JP2007065230A - 電流ドライバ回路及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

電流ドライバ回路及びそれを用いた表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電流駆動型表示装置等に設けられる電流ドライバ回路において、低階調表示時の誤差の補正と動作速度の高速化を図る。
【解決手段】電流ドライバ回路130は、NMOS151,154、及びPMOS152,153を有している。NMOS154は、基準電圧生成回路140から与えられる表示電圧Vdataによりゲート制御され、出力端子OUTからグランド端子GNDへ出力電流Ioutを引き込む。PMOS151は、補正電圧Voffsetによりゲート制御され、ドレイン・ソース間に補正電流を流す。この補正電流に比例した補正電流Ioffseが、カレントミラー回路を構成するPMOS152,153により、このPMOS153のソース・ドレイン間に流れる。これにより、電源端子VDDから出力端子OUTへ補正電流Ioffseが注入され、グランド端子GNDへ引き込まれる出力電流Ioutの誤差量が補正される。
【選択図】図1

Description

本発明は、有機EL(エレクトロルミネセンス)表示装置等の電流駆動型表示装置等を駆動するための電流ドライバ回路、特に階調補正等の出力電流を補正できる電流ドライバ回路及びそれを用いた表示装置に関するものである。
従来、有機EL表示装置等の電流駆動型表示装置として、例えば、次のような文献に記載されるものがあった。
特開2000−293245号公報
図9は、特許文献1等に記載された従来の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置の概略の構成図である。
この電流駆動型表示装置は、有機EL表示装置であり、画像表示用のEL表示パネル10を有している。EL表示パネル10は、複数の行線11と、これに対して直交する複数の列線12とを有し、これらの行線11と列線12との交差箇所に、有機EL素子13がそれぞれ接続されてマトリクス状に配置されている。複数の行線11には行選択回路20が接続されると共に、複数の列線12に電流ドライバ回路30が接続されている。行選択回路20は、図示しない制御回路から与えられる制御信号に基づき、複数の行線11を選択するための回路であり、各行線11を選択するための複数のスイッチング素子21を有している。
電流ドライバ回路30は、表示データ(例えば、階調データ)に対応した定電流を複数の出力端子OUT1,OUT2,OUT3,・・・に流し、列線12を駆動して有機EL素子13を点灯駆動する回路であり、図示しない制御回路や、基準電圧生成回路40、及び複数のドライバセル50−1,50−2,50−3,・・・等を有している。基準電圧生成回路40は、電源端子VDDとグランド端子GNDとの間に接続され、基準電圧端子VELから与えられる基準電圧Vvelに基づき、電源端子VDDとグランド端子GNDとの間に基準電流Irefを流し、表示データに対応した基準の表示電圧Vdataを生成する回路であり、この出力側に複数のドライバセル50−1,50−2,50−3,・・・が接続されている。各ドライバセル50−1,50−2,50−3,・・・は、カレントミラー回路により、各列線12にそれぞれ接続されたドライバ出力端子OUT1,OUT2,OUT3,・・・に対して、基準電流Irefに比例した定電流Iout1,Iout2,Iout3,・・・を流す回路である。
図10は、図9中の基準電圧生成回路40を示す概略の構成図である。
この基準電圧生成回路40は、電源端子VDDとグランド端子GNDとの間に直列に接続された負荷抵抗41及びNチャネル型MOSトランジスタ(以下「NMOS」という。)43を有し、このNMOS43のゲートが電圧フォローの増幅器(以下「オペアンプ」という。)42により制御されるようになっている。オペアンプ42は、非反転入力端子が負荷抵抗41とNMOS43の接続点に接続され、反転入力端子が基準電圧端子VELに接続され、出力端子がNMOS43のゲート及び表示電圧端子DATAに接続されている。
電源端子VDDと表示電圧端子DATAの間に流れる基準電流Irefは、基準電圧端子VELに入力される基準電圧Vvelと負荷抵抗41によって決定される。負荷抵抗41の端子電圧Vrは、オペアンプ42の電圧フォロー動作により、基準電圧Vvelと同一の電圧になる。その結果、基準電流Irefの電流値は、(基準電圧Vvel/負荷抵抗41の抵抗値r)となり、表示電圧端子DATAから基準の表示電圧Vdataが出力されて複数のドライバセル50−1,・・・へ供給される。
図11は、図9中のドライバセル50−1を示す構成図である。
ドライバセル50−1は、他のドライバセル50−2,50−3,・・・と同一の回路構成であり、NMOS51により構成されている。NMOS51は、ゲートが表示電圧端子DATAに接続され、ドレインが出力端子OUT1に接続され、ソースがグランド端子GNDに接続されている。NMOS51が図10中のNMOS43と等しい素子の場合、出力端子OUT1に流れる出力電流Iout1の電流値は、基準電流Irefと等しくなる。
このような出力電流Iout1により列線12が駆動されると、行選択回路20の電源端子VDD→オン状態のイッチング素子21→行線11→有機EL素子13→列線12→出力端子OUT1,・・・、という経路で出力電流Iout1,・・・が流れ、その有機EL素子13が表示データに応じた階調(輝度)で点灯する。
図12は、従来の他の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置の概略の構成図であり、図9中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この電流駆動型表示装置は、有機EL表示装置であり、図9と同様のEL表示パネル10及び行選択回路20と、図9とは異なる電流ドライバ回路60とを有している。電流ドライバ回路60は、スイッチ切り替え用の制御信号sw1,sw2等を所定のタイミングで出力する制御回路61、基準電流Irefを生成して基準電圧Vrefを出力する基準電流生成回路62、表示電流用のディジタルな表示データDinをアナログの表示電流Snkに変換する電流ディジタル/アナログ変換器(以下「カレントDAC」という。)70、及び複数(N)の列線12を駆動する複数のドライバセル80−1,80−2,・・・,80−N等により構成されている。
図13は、図12中のカレントDAC70を示す概略の構成図である。
このカレントDAC70は、基準電流生成回路62から与えられる基準電圧Vrefに基づき、例えば8ビットの表示データDinに比例した表示電流Snk(=Iref×Din)を出力する回路であり、基準電圧Vrefを入力するNMOS71、負荷用のPチャネル型MOSトランジスタ(以下「PMOS」という。)72、及び電流変換部73等により構成されている。NMOS71及びPMOS72は、グランド端子GNDと電源端子VDDの間に直列に接続されている。電流変換部73は、PMOS72と共にカレントミラー回路を構成する複数のPMOS等により構成されている。
図14は、図12中のドライバセル80−1を示す構成図である。
ドライバセル80−1は、他のドライバセル80−2,・・・,80−Nと同一の回路構成であり、カレントDAC70からの表示電流Snkをラッチして列線12を駆動するための出力電流Iout1を出力端子OUT1に流す回路である。このドライバセル80−1は、制御信号sw1,sw2によりオン/オフ動作するスイッチ81,83、負荷用のNMOS82、ゲート電圧Vgnを制御する電流/電圧変換(以下「I/V変換」という。)用のキャパシタ84、及びゲート電圧Vgnに応じた出力電流Iout1を出力端子OUT1に流すNMOS85により構成されている。
図15は、図12、図14のタイミングチャートである。
図14のドライバセル80−1において、電流書き込み時間T1の間、スイッチ81,83がオン状態になり、表示データDin(D1,D2,・・・,DN)中のデータD1に比例した表示電流SnkがNMOS82及びキャパシタ84に流れ、この電流に比例したゲート電圧Vgnが発生する。この電流書き込み時間T1は、表示電流Snk、ゲート電圧Vgn、及びキャパシタ84の容量Capにより決定され、T1=(Cap×Vgn)/Snkで表される。次の電流保持期間T2の間、スイッチ81,83がオフ状態になり、キャパシタ84に保持されたゲート電圧Vgnにより、NMOS85のドレイン・ソース間に出力電流Iout1が流れ、出力端子OUT1を介して列線12が駆動されて有機EL素子13が点灯する。
他のドライバセル80−2,・・・,80−Nにおいても、表示データD2,・・・,DNに比例した表示電流Snkの書き込みと保持が行われ、出力端子OUT2,・・・,OUTNに出力電流Iout2,・・・,IoutNが順に流れて他の有機EL素子13が点灯する。
しかしながら、従来の図9、図12中の電流ドライバ回路30,60では、次の(1)、(2)のような課題があった。
(1) 図9の電流ドライバ回路30
図10の基準電圧生成回路40において、基準の表示電圧Vdataは、オペアンプ42の動作出力電圧範囲により決定される。このため、表示電圧Vdataがグランド電位VSS(=0V)に近い電圧の場合(低階調の黒色又はこれに近い色を表示する場合)、オペアンプ42のオフセット電圧により、入力の基準電圧Vvelに対する出力の表示電圧Vdataの誤差が増加する。又、図11のドライバセル50−1において、出力電流Iout1用の出力端子OUT1は、電流引き込みに対して(基準電流Iref > 0 )の電流出力を行うため、NMOS51にサブスレッショルド電流(=ソース・ドレイン間リーク電流)が流れる場合、低階調表示の際の(基準電流Iref >> 0 )の調整が困難となる。
(2) 図12の電流ドライバ回路60
図14のドライバセル80−1において、キャパシタ84への電流書き込み時間T1(=(Cap×Vgn)/Snk)は、書き込み用の表示電流Snkとゲート電圧Vgn及びキャパシタ84の容量Capにより決定される。この内、キャパシタ84のサイズは一定であるから、書き込み用の表示電流Snkの電流値により、ドライバセル80−1の動作速度が決定される。そのため、低階調の書き込み時(表示電流Snkが微小時)に、ドライバセル80−1の動作速度が低下するという課題がある。これを解決するために、書き込み時間T1を高速にした場合、ゲート電圧Vgnが低下し、低階調時の出力電流Iout1における電流誤差が増加する。
本発明の内の請求項1に係る発明の電流ドライバ回路は、出力端子と第1の電源電位ノードとの間に接続され、入力信号の大きさに応じた導電率で前記出力端子から前記第1の電源電位ノードへ出力電流を引き込む第1のトランジスタと、第1のノードと前記第1の電源電位ノードとの間に接続され、補正信号の大きさに応じて導電率が変化する第2のトランジスタと、第2の電源電位ノードと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1のノード及び前記第2のトランジスタを介して、前記第2の電源電位ノードから前記第1の電源電位ノードへ第1の補正電流を流す負荷用の第3のトランジスタと、前記第2の電源電位ノードと前記出力端子との間に接続され、前記第1の補正電流に対応した第2の補正電流を前記第2の電源電位ノードから前記出力端子へ注入して、前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記出力電流の誤差量を補正する第4のトランジスタとを有している。
請求項2に係る発明の電流ドライバ回路は、出力ノードと第1の電源電位ノードとの間に接続され、基準電圧の大きさに応じて前記出力ノードから前記第1の電源電位ノードへ電流を引き込む第1のトランジスタと、前記出力ノード上の電圧を入力信号の大きさに追随させ、前記基準電圧を出力して前記出力ノードへ与える電圧フォロアの増幅器と、第1のノードと前記第1の電源電位ノードとの間に接続され、補正信号の大きさに応じて導電率が変化する第2のトランジスタと、第2の電源電位ノードと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1のノード及び前記第2のトランジスタを介して、前記第2の電源電位ノードから前記第1の電源電位ノードへ第1の補正電流を流す負荷用の第3のトランジスタと、前記第2の電源電位ノードと前記出力ノードとの間に接続され、前記第1の補正電流に対応した第2の補正電流を前記第2の電源電位ノードから前記出力ノードへ注入して、前記出力ノードから前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記電流の誤差量を補正する第4のトランジスタと、前記出力ノード上の電圧を駆動して出力電流を生成するドライバ手段とを有している。
請求項3に係る発明の電流ドライバ回路は、入力信号を第1のスイッチを介して取り込んでこの入力信号の電荷を保持し、この保持した電荷に対応する第1の制御電圧を出力する第1のキャパシタと、補正信号を第2のスイッチを介して取り込んでこの補正信号の電荷を保持し、この保持した電荷に対応する第2の制御電圧を出力する第2のキャパシタと、出力端子と第1の電源電位ノードとの間に接続され、前記第1の制御電圧の大きさに応じた導電率で前記出力端子から前記第1の電源電位ノードへ出力電流を引き込む第1のトランジスタと、第2の電源電位ノードと前記出力端子との間に接続され、前記第2の制御電圧の大きさに応じた導電率で前記第2の電源電位ノードから前記出力端子へ補正電流を注入して、前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記出力電流の誤差量を補正する第2のトランジスタとを有している。
請求項4に係る発明の表示装置では、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流ドライバ回路と、前記電流ドライバ回路により駆動される表示パネルとを有している。
請求項5に係る発明では、請求項4に記載された表示装置において、前記入力信号は、前記表示パネルに表示する表示データに対応する信号であり、前記補正信号は、前記表示データの階調補正量に対応する信号である。
請求項1、2、4、5に係る発明によれば、出力端子に対して、第1のトランジスタによる出力電流の引き込みと、第4のトランジスタによる補正電流の注入を行う電流プッシュプル構成にしているので、補正信号により、第1のトランジスタに与えられる入力信号の大きさを任意の値にシフトすることができる。そのため、例えば、表示装置において、低階調表示時における誤差の原因となる第1のトランジスタのリーク電流を補正することができる。
請求項3、4、5に係る発明によれば、出力端子に対して、第1のトランジスタによる出力電流の引き込みと、第4のトランジスタによる補正電流の注入を行う電流プッシュプル構成にしているので、その補正電流によりキャパシタへの書き込み時間を短縮でき、電流ドライバ回路の動作速度を向上できる。そのため、書き込み速度を高速化した場合の出力電流の誤差を減少できる。
本発明の最良の実施形態の電流ドライバ回路では、出力端子とグランド端子との間に接続され、表示電圧の大きさに応じた導電率で前記出力端子から前記グランド端子へ出力電流を引き込む第1のMOSトランジスタと、第1のノードと前記グランド端子との間に接続され、補正電圧の大きさに応じて導電率が変化する第2のMOSトランジスタと、電源電位ノードと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1のノード及び前記第2のMOSトランジスタを介して、前記電源電位ノードから前記グランド端子へ第1の補正電流を流す負荷用の第3のMOSトランジスタと、前記電源電位ノードと前記出力端子との間に接続され、前記第1の補正電流に対応した第2の補正電流を前記電源電位ノードから前記出力端子へ注入して、前記グランド端子へ引き込まれる前記出力電流の誤差量を補正する第4のMOSトランジスタとを有している。そして、前記補正された出力電流により、表示パネルが点灯駆動される。
(構成)
図1は、本発明の実施例1の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置(例えば、有機EL表示装置)を示す概略の構成図であり、従来の図9中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例1の有機EL表示装置は、従来の図9と同様の画像表示用のEL表示パネル10と、このEL表示パネル10の行線11を選択する行選択回路20と、EL表示パネル10の列線12を駆動するための従来とは異なる構成の電流ドライバ回路130とを有している。
電流ドライバ回路130は、表示データ(例えば、階調データ)に対応した定電流により複数の列線12を駆動して有機EL素子13を点灯駆動する回路であり、種々の制御信号を出力する図示しない制御回路や、基準電圧生成回路140、及び複数のドライバセル150(但し、図1では1個のドライバセルのみが示されている。)等を有している。
基準電圧生成回路140は、例えば、従来の図10の回路で構成され、第2の電源電位ノード(例えば、電源端子VDD)と、第1の電源電位ノード(例えば、グランド端子GND)との間に接続され、基準電圧端子VELから与えられる基準電圧Vvelに基づき、電源端子VDDとグランド端子GNDとの間に基準電流Irefを流し、入力信号(例えば、表示データに対応した基準の表示電圧Vdata)を生成して表示電圧端子DATAから出力する回路である。この基準電圧発生回路140の出力側には、複数のドライバセル150が接続されている。
各ドライバセル150は、電源端子VDD、グランド端子GND、表示電圧Vdataを入力する表示電圧端子DATA、補正電流を設定するための補正信号(例えば、補正電圧Voffset)を入力する補正電圧端子OFFSET、列線12に接続された出力端子OUT、電流注入用の第2、第3、第4のトランジスタ(例えば、NMOS151、PMOS152,153)、及び電流引き込み用の第1のトランジスタ(例えば、NMOS154)を有している。
補正電圧端子OFFSETは、NMOS151のゲートに接続され、このNMOS151のソースがグランド端子GNDに接続されている。NMOS151のドレイン側の第1のノードは、カレントミラー回路を構成するPMOS152,153の各ゲートと、このPMOS152のドレインとに接続されている。PMOS152,153のソースは、電源端子VDDに接続され、このPMOS153のドレインが、出力端子OUT及びNMOS154のドレインに接続されている。NMOS154のソースは、グランド端子GNDに接続されている。
(動作)
図2は、図1の動作を説明するための図1中のNMOS151,154及びPMOS153の特性図である。
図2の横軸はNMOS151,154のゲート・ソース間電圧Vgs、縦軸はドレイン・ソース間電流Idsである。VoffsetはNMOS151のゲート・ソース間に印加される補正電圧、VdataはNMOS154のゲート・ソース間に印加される表示電圧、IdataはNMOS154のドレイン・ソース間に流れる表示電流、IoffsetはPMOS153のソース・ドレイン間に流れる補正電流である。
電源端子VDDに電源電圧が印加され、基準電圧端子VELに基準電圧Vvelが入力されると、基準電圧生成回路140により、表示データに応じた基準の表示電圧Vdataが生成され、この表示電圧Vdataが表示電圧端子DATAから出力されてNMOS154のゲートに与えられる。これにより、NMOS154のドレイン・ソース間に表示電流Idataが発生する。補正電圧端子OFFSETから補正電圧Voffsetが入力されると、NMOS151のドレイン・ソース間に第1の補正電流が発生し、この補正電流に比例した第2の補正電流Ioffsetが、PMOS152,153により構成されるカレントミラー回路によって、出力端子OUTに流入する。
出力端子OUTから見える出力電流Ioutは、(Idata−Ioffset)となり、補正電圧Voffsetを調整することで、NMOS154による引き込み電流(=表示電流Idata)だけでなく、PMOS153による注入電流(=補正電流Ioffset)の調整が行われ、低階調時において出力端子OUTに流れる出力電流Ioutの0近傍の誤差が補正される。
このような出力電流Ioutにより列線12が駆動されると、行選択回路20の電源端子VDD→オン状態のイッチング素子21→行線11→有機EL素子13→列線12→出力端子OUT、という経路で出力電流Ioutが流れ、その有機EL素子13が表示データに応じた階調(輝度)で点灯する。
(効果)
本実施例1では、出力端子OUTに対して、NMOS154による表示電流Idataの引き込みと、PMOS153による補正電流Ioffsetの注入を行う電流プッシュプル構成にしているので、補正電圧Voffsetを設定することにより、NMOS154のゲートに与えられる表示電圧Vdataを任意の電圧値にシフト(移動)することができる。この表示電圧Vdataをシフトすることで、基準電圧発生回路140内の例えば図10のオペアンプ42の出力電圧を動作出力電圧範囲内に移動することができる。そのため、低階調時における0近傍の表示電圧Vdataの誤差の原因となるNMOS154のリーク電流を補正することができる。
(構成)
図3は、本発明の実施例2の電流ドライバ回路を示す概略の構成図である。
本実施例2の電流ドライバ回路230は、実施例1を示す図l中のELパネル10を駆動する回路であり、種々の制御信号を出力する図示しない制御回路や、基準電圧生成回路240、及び複数のドライバセル250(但し、図3では1個のドライバセルのみが示されている。)等を有している。
基準電圧生成回路240は、従来の図10の基準電流生成回路40及び実施例1の図1中の基準電圧生成回路140に対応する回路であり、第2の電源電位ノード(例えば、電源端子VDD)、第1の電源電位ノード(例えば、グランド端子GND)、入力信号(例えば、基準電圧Vvel)を入力する基準電圧端子VEL、補正信号(例えば、補正電圧Voffset)を入力する補正電圧端子OFFSET、基準電流Irefを流す出力ノード(例えば、基準電流端子REL)、オペアンプ電流注入用の第2、第3、第4のトランジスタ(例えば、NMOS242、PMOS243,244)、電流引き込み用の第1のトランジスタ(例えば、NMOS245)、及び電流設定抵抗246を有している。
オペアンプ241は、反転入力端子が基準電圧端子VELに接続され、非反転入力端子がPMOS244のドレイン、NMOS245のドレイン及び基準電流端子RELに接続され、出力端子がNMOS245のゲートに接続されている。NMOS245のソースは、グランド端子GNDに接続されている。NMOS242は、ゲートが補正電圧端子OFFSETに接続され、ソースがグランド端子GNDに接続され、ドレイン側の第1のノードがPMOS243のドレイン及びゲートに接続されている。PMOS243は、ソースが電源端子VDDに接続され、ドレイン及びゲートがPMOS244のゲートに接続されている。PMOS244は、ソースが電源端子VDDに接続され、ドレインが基準電流端子REL及びNMOS245のドレインに接続されている。基準電流端子RELは、電流設定抵抗246を介して電源端子VDDに接続されている。
オペアンプ241、NMOS245、及び電流設定抵抗246により、帰還回路が構成され、更に、PMOS243,244により、カレントミラー回路が構成されている。基準電流端子RELには、ドライバ手段(例えば、複数のドライバセル250)が接続されている。
各ドライバセル250は、例えば、基準電圧生成回路240のNMOS242,245及びPMOS243,244と同様に、NMOS251,254及びPMOS252,253により構成されている。NMOS251は、ゲートが補正電圧端子OFFSETに接続され、ソースがグランド端子GNDに接続され、ドレインが、カレントミラー回路を構成するPMOS252,253の各ゲート及びPMOS252のドレインに接続されている。PMOS252,253の各ソースは、電源端子VDDに接続され、このPMOS253のドレインが、出力端子OUT及びNMOS254のドレインに接続されている。NMOS254は、ゲートがオペアンプ241の出力端子に接続され、ソースがグランド端子GNDに接続されている。出力端子OUTには、図1の列線12が接続されている。
(動作)
NMOS242,245及びPMOS244は、実施例1の図2と同様の特性を有する。
電源端子VDDに電源電圧が印加され、基準電圧Vvelが基準電圧端子VELに入力され、補正電圧Voffsetが補正電圧端子OFFSETに入力されると、NMOS242のゲートに補正電圧Voffsetが印加され、このNMOS242のドレイン・ソース間に第1の補正電流が流れる。この第1の補正電流に比例した第2の補正電流Ioffsetが、PMOS243,244からなるカレントミラー回路を経由して、基準電流端子RELに流れる。基準電圧端子VELから入力された基準電圧Vvelがオペアンプ241の反転入力端子に与えられると、オペアンプ241、NMOS245、及び電流設定抵抗246からなる帰還回路は、
基準電流端子RELの電圧=電流設定抵抗246を流れる基準電流Iref
× 基準設定抵抗246の抵抗値Rref
となる表示電流Idataを流すように、NMOS245のゲート電圧(=表示データに応じた基準電圧である表示電圧Vdata)を調整する。電流設定抵抗246に流れる基準電流Irefは、補正電流Ioffset及び表示電流Idataにより決定され、Iref=Idata−Ioffsetとなる。
表示電圧VdataがPMOS254のゲートに印加されると共に、補正電圧VoffsetがNMOS251のゲートに印加されると、出力端子OUTを介して列線12が駆動される。すると、行選択回路20の電源端子VDD→オン状態のイッチング素子21→行線11→有機EL素子13→列線12→出力端子OUT、という経路で出力電流Ioutが流れ、その有機EL素子13が表示データに応じた階調(輝度)で点灯する。
(効果)
本実施例2では、実施例1とほぼ同様に、基準電流端子RELに対して、NMOS245による表示電流Idataの引き込みと、PMOS244による補正電流Ioffsetの注入を行う電流プッシュプル構成にしているので、補正電圧Voffsetを設定することにより、NMOS245のゲートに与えられる表示電圧Vdataを任意の電圧値にシフトすることができる。この表示電圧Vdataをシフトすることで、オペアンプ241から出力される表示電圧Vdataを動作出力電圧範囲内に移動することができる。そのため、低階調時における0近傍の表示電圧Vdataの誤差の原因となるNMOS245のリーク電流を補正することができる。
(構成)
図4は、本発明の実施例3の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置(例えば、有機EL表示装置)の概略の構成図である。
この有機EL表示装置は、従来の図12と同様の画像表示用のEL表示パネル10を駆動する回路であり、図12と同様のEL表示パネル10及び行選択回路20と、図12とは異なる電流ドライバ回路300とを有している。電流ドライバ回路300は、スイッチ切り替え用の制御信号sw1,sw2,sw3,sw4等を所定のタイミングで出力する制御回路350、基準電流Irefを生成して基準電圧Vrefを出力する基準電流生成回路360、表示電流用のディジタルな表示データDinをアナログの入力信号(例えば、表示電流Snk)に変換すると共にオフセット電流用のディジタルな補正データIoffをアナログの補正信号(例えば、補正電流Sr)に変換するカレントDAC370、及び複数(N)の列線12を駆動する複数のドライバセル380−1,380−2,・・・,380−N等により構成されている。
図5は、図4中の基準電流生成回路360を示す概略の構成図である。
この基準電圧生成回路360は、基準電圧端子VELからの基準電圧Vvelを入力するオペアンプ361と、第2の電源電位ノード(例えば、電源端子VDD)と第1の電源電位ノード(例えば、グランド端子GND)との間に直列に接続されたPMOS362及び負荷抵抗363とを有し、そのPMOS362のゲートがオペアンプ361により制御されるようになっている。オペアンプ361は、非反転入力端子が電源端子VDD及びPMOS362のソースに接続され、反転入力端子が基準電圧端子VELに接続され、基準電圧Vrefを出力する出力端子がPMOS362のゲートに接続されている。
オペアンプ361の電圧フォロー動作により、電源端子VDDの電圧と基準電圧Vrefとが同一になるようにPMOS362のゲートが制御され、このPMOS362のソース・ドレイン及び負荷抵抗363に基準電流Irefが流れる。そして、オペアンプ361の出力端子から、基準電流Irefに対応する基準電圧Vrefが出力され、カレントDAC370へ供給される。
図6は、図4中のカレントDAC370を示す概略の構成図である。
このカレントDAC370は、例えば、基準電流生成回路360から与えられる基準電圧Vrefに基づき、8ビットの表示データDinに比例した表示電流Snk(=Iref×Din)を出力すると共に、3ビットの補正データIoffに比例した補正電流Src(=Iref×Ioff)を出力する回路であり、基準電圧Vrefを入力するNMOS371、負荷用のPMOS372、及び電流変換部373,374等により構成されている。NMOS371及びPMOS372は、グランド端子GNDと電源端子VDDの間に直列に接続されている。電流変換部373は、NMOS371と共にカレントミラー回路を構成する3個のNMOS373aにより補正電流Srcを出力する回路部分と、PMOS372と共にカレントミラー回路を構成する3個のPMOS373bからなる回路部分とにより構成されている。電流変換部374は、3個のPMOS373bからなる回路部分の出力側に接続され、PMOS372と共にカレントミラー回路を構成する複数のPMOS374aにより構成されて表示電流Snkを出力する回路である。
図7は、図4中のドライバセル380−1を示す構成図である。
ドライバセル380−1は、他のドライバセル380−2,・・・,380−Nと同一の回路構成であり、カレントDAC370からの入力信号である表示電流Snk及び補正信号である補正電流Srcをラッチして列線12を駆動するための出力電流Iout1を出力端子OUT1に流す回路である。このドライバセル380−1は、制御信号sw1,sw2によりオン/オフ動作して補正信号Srcを取り込む第2のスイッチ381,383、負荷用のPMOS382、第2の制御電圧(例えば、ゲート電圧Vgp)を制御するI/V変換用の容量値Cap1の第2のキャパシタ384、ゲート電圧Vgpに応じた補正電流である注入電流Ioutpを出力端子OUT1へ注入する第2のトランジスタ(例えば、PMOS385)、制御信号sw3,sw4によりオン/オフ動作して表示電流Snkを取り込む第1のスイッチ391,393、負荷用のNMOS392、第1の制御電圧(例えば、ゲート電圧Vgn)を制御するI/V変換用の容量値Cap2の第1のキャパシタ394、及びゲート電圧Vgnに応じた出力電流である引き込み電流Ioutnを出力端子OUT1から引き込む第1のトランジスタ(例えば、NMOS395)により構成されている。
(動作)
図8は、図4、図7のタイミングチャートである。
電源端子VDDに電源電圧が印加され、基準電圧Vvelが図5の基準電流生成回路360の基準電圧端子VELに入力されると、オペアンプ361の電圧フォロー動作により、負荷抵抗363に基準電流Irefが流れ、これに応じた基準電圧Vrefがオペアンプ361の出力端子から出力され、図6のカレントDAC370に与えられる。
カレントDAC370において、基準電圧VrefがNMOS371のゲートに入力されると、PMOS372及びNMOS371に電流が流れ、これらとカレントミラー回路を構成する電流変換部373,374にも電流が流れる。すると、電流変換部373の3個のNMOS373aから、3ビットの補正データIoffに比例した補正電流Src(=−Ioff×Iref)が出力され、更に、電流変換部374の複数個のPMOS374aから、3ビットの補正データIoffと8ビットの表示データDinに比例した表示電流Snk(=Iref(Ioff+Din))が出力され、各ドライバセル380−1〜380−Nに与えられる。
図7のドライバセル380−1において、電流書き込み時間T1の間、スイッチ381,383,391,393がオン状態になり、表示データDin(D1,D2,・・・,DN)中のデータD1に比例した表示電流SnkがNMOS392及びキャパシタ394に流れ、この電流に比例したゲート電圧Vgnが発生すると共に、補正電流SrcがPMOS382及びキャパシタ384に流れ、この電流に比例したゲート電圧Vgpが発生する。次の電流保持期間T2の間、スイッチ381,383,391,393がオフ状態になり、キャパシタ384に保持されたゲート電圧Vgpにより、PMOS385のソース・ドレイン間に注入電流Ioutpが流れると共に、キャパシタ394に保持されたゲート電圧Vgnにより、NMOS395のドレイン・ソース間に引き込み電流Ioutnが流れ、出力端子OUT1に、出力電流Iout1(=Ioutn−Ioutp)が発生する。出力電流Iout1は、下記の式で表され、データD1に比例した電流である。
Iout1= Iref×(Ioff−Ioff−D1)
このような出力電流Iout1が出力端子OUT1に流れると、列線12が駆動されて有機EL素子13が点灯する。
他のドライバセル380−2,・・・,380−Nにおいても、表示データD2,・・・,DNに比例した表示電流Snkと補正電流Srcの書き込みと保持が行われ、出力端子OUT2,・・・,OUTNに出力電流Iout2,・・・,IoutNが順に流れて他の有機EL素子13が点灯する。
(効果)
本実施例3では、各ドライバセル380−1〜380−Nの各出力端子OUT1〜OUTNにおいて、表示電流Snkに応じた電流Ioutnの引き込みと、補正電流Srcに応じた電流Ioutpの注入により、出力電流Iout1〜IoutNを調整する構成にしたので、補正電流Src(=−Ioff×Iref)により、電流書き込み時間T1を短縮でき、電流ドライバ回路300の動作速度を向上できる。そのため、電流書き込み速度を高速化した場合の電流誤差が減少する。
なお、本発明は、上記実施例1〜3に限定されず、例えば、各実施例1〜3の電流ドライバ回路130,230,300を、図示以外のトランジスタや回路構成に変更したり、或いは、電流ドライバ回路130,230,300を、電流駆動型表示装置以外の種々の装置にも適用が可能である。
本発明の実施例1の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置を示す概略の構成図である。 図1の動作を説明するための図1中のNMOS151,154及びPMOS153の特性図である。 本発明の実施例2の電流ドライバ回路を示す概略の構成図である。 本発明の実施例3の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置の概略の構成図である。 図4中の基準電流生成回路360を示す概略の構成図である。 図4中のカレントDAC370を示す概略の構成図である。 図4中のドライバセル380−1を示す構成図である。 図4、図7のタイミングチャートである。 従来の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置の概略の構成図である。 図9中の基準電圧生成回路40を示す概略の構成図である。 図9中のドライバセル50−1を示す構成図である。 従来の他の電流ドライバ回路を有する電流駆動型表示装置の概略の構成図でる。 図12中のカレントDAC70を示す概略の構成図である。 図12中のドライバセル80−1を示す構成図である。 図12、図14のタイミングチャートである。
符号の説明
10 EL表示パネル
13 有機EL素子
130,230,300 電流ドライバ回路
140,240,360 基準電圧生成回路
150,250,380−1〜380−N ドライバセル
151,154,242,245,392,395 NMOS
152,153,243,244,382,385 PMOS
241 オペアンプ
370 カレントDAC
381,383,391,393 スイッチ
384,394 キャパシタ

Claims (5)

  1. 出力端子と第1の電源電位ノードとの間に接続され、入力信号の大きさに応じた導電率で前記出力端子から前記第1の電源電位ノードへ出力電流を引き込む第1のトランジスタと、
    第1のノードと前記第1の電源電位ノードとの間に接続され、補正信号の大きさに応じて導電率が変化する第2のトランジスタと、
    第2の電源電位ノードと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1のノード及び前記第2のトランジスタを介して、前記第2の電源電位ノードから前記第1の電源電位ノードへ第1の補正電流を流す負荷用の第3のトランジスタと、
    前記第2の電源電位ノードと前記出力端子との間に接続され、前記第1の補正電流に対応した第2の補正電流を前記第2の電源電位ノードから前記出力端子へ注入して、前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記出力電流の誤差量を補正する第4のトランジスタと、
    を有することを特徴とする電流ドライバ回路。
  2. 出力ノードと第1の電源電位ノードとの間に接続され、基準電圧の大きさに応じて前記出力ノードから前記第1の電源電位ノードへ電流を引き込む第1のトランジスタと、
    前記出力ノード上の電圧を入力信号の大きさに追随させ、前記基準電圧を出力して前記出力ノードへ与える電圧フォロアの増幅器と、
    第1のノードと前記第1の電源電位ノードとの間に接続され、補正信号の大きさに応じて導電率が変化する第2のトランジスタと、
    第2の電源電位ノードと前記第1のノードとの間に接続され、前記第1のノード及び前記第2のトランジスタを介して、前記第2の電源電位ノードから前記第1の電源電位ノードへ第1の補正電流を流す負荷用の第3のトランジスタと、
    前記第2の電源電位ノードと前記出力ノードとの間に接続され、前記第1の補正電流に対応した第2の補正電流を前記第2の電源電位ノードから前記出力ノードへ注入して、前記出力ノードから前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記電流の誤差量を補正する第4のトランジスタと、
    前記出力ノード上の電圧を駆動して出力電流を生成するドライバ手段と、
    を有することを特徴とする電流ドライバ回路。
  3. 入力信号を第1のスイッチを介して取り込んでこの入力信号の電荷を保持し、この保持した電荷に対応する第1の制御電圧を出力する第1のキャパシタと、
    補正信号を第2のスイッチを介して取り込んでこの補正信号の電荷を保持し、この保持した電荷に対応する第2の制御電圧を出力する第2のキャパシタと、
    出力端子と第1の電源電位ノードとの間に接続され、前記第1の制御電圧の大きさに応じた導電率で前記出力端子から前記第1の電源電位ノードへ出力電流を引き込む第1のトランジスタと、
    第2の電源電位ノードと前記出力端子との間に接続され、前記第2の制御電圧の大きさに応じた導電率で前記第2の電源電位ノードから前記出力端子へ補正電流を注入して、前記第1の電源電位ノードへ引き込まれる前記出力電流の誤差量を補正する第2のトランジスタと、
    を有することを特徴とする電流ドライバ回路。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流ドライバ回路と、
    前記電流ドライバ回路により駆動される表示パネルと、
    を有することを特徴とする表示装置。
  5. 前記入力信号は、前記表示パネルに表示する表示データに対応する信号であり、
    前記補正信号は、前記表示データの階調補正量に対応する信号であることを特徴とする請求項4記載の表示装置。
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