JP2007003954A - Display control circuit, display device, and semiconductor integrated circuit - 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制御技術に関する。 The present invention relates to a matrix display device, and more particularly to a control 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を採用している。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つの信号線に挟まれるように発光素子が配置される。そして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を制御する。 Many of the displays used in recent liquid crystal televisions, mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistance) and the like employ 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. A light emitting element is disposed at a location where the two signal lines intersect so as to be sandwiched between the two signal lines. 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.
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。 When a device whose luminance is controlled by current, such as an LED (Light Emitting Diode) or EL (Electro Luminescence), is used as a light emitting element, a current source or a voltage source is connected to the data line, and each light emitting element has a light emission gradation. The luminance is controlled by supplying a current based on the above.
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は、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。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 During a period lower than the light emission threshold voltage, the constant current light emission control signal is consumed to charge the parasitic capacitance. The period required for this charging is a non-light emitting 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
プリチャージのために印加される電圧は、その後のデータ信号による発光素子の駆動が円滑に行われるように、当該発光素子の駆動電圧に鑑み設定することができる。しかしながら発光素子を連続駆動させることによる発熱や、製造工程における特性ばらつきなどに起因し、表示装置における素子の発光効率が変化すると、発光素子の駆動電圧が変化してしまう。このとき、当初設定した電圧値のままプリチャージを行うと、プリチャージの電圧とその後の駆動電圧との間に電位差が発生してしまい、発光素子の出力波形が安定せず、結果として発光輝度が変化してしまうという問題があった。 The voltage applied for precharging can be set in view of the driving voltage of the light emitting element so that the subsequent driving of the light emitting element by the data signal is performed smoothly. However, when the light emission efficiency of the element in the display device changes due to heat generated by continuously driving the light emitting element, characteristic variation in the manufacturing process, or the like, the driving voltage of the light emitting element changes. At this time, if precharge is performed with the initially set voltage value, a potential difference is generated between the precharge voltage and the subsequent drive voltage, the output waveform of the light emitting element is not stable, and as a result, the emission luminance is increased. There was a problem that changed.
また、プリチャージを必要以上に大きい電圧で行うことにより、表示装置の寿命を無駄に悪化させてしまう場合があるという問題があった。 In addition, there is a problem that the life of the display device may be unnecessarily deteriorated by performing precharging at a voltage larger than necessary.
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、発光期間の開始直後から安定的な出力波形を確保し、高精度な輝度制御を行うことが可能な表示制御回路、表示装置、および半導体集積回路の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a display control circuit and a display device capable of ensuring a stable output waveform immediately after the start of the light emission period and performing high-precision luminance control. And providing a semiconductor integrated circuit.
本発明のさらに別の目的は、表示装置の寿命悪化をもたらす要因を可能な限り排除し、場合によっては寿命の向上を可能とする表示制御回路、表示装置、および半導体集積回路の提供にある。 Still another object of the present invention is to provide a display control circuit, a display device, and a semiconductor integrated circuit that eliminate as much as possible the factors that cause the deterioration of the lifetime of the display device, and possibly improve the lifetime.
本発明のある態様は表示制御回路に関する。この回路は、発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する定電圧回路と、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で発光素子を駆動する定電流回路と、定電流回路による駆動の結果、発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する調整回路と、を含むことを特徴とする。 One embodiment of the present invention relates to a display control circuit. This circuit includes a constant voltage circuit that supplies a precharge voltage for charging the light emitting element to a predetermined voltage, a constant current circuit that drives the light emitting element in a form that takes over the precharge voltage supplied by the constant voltage circuit, and a constant voltage circuit. And an adjustment circuit that adjusts a precharge voltage supplied from the constant voltage circuit based on a predetermined monitor voltage corresponding to a voltage generated at both ends of the light emitting element as a result of driving by the current circuit.
この態様によれば、発光素子の駆動電圧の変化に対応してプリチャージ電圧を調整することができ、発光素子の出力波形を安定化させることができる。 According to this aspect, the precharge voltage can be adjusted in response to a change in the driving voltage of the light emitting element, and the output waveform of the light emitting element can be stabilized.
本発明の別の態様は表示装置に関する。この装置は、走査線を行、データ線を列とするマトリクス状に配置され、それぞれが画素に対応する複数の発光素子と、複数の発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する少なくとも1つの定電圧回路と、各列に少なくとも1つ設けられ、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で発光素子を駆動する定電流回路と、定電流回路による駆動の結果、発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する少なくとも1つの調整回路と、を含むことを特徴とする。 Another embodiment of the present invention relates to a display device. This device is arranged in a matrix with scanning lines as rows and data lines as columns, each of which has a plurality of light emitting elements corresponding to pixels and a precharge voltage for charging the plurality of light emitting elements to a predetermined voltage. At least one constant voltage circuit to be supplied; at least one constant voltage circuit provided in each column; and a constant current circuit for driving the light emitting element in a form of taking over a precharge voltage supplied by the constant voltage circuit; and a result of driving by the constant current circuit, And at least one adjustment circuit for adjusting a precharge voltage supplied from the constant voltage circuit based on a predetermined monitor voltage corresponding to a voltage generated at both ends of the light emitting element.
この態様によれば、マトリクス状に配置された複数の発光素子に対して印加されるプリチャージ電圧を、発光素子の駆動電圧の変化に対応させて調整することができ、全体的に安定した波形を出力できる表示装置を実現することができる。 According to this aspect, the precharge voltage applied to the plurality of light emitting elements arranged in a matrix can be adjusted in accordance with the change in the driving voltage of the light emitting elements, and the overall stable waveform. Can be realized.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between methods, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、発光素子を早いタイミングで安定的に発光させることができる。また、場合により表示装置の寿命を向上させることができる。 According to the present invention, the light emitting element can stably emit light at an early timing. In some cases, the lifetime of the display device can be improved.
実施の形態1
図1は、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10ij、走査線駆動回路20、データ線駆動回路30、駆動制御回路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り、i、jは1≦i≦m,1≦j≦nを満たす自然数である。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
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し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、駆動制御回路40からの走査制御信号Scntが入力される。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Tsl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Vcom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、駆動制御回路40からのデータ制御信号Dcntに基づいて、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。これに先立ち、各データ線D1〜Dmには、データ線駆動回路30よりプリチャージ電圧が印加される。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10jiには、まず所定期間プリチャージ電圧が印加され、次いでPWMデータ信号Ipwmiが供給される。有機EL素子10jiはそ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
駆動制御回路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において、j行i列目の1つの有機EL素子10ijに関連する走査線駆動回路20およびデータ線駆動回路30の構成をより詳細に示している。有機EL素子10ijは、走査線Sjの電位がローレベル0Vとなり、定電圧回路36からプリチャージ電圧が、それに引き続き定電流回路34側からPWMデータ信号Ipwmiがデータ線Diに供給されると、階調に応じた期間、自発光する。本実施の形態では、有機EL素子10ijの駆動電圧Vfに対応したモニター電圧Vmの値に基づき、調整回路46によって次の発光タイミングにおけるプリチャージ電圧を調整することにより、駆動電圧Vfの変化に応じたプリチャージ電圧の制御を行う。
FIG. 2 shows in more detail the configurations of the scanning
図2において有機EL素子10ijは、発光デバイスELと寄生容量Cとを含み、データ線Diおよび走査線Sjとの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。 In FIG. 2, the organic EL element 10ij includes a light emitting device EL and a parasitic capacitance C, and a state in which the parasitic capacitance C generated between the data line Di and the scanning line Sj exists in parallel with the light emitting device EL is shown. Yes.
走査線駆動回路20は走査線駆動タイミング制御回路44を含む。走査線駆動タイミング制御回路44は、駆動制御回路40から出力される走査制御信号Scntに基づき、走査線Sjの電位をローレベル0Vとして当該走査線Sjを選択するか、ハイレベルVcomとして選択しないかを切り替える。
The scanning
データ線駆動回路30は、パルス制御回路32、定電流回路34、PWM(Pulse Width Modulation)回路38、駆動電流タイミング制御回路41、定電圧回路36、プリチャージ電圧タイミング制御回路42、スイッチSWを含む。データ線駆動回路30はさらに、調整回路46を含む。
The data
パルス制御回路32は、駆動制御回路40から出力されるデータ制御信号Dcntに基づいてPWM回路38を制御するためのパルス幅変調されたPWM制御信号Spwmを生成する。さらにパルス制御回路32は、スイッチSWを制御するための切り替え信号Ssw、駆動電流タイミング制御回路41を制御するための切り替え信号Scur、プリチャージ電圧タイミング制御回路42を制御するための切り替え信号Spcを生成する。1つのパルス制御回路32によって全てのデータ線D1〜Dmに対するパルス制御を行うことができるため、パルス制御回路32はデータ線駆動回路30に少なくとも1つ備えていればよい。
The
PWM回路38は、PWM制御信号Spwmに基づき、定電流回路34からの定電流信号をパルス幅変調することによりPWMデータ信号Ipwmiを生成する。駆動電流タイミング制御回路41は、切り替え信号Scurに基づき、PWMデータ信号Ipwmiをデータ線Diに供給するか、データ線Diを接地して電位を0Vにすることで以前の発光データをリセットするか、の切り替えを行う。定電流回路34、PWM回路38、および駆動電流タイミング制御回路41は、有機EL素子10毎の輝度制御に関連するため、全てのデータ線Dにそれぞれに設ける。
The
定電圧回路36は、有機EL素子10ijの寄生容量Cを充電するためのプリチャージ電圧Vpcを、定電圧信号としてデータ線Di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。プリチャージ電圧タイミング制御回路42は、切り替え信号Spcに基づき、定電圧回路36の動作に従いプリチャージ電圧Vpcの信号をデータ線Diへ供給するか、データ線Diを接地して電位を0Vにすることで以前にチャージした電荷を放電するか、の切り替えを行う。定電圧回路36はデータ線駆動回路30に少なくとも1つ設ける。定電圧回路36が1つの場合は、すべてのデータ線Dのプリチャージ電圧Vpcが同一の値に設定される。一方、定電圧回路36が複数の場合は、それぞれが受け持つデータ線Dのプリチャージ電圧Vpcを個々に設定できる。プリチャージ電圧タイミング制御回路42は有機EL素子10毎の輝度制御に関連するため、全てのデータ線Dのそれぞれに設ける。
The
スイッチSWは、データ線Diに供給する信号を、定電流回路34側のPWMデータ信号Ipwmiとするか、定電圧回路36からのプリチャージ信号とするか、の切り替えを行うスイッチである。以降、スイッチSWが定電流回路34側に接続した状態を第1状態、定電圧回路36側に接続した状態を第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 switch SW is a switch for switching whether the signal supplied to the data line Di is the PWM data signal Ipwmi on the constant
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の両端電圧を所望の値、例えば駆動電圧Vfまで上昇させるように決定する。プリチャージ電圧Vpcの初期値は寄生容量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。プリチャージ期間Tpcが十分である場合は、設定時の駆動電圧Vfの値をプリチャージ電圧Vpcの初期値としてもよい。あるいは実験的に決定してもよい。
In the
調整回路46はA/D変換器48、サンプリング制御回路50、サンプルアンドホールド回路52、D/A変換器54、およびプリチャージ電圧制御回路56を含む。調整回路46はデータ線駆動回路30に1つまたは複数個設ける。例えば定電圧回路36を複数個設けた場合は、定電圧回路36ごとに調整回路46を設けてもよい。
The
A/D変換器48は、スイッチSWが第1状態に設定される電流駆動期間内の所定のタイミングで、PWM回路38側のノードaと接地電位であるノードbとの電位差を検出し、デジタル信号に変換してサンプリング制御回路50のサンプルアンドホールド回路52に与える。
The A /
ここでノードaとノードbとの電位差は、スイッチSWが第1状態にある際は有機EL素子10ijの駆動電圧Vfにおよそ等しいとみなすことができる。従って発熱などにより有機EL素子10ijの駆動特性が変化した際、この電位差をモニターすることによって駆動電圧Vfの変化を検出することができる。以降、ノードaとノードbとの電位差をモニター電圧Vmと呼ぶ。モニター電圧Vmのサンプルアンドホールド回路52による取り込みタイミングは、サンプリング制御回路50によって制御される。
Here, the potential difference between the node a and the node b can be regarded as approximately equal to the drive voltage Vf of the organic EL element 10ij when the switch SW is in the first state. Therefore, when the drive characteristic of the organic EL element 10ij changes due to heat generation or the like, the change in the drive voltage Vf can be detected by monitoring this potential difference. Hereinafter, the potential difference between the node a and the node b is referred to as a monitor voltage Vm. The
サンプルアンドホールド回路52によって保持された、あるタイミングのモニター電圧Vmのデジタル信号は、サンプリング制御回路50から所定のタイミングで出力される。このとき、モニター電圧Vmをある期間にわたり複数個取り込んだ場合は、例えばその平均値を出力値とする。出力された値はD/A変換器54によってアナログ値へと変換され、プリチャージ電圧制御回路56に出力される。プリチャージ電圧制御回路56は取得したアナログ値をプリチャージ電圧Vpcの帰還値として定電圧回路36に設定する。
The digital signal of the monitor voltage Vm at a certain timing held by the sample and hold
プリチャージ電圧Vpcの帰還値は、モニター電圧Vmと等しくなくてもよい。このときサンプリング制御回路50には、プリチャージ期間Tpcに有機EL素子10の両端電圧が駆動電圧Vfに到達するのに必要なプリチャージ電圧Vpcの最適値を算出しなおすなどの所定の計算を行う回路をさらに設けてもよい(図示せず)。例えば、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に基づきプリチャージ電圧Vpcの最適値を算出してもよい。この場合、プリチャージ電圧制御回路56は、その最適値をプリチャージ電圧Vpcの帰還値として定電圧回路36に設定する。
The feedback value of the precharge voltage Vpc may not be equal to the monitor voltage Vm. At this time, the
サンプリング制御回路50からの帰還値の出力タイミングは実行される調整態様によってあらかじめ設定される。例えば走査線Sごとにプリチャージ電圧Vpcの調整を行う場合は、ある走査線Sjが選択された際に取り込んだモニター電圧Vmの値に基づく帰還値の出力を、次に同走査線Sjが選択された際に行う。これにより、走査線Sごとにプリチャージ電圧Vpcの帰還値が設定される。この例では、出力タイミングを発生させる信号が走査信号と同期しており、サンプルアンドホールド回路52には走査線S1〜Snまでのn個のモニター電圧Vmが保持されることになる。
The output timing of the feedback value from 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および図4はマトリクス型表示装置100の各信号波形の一例として、有機EL素子10ijの温度が高温側にシフトした際の各波形のタイムチャートを示している。なお、時間軸および電圧軸はいずれも見易さのために適宜、拡大縮小して示している。
The operation of the
図3は、調整回路46によるプリチャージ電圧Vpcの調整を行う前の段階を示している。図3における波形は上から、走査線Sjの電位Vsj、有機EL素子10ijに供給されるプリチャージ電圧Vpc、PWMデータ信号Ipwmiによって有機EL素子10ijに生じる駆動電圧Vf、結果的に得られる有機EL素子10ijの出力電圧波形Voutである。
FIG. 3 shows a stage before the adjustment of the precharge voltage Vpc by the
まず時刻T0において走査線Sjの選択期間Tslが開始すると、走査線駆動タイミング制御回路44によって走査線Sjの電位VsjはハイレベルVcomからローレベル、すなわち接地電位0Vに設定される。走査線Sjに接続された各有機EL素子10は、電位Vsjが0Vである走査選択期間Tslの間、データ信号により発光制御される。
First, when the selection period Tsl of the scanning line Sj starts at time T0, the scanning line drive
時刻T0において、有機EL素子10ijに接続したスイッチSWは、プリチャージのために定電圧回路36側に接続した状態、すなわち第2状態に設定されている。このとき、プリチャージ電圧タイミング制御回路42によってデータ線Diの電位を接地電位0Vとすることにより、前回の発光タイミングにおいて保持された電荷が放電される。
At time T0, the switch SW connected to the organic EL element 10ij is set to the state connected to the
次に時刻T1において、プリチャージ電圧タイミング制御回路42がスイッチSWへの接続線を定電圧回路36側に切り替えることにより、プリチャージ電圧Vpcがデータ線Diに印加される。これにより、有機EL素子10ijの寄生容量Cの充電が開始される。そして有機EL素子10ijの出力電圧波形Voutが立ち上がる。このときのプリチャージ電圧VpcをVpc1とする。
Next, at time T1, the precharge voltage
次に時刻T1から所定のプリチャージ期間Tpcを経た時刻T2において、スイッチSWは第1状態、すなわち定電流回路34側に接続する。そして発光階調に応じたパルス幅Teを有するPWMデータ信号Ipwmiがデータ線Diに供給され、有機EL素子10ijの電流駆動が開始する。このとき有機EL素子10ijには、PWMデータ信号Ipwmiの定電流値と発光効率とに依存する駆動電圧Vfがその両端に発生する。有機EL素子10ijの温度が高温になると、この駆動電圧Vfは低電圧側にシフトする。図3においては、標準温度、例えば25℃における駆動電圧Vfを破線Vf_nrm、高温時、例えば60℃のときの駆動電圧Vfを実線Vf_hiで示している。
Next, at time T2 after a predetermined precharge period Tpc from time T1, the switch SW is connected to the first state, that is, the constant
PWMデータ信号Ipwmiの供給に先立ち印加されるプリチャージ電圧Vpc1は、標準温度における駆動電圧Vf_nrmを基準に、時定数τや実験などに基づき設定される。従って、破線で示した、標準温度における出力電圧波形Vout_nrmは、プリチャージ電圧Vpcによる波形の立ち上がりと、駆動電圧Vfによる波形の定常状態とが滑らかにつながる。しかしながら高温時の駆動では、駆動電圧Vfによる波形の定常状態が標準温度時より低電圧側にシフトしているため、プリチャージ電圧VpcがVpc1のままでは、出力電圧波形は実線のVout_hiで示されるごとく立ち上がりにオーバーシュートが発現してしまう。 The precharge voltage Vpc1 applied prior to the supply of the PWM data signal Ipwmi is set based on the time constant τ, experiment, or the like with reference to the drive voltage Vf_nrm at the standard temperature. Therefore, in the output voltage waveform Vout_nrm at the standard temperature indicated by the broken line, the rising of the waveform due to the precharge voltage Vpc and the steady state of the waveform due to the drive voltage Vf are smoothly connected. However, in driving at high temperatures, the steady state of the waveform due to the driving voltage Vf is shifted to a lower voltage side than at normal temperature, so that the output voltage waveform is indicated by a solid line Vout_hi when the precharge voltage Vpc remains at Vpc1. In this way, overshoot appears on the rise.
そこで所定のタイミングT3から所定時間Tsmにおいて駆動電圧Vfに対応するモニター電圧Vmを取り込み、調整回路46によって次の選択期間Tslにおけるプリチャージ電圧Vpcに帰還させる。図4は、調整回路46によってプリチャージ電圧Vpcの調整が行われた後の段階の各波形を示している。図4に示されている波形および、それぞれの波形をもたらす回路の切り替えは図3で説明したのと同様であるため、説明は省略する。但し図4におけるプリチャージ電圧Vpcは、調整回路46によって設定された帰還値である。
Therefore, the monitor voltage Vm corresponding to the drive voltage Vf is taken from the predetermined timing T3 at the predetermined time Tsm, and is fed back to the precharge voltage Vpc in the next selection period Tsl by the
図3で示した駆動電圧Vfは標準温度における駆動電圧Vfより減少しているため、プリチャージ電圧Vpcの帰還値は図3で示した調整前のプリチャージ電圧Vpc1より小さい値、Vpc2となる。プリチャージ電圧VpcをVpc2とすることにより、図4に示すように、プリチャージ電圧Vpcによる出力電圧波形Voutの立ち上がりと、駆動電圧Vfによる出力電圧波形Voutの定常状態とが滑らかにつながった、安定した出力電圧波形Vout_hi’を得ることができる。 Since the drive voltage Vf shown in FIG. 3 is lower than the drive voltage Vf at the standard temperature, the feedback value of the precharge voltage Vpc is a value smaller than the precharge voltage Vpc1 before adjustment shown in FIG. By setting the precharge voltage Vpc to Vpc2, as shown in FIG. 4, the rising of the output voltage waveform Vout by the precharge voltage Vpc and the steady state of the output voltage waveform Vout by the drive voltage Vf are smoothly connected. The output voltage waveform Vout_hi ′ thus obtained can be obtained.
図3および図4では有機EL素子10ijが高温側にシフトした場合について示したが、寒冷地における駆動などで低温側にシフトした場合は、逆の現象が生じる。すなわち有機EL素子10ijの駆動電圧Vfが上昇するため、プリチャージ電圧Vpcが標準温度における設定では足りず、出力電圧波形Voutの立ち上がりにアンダーシュートが発現する。この場合も、調整回路46が上昇した駆動電圧Vfをモニターしてプリチャージ電圧Vpcを増加させる方向で再設定することにより、出力電圧波形Voutが安定化する。
3 and 4 show the case where the organic EL element 10ij is shifted to the high temperature side, but the reverse phenomenon occurs when the organic EL element 10ij is shifted to the low temperature side due to driving in a cold region. That is, since the drive voltage Vf of the organic EL element 10ij is increased, the setting of the precharge voltage Vpc at the standard temperature is not sufficient, and an undershoot appears at the rise of the output voltage waveform Vout. Also in this case, the output voltage waveform Vout is stabilized by monitoring the drive voltage Vf that has been raised by the
高温時の駆動において出力電圧波形Voutにオーバーシュートが発現すると、有機EL素子10の輝度が設定値より高くなる。例えばある実験では、動作温度を60℃とすると、25℃における発光輝度と比較し12%の輝度上昇がみられた。高輝度での駆動を続けていると輝度劣化が加速し、高温駆動に起因する表示装置の寿命短縮がさらに加速されてしまう。本実施の形態ではプリチャージ電圧Vpcを適正化することにより、輝度劣化の加速を抑制し、表示装置の寿命短縮を軽減させることができる。
If overshoot appears in the output voltage waveform Vout during driving at a high temperature, the luminance of the
図3および図4では、1度のモニター電圧Vmの取り込みによってプリチャージ電圧Vpcを調整し、出力電圧波形Voutのオーバーシュートを抑制した。実際にはこの動作を繰り返し行うことで徐々にプリチャージ電圧Vpcを最適値へ収束させ、最終的にオーバーシュートをなくしていく態様としてよい。従ってモニター電圧Vmの取り込みを開始するタイミングT3は、出力電圧波形Voutが厳密に駆動電圧Vfの値となるタイミングまで待つ必要はなく、PWMデータ信号Ipwmiの供給開始時刻T2以後であればよい。 3 and 4, the precharge voltage Vpc is adjusted by taking in the monitor voltage Vm once, and the overshoot of the output voltage waveform Vout is suppressed. In practice, this operation may be repeated to gradually converge the precharge voltage Vpc to the optimum value and finally eliminate the overshoot. Therefore, the timing T3 at which the monitor voltage Vm is started to be taken does not have to wait until the timing at which the output voltage waveform Vout becomes exactly the value of the drive voltage Vf, and may be after the supply start time T2 of the PWM data signal Ipwmi.
また、データ線駆動回路30に含まれる一部または全ての回路を、1つの半導体基板上に一体集積化し、半導体集積回路としてマトリクス型表示装置100に組み込んでもよい。
Alternatively, some or all of the circuits included in the data
以上述べたように本実施の形態によれば、素子の温度変化や製造工程などに起因する有機EL素子の駆動特性の変化によってもたらされる駆動電圧の変化をモニターし、その変化に応じてプリチャージ電圧を調整することにより、即座に定常状態が得られる安定した出力電圧波形を得ることができる。これにより、有機EL素子の輝度が安定化する。さらに、もとより表示装置の寿命に悪影響のある高温駆動時においては、出力電圧波形がオーバーシュートすることによる輝度の増加を抑制できるため、さらなる寿命の悪化を防止することができる。また本実施の形態は、外部の構成部品を追加する必要がない。そのため、外部供給電圧を設けることによってプリチャージ電圧を制御したり、温度保償回路を追加してプリチャージ電圧にフィードバックをかけたりする場合と比較すると、製造コストを増大させることなく比較的容易に、上述のような顕著な効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, a change in drive voltage caused by a change in drive characteristics of an organic EL element caused by a change in element temperature or a manufacturing process is monitored, and a precharge is performed according to the change. By adjusting the voltage, it is possible to obtain a stable output voltage waveform in which a steady state can be obtained immediately. Thereby, the brightness | luminance of an organic EL element is stabilized. Furthermore, since the increase in luminance due to the overshooting of the output voltage waveform can be suppressed during high temperature driving that adversely affects the lifetime of the display device, further deterioration of the lifetime can be prevented. Further, in this embodiment, it is not necessary to add external components. Therefore, compared with the case where the precharge voltage is controlled by providing an external supply voltage or when the temperature compensation circuit is added to feed back the precharge voltage, it is relatively easy without increasing the manufacturing cost. The remarkable effects as described above can be obtained.
実施の形態2
実施の形態1では、モニター電圧Vmの調整回路46による取り込みは、PWMデータ信号Ipwmiの供給開始時刻T2以後であればよいとした。ところが選択期間Tslにわたって有機EL素子10ijの発光がない場合や、輝度の低いデータのためパルス幅Teが十分でない場合などには、取込んだモニター電圧Vmに駆動電圧Vfを反映しない値が含まれてしまうことが考えられる。そこで本実施の形態ではサンプリング制御回路50に、PWMデータ信号Ipwmiの供給期間Teとモニター電圧Vmの取り込み期間Tsmとを比較する判定回路を設け、より確実に適正なモニター電圧Vmの取り込みを行う。調整回路46におけるモニター電圧Vmに係る処理以外は、実施の形態1で説明したのと同様の構成および動作となる。ここでは実施の形態1と異なる点に主眼を置き説明する。
Embodiment 2
In the first embodiment, the monitor voltage Vm may be captured by the
図5は実施の形態1の図2に対応する図であり、ある有機EL素子10ijに対する走査線駆動回路20およびデータ線駆動回路30の構成を示している。図5における調整回路46のサンプリング制御回路50は、判定回路58を含む点で図2と異なる。判定回路58は、PWMデータ信号Ipwmiの供給終了時刻、すなわち図3の(T2+Te)と、モニター電圧Vmの取り込み終了時刻、すなわち図3の(T3+Tsm)とを比較する図示しないコンパレータを内蔵する。そしてPWMデータ信号Ipwmiの供給終了時刻がモニター電圧Vmの取り込み終了時刻より遅い場合にのみ、サンプリング制御回路50からプリチャージ電圧制御回路56への帰還値の出力を許可する。このときサンプリング制御回路50にはPWM制御信号Spwmがパルス制御回路32から供給される。サンプリング制御回路50はPWM制御信号Spwmに基づき、発光期間ごとにPWMデータ信号Ipwmiの供給終了時刻を算出し、判定回路58に供給する。
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the first embodiment, and shows the configuration of the scanning
これにより、有機EL素子10ijが駆動していない期間のモニター電圧Vmが調整回路46によって取り込まれた場合でも、そのモニター電圧Vmはプリチャージ電圧Vpcの調整には用いられないため、駆動電圧Vfと関係のない不適正なプリチャージ電圧Vpcが設定されるのを防ぐことができる。したがって、より確実にプリチャージ電圧を適正値へ収束させることができ、実施の形態1と同様の効果を効率的に得ることができる。
Thus, even when the monitor voltage Vm during the period when the organic EL element 10ij is not driven is taken in by the
実施の形態3
実施の形態2では、有機EL素子10ijが接続された走査線Sjが選択され、PWMデータ信号Ipwmiによって有機EL素子10ijが駆動している期間において、所定のタイミングでモニター電圧Vmを取り込んだ。本実施の形態では、マトリクス型表示装置100に接続された図示しないプロセッサが実行しているアプリケーションソフトウェア、またはマトリクス型表示装置100を制御するオペレーティングシステム(OS)などから、モニター電圧Vmを取り込むタイミングを指示する。調整回路46におけるモニター電圧Vmに係る処理以外は、実施の形態1で説明したのと同様の構成および動作となる。ここでは実施の形態1と異なる点に主眼を置き説明する。
Embodiment 3
In the second embodiment, the scanning voltage Sm to which the organic EL element 10ij is connected is selected, and the monitor voltage Vm is captured at a predetermined timing during the period in which the organic EL element 10ij is driven by the PWM data signal Ipwmi. In the present embodiment, the timing at which the monitor voltage Vm is acquired from application software executed by a processor (not shown) connected to the
図6は実施の形態1の図2に対応する図であり、ある有機EL素子10ijに対する走査線駆動回路20およびデータ線駆動回路30の構成を示している。図6における調整回路46のサンプルアンドホールド回路52は、レジスタ60を含む点で図2と異なる。レジスタ60は、アプリケーションソフトウェアなどプロセッサからの設定によって、モニター電圧Vmを取り込むタイミング情報を保持する。例えばサンプルアンドホールド回路52に図示しないタイマをさらに設け、レジスタ60に設定された所定時間の経過がタイマにより検出されたら、モニター電圧Vmを取り込むようにする。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the first embodiment, and shows the configuration of the scanning
このときソフトウェアなどによって、プリチャージ電圧調整用画像をマトリクス型表示装置100に表示させるようにしてもよい。プリチャージ電圧調整用画像は例えば、有機EL素子10ijが最大発光階調となる画像である。これによりPWMデータ信号Ipwmiのパルス幅Teが最大値となり、駆動電圧Vfが真値に収束したタイミングでモニター電圧Vmを取り込むことが容易になる。従って、1度のモニター電圧Vmの取得で確度の高いプリチャージ電圧帰還値を得ることができ、少ない調整回数で出力電圧波形を安定化させることができる。
At this time, the precharge voltage adjustment image may be displayed on the
本実施の形態ではモニター電圧Vmの取り込みタイミングをソフトウェアなどの指示で行うため、モニター電圧Vmの取り込みに対して都合のよい画像データを出力したタイミングを選ぶことができ、適正なモニター電圧Vmを確実に取得することができる。したがって、より確実にプリチャージ電圧を適正値へ収束させることができ、実施の形態1と同様の効果を効率的に得ることができる。 In this embodiment, the timing for capturing the monitor voltage Vm is performed by an instruction from software or the like. Therefore, it is possible to select the timing at which image data convenient for capturing the monitor voltage Vm is output, and the proper monitor voltage Vm is ensured. Can be obtained. Therefore, the precharge voltage can be more reliably converged to an appropriate value, and the same effect as in the first embodiment can be obtained efficiently.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。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。 The present invention has been described based on the embodiments. 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.
実施の形態2における判定回路58を、マトリクス型表示装置100に接続されたプロセッサとする構成でもよい。この場合、プロセッサが実行しているアプリケーションソフトウェアなどの制御のもと、発光前のタイミングで画素の輝度情報からPWMデータ信号Ipwmiの供給終了時刻を算出し、モニター電圧Vmの取り込み終了時刻と比較することができる。そして判定回路58は、PWMデータ信号Ipwmiの供給終了時刻がモニター電圧Vmの取り込み終了時刻より遅い場合にのみ、調整回路46によるモニター電圧Vmの取り込みを許可する構成としてよい。この場合も実施の形態2と同様に、駆動電圧Vfと関係のない不適正なプリチャージ電圧Vpcが設定されるのを防ぐことができ、実施の形態1と同様の効果を効率的に得ることができる。
The
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 定電流回路、 36 定電圧回路、 38 PWM回路、 40 駆動制御回路、 46 調整回路、 48 A/D変換器、 50 サンプリング制御回路、 52 サンプルアンドホールド回路、 54 D/A変換器、 56 プリチャージ電圧制御回路、58 判定回路、 60 レジスタ、 100 マトリクス型表示装置。
10 organic EL elements, 20 scanning line drive circuit, 30 data line drive circuit, 32 pulse control circuit, 34 constant current circuit, 36 constant voltage circuit, 38 PWM circuit, 40 drive control circuit, 46 adjustment circuit, 48 A /
Claims (10)
前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で前記発光素子を駆動する定電流回路と、
前記定電流回路による駆動の結果、前記発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する調整回路と、
を含むことを特徴とする表示制御回路。 A constant voltage circuit for supplying a precharge voltage for charging the light emitting element to a predetermined voltage;
A constant current circuit for driving the light emitting element in a form of taking over a precharge voltage supplied by the constant voltage circuit;
An adjustment circuit for adjusting a precharge voltage supplied by the constant voltage circuit based on a predetermined monitor voltage corresponding to a voltage generated at both ends of the light emitting element as a result of driving by the constant current circuit;
A display control circuit comprising:
前記モニター電圧をA/D変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器の出力値を保持するサンプルアンドホールド回路と、
前記サンプルアンドホールド回路の保持値をD/A変換するD/A変換器と、
前記D/A変換器の出力信号値を前記プリチャージ電圧として設定するプリチャージ電圧制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示制御回路。 The adjustment circuit includes:
An A / D converter for A / D converting the monitor voltage;
A sample and hold circuit for holding the output value of the A / D converter;
A D / A converter for D / A converting the hold value of the sample and hold circuit;
A precharge voltage control circuit for setting an output signal value of the D / A converter as the precharge voltage;
The display control circuit according to claim 1, comprising:
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電圧を供給する少なくとも1つの定電圧回路と、
各列に少なくとも1つ設けられ、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で前記発光素子を駆動する定電流回路と、
前記定電流回路による駆動の結果、前記発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する少なくとも1つの調整回路と、
を含むことを特徴とする表示装置。 A plurality of light emitting elements, each of which is arranged in a matrix having scanning lines as rows and data lines as columns, each corresponding to a pixel;
At least one constant voltage circuit for supplying a precharge voltage for charging the light emitting element to a predetermined voltage;
A constant current circuit that is provided in each column and drives the light emitting element in a form that takes over the precharge voltage supplied by the constant voltage circuit;
At least one adjustment circuit for adjusting a precharge voltage supplied by the constant voltage circuit based on a predetermined monitor voltage corresponding to a voltage generated at both ends of the light emitting element as a result of driving by the constant current circuit;
A display device comprising:
前記モニター電圧をA/D変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器の出力値を保持するサンプルアンドホールド回路と、
前記サンプルアンドホールド回路の保持値をD/A変換するD/A変換器と、
前記D/A変換器の出力信号値を前記プリチャージ電圧として設定するプリチャージ電圧制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 The adjustment circuit includes:
An A / D converter for A / D converting the monitor voltage;
A sample and hold circuit for holding the output value of the A / D converter;
A D / A converter for D / A converting the hold value of the sample and hold circuit;
A precharge voltage control circuit for setting an output signal value of the D / A converter as the precharge voltage;
The display device according to claim 4, further comprising:
前記判定回路で発光素子の駆動期間がサンプリングタイミングを含んでいると判定されたときに限り、前記プリチャージ電圧制御回路がプリチャージ電圧を設定することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 The adjustment circuit further includes a determination circuit that determines whether a driving period of the light emitting element provided with the adjustment circuit includes a sampling timing by the sample and hold circuit,
6. The display device according to claim 5, wherein the precharge voltage control circuit sets the precharge voltage only when the determination circuit determines that the drive period of the light emitting element includes a sampling timing. .
動作許可の指示が前記レジスタにおいて検出されたとき限り、前記プリチャージ電圧制御回路がプリチャージ電圧を設定することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 The adjustment circuit further includes a register for instructing whether the operation of the precharge voltage control circuit is permitted or not from software,
The display device according to claim 5, wherein the precharge voltage control circuit sets a precharge voltage only when an operation permission instruction is detected in the register.
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