JP2006071858A - Driving method for light emitting element and matrix type display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マトリクス型表示装置に関し、特にパッシブマトリクス型表示装置の駆動技術に関する。 The present invention relates to a matrix display device, and more particularly to a driving technique for a passive matrix display device.
近年の液晶テレビ、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)等に使用されるディスプレイは、その多くが発光素子をマトリクス型に配置したマトリクス型表示装置が用いられている。このようなマトリクス型表示装置は、マトリクスの行に対応した走査線と、列に対応したデータ線を有する。2つの信号線の交差する箇所に2つの信号線に挟むようにして発光素子が配置され、データ線および走査線に各発光素子の発光を制御するデータ信号および走査信号を印加することによって発光が制御される。 In recent years, a display used for a liquid crystal television, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistance) and the like is mostly a matrix type display device in which light emitting elements are arranged in a matrix type. Such a matrix display device has scanning lines corresponding to the rows of the matrix and data lines corresponding to the columns. Light emitting elements are arranged at the intersection of the two signal lines so as to be sandwiched between the two signal lines, and light emission is controlled by applying a data signal and a scanning signal for controlling light emission of each light emitting element to the data line and the scanning line. The
ここで、発光素子として、LED(Light Emitting Diode)やEL(Electro Luminescence)など電流によって輝度が制御されるデバイスを用いる場合には、データ線に電流源または電圧源を接続して各発光素子に発光階調に基づいた電流を供給することによってその輝度を制御する。 Here, when a device whose luminance is controlled by a current, such as an LED (Light Emitting Diode) or an EL (Electro Luminescence), is used as the light emitting element, a current source or a voltage source is connected to the data line to each light emitting element. The luminance is controlled by supplying a current based on the light emission gradation.
ここで、各発光素子が配置されるデータ線と走査線の交点には、2種類の信号線によって形成される寄生容量が存在する。したがって、例えばデータ線に定電流源を接続し、発光素子にパルス幅変調された定電流の発光制御信号を供給して発光させる場合を考えると、データ線と走査線間の電位差が発光素子の発光しきい値電圧よりも低い期間、定電流源から供給される定電流の発光制御信号は寄生容量を充電するために消費されるため、この充電に要する期間は非発光期間となる。このように、パルス幅変調されたデータ信号により輝度を制御する場合においては、寄生容量の存在により所望の階調で発光させることが難しくなるという問題がある。 Here, there is a parasitic capacitance formed by two types of signal lines at the intersection of the data line and the scanning line where each light emitting element is arranged. Therefore, for example, when a constant current source is connected to the data line and a light emission control signal having a constant current modulated with a pulse width is supplied to the light emitting element to emit light, a potential difference between the data line and the scanning line is Since the constant current light emission control signal supplied from the constant current source is consumed for charging the parasitic capacitance during a period lower than the light emission threshold voltage, the period required for this charging is a non-light emission period. As described above, when the luminance is controlled by the pulse width modulated data signal, there is a problem that it is difficult to emit light at a desired gradation due to the presence of the parasitic capacitance.
このような問題を解決するために、特許文献1に記載されるようなプリチャージ法が提案されている。プリチャージ法は、走査信号による行の選択がなされた直後に、データ信号の供給に先立ってデータ線に定電圧源を接続して発光素子を充電、すなわちプリチャージし、その後発光制御信号により所望の階調で発光素子を発光させる。
In order to solve such a problem, a precharge method as described in
ところが、上記特許文献に記載の技術によれば、走査信号による行の選択の後に、データ信号に定電圧を供給してプリチャージを行い、走査信号により選択された行の発光素子は、プリチャージが完了するのを待ってから発光制御される。そのため、走査信号による選択の後であっても、プリチャージが完了するまでの期間、発光制御することができない非発光期間が長時間にわたり発生する場合があった。 However, according to the technique described in the above-mentioned patent document, after the row is selected by the scanning signal, a constant voltage is supplied to the data signal to perform precharging, and the light emitting elements in the row selected by the scanning signal are precharged. The light emission is controlled after waiting for completion. For this reason, even after selection by the scanning signal, a non-light emission period during which light emission cannot be controlled may occur for a long time until the precharge is completed.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速なプリチャージを行い、高精度な階調表現を行うことが可能な駆動方式およびマトリクス型表示装置の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a driving method and a matrix display device that can perform high-speed precharge and perform high-precision gradation expression.
本発明のある態様は発光素子の駆動方法に関する。この発光素子の駆動方法は、マトリクス型に配置された発光素子の駆動方法であって、マトリクスの行ごとに設けられた複数の走査線に、一定周期で走査信号を供給することにより発光させる行を順次切り替える一方、マトリクスの列ごとに設けられた複数のデータ線には、発光階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を供給するとともに、走査信号によって発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間にわたり、発光階調とは無関係に発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を供給する。 One embodiment of the present invention relates to a method for driving a light emitting element. This light emitting element driving method is a driving method for light emitting elements arranged in a matrix type, and is a row that emits light by supplying scanning signals to a plurality of scanning lines provided for each row of the matrix at a constant period. Are switched sequentially, while a plurality of data lines provided for each column of the matrix are supplied with a constant current signal that is pulse-width modulated in accordance with the light emission gradation, and at the time when the row to be lit by the scanning signal is switched. A precharge signal for charging the light emitting element to a predetermined voltage is supplied for a predetermined period from a predetermined time in advance regardless of the light emission gradation.
「発光素子」とは、実際に発光する発光素子に加えて、発光素子が配置される走査線とデータ線の交点の寄生容量も含めた概念であり、「発光素子を充電する」とは、この寄生容量を充電することを意味する。
この態様によれば、走査線により発光する行が選択されるより前からプリチャージを開始するため、データ線の電位は、行が選択された後に短時間で所定の電圧まで立ち上がり、発光素子をすぐに発光させることができ、非発光期間を短縮して高精度な階調表現を行うことが可能となる。
“Light-emitting element” is a concept including a parasitic capacitance at the intersection of a scanning line and a data line in which the light-emitting element is arranged in addition to a light-emitting element that actually emits light. “Charging a light-emitting element” It means charging this parasitic capacitance.
According to this aspect, since the precharge is started before the row that emits light is selected by the scanning line, the potential of the data line rises to a predetermined voltage in a short time after the row is selected, and the light emitting element is turned on. Light can be emitted immediately, and the non-light emission period can be shortened to perform highly accurate gradation expression.
プリチャージ信号が複数のデータ線に供給される所定の期間は、パルス幅変調された定電流信号の最小階調に対応したパルス幅よりも短く設定されてもよい。
この場合、発光素子を発光させない、すなわちデューティ比0のパルス幅変調された定電流信号をデータ信号として供給した場合にも、プリチャージ信号に起因する発光はきわめて短時間となり、階調表現に与える影響を低減することができる。
The predetermined period during which the precharge signal is supplied to the plurality of data lines may be set shorter than the pulse width corresponding to the minimum gradation of the pulse current modulated constant current signal.
In this case, even when the light emitting element is not caused to emit light, that is, when a pulse current modulated constant current signal having a duty ratio of 0 is supplied as a data signal, the light emission caused by the precharge signal is extremely short and is given to gradation expression. The influence can be reduced.
プリチャージ信号は、発光階調に応じてパルス幅変調された定電流信号よりも大きな電流値を有する定電流信号であってもよい。大きな定電流により発光素子を充電することで短期間で発光素子を充電できるため、プリチャージを行う所定の期間を短く設定することができ、高精度な階調表現を実現することができる。 The precharge signal may be a constant current signal having a larger current value than a constant current signal that is pulse width modulated in accordance with the light emission gradation. Since the light-emitting element can be charged in a short period by charging the light-emitting element with a large constant current, the predetermined period for performing the precharge can be set short, and high-accuracy gradation expression can be realized.
プリチャージ信号は、定電圧信号であってもよい。定電圧源から定電圧を供給することにより発光素子の電圧は、寄生容量およびデータ線および走査線の抵抗値で決まるCR時定数に従って上昇するため、プリチャージ信号の定電圧値を調節することにより短時間で所望の電圧まで充電することができる。 The precharge signal may be a constant voltage signal. By supplying a constant voltage from a constant voltage source, the voltage of the light emitting element rises in accordance with a CR time constant determined by the parasitic capacitance and the resistance value of the data line and the scanning line. Therefore, by adjusting the constant voltage value of the precharge signal The battery can be charged to a desired voltage in a short time.
本発明の別の態様は、マトリクス型表示装置である。このマトリクス型表示装置は、マトリクス型に配置された発光素子と、マトリクスの行ごとに設けられた複数の走査線を駆動するための走査線駆動回路と、マトリクスの列ごとに設けられた複数のデータ線を駆動するためのデータ線駆動回路と、を備える。走査線駆動回路は、複数の走査線に一定周期で走査信号を供給することにより発光させる行を順次切り替える。一方、データ線駆動回路は、複数のデータ線に、発光階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を供給するとともに、発光させる行の切り替え時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間にわたり、発光階調とは無関係に発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を供給する。 Another embodiment of the present invention is a matrix display device. The matrix display device includes a light emitting element arranged in a matrix type, a scanning line driving circuit for driving a plurality of scanning lines provided for each row of the matrix, and a plurality of elements provided for each column of the matrix. And a data line driving circuit for driving the data lines. The scanning line driving circuit sequentially switches rows to emit light by supplying scanning signals to a plurality of scanning lines at a constant period. On the other hand, the data line driving circuit supplies a plurality of data lines with a constant current signal that is pulse-width modulated in accordance with the light emission gradation, and over a predetermined period from a predetermined time prior to the switching time of the light emitting row. A precharge signal for charging the light emitting element to a predetermined voltage is supplied regardless of the light emission gradation.
この態様によれば、走査線により発光する行が選択されるより前からプリチャージを開始するため、データ線の電位は、行が選択された後に短時間で所定の電圧まで立ち上がり、発光素子をすぐに発光させることができ、非発光期間を短縮して高精度な階調表現を行うことが可能となる。 According to this aspect, since the precharge is started before the row that emits light is selected by the scanning line, the potential of the data line rises to a predetermined voltage in a short time after the row is selected, and the light emitting element is turned on. Light can be emitted immediately, and the non-light emission period can be shortened to perform highly accurate gradation expression.
データ線駆動回路は、階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を生成するパルス幅変調電流源(以下、PWM電流源という)と、発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を、PWM電流源により生成される電流値より大きく設定された定電流として生成するプリチャージ電流源と、データ線に供給する信号を、PWM電流源またはプリチャージ電流源のいずれかに切り替えるためのスイッチと、を含んでもよい。スイッチは走査信号に同期しており、発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間はプリチャージ電流源側にオンし、それ以外の期間はPWM電流源側にオンしてもよい。 The data line driving circuit includes a pulse width modulation current source (hereinafter referred to as a PWM current source) that generates a constant current signal that is pulse width modulated in accordance with the gradation, and a precharge for charging the light emitting element to a predetermined voltage. To switch the signal supplied to the data line and the precharge current source that generates a signal as a constant current set larger than the current value generated by the PWM current source to either the PWM current source or the precharge current source The switch may be included. The switch is synchronized with the scanning signal, and the switch is turned on to the precharge current source side for a predetermined period from a predetermined time prior to the time when the row to emit light is switched. Good.
データ線駆動回路は、階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を生成する定電流源と、発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を定電圧として生成する定電圧源と、データ線に供給する信号を、定電流源または定電圧源のいずれかに切り替えるためのスイッチと、を含んでもよい。スイッチは走査信号に同期しており、発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間はプリチャージ電圧源側にオンし、それ以外の期間はPWM電流源側にオンしてもよい。 A data line driving circuit includes a constant current source that generates a constant current signal that is pulse-width modulated in accordance with a gray level, and a constant voltage source that generates a precharge signal for charging a light emitting element to a predetermined voltage as a constant voltage. And a switch for switching a signal supplied to the data line to either a constant current source or a constant voltage source. The switch is synchronized with the scanning signal, and it is turned on to the precharge voltage source side for a predetermined period from a predetermined time prior to the time when the row to emit light is switched, and it may be turned on to the PWM current source side for other periods. Good.
マトリクス型表示装置は、所定の時刻および所定の期間を制御するための制御端子を備えていてもよい。
制御端子を設けることにより、接続される発光素子や温度などの環境に応じて外部からプリチャージの期間およびタイミングを決定するこれらのパラメータを調節することができ、より好適にマトリクス型表示装置の発光を制御することができる。
The matrix display device may include a control terminal for controlling a predetermined time and a predetermined period.
By providing a control terminal, it is possible to adjust these parameters for determining the precharge period and timing from the outside according to the environment such as the connected light emitting element and temperature, and more preferably the light emission of the matrix display device Can be controlled.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明に係るマトリクス型表示装置および駆動方法により、走査信号による行の切り替え後、発光素子を短時間でプリチャージし、非発光期間を短縮して高精度な階調表現を行うことが可能となる。 With the matrix display device and the driving method according to the present invention, it is possible to precharge the light emitting elements in a short time after switching the rows by the scanning signal, and to perform high-accuracy gradation expression by shortening the non-light emitting period. Become.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るマトリクス型表示装置100の構成を示す。
このマトリクス型表示装置100は、有機EL素子10、走査線駆動回路20、データ線駆動回路30、制御回路40、走査線S1〜Sn、データ線D1〜Dmを含む。ここで添え字のm、nはそれぞれ発光素子の行数および列数を表す自然数である。以降の図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 1 shows a configuration of a matrix
The
n本の走査線S1〜Sn(以下、総称して走査線Sと略す)と、m本のデータ線D1〜Dm(以下、総称してデータ線Dと略す)は、格子状に配置されている。データ線Diと走査線Sjの各交点には発光素子として有機EL素子10jiが両信号線に挟まれて形成されており、m行×n行のマトリクス状に発光素子が配置されている。 N scanning lines S1 to Sn (hereinafter collectively referred to as scanning lines S) and m data lines D1 to Dm (hereinafter collectively referred to as data lines D) are arranged in a grid pattern. Yes. At each intersection of the data line Di and the scanning line Sj, an organic EL element 10ji is formed as a light emitting element sandwiched between both signal lines, and the light emitting elements are arranged in a matrix of m rows × n rows.
j行i列目の発光素子である有機EL素子10jiは、データ線Diの電位がハイレベルに、走査線Sjの電位がローレベルに設定されると電流が流れて発光し、この電流が流れる期間に対応させて発光階調が制御される。本実施の形態では走査線Sjのローレベル時の電位は接地電位の0Vとする。 In the organic EL element 10ji which is the light emitting element in the j-th row and the i-th column, when the potential of the data line Di is set to the high level and the potential of the scanning line Sj is set to the low level, current flows and light is emitted, and this current flows. The light emission gradation is controlled corresponding to the period. In this embodiment, the low-level potential of the scanning line Sj is set to 0 V of the ground potential.
走査線S1〜Snには、走査線駆動回路20が接続されている。走査線駆動回路20には、制御回路40からの走査制御信号Scntが入力されており、走査線駆動回路20は、1行目からn行目の走査線Sのうち、発光させる行に対応する走査線の電位を所定の走査選択期間Tsの間ローレベル0Vとし、発光させる行を選択する。この間、発光させない行の走査線の電位はすべてハイレベルとされる。走査線駆動回路20は、1行目からn行目までの走査線Sの電位を繰り返し順番にローレベル0Vに設定し、各行に配置される有機EL素子10を発光させていく。
A scanning
データ線D1〜Dmには、データ線駆動回路30が接続されている。データ線駆動回路30は、制御回路40からのデータ制御信号Dcntにもとづいて各データ線D1〜Dmに供給するパルス幅変調されたデータ信号を生成する。各データ線D1〜Dmには、それぞれの発光階調に対応してハイレベルの期間が変化するパルス幅変調されたデータ信号Ipwm(以下PWMデータ信号という)が供給され、このPWMデータ信号Ipwmによって有機EL素子10の発光階調が制御される。たとえば、j行目の走査線Sの電位がローレベルとなったとき、j行i列目の有機EL素子は、PWMデータ信号Ipwmiのハイレベルの期間に対応した階調により発光することになる。
A data
このようにして、走査信号により1行目からn行目までの発光素子を順番に選択し、各列にはデータ信号を供給することにより、マトリクス型表示装置100全体の表示が制御される。
In this manner, the light-emitting elements from the first row to the n-th row are selected in order by the scanning signal, and the data signal is supplied to each column, whereby the display of the entire
制御回路40は、走査線駆動回路20に走査制御信号Scntを、データ線駆動回路30にデータ制御信号Dcntをそれぞれ出力する。マトリクス型表示装置100はこの走査制御信号Scntに同期して発光する行が順次切り替えられていく。また、データ制御信号Dcntは、走査制御信号Scntと同期しており、1列からm列すべての有機EL素子10の発光階調のデータが含まれた信号である。
The
図2は、図1のマトリクス型表示装置100のデータ線駆動回路30の構成をより詳細に示す回路図である。図2において、有機EL素子10は、発光デバイスELと寄生容量Cとを含み、データ線Dおよび走査線Sとの電極間に生ずる寄生容量Cが、発光デバイスELと並列に存在する様子が示されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing in more detail the configuration of the data line driving
データ線駆動回路30は、各データ線D1〜Dmまで各列毎に設けられたPWM電流源34、スイッチSW1〜SWm、プリチャージ電圧源36およびパルス制御回路32を含む。
The data line driving
パルス制御回路32は、制御回路40から出力されるデータ制御信号Dcntに基づいてPWM電流源34を制御するためのパルス幅変調されたPWM制御信号Spwm1〜Spwmmを生成する。さらにパルス制御回路32は、スイッチSW1〜SWmを制御するための切り替え信号Sswを生成する。
The
PWM電流源34は、PWM制御信号Spwmに基づいてパルス変調された定電流信号であるPWMデータ信号Ipwm1〜Ipwmmを生成し、データ線D1〜Dmに供給する。
The PWM
プリチャージ電圧源36は、有機EL素子10の寄生容量Cを充電するためのプリチャージ電圧Vpcを、定電圧信号として各データ線に供給するための電圧源である。このプリチャージ電圧Vpcが寄生容量Cに印加されると、その電位はデータ線および走査線の配線抵抗Rとで決まるCR時定数τ=CRに従って上昇する。
図2においてプリチャージ電圧源36は説明のために各データ線ごとに設けられているが、実際の回路においては、プリチャージ電圧Vpcはすべてのデータ線Dで同じ電圧値でよいため、必ずしも図2のように各列毎に設ける必要はなく、一の定電圧源から配線により各スイッチSW1〜SWmに接続するように構成してもよい。
The
In FIG. 2, the
スイッチSW1〜SWmは、各データ線D1〜Dmに供給する信号を、PWM電流源34により生成されるPWMデータ信号Ipwmか、プリチャージ電圧源36から供給されるプリチャージ信号のいずれかに切り替えるためのスイッチである。ここでは、スイッチSWがPWM電流源34側にオンした状態を第1状態、プリチャージ電圧源36側にオンした状態を第2状態とする。スイッチSWの状態は、走査信号SSと同期した切り替え信号Sswにより制御され、所定のタイミングで第1状態と第2状態とが切り替えられる。
The switches SW1 to SWm switch the signal supplied to the data lines D1 to Dm to either the PWM data signal Ipwm generated by the PWM
このマトリクス型表示装置100では、スイッチSWが第2状態にある期間に、寄生容量Cをプリチャージすることになる。したがって、プリチャージ電圧Vpcの値は、スイッチSWが第2状態に設定されるプリチャージ期間Tpcに、有機EL素子10に印加されるデータ線の電位を所望の電圧値まで上昇させるように決定すればよい。これは、寄生容量Cと配線抵抗Rで形成されるCR回路の時定数τ=CRを求めて計算により決定してもよいし、または実験的に決定してもよい。
In the
以上のように構成されたマトリクス型表示装置100の動作について説明する。図3は、マトリクス型表示装置100の各信号の電圧、電流波形のタイムチャートを示す。ここでは、第i列の第j−1、j、j+1行の有機EL素子に着目している。なお、図3および後述の図6のタイムチャートにおいて、時間軸および電流電圧軸はいずれも見やすさのために適宜、拡大縮小して示している。
図3において、各時間波形は上から順に、(j−1)行目の走査信号SSj−1、j行目の走査信号SSj、j+1行目の走査信号SSj+1、切り替え信号Ssw、i列目のデータ線に供給されるPWMデータ信号Ipwmi、i列目のデータ線の電位VDiが示されている。
The operation of the
In FIG. 3, each time waveform is shown in order from top to bottom (j−1) -th scanning signal SSj−1, j-th scanning signal SSj, j + 1-th scanning signal SSj + 1, switching signal Ssw, and i-th column. The PWM data signal Ipwmi supplied to the data line and the potential VDi of the data line in the i-th column are shown.
走査線駆動回路20によって、第1行目から第n行目の走査信号SSは、時刻T1、T4、T7、・・・と走査選択期間Ts経過ごとにローレベル、すなわち接地電位0Vに設定されていく。各行の有機EL素子10は、走査信号SSが0Vとなる走査選択期間Tsの間、データ信号SDにより発光制御される。
The scanning signal SS from the first row to the n-th row is set to the low level, that is, the ground potential 0 V by the time T1, T4, T7,... And the scanning selection period Ts. To go. The
スイッチSWの切り替え信号Sswは、パルス制御回路32により、走査信号SSのローレベルとハイレベルの切り替えに同期して生成される。図3において、切り替え信号Sswは、ハイレベルのときが第1状態、ローレベルのときが第2状態を表す。スイッチSWが所定の時刻T0にプリチャージ電圧源36側にオンし、データ線Diには定電圧Vpcが印加されて、有機EL素子10の寄生容量Cの充電が開始される。その後、時刻T1に走査信号SSによって、第(j−1)行目から第j行目に発光させる行が切り替えられる。すなわち、寄生容量Cのプリチャージは、走査信号SSにより発光させる行が切り替えられる時刻T1よりも期間ΔTだけ先だって開始されることになる。
The switch SW switching signal Ssw is generated by the
時刻T0からプリチャージ電圧Vpcによりデータ線の電圧VDiは上昇し始め、時刻T1を経過してすぐに所定の基準電圧Vcに達する。その後、時刻T0から所定のプリチャージ期間Tpc経過した時刻T2に、スイッチSWは第1状態、すなわちPWM電流源34側にオンし、発光階調に応じたパルス幅Teを持つPWMデータ信号Ipwmiが供給されて有機EL素子10の発光が開始する。
PWMデータ信号Ipwmiによる発光制御が終了すると、データ線の電位VDiは接地電位まで下がる。その後、走査信号SSの(j+1)行の選択に先立つ時刻T3にスイッチSWは第2状態となり、プリチャージが開始されてデータ線の電位VDiが所定の電圧Vcまで上昇する。
From time T0, the voltage VDi of the data line starts to increase due to the precharge voltage Vpc, and reaches the predetermined reference voltage Vc immediately after time T1. Thereafter, at time T2 when a predetermined precharge period Tpc has elapsed from time T0, the switch SW is turned on in the first state, that is, the PWM
When the light emission control by the PWM data signal Ipwmi ends, the data line potential VDi drops to the ground potential. Thereafter, at time T3 prior to selection of the (j + 1) th row of the scanning signal SS, the switch SW enters the second state, precharge is started, and the potential VDi of the data line rises to a predetermined voltage Vc.
本実施の形態においてPWMデータ信号Ipwmは、時刻T2から時刻T3までの期間が最大発光階調に対応する最大発光期間Tmaxとなる。従って、たとえば8ビット階調で発光を制御する場合、パルス幅(T3−T2)/256を最小単位として、PWMデータ信号Ipwmのハイレベルの期間を制御することにより発光階調を8ビットで制御することができる。 In the present embodiment, the PWM data signal Ipwm has a maximum light emission period Tmax corresponding to the maximum light emission gradation during the period from time T2 to time T3. Therefore, for example, when controlling light emission with 8-bit gradation, the light emission gradation is controlled with 8 bits by controlling the high-level period of the PWM data signal Ipwm with the pulse width (T3-T2) / 256 as the minimum unit. can do.
本実施の形態においては、走査信号が切り替わる時刻に先立つ時刻から所定のプリチャージ期間Tpcの間、発光階調に関わらず、常にスイッチSWの切り替え信号Sswを第2状態に設定してプリチャージを行う。
図4は、このような規則的なプリチャージにより、走査線およびデータ線の電位の遷移の様子を示す時間波形であり、発光階調が、最小(非発光状態=オフ)もしくは最大(発光状態=オン)の間で切り替えられる様子が示されている。図4は上から2段は順に、j列目の走査信号SSj、j+1列目の走査信号SSj+1を示している。下の4段は、データ線の電位VDを表しており、上から順に、オンからオフへの遷移、オンからオンへの遷移、オフからオンの遷移、オフからオフへの遷移を示している。
In the present embodiment, the switch SW switching signal Ssw is always set to the second state during the predetermined precharge period Tpc from the time prior to the time when the scanning signal is switched, regardless of the light emission gradation. Do.
FIG. 4 is a time waveform showing the state of the potential transition of the scanning line and the data line by such regular precharge, and the light emission gradation is minimum (non-light emission state = off) or maximum (light emission state). =) Is shown. FIG. 4 shows the j-th column scanning signal SSj and the j + 1-th column scanning signal SSj + 1 in order from the top two stages. The lower four stages represent the potential VD of the data line, showing the transition from on to off, transition from on to on, transition from off to on, and transition from off to off in order from the top. .
上述のように、発光階調に関わらず、時刻T1に走査信号SSが切り替わるのに先立ち、時刻T0にはデータ線にはプリチャージ電圧源36によるプリチャージ電圧Vpcが印加される。
VDon→offで示されるように、j行目の有機EL素子が発光した状態から、j+1行目の有機EL素子が非発光状態に遷移する場合には、プリチャージが行われた後に、データ線には定電流の供給も行われないため、プリチャージされた電荷は放電し、その電位は速やかに0Vへと低下する。この場合、時刻T0から放電が完了してデータ線の電位が所定の発光しきい値電圧以下となるまでの間は、わずかに発光することになるが、ごく短時間であり、有機EL素子に流れる電流も小さいため、発光階調の精度に及ぼす影響は無視することができる。
As described above, the precharge voltage Vpc from the
As indicated by VDon → off, when the organic EL element in the j + 1 row transitions from the light emitting state to the non-light emitting state in the j + 1 row, after the precharge is performed, the data line Since no constant current is supplied, the precharged electric charge is discharged, and its potential quickly decreases to 0V. In this case, the light is emitted slightly from time T0 until the potential of the data line becomes equal to or lower than the predetermined light emission threshold voltage, but it is very short time and the organic EL element Since the flowing current is also small, the influence on the accuracy of the light emission gradation can be ignored.
また、VDon→onで示されるようにj行目の有機EL素子が発光した状態から、j+1行目の有機EL素子が発光する状態に遷移する場合には、データ線をプリチャージのためにプリチャージ電圧源36に接続すると、データ線の電位VDとして所定の電圧Vcが維持される。その結果、j+1行目の発光素子はPWMデータ信号Ipwmにより速やかに所望の階調で発光することになる。
In addition, when the transition from the state where the organic EL element in the j-th row emits light to the state where the organic EL element in the (j + 1) -th row emits light as indicated by VDon → on, the data line is pre-charged for precharging. When connected to the
VDoff→onで示されるようにj行目の有機EL素子が非発光の状態から、j+1行目の有機EL素子が発光する状態に遷移する場合には、データ線の電位VDは0Vの状態からプリチャージにより所定の電圧Vcまで瞬時に上昇し、その後、PWM電流源34により発光が制御される。この場合、時刻T1にj+1行目が選択されるのに先だってプリチャージが開始されるため、時刻T1にj+1行目が選択されてまもなく、プリチャージが完了し、データ線の電位VDは所定の電圧Vcまで上昇するため、時刻T2からはPWMデータ信号Ipwmによる発光制御を行うことができる。
As indicated by VDoff → on, when the organic EL element in the j-th row transitions from the non-light-emitting state to the state in which the organic EL element in the j + 1-th row emits light, the potential VD of the data line is from the state of 0V. The precharge increases instantaneously to a predetermined voltage Vc, and then light emission is controlled by the PWM
VDoff→offで示されるようにj行目の有機EL素子が非発光の状態から、j+1行目の有機EL素子も非発光の状態に遷移する場合には、データ線の電位VDは0Vからプリチャージにより所定の電圧Vcまで瞬時に上昇し、その後、プリチャージ電圧源36が切り離されると、放電により0Vまで下降する。この場合、時刻T0〜T2の間、発光素子には所定の電圧Vcが印加され、わずかに発光することになるが、プリチャージ期間Tpcを十分に短く設定することにより、階調表現に与える影響を小さくすることができる。
As indicated by VDoff → off, when the organic EL element in the j-th row transitions from the non-light-emitting state to the non-light-emitting state in the j + 1-th row, the potential VD of the data line is pre-charged from 0V. By charging, the voltage instantaneously rises to a predetermined voltage Vc. After that, when the
好ましくはプリチャージ期間Tpcは、最小階調に対応するパルス幅よりも短く設定することにより、時刻T1を境に瞬時的に所定の電圧Vcが有機EL素子10に印加されても、視覚上認識されることはないため、階調表現に与える影響を低減することができる。
Preferably, the precharge period Tpc is set shorter than the pulse width corresponding to the minimum gradation, so that even when a predetermined voltage Vc is instantaneously applied to the
プリチャージ期間Tpcは例えば以下のように決定してもよい。走査選択期間Tsおよびプリチャージに必要な時間Tpcから、有効に発光素子を制御できる最大発光期間TmaxがTmax=Ts−Tpcで与えられる。次に、所望の発光階調の分解能に応じて、最小パルス幅を決定する。例えば、8ビット256階調で制御する場合、最小パルス幅Tminは、Tmin=(Ts−Tpc)/256とすることができる。このとき、プリチャージ期間Tpc<Tminとすることで、プリチャージによる不要な発光を小さくすることができる。また、プリチャージの開始時間を決定するパラメータΔTは、走査信号SSの切り替えの後すぐにプリチャージが完了するようにプリチャージの速度に応じて決定すればよい。 For example, the precharge period Tpc may be determined as follows. From the scan selection period Ts and the time Tpc required for precharging, the maximum light emission period Tmax capable of effectively controlling the light emitting element is given by Tmax = Ts−Tpc. Next, the minimum pulse width is determined according to the resolution of the desired light emission gradation. For example, when controlling with 8-bit 256 gradation, the minimum pulse width Tmin can be Tmin = (Ts−Tpc) / 256. At this time, by setting the precharge period Tpc <Tmin, unnecessary light emission due to precharge can be reduced. The parameter ΔT for determining the precharge start time may be determined according to the precharge speed so that the precharge is completed immediately after the scanning signal SS is switched.
以上のように、本実施の形態に係るマトリクス型表示装置100によれば、走査信号SSの切り替えに先立ってプリチャージを開始することによって、走査信号SSにより行が選択されてすぐに発光素子である有機EL素子10の発光を制御することができ、非発光期間を短縮して高精度な階調表現を行うことが可能となる。また、プリチャージを有機EL素子10の発光の有無および発光階調にかかわらず常に所定のタイミングで所定の期間行うことにより、装置を簡易化することができる。
As described above, according to the
図5は、マトリクス型表示装置100のデータ線駆動回路の変形例を示す。このデータ線駆動回路30’は、各データ線D1〜Dmまで各列毎に設けられたPWM電流源34、スイッチSW1〜SWm、プリチャージ電流源38およびパルス制御回路32を含む。
図6は、このデータ線駆動回路30を使用した場合のマトリクス型表示装置100の各信号の電圧、電流波形のタイムチャートを示す。
FIG. 5 shows a modification of the data line driving circuit of the
FIG. 6 shows a time chart of voltage and current waveforms of each signal of the matrix
プリチャージ電流源38は、有機EL素子10の寄生容量Cを充電するためのプリチャージ電流Ipcを、定電流信号としてデータ線Dに供給するための電流源である。このプリチャージ電流Ipcにより寄生容量Cが充電される。
The precharge
スイッチSW1〜SWmは、各データ線D1〜Dmに供給する信号を、PWM電流源34からのPWMデータ信号Ipwm、プリチャージ電流源38からのプリチャージ電流Ipc、接地電位の3つのうちいずれかに切り替えるためのスイッチである。データ線がPWM電流源34に接続された状態を第1状態、プリチャージ電流源38に接続された状態を第2状態、接地された状態を第3状態とする。スイッチSW1〜SWmは、走査信号SSと同期した切り替え信号Sswにより制御され、所定のタイミングで第1、第2、第3状態が切り替えられる。
The switches SW1 to SWm send a signal supplied to each of the data lines D1 to Dm to any one of three among the PWM data signal Ipwm from the PWM
このデータ線駆動回路30’では、スイッチSWが第2状態にあるプリチャージ期間Tpcに、寄生容量Cをプリチャージすることになる。したがって、プリチャージ電流Ipcの値は、プリチャージ期間Tpcに、データ線の電位VDを所望の電圧値Vcまで上昇させるように決定すればよい。プリチャージ電流Ipcの値は、寄生容量Cに依存するが、PWMデータ信号Ipwmの数倍の電流値とすることにより、短期間で適切にプリチャージを行うことができる。 In the data line driving circuit 30 ', the parasitic capacitance C is precharged during the precharge period Tpc in which the switch SW is in the second state. Therefore, the value of the precharge current Ipc may be determined so as to increase the potential VD of the data line to the desired voltage value Vc during the precharge period Tpc. Although the value of the precharge current Ipc depends on the parasitic capacitance C, precharge can be appropriately performed in a short period of time by setting the current value to be several times the PWM data signal Ipwm.
以上のように構成されたデータ線駆動回路30’を適用したマトリクス型表示装置100の動作について説明する。ここでは、第i列目、j−1からj+1行目の有機EL素子に着目している。図6は、マトリクス型表示装置100の各信号の電圧、電流波形のタイムチャートを示す。図6において、切り替え信号Sswがミッドレベルのとき第1状態、ハイレベルのとき第2状態、ローレベルのとき第3状態を表すものとする。
The operation of the
基本的な波形については図4に示した波形図と同様であるため、相違点を中心に説明する。プリチャージに先立ち、スイッチSWは第3状態に設定され、すべてのデータ線Dは接地される。この結果、データ線の電位VDは、それ以前の発光素子の発光状態に関わらず0Vにまで下げられる。その後、スイッチSW3は時刻T1に第2状態に設定され、プリチャージが開始される。プリチャージ電流源38から供給されるプリチャージ電流Ipcにより有機EL素子10の寄生容量Cが充電され、時刻T2に走査信号SSが切り替えられてすぐにデータ線の電位VDは所定の電圧Vcに到達する。その後、時刻T3からPWM電流源34から供給されるPWMデータ信号Ipwmによって発光制御が開始され、発光期間Teの間、定電流が供給されて有機EL素子10は発光する。
Since the basic waveform is the same as the waveform diagram shown in FIG. 4, the differences will be mainly described. Prior to precharging, the switch SW is set to the third state, and all the data lines D are grounded. As a result, the potential VD of the data line is lowered to 0 V regardless of the light emitting state of the light emitting element before that. Thereafter, the switch SW3 is set to the second state at time T1, and precharging is started. The parasitic capacitance C of the
このようにプリチャージ信号として定電流源を用いる場合には、プリチャージ信号をデータ線に供給する前に、データ線を接地することにより一度その電圧を0Vまで下降させ、その後プリチャージを行っている。この結果、プリチャージ直前の発光素子の発光階調の状態に依存せず、常にプリチャージ後の発光素子の電圧を所定の電圧Vcに設定することができる。 When a constant current source is used as a precharge signal in this way, the voltage is once lowered to 0 V by grounding the data line before supplying the precharge signal to the data line, and then the precharge is performed. Yes. As a result, the voltage of the light emitting element after precharging can always be set to the predetermined voltage Vc without depending on the state of the light emitting gradation of the light emitting element immediately before precharging.
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
本実施の形態では、発光素子として有機EL素子を例に説明を行ったが、これには限定されず、その他のEL素子、LEDなど、データ線および走査線間の寄生容量によりプリチャージが必要とされるような発光素子全般に適用することができる。 In this embodiment mode, an organic EL element is described as an example of a light-emitting element. However, the present invention is not limited to this, and precharge is necessary due to parasitic capacitance between data lines and scanning lines such as other EL elements and LEDs. The present invention can be applied to all light emitting elements.
本実施の形態では、データ線駆動回路30によるプリチャージの特性を決定するプリチャージ期間Tpcおよびプリチャージのタイミングを決定するΔTは固定された場合について説明したがこれには限定されない。例えば、データ線駆動回路30に、制御端子を設け、外部からプリチャージ期間TpcおよびΔTを変更できるように設計してもよい。制御端子に入力された制御信号にもとづいてパルス制御回路32は切り替え信号Sswの状態の切り替えタイミングを変化させることにより、試作段階において最適なプリチャージ条件を決定する場合や、接続される発光素子や温度などの環境に応じて外部からプリチャージの期間およびタイミングを決定したい場合に、これらのパラメータを調節することができ、より好適にマトリクス型表示装置の発光を制御することができる。
In this embodiment, the case where the precharge period Tpc for determining the precharge characteristic by the data line driving
本実施の形態では、走査線およびデータ線をそれぞれマトリクスの行と列に対応させて説明したが、これも便宜的なものであって、行と列は入れ替えられていてもよい。 In the present embodiment, the scanning lines and the data lines have been described so as to correspond to the rows and columns of the matrix, respectively, but this is also convenient and the rows and columns may be interchanged.
10 有機EL素子、 20 走査線駆動回路、 30 データ線駆動回路、 32 パルス制御回路、 34 PWM電流源、 36 プリチャージ電圧源、 38 プリチャージ電流源、 40 制御回路、 100 マトリクス型表示装置、 SW スイッチ、 D データ線、 S 走査線、 Ipwm PWMデータ信号、 Spwm PWM制御信号、 Ssw 切り替え信号。 10 organic EL elements, 20 scanning line drive circuit, 30 data line drive circuit, 32 pulse control circuit, 34 PWM current source, 36 precharge voltage source, 38 precharge current source, 40 control circuit, 100 matrix type display device, SW Switch, D data line, S scan line, Ipwm PWM data signal, Spwm PWM control signal, Ssw switching signal.
Claims (8)
マトリクスの行ごとに設けられた複数の走査線に、一定周期で走査信号を供給することにより発光させる行を順次切り替える一方、マトリクスの列ごとに設けられた複数のデータ線には、発光階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を供給するとともに、発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間にわたり、発光階調とは無関係に発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を供給することを特徴とする発光素子の駆動方法。 A driving method of light emitting elements arranged in a matrix type,
A plurality of scanning lines provided for each row of the matrix are sequentially switched to emit light lines by supplying a scanning signal at a constant cycle, while a plurality of data lines provided for each column of the matrix have light emission gradations. And supplying a constant current signal that is pulse-width modulated in accordance with the voltage, and charging the light emitting element to a predetermined voltage for a predetermined period from a predetermined time prior to the time when the row to emit light is switched, regardless of the light emission gradation. A driving method of a light emitting element, characterized by supplying a precharge signal for the same.
マトリクスの行ごとに設けられた複数の走査線を駆動するための走査線駆動回路と、
マトリクスの列ごとに設けられた複数のデータ線を駆動するためのデータ線駆動回路と、
を備え、前記走査線駆動回路は、前記複数の走査線に一定周期で走査信号を供給することにより発光させる行を順次切り替える一方、前記データ線駆動回路は、前記複数のデータ線に発光階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を供給するとともに、発光させる行の切り替え時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間にわたり、発光階調とは無関係に前記発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を供給することを特徴とするマトリクス型表示装置。 Light emitting elements arranged in a matrix type;
A scanning line driving circuit for driving a plurality of scanning lines provided for each row of the matrix;
A data line driving circuit for driving a plurality of data lines provided for each column of the matrix;
The scanning line driving circuit sequentially switches rows to emit light by supplying scanning signals to the plurality of scanning lines at a constant period, while the data line driving circuit emits light emission gradations to the plurality of data lines. And supplying a constant current signal that is pulse-width modulated in accordance with the above, and charging the light-emitting element to a predetermined voltage regardless of the light emission gradation for a predetermined period from a predetermined time prior to the switching time of the row to emit light. A matrix display device, characterized by supplying a precharge signal for the purpose.
前記階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を生成するパルス幅変調電流源と、
前記発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を、前記パルス幅変調電流源により生成される電流値より大きく設定された定電流信号として生成するプリチャージ電流源と、
前記データ線に供給する信号を、前記パルス幅変調電流源または前記プリチャージ電流源のいずれかに切り替えるためのスイッチと、
を含み、前記スイッチは前記走査信号に同期しており、発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間はプリチャージ電流源側にオンし、それ以外の期間は前記パルス幅変調電流源側にオンすることを特徴とする請求項5に記載のマトリクス型表示装置。 The data line driving circuit includes:
A pulse width modulated current source that generates a constant current signal that is pulse width modulated according to the gradation;
A precharge current source for generating a precharge signal for charging the light emitting element to a predetermined voltage as a constant current signal set larger than a current value generated by the pulse width modulation current source;
A switch for switching a signal supplied to the data line to either the pulse width modulation current source or the precharge current source;
The switch is synchronized with the scanning signal, and is turned on to the precharge current source side for a predetermined period from a predetermined time prior to the time when the row to be emitted is switched, and the pulse width modulation is performed for other periods 6. The matrix type display device according to claim 5, wherein the matrix type display device is turned on to a current source side.
前記階調に応じてパルス幅変調された定電流信号を生成するパルス幅変調電流源と、
前記発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ信号を定電圧として生成するプリチャージ電圧源と、
前記データ線に供給する信号を、前記PMW電流源または前記プリチャージ電圧源のいずれかに切り替えるためのスイッチと、
を含み、前記スイッチは前記走査信号に同期しており、発光させる行が切り替えられる時刻に先立つ所定の時刻から所定の期間は前記プリチャージ電圧源側にオンし、それ以外の期間は前記パルス幅変調電流源側にオンすることを特徴とする請求項5に記載のマトリクス型表示装置。 The data line driving circuit includes:
A pulse width modulated current source that generates a constant current signal that is pulse width modulated according to the gradation;
A precharge voltage source for generating, as a constant voltage, a precharge signal for charging the light emitting element to a predetermined voltage;
A switch for switching a signal supplied to the data line to either the PMW current source or the precharge voltage source;
And the switch is synchronized with the scanning signal, and is turned on to the precharge voltage source for a predetermined period from a predetermined time prior to the time when the row to be emitted is switched, and the pulse width for the other period 6. The matrix type display device according to claim 5, wherein the matrix type display device is turned on to the modulation current source side.
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