JP2006171109A - 発光駆動回路及びその駆動制御方法、並びに、表示装置及びその表示駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発光駆動回路DCは、ゲート端子が選択ライン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N12に各々接続された選択トランジスタTr12と、ゲート端子が選択ラインSLに並行に配設された保持ラインHLに、ソース端子及びドレイン端子が供給電圧ラインVL及び接点N11に各々接続された保持トランジスタTr11と、ゲート端子が接点N11に、ドレイン端子が供給電圧ラインVLに接続されるとともに、ソース端子が接点N12に各々接続された駆動トランジスタTr13と、接点N11及び接点N12間に接続されたコンデンサCsと、を備えた構成を有している。
【選択図】 図1
Description
すなわち、図23に示したような発光駆動回路DCpにおいては、有機EL素子OELに電流路が直列に接続され、表示データ(階調信号電圧)に応じた発光駆動電流を流す、発光駆動用の薄膜トランジスタTr112の動作特性(特に、しきい値電圧特性)が使用時間等に依存して変化(経時変化)した場合には、所定のゲート電圧(接点111の電位)でソース−ドレイン間に流れる発光駆動電流(ソース−ドレイン間電流)の電流値が変動(例えば、低減)することになるため、表示データに応じた適切な輝度階調での発光動作を、長期にわたり安定的に実現することが困難になるという問題を有していた。
輝度階調を指定する階調信号に基づく電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、
前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷量に応じた電流値を有する発光駆動電流を流す発光制御手段と、
少なくとも前記電荷蓄積手段への前記階調信号に基づく電荷の供給状態を制御する書込制御手段と、
前記発光制御手段を動作させるための駆動電圧を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記書込制御手段及び前記電圧制御手段は、各々独立した第1の制御信号及び第2の制御信号に基づいて動作制御されることを特徴とする。
選択ラインと、
保持ラインと、
データラインと、
供給電圧ラインと、
ゲートが前記保持ラインに接続された保持トランジスタと、
ゲートが前記保持トランジスタの電流路の一端に接続され、電流路の一端が前記供給電圧ラインに接続された駆動トランジスタと、
ゲートが前記選択ラインに接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続され、当該電流路の他端が前記データラインに接続された選択トランジスタと、
を有することを特徴とする。
前記発光素子に前記発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−ソース間に、前記トランジスタ素子のしきい値電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を印加して、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記第2の電位差に基づいて前記トランジスタ素子を所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給するステップと、
を含むことを特徴とする。
前記発光素子に前記発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−ソース間に、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させる際の前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を印加して、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記第2の電位差に基づいて前記トランジスタ素子を所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給するステップと、
を含むことを特徴とする。
前記各表示画素は、電流制御型の発光素子と、前記発光素子の発光動作を制御する発光駆動回路と、を備え、
前記発光駆動回路は、前記階調信号に基づく電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷量に応じて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給する発光制御手段と、少なくとも前記電荷蓄積手段への前記階調信号に基づく電荷の供給状態を制御する書込制御手段と、前記発光制御手段を動作させるための駆動電圧を制御する電圧制御手段と、を備え、
前記表示パネルは、前記各表示画素の前記書込制御手段の動作状態を制御するための書込制御信号が印加される選択ラインと、前記各表示画素の前記電圧制御手段の動作状態を制御するための電圧制御信号が印加される保持ラインと、少なくとも前記階調信号が供給されるデータラインと、を備えることを特徴とする。
選択ラインと、
保持ラインと、
データラインと、
供給電圧ラインと、
ゲートが前記保持ラインに接続された保持トランジスタと、
ゲートが前記保持トランジスタの電流路の一端に接続され、電流路の一端が前記供給電圧ラインに接続された駆動トランジスタと、
ゲートが前記選択ラインに接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続され、当該電流路の他端が前記データラインに接続された選択トランジスタと、
前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された発光素子と、
前記選択ラインに選択信号を出力する選択ドライバと、
前記保持ラインにホールド信号を出力する保持ドライバと、
前記データラインに階調信号を供給するデータドライバと、
前記供給電圧ラインに供給電圧を出力する供給電圧ドライバと、
を有することを特徴とする。
前記複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素に設けられた電流制御型の発光素子に対して発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に、前記トランジスタ素子のしきい値電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルの各行ごとの前記表示画素を順次選択状態に設定して、前記各表示画素の前記発光素子を前記表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を順次印加して、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルに配列された前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子を、前記第2の電位差に基づいて所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する個別の前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子の各々に供給するステップと、
を含むことを特徴とする。
前記複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素に設けられた電流制御型の発光素子に対して発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させる際の前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルの各行ごとの前記表示画素を順次選択状態に設定して、前記各表示画素の前記発光素子を前記表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を順次印加して、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルに配列された前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子を、前記第2の電位差に基づいて所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する個別の前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子の各々に供給するステップと、
を含むことを特徴とする。
請求項16に係る発光駆動回路によれば、選択トランジスタ及び保持トランジスタをそれぞれ制御することによって、速やかに駆動トランジスタが発光駆動電流を流すような状態に設定することができる。
本発明の請求項40に係る表示装置によれば、選択トランジスタ及び保持トランジスタをそれぞれ制御することによって、速やかに駆動トランジスタが発光駆動電流を流すような状態に設定することができる。
<発光駆動回路>
まず、本発明に係る発光駆動回路及びその駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る発光駆動回路の一実施形態を示す回路構成図である。
次いで、上述したような構成を有する発光駆動回路における駆動制御方法の第1の例(階調表示動作)について説明する。
図2は、本実施形態に係る発光駆動回路の駆動制御動作の第1の例におけるデータラインDLの電流値、選択信号Sselの電位、ホールド信号Shldの電位、供給電圧Vscの電位、コンデンサCsの両端の電位差、有機EL素子OELに流れる発光駆動電流Iemの電流値を示すタイミングチャートである。図3は、本実施形態に係る発光駆動回路の動作例(プリチャージ動作/しきい値補正動作)を示す概念図であり、図4は、本実施形態に係る発光駆動回路の動作例(書込動作/発光動作)を示す概念図である。
(プリチャージ動作期間)
まず、プリチャージ動作期間Tpreにおいては、図2、図3(a)に示すように、選択ラインSL及び保持ラインHLに対して、オンレベル(保持トランジスタTr11及びTr12がnチャネル型の薄膜トランジスタの場合、ハイレベル)の選択信号(書込制御信号)Ssel及びホールド信号(電圧制御信号)Shldが印加され、また、発光駆動回路DCの供給電圧ラインVLには、低電位の選択電圧値Vsの供給電圧Vscが印加される。選択電圧値Vsは、共通電圧Vcom以下の電圧であればよく、例えば、接地電位でもよい。さらに、このタイミングに同期して、信号駆動回路SDRのスイッチ手段SMが、プリチャージ電圧VpreをデータラインDLに出力する。
|Vs−Vpre|>Vth12+Vth13……(1)
Vth12は、選択トランジスタTr12のゲートにオンレベルの選択信号Sselが印加されたときの選択トランジスタTr12のドレイン−ソース間のしきい値電圧である。また、プリチャージ動作期間Tpreは、駆動トランジスタ13のゲート及びドレインにはともに選択電圧値Vsが印加されているので互いにほぼ等電位となっている。したがってVth13は、駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間電圧しきい値電圧であり、駆動トランジスタTr13のゲート−ソース間のしきい値電圧でもある。なお、Vth12+Vth13は経時的に徐々に高くなっていくが、常に式(1)を満たすようにVs−Vpreの電位差を大きくとっている。
次いで、プリチャージ動作期間Tpre終了後のしきい値補正動作期間Tthにおいては、図2、図3(b)に示すように、保持ラインHLにオンレベルのホールド信号Shldが印加された状態で、選択ラインSLに印加された選択信号Sselがオフレベル(ローレベル)に切り替わることにより、保持トランジスタTr11はオン状態を保持するとともに、選択トランジスタTr12がオフ動作する。これにより、コンデンサCsの他端側(接点N12)がデータラインDLから電気的に切り離されて、ハイインピーダンス状態に設定される。
次いで、しきい値補正動作期間Tth終了後の書込動作期間Twrにおいては、図2、図4(a)に示すように、引き続きホールド信号Shldをオンレベルに維持したまま選択ラインSLに再度オンレベルの選択信号Sselが印加されるとともに、このタイミングに同期して、表示画素EMが無発光以外の階調表示の場合、信号駆動回路SDRのスイッチ手段SMが表示データにしたがって矢印の方向に沿った階調電流Idataを供給電圧ラインVLからデータラインを介して信号駆動回路SDRに流れるように設定し、表示画素EMが無発光の階調表示の場合、駆動トランジスタTr13のゲート−ソース間電圧がしきい値以下となるような無発光表示電圧VzeroをデータラインDLに出力する。
なお、ここでは、通常の階調表示動作(有機EL素子OELを発光動作させる階調表示)を行う場合について説明し、無発光表示動作(有機EL素子OELを発光動作させない階調表示動作)を行う場合については、改めて後述するものとする。
次いで、書込動作期間Twr終了後の発光動作期間Temにおいては、図2、図4(b)に示すように、選択ラインSL及び保持ラインHLに対して、ともにオフレベルの選択信号Ssel及びホールド信号Shldが印加される。また、このタイミングに同期して、信号駆動回路SDRによる階調電流Idataの引き込み動作が停止されるとともに、供給電圧ラインVLに高電位の供給電圧Vscとして、有機EL素子OELを最高輝度階調で発光動作させる際に必要となるアノード電圧以上の電圧値Ve(有機EL素子OELのカソード側に接続された電圧Vcomに対して、順バイアスとなる正の電圧)が印加される。発光電圧値Veは選択電圧値Vsより高電位である。
|Ve−Vcom|>Vdsmax +Velmax……(2)
ここで、Vdsmaxは、最高輝度階調での階調電流Idataを流す場合に、駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間が発光動作期間Temで図5に示す飽和領域に達するような駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間の最高電圧値である。したがって、駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間電流(階調電流Idata)は、駆動トランジスタTr13のゲート−ソース間電圧によって一義的に設定でき、換言すれば、駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間電流(階調電流Idata)によって、駆動トランジスタTr13のゲート−ソース間電圧、つまりコンデンサCsに蓄積される電荷量を一義的に設定できる。Velmaxは、最高輝度階調時の有機EL素子OELの分圧である。
|Ve−Vcom|>Vds≧Vth13……(3)
つまり、式(3)を満たさずに、発光動作期間Tem中、駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間電圧Vdsがしきい値Vth13より低くなってしまうと、駆動トランジスタTr13のゲート−ソース間電圧によって駆動トランジスタTr13のドレイン−ソース間電流Idsを一義的に設定できなくなってしまう。
|Ve−Vcom|>Vdsmax≧Vth13max……(4)
なお、図5では、Ve−Vcomを20Vとしているがこれに限らない。
このように、コンデンサCsが書込動作時の充電電圧Vα(=Vth13+Vdata)を保持することにより、駆動トランジスタのTr13のゲート−ソース間電圧Vgs(接点N11の電位;駆動電圧)が保持されることになり、駆動トランジスタTr13はオン状態を維持する。
そのため、本実施形態のプリチャージ動作及びしきい値補正動作を行わずに、書込動作期間に表示データに応じた階調電流Idataを供給して、発光駆動用のトランジスタ(駆動トランジスタTr13に相当する)のゲート−ソース間(コンデンサCsの両端に相当する)に一定の電位を形成する場合、まず、該トランジスタのしきい値電圧Vth13分の電荷を蓄積する必要があるため、低輝度の階調表示に対応した微少な階調電流Idataでは、該トランジスタのゲート−ソース間にしきい値電圧Vth13並びにその他の容量(例えば、データラインDLの寄生容量、選択トランジスタTr12のしきい値電圧Vth12)に対応する電荷を十分に蓄積することができず、当該階調電流Idataに応じた電流値を有する発光駆動電流Iemを発光素子(有機EL素子OEL)に供給することができなくなるという現象が生じる。
特に、本実施形態に係る発光駆動回路及びその駆動制御方法によれば、図9(a)、(b)に示すように、駆動トランジスタTr13のしきい値電圧Vth13が経時変化や発光履歴等に起因して変化(シフト)した場合であっても、略線形性を示すことが確認された。
次いで、上述したような構成を有する発光駆動回路における駆動制御方法の第2の例(階調表示動作)について説明する。
図10は、本実施形態に係る発光駆動回路の駆動制御動作の第2の例におけるデータラインDLの電流値、選択信号Sselの電位、ホールド信号Shldの電位、供給電圧Vscの電位、コンデンサCsの両端の電位差、有機EL素子OELに流れる発光駆動電流Iemの電流値を示すタイミングチャートである。図11は、本実施形態に係る発光駆動回路の動作例(プリチャージ動作/電圧補正動作)を示す概念図であり、図12は、本実施形態に係る発光駆動回路の動作例(書込動作/発光動作)を示す概念図である。ここでは、上述した実施形態に示した駆動制御回路(図1)を参照し、また、第1の例に示した駆動制御方法(図2〜図4)と同等の制御動作については、その説明を簡略化する。
次いで、上述したような構成を有する発光駆動回路における駆動制御方法の第3の例(無発光表示動作)について説明する。
図13は、本実施形態に係る発光駆動回路の駆動制御動作の第3の例におけるデータラインDLの電流値、選択信号Sselの電位、ホールド信号Shldの電位、供給電圧Vscの電位、コンデンサCsの両端の電位差、有機EL素子OELに流れる発光駆動電流Iemの電流値を示すタイミングチャートである。なお、データラインDLにおいて、プリチャージ電流Ipreの電流の向きと、後述する無発光表示電圧VzeroによってコンデンサCsの両端電位Vcが0Vになるまで流れ続ける書込電流Iaの電流の向きは、互いに逆の向きとなる。図14は、本実施形態に係る発光駆動回路の動作例(書込動作/発光動作)を示す概念図である。ここで、第1及び第2の例に示した駆動制御方法(図2、図3、図10、図11)と同等の制御動作については、その説明を簡略化する。
次に、上述した発光駆動回路を有する表示画素を複数個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及びその表示駆動方法について、図面を参照して説明する。
図15は、本発明に係る表示装置の全体構成の一例を示す概略ブロック図であり、図16は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(選択ドライバ、保持ドライバ、供給電圧ドライバ)の一例を示す概略構成図である。ここでは、上述した第1の例又は第2の例に示した階調表示動作と第3の例に示した無発光表示動作を選択的に実行する機能を備えた表示装置について説明する。また、上述した表示画素(発光駆動回路;図1参照)と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化する。
(表示パネル)
図16に示した表示パネル110に配列された表示画素EMは、上述した実施形態(図1参照)と同様に、選択ドライバ120から選択ラインSLを介して印加される選択信号Ssel、及び、保持ドライバ130から保持ラインHLを介して印加されるホールド信号Shld、信号ドライバ140からデータラインDLを介して供給される階調信号(階調電流Idata又は無発光表示電圧Vzero)、供給電圧ドライバ150から供給電圧ラインVLを介して印加される供給電圧Vscに基づいて、上述した各例の駆動制御方法に示したプリチャージ動作及びしきい値補正動作(又は、電圧補正動作)、書込動作、発光動作を実行する発光駆動回路DCと、該発光駆動回路DCにより供給される発光駆動電流Iem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(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、上述した実施形態(図1参照)と同様に、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、発光駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作を行う電流制御型の発光素子であれば、他の発光素子であってもよい。
選択ドライバ120は、システムコントローラ160から供給される選択制御信号に基づいて、各選択ラインSLにオンレベルの選択信号Sselを印加することにより、各行ごとの表示画素EMを選択状態に設定する。本実施形態に係る表示装置においては、後述する駆動制御方法(図20参照)において詳しく説明するが、プリチャージ動作期間において、上記選択信号Sselを少なくとも複数の行の選択ラインSL、好ましくは、全ての行の選択ラインSLに一斉に印加して、表示パネル110の複数の行、好ましくは、全ての表示画素EMを同時に選択状態に設定し、一方、パネル書込動作期間においては、上記選択信号Sselを各行の選択ラインSLに順次印加することにより、各行ごとの表示画素EMを順次選択状態に設定するように制御する。
保持ドライバ130は、システムコントローラ160から供給されるホールド制御信号に基づいて、各保持ラインHLにオンレベルのホールド信号Shldを印加することにより、各行ごとの表示画素EMに設けられた発光駆動用トランジスタ(上述した実施形態に示した発光駆動回路Tr13に相当する)のゲート端子への所定電圧の印加状態を保持する。
図17は、本実施形態に係る表示装置に適用可能なデータドライバの一例を示す概略構成図であり、図18は、本実施形態に係るデータドライバに適用可能な階調信号生成部の一例を示す概略ブロック図であり、図19は、本実施形態に係るデータドライバに適用可能な階調信号生成部の要部構成を示す概略ブロック図である。なお、図17〜図19に示すデータドライバの内部構成については、適用可能な一例を示したものに過ぎず、これに限定されるものではない。
供給電圧ドライバ150は、システムコントローラ160から供給される電源制御信号(供給電圧切換信号PWR)に基づいて、表示パネル110に配列された各表示画素EM(有機EL素子OEL)を発光動作させる期間(発光動作期間)のみ、ハイレベルの発光電圧値Veの供給電圧Vscを供給電圧ラインVLを介して少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EMに印加し、それ以外の期間においては、ローレベルの選択電圧値Vsの供給電圧Vscを少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EMに印加する。
システムコントローラ160は、選択ドライバ120及び保持ドライバ130、データドライバ140、供給電圧ドライバ150の各々に対して、動作状態を制御する選択制御信号及びホールド制御信号、データ制御信号、電源制御信号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、所定の電圧レベルを有する選択信号Ssel及びホールド信号Shld、階調信号(階調電流Idata、無発光表示電圧Vzero)、供給電圧Vscを生成して出力させ、各表示画素EM(発光駆動回路DC)における駆動制御動作(プリチャージ動作、しきい値補正動作(又は、電圧補正動作)、パネル書込動作、発光動作)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110に表示させる制御を行う。
表示信号生成回路170は、例えば、表示装置100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110の1行分ごとに、該輝度階調信号成分をデジタル信号からなる表示データ(輝度階調データ)としてデータドライバ140のデータレジスタ回路42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170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160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160は、表示信号生成回路170から供給されるタイミング信号に基づいて、選択ドライバ120や保持ドライバ130、データドライバ140、供給電圧ドライバ150に対して個別に供給する各制御信号を生成する。
次いで、本実施形態に係る表示装置における表示駆動方法(画像情報の表示動作)について説明する。
図20は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法の一例を示すタイミングチャ−トである。ここでは、上述した実施形態(図1参照)に示した表示画素EM(発光駆動回路DC)における第2の例及び第3の例に示した駆動制御方法を、本実施形態に係る表示装置に適用した場合の画像情報の表示動作について説明し、同等の駆動制御方法については、その説明を簡略化する。
まず、プリチャージ動作期間TAprにおいては、図20に示すように、選択ドライバ120から少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての選択ラインSLに対して、オンレベルの選択信号Sselを印加することにより、表示パネル110に配列された少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EMを一斉に選択状態に設定する。
次いで、電圧補正動作期間TAvtにおいては、図20に示すように、供給電圧ドライバ150から各表示画素EMに印加する供給電圧Vscをローレベル(Vs)に保持するとともに、保持ドライバ130から各表示画素EMに印加するホールド信号Shldをオンレベルに保持した状態で、選択ドライバ120から少なくとも複数の行の選択ラインSL、好ましくは、全ての選択ラインSLに対して、オフレベルの選択信号Sselを印加することにより、少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EMを一斉に非選択状態に設定する。
すなわち、上述した一連のプリチャージ動作及び電圧補正動作により、表示パネル110に配列された少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EM(発光駆動用トランジスタのゲート−ソース間)に最低輝度電圧Vlsbに対応した電荷が蓄積されることになる。
次いで、パネル書込動作期間TAwrにおいては、図20に示すように、選択ドライバ120から各行の選択ラインSLに対して、時間的に重ならないようにオンレベルの選択信号Sselを順次印加し、残りの行の選択ラインSLに対してオフレベルの選択信号Sselを印加することにより、各行の表示画素EMを順次選択状態に設定する。
次いで、発光動作期間TAemにおいては、図20に示すように、選択ドライバ120から各選択ラインSLに印加される選択信号Ssel、及び、保持ドライバ130から各保持ラインHLに印加されるホールド信号Shldをオフレベルに設定することにより、各行の表示画素EMを非選択状態及び非保持状態に設定する。
すなわち、通常(無発光表示以外)の階調表示動作に応じた階調信号(階調電流Idata)が書き込まれた表示画素EMにおいては、当該階調電流Idataと略同等の電流値を有する発光駆動電流Iemが生成されて、発光素子(有機EL素子OEL)に供給され、表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作が行われる(図20の1行j列目の表示画素EMにおける発光駆動電流Iem参照)。
このような発光動作(又は、無発光動作)が、表示パネル110に配列された少なくとも複数の行の表示画素EM、好ましくは、全ての表示画素EMにおいて一斉に実行されることにより、映像信号に基づく所定の画像情報が表示パネル110に表示される。
また、上述した実施形態においては、無発光表示電圧Vzeroは選択電圧値Vsであったが、発光動作期間Temに供給電圧Vscの電位が選択電圧値Vsから発光電圧値Veに変調した際にのしきい値変動によっても発光駆動用トランジスタがドレイン−ソース間に電流を流さなければ選択電圧値Vsと異なっていてもよい。
DC 発光駆動回路
SDR 信号駆動回路
SL 選択ライン
HL 保持ライン
DL データライン
VL 供給電圧ライン
Tr11〜Tr13 トランジスタ
Cs コンデンサ
OEL 有機EL素子
100 表示装置
110 表示パネル
120 選択ドライバ
130 保持ドライバ
140 データドライバ
150 供給電圧ドライバ
Claims (46)
- 電流制御型の発光素子を発光動作させるために発光駆動電流を流す発光駆動回路において、
輝度階調を指定する階調信号に基づく電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、
前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷量に応じた電流値を有する発光駆動電流を流す発光制御手段と、
少なくとも前記電荷蓄積手段への前記階調信号に基づく電荷の供給状態を制御する書込制御手段と、
前記発光制御手段を動作させるための駆動電圧を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記書込制御手段及び前記電圧制御手段は、各々独立した第1の制御信号及び第2の制御信号に基づいて動作制御されることを特徴とする発光駆動回路。 - 前記発光制御手段は、
電流路及び制御端子を備え、前記制御端子と前記電流路の一端との間の電位差によって前記発光駆動電流の電流値が設定される駆動トランジスタを、有することを特徴とする請求項1記載の発光駆動回路。 - 前記発光制御手段は、
電流路及び制御端子を備え、書込動作期間に前記階調信号として前記電流路に流れる書込電流の電流値に基づいた電流値の前記発光駆動電流を発光動作期間に流す駆動トランジスタを、有することを特徴とする請求項1記載の発光駆動回路。 - 前記発光制御手段は、
電流路及び制御端子を備え、発光動作期間に、飽和領域に達するような電圧が電流路の一端及び他端に印加される駆動トランジスタを、有することを特徴とする請求項1記載の発光駆動回路。 - 前記電荷蓄積手段は、前記駆動トランジスタのしきい値電圧を越えるプリチャージ電圧が印加されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記書込制御手段は、前記プリチャージ電圧に基づいて前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷の一部を放電させて、前記駆動トランジスタの前記しきい値電圧相当の電荷を残留させることを特徴とする請求項5記載の発光駆動回路。
- 前記電荷蓄積手段は、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させるのに要する前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧を越えるプリチャージ電圧が印加されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記書込制御手段は、前記プリチャージ電圧に基づいて前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷の一部を放電させて、前記最低輝度電圧相当の電荷を残留させて保持することを特徴とする請求項7記載の発光駆動回路。
- 前記電荷蓄積手段は、前記書込制御手段又は前記発光制御手段を介して、階調信号が供給されることを特徴とする請求項2乃至8のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記階調信号は、前記発光素子を所望の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記階調信号は、前記発光素子を無発光動作させるための所定の電圧値を有する階調電圧であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記電荷蓄積手段は、前記プリチャージ電圧及び前記階調信号が、異なるタイミングで供給されることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の発光駆動回路。
- 前記階調信号は、前記発光素子を所望の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流か、或いは、前記発光素子を無発光動作させるための所定の電圧値を有する階調電圧であり、
前記電荷蓄積手段は、前記階調電流及び前記階調電圧が選択的に印加され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発光駆動回路。 - 前記書込制御手段は、
前記駆動トランジスタのしきい値電圧の絶対値より大きい、或いは、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させるのに要する前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧の絶対値より大きいプリチャージ電圧及び前記階調信号が選択的に供給される電流路と、前記第1の制御信号が印加される制御端子と、を備えた選択トランジスタを有することを特徴とする請求項2乃至13のいずれかに記載の発光駆動回路。 - 前記電圧制御手段は、
一端側に供給電圧が供給されるとともに他端側に前記駆動トランジスタの前記制御端子及び前記電荷蓄積手段の一端側と接続された電流路と、前記第2の制御信号が印加される制御端子と、を備えた保持トランジスタを有することを特徴とする請求項2乃至14のいずれかに記載の発光駆動回路。 - 選択ラインと、
保持ラインと、
データラインと、
供給電圧ラインと、
ゲートが前記保持ラインに接続された保持トランジスタと、
ゲートが前記保持トランジスタの電流路の一端に接続され、電流路の一端が前記供給電圧ラインに接続された駆動トランジスタと、
ゲートが前記選択ラインに接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続され、当該電流路の他端が前記データラインに接続された選択トランジスタと、
を有することを特徴とする発光駆動回路。 - 前記選択ライン及び前記保持ラインには互いに異なる制御信号が出力されることを特徴とする請求項16記載の発光駆動回路。
- プリチャージ期間に、前記選択ラインからの第1の制御信号によって前記選択トランジスタをオン動作するとともに前記保持ラインからの第2の制御信号によって前記保持トランジスタをオン動作して、前記駆動トランジスタのしきい値電圧の絶対値より大きい、或いは、発光素子を最低輝度階調で発光動作させるのに要する前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧を越える電圧を前記選択トランジスタに供給し、
補正動作期間に、前記選択ラインからの前記第1の制御信号によって前記選択トランジスタをオフ動作して前記駆動トランジスタの前記ゲートと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端との間に、前記駆動トランジスタのしきい値電圧、或いは、前記最低輝度電圧に収束するように設定することを特徴とする請求項16又は請求項17記載の発光駆動回路。 - 電流制御型の発光素子に所定の電流値を有する発光駆動電流を供給して、所望の輝度階調で発光動作させる発光駆動回路の駆動制御方法において、
前記発光素子に前記発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−ソース間に、前記トランジスタ素子のしきい値電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を印加して、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記第2の電位差に基づいて前記トランジスタ素子を所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給するステップと、
を含むことを特徴とする発光駆動回路の駆動制御方法。 - 前記第1の電位差を設定するステップは、
前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記しきい値電圧よりも高電圧となるプリチャージ電圧に基づく第3の電位差を設定するステップと、
前記第3の電位差に基づいて、前記トランジスタ素子をオン動作させて、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間の電位差を前記第1の電位差に収束させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項19記載の発光駆動回路の駆動制御方法。 - 電流制御型の発光素子に所定の電流値を有する発光駆動電流を供給して、所望の輝度階調で発光動作させる発光駆動回路の駆動制御方法において、
前記発光素子に前記発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−ソース間に、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させる際の前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を印加して、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記第2の電位差に基づいて前記トランジスタ素子を所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給するステップと、
を含むことを特徴とする発光駆動回路の駆動制御方法。 - 前記第1の電位差を設定するステップは、
前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に前記最低輝度電圧よりも高電圧となるプリチャージ電圧に基づく第3の電位差を設定するステップと、
前記第3の電位差に基づいて、前記トランジスタ素子をオン動作させて、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間の電位差を前記第1の電位差に設定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項21記載の発光駆動回路の駆動制御方法。 - 前記第2の電位差を設定するステップは、前記階調信号として、前記発光素子を所望の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流を印加することにより、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に、前記第1の電位差に上乗せして前記階調電流に基づく電荷を蓄積して、前記第2の電位差を設定することを特徴とする請求項19乃至22のいずれかに記載の発光駆動回路の駆動制御方法。
- 前記第2の電位差を設定するステップは、前記階調信号として、前記発光素子を無発光動作させるための所定の電圧値を有する階調電圧を印加することにより、前記トランジスタ素子のゲート−ソース間に保持された前記第1の電位差に基づく電荷を放電して、前記第2の電位差を設定することを特徴とする請求項19乃至22のいずれかに記載の発光駆動回路の駆動制御方法。
- 2次元配列された複数の表示画素からなる表示パネルを備え、前記各表示画素に対して表示データに応じた輝度階調を指定する階調信号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動作させて、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、
前記各表示画素は、電流制御型の発光素子と、前記発光素子の発光動作を制御する発光駆動回路と、を備え、
前記発光駆動回路は、前記階調信号に基づく電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷量に応じて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成し、前記発光素子に供給する発光制御手段と、少なくとも前記電荷蓄積手段への前記階調信号に基づく電荷の供給状態を制御する書込制御手段と、前記発光制御手段を動作させるための駆動電圧を制御する電圧制御手段と、を備え、
前記表示パネルは、前記各表示画素の前記書込制御手段の動作状態を制御するための書込制御信号が印加される選択ラインと、前記各表示画素の前記電圧制御手段の動作状態を制御するための電圧制御信号が印加される保持ラインと、少なくとも前記階調信号が供給されるデータラインと、を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記表示装置は、少なくとも、
前記選択ラインに前記書込制御信号を印加する選択ドライバと、
前記保持ラインに前記電圧制御信号を印加する保持ドライバと、
前記データラインに前記階調信号を供給するデータドライバと、
を備えることを特徴とする請求項25記載の表示装置。 - 前記電荷蓄積手段は、容量素子を含んで構成され、
前記発光制御手段は、前記発光駆動電流が流れる電流路の一端側が、前記発光素子に接続されるとともに、前記容量素子の一端側に接続され、前記電流路の他端側に前記発光駆動電流を流すための供給電圧が印加され、前記発光駆動電流の供給状態を制御する制御端子が前記容量素子の他端側に接続された駆動トランジスタを含み、
前記書込制御手段は、電流路の一端側が前記データラインに接続され、前記電流路の他端側が前記容量素子の一端側に接続され、制御端子が前記選択ラインに接続された選択トランジスタを含み、
前記電圧制御手段は、電流路の一端側が前記容量素子の他端側に接続され、制御端子が前記保持ラインに接続された保持トランジスタを含んで構成されていることを特徴とする請求項25又は26記載の表示装置。 - 前記発光制御手段は、前記容量素子に蓄積された電荷量に基づく電位差に応じて、前記駆動トランジスタが所定の導通状態でオン動作し、前記所定の電流値を有する前記発光駆動電流を生成することを特徴とする請求項27記載の表示装置。
- 前記駆動トランジスタの前記電流路の他端側に前記供給電圧を印加する供給電圧ドライバを備えることを特徴とする請求項27又は28記載の表示装置。
- 前記発光制御手段は、前記供給電圧ドライバから前記制御端子に前記供給電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする請求項29記載の表示装置。
- 前記データドライバは、前記駆動トランジスタのしきい値電圧を越えるプリチャージ電圧を前記データラインに印加する手段を具備し、
前記発光駆動回路は、前記データラインに印加された前記プリチャージ電圧を、前記書込制御手段を介して、前記電荷蓄積手段に印加するように構成されていることを特徴とする請求項26乃至30のいずれかに記載の表示装置。 - 前記発光駆動回路は、前記プリチャージ電圧に基づいて前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷の一部を放電して、前記駆動トランジスタの前記しきい値電圧相当の電荷を残留させて保持する手段を有することを特徴とする請求項31記載の表示装置。
- 前記データドライバは、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させる際の前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧を越えるプリチャージ電圧を前記データラインに印加する手段を具備し、
前記発光駆動回路は、前記データラインに印加された前記プリチャージ電圧を、前記書込制御手段を介して、前記電荷蓄積手段に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項26乃至30のいずれかに記載の表示装置。 - 前記発光駆動回路は、前記プリチャージ電圧に基づいて前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷の一部を放電して、前記最低輝度電圧相当の電荷を残留させて保持する手段を有することを特徴とする請求項33記載の表示装置。
- 前記発光駆動回路は、前記データドライバから前記データラインに印加された前記階調信号を、前記書込制御手段を介して、前記電荷蓄積手段に印加するように構成されていることを特徴とする請求項26乃至34のいずれかに記載の表示装置。
- 前記階調信号は、前記表示データに基づいて前記発光素子を所望の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流であり、該階調電流に応じた電荷が前記電荷蓄積手段に蓄積されるように構成されていることを特徴とする請求項35記載の表示装置。
- 前記階調信号は、前記表示データに基づいて前記発光素子を無発光動作させるための所定の電圧値を有する階調電圧であり、該階調電圧に応じて前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷が放電されるように構成されていることを特徴とする請求項35記載の表示装置。
- 前記発光駆動回路は、前記データドライバから前記データラインに印加された前記プリチャージ電圧及び前記階調信号が、前記書込制御手段を介して、異なるタイミングで前記電荷蓄積手段に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項31乃至37のいずれかに記載の表示装置。
- 前記データドライバは、前記データラインに前記階調電流及び前記階調電圧が選択的に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項36乃至38のいずれかに記載の表示装置。
- 選択ラインと、
保持ラインと、
データラインと、
供給電圧ラインと、
ゲートが前記保持ラインに接続された保持トランジスタと、
ゲートが前記保持トランジスタの電流路の一端に接続され、電流路の一端が前記供給電圧ラインに接続された駆動トランジスタと、
ゲートが前記選択ラインに接続され、電流路の一端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続され、当該電流路の他端が前記データラインに接続された選択トランジスタと、
前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された発光素子と、
前記選択ラインに選択信号を出力する選択ドライバと、
前記保持ラインにホールド信号を出力する保持ドライバと、
前記データラインに階調信号を供給するデータドライバと、
前記供給電圧ラインに供給電圧を出力する供給電圧ドライバと、
を有することを特徴とする表示装置。 - 2次元配列された複数の表示画素からなる表示パネルを備え、前記各表示画素に対して表示データに応じた輝度階調を指定する階調信号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動作させて、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置の表示駆動方法において、
前記複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素に設けられた電流制御型の発光素子に対して発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に、前記トランジスタ素子のしきい値電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルの各行ごとの前記表示画素を順次選択状態に設定して、前記各表示画素の前記発光素子を前記表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を順次印加して、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルに配列された前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子を、前記第2の電位差に基づいて所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する個別の前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子の各々に供給するステップと、
を含むことを特徴とする表示装置の表示駆動方法。 - 前記各表示画素に前記第1の電位差を設定するステップは、
複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記しきい値電圧の絶対値より大きい電圧となるプリチャージ電圧に基づく第3の電位差を設定するステップと、
前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素に設置された前記第3の電位差に基づいて、前記トランジスタ素子をオン動作させて、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間の電位差を前記第1の電位差に収束させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項41記載の表示装置の表示駆動方法。 - 2次元配列された複数の表示画素からなる表示パネルを備え、前記各表示画素に対して表示データに応じた輝度階調を指定する階調信号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動作させて、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置の表示駆動方法において、
前記複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素に設けられた電流制御型の発光素子に対して発光駆動電流を供給するトランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に、前記発光素子を最低輝度階調で発光動作させる際の前記発光駆動電流を生成するために必要な最低輝度電圧に相当する第1の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルの各行ごとの前記表示画素を順次選択状態に設定して、前記各表示画素の前記発光素子を前記表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作させるための階調信号を順次印加して、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記輝度階調に応じた第2の電位差を設定するステップと、
前記表示パネルに配列された前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子を、前記第2の電位差に基づいて所定の導通状態でオン動作させて、前記輝度階調に応じた電流値を有する個別の前記発光駆動電流を生成し、前記発光素子の各々に供給するステップと、
を含むことを特徴とする表示装置の表示駆動方法。 - 前記各表示画素に前記第1の電位差を設定するステップは、
前記複数の表示画素の少なくとも一部を選択状態に設定して、前記各表示画素の前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に前記最低輝度電圧の絶対値より大きい電圧となるプリチャージ電圧に基づく第3の電位差を設定するステップと、
前記複数の表示画素の少なくとも一部を非選択状態に設定して、前記各表示画素に設置された前記第3の電位差に基づいて、前記トランジスタ素子をオン動作させて、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間の電位差を前記第1の電位差に設定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項41記載の表示装置の表示駆動方法。 - 前記各表示画素に前記第2の電位差を設定するステップは、前記階調信号として、前記各表示画素の前記発光素子を所望の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流を印加することにより、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に、前記第1の電位差に上乗せして前記階調電流に基づく電荷を蓄積して、前記第2の電位差を設定することを特徴とする請求項41乃至44のいずれかに記載の表示装置の表示駆動方法。
- 前記各表示画素に前記第2の電位差を設定するステップは、前記階調信号として、前記各表示画素の前記発光素子を無発光動作させるための所定の電圧値を有する階調電圧を印加することにより、前記トランジスタ素子のゲート−電流路の一端間に保持された前記第1の電位差に基づく電荷を放電して、前記第2の電位差を設定することを特徴とする請求項41乃至44のいずれかに記載の表示装置の表示駆動方法。
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