図15に示したデータドライバの構成に加え、図1乃至図3に示した電流生成供給回路の構成も適宜参照しながら説明する。
【0126】
まず、データドライバ130Aにおける制御動作は、上述した書込電流生成回路群を構成する各書込電流生成回路ISxに設けられた信号ラッチ部10xに、表示信号生成回路160から供給される表示データD0〜D3を取り込み、一定期間保持する信号保持動作と、該信号保持動作により取り込まれた表示データD0〜D3の保持信号D10〜D13に基づいて、書込電流生成回路ISxに設けられた電流生成部20xにより、上記表示データD0〜D3に対応する書込電流Ipixを生成して各データラインDL1、DL2、・・・を介して各表示画素に供給する電流生成供給動作と、を順次実行するとともに、該一連の動作を、選択設定回路134により2組の書込電流生成回路群のうち、一方の書込電流生成回路群により上記電流生成供給動作を行いつつ、他方の書込電流生成回路群により上記信号保持動作を同時並行的に行う動作を、交互に繰り返し実行することにより実現される。
特に、本実施形態に係るデータドライバにおいては、上記信号保持動作及び電流生成供給動作に加え、例えば、表示パネルを構成する前表示画素を最低輝度階調で一斉に発光動作させる黒表示動作を実行する場合等に、全データラインDL1、DL2、・・・への書込電流Ipixの供給を遮断するとともに、特定の黒表示電圧Vbkを全データラインDL1、DL2、・・・に印加するように制御される。
【0127】
信号保持動作においては、図17に示すように、まず、選択設定回路134により一方の書込電流生成回路群が選択状態に設定された後、シフトレジスタ回路132から順次出力されるシフト信号SR1、SR2、・・・に基づいて、該書込電流生成回路群の各書込電流生成回路ISxに設けられた信号ラッチ部10xにより、各列の表示画素(すなわち、各データラインDL1、DL2、・・・)に対応して切り替わる表示データD0〜D3を順次取り込む動作が1行分連続的に実行され、該表示データD0〜D3が取り込まれた書込電流生成回路ISxの信号ラッチ部10xから順に、一定期間(次の切換制御信号SELに基づいて選択設定回路134により、一方の書込電流生成回路群が非選択状態に、また、他方の書込電流生成回路群が選択状態に設定されるまでの期間)、信号ラッチ部10xからの出力信号である保持信号D10〜D13が電流生成部20xに出力される。
【0128】
また、電流生成供給動作においては、図17に示すように、上記保持信号D10〜D13に基づいて、電流生成部20xに設けられた複数のスイッチトランジスタ(図3に示したトランジスタTr26〜T29)のオン/オフ状態が制御され、オン動作したスイッチトランジスタに接続された階調電流トランジスタ(図3に示したトランジスタTr22〜T25)に流れる階調電流の合成電流が、書込電流Ipixとして各データラインDL1、DL2・・・を介して順次供給される。
【0129】
ここで、書込電流Ipixは、例えば、全てのデータラインDL1、DL2、・・・に対して、少なくとも一定期間、並列的(すなわち、同時並行的)に供給されるように設定される。また、本実施形態においては、上述したように、単一の基準電流Irefに対して予めトランジスタサイズにより規定された所定比率(例えば、a×2n;n=0、1、2、3、・・・)の電流値を有する複数の階調電流を生成し、上記保持信号に基づくスイッチトランジスタのオン/オフ動作により、所定の階調電流を選択して合成し、負極性の書込電流Ipixを生成して、データラインDL1、DL2、・・・側からデータドライバ130A方向に引き込むように書込電流Ipixを流す。
【0130】
さらに、黒表示動作においては、図17に示すように、表示データD0〜D3が黒表示状態(保持信号D10〜D13が全て“0”)に設定されることにより、電流生成部20xに設けられたいずれのスイッチトランジスタ(図3に示したトランジスタTr26〜T29)もオフ動作して階調電流が遮断され、書込電流Ipixの供給が停止される。このとき同時に、特定状態設定部30xに設けられたNOR回路31より表示データの黒表示状態(保持信号D10〜D13が全て“0”となる状態)が判別され、特定電圧印加トランジスタTN32がオン動作して黒表示(最低輝度階調での発光動作)に対応した電圧Vbkが各データラインDL1、DL2、・・・に順次印加される。
【0131】
また、表示パネル110A(表示画素)における制御動作は、図18に示すように、表示パネル110A一画面に所望の画像情報を表示する一走査期間Tscを1サイクルとして、該一走査期間Tsc内に、特定の走査ラインに接続された表示画素群を選択して、データドライバ130Aから供給される表示データD0〜D3に対応する書込電流Ipixを書き込み、信号電圧として保持する書込動作期間Tseと、該保持された信号電圧に基づいて、上記表示データに応じた発光駆動電流を有機EL素子OELに供給して、所定の輝度階調で発光動作させる発光動作期間Tnseと、を設定(Tsc=Tse+Tnse)し、各動作期間において、上述した画素駆動回路DCxと同等の駆動制御を実行する。ここで、各行ごとに設定される書込動作期間Tseは、相互に時間的な重なりが生じないように設定される。また、書込動作期間Tseは、少なくとも、上記データドライバ130Aにおける電流生成供給動作において、各データラインDL1、DL2、・・・へ書込電流Ipixを並列的に供給する一定期間を含む期間に設定される。
【0132】
すなわち、表示画素への書込動作期間Tseにおいては、図18に示すように、特定の行(i行目)の表示画素に対して、走査ドライバ120及び電源ドライバ140により走査ラインSL及び電源ラインVLを所定の信号レベルに走査することにより、データドライバ130Aにより各データラインDL1、DL2、・・・に並列的に供給された書込電流Ipixを電圧成分として一斉に保持する動作を実行し、その後の発光動作期間Tnseにおいては、上記書込動作期間Tseに保持された電圧成分に基づく発光駆動電流を有機EL素子OELに継続的に供給することにより、表示データに対応する輝度階調で発光動作が継続される。
【0133】
このような一連の駆動制御動作を、図18に示すように、表示パネル110Aを構成する全ての行の表示画素群について順次繰り返し実行することにより、表示パネル1画面分の表示データが書き込まれて、各表示画素が所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報が表示される。ここで、本実施形態においては、各行の表示画素群への書込動作に同期して、データドライバ130Aに設けられた2組の書込電流生成回路群が交互に選択状態に設定され、例えば、奇数行目の表示画素群に対しては、一方の書込電流生成回路群133Aから書込電流Ipixが供給され、偶数行目の表示画素群に対しては、他方の書込電流生成回路群133Bから書込電流Ipixが供給されるように制御される。
【0134】
したがって、本実施形態に係るデータドライバ130A及び表示装置100Aにおいて、通常の階調表示動作時には、各データラインDL1、DL2、・・・に対応して設けられた各書込電流生成回路ISxにより、表示データD0〜D3に応じた階調電流が生成されて合成され、適切な電流値を有する書込電流Ipixとして各表示画素に供給され、一方、黒表示動作時には、各書込電流生成回路ISxによる書込電流Ipixの供給が遮断されるとともに、表示画素における最低輝度階調での発光動作に対応した所定の黒表示電圧が各データラインDL1、DL2、・・・に印加されるので、良好な階調表示を実現しつつ、黒表示動作時においても、各データラインDL1、DL2、・・・の信号レベルを特定の電圧に安定化させて迅速に黒表示状態に移行することができ、表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【0135】
また、データドライバ130A(書込電流生成回路ISx)において、カレントミラー回路構成を適用するとともに、該カレントミラー回路を構成する複数の階調電流トランジスタのチャネル幅を、基準電流トランジスタに対して、各々所定の比率(例えば、2n倍)になるように設定することにより、単一の電流発生源から供給される単一の基準電流に対して、上記比率により規定される電流値を有する複数の階調電流を流すことができ、表示データ(複数ビットのデジタル信号)D0〜D3により、これらを適宜合成することにより、2n段階の電流値を有する書込電流Ipixを生成することができるので、表示データに対応した適切な電流値を有するアナログ電流からなる書込電流を、比較的簡易な回路構成により生成することができ、表示画素を適正な輝度階調で発光動作させることができる。
【0136】
なお、本実施形態においては、表示パネルに配設された各データラインに対して、2組の書込電流生成回路を備えたデータドライバを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各データラインに対して単一の書込電流生成回路を備え、時系列的に表示データの取り込み、保持、書込電流の生成、供給動作を実行するデータドライバを適用するものであってもよい。
【0137】
また、本実施形態においては、データドライバ及び表示画素(画素駆動回路)として、電流シンク方式に対応した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図6及び図7に示したように、データドライバから表示画素方向に書込電流を流し込むように供給する電流印加方式の回路構成を適用することもできる。以下、上述した表示装置(表示パネル)の他の例として、電流印加方式を適用した場合について説明する。
【0138】
電流印加方式を適用した表示装置は、概略、上述した第1の実施形態(図10乃至図12)と同様の表示パネル、走査ドライバ、データドライバ、システムコントローラ及び表示信号生成回路を備えた構成を有しているが、表示パネルを構成する各表示画素(画素駆動回路)及びデータドライバが以下に示すように異なる構成を有している。
(画素駆動回路)
図19は、本実施形態に適用される画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。なお、ここで示す画素駆動回路は、本発明に係る表示装置に適用可能なごく一例を示すにすぎず、同等の動作機能を有する他の回路構成を有するものであってもよいことはいうまでもない。
【0139】
図19に示すように、本実施例に係る画素駆動回路DCyは、走査ラインSLとデータラインDLとの交点近傍に、ゲート端子が走査ラインSLに、ソース端子が走査ラインSLに、ソース端子及びドレイン端子が電源接点+V及び接点Nyaに各々接続されたpチャネル型トランジスタTr91と、ゲート端子が走査ラインSLに、ソース端子及びドレイン端子がデータラインDL及び接点Nyaに各々接続されたnチャネル型トランジスタTr92と、ゲート端子が接点Nybに、ソース端子及びドレイン端子が接点Nya及び接点Nycに各々接続されたpチャネル型トランジスタTr93と、ゲート端子が走査ラインSLに、ソース端子及びドレイン端子が接点Nyb及び接点Nycに各々接続されたnチャネル型トランジスタTr94と、接点Nya及び接点Nyb間に接続されたコンデンサCyと、を備えた構成を有している。ここで、電源接点+Vは、図示を省略した電源ラインを介して、上述した実施形態に示した電源ドライバ、もしくは、直接高電位電源に接続され、一定の高電位電圧が印加される。
【0140】
また、このような画素駆動回路DCyから供給される発光駆動電流により発光輝度が制御される有機EL素子OELは、アノード端子が上記画素駆動回路DCyの接点Nycに、また、カソード端子が接地電位Vgndに各々接続された構成を有している。ここで、コンデンサCyは、pチャネル型トランジスタTr93のゲート−ソース間に形成される寄生容量であってもよいし、その寄生容量に加えてゲート−ソース間にさらに、容量素子を別個に付加するようにしたものであってもよい。
【0141】
このような構成を有する画素駆動回路DCyにおける有機EL素子OELの駆動制御動作は、まず、書込動作期間において、走査ラインSLに対して、例えば、ハイレベル(選択レベル)の走査信号Vselを印加するとともに、このタイミングに同期して、有機EL素子OELを所定の輝度階調で発光動作させるための書込電流IpixをデータラインDLに供給する。ここでは、書込電流Ipixとして、正極性の電流を供給し、データドライバ130B側からデータラインDLを介して画素駆動回路DCy方向に当該電流が流し込まれる(印加する)ように設定する。
【0142】
これにより、画素駆動回路DCyを構成するnチャネル型トランジスタTr92及びTr94がオン動作するとともに、pチャネル型トランジスタTr91がオフ動作して、データラインDLに供給された書込電流Ipixに対応する正の電位が接点Nyaに印加される。また、接点Nyb及び接点Nyc間が短絡して同電位となり、pチャネル型トランジスタTr93のゲート−ソース間、及び、ソース−ドレイン間が同電位に制御される。これにより、コンデンサCy(接点Nya及び接点Nyb間)には、書込電流に応じた電位差が生じ、該電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される(充電される)。
【0143】
次いで、発光動作期間において、走査ラインSLに対して、ローレベル(非選択レベル)の走査信号Vselを印加するとともに、このタイミングに同期して、書込電流Ipixの供給を遮断する。これにより、nチャネル型トランジスタTr92及びTr94がオフ動作してデータラインDL及び接点Nya間、並びに、接点Nyb及び接点Nyc間が電気的に遮断されることにより、コンデンサCyは、上述した書込動作において蓄積された電荷を保持する。
【0144】
このように、コンデンサCyが書込動作時の充電電圧を保持することにより、接点Nyb及び接点Nyc間(pチャネル型トランジスタのTr93のゲート−ソース間)の電位差が保持されることになり、pチャネル型トランジスタTr93はオン動作する。また、上記走査信号Vsel(ローレベル)の印加により、pチャネル型トランジスタTr91が同時にオン動作するので、電源接点+V(高電位電源)からpチャネル型トランジスタTr91及びTr93を介して、有機EL素子OELに書込電流Ipixに応じた発光駆動電流が流れ、有機EL素子OELが所定の輝度階調で発光する。このように、本実施例に係る画素駆動回路においては、pチャネル型トランジスタTr93は、発光駆動用トランジスタとしての機能を有していることになる。
【0145】
(データドライバ)
次いで、本実施形態に適用されるデータドライバの構成について説明する。
本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバは、概略、図6に示した電流生成供給回路を基本構成とする書込電流生成回路が、各データラインに2組設けられ、所定の動作タイミングで各組の書込電流生成回路が、相補的かつ連続的に表示データの取り込み、保持、書込電流の生成、供給(流し込む;印加する)動作を実行するように構成されている。ここで、本構成例においては、書込電流生成回路群に対して、単一の電流発生源から一定の電流値を有する負の基準電流が供給される。
【0146】
図20は、本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す概略構成図であり、図21は、本実施例に係るデータドライバに適用される書込電流生成回路の一具体例を示す構成図である。ここでは、上述した電流生成供給回路の構成と対応付けながら説明する。また、上述した第1の実施形態と同等の構成については、その説明を簡略化又は省略する。
【0147】
具体的には、本実施例に係るデータドライバ130Bは、例えば、図20に示すように、上述した第1の実施形態と同等の構成を有する反転ラッチ回路131と、シフトレジスタ回路132と、該シフトレジスタ回路132からのシフト信号SR1、SR2、・・・の入力タイミングに基づいて、1行分の表示データD0〜D3を順次取り込み、所定の書込電流Ipixを生成して、各データラインDL1、DL2、・・・を介して供給する(流し込む;印加する)書込電流生成回路群133C及び133Dと、切換制御信号SELに基づいて、上記書込電流生成回路群133C及び133Dのいずれか一方を選択的に動作させる選択設定回路134と、を備えて構成されている。
ここで、2組の書込電流生成回路群132C及び133Dには、少なくとも、表示データD0〜D3が共通に入力されるとともに、電流発生源IRにより定常的に一定の電流値を有する基準電流Irefが共通に引き抜かれるように構成されている。
【0148】
2組の書込電流生成回路群132C及び133Dは、各々複数の書込電流生成回路ILC1、ILC2、・・・及びILD1、ILD2、・・・を備えた構成を有し、各書込電流生成回路ILC1、ILC2、・・・及びILD1、ILD2、・・・(図6に示した電流生成供給回路ISBに相当する;以下、「書込電流生成回路ISy」と総称する)は、図21に示すように、上述した電流生成供給回路(図6参照)に示した構成と同等の信号ラッチ部10y及び電流生成部20y、特定状態設定部30yに加え、切換制御信号SELに基づいて、各書込電流生成回路ISyの動作状態を選択的に設定する動作設定回路40yを備えた構成を有している。ここで、信号ラッチ部10y及び電流生成部20y、特定状態設定部30yは、各々図6乃至図9に示した信号ラッチ部10、電流生成部20B、特定状態設定部30Bに相当するので、その具体的な説明を省略する。
【0149】
動作設定回路40yは、例えば、図21に示すように、データラインDLに電流路が設けられ、制御端子に選択設定回路134からの選択設定信号(非反転信号SLa又は反転信号SLb)の反転信号が印加されるnチャネル型トランジスタTP101と、上記選択設定信号を反転処理するインバータ102と、該インバータ102の反転出力及びシフトレジスタ回路132からのシフト信号SRを入力とするNAND回路103と、該NAND回路103の論理出力を反転処理するインバータ104と、該インバータ104の反転出力をさらに反転処理するインバータ105と、を備えた構成を有している。
【0150】
このような構成を有する書込電流生成回路ILyにおいては、選択設定回路134からハイレベルの選択設定信号が入力されると、動作設定回路40yに設けられたpチャネル型トランジスタTP101がオン動作して、電流生成部20yの電流出力接点OUTiが、pチャネル型トランジスタTP101を介してデータラインDLに接続される。このとき同時に、インバータ102及びNAND回路103、インバータ104、105により、シフト信号SRの出力タイミングに関わらず信号ラッチ部10yの入力接点CKにはローレベルのタイミング制御信号が、また、入力接点CK*にはハイレベルのタイミング制御信号が定常的に入力されて、表示データD0〜D3が取り込まれ、電流生成部20yにより表示データD0〜D3に応じた書込電流Ipixが生成される。
【0151】
また、表示データD0〜D3を全て“0”に設定して、表示画素を黒表示動作させる場合には、電流生成部20yにおける書込電流Ipixの出力が遮断されるとともに、特定状態設定部30yにより電流生成部20yの電流出力接点OUTiに黒表示動作に対応した特定電圧(黒表示電圧)Vbkが印加される。
これにより、黒表示状態を除く通常の階調表示動作においては、表示データD0〜D3に基づいて生成された書込電流IpixがデータラインDLを介して表示画素に供給され、黒表示動作においては、上記書込電流Ipixの供給を遮断しつつ、データラインDLに所定の黒表示電圧Vbkが印加される(書込電流生成回路の選択状態)。
【0152】
一方、選択設定回路134からローレベルの選択設定信号が入力されると、pチャネル型トランジスタTP101がオフ動作して、電流生成部20yの電流出力接点OUTiがデータラインDLから切り離される。また、このとき同時に、インバータ102及びNAND回路103、インバータ104、105により、シフト信号SRの出力タイミングに対応して信号ラッチ部10yの入力接点CK及び入力接点CK*に、相補的な信号レベルを有するタイミング制御信号が入力されて、表示データD0〜D3の取り込み、保持、書込電流Ipixの生成動作が実行される。
これにより、上述した実施形態と同様に、表示データD0〜D3に基づいて書込電流Ipixが生成されるものの、データラインDLには供給されない状態となり、実質的に、書込電流生成回路が非選択状態に設定される。
【0153】
このようなデータドライバ130Bにおける制御動作は、上述した実施形態において示した表示装置の駆動制御方法(図17及び図18参照)と同様に、信号保持動作においては、シフトレジスタ回路132から順次出力されるシフト信号SR1、SR2、・・・に基づいて、選択状態に設定された書込電流生成回路群の各書込電流生成回路ISyに設けられた信号ラッチ回路10yにより、各列ごとの表示データD0〜D3が順次取り込まれ、表示データD0〜D3の反転信号に相当する保持信号D10*〜D13*が電流生成部20yに出力される。
【0154】
また、電流生成供給動作においては、保持信号D10*〜D13*に基づいて、予め規定された電流値を有する複数の階調電流から、所定の階調電流を選択して合成し、正極性の書込電流Ipixを生成して、データドライバ130B側から各データラインDL1、DL2、・・・を介して、表示画素方向に流し込むように順次供給する。
【0155】
さらに、黒表示動作においては、表示データD0〜D3が黒表示状態(保持信号D10〜D13が全て“0”)に設定されることにより、電流生成部20yにおける階調電流及び書込電流Ipixの生成、供給が停止されるとともに、特定状態設定部30yにおいて黒表示状態が判別され、黒表示(最低輝度階調での発光動作)に対応した電圧Vbkが各データラインDL1、DL2、・・・に順次印加される。
【0156】
したがって、本実施形態に係るデータドライバ130Bを適用した表示装置においても、各データラインDL1、DL2、・・・に対応して設けられた各書込電流生成回路ISyにより表示データD0〜D3に応じた階調電流を生成、合成することにより、適切な電流値を有する書込電流Ipixとして各表示画素に供給して良好な階調表示動作を実現することができ、一方、黒表示動作時には、各書込電流生成回路ISyによる書込電流Ipixの供給を遮断するとともに、所定の黒表示電圧を各データラインDL1、DL2、・・・に印加することにより、迅速に黒表示状態に移行して表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【0157】
<第2の実施形態>
次に、本発明に係る電流生成供給回路を、表示装置(表示パネル)を構成する各表示画素に設けられた画素駆動回路に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
図22は、本発明に係る電流生成供給回路を適用可能な表示装置(表示パネル)の第2の実施形態を示す概略構成図である。また、図23は、本実施形態に係る表示装置に適用される画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図であり、図24は、本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す回路構成図である。ここでは、図1乃至図3に示した構成を有する電流生成供給回路を、各画素駆動回路に適用した場合について説明する。また、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
【0158】
図22に示すように、本実施形態に係る表示装置100Cは、上述した第1の実施形態と同様に、概略、表示パネル110C、走査ドライバ120C、データドライバ130C、及び、図示を省略したシステムコントローラ150、表示信号生成回路160を備えた構成を有しているが、表示パネル110Cを構成する各表示画素(画素駆動回路DCz)及びデータドライバ130Cが以下に示すように異なる構成を有している。
【0159】
本実施形態に適用される表示パネル110Cは、具体的には、図22に示すように、並列に配設された複数の走査ラインSLと、該走査ラインSLに対して、直交するように複数本ずつ(本実施形態においては4本)を一組として配設された複数組のデータライン群DLzと、これらの走査ラインSLとデータライン群DLzとの各交点近傍に配列された複数の表示画素(図22中、後述する画素駆動回路DCz及び有機EL素子OELからなる構成)と、該複数の表示画素に一定の電流値を有する基準電流Ipixを定常的に供給する単一の電流発生源IRと、を備えた構成を有している。
【0160】
ここで、各表示画素は、図22に示すように、走査ドライバ120Cから走査ラインSLを介して印加される走査信号Vsel、及び、データドライバ130Cからデータライン群DLzを介して供給される階調データDP0〜DPk(デジタル信号;本実施形態では、k=3とする)に基づいて、発光駆動電流を生成する画素駆動回路DCzと、該画素駆動回路DCzにより供給される発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する有機EL素子OELと、を備えた構成を有している。
【0161】
画素駆動回路DCzは、具体的には、図23に示すように、走査ドライバ120Cからの走査信号Vselの印加タイミングに基づいて、データドライバ130Cから各データライン群DLzを介して供給される1行分の階調データDP0〜DP3を同時かつ個別に取り込み、当該階調データDP0〜DP3に対応する出力信号(保持信号)DP10〜DP13を所定期間、出力保持する信号ラッチ部10z(上述した信号ラッチ部10に相当する)と、電流発生源IRから各表示画素(画素駆動回路DCz)に供給される基準電流Irefに基づいて生成される複数の階調電流のうち、上記出力信号DP10〜DP13により選択される特定の階調電流を合成して、各表示画素における輝度階調に対応した発光駆動電流を生成して、有機EL素子OELに供給する電流生成部20z(上述した電流生成部20Aに相当する)と、有機EL素子OELを黒表示動作(最低輝度階調で発光動作)させる場合に、有機EL素子OELに対して所定の黒表示電圧Vbkを印加する黒表示設定部(特定状態設定手段)30zと、を備えて構成されている。
【0162】
すなわち、画素駆動回路DCzは、本発明に係る電流生成供給回路(図1参照)と同等の構成を有している。ここで、図示を省略するが、電流ラッチ部10zは、図1に示した構成と同様に、各階調データDP0〜DP3に対応して複数(4個)のラッチ回路を備えた構成を有している。また、本実施形態においては、後述するように、電流生成部20zにより負極性の発光駆動電流が生成され、有機EL素子側から電流生成部20z方向に該発光駆動電流が流れるため、有機EL素子OELのアノード端子が所定の高電位電源に接続された電源接点+Vに接続されるとともに、カソード端子が電流生成部20zの電流出力接点OUTiに接続されている。
【0163】
このような構成を有する画素駆動回路DCzにおける有機EL素子OELの駆動制御動作は、まず、走査ラインSLに対して、例えば、ハイレベル(選択レベル)の走査信号Vselを印加するとともに、このタイミングに同期して、後述するデータドライバ130Cにより、表示信号生成回路160から供給される表示データD0〜D3に対応する複数ビットのデジタル信号からなる階調データDP0〜DP3を、データライン群DLzに供給する。これにより、画素駆動回路DCzを構成する信号ラッチ部10zの各信号入力接点IN0〜IN3から階調データDP0〜DP3が同時かつ個別に取り込み保持され、上述した実施形態(図2参照)と同様に、各階調データDP0〜DP3に基づく出力信号(保持信号)DP10〜DP13が電流生成部20zに出力される。
【0164】
電流生成部20zは、上述した実施形態(図3参照)と同様に、基準電流Irefに基づいて生成される所定の比率の電流値を有する複数の階調電流から、上記保持信号DP10〜DP13の信号レベルに応じて、特定の階調電流のみを選択して合成して得られる発光駆動電流を、電流出力接点OUTiを介して有機EL素子OELに供給する(本実施形態においては、有機EL素子OEL側から画素駆動回路DCz方向に引き込むように発光駆動電流が流れる)。これにより、有機EL素子OELに表示データD0〜D3(階調データDP0〜DP3)に応じた発光駆動電流が順バイアス方向に流れ、有機EL素子OELが所定の輝度階調で発光する。
また、表示データD0〜D3が黒表示状態(階調データDP0〜DP3又は出力信号DP10〜DP13が全て“0”)にある場合には、上記複数の階調電流のいずれも選択されず、有機EL素子OELに発光駆動電流が供給されない。
【0165】
黒表示設定部30zは、図23に示すように、電流ラッチ部10zから出力される出力信号DP10〜DP13の信号レベルに基づいて、表示データD0〜D3(階調データDP0〜DP3)が黒表示状態にある場合にのみ、有機EL素子OELを最低輝度階調で発光動作させるために必要な電圧(具体的には、電源接点+Vに接続された高電位電源の電圧レベルと黒表示電圧Vbkとの電位差)を印加する。これにより、表示データD0〜D3が黒表示状態(出力信号DP10〜DP13が全て“0”)にある場合に、上記電流生成部20zにより発光駆動電流の供給が遮断されるタイミングに同期して、有機EL素子OELのカソード端子に所定の黒表示電圧が印加され、高電位電源の電圧レベルと黒表示電圧Vbkとの電位差に基づいて微小な電流が発光駆動電流として流れることにより、有機EL素子OELが最適輝度階調で発光する。
【0166】
また、データドライバ130Cは、例えば、図24に示すように、上述した実施形態(図14参照)と同様に、シフトクロック信号SFCに基づいて、サンプリングスタート信号STRをシフトしつつ、所定のタイミングでシフト信号SR1、SR2、SR3、・・・を順次出力するシフトレジスタ回路132と、該シフトレジスタ回路132からのシフト信号SR1、SR2、・・・の入力タイミングに基づいて、図示を省略した表示信号生成回路160から供給される複数ビットの表示データD0〜D3を同時かつ個別に順次取り込み、保持する複数のラッチ部LD1、LD2、LD3、・・・からなるラッチ回路部135と、図示を省略したシステムコントローラ150から出力される出力イネーブル信号WEに基づいて、該ラッチ回路部135に保持された1行分の表示データD0〜D3を、各データライン群DLzを介して階調データDP0〜DP3として、上述した各行の表示画素に一括して供給する動作を行う複数のスイッチSW1、SW2、SW3、・・・からなる出力回路136と、を備えた構成を適用することができる。
【0167】
なお、本実施形態においては、データドライバの構成として、表示パネルに配設された各データライン群ごとに唯一のラッチ回路(ラッチ回路部)を備えた構成について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した実施形態に示したように、各データライン群ごとに2組のラッチ回路(ラッチ回路部)を備え、一方のラッチ回路部にi行目の表示データD0〜D3を取り込み、保持する動作中に、他方のラッチ回路部に先に保持した(i−1)行目の表示データを階調データDP0〜DP3として供給する動作を、2組のラッチ回路部で交互に繰り返し、連続的に階調データDP0〜DP3を各行の表示画素に供給するようにしてもよい。
【0168】
(表示装置の駆動制御方法)
次に、上述した構成を有する表示装置の動作について、図面を参照して説明する。
図25は、本実施形態に係る表示装置(データドライバ及び表示パネル)における制御動作の一例を示すタイミングチャートである。また、図26は、本実施形態に係る表示装置に適用される画素駆動回路の他の実施例を示す回路構成図である。
【0169】
まず、データドライバ130Cにおける制御動作は、図25に示すように、上述したラッチ回路部135を構成する各ラッチ部LD1、LD2、LD3、・・・に、表示信号生成回路160から時系列的に供給される各列ごとの表示データD0〜D3を順次取り込み、保持する表示データ保持動作と、該表示データ保持動作により取り込まれた表示データD0〜D3を、出力回路136の各スイッチSW1、SW2、SW3、・・・を介して、階調データDP0〜DP3として各データライン群DLzに一括して供給する階調データ供給動作と、を設定することにより実行される。
【0170】
ここで、表示データ保持動作においては、シフトレジスタ回路132から順次出力されるシフト信号SR1、SR2、SR3、・・・に基づいて、上記各ラッチ部LD1、LD2、LD3、・・・に、各列の表示画素に対応して切り替わる表示データD0〜D3を順次取り込み、保持する動作が1行分連続的に実行される。
また、階調データ供給動作においては、システムコントローラ150から出力される出力イネーブル信号WEに基づいて、上記各ラッチ部LD1、LD2、LD3、・・・に保持された表示データD0〜D3を階調データDP0〜DP3として、各スイッチSW1、SW2、SW3、・・・を介してデータライン群DLzに一括して供給する。ここで、階調データ供給動作(出力イネーブル信号WE)は、表示パネル110Cにおいて、特定の行の表示画素を選択する走査信号Vselの印加タイミングに同期するように設定される。すなわち、本実施形態においては、複数ビットのデジタル信号からなる表示データD0〜D3に基づく階調データ(デジタル信号)DP0〜DP3がデータドライバ130Cから表示パネル110Cに配設された各データライン群DLzを介して、直接表示画素(画素駆動回路DCz)に供給される。
【0171】
また、表示パネル110C(表示画素)における制御動作は、図25に示すように、走査ドライバ120Cにより特定の行(i行目)の走査ラインSLに走査信号Vselを印加することにより、上記階調データ供給動作によりデータドライバ130Cから各データライン群DLzに供給された階調データDP0〜DP3を、各表示画素(画素駆動回路DCz)に設けられた上記信号ラッチ部10zに取り込み保持し、該階調データDP0〜DP3に基づく出力信号(保持信号)DP10〜DP13を電流生成部20z及び黒表示設定部30zに出力する。
【0172】
そして、黒表示動作以外の動作状態(表示データD0〜D3が全て“0”でない状態)においては、電流生成部20zにより、基準電流Iref及び該出力信号DP10〜DP13に基づいて、表示データD0〜D3(階調データDP0〜DP3)に応じた発光駆動電流が生成され、有機EL素子OELに供給される。これにより、有機EL素子OELが所定の輝度階調で発光する。一方、表示データD0〜D3が黒表示状態においては、電流生成部20zにおける発光駆動電流の供給が遮断されるとともに、黒表示設定部30zにより、有機EL素子OELに所定の黒表示電圧Vbkが印加されることにより、予め設定された微小電流が有機EL素子OELに流れて、最適輝度階調で発光動作が行われる。
以上の一連の制御動作は、表示パネル110Cを構成する全ての行について、順次実行され、各行の有機EL素子OELの発光動作(発光駆動電流の供給動作)は、次回の走査信号Vselが印加されるまで、画素駆動回路DCzにより継続的に保持される。
【0173】
したがって、本実施形態に係る表示装置100Cにおいて、通常の階調表示動作時には、各表示画素に設けられた画素駆動回路DCz(電流生成部20z)により表示データD0〜D3に応じた階調電流が生成、合成されて、適切な電流値を有する発光駆動電流が発光素子に供給され、良好な輝度階調で発光動作が行われ、一方、黒表示動作時には、画素駆動回路DCzに設けられた電流生成部20zによる発光駆動電流の供給が遮断されるとともに、黒表示設定部30zにより最低輝度階調での発光動作に対応した黒表示電圧が発光素子に印加されて、黒表示動作が行われるので、良好な階調表示を実現しつつ、迅速に黒表示状態に移行することができ、表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【0174】
また、本実施形態に係る表示装置においては、表示パネル110Cに配設される各データライン群DLzを介して、表示データD0〜D3に対応する複数ビットのデジタル信号からなる階調データDP0〜DP3が表示画素に直接供給され、また、各表示画素に設けられた画素駆動回路DCzにおいて予め規定された電流値を有する複数の階調電流から、表示データD0〜D3に応じた特定の階調電流を選択して合成することによりアナログ信号からなる発光駆動電流を生成するように構成されているので、従来技術に多用されているような、データラインを介して表示画素にアナログ信号からなる書込電流を供給する構成に比較して、信号レベルの劣化や外部ノイズ等の影響を受けにくくして信号対ノイズ特性(S/N比)を改善することができる。よって、表示データに対応した適切な電流値を有するアナログ電流からなる発光駆動電流を、比較的簡易な回路構成により生成することができ、表示画素(発光素子)を適正な輝度階調で発光動作させて表示画質の向上を図ることができる。
【0175】
なお、上述した実施形態においては、表示画素として、画素駆動回路DCzにより生成された発光駆動電流を有機EL素子OEL側から引き込む方向に流す電流シンク方式に対応した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した図6乃至図9に示した構成を適用して、図26に示すように、画素駆動回路DCz′により生成された発光駆動電流を、電流生成部20z′から有機EL素子OEL方向に流し込むように供給する電流印加方式に対応した構成を適用することもできる。なお、この場合、上述した実施例に示したような表示装置の構成(図22参照)において、電流発生源の他端側(+V接続側)を低電位電源(接地電位)に接続して、基準電流Irefを表示パネル(表示画素)側から該低電位電源方向に引き込むように設定される。
【0176】
また、上述した各実施形態においては、表示データとして4ビットのデジタル信号を適用し、24=16階調の表示動作を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多階調の画像表示に適用することができることはいうまでもない。
また、上述した実施形態においては、本発明に係る電流生成供給回路を表示装置のデータドライバ又は画素駆動回路に適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこのような適用例に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードを多数配列して形成されるプリンタヘッドの駆動回路のように、所定の電流値を有する電流を供給することにより、該電流値に応じた所定の駆動状態で動作する機能素子を多数備えたデバイスの駆動回路に良好に適用することもできる。
【0177】
(電界効果型トランジスタの構造)
次に、本発明に係る電流生成供給回路、及び、表示装置の表示パネルに設けられた画素駆動回路に適用可能な電界効果型トランジスタ(薄膜トランジスタ)の構造について説明する。
図27は、本発明に係る電流生成供給回路及び表示装置に適用されるnチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図であり、図28は、本発明に係る電流生成供給回路及び表示装置に適用されるpチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。
【0178】
上述した各実施形態においては、データドライバ130A、130Bを構成する書込電流生成回路ILA1、ILA2、・・・、ILB1、ILB2、・・・、及びILC1、ILC2、・・・、ILD1、ILD2、・・・、又は、表示パネル110A〜110Cを構成する画素駆動回路DCx〜DCzに、本発明に係る電流生成供給回路ISA、ISB(図1、図6参照)を適用する場合において、電流生成部20A、20Bとして、図3、図4又は図7、図8に示したように、周知のnチャネル型もしくはpチャネル型の電界効果型トランジスタを用いた回路構成について説明した。
【0179】
ここで、上記nチャネル型及びpチャネル型のトランジスタ固有の電圧−電流特性について、図27(a)及び図28(a)に示すような基本回路を用いて検証すると、図27(b)及び図28(b)中、破線で示すように、本来、ソース−ドレイン間電圧Vds、−Vdsが特定の電圧領域で、ドレイン電流(ソース−ドレイン間電流)Ids、−Idsが飽和傾向を示すことが理想的であるにもかかわらず、図27(b)及び図28(b)中、実線で示すように、印加電圧(ソース−ドレイン間電圧Vds、−Vds)の絶対値の増大に伴って、一旦飽和傾向を示したドレイン電流Ids、−Idsの絶対値が次第に増加する傾向を示す。
【0180】
これは、例えば、近年、高速化や低消費電力化、高集積化等の利点を有することから、研究開発が盛んに進められているSOI(Silicon On Insulator)構造の半導体層を有する電界効果型トランジスタ等において検証されているように、電界が集中する素子分離領域近傍で衝突イオン化が誘発され、これにより生成されたキャリヤ(nチャネル型トランジスタでは正孔、pチャネル型トランジスタでは電子)がチャネル領域(ボディ領域)に注入、蓄積されること(基板浮遊効果)により、しきい値電圧が低下して、ドレイン電流が増加するキンク(kink)現象によるものと考えられている。
【0181】
そのため、このようなキンク現象によるドレイン電流の増加(キンク電流の発生)により、ドレイン電流(電圧−電流特性)の良好な飽和特性が得られなくなり、例えば、図3又は図7に示したようなカレントミラー回路等において、基準電流に対する階調電流の電流値の比率が所望の設計値(上述した実施形態に係る電流生成供給回路においては、トランジスタのチャネル幅の比)通りに設定されなくなるため、負荷を所望の駆動状態で動作させることができなくなる。そのため、各表示画素を表示データに基づいた適切な輝度階調で発光動作させることができず、表示画質の劣化を招く可能性がある。
【0182】
また、同様の問題点は、表示画素を構成する画素駆動回路DCx、DCyとして、図13又は図19に示したようなnチャネル型及びpチャネル型の電界効果型トランジスタを適用した回路構成においても言及することができる。以下、図19に示した画素駆動回路における場合について詳しく説明する。
図29は、発光駆動用トランジスタ(pチャネル型トランジスタ)における電圧−電流特性と、書込動作時と発光動作時おけるドレイン電流(発光駆動電流)の電流値との関係を示す図である。ここでは、図19に示した画素駆動回路を適宜参照しながら説明する。
【0183】
すなわち、上述したように、図19に示した画素駆動回路DCyにおいて、書込動作時には、走査ラインSLにハイレベルの走査信号Vselが印加されることにより、pチャネル型トランジスタTr91がオフ動作し、nチャネル型トランジスタTr92及びTr94がオン動作するので、書込電流Ipixはnチャネル型トランジスタTr92及びpチャネル型トランジスタTr93を介して、有機EL素子OELに流れ込む。このとき、nチャネル型トランジスタTr94がオン状態にあるので、pチャネル型トランジスタTr93のゲート−ソース間(接点Nya−Nyb間)の電圧及びソース−ドレイン間(接点Nya−Nyc間)の電圧は同一となり、このときの電圧−電流特性曲線上での動作点は、例えば、図29(a)中の飽和特性を示す領域内のACwとなる。
【0184】
一方、発光動作時には、走査ラインSLにローレベルの走査信号Vselが印加されることにより、pチャネル型トランジスタTr91がオン動作し、nチャネル型トランジスタTr92及びTr94がオフ動作するので、電源端子+Vに接続された高電位電源(図示を省略)からpチャネル型トランジスタTr91及びTr93を介して、発光駆動電流が有機EL素子OELに流れ込む。このとき、nチャネル型トランジスタTr94はオフ状態にあるので、pチャネル型トランジスタTr93のゲート電圧(接点Nybの電位)はフローティング状態となるが、上記書込動作時にコンデンサCyに蓄積された電荷により、pチャネル型トランジスタTr93のゲート−ソース間電圧は、走査信号Vsel切り替え直前の書込動作時の電位が保持される。したがって、このときの電圧−電流特性曲線上での動作点は、図29(b)に示すように、上記動作点ACwよりも、飽和領域内を低電圧方向(図29(b)においては、右方向)に移動した動作点AChとなる。ここで、動作点ACwから動作点AChへの遷移は、ソース−ドレイン間電圧−Vdsの値に関わらず略一定のドレイン電流−Idsが流れる飽和領域内での変化であることから、有機EL素子OELに流れ込む電流(発光駆動電流)は、理想的には、上記書込動作時に設定、保持された電流(書込電流Ipix)と略同等の電流値に制御されることになる。
【0185】
しかしながら、上述した場合と同様に、図19に示したような回路構成を有する画素駆動回路においては、nチャネル型のトランジスタ(pチャネル型トランジスタTr93)の固有の電圧−電流特性は、図28(b)に示したように、ソース−ドレイン間電圧−Vdsの絶対値が増大するにしたがって、ドレイン電流−Idsの絶対値が次第に増加するキンク現象が発生することにより、有機EL素子OELに流れ込む電流(発光駆動電流)が書込動作時に設定した電流(書込電流Ipix)とは異なる値となってしまう。このために、各表示画素を表示データに基づいた適切な輝度階調で発光動作させることができなくなってしまう。なお、ここでは、図19に示した画素駆動回路についてキンク現象の影響を説明したが、図13に示した回路構成を有する場合であっても、図27(b)に示したように、同等の問題が生じる。
【0186】
そこで、本発明においては、上述したようなキンク現象を抑制するために、少なくとも、電流生成供給回路において基準電流や階調電流を流すトランジスタ、並びに、画素駆動回路において発光駆動電流を流す駆動制御用のトランジスタ(図19に示したトランジスタTr93、又は、図13に示したトランジスタTr83)に、SOI電界効果型トランジスタのボディ領域とソース領域を電気的に接続(短絡)した、いわゆる、ボディターミナル構造のトランジスタを適用した構成を有している。
【0187】
以下、具体的に説明する。なお、以下の説明では、ボディターミナル構造を有するpチャネル型のトランジスタについて詳しく説明し、nチャネル型のトランジスタについては説明を適宜簡略化又は省略する。
図30は、ボディターミナル構造を有するpチャネル型のトランジスタ(MOST)の平面構成を示す概略図であり、図30(a)は、半導体基板上に形成された活性層の平面構造を表し、図30(b)は、活性層上に電極を形成した状態における平面構造を表す。図31は、ボディターミナル構造を有するpチャネル型のトランジスタの断面構成を示す概略図であり、図31(a)、(b)は、図30(b)に示した平面構造の断面構造を示し、図31(c)、(d)は、ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタ及びnチャネル型トランジスタを示す回路記号である。なお、ここで示すボディターミナル構造を有する電界効果型トランジスタは、本発明に係る電流生成供給回路又は表示装置に適用可能な一例を示すものにすぎず、同等の素子特性を有する他のトランジスタ構造を有するものであってもよいことはいうまでもない。
【0188】
ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタは、概略、図30(a)及び図31(a)、(b)に示すように、シリコン等のn型半導体基板subの一面側に絶縁膜insSを介して形成されたn型半導体層(活性層Rac)に、チャネル領域(ボディ領域)Rchnを挟んでソース領域(p+)RS及びドレイン領域(p+)RDが離間して形成されるとともに、ソース領域RS及びドレイン領域RDの対向軸(図30(a)の左右方向)に対して垂直方向(図30(a)の上下方向)に、チャネル領域Rchnから突出するようにターミナル領域(n+)RTが接合形成された構成を有している。そして、このような活性層Rac上には、図30(b)及び図31(a)、(b)に示すように、チャネル領域chn上にゲート絶縁膜insGを介して形成されたゲート電極EGと、ドレイン領域RDにオーミック接続されたドレイン電極EDと、ソース領域RS及びターミナル領域RTにオーミック接続された単一のボディターミナル電極EBと、が形成されている。このようなボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタは、図31(c)に示すような回路記号により表記される。
【0189】
なお、図示を省略するが、ボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタは、図30及び図31(a)、(b)に示した構成と略同等であって、p型半導体層からなる活性層に、チャネル領域を挟んでソース領域(n+)及びドレイン領域(n+)が形成されるとともに、チャネル領域から突出するようにターミナル領域(p+)が接合形成された構成を有している。ゲート電極、ドレイン電極及びボディターミナル電極の構造は、上記pチャネル型トランジスタの場合と同一である。このようなボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタは、図31(d)に示すような回路記号により表記される。
【0190】
図32は、ボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図であり、図33は、ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。また、図34は、図3に示した電流生成部のカレントミラー回路部に、上述したボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図であり、図35は、図7に示した電流生成部のカレントミラー回路部に、上述したボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。さらに、図36は、図13に示した画素駆動回路の発光駆動用トランジスタに、上述したボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図であり、図37は、図19に示した画素駆動回路の発光駆動用トランジスタに、上述したボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0191】
このようなボディターミナル構造を有するnチャネル型及びpチャネル型トランジスタにおける固有の電圧−電流特性について、図32(a)及び図33(a)に示すような基本回路を用いて検証すると、図32(b)及び図33(b)に示すように、ソース−ドレイン間電圧Vds、−Vdsが特定の電圧領域では、ドレイン電流Ids、−Idsが良好な飽和傾向を示す。
【0192】
これは、上述したチャネル領域Rchnとドレイン領域RDの境界近傍で生じた電子−正孔対のうち、少数キャリヤ(pチャネル型トランジスタでは電子、nチャネル型トランジスタでは正孔)がボディターミナル電極EBを介してソース領域RSに流れ込み、チャネル領域Rchnへの蓄積が抑制され、電界効果型トランジスタのしきい値電圧の低下が緩和されるため、キンク現象が抑制される(キンク電流の発生が抑制される)ことによる。
【0193】
したがって、このような電圧−電流特性を有する電界効果型トランジスタを、例えば、図34乃至図37に示すように、上述した各実施形態において図3、図7に示した電流生成部20A、20Bのカレントミラー回路部21A、21Bや、図13、図19に示した画素駆動回路DCx、DCyの発光駆動用トランジスタ(Tr83、Tr93)に適用して、本発明に係る電流生成供給回路や、表示装置のデータドライバや表示パネルに組み込むことにより、表示データや階調データに基づいて保持される電流に対応した適切な電流値を有する書込電流や発光駆動電流を生成することができるので、各表示画素を表示データに基づいた適切な輝度動作させることができ、表示画質の向上を図ることができる。
【0194】
なお、上述した一連の説明においては、ボディターミナル構造を有する電界効果型トランジスタの適用対象として、図3及び図7に示した電流生成部を構成するカレントミラー回路の基準電流トランジスタ及び階調電流トランジスタ、あるいは、図13及び図19に示した画素駆動回路の発光駆動用トランジスタのみを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記図13及び図19に示した画素駆動回路と同等の機能を有しつつ、他の回路構成を有する画素駆動回路にも良好に適用することができることはいうまでもない。
【0195】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電流生成供給回路及びその制御方法によれば、複数ビットのデジタル信号を並列的に保持する信号ラッチ部と、上記複数ビットのデジタル信号に対応した電流値を有する負荷駆動電流を生成、出力する電流生成部と、負荷における特定の動作時に、上記負荷駆動電流の供給に換えて、特定電圧を負荷に印加する特定状態設定部と、を備え、負荷における通常の階調動作時には、電流生成部により信号ラッチ部に保持されたデジタル信号に応じて、予め規定された複数の階調電流から特定の階調電流を選択して合成し、上記負荷駆動電流として負荷に出力し、一方、デジタル信号に応じて階調電流の各々が全て非選択となるような負荷の特定動作時には、特定電圧が負荷に直接印加されるように構成されているので、負荷駆動電流の遮断に伴って負荷に印加される信号レベルがハイインピーダンス状態となって、負荷の動作状態が不安定化する問題を解消することができ、負荷を特定の動作状態に迅速に移行して良好に駆動することができる。
【0196】
また、電流生成部においては、例えば、複数の階調電流を流す各薄膜トランジスタのチャネル幅を各々所定の比率となるように形成し、あるいは、複数の電流発生源から個別に供給される複数の異なる電流値を有する基準電流(階調電流)を取り込み、複数ビットのデジタル信号に応じて、特定の階調電流を選択して合成することにより、所定数段階の電流値を有する負荷駆動電流を比較的簡易な回路構成により生成することができ、負荷を適正な駆動状態で動作させることができる。
【0197】
さらに、上記電流生成供給回路において、少なくとも、負荷駆動電流の生成に直接関連する基準電流又は階調電流を流すトランジスタとして、いわゆる、ボディターミナル構造を有する電界効果型トランジスタを適用することにより、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有する電圧−電流特性を得ることができるので、信号ラッチ部に保持されたデジタル信号の信号レベルに適切に対応した電流値を有する負荷駆動電流を生成することができ、負荷を適切な駆動状態で動作させることができる。
【0198】
そして、本発明に係る表示装置によれば、上述したような電流生成供給回路をデータドライバ、もしくは、表示画素内の画素駆動回路に適用し、表示パネルの所定の行に配列された表示画素群の選択期間中に、上記信号ラッチ部に保持した複数ビットのデジタル信号(表示データ)に基づいて電流生成部において生成された特定の階調電流の合成電流を、書込電流又は発光駆動電流として、表示画素又は発光素子に供給する通常の階調表示動作と、上記書込電流又は発光駆動電流の供給を遮断するとともに、黒表示電圧(特定電圧)を表示画素又は発光素子に印加する黒表示動作と、を実行するように構成されているので、通常の階調表示動作時に、表示データに応じた適切な電流値を有する書込電流又は発光駆動電流が各表示画素又は各発光素子に供給されて、良好な輝度階調で発光動作が行われ、一方、黒表示動作時には、上記書込電流又は発光駆動電流の供給が遮断されるとともに、表示画素における最低輝度階調での発光動作に対応した所定の黒表示電圧が各表示画素又は各発光素子に印加されて迅速に黒表示状態に移行することができ、表示装置における表示応答特性並びに表示画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電流生成供給回路の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態に係るラッチ回路の一具体例を示す回路構成図である。
【図3】本実施形態に係る電流生成部の一具体例を示す回路構成図である。
【図4】本実施形態に係る電流生成部の他の具体例を示す回路構成図である。
【図5】本実施形態に係る特定状態設定部に適用可能な論理回路を示す回路構成図である。
【図6】本発明に係る電流生成供給回路の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図7】本実施形態に係る電流生成供給回路に適用される電流生成部の一具体例を示す回路構成図である。
【図8】本実施形態に係る電流生成供給回路に適用される電流生成部の他の具体例を示す回路構成図である。
【図9】本実施形態に係る特定状態設定部に適用可能な論理回路を示す回路構成図である。
【図10】本発明に係る電流生成供給回路を適用可能な表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図11】本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネルの一例を示す概略構成図である。
【図12】本実施形態に係る表示装置の他の構成例を示す概略ブロック図である。
【図13】本実施形態に係る表示装置に適用可能な画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。
【図14】本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す概略構成図である。
【図15】本実施例に係るデータドライバに適用される書込電流生成回路の一具体例を示す構成図である。
【図16】本実施例に係るデータドライバに適用される反転ラッチ回路及び選択設定回路の一具体例を示す回路構成図である。
【図17】本実施形態に係るデータドライバにおける制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図18】本実施形態に係る表示パネル(表示画素)における制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図19】本実施形態に適用される画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。
【図20】本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す概略構成図である。
【図21】本実施例に係るデータドライバに適用される書込電流生成回路の一具体例を示す構成図である。
【図22】本発明に係る電流生成供給回路を適用可能な表示装置(表示パネル)の第2の実施形態を示す概略構成図である。
【図23】本実施形態に係る表示装置に適用される画素駆動回路の一実施例を示す回路構成図である。
【図24】本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一実施例を示す回路構成図である。
【図25】本実施形態に係る表示装置(データドライバ及び表示パネル)における制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図26】本実施形態に係る表示装置に適用される画素駆動回路の他の実施例を示す回路構成図である。
【図27】本発明に係る電流生成供給回路及び表示装置に適用されるnチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。
【図28】本発明に係る電流生成供給回路及び表示装置に適用されるpチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。
【図29】発光駆動用トランジスタ(pチャネル型トランジスタ)における電圧−電流特性と、書込動作時と発光動作時おけるドレイン電流(発光駆動電流)の電流値との関係を示す図である。
【図30】ボディターミナル構造を有するpチャネル型のトランジスタ(MOST)の平面構成を示す概略図である。
【図31】ボディターミナル構造を有するpチャネル型のトランジスタの断面構成を示す概略図である。
【図32】ボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。
【図33】ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタの電圧−電流特性を示す図である。
【図34】電流生成部のカレントミラー回路部に、ボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。
【図35】電流生成部のカレントミラー回路部に、ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。
【図36】画素駆動回路の発光駆動用トランジスタに、ボディターミナル構造を有するnチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。
【図37】画素駆動回路の発光駆動用トランジスタに、ボディターミナル構造を有するpチャネル型トランジスタを適用した一具体例を示す回路構成図である。
【図38】従来技術におけるデータドライバの一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
ISA、ISB 電流生成供給回路
10 信号ラッチ部
20A、20B 電流生成部
21A、21B カレントミラー回路部
22A、22B スイッチ回路部
30A、30B 特定状態設定部
LC0〜LC3 ラッチ回路
IRA、IRB 電流発生源
100A〜100C 表示装置
110A〜110C 表示パネル
120A〜120C 走査ドライバ
130A〜130C データドライバ
140 電源ドライバ
150 システムコントローラ
160 表示信号生成回路
DCx〜DCz 画素駆動回路
OEL 有機EL素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a current generation / supply circuit, a control method thereof, and a display device including the current generation / supply circuit, and in particular, to a current drive type that emits light at a predetermined luminance gradation by supplying a current according to an image display signal. The present invention relates to a current generation / supply circuit applicable to a display panel including a (or a current designation type) light-emitting element, a control method thereof, and a display device including the current generation / supply circuit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as monitors and displays for personal computers and video equipment, display devices and display devices that replace cathode ray tubes (CRTs) such as liquid crystal display devices (LCDs) have become remarkably widespread. In particular, liquid crystal display devices are rapidly becoming popular because they can be made thinner and lighter, save space, consume less power, and the like than conventional display devices (CRTs). In addition, relatively small-sized liquid crystal display devices have been widely applied as display devices for mobile phones, digital cameras, personal digital assistants (PDAs), etc., which have become increasingly popular in recent years.
[0003]
As a next-generation display device (display) following such a liquid crystal display device, a self-luminous optical element such as an organic electroluminescence element (hereinafter abbreviated as “organic EL element”) or a light-emitting diode (LED) A full-scale practical use of a light-emitting element type display (display device) including a display panel in which (light-emitting elements) are arranged in a matrix is expected.
Such a light emitting element type display (especially, a light emitting element type display to which an active matrix driving method is applied) has a high display response speed, has no viewing angle dependency, and has a high luminance as compared with a liquid crystal display device. -It is possible to achieve high contrast, high definition of display image quality, low power consumption, etc., and because it does not require a backlight unlike liquid crystal display devices, it is extremely advantageous that it can be thinner and lighter. Has features.
[0004]
An example of such a display generally includes a display panel in which display pixels including light-emitting elements are arranged near each intersection of a scan line arranged in a row direction and a data line arranged in a column direction, and an image display. A data driver that generates a write current according to a signal (display data) and supplies it to each display pixel via a data line, and sequentially applies a scanning signal at a predetermined timing to select a display pixel in a specific row And a scan driver for setting a state of the display panel, wherein the write current supplied to each display pixel causes each light emitting element to emit light at a predetermined luminance gradation in accordance with display data, so that desired image information is displayed on the display panel. Will be displayed. Note that specific examples of the light-emitting element type display will be described in detail in an embodiment of the present invention described later.
[0005]
Here, in the display driving operation of the display, an individual write current having a current value corresponding to the display data is generated by a data driver for a plurality of display pixels (light emitting elements) and selected by a scan driver. The operation is performed by simultaneously supplying the display pixels of a specific row and causing each light-emitting element to emit light at a predetermined luminance gradation for each row of one screen. A driving current having a constant current value is supplied to display pixels in a specific row by a data driver in an individual time width (signal width) according to the display data, and each light emitting element has a predetermined luminance gradation. There is known a pulse width modulation (PWM) type driving method or the like in which an operation of emitting light is sequentially repeated for one screen.
[0006]
As a specific configuration of a data driver applied to such a display, for example, as shown in FIG. 38, one end (source) side of a current path is individually provided to current sources EC1, EC2, EC3,. , The other end (drain) side of which is commonly connected to the connection contact Np, the one end (source) side of the current path and the control terminal (gate) are connected to the switching transistor ST1, ST2, ST3,... A first current transistor Tp1 commonly connected to the connection contact Np and the other end (drain) side connected to the first low-potential power supply Vp1, and a data line connected to a display pixel at one end (source) side of the current path. And a second current transistor Tp2 having the other end (drain) side connected to the second low-potential power supply Vp2. It is.
[0007]
Here, each of the current sources EC1, EC2, EC3,... Is configured to individually generate reference currents Ip1, Ip2, IP3,. Further, the control terminal (gate) of the second current transistor Tp2 is connected to the control terminal of the first current transistor Tp1 and to the connection node Np, and is connected to the first and second current transistors Tp1 and Tp2. , A so-called current mirror circuit.
[0008]
In a data driver including such a current generating circuit, a plurality of digital input signals Dp1, Dp2, Dp3,... Corresponding to display data are supplied to control terminals of individual switching transistors ST1, ST2, ST3,. By the application, the switching transistors ST1, ST2, ST3,... Are selectively turned on, and the current value of the current (combined current of the reference current) flowing through the first current transistor Tp1 is controlled.
[0009]
Thus, the current flowing through the second current transistor Tp2 forming the current mirror circuit, that is, the current value of the write current Ipx supplied to the display pixel via the data line DL is controlled, and the luminance according to the display data is controlled. The display pixel (light emitting element) emits light at the gradation. Here, in the configuration shown in FIG. 38, a predetermined value is obtained through the switching transistors ST1, ST2, ST3,... And the first current transistor Tp1 based on the measurement of the current sources EC1, EC2, EC3,. Since the composite current flows to the low potential power supply Vp1, the write current Ipx flows so as to be drawn from the data line DL toward the data driver (the second current transistor Tp2).
[0010]
The basic configuration of a data driver (constant current drive circuit) as shown in FIG. 38 is described in
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-244618 (
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the light emitting element type display as described above has the following problems.
(1) That is, in the data driver of the digital drive system as described above, a write current is generated by selecting and combining an arbitrary reference current based on a digital input signal of a plurality of bits corresponding to display data. For example, when a display pixel (light emitting element) is to perform a black display operation (that is, a light emission operation at the lowest gradation), all of the plurality of digital input signals are set to “0”. The state is set to the state (low level), and all the switching transistors are turned off (non-selected state).
[0013]
As a result, the data line DL becomes an electrically floating state (high impedance state), the display state immediately before the black display operation is temporarily held by the wiring capacitance and the pixel capacitance, and is gradually displayed by charge leakage (leakage current). Since the voltage of the pixel is lowered to shift to a black display state, a quick display operation is not performed, an electrically unstable state is maintained, and a change in the display state is visually recognized. However, there is a problem that the deterioration occurs.
[0014]
(2) In a well-known field-effect transistor (thin film transistor), the threshold voltage decreases due to a so-called kink phenomenon, the drain current increases in a specific voltage range, and the voltage-current characteristics are reduced. It is known that saturation characteristics are no longer exhibited. Therefore, for example, when a well-known field-effect transistor is applied to a current generating circuit configuring the data driver as described above (particularly, the first and second current transistors configuring a current mirror circuit), the above-described kink is generated. Due to the phenomenon, the current value of the write current with respect to the reference current (synthetic current) is not set as designed, and the display pixel cannot emit light at a desired luminance gradation, thereby deteriorating display image quality. Have. The kink phenomenon in this field-effect transistor will be described later in detail.
[0015]
In view of the above-described problems, the present invention can quickly shift from a normal display state to a black display state in a display that controls light emission of a light-emitting element by using a data driver of a digital drive method, Provided are a current generation and supply circuit capable of outputting a write current having an appropriate current value corresponding to data to improve display image quality, a control method thereof, and a display device including the current generation and supply circuit. The purpose is to:
[0016]
[Means for Solving the Problems]
2. The current generation and supply circuit according to
The current generation and supply circuit according to
[0017]
The current generation and supply circuit according to
A current generation and supply circuit according to a fourth aspect is the current generation and supply circuit according to any one of the first to third aspects, wherein each of the plurality of gradation currents is 2 n (N = 0, 1, 2, 3,...) Are set to different current values.
A current generation and supply circuit according to a fifth aspect is the current generation and supply circuit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the current generation means is supplied from a plurality of constant current sources and each has a different current value. Is used as the plurality of gradation currents.
[0018]
7. A current generating and supplying circuit according to
[0019]
8. The current generation and supply circuit according to
[0020]
The current generation and supply circuit according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the current generation and supply circuit of the eighth aspect, at least the reference current transistor and the gradation current transistor are formed on one surface side of a semiconductor substrate via an insulating film. A semiconductor layer, a channel region, a source region and a drain region formed with the channel region interposed therebetween, and a terminal formed to project from the channel region in a direction perpendicular to an opposite axis of the source region and the drain region. A region, a gate electrode formed over the channel region via a gate insulating film, a drain electrode electrically connected to the drain region, and a single electrode electrically connected to the source region and the terminal region. And a single body terminal electrode.
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, in the current generation and supply circuit according to any one of the sixth to ninth aspects, the current generation unit causes the load drive current to flow in a direction to be drawn from the load side. The signal polarity of the combined current is set.
The current generation and supply circuit according to
[0022]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the current generation and supply circuit according to any one of the first to eleventh aspects, two sets of the current generation and supply circuits are provided for each of the signal lines. During the operation period of supplying the load drive current based on the digital signal of the plurality of bits previously held in the current generation and supply circuit to the load, the other current generation and supply circuit outputs the next digital signal of the plurality of bits. It is characterized in that the operation of holding is alternately and repeatedly executed.
[0023]
A current generation and supply circuit according to a thirteenth aspect is the current generation and supply circuit according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the load corresponds to a current value of the load driving current supplied from the current generation means. A current-driven light-emitting element that emits light at a predetermined luminance gradation, wherein the specific state setting means applies the specific voltage for causing the light-emitting element to emit light at the lowest luminance gradation to the light-emitting element. It is characterized in that it is applied.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the current generation and supply circuit according to the thirteenth aspect, the light emitting element is an organic electroluminescent element.
[0024]
16. The current generation and supply circuit according to
[0025]
The control method of the current generation and supply circuit according to claim 16, wherein the step of applying the specific voltage to the plurality of loads is performed by each bit of the digital signal. The method is characterized in that the case where all of the gradation currents are not selected is determined as the specific value, and the specific voltage for driving the load in the lowest gradation state is applied.
The control method of the current generation and supply circuit according to claim 17, wherein the step of applying the specific voltage to the plurality of loads is performed by a logical sum of the digital signals. The specific value is determined based on
[0026]
The control method of the current generation and supply circuit according to claim 18 is the control method of the current generation and supply circuit according to any one of
The control method of the current generation and supply circuit according to claim 19 is the control method of the current generation and supply circuit according to claim 18, wherein the plurality of gradation currents are two n (N = 0, 1, 2, 3,...) Are set to have different current values.
[0027]
A method of controlling a current generation and supply circuit according to
A control method for a current generation and supply circuit according to
[0028]
The control method of the current generation and supply circuit according to
[0029]
The control method of the current generation and supply circuit according to claim 23 is the control method of the current generation and supply circuit according to any one of
[0030]
The display device according to claim 24, wherein at least a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines are disposed so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged in a matrix at intersections of the scanning lines and the signal lines. A display panel, a scanning drive unit for applying a scanning signal for setting each of the display pixels to a selected state in a row unit to the scanning line, and a driving current based on a display signal through the signal line. Signal driving means for supplying to the display pixels, and supplying the drive current having a predetermined current value to the display pixels in a selected state, so that each of the display pixels has a predetermined luminance gradation. In a display device that emits light and displays desired image information on the display panel, the signal driving unit includes at least a signal holding unit that holds a digital signal of a plurality of bits based on the display signal; A plurality of grayscale currents corresponding to each bit of the digital signal, selectively synthesizing each of the grayscale currents according to each bit value of the digital signal output via the signal holding means, A current generating unit that supplies a current as a drive current to the display pixel; and a specific state setting unit that applies a specific voltage for causing the display pixel to emit light at a specific luminance gradation to the display pixel. It is characterized by having a plurality of circuits.
[0031]
26. The display device according to claim 25, wherein the specific state setting unit determines a state in which all of the gradation currents are all unselected in accordance with the digital signal. And a specific voltage application unit that applies the specific voltage for causing the display pixel to emit light with the lowest luminance gradation based on the determination result by the digital value determination unit. I have.
27. The display device according to claim 26, wherein the digital value determination unit receives the digital signal as an input, and performs the gray scale current based on a logical sum of respective bit values of the digital signal. Is determined.
[0032]
The display device according to claim 27 is the display device according to any one of claims 24 to 26, wherein each of the plurality of gray scale currents is 2 n (N = 0, 1, 2, 3,...) Are set to different current values.
A display device according to a twenty-eighth aspect of the present invention is the display device according to any one of the twenty-fourth to twenty-fourth aspects, wherein the current generating means corresponds to each bit of the digital signal and is supplied from a single constant current source. A current mirror circuit unit that generates the plurality of gray scale currents each having a current value having a different ratio with respect to a reference current, and the gray scale according to each bit value of the digital signal from the plurality of gray scale currents And a switch circuit section for selecting a current, wherein a combined current of the selected gradation current is supplied as the drive current.
[0033]
30. The display device according to claim 29, wherein the current mirror circuit unit is connected to the constant current source, the reference current transistor through which the reference current flows, and a gate terminal of the reference current transistor. And a plurality of gray scale current transistors, each having a gate terminal connected in parallel and having a different transistor size, through which the gray scale current flows.
The display device according to
The display device according to
[0034]
The display device according to claim 32, wherein the display pixel is a display device according to any one of claims 24 to 30, wherein the display pixel includes a current writing / holding unit that holds the drive current, and a current writing / holding unit that holds the drive current. A light-emitting drive unit that generates a light-emitting drive current based on the light-emitting drive current; and a current-drive type light-emitting element that emits light at a predetermined luminance gradation according to the current value of the light-emitting drive current. .
34. The display device according to
[0035]
A display device according to a thirty-fourth aspect is the display device according to the thirty-third aspect, wherein the reference current transistor and the gradation current transistor or the drive current transistor are formed on one surface side of a semiconductor substrate via an insulating film. A semiconductor region, a channel region, a source region and a drain region formed with the channel region interposed therebetween, and a projection formed from the channel region in a direction perpendicular to an axis opposite to the source region and the drain region. A terminal region, a gate electrode formed over the channel region via a gate insulating film, a drain electrode electrically connected to the drain region, and electrically connected to the source region and the terminal region. And a single body terminal electrode.
[0036]
The display device according to claim 35, wherein, in the display device according to any one of claims 24 to 34, the current generation unit generates the driving current in a direction in which the driving current flows from the display pixel side. It is characterized in that the signal polarity is set.
37. The display device according to
[0037]
The display device according to claim 37, wherein in the display device according to any one of claims 24 to 36, the signal drive unit includes at least two sets of the current generation and supply circuits for each of the signal lines. During the operation period of supplying the display pixel with the drive current based on the digital signal of the plurality of bits previously held in one of the current generation and supply circuits, It is characterized in that the operation of holding the digital signal is alternately and repeatedly executed.
A display device according to a thirty-eighth aspect is characterized in that, in the display device according to any one of the twenty-fourth to thirty-seventh aspects, the light emitting element is a light emitting element made of an organic electroluminescent element.
[0038]
The display device according to claim 39, wherein at least a plurality of scanning lines and a plurality of signal line groups are disposed so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged in a matrix at intersections of the scanning lines and the signal line groups. A display panel arranged in a row, scan driving means for applying a scan signal for setting each of the display pixels in a row-by-row selection state to the scan lines, and a digital signal of a plurality of bits based on a display signal, each of the signals Signal driving means for supplying to each of the display pixels via a line group, wherein the display pixels emit light at a predetermined luminance gradation at least according to a current value of a light emission drive current. An element, signal holding means for holding the digital signal of a plurality of bits, and a level corresponding to the value of the digital signal held by the signal holding means based on a reference current supplied from a single constant current source. Control current Current generation means for supplying the light emitting element as the light emission drive current, a specific voltage for causing the light emitting element to emit light at a specific luminance gradation, a specific state setting means for applying to the light emitting element And a current generation / supply circuit having:
[0039]
The display device according to
41. The display device according to claim 41, wherein the digital value determination unit receives the digital signal as input, and sets the grayscale voltage based on a logical sum of bit values of the digital signal. Is determined.
[0040]
42. The display device according to claim 42, wherein the plurality of gradation currents are 2 n (N = 0, 1, 2, 3,...) Are set to different current values.
The display device according to claim 43, wherein in the display device according to any one of claims 39 to 42, the current generating means corresponds to each bit of the digital signal and has a different ratio with respect to the reference current. A current mirror circuit unit that generates the plurality of gray-scale currents having the current values of: a switch circuit unit that selects the gray-scale current according to each bit value of the digital signal from the plurality of gray-scale currents; Wherein the composite current of the selected gradation current is supplied as the drive current.
[0041]
The display device according to
The display device according to claim 45 is the display device according to
[0042]
The display device according to claim 46, wherein in the display device according to claim 42, at least the reference current transistor and the grayscale current transistor are formed on a semiconductor layer formed on one surface side of a semiconductor substrate via an insulating film. A channel region, a source region and a drain region formed sandwiching the channel region, a terminal region formed so as to protrude from the channel region in a direction perpendicular to an opposite axis of the source region and the drain region, and A gate electrode formed on the channel region via a gate insulating film, a drain electrode electrically connected to the drain region, and a single body terminal electrically connected to the source region and the terminal region And a transistor having an electrode.
[0043]
47. The display device according to claim 47, wherein the current generation unit is configured to cause the combined current to flow in a direction in which the light emission drive current is drawn from the light emitting element side. The signal polarity is set.
The display device according to claim 48, wherein in the display device according to any one of claims 39 to 46, the current generation unit is configured to output the light emission drive current in a direction in which the light emission drive current flows into the light emitting element. It is characterized in that the signal polarity is set.
The display device according to claim 49 is the display device according to any one of claims 39 to 48, wherein the light-emitting element is an organic electroluminescent element.
[0044]
That is, the current generation and supply circuit and the control method thereof according to the present invention provide a load (display pixel, light-emitting element) that operates in a predetermined driving state (light emission luminance) according to a current value, such as an organic EL element or a light-emitting diode. ) Is a current driver that individually supplies a load drive current (write current, emission drive current) having a predetermined current value to a signal latch unit that holds a plurality of bits of digital signals in parallel. A signal holding unit), a current generation unit (current generation unit) that generates and outputs a load driving current having a current value corresponding to the digital signal of a plurality of bits, and a supply of the load driving current during a specific operation in the load. A specific state setting unit (specific state setting unit) for applying a specific voltage to the load, and the current generation unit holds the signal in the signal latch unit during normal gradation operation in the load. A specific grayscale current is selected from a plurality of grayscale currents defined in advance in accordance with the digital signal and combined (sum of the current values), and output to the load as the load drive current. At times, the supply of the load drive current by the current generator is cut off, and the specific voltage is directly applied to the load.
Here, the specific operation of the load is a state in which the load is driven at the lowest gradation, and for example, a state in which all of the gradation currents are not selected in accordance with the digital signal of a plurality of bits is ORed. The determination based on the calculation controls the application of the specific voltage to the load.
[0045]
Thus, in a current generation and supply circuit that controls the load stepwise by supplying a load drive current having a current value corresponding to a digital signal of a plurality of bits, when the load is driven in a specific operation state, Since the supply of the load drive current is cut off and the specific voltage is applied to the load at the same time, the signal level applied to the load with the cutoff of the load drive current becomes a high impedance state, The problem that the operation state of the load becomes unstable can be solved, and the load can be promptly shifted to a specific operation state to drive well.
[0046]
In the current generation unit, for example, the channel width of each of the thin film transistors (gray-scale current transistors) through which the plurality of gray-scale currents flow is formed so as to have a predetermined ratio. The reference currents (gray-scale currents) having a plurality of different current values supplied to the memory device are taken in, and a specific gray-scale current is selected and synthesized in accordance with a digital signal of a plurality of bits, so that a predetermined number of current values are obtained. Can be generated by a relatively simple circuit configuration, and the load can be operated in an appropriate driving state.
[0047]
Further, in the current generation and supply circuit, at least as a transistor for passing a reference current or a gradation current directly related to generation of a load driving current, a so-called field-effect transistor having a body terminal structure is applied, so that a specific Since a voltage-current characteristic having a saturation region showing a substantially constant current value in a voltage range can be obtained, a load driving current having a current value appropriately corresponding to the signal level of the digital signal held in the signal latch unit can be obtained. Generated, and the load can be operated in an appropriate driving state.
[0048]
Further, in the display device according to the present invention, a display panel in which display pixels having light emitting elements are arranged in a matrix near an intersection of a scanning line (scanning line) and a data line (signal line) orthogonal to each other. In the display device including the above, the current generation supply circuit as described above is applied to a data driver (signal driving unit) or a pixel driving circuit in a display pixel, and a display pixel group arranged in a predetermined row of the display panel During the selection period, a composite current of a specific gradation current generated by the current generation unit based on the digital signal (display data) of a plurality of bits held in the signal latch unit as a write current or a light emission drive current. A normal gradation display operation to be supplied to a display pixel or a light-emitting element, a supply of the write current or a light-emission drive current is cut off, and a black display voltage (specific voltage) is displayed. Or it is configured to perform a black display operation to be applied to the light emitting element.
[0049]
Accordingly, when the current generation and supply circuit is applied to a data driver, each write current generation circuit (current generation and supply circuit) provided corresponding to each data line during a normal gradation display operation As a result, a gray-scale current corresponding to the display data is generated and combined, and supplied to each display pixel as a write current having an appropriate current value. The supply of current is cut off, and a predetermined black display voltage corresponding to the light emission operation at the lowest luminance gradation in the display pixel is applied to each data line. Even during operation, the signal level of each data line can be stabilized to a specific voltage to quickly shift to the black display state, and display response characteristics and display image quality of the display device can be improved. Kill.
[0050]
When the current generation and supply circuit is applied to a pixel drive circuit of a display pixel, the pixel drive circuit (current generation and supply circuit) provided in each display pixel performs display during a normal gray scale display operation. A gradation current according to the data is generated and synthesized, a light emission drive current having an appropriate current value is supplied to the light emitting element, and a light emission operation is performed with a good luminance gradation. The supply of the light emission drive current by the generation unit is cut off, and the black display setting unit (specific state setting unit) applies a black display voltage corresponding to the light emission operation at the lowest luminance gradation to the light emitting element. The display can be quickly shifted to the black display state while realizing the gradation display, and the display response characteristics and the display image quality of the display device can be improved.
[0051]
Here, the display device according to the present invention includes two sets of write current generation circuits (current generation supply circuits) or latch circuits for each data line of each column to which display pixels are connected, and a display pixel group of each row. The two sets of write current generation circuits are alternately set to the selected state in synchronization with the write operation to the write operation to, for example, one of the write current generation circuits or The write current may be supplied from the latch circuit, and control may be performed such that the write current is supplied from the other write current generation circuit or the latch circuit to the display pixel groups in the even-numbered rows. According to such a configuration, in parallel with the operation of supplying the write current from one of the write current generation circuits or the latch circuits to the display pixels in the specific row, the other write current generation circuit or the latch circuit performs the next operation. The operation of fetching the display data for generating the write current to be supplied to the display pixels in a row is alternately and repeatedly performed by two sets of write current generation circuits, so that the display pixels in each row are continuously written. Current can be supplied, and the image quality of the display device can be improved.
[0052]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a current generation and supply circuit according to the present invention, a control method thereof, and a display device including the current generation and supply circuit will be described in detail with reference to embodiments.
<Current generation and supply circuit>
First, a current generation and supply circuit and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a current generation and supply circuit according to the present invention.
[0053]
As shown in FIG. 1, the current generation and supply circuit ISA according to the present embodiment includes digital signals d0, d1, and d2 of a plurality of bits (in this embodiment, four bits are shown) for specifying a current value. , D3 (d0 to d3), and a signal latch unit (signal holding unit) 10 including latch circuits LC0, LC1, LC2, and LC3 (LC0 to LC3) for holding (latch) individually, and a current generation source (constant). Current source) A reference current Iref having a constant current value supplied from IRA is taken in, and output signals d10, d11, d12, d13 (d10 to d13) output from the signal latch section 10 (each of the latch circuits LC0 to LC3). ), A load driving current ID having a current value of a predetermined ratio with respect to the reference current Iref is generated, and output to a load (not shown) via the current supply line CL. Only when the load is driven in a specific operation state based on the current generation unit (current generation means) 20A and the output signals d10 to d13, a specific voltage (specific value) is applied to the load (current supply line CL). And a specific state setting unit (specific state setting means) 30A for applying a voltage). Here, the current generation source IRA is connected to a power supply contact + V connected to a high potential power supply in order to flow (flow) the reference current Iref toward the current generation unit 20A.
[0054]
Hereinafter, each of the above configurations will be specifically described.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a specific example of the latch circuit according to the present embodiment. FIG. 3 is a circuit configuration diagram illustrating a specific example of the current generation unit according to the present embodiment. FIG. 4 is a circuit configuration diagram illustrating another specific example of the current generation unit according to the embodiment. . FIG. 5 is a circuit diagram showing a logic circuit applicable to the specific state setting unit according to the present embodiment. Here, a description will be given with reference to the schematic configuration (FIG. 1) of the above-described current generation and supply circuit as appropriate.
[0055]
As shown in FIG. 1, the
[0056]
Here, as shown in FIG. 2A, each of the latch circuits LC0 to LC3 constituting the
[0057]
Specifically, as shown in FIG. 2A, the latch circuits LTC (LC0 to LC3) include a
[0058]
A timing control signal (clock signal) CLK is input to an input contact (clock input terminal of the latch circuit LTC) CK of the
[0059]
Further, each of the p-channel transistors Tr1, Tr7, Tr9 and Tr11 constituting the CMOS11, CMOS14, CMOS15 and CMOS16 has one end of the current path connected to the high potential power supply Vdd, and each of the n-channel transistors Tr2, Tr8, Tr10 and Tr12 have one ends of current paths connected to a low potential power supply Vgnd (ground potential). One end of the current path of the p-channel transistor Tr3 of the
[0060]
In the
[0061]
Here, after the application of the timing control signal CLK (that is, the timing control signal CLK is in a low level state), the p-channel transistor Tr3 side of the
[0062]
In the above-described latch circuit LTC, only a configuration in which a single timing control signal CLK is applied to a single input contact CK as an input signal has been described, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 2B, the input contact CK of the
[0063]
In addition, for example, as illustrated in FIG. 3, the
[0064]
Specifically, as shown in FIG. 3, the current mirror circuit 21A applied to the current generator 20A is connected between the current input contact INi to which the reference current Iref is supplied and the low potential power supply (ground potential) Vgnd. , A current path (source-drain terminal) is connected, and a control terminal (gate terminal) is connected to a contact Ng. An n-channel transistor (reference current transistor) Tr21, and each of the contacts Na, Nb, Nc, Nd And a low-potential power supply Vgnd, each current path is connected, and a control terminal is commonly connected to a contact Ng (four corresponding to the latch circuits LC0 to LC3). (A current regulating transistor) Tr22, Tr23, Tr24, Tr25. Here, the contact Ng has a configuration in which the capacitor C1 is connected directly to the current input contact INi and to the low potential power supply Vgnd.
[0065]
The switch circuit unit 22A applied to the current generating unit 20A has a current path connected between the current output contact OUTi to which a load is connected via the current supply line CL and each of the contacts Na, Nb, Nc, Nd. At the same time, a plurality of (four) n-channel transistors Tr26, Tr27, Tr28, Tr29 to which output signals d10 to d13 individually output from the latch circuits LC0 to LC3 are applied in parallel to a control terminal. And a configuration having:
[0066]
Here, in the current generation unit 20A according to the present embodiment, in particular, the gradation currents Idsa to Idsd flowing through the gradation current transistors Tr22 to Tr25 constituting the current mirror circuit unit 21A are changed by the reference current flowing through the reference current transistor Tr21. The current values are set to have different predetermined ratios with respect to Iref. Specifically, the transistor size of each of the gradation current transistors Tr22 to Tr25 is different from each other, for example, the ratio of each channel width when the channel length of each of the gradation current transistors Tr22 to Tr25 is constant (W2: W3: W4 : W5) is 1: 2: 4: 8.
[0067]
As a result, the current values of the gradation currents Idsa to Idsd flowing through the gradation current transistors Tr22 to Tr25 are respectively Idsa = (W2 / W1) × Iref, Idsb = (W3, where W1 is the channel width of the reference current transistor Tr21. / W1) × Iref, Idsc = (W3 / W1) × Iref, Idsd = (W4 / W1) × Iref. That is, the channel width of each of the gradation current transistors Tr22 to Tr25 is set to 2 n (N = 0, 1, 2, 3,...; 2 n = 1, 2, 4, 8,...) So that the current value between the gray scale currents is 2 n Can be set to the ratio defined by
[0068]
From the gradation currents Idsa to Idsd whose current values are set as described above, an arbitrary gradation current is selected based on a plurality of bits of digital signals d0 to d3 (output signals d10 to d13), as described later. By synthesis, 2 n A load driving current ID having a stepped current value is generated and supplied to the current output contact OUTi. That is, as shown in FIGS. 1 to 3, when the 4-bit digital signals d0 to d3 are applied, two digital signals d0 to d3 are set according to the on-state of the transistors Tr26 to Tr29 connected to the respective grayscale current transistors Tr22 to Tr25. 4 = A load drive current ID having 16 different current values is generated.
[0069]
In current generator 20A having such a configuration, a specific transistor of switch circuit 22A is turned on (transistors Tr26 to Tr26) in accordance with the signal levels of output signals d10 to d13 output from latch circuits LC0 to LC3. In addition to the case where any one or more of the transistors Tr29 are turned on, the case where all the transistors Tr26 to Tr29 are turned off is included), and the gray scale current transistor of the current mirror circuit unit 22A connected to the turned on transistor is included. (At least one of Tr22 to Tr25) with respect to the reference current Iref flowing through the reference current transistor Tr21 at a predetermined ratio (a × 2 n (A is a constant defined by the channel width W1 of the reference current transistor Tr21), and the grayscale currents Idsa to Idsd flow at the current output contact OUTi, as described above. A load driving current ID having a current value becomes a current output contact OUTi, a transistor in the ON state (any of Tr26 to Tr29), and a gradation current transistor (any of Tr22 to Tr25) from the load side (not shown). ) To the low-potential power supply Vgnd.
[0070]
Therefore, in the current generation and supply circuit ISA according to the present embodiment, the current generation unit 22A according to the multi-bit digital signals d0 to d3 input to the signal latch unit 21A at the timing specified by the timing control signal CLK. Generates a load drive current ID composed of an analog current having a predetermined current value, and supplies the load drive current ID to the load (in the present embodiment, as described above, the load is driven in the direction from the load to the current generation and supply circuit). The driving current is drawn.)
That is, the configuration is such that a load driving current having a desired current value corresponding to a digital signal of a plurality of bits can be generated only by passing a constant reference current whose signal level does not fluctuate to the current generation and supply circuit ISA. Therefore, even when the generated load drive current is very small, the charge / discharge operation to the parasitic capacitance (wiring capacitance) added to the signal line to which the reference current is supplied is eliminated, and the current generation / supply circuit Operation speed can be improved.
[0071]
In the present embodiment, a current mirror circuit configuration (current mirror circuit unit 21A) is provided as a current generation unit, and each gradation current transistor has a different predetermined ratio with respect to a reference current Iref flowing through the reference current transistor. The configuration in which the grayscale current having the current value is selectively synthesized to generate the load driving current ID has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the circuit configuration illustrated in FIG. May be provided.
[0072]
That is, as shown in FIG. 4, a plurality of current input contacts IN1, IN2, IN3, IN4 (IN1) to which reference currents Ir1, Ir2, Ir3, Ir4 having different current values are individually supplied (supplied so as to be extracted). To IN4) and a current output contact OUTi, and four control signals to which output signals d10 to d13 individually output from the latch circuits LC0 to LC3 are applied in parallel. The configuration including the n-channel transistors Tr31, Tr32, Tr33, Tr34 (Tr31 to Tr34) can also be applied.
[0073]
Here, an individual current source (not shown) is connected to each of the current input contacts IN1 to IN4. Further, the reference currents Ir1, Ir2, Ir3, and Ir4 generated and supplied by the respective current generation sources have different ratios (for example, Ir1: Ir1: as in the case where the current mirror circuit configuration shown in FIG. 3 is applied, for example). It may be set to have a current value of Ir2: Ir3: Ir4 = 1: 2: 4: 8).
Also in the current generating unit having such a configuration, specific transistors Tr31 to Tr34 are switched according to the signal levels of the output signals d10 to d13 output from the latch circuits LC0 to LC3, as in the above-described embodiment. When the transistor is turned on, the combined current of the reference current flowing through the turned-on transistor is supplied as the load driving current ID via the current output contact OUTi.
[0074]
Further, as shown in FIG. 1, the specific state setting unit 30A includes a NOR circuit (digital value determination unit; hereinafter, a digital value determination unit) that uses output signals d10 to d13 output from the latch circuits LC0 to LC3 as input signals. , "NOR circuit") 31, an output terminal from the NOR
[0075]
Here, for example, as shown in FIG. 5, the NOR
[0076]
In the specific state setting unit 30A having such a configuration, the NOR
[0077]
Therefore, in a current generation / supply circuit that drives and controls a load stepwise by a plurality of digital signals, all digital signals (output signals d10 to d13) are set to “0” to drive the load in a specific operation state. Even in such a case, the signal level of the current supply line CL connected to the load is quickly set to the specific voltage Vbk by the specific state setting unit 30A. As a result, the problem that the signal level of the current supply line CL becomes a high impedance state due to the interruption of the current output in the current generation unit 20A and the operation state of the load becomes unstable can be solved. Can be favorably driven in a specific operation state.
[0078]
As will be described later, display data (display signal) for displaying desired image information on a display device can be applied as the multi-bit digital signal. The output load drive current corresponds to the write current supplied to each display pixel forming the display panel or the light emission drive current supplied to the light emitting element of each display pixel. Details will be described later.
[0079]
Next, another embodiment of the current generation and supply circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the current generation and supply circuit according to the present invention. FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a specific example of a current generation unit applied to the current generation and supply circuit according to the present embodiment. FIG. 8 is an example of a current generation unit applied to the current generation and supply circuit according to the embodiment. FIG. 9 is a circuit configuration diagram illustrating another specific example of the current generation unit. FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a logic circuit applicable to the specific state setting unit according to the present embodiment. Here, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified.
[0080]
In the above-described embodiment, the configuration is such that the load drive current ID is drawn in the direction of the current generation and supply circuit ISA from the load side connected to the current generation and supply circuit ISA (for convenience, described as “current sink method”). ), The present embodiment has a configuration in which a load driving current is supplied from the current generation / supply circuit ISB side in the load direction (referred to as “current application method” for convenience).
Specifically, as shown in FIG. 6, the current generation and supply circuit ISB according to the present embodiment includes a
[0081]
The
As shown in FIG. 7, the
[0082]
Specifically, all the transistors Tr51 to Tr59 forming the current
[0083]
Here, also in the present embodiment, the transistor size (that is, the channel width when the channel length is constant) of each of the gradation current transistors Tr52 to Tr55 forming the current
[0084]
Thereby, also in the
[0085]
Note that, also in the present embodiment, a current generator having a circuit configuration as shown in FIG. 8 without applying the current mirror circuit configuration (current
Here, individual current generating sources (not shown) are connected to the respective current input contacts IN1 to IN4, and the reference currents Ir1, Ir2, Ir3, and Ir4 are output from the respective current generating sources, for example, as shown in FIG. As in the case where the mirror circuit configuration is applied, the current values may be set to have different current values.
[0086]
As shown in FIG. 6, the specific
Here, for example, as shown in FIG. 9A, the
[0087]
Specifically, as shown in FIG. 9B, the two-input NOR circuits 33a and 33b each include a p-channel transistor Tr71a connected in series between the high-potential power supply Vdd and the output contact Nota or Notb. , Tr72a, Tr71b, Tr72b, and n-channel transistors Tr73a, Tr74a, Tr73b, Tr74b connected in parallel between the low potential power supply Vgnd and the output contact Nota or Notb. A well-known circuit configuration in which output signals d10 to d13 of the latch circuits LC0 to LC3 are individually applied to control terminals of the type transistors Tr71a to Tr74a and Tr714b to Tr74b can be applied.
[0088]
The NAND circuit 33c includes, as shown in FIG. 9B, p-channel transistors Tr75 and Tr76 connected in parallel between the high-potential power supply Vdd and the output contact Notc, And n-channel transistors Tr77 and Tr78 connected in parallel between the power supply Vgnd and the output contact Notc. The control terminals of the p-channel and n-channel transistors Tr75, Tr76 and Tr77 and Tr78 are A well-known circuit configuration in which the logical outputs of the two-input NOR circuits 33a and 33b (the signal levels of the output contacts Nota and Notb) are individually applied can be applied.
[0089]
Also in the specific state setting unit 30B having such a configuration, the
[0090]
The current generation and supply circuits ISA and ISB having the above-described configurations and functions are suitable for a drive control device (data driver) of a display device or a pixel drive circuit forming a display pixel of a display device (display panel). Can be applied to Hereinafter, a display device including the current generation and supply circuit according to the present invention will be specifically described.
<First embodiment>
First, an embodiment in which the current generation and supply circuit according to the present invention is applied to a drive control device (data driver) of a display device will be described with reference to the drawings.
[0091]
<Display device>
FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a first embodiment of a display device to which the current generation and supply circuit according to the present invention can be applied. FIG. 11 is a schematic diagram of a display panel applied to the display device according to the present embodiment. It is a schematic structure figure showing an example. FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating another configuration example of the display device according to the present embodiment. Here, a structure including a display pixel corresponding to an active matrix method as a display panel will be described. In the present embodiment, a configuration employing a current sink method will be described.
[0092]
As shown in FIGS. 10 and 11, a
[0093]
Hereinafter, each of the above configurations will be specifically described.
(Display panel)
Specifically, as shown in FIG. 11, the
[0094]
The display pixels include, for example, a scan signal Vsel applied from the scan driver 120 via the scan line SL, a write current (drive current) Ipix supplied from the
[0095]
Here, the pixel drive circuit DCx roughly controls the selection / non-selection state of each display pixel based on the scanning signal Vsel, takes in the write current Ipix corresponding to the display data in the selected state, and holds it as a voltage level. In the non-selection state, a function of maintaining the operation of supplying a light emission drive current corresponding to the held voltage level to the organic EL element OEL to emit light at a predetermined luminance gradation is provided. A circuit configuration example applicable to the pixel drive circuit DCx will be described later.
[0096]
(Scan driver)
The
[0097]
Specifically, as shown in FIG. 11, the
[0098]
(Data driver)
The
[0099]
(Power supply driver)
Based on a power control signal supplied from the
[0100]
Specifically, as shown in FIG. 11, the
[0101]
(System controller)
The
[0102]
(Display signal generation circuit)
The display
[0103]
In the present embodiment, a configuration in which the
[0104]
In addition, in the configuration of the display device illustrated in FIGS. 10 to 12, the pixel driving circuit provided for each display pixel included in the display panel includes a signal of the power supply voltage Vsc together with the scanning signal Vsel as described later (see FIG. 13). The present invention corresponds to a case where a circuit configuration for realizing a predetermined drive control operation by appropriately setting and controlling the level is provided. However, the present invention is not limited to this, and will be described later (see FIG. 18). For example, the pixel drive circuit may be directly connected to a high-potential power supply, and may have a circuit configuration in which a constant voltage level is constantly applied. In this case, the pixel drive circuit shown in FIGS. A configuration without the
[0105]
(Configuration example of pixel driving circuit)
Next, a pixel driving circuit applied to each display pixel of the above-described display device (display panel) will be briefly described.
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing one example of a pixel drive circuit applicable to the display device according to the present embodiment. Note that the pixel driving circuit described here is merely an example which can be applied to the display device of the present invention, and may have another circuit configuration having an equivalent operation function. Nor.
[0106]
As shown in FIG. 13, the pixel drive circuit DCx according to the present embodiment has, for example, a gate terminal connected to the scan line SL near the intersection of the scan line SL and the data line DL arranged orthogonally to each other. , A source terminal is connected to the power supply line VL arranged in parallel with the scanning line SL, an n-channel transistor Tr81 whose drain terminal is connected to the contact Nxa, a gate terminal is connected to the scanning line SL, and a source terminal and a drain terminal are connected. An n-channel transistor Tr82 connected to the data line DL and the contact Nxb, an n-channel transistor Tr83 whose gate terminal is connected to the contact Nxa, an n-channel transistor Tr83 whose source and drain terminals are connected to the power supply line VL and the contact Nxb, respectively, Nxa and a capacitor Cx connected between the contact Nxb.
[0107]
In the organic EL element OEL whose light emission luminance is controlled by the light emission drive current supplied from the pixel drive circuit DCx, the anode terminal is connected to the contact Nxb of the pixel drive circuit DCx, and the cathode terminal is connected to the ground potential Vgnd. Are connected to each other. Here, the capacitor Cx may be a parasitic capacitance formed between the gate and the source of the n-channel transistor Tr83, or a capacitive element may be separately added between the gate and the source in addition to the parasitic capacitance. Such a configuration may be used.
[0108]
In the drive control operation of the organic EL element OEL in the pixel drive circuit DCx having such a configuration, first, a high-level (selection level) scan signal Vsel is applied to the scan line SL during the write operation period. , A low-level power supply voltage Vsc is applied to the power supply line VL. Further, in synchronization with this timing, a predetermined write current Ipix (corresponding to the above-described load drive current ID) necessary for causing the organic EL element OEL to emit light at a predetermined luminance gradation is supplied to the data line DL. I do. Here, a negative current is supplied as the write current Ipix, and the current is drawn in the direction of the
[0109]
Accordingly, the n-channel transistors Tr81 and Tr82 constituting the pixel driving circuit DCx are turned on, and the low-level power supply voltage Vsc is applied to the contact Nxa (that is, the gate terminal of the n-channel transistor Tr83 and one end of the capacitor Cx). And a voltage level lower than the low-level power supply voltage Vsc through the n-channel transistor Tr82 due to the operation of drawing the write current Ipix into the contact Nxb (that is, the source terminal of the n-channel transistor Tr83 and (The other end of the capacitor Cx).
[0110]
As described above, when a potential difference is generated between the contacts Nxa and Nxb (between the gate and the source of the n-channel transistor Tr83), the n-channel transistor Tr83 is turned on, and the power supply line VL is connected to the n-channel transistor Tr83. A write operation current corresponding to the write current Ipix flows in the direction of the data line DL via the Nxb and the thin film transistor Tr82 (see FIG. 12 described later).
At this time, a charge corresponding to the potential difference generated between the contacts Nxa and Nxb is accumulated in the capacitor Cx, and is held (charged) as a voltage component. At this time, the potential applied to the anode terminal (contact point Nxb) of the organic EL element OEL becomes lower than the potential (ground potential) of the cathode terminal, and the reverse bias voltage is applied to the organic EL element OEL. Therefore, no light emission drive current flows through the organic EL element OEL, and no light emission operation is performed.
[0111]
Next, in the light emitting operation period, a low-level (non-selection level) scan signal Vsel is applied to the scan line SL, and a high-level power supply voltage Vsc is applied to the power supply line VL. Further, in synchronization with this timing, the operation of drawing in the write current Ipix (that is, the write control current) is stopped.
As a result, the n-channel transistors Tr81 and Tr82 are turned off, the application of the power supply voltage Vsc to the contact Nxa is cut off, and the application of the voltage level due to the drawing operation of the write current Ipix to the contact Nxb is stopped. Since the cutoff is performed, the capacitor Cx holds the charge accumulated in the above-described write operation.
[0112]
As described above, since the capacitor Cx holds the charge voltage at the time of the write operation, the potential difference between the contacts Nxa and Nxb (between the gate and source of the Tr83 of the n-channel transistor) is held, and the n-channel The type transistor Tr83 maintains the ON state. Further, since the power supply voltage Vsc having a voltage level higher than the ground potential is applied to the power supply line VL, the potential applied to the anode terminal (contact Nxb) of the organic EL element OEL is equal to the potential of the cathode terminal (ground). Potential).
[0113]
Therefore, a light emission drive current flows from the power supply line VL to the organic EL element OEL in the forward bias direction via the n-channel transistor Tr83 and the contact Nxb, and the organic EL element OEL emits light with a predetermined luminance gradation. Here, since the potential difference (charging voltage) held by the capacitor Cx1 corresponds to the potential difference when a write operation current flows through the n-channel transistor Tr83 during the write operation, the light emission drive flowing through the organic EL element OEL is performed. The current has a current value equivalent to the write operation current. Accordingly, in the light emitting operation period, the light emission drive current is continuously supplied based on the voltage component corresponding to the predetermined light emission state (luminance gradation) written in the write operation period, and the organic The EL element OEL continues to emit light at a desired luminance gradation (see FIG. 12 described later). As described above, in the pixel drive circuit according to the present embodiment, the n-channel transistor Tr83 has a function as a light emission drive transistor.
[0114]
(Example of data driver configuration)
Next, a configuration of a data driver applied to the above-described display device will be described.
The data driver applied to the display device according to the present embodiment is provided with two sets of write current generation circuits each having a basic configuration of the current generation supply circuit shown in FIG. The write current generation circuits of each set are configured to perform the capture and holding of the display data and the generation and supply (draw-in) of the write current in a complementary and continuous manner at the timing. Here, in the present configuration example, a positive reference current having a constant current value is supplied from a single current generation source to the write current generation circuit group.
[0115]
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a data driver applied to the display device according to the present embodiment. FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a specific example of a write current generation circuit applied to the data driver according to the present embodiment. FIG. 16 is a diagram illustrating an inversion latch circuit applied to the data driver according to the present embodiment. FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a specific example of a selection setting circuit. Here, the description will be made in association with the configuration of the above-described current generation and supply circuit.
[0116]
Specifically, for example, as shown in FIG. 10, the
Here, the two sets of write current
[0117]
Each of the two sets of write current
[0118]
For example, as shown in FIG. 15, the operation setting circuit 40x is provided with a current path on the data line DL (corresponding to the above-described current supply line CL), and has a control terminal with a selection setting signal (non-selection signal) from the
[0119]
In the write current generation circuit ISx having such a configuration, when a high-level selection setting signal (a control signal for setting the write current generation circuit to the selected state) is input from the
[0120]
Further, when all the display data D0 to D3 are set to “0” and the display pixel is caused to emit light (for example, black display operation) in a specific state, the output of the write current Ipix in the current generation unit 20x is output. At the same time, the specific state setting unit 30x applies the specific voltage (black display voltage) Vbk corresponding to the black display operation to the current output contact OUTi (the connection contact of the specific state setting unit) of the current generation unit 20x.
Thus, in a normal gradation display operation except for the black display state, the write current Ipix generated based on the display data D0 to D3 is supplied to the display pixels via the data line DL. A predetermined black display voltage Vbk is applied to the data line DL while the supply of the write current Ipix is cut off.
[0121]
On the other hand, when a low-level selection setting signal (a control signal for setting the write current generation circuit to the non-selection state) is input from the
[0122]
As a result, although the write current Ipix is generated based on the display data D0 to D3, the write current Ipix is not supplied to the data line DL, and the write current generation circuit is substantially set to a non-selected state. That is, the signal levels of the selection setting signals (the non-inverted signal SLa and the inverted signal SLb of the switching control signal SEL) input to the two sets of write
[0123]
The inverting latch circuit 131 and the
Specifically, the inverting latch circuit 131 and the
[0124]
In the inversion latch circuit 131 and the
[0125]
(Display device drive control method)
Next, the operation of the display device having the above-described configuration will be described with reference to the drawings.
FIG. 17 is a timing chart illustrating an example of a control operation in the data driver according to the present embodiment, and FIG. 18 is a timing chart illustrating an example of a control operation in the display panel (display pixel) according to the present embodiment. Here, in addition to the configuration of the data driver shown in FIGS. 14 and 15, the description will be given with reference to the configuration of the current generation and supply circuit shown in FIGS.
[0126]
First, the control operation in the
In particular, in the data driver according to the present embodiment, in addition to the signal holding operation and the current generation / supply operation, for example, a black display operation is performed in which the display pixels constituting the display panel simultaneously emit light at the lowest luminance gradation. , The supply of the write current Ipix to all the data lines DL1, DL2,... Is cut off, and the specific black display voltage Vbk is applied to all the data lines DL1, DL2,. Controlled.
[0127]
In the signal holding operation, as shown in FIG. 17, first, one of the write current generating circuit groups is set to the selected state by the
[0128]
In the current generation and supply operation, as shown in FIG. 17, based on the holding signals D10 to D13, a plurality of switch transistors (the transistors Tr26 to T29 shown in FIG. 3) provided in the current generation unit 20x are turned on. The on / off state is controlled, and the combined current of the gradation currents flowing through the gradation current transistors (transistors Tr22 to T25 shown in FIG. 3) connected to the switch transistor that has been turned on is used as the write current Ipix for each data line. Are supplied sequentially via DL1, DL2,.
[0129]
Here, the write current Ipix is set, for example, so as to be supplied to all the data lines DL1, DL2,... In parallel (ie, concurrently) for at least a certain period. In the present embodiment, as described above, a predetermined ratio (for example, a × 2) defined in advance by a transistor size with respect to a single reference current Iref. n N = 0, 1, 2, 3,...), And a predetermined gradation current is selected by an on / off operation of the switch transistor based on the holding signal. Then, a write current Ipix having a negative polarity is generated, and the write current Ipix is caused to flow from the data lines DL1, DL2,... In the direction of the
[0130]
Further, in the black display operation, as shown in FIG. 17, the display data D0 to D3 are set in the black display state (the holding signals D10 to D13 are all “0”), so that they are provided in the current generation unit 20x. All of the switch transistors (the transistors Tr26 to T29 shown in FIG. 3) are turned off to shut off the gradation current and stop supplying the write current Ipix. At this time, at the same time, the NOR
[0131]
As shown in FIG. 18, the control operation of the
[0132]
That is, in the writing operation period Tse for the display pixels, as shown in FIG. 18, the scan driver 120 and the
[0133]
As shown in FIG. 18, by sequentially and repeatedly executing such a series of drive control operations for the display pixel groups of all rows configuring the
[0134]
Therefore, in the
[0135]
In the
[0136]
In the present embodiment, a case has been described in which a data driver having two sets of write current generation circuits is applied to each data line provided on the display panel. However, the present invention is not limited to this. For example, a data driver that includes a single write current generation circuit for each data line and performs operations of fetching and holding display data in a time series and generating and supplying a write current is provided. It may be applied.
[0137]
Further, in the present embodiment, the configuration corresponding to the current sink method has been described as the data driver and the display pixel (pixel driving circuit). However, the present invention is not limited to this, and FIGS. As shown, a circuit configuration of a current application method for supplying a write current from a data driver in a display pixel direction can be applied. Hereinafter, a case where a current application method is applied will be described as another example of the above-described display device (display panel).
[0138]
A display device to which the current application method is applied generally has a configuration including a display panel, a scan driver, a data driver, a system controller, and a display signal generation circuit similar to those of the above-described first embodiment (FIGS. 10 to 12). However, each display pixel (pixel drive circuit) and data driver that constitute the display panel have different configurations as described below.
(Pixel drive circuit)
FIG. 19 is a circuit configuration diagram showing one example of a pixel drive circuit applied to the present embodiment. Note that the pixel driving circuit described here is merely an example which can be applied to the display device of the present invention, and may have another circuit configuration having an equivalent operation function. Nor.
[0139]
As shown in FIG. 19, the pixel drive circuit DCy according to the present embodiment has a gate terminal near the intersection of the scan line SL and the data line DL, a gate terminal on the scan line SL, a source terminal on the scan line SL, a source terminal A p-channel transistor Tr91 having a drain terminal connected to the power supply contact + V and the contact Nya, an n-channel transistor having a gate terminal connected to the scanning line SL, and a source terminal and a drain terminal connected to the data line DL and the contact Nya, respectively. Tr92, a p-channel transistor Tr93 having a gate terminal connected to the contact Nyb, a source terminal and a drain terminal connected to the contact Nya and the contact Nyc, a gate terminal connected to the scan line SL, and a source terminal and a drain terminal connected to the contact Nyb. N-channel transistors Tr connected to the contacts Nyc, respectively 4 has a capacitor Cy connected between contacts Nya and contact Nyb, a configuration with a. Here, the power supply contact + V is connected to the power supply driver shown in the above-described embodiment or directly to a high-potential power supply via a power supply line (not shown), and a constant high-potential voltage is applied.
[0140]
In the organic EL element OEL whose light emission luminance is controlled by the light emission drive current supplied from the pixel drive circuit DCy, the anode terminal is connected to the contact Nyc of the pixel drive circuit DCy, and the cathode terminal is connected to the ground potential Vgnd. Are connected to each other. Here, the capacitor Cy may be a parasitic capacitance formed between the gate and the source of the p-channel transistor Tr93, or a capacitive element may be separately added between the gate and the source in addition to the parasitic capacitance. Such a configuration may be used.
[0141]
In the drive control operation of the organic EL element OEL in the pixel drive circuit DCy having such a configuration, first, for example, a high-level (selection level) scan signal Vsel is applied to the scan line SL during the write operation period. At the same time, in synchronization with this timing, a write current Ipix for causing the organic EL element OEL to emit light at a predetermined luminance gradation is supplied to the data line DL. Here, a positive polarity current is supplied as the write current Ipix, and the
[0142]
As a result, the n-channel transistors Tr92 and Tr94 constituting the pixel driving circuit DCy are turned on, and the p-channel transistor Tr91 is turned off, so that the positive polarity corresponding to the write current Ipix supplied to the data line DL is increased. A potential is applied to the contact Nya. Further, the contact Nyb and the contact Nyc are short-circuited to have the same potential, and the potential between the gate and the source and the potential between the source and the drain of the p-channel transistor Tr93 are controlled to the same potential. As a result, a potential difference corresponding to the write current is generated in the capacitor Cy (between the contact point Nya and the contact point Nyb), and a charge corresponding to the potential difference is accumulated and held (charged) as a voltage component.
[0143]
Next, during the light emitting operation period, a low-level (non-selection level) scan signal Vsel is applied to the scan line SL, and the supply of the write current Ipix is shut off in synchronization with this timing. As a result, the n-channel transistors Tr92 and Tr94 are turned off to electrically cut off the connection between the data line DL and the contact Nya and between the contact Nyb and the contact Nyc. Holds the accumulated charge.
[0144]
As described above, since the capacitor Cy holds the charging voltage at the time of the write operation, the potential difference between the contact points Nyb and Nyc (between the gate and source of the Tr 93 of the p-channel transistor) is held. The channel transistor Tr93 is turned on. Further, the p-channel transistor Tr91 is simultaneously turned on by the application of the scanning signal Vsel (low level). Therefore, the organic EL element OEL is supplied from the power supply contact + V (high potential power supply) via the p-channel transistors Tr91 and Tr93. , A light emission drive current according to the write current Ipix flows, and the organic EL element OEL emits light with a predetermined luminance gradation. As described above, in the pixel drive circuit according to the present embodiment, the p-channel transistor Tr93 has a function as a light emission drive transistor.
[0145]
(Data driver)
Next, the configuration of the data driver applied to the present embodiment will be described.
The data driver applied to the display device according to the present embodiment is provided with two sets of write current generation circuits each having a basic configuration of the current generation supply circuit shown in FIG. At each timing, the write current generation circuits of each set are configured to fetch and hold the display data and perform the operation of generating and supplying (flowing; applying) the display current in a complementary and continuous manner. Here, in the present configuration example, a negative reference current having a constant current value is supplied from a single current generation source to the write current generation circuit group.
[0146]
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a data driver applied to the display device according to the embodiment. FIG. 21 is a diagram illustrating a write current generation circuit applied to the data driver according to the embodiment. It is a block diagram which shows one specific example. Here, the description will be made in association with the configuration of the above-described current generation and supply circuit. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be simplified or omitted.
[0147]
Specifically, for example, as shown in FIG. 20, the
Here, at least the display data D0 to D3 are commonly input to the two sets of write current generation circuit groups 132C and 133D, and the reference current Iref having a constant current value constantly by the current generation source IR. Are configured to be commonly extracted.
[0148]
Each of the two sets of write current generation circuit groups 132C and 133D includes a plurality of write current generation circuits ILC1, ILC2,... And ILD1, ILD2,. Circuits ILC1, ILC2,... And ILD1, ILD2,... (Corresponding to the current generation and supply circuit ISB shown in FIG. 6; hereinafter, collectively referred to as “write current generation circuit ISy”) are shown in FIG. As shown, in addition to a signal latch unit 10y, a current generation unit 20y, and a specific state setting unit 30y equivalent to the configuration shown in the above-described current generation and supply circuit (see FIG. 6), each document is generated based on a switching control signal SEL. It has a configuration including an operation setting circuit 40y for selectively setting the operation state of the input current generation circuit ISy. Here, the signal latch unit 10y, the current generation unit 20y, and the specific state setting unit 30y correspond to the
[0149]
For example, as shown in FIG. 21, the operation setting circuit 40y is provided with a current path in the data line DL, and a control terminal having an inverted signal of a selection setting signal (non-inverted signal SLa or inverted signal SLb) from the
[0150]
In the write current generation circuit ILy having such a configuration, when a high-level selection setting signal is input from the
[0151]
When all the display data D0 to D3 are set to “0” and the display pixel performs the black display operation, the output of the write current Ipix in the current generation unit 20y is cut off and the specific state setting unit 30y As a result, the specific voltage (black display voltage) Vbk corresponding to the black display operation is applied to the current output contact OUTi of the current generator 20y.
Thus, in a normal gradation display operation except for the black display state, the write current Ipix generated based on the display data D0 to D3 is supplied to the display pixels via the data line DL. A predetermined black display voltage Vbk is applied to the data line DL while the supply of the write current Ipix is cut off (the write current generation circuit is selected).
[0152]
On the other hand, when a low-level selection setting signal is input from the
As a result, as in the above-described embodiment, the write current Ipix is generated based on the display data D0 to D3, but is not supplied to the data line DL. It is set to the selected state.
[0153]
The control operation in the
[0154]
In the current generation / supply operation, the holding signal D10 * ~ D13 * , A predetermined gradation current is selected and synthesized from a plurality of gradation currents having a predetermined current value, and a positive polarity write current Ipix is generated. Are supplied sequentially so as to flow in the display pixel direction via the lines DL1, DL2,.
[0155]
Furthermore, in the black display operation, the display data D0 to D3 are set to the black display state (the holding signals D10 to D13 are all “0”), so that the grayscale current and the write current Ipix in the current generation unit 20y are changed. The generation and supply are stopped, and the black state is determined by the specific state setting unit 30y. The voltage Vbk corresponding to black display (light emission operation at the lowest luminance gradation) is applied to each of the data lines DL1, DL2,. Are sequentially applied.
[0156]
Therefore, in the display device to which the
[0157]
<Second embodiment>
Next, an embodiment in which the current generation and supply circuit according to the present invention is applied to a pixel driving circuit provided for each display pixel included in a display device (display panel) will be described with reference to the drawings.
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a display device (display panel) to which the current generation and supply circuit according to the present invention can be applied. FIG. 23 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a pixel drive circuit applied to the display device according to the embodiment. FIG. 24 is a circuit diagram of a data driver applied to the display device according to the embodiment. FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing one embodiment. Here, a case where the current generation and supply circuit having the configuration shown in FIGS. 1 to 3 is applied to each pixel driving circuit will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.
[0158]
As shown in FIG. 22, a display device 100C according to the present embodiment includes a display panel 110C, a
[0159]
Specifically, as shown in FIG. 22, the display panel 110C applied to the present embodiment includes a plurality of scanning lines SL arranged in parallel and a plurality of scanning lines SL orthogonal to the scanning lines SL. A plurality of data line groups DLz arranged in groups of four (in this embodiment, four), and a plurality of displays arranged near each intersection of the scanning line SL and the data line group DLz. A pixel (a configuration including a pixel driving circuit DCz and an organic EL element OEL to be described later in FIG. 22) and a single current source that constantly supplies a reference current Ipix having a constant current value to the plurality of display pixels And an IR.
[0160]
Here, as shown in FIG. 22, each display pixel has a scan signal Vsel applied from the
[0161]
Specifically, as shown in FIG. 23, the pixel driving circuit DCz supplies one row supplied from the
[0162]
That is, the pixel drive circuit DCz has the same configuration as the current generation supply circuit according to the present invention (see FIG. 1). Here, although not shown, the current latch unit 10z has a configuration including a plurality (four) of latch circuits corresponding to each of the grayscale data DP0 to DP3, similarly to the configuration illustrated in FIG. ing. Further, in the present embodiment, as described later, the light emitting drive current of the negative polarity is generated by the current generator 20z, and the light emission drive current flows from the organic EL element side toward the current generator 20z. An anode terminal of the OEL is connected to a power supply contact + V connected to a predetermined high-potential power supply, and a cathode terminal is connected to a current output contact OUTi of the current generation unit 20z.
[0163]
In the drive control operation of the organic EL element OEL in the pixel drive circuit DCz having such a configuration, first, for example, a high-level (selection level) scan signal Vsel is applied to the scan line SL, and at this timing, Synchronously, the
[0164]
As in the above-described embodiment (see FIG. 3), the current generating unit 20z converts the plurality of gradation currents having a current value of a predetermined ratio generated based on the reference current Iref into the holding signals DP10 to DP13. A light emission drive current obtained by selecting and combining only a specific gradation current according to the signal level is supplied to the organic EL element OEL via the current output contact OUTi (in this embodiment, the organic EL element A light emission drive current flows from the OEL side so as to be drawn in the pixel drive circuit DCz direction). As a result, a light emission drive current according to the display data D0 to D3 (grayscale data DP0 to DP3) flows in the forward bias direction to the organic EL element OEL, and the organic EL element OEL emits light at a predetermined luminance gradation.
When the display data D0 to D3 are in the black display state (the gradation data DP0 to DP3 or the output signals DP10 to DP13 are all “0”), none of the plurality of gradation currents is selected, and The light emission drive current is not supplied to the EL element OEL.
[0165]
As shown in FIG. 23, the black display setting unit 30z displays the display data D0 to D3 (gradation data DP0 to DP3) in black based on the signal levels of the output signals DP10 to DP13 output from the current latch unit 10z. Only in the state, the voltage required for the organic EL element OEL to emit light at the lowest luminance gradation (specifically, the voltage level of the high-potential power supply connected to the power supply contact + V, the black display voltage Vbk, Is applied). Accordingly, when the display data D0 to D3 are in the black display state (the output signals DP10 to DP13 are all “0”), in synchronization with the timing at which the supply of the light emission drive current is cut off by the current generation unit 20z, A predetermined black display voltage is applied to the cathode terminal of the organic EL element OEL, and a minute current flows as a light emission drive current based on the potential difference between the voltage level of the high potential power supply and the black display voltage Vbk, so that the organic EL element OEL Emit light at the optimum luminance gradation.
[0166]
Further, as shown in FIG. 24, for example, as shown in FIG. 24, the
[0167]
Note that, in the present embodiment, as a configuration of the data driver, a configuration in which only one latch circuit (latch circuit unit) is provided for each data line group arranged on the display panel has been described. The present invention is not limited to this. As shown in the above-described embodiment, two sets of latch circuits (latch circuit units) are provided for each data line group, and one of the latch circuit units has display data D0 to i-th row. During the operation of fetching and holding D3, the operation of supplying the display data of the (i-1) th row held as the grayscale data DP0 to DP3 to the other latch circuit unit is performed by two sets of latch circuit units. The gradation data DP0 to DP3 may be alternately and continuously supplied to the display pixels of each row.
[0168]
(Display device drive control method)
Next, the operation of the display device having the above-described configuration will be described with reference to the drawings.
FIG. 25 is a timing chart illustrating an example of a control operation in the display device (the data driver and the display panel) according to the present embodiment. FIG. 26 is a circuit diagram showing another example of the pixel drive circuit applied to the display device according to the present embodiment.
[0169]
First, as shown in FIG. 25, the control operation in the
[0170]
Here, in the display data holding operation, based on shift signals SR1, SR2, SR3,... Sequentially output from the
In the grayscale data supply operation, the display data D0 to D3 held in the latch units LD1, LD2, LD3,... Are grayscaled based on the output enable signal WE output from the
[0171]
As shown in FIG. 25, the control operation of the display panel 110C (display pixel) is performed by applying a scan signal Vsel to a scan line SL of a specific row (i-th row) by a
[0172]
Then, in an operation state other than the black display operation (a state in which the display data D0 to D3 are not all “0”), the current generator 20z displays the display data D0 to D0 based on the reference current Iref and the output signals DP10 to DP13. A light emission drive current corresponding to D3 (gradation data DP0 to DP3) is generated and supplied to the organic EL element OEL. Thereby, the organic EL element OEL emits light at a predetermined luminance gradation. On the other hand, when the display data D0 to D3 are in the black display state, the supply of the light emission drive current in the current generation unit 20z is cut off, and the predetermined black display voltage Vbk is applied to the organic EL element OEL by the black display setting unit 30z. As a result, a minute current set in advance flows through the organic EL element OEL, and the light emitting operation is performed at the optimum luminance gradation.
The above-described series of control operations is sequentially performed for all the rows configuring the display panel 110C, and the light-emitting operation of the organic EL element OEL in each row (operation of supplying a light-emitting drive current) is performed by applying the next scan signal Vsel. Until the pixel driving circuit DCz keeps the operation.
[0173]
Therefore, in the display device 100C according to the present embodiment, during a normal gradation display operation, a gradation current corresponding to the display data D0 to D3 is generated by the pixel driving circuit DCz (current generation unit 20z) provided for each display pixel. The generated and combined light-emission drive current having an appropriate current value is supplied to the light-emitting element, and a light-emission operation is performed with a good luminance gradation. On the other hand, during a black display operation, a current provided in the pixel drive circuit DCz The supply of the light emission drive current by the generation unit 20z is cut off, and the black display setting unit 30z applies a black display voltage corresponding to the light emission operation at the lowest luminance gradation to the light emitting element to perform the black display operation. It is possible to quickly shift to the black display state while realizing good gradation display, and to improve display response characteristics and display image quality in the display device.
[0174]
Further, in the display device according to the present embodiment, the grayscale data DP0 to DP3 formed by a plurality of bits of digital signals corresponding to the display data D0 to D3 via the data line groups DLz arranged on the display panel 110C. Are directly supplied to the display pixels, and a plurality of gray scale currents having a current value defined in advance in a pixel drive circuit DCz provided in each display pixel, a specific gray scale current corresponding to the display data D0 to D3. Are selected and combined to generate a light emission drive current composed of an analog signal. Therefore, writing composed of an analog signal to a display pixel via a data line, as is often used in the prior art, is performed. Compared with the configuration for supplying current, the signal-to-noise characteristic (S / N ratio) is improved by being less susceptible to deterioration of the signal level and external noise. It can be. Therefore, a light emission drive current composed of an analog current having an appropriate current value corresponding to the display data can be generated by a relatively simple circuit configuration, and the display pixel (light emitting element) can emit light with an appropriate luminance gradation. As a result, the display quality can be improved.
[0175]
Note that, in the above-described embodiment, a configuration corresponding to the current sink system in which the light emission drive current generated by the pixel drive circuit DCz is drawn from the organic EL element OEL side as the display pixel has been described. The present invention is not limited to this. By applying the configuration shown in FIGS. 6 to 9 described above, as shown in FIG. 26, the light emission drive current generated by the pixel drive circuit DCz ′ is converted to the current generation unit 20z ′, A configuration corresponding to a current application method for supplying a current so as to flow in the direction of the organic EL element OEL can be applied. In this case, in the configuration of the display device as shown in the above-described embodiment (see FIG. 22), the other end (+ V connection side) of the current generation source is connected to a low potential power source (ground potential). The reference current Iref is set so as to be drawn from the display panel (display pixel) side toward the low potential power supply.
[0176]
In each of the embodiments described above, a 4-bit digital signal is applied as display data, 4 Although the case where the display operation of = 16 gradations is performed has been described, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to image display with more gradations.
In the above-described embodiment, only the case where the current generation and supply circuit according to the present invention is applied to a data driver or a pixel driving circuit of a display device has been described, but the present invention is not limited to such an application example. Instead, for example, like a drive circuit of a printer head formed by arranging a large number of light emitting diodes, a current having a predetermined current value is supplied to operate in a predetermined drive state corresponding to the current value. The present invention can be favorably applied to a drive circuit of a device including a large number of functional elements.
[0177]
(Structure of field-effect transistor)
Next, structures of a current generation supply circuit according to the present invention and a field effect transistor (thin film transistor) applicable to a pixel driving circuit provided in a display panel of a display device will be described.
FIG. 27 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of an n-channel transistor applied to the current generation and supply circuit and the display device according to the present invention. FIG. 28 is a diagram illustrating the current generation and supply circuit and the display device according to the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of a p-channel transistor applied.
[0178]
In each of the embodiments described above, the write current generation circuits ILA1, ILA2,..., ILB1, ILB2,. , Or a current generation unit when the current generation and supply circuits ISA and ISB (see FIGS. 1 and 6) according to the present invention are applied to the pixel drive circuits DCx to DCz configuring the
[0179]
Here, the voltage-current characteristics unique to the n-channel and p-channel transistors are verified using a basic circuit as shown in FIGS. 27A and 28A. 28B, the source-drain voltages Vds and -Vds originally have a specific voltage range, and the drain currents (source-drain currents) Ids and -Ids tend to be saturated, as indicated by broken lines. 27 (b) and 28 (b), the absolute value of the applied voltage (source-drain voltage Vds, -Vds) increases as shown by the solid line in FIG. The absolute values of the drain currents Ids and -Ids, which once have a tendency to saturate, tend to gradually increase.
[0180]
This is, for example, a field effect type having a semiconductor layer of an SOI (Silicon On Insulator) structure, which has been actively researched and developed since it has advantages such as high speed, low power consumption, and high integration in recent years. As verified in a transistor or the like, impact ionization is induced in the vicinity of an element isolation region where an electric field is concentrated, and carriers (holes in an n-channel transistor, electrons in a p-channel transistor) are generated by the collision ionization. It is considered that a kink phenomenon occurs in which the threshold voltage is reduced and the drain current is increased due to injection and accumulation (substrate floating effect) in the (body region).
[0181]
Therefore, due to the increase in the drain current (the generation of the kink current) due to such a kink phenomenon, it becomes impossible to obtain a satisfactory saturation characteristic of the drain current (voltage-current characteristic). For example, as shown in FIG. 3 or FIG. In the current mirror circuit or the like, the ratio of the current value of the gradation current to the reference current is not set as a desired design value (in the current generation and supply circuit according to the above-described embodiment, the ratio of the channel width of the transistor). The load cannot be operated in a desired driving state. Therefore, it is not possible to cause each of the display pixels to perform a light emission operation at an appropriate luminance gradation based on the display data, which may cause deterioration of display image quality.
[0182]
The same problem also occurs in a circuit configuration in which n-channel and p-channel field-effect transistors as shown in FIG. 13 or FIG. 19 are applied as the pixel driving circuits DCx and DCy forming display pixels. Can be mentioned. Hereinafter, the case of the pixel driving circuit shown in FIG. 19 will be described in detail.
FIG. 29 is a diagram showing a relationship between a voltage-current characteristic of a light emission driving transistor (p-channel transistor) and a current value of a drain current (light emission drive current) during a writing operation and a light emission operation. Here, description will be made with reference to the pixel driving circuit shown in FIG. 19 as appropriate.
[0183]
That is, as described above, in the pixel driving circuit DCy shown in FIG. 19, at the time of the writing operation, the p-channel transistor Tr91 is turned off by applying the high-level scanning signal Vsel to the scanning line SL, Since the n-channel transistors Tr92 and Tr94 are turned on, the write current Ipix flows into the organic EL element OEL via the n-channel transistor Tr92 and the p-channel transistor Tr93. At this time, since the n-channel transistor Tr94 is on, the voltage between the gate and the source (between the contacts Nya and Nyb) and the voltage between the source and the drain (between the contacts Nya and Nyc) of the p-channel transistor Tr93 are the same. The operating point on the voltage-current characteristic curve at this time is, for example, ACw in the region showing the saturation characteristic in FIG.
[0184]
On the other hand, at the time of light emission operation, a low-level scan signal Vsel is applied to the scan line SL to turn on the p-channel transistor Tr91 and turn off the n-channel transistors Tr92 and Tr94. Light emission drive current flows from the connected high potential power supply (not shown) to the organic EL element OEL via the p-channel transistors Tr91 and Tr93. At this time, since the n-channel transistor Tr94 is in the off state, the gate voltage (potential of the contact Nyb) of the p-channel transistor Tr93 is in a floating state. As the gate-source voltage of the p-channel transistor Tr93, the potential at the time of the write operation immediately before the switching of the scanning signal Vsel is held. Therefore, the operating point on the voltage-current characteristic curve at this time is, as shown in FIG. 29B, lower in the saturation region than in the operating point ACw (in FIG. 29B, The operating point ACh moves to the right. Here, the transition from the operating point ACw to the operating point ACh is a change in a saturated region where a substantially constant drain current −Ids flows regardless of the value of the source-drain voltage −Vds. The current (light emission drive current) flowing into the OEL is ideally controlled to a current value substantially equal to the current (write current Ipix) set and held during the write operation.
[0185]
However, as in the case described above, in the pixel driving circuit having the circuit configuration shown in FIG. 19, the inherent voltage-current characteristics of the n-channel transistor (p-channel transistor Tr93) are as shown in FIG. As shown in b), as the absolute value of the source-drain voltage -Vds increases, the kink phenomenon occurs in which the absolute value of the drain current -Ids gradually increases, so that the current flowing into the organic EL element OEL is generated. (Light emission drive current) has a value different from the current (write current Ipix) set during the write operation. For this reason, it becomes impossible to cause each display pixel to perform a light emitting operation at an appropriate luminance gradation based on the display data. Note that, here, the influence of the kink phenomenon has been described for the pixel driving circuit shown in FIG. 19, but even when the circuit configuration shown in FIG. 13 is used, the same effect as shown in FIG. Problem arises.
[0186]
Therefore, in the present invention, in order to suppress the above-described kink phenomenon, at least a transistor for flowing a reference current or a gradation current in a current generation and supply circuit, and a drive control for flowing a light emission drive current in a pixel drive circuit. (The transistor Tr93 shown in FIG. 19 or the transistor Tr83 shown in FIG. 13) is electrically connected (short-circuited) between the body region and the source region of the SOI field-effect transistor. It has a structure to which a transistor is applied.
[0187]
This will be specifically described below. Note that in the following description, a p-channel transistor having a body terminal structure will be described in detail, and description of an n-channel transistor will be appropriately simplified or omitted.
FIG. 30 is a schematic diagram showing a plan structure of a p-channel transistor (MOST) having a body terminal structure. FIG. 30A shows a plan structure of an active layer formed on a semiconductor substrate. 30 (b) shows a planar structure in a state where an electrode is formed on the active layer. FIGS. 31A and 31B are schematic diagrams showing a cross-sectional structure of a p-channel transistor having a body terminal structure. FIGS. 31A and 31B show cross-sectional structures of the planar structure shown in FIG. 30B. 31 (c) and (d) are circuit symbols showing a p-channel transistor and an n-channel transistor having a body terminal structure. Note that the field-effect transistor having a body terminal structure described here is merely an example applicable to the current generation supply circuit or the display device according to the present invention, and other transistor structures having equivalent element characteristics are used. Needless to say, they may have the same.
[0188]
A p-channel transistor having a body terminal structure is, as schematically shown in FIGS. 30A, 31A and 31B, an insulating film insS on one surface side of an n-type semiconductor substrate sub such as silicon. A source region (p) is sandwiched between a channel region (body region) Rchn in an n-type semiconductor layer (active layer Rac) formed by + ) RS and drain region (p + ) The RDs are formed apart from each other, and the channel region is formed in a direction perpendicular to the axis (the left-right direction in FIG. 30A) of the source region RS and the drain region RD (the vertical direction in FIG. 30A). The terminal area (n + ) RT has a structure formed by bonding. Then, on such an active layer Rac, as shown in FIGS. 30B and 31A and 31B, a gate electrode EG formed on a channel region chn via a gate insulating film insG. And a drain electrode ED that is ohmic-connected to the drain region RD, and a single body terminal electrode EB that is ohmic-connected to the source region RS and the terminal region RT. A p-channel transistor having such a body terminal structure is represented by a circuit symbol as shown in FIG.
[0189]
Although not shown, an n-channel transistor having a body terminal structure is substantially the same as the configuration shown in FIGS. 30 and 31A and 31B, and has an active layer made of a p-type semiconductor layer. The source region (n + ) And the drain region (n + ) Is formed, and the terminal region (p) is projected from the channel region. + ) Has a configuration formed by bonding. The structures of the gate electrode, the drain electrode, and the body terminal electrode are the same as those of the p-channel transistor. An n-channel transistor having such a body terminal structure is represented by a circuit symbol as shown in FIG.
[0190]
FIG. 32 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of an n-channel transistor having a body terminal structure, and FIG. 33 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of a p-channel transistor having a body terminal structure. FIG. 34 is a circuit diagram showing a specific example in which the n-channel transistor having the body terminal structure described above is applied to the current mirror circuit unit of the current generating unit shown in FIG. FIG. 8 is a circuit configuration diagram illustrating a specific example in which the p-channel transistor having the body terminal structure described above is applied to the current mirror circuit unit of the current generation unit illustrated in FIG. 7. Further, FIG. 36 is a circuit diagram showing a specific example in which the n-channel transistor having the body terminal structure described above is applied to the light emission driving transistor of the pixel driving circuit shown in FIG. FIG. 20 is a circuit configuration diagram illustrating a specific example in which the p-channel transistor having the above-described body terminal structure is applied to the light emission driving transistor of the pixel driving circuit illustrated in FIG. 19. Here, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0191]
The specific voltage-current characteristics of the n-channel and p-channel transistors having such a body terminal structure are verified using a basic circuit as shown in FIGS. 32 (a) and 33 (a). As shown in (b) and FIG. 33 (b), when the source-drain voltages Vds and -Vds are in a specific voltage region, the drain currents Ids and -Ids show a good saturation tendency.
[0192]
This is because, of the electron-hole pairs generated near the boundary between the channel region Rchn and the drain region RD, minority carriers (electrons in a p-channel transistor and holes in an n-channel transistor) connect the body terminal electrode EB. Through the source region RS, the accumulation in the channel region Rchn is suppressed, and the decrease in the threshold voltage of the field effect transistor is alleviated, so that the kink phenomenon is suppressed (the generation of the kink current is suppressed). )
[0193]
Therefore, a field-effect transistor having such a voltage-current characteristic can be used, for example, as shown in FIGS. 34 to 37 in the
[0194]
In the above-described series of descriptions, the field-effect transistor having the body terminal structure is applied to the reference current transistor and the gradation current transistor of the current mirror circuit forming the current generation unit shown in FIGS. Alternatively, only the light emission driving transistor of the pixel driving circuit shown in FIGS. 13 and 19 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the pixel driving circuit shown in FIGS. Needless to say, it can be favorably applied to a pixel drive circuit having another circuit configuration while having the same function as the circuit.
[0195]
【The invention's effect】
As described above, according to the current generation and supply circuit and the control method thereof according to the present invention, a signal latch unit that holds a plurality of bits of a digital signal in parallel and a current value corresponding to the plurality of bits of a digital signal are stored. A current generating unit that generates and outputs a load driving current having a specific state setting unit that applies a specific voltage to the load instead of supplying the load driving current at the time of a specific operation in the load. At the time of the gray scale operation, a specific gray scale current is selected from a plurality of predetermined gray scale currents and synthesized according to the digital signal held in the signal latch unit by the current generating unit, and is used as the load drive current. When a specific operation of the load is performed such that all of the grayscale currents are not selected according to the digital signal, the specific voltage is directly applied to the load. Therefore, it is possible to eliminate the problem that the signal level applied to the load becomes a high impedance state due to the interruption of the load driving current and the operation state of the load becomes unstable. And good driving can be achieved.
[0196]
In the current generation unit, for example, the channel width of each thin film transistor through which a plurality of gradation currents flow is formed so as to have a predetermined ratio, respectively, or a plurality of different current sources individually supplied from a plurality of current generation sources. A reference current (gray-scale current) having a current value is taken in, a specific gray-scale current is selected and combined according to a digital signal of a plurality of bits, and a load drive current having a predetermined number of levels of current values is compared. It can be generated by a simple circuit configuration, and the load can be operated in an appropriate driving state.
[0197]
Further, in the current generation and supply circuit, at least as a transistor for passing a reference current or a gradation current directly related to generation of a load driving current, a so-called field-effect transistor having a body terminal structure is applied, so that a specific Since a voltage-current characteristic having a saturation region showing a substantially constant current value in a voltage range can be obtained, a load driving current having a current value appropriately corresponding to the signal level of the digital signal held in the signal latch unit can be obtained. Generated, and the load can be operated in an appropriate driving state.
[0198]
According to the display device of the present invention, the current generation supply circuit as described above is applied to a data driver or a pixel drive circuit in a display pixel, and a display pixel group arranged in a predetermined row of the display panel During the selection period, a composite current of a specific gradation current generated by the current generation unit based on the digital signal (display data) of a plurality of bits held in the signal latch unit as a write current or a light emission drive current. A normal gray scale display operation for supplying a display pixel or a light emitting element, and a black display for interrupting the supply of the writing current or the light emission driving current and applying a black display voltage (specific voltage) to the display pixel or the light emitting element. , A write current or a light emission drive current having an appropriate current value according to the display data is supplied to each display pixel or each source during a normal gradation display operation. The light is supplied to the element to perform a light emission operation with a good luminance gradation. On the other hand, during a black display operation, the supply of the writing current or the light emission drive current is cut off, and the display pixel is supplied with the lowest luminance gradation. A predetermined black display voltage corresponding to a light-emitting operation is applied to each display pixel or each light-emitting element, so that the display can be quickly shifted to a black display state, and display response characteristics and display image quality of the display device can be improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a current generation and supply circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a latch circuit according to the embodiment.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram illustrating a specific example of a current generation unit according to the embodiment.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing another specific example of the current generator according to the embodiment.
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a logic circuit applicable to a specific state setting unit according to the embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the current generation and supply circuit according to the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a specific example of a current generation unit applied to the current generation and supply circuit according to the embodiment.
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing another specific example of the current generation unit applied to the current generation and supply circuit according to the embodiment.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a logic circuit applicable to the specific state setting unit according to the embodiment.
FIG. 10 is a schematic block diagram showing a first embodiment of a display device to which a current generation and supply circuit according to the present invention can be applied.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a display panel applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating another configuration example of the display device according to the embodiment.
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing an example of a pixel drive circuit applicable to the display device according to the embodiment.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a data driver applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 15 is a configuration diagram showing a specific example of a write current generation circuit applied to the data driver according to the embodiment.
FIG. 16 is a circuit configuration diagram showing a specific example of an inversion latch circuit and a selection setting circuit applied to the data driver according to the embodiment.
FIG. 17 is a timing chart showing an example of a control operation in the data driver according to the embodiment.
FIG. 18 is a timing chart illustrating an example of a control operation in the display panel (display pixel) according to the embodiment.
FIG. 19 is a circuit diagram showing an example of a pixel drive circuit applied to the embodiment.
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a data driver applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 21 is a configuration diagram showing a specific example of a write current generation circuit applied to the data driver according to the embodiment.
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a display device (display panel) to which the current generation and supply circuit according to the present invention can be applied.
FIG. 23 is a circuit diagram showing an example of a pixel drive circuit applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 24 is a circuit configuration diagram showing an example of a data driver applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 25 is a timing chart illustrating an example of a control operation in the display device (the data driver and the display panel) according to the embodiment.
FIG. 26 is a circuit configuration diagram showing another example of the pixel drive circuit applied to the display device according to the embodiment.
FIG. 27 is a diagram showing voltage-current characteristics of an n-channel transistor applied to a current generation / supply circuit and a display device according to the present invention.
FIG. 28 is a diagram showing voltage-current characteristics of a p-channel transistor applied to a current generation and supply circuit and a display device according to the present invention.
FIG. 29 is a diagram illustrating a relationship between a voltage-current characteristic of a light-emitting drive transistor (p-channel transistor) and a current value of a drain current (light-emitting drive current) during a writing operation and a light-emitting operation.
FIG. 30 is a schematic diagram showing a plan configuration of a p-channel transistor (MOST) having a body terminal structure.
FIG. 31 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of a p-channel transistor having a body terminal structure.
FIG. 32 illustrates voltage-current characteristics of an n-channel transistor having a body terminal structure.
FIG. 33 is a diagram showing voltage-current characteristics of a p-channel transistor having a body terminal structure.
FIG. 34 is a circuit configuration diagram showing a specific example in which an n-channel transistor having a body terminal structure is applied to a current mirror circuit unit of a current generation unit.
FIG. 35 is a circuit configuration diagram showing a specific example in which a p-channel transistor having a body terminal structure is applied to a current mirror circuit unit of a current generation unit.
FIG. 36 is a circuit diagram showing a specific example in which an n-channel transistor having a body terminal structure is applied to a light emission driving transistor of a pixel driving circuit.
FIG. 37 is a circuit diagram showing a specific example in which a p-channel transistor having a body terminal structure is applied to a light emission driving transistor of a pixel driving circuit.
FIG. 38 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a data driver according to the related art.
[Explanation of symbols]
ISA, ISB current generation and supply circuit
10 Signal latch
20A, 20B current generator
21A, 21B Current mirror circuit section
22A, 22B switch circuit section
30A, 30B Specific state setting unit
LC0-LC3 Latch circuit
IRA, IRB Current source
100A-100C display device
110A-110C Display panel
120A-120C Scan driver
130A to 130C data driver
140 Power Driver
150 System controller
160 Display signal generation circuit
DCx to DCz pixel drive circuit
OEL Organic EL device
Claims (49)
前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記信号保持手段を介して出力される前記デジタル信号の各ビット値に応じて、前記階調電流の各々を選択的に合成し、負荷駆動電流として所定の負荷に供給する電流生成手段と、
前記負荷を特定の動作状態で駆動させるための特定電圧を、前記負荷に印加する特定状態設定手段と、
を備えていることを特徴とする電流生成供給回路。Signal holding means for holding a digital signal of a plurality of bits;
From a plurality of gray scale currents corresponding to each bit of the digital signal, each of the gray scale currents is selectively synthesized according to each bit value of the digital signal output via the signal holding unit, Current generating means for supplying a predetermined load as a load driving current;
A specific voltage for driving the load in a specific operation state, a specific state setting means for applying the load to the load,
A current generation / supply circuit comprising:
前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記負荷を最低階調状態で駆動させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、
を備えていることを特徴とする請求項1記載の電流生成供給回路。The specific state setting unit, a digital value determination unit that determines a state in which each of the grayscale currents are all unselected according to the digital signal,
Based on the determination result by the digital value determination unit, a specific voltage application unit that applies the specific voltage for driving the load in the lowest gradation state,
The current generation and supply circuit according to claim 1, further comprising:
前記デジタル信号の各ビットに対応し、単一の定電流源から供給される基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、
前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、
を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記負荷駆動電流として供給することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電流生成供給回路。The current generating means includes:
Corresponding to each bit of the digital signal, with respect to a reference current supplied from a single constant current source, a current mirror circuit unit that generates the plurality of gradation currents having current values of different ratios,
A switch circuit unit that selects the gradation current according to each bit value of the digital signal from the plurality of gradation currents;
5. The current generation and supply circuit according to claim 1, further comprising: supplying a selected combined current of the gradation currents as the load drive current. 6.
前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、
前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項6記載の電流生成供給回路。The current mirror circuit section includes:
A reference current transistor connected to the constant current source and through which the reference current flows;
A plurality of gray scale current transistors, each of which has a gate terminal connected in parallel to the reference current transistor and different transistor sizes, and through which the gray scale current flows,
The current generation and supply circuit according to claim 6, further comprising:
前記特定状態設定手段は、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を、前記発光素子に印加することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の電流生成供給回路。The load includes a current-driven light-emitting element that emits light at a predetermined luminance gradation according to a current value of the load driving current supplied from the current generating unit,
The current according to claim 1, wherein the specific state setting unit applies the specific voltage for causing the light emitting element to emit light at the lowest luminance gradation to the light emitting element. Generation supply circuit.
複数ビットのデジタル信号を取り込み保持する動作を、前記複数の負荷に対応して順次繰り返すステップと、
前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記保持された前記デジタル信号の各ビット値に応じて、特定の前記階調電流を選択して合成し、前記負荷駆動電流を生成するステップと、
前記負荷駆動電流を前記複数の負荷に対して、同時並行的に供給するステップと、
前記デジタル信号の各ビットが特定値の場合に、前記負荷を特定の動作状態で駆動させるための特定電圧を、前記負荷に対して印加するステップと、
を含むことを特徴とする電流生成供給回路の制御方法。A method for controlling a current generation and supply circuit for driving a plurality of loads in a predetermined operation state by individually supplying a predetermined load drive current to a plurality of loads,
Repeating the operation of capturing and holding a digital signal of a plurality of bits, sequentially corresponding to the plurality of loads;
From the plurality of gray scale currents corresponding to each bit of the digital signal, the specific gray scale current is selected and combined according to each bit value of the held digital signal to generate the load drive current Steps to
Supplying the load drive current to the plurality of loads simultaneously and in parallel;
When each bit of the digital signal has a specific value, applying a specific voltage for driving the load in a specific operation state to the load,
A method for controlling a current generation and supply circuit, comprising:
前記特定電圧を前記負荷に対して印加するステップは、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加するように設定されていることを特徴とする請求項15乃至22いずれかに記載の電流生成供給回路の制御方法。The plurality of loads includes a current-driven type light-emitting element that performs a light-emitting operation at a predetermined luminance gradation according to a current value of the load drive current,
The step of applying the specific voltage to the load is set so as to apply the specific voltage for causing the light emitting element to emit light with the lowest luminance gradation. 22. The control method of the current generation and supply circuit according to any one of 22.
前記信号駆動手段は、少なくとも、
前記表示信号に基づく複数ビットのデジタル信号を保持する信号保持手段と、
前記デジタル信号の各ビットに対応する複数の階調電流から、前記信号保持手段を介して出力される前記デジタル信号の各ビット値に応じて、前記階調電流の各々を選択的に合成し、前記駆動電流として前記表示画素に供給する電流生成手段と、
前記表示画素を特定の輝度階調で発光動作させるための特定電圧を、前記表示画素に印加する特定状態設定手段と、
を有する電流生成供給回路を複数具備することを特徴とする表示装置。At least a display panel in which a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines are disposed so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged in a matrix at intersections of the scanning lines and the signal lines; Scanning driving means for applying a scanning signal for setting a pixel to a selected state in a row unit to the scanning line, and signal driving means for supplying a driving current based on a display signal to each of the display pixels via the signal line. The driving current having a predetermined current value is supplied to the display pixel in the selected state, so that each of the display pixels emits light at a predetermined luminance gradation. A display device for displaying image information of
The signal driving means includes at least:
Signal holding means for holding a digital signal of a plurality of bits based on the display signal,
From a plurality of gray scale currents corresponding to each bit of the digital signal, each of the gray scale currents is selectively synthesized according to each bit value of the digital signal output via the signal holding unit, Current generating means for supplying the drive current to the display pixel,
A specific voltage for causing the display pixel to emit light at a specific luminance gradation, a specific state setting unit that applies the display pixel,
A display device comprising a plurality of current generation / supply circuits having the following.
前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記表示画素を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、
を備えていることを特徴とする請求項24記載の表示装置。The specific state setting unit, a digital value determination unit that determines a state in which each of the grayscale currents are all unselected according to the digital signal,
Based on the determination result by the digital value determination unit, a specific voltage application unit that applies the specific voltage for causing the display pixels to emit light at the lowest luminance gradation,
The display device according to claim 24, further comprising:
前記デジタル信号の各ビットに対応し、単一の定電流源から供給される基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、
前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、
を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記駆動電流として供給することを特徴とする請求項24乃至27のいずれかに記載の表示装置。The current generating means includes:
Corresponding to each bit of the digital signal, with respect to a reference current supplied from a single constant current source, a current mirror circuit unit that generates the plurality of gradation currents having current values of different ratios,
A switch circuit unit that selects the gradation current according to each bit value of the digital signal from the plurality of gradation currents;
28. The display device according to claim 24, further comprising: supplying a composite current of the selected gradation current as the drive current.
前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、
前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項28記載の表示装置。The current mirror circuit section includes:
A reference current transistor connected to the constant current source and through which the reference current flows;
A plurality of gray scale current transistors, each of which has a gate terminal connected in parallel to the reference current transistor and different transistor sizes, and through which the gray scale current flows,
The display device according to claim 28, further comprising:
前記駆動電流トランジスタの電圧−電流特性が、特定の電圧範囲において略一定の電流値を示す飽和領域を有していることを特徴とする請求項32記載の表示装置。The light emission drive unit configuring the display pixel includes a drive current transistor through which the light emission drive current flows,
33. The display device according to claim 32, wherein a voltage-current characteristic of the drive current transistor has a saturation region showing a substantially constant current value in a specific voltage range.
一方の前記電流生成供給回路において先に保持した前記複数ビットのデジタル信号に基づく前記駆動電流を前記表示画素に供給する動作期間中に、他方の前記電流生成供給回路において次の前記複数ビットのデジタル信号を保持する動作を、交互に順次繰り返し実行することを特徴とする請求項24乃至36のいずれかに記載の表示装置。The signal drive unit includes at least two sets of the current generation and supply circuits for each of the signal lines,
During the operation period of supplying the drive current based on the digital signal of the plurality of bits previously held in one of the current generation and supply circuits to the display pixel, the other of the current generation and supply circuit performs the next digital operation of the plurality of bits. 37. The display device according to claim 24, wherein the operation of holding the signal is alternately and repeatedly performed.
前記各表示画素を行単位で選択状態にするための走査信号を前記走査線に印加する走査駆動手段と、表示信号に基づく複数ビットのデジタル信号を、前記各信号線群を介して前記各表示画素に供給する信号駆動手段と、を備え、
前記表示画素は、少なくとも、
発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流駆動型の発光素子と、
前記複数ビットのデジタル信号を保持する信号保持手段と、単一の定電流源から供給される基準電流に基づいて、前記信号保持手段に保持された前記デジタル信号の値に応じた階調電流を生成して、前記発光駆動電流として前記発光素子に供給する電流生成手段と、前記発光素子を特定の輝度階調で発光動作させるための特定電圧を、前記発光素子に印加する特定状態設定手段と、を有する電流生成供給回路と、
を具備することを特徴とする表示装置。At least, a display panel in which a plurality of scanning lines and a plurality of signal line groups are arranged so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged in a matrix at intersections of the scanning lines and the signal line groups,
Scanning driving means for applying a scanning signal for setting each of the display pixels to a selected state in a row unit to the scanning line; and a digital signal of a plurality of bits based on a display signal, the display signal being transmitted through the signal line group. Signal driving means for supplying to the pixels,
The display pixel is at least:
A current-driven light-emitting element that performs light-emitting operation at a predetermined luminance gradation according to the current value of the light-emitting drive current;
A signal holding unit that holds the digital signal of the plurality of bits, and a grayscale current corresponding to a value of the digital signal held by the signal holding unit, based on a reference current supplied from a single constant current source. A current generating unit that generates and supplies the light emitting element as the light emission drive current to the light emitting element; and a specific state setting unit that applies a specific voltage for causing the light emitting element to emit light at a specific luminance gradation to the light emitting element. A current generation and supply circuit having
A display device comprising:
前記デジタル値判定部による判定結果に基づいて、前記発光素子を最低の輝度階調で発光動作させるための前記特定電圧を印加する特定電圧印加部と、
を備えていることを特徴とする請求項39記載の表示装置。The specific state setting unit, a digital value determination unit that determines a state in which each of the grayscale currents are all unselected according to the digital signal,
Based on the determination result by the digital value determination unit, a specific voltage application unit that applies the specific voltage for causing the light emitting element to emit light at the lowest luminance gradation,
The display device according to claim 39, further comprising:
前記デジタル信号の各ビットに対応し、前記基準電流に対して、各々異なる比率の電流値を有する前記複数の階調電流を生成するカレントミラー回路部と、
前記複数の階調電流から、前記デジタル信号の各ビット値に応じて前記階調電流を選択するスイッチ回路部と、
を備え、前記選択された前記階調電流の合成電流を、前記駆動電流として供給することを特徴とする請求項39乃至42のいずれかに記載の表示装置。The current generating means includes:
A current mirror circuit unit that corresponds to each bit of the digital signal and generates the plurality of gradation currents having current values of different ratios with respect to the reference current,
A switch circuit unit that selects the gradation current according to each bit value of the digital signal from the plurality of gradation currents;
The display device according to any one of claims 39 to 42, further comprising: supplying a composite current of the selected gradation current as the drive current.
前記定電流源に接続され、前記基準電流が流れる基準電流トランジスタと、
前記基準電流トランジスタのゲート端子に、各ゲート端子が並列的に接続されるとともに、トランジスタサイズが各々異なる、前記階調電流が流れる複数の階調電流トランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項41記載の表示装置。The current mirror circuit section includes:
A reference current transistor connected to the constant current source and through which the reference current flows;
A plurality of gray scale current transistors, each of which has a gate terminal connected in parallel to the reference current transistor and different transistor sizes, and through which the gray scale current flows,
42. The display device according to claim 41, further comprising:
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