JP2007241012A - 表示装置及びその駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示装置100は、表示データに応じた電流値を有する信号電流Icを生成して、表示画素アレイ110に配設された複数のデータラインDLからなる所定の列グループ(ブロック)単位で電流ラッチ部140に供給するデータドライバ130と、各データラインDLに接続され、データドライバ130から供給される表示データに応じた信号電流Icを、上記列グループごとに取り込んで保持する動作、及び、先のタイミングで保持した信号電流Ic(表示データ)に応じた階調電流IpixをデータラインDLに一斉に供給する動作を、同時並行的に実行する電流ラッチ部140と、を備えている。
【選択図】図2
Description
図16に示すように、従来技術における発光素子型ディスプレイは、概略、相互に直交するように配設された複数の走査ライン(ゲート信号線)SLpと複数のデータライン(ソース信号線)DLpとの各交点近傍に、電流制御型の発光素子(例えば有機EL素子)を備えた複数の表示画素EMpがマトリクス状に配列された表示パネル110Pと、該表示パネル110Pの走査ラインSLpに接点NSpを介して接続され、各走査ラインSLpに所定のタイミングで順次走査信号Vselを印加することにより、行ごとの表示画素EMpを選択状態に設定(走査)する走査ドライバ(ゲートドライバ)120Pと、表示パネル110PのデータラインDLpに接点NDpを介して接続され、表示データ(又は、映像データ)を取り込んで、所定のタイミングで各データラインDLpへ表示データに応じた階調信号を供給するデータドライバ(ソースドライバ)130Pと、を備えた構成を有している。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の表示装置において、前記階調電流出力手段は、一方の前記ラッチ部の前記電流保持部に前記信号電流に応じた電荷を保持する動作と、他方の前記ラッチ部の前記電流出力部より前記信号電流に対応する前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、を同時並行的に実行するように制御されることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の表示装置において、前記プリチャージ手段は、前記階調電流出力手段の前記電流保持部及び前記電流出力部を構成する前記第1のトランジスタのしきい値電圧相当の電荷を前記電荷蓄積手段に蓄積させることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置において、前記画素アレイに配列された前記表示画素は、前記階調電流出力手段から供給される前記階調電流に応じた電荷を保持し、当該電荷に基づいて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成する画素駆動回路と、前記画素駆動回路から供給される前記発光駆動電流の電流値に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子と、を備えることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の表示装置において、前記電流制御型の発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項10又は11に記載の表示装置の駆動制御方法において、前記信号電流を取り込んで保持するステップと、前記階調電流を前記表示画素の各々に一斉に供給するステップとは、同時並行的に実行されることを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項10記載の表示装置の駆動制御方法において、前記信号電流を取り込んで保持するステップに先立って、前記階調電流出力手段に所定のプリチャージ電圧を印加するステップを含むこと特徴とする。
<表示装置>
図1は、本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略ブロック図であり、図2は、本発明に係る表示装置の一実施形態を示す要部概略構成図である。
(表示画素アレイ110)
本実施形態に係る表示装置に適用可能な表示画素アレイ110は、例えば、図2に示すように、複数の走査ラインSL及び複数のデータラインDLが、相互に直交する行方向及び列方向に配設され、走査ラインSLとデータラインDLとの各交点に、有機EL素子等の電流制御型の発光素子と、表示データ(階調電流)に基づいて当該発光素子を発光動作させる画素駆動回路と、を備えた表示画素EMが接続された構成を有している。
走査ドライバ120は、システムコントローラ160から供給される走査制御信号に基づいて、表示画素アレイ110が形成される基板BASEに設けられた外部端子を介して、上記各行の走査ラインSLに選択レベル(例えばハイレベル)の走査信号Vselを順次印加することにより、各走査ラインSLに接続された各表示画素EMを選択状態に設定し、データドライバ130及び電流ラッチ部140により各データラインDLを介して供給される表示データに基づく階調電流Ipixを、各表示画素EMに書き込むように制御する。
データドライバ130は、システムコントローラ160から供給されるデータ制御信号に基づいて、後述する表示信号生成部170から供給される表示データを、所定のタイミングで各行ごとに順次取り込んで保持し、上記表示データの階調値(輝度階調信号)に応じた電流値を有する信号電流Icを、表示画素アレイ110が形成される基板BASEに設けられた外部端子を介して、上述した所定の列グループ単位で後述する電流ラッチ部140(各列グループに対応する電流取込回路141及び電流ラッチ回路142)に供給する動作を、一行分順次繰り返し実行する。
データドライバ130は、例えば図3に示すように、システムコントローラ160からデータ制御信号として供給されるシフトクロック信号CLKに基づいて、サンプリングスタート信号STRを順次シフトしつつシフト信号を出力するシフトレジスタ回路131と、該シフト信号の入力タイミングに基づいて、表示信号生成部170から供給される1行分の表示データD0〜Dm(デジタルデータ)を順次取り込むデータレジスタ回路132と、データラッチ信号STBに基づいて、データレジスタ回路132により取り込まれた1行分の表示データD0〜Dmを保持するデータラッチ回路133と、図示を省略した電源供給手段から供給される階調基準電圧V0〜Vpに基づいて、上記保持された表示データD0〜Dmを所定のアナログ信号電圧(階調電圧Vpix)に変換するデジタル−アナログ変換回路(以下、「D/Aコンバ−タ」と略記する)134と、アナログ信号電圧に変換された表示データに対応する信号電流Icを生成し、システムコントローラ160から供給される出力イネ−ブル信号OEに基づいて、上述した所定の列グループ単位で電流ラッチ部140(電流取込回路141及び電流ラッチ回路142)に一斉に供給する電圧電流変換・電流供給回路135と、を備えた構成を有している。
電流ラッチ部140は、システムコントローラ160から供給されるデータ制御信号に基づいて、データドライバ130から供給される表示データに基づく信号電流Icを、所定のタイミングで列グループ単位で一斉に取り込み、各列のデータラインDLに接続された表示画素EMごとに個別に保持する動作を、1行分順次繰り返し、上述した走査ドライバ120により特定の行の走査ラインSLが選択状態に設定されたタイミングで、上記保持した信号電流Icに対応する階調電流Ipixを、各データラインDLを介して表示画素EMに一斉に供給する。
リセット回路部150は、システムコントローラ160から供給されるリセット制御信号に基づいて、各データラインDLに一斉にリセット電圧Vrstを印加することにより、表示画素アレイ110における画像表示動作に伴って表示画素EMやデータラインDLに保持された電荷(電圧成分)のうち、画像表示期間の経過後(実質的には各表示画素EMに次の表示データに対応する階調電流Ipixを書き込む動作に先立って)、残留する電荷を放電してリセット状態(初期化状態)に設定する。なお、本実施形態においては、例えば図1、図2に示したように、表示画素アレイ110を挟んで電流ラッチ部140に対向するようにリセット回路部150を配置した構成を示したが、これに限定されるものではなく、電流ラッチ部140と同一側に配置するものであってもよい。また、リセット回路部150の具体的な構成及び動作については、上記電流ラッチ部140とともに詳しく後述する。
システムコントローラ160は、上述した走査ドライバ120、データドライバ130、電流ラッチ部140及びリセット回路部150に対して、動作状態を制御する走査制御信号、データ制御信号及びリセット制御信号を出力することにより、走査ドライバ120により走査信号Vselを生成して走査ラインSLに印加する動作、データドライバ130及び電流ラッチ部140により表示データに応じた信号電流Ic及び階調電流Ipixを生成してデータラインDLに印加する動作、及び、リセット回路部150によりリセット電圧VrstをデータラインDLに印加する動作を、所定のタイミングで実行させて、表示信号生成部170により生成される表示データを各表示画素EMに書き込んで適切な輝度階調で発光動作させ、映像信号に基づく所定の画像情報を表示画素アレイ110に表示させる制御を行う。
表示信号生成部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、表示画素アレイ110の1行分ごとに表示データとしてデータドライバ130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、表示信号生成部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、表示信号生成部170から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ120やデータドライバ130、電流ラッチ部140、リセット回路部150に対して供給する各種制御信号を生成する。
次に、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流ラッチ部及びリセット回路部の具体的な回路例について説明する。
図4は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流ラッチ部及びリセット回路部の一例を示す回路構成図である。なお、ここでは、表示画素アレイ110に配設された特定の列のデータラインDLj(jは1≦j≦mの範囲内の任意の整数)に対応して接続される電流ラッチ部(電流ラッチ回路、電流取込回路)及びリセット回路部(リセット回路)のみを示す。また、図4は、本実施形態に適用可能な電流ラッチ部の一例を示すものにすぎず、この回路構成に何ら限定されるものではない。
(電流ラッチ部の動作)
図5、図6は、本実施形態に適用可能な電流ラッチ部における動作状態を示す概念図である。ここでは、図4に示した1本のデータラインDLjに対応する一組の電流取込回路141j及び電流ラッチ回路142jにおける動作について説明するが、同一の列グループに含まれる電流ラッチ回路142においても同様の動作が同期して実行される。
まず、図5に示すように、上述した電流取込回路141jにおいて、システムコントローラ160からデータ制御信号として供給する電流取込信号ENを、列グループごとに異なるタイミングでハイレベル(H)に設定することにより、各列グループ単位でスイッチTr41jがオン動作する。また、上述した電流ラッチ回路142jにおいて、システムコントローラ160からデータ制御信号として供給する第1のラッチ/出力切換信号LC1をハイレベル(H)、第2のラッチ/出力切換信号LC2をローレベル(L)に設定することにより、ラッチ部142aの薄膜トランジスタTa1〜Ta3がオン動作し、薄膜トランジスタTa6がオフ動作する。
すなわち、ラッチ部142a、142bのいずれか一方側が電流ラッチ動作状態に設定された期間に、同時並行的に、他方側が電流出力動作状態に設定される。
図7は、本実施形態に適用可能なリセット回路部における動作状態を示す概念図である。ここでは、図4に示した1本のデータラインDLjに対応するリセット回路151jにおける動作について説明するが、表示画素アレイ110に配設された各データラインDL(全ての列)に設けられたリセット回路151においても同様の動作が同期して実行される。
図8は、本実施形態に係る電流取込回路及び電流ラッチ回路を適用した場合の電流ラッチ部の一例を示す概略構成図である。ここでは、図4に示した電流ラッチ部の回路構成及び図5、図6に示した動作を参照しながら説明する。
次に、上述した構成を有する表示装置における駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図9は、本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作(駆動制御方法)の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した具体例のように、表示画素アレイ110が144行×144列の画素配列を有する場合について、上述した表示装置100の各構成、並びに、電流ラッチ部140及びリセット回路部150の動作を適宜参照しながら説明する。
図10は、本発明に係る表示装置に適用される電流ラッチ部の他の例を示す概略構成図である。また、図11は、本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作(駆動制御方法)の一例を示すタイミングチャートである。ここで、上述した実施形態(図8、図9参照)と同等の構成及びの動作については、その説明を簡略化する。
次に、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素の具体的な回路例について、図面を参照して説明する。
図12は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素(画素駆動回路、発光素子)の一具体例を示す回路構成図である。
ここで、トランジスタTr11〜Tr13はいずれもnチャネル型の薄膜トランジスタ(電界効果型トランジスタ)を適用することができる。また、キャパシタCsはトランジスタTr13のゲート−ソース間に形成される寄生容量、又は、該ゲート−ソース間に付加的に形成される補助容量である。
図13は、本実施例に係る表示画素(画素駆動回路)の駆動制御動作を示す概念図である。ここでは、上述した表示装置の各部の動作(図5〜図9参照)を適宜参照しながら説明する。
まず、リセット動作(リセット動作期間)においては、上述したリセット回路部150の動作(図7、図9参照)においても説明したように、図13(a)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、ハイレベル(H)の走査信号Vselを印加して表示画素EMを選択状態に設定するとともに、電源ラインVLに対して、ローレベル(L)の電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、リセット回路151(151j)からデータラインDLに対して、所定のリセット電圧Vrstを印加する。
次いで、電流書込動作(電流書込動作期間)においては、上述した電流ラッチ部140の動作(図5、図6参照)においても説明したように、図13(b)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、ハイレベル(H)の走査信号Vselを印加して表示画素EMを選択状態に設定するとともに、電源ラインVLに対して、ローレベル(L)の電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、電流ラッチ部140(ラッチ部142a又は142b)からデータラインDLに対して、表示データに応じた負極性の階調電流IpixがデータラインDLjに供給される。
次いで、発光動作(発光動作期間)においては、図13(c)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、ローレベル(L)の走査信号Vselを印加して表示画素EMを非選択状態に設定するとともに、電源ラインVLに対して、ハイレベル(H)の電源電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、電流ラッチ部140による階調電流Ipixの供給を遮断して引き込み動作を停止する。
そして、このような一連の駆動制御動作を、表示画素アレイ110に配列された全ての表示画素について、各行ごとに順次繰り返し実行することにより、1画面分の表示データが書き込まれて、所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報が表示される。
ここで、電源ドライバ180は、例えば上述した走査ドライバ120(図2参照)と同様に、シフトレジスタ回路と出力回路(出力バッファ)を備えた周知の構成を適用することができる。
そして、各行グループごとに表示データに応じた電流書込動作が終了した時点で、当該行グループに共通に印加される電源電圧Vscをハイレベルに設定することにより、電流書込動作が終了した行グループから順に、当該行グループに含まれる各行の表示画素が一斉に発光する動作が行われ、これを繰り返すことにより、1画面分の表示データに応じた所望の画像情報が表示される。
110 表示画素アレイ
120 走査ドライバ
130 データドライバ
140 電流ラッチ部
141 電流取込回路
142 電流ラッチ回路
142a、142b ラッチ部
150 リセット回路部
160 システムコントローラ
170 表示信号生成部
SL 走査ライン
DG データライン
EM 表示画素
DC 画素駆動回路
OEL 有機EL素子
Claims (14)
- 2次元配列された複数の表示画素に対して、表示データに基づく階調電流を供給することにより、前記複数の表示画素を所定の表示階調で動作させて所望の画像情報を表示する表示装置において、
前記複数の表示画素を、所定数の列からなる前記表示画素ごとに分割して、複数の列グループが設定された画素アレイと、
前記表示画素を各行ごとに選択状態に設定する走査駆動手段と、
前記表示データに基づいて各行ごとの前記表示画素の表示階調を制御する信号電流を生成し、前記各列グループに対応して順次出力する信号駆動手段と、
前記列グループに含まれる列数と同数の接続端子を介して、前記信号駆動手段から出力される前記各列グループに対応する前記信号電流を順次取り込んで保持し、前記信号電流に基づく電流値を有する前記階調電流を生成して、前記走査駆動手段により選択状態に設定された行の前記表示画素の各々に対して一斉に供給する階調電流出力手段と、
を備え、
前記画素アレイと前記階調電流出力手段が、単一の基板上に設けられ、前記接続端子を介して前記信号駆動手段と接続されていることを特徴とする表示装置。 - 前記階調電流出力手段は、各列に対応して、前記信号電流に応じた電荷を保持する電流保持部と前記電力保持部に保持された電荷に基づいて前記信号電流に対応する前記階調電流を生成して前記表示画素に供給する電流出力部とを有するラッチ部を2組備えていることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記階調電流出力手段は、一方の前記ラッチ部の前記電流保持部に前記信号電流に応じた電荷を保持する動作と、他方の前記ラッチ部の前記電流出力部より前記信号電流に対応する前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、を同時並行的に実行するように制御されることを特徴とする請求項2記載の表示装置。
- 前記各ラッチ部における前記電流保持部は、前記信号電流が電流路を流れることにより当該信号電流の電流値に応じた電位が制御端子に生じる第1のトランジスタと前記信号電流が電流路を流れることにより前記第1のトランジスタの前記制御端子と前記電流路間に生じた電位差に応じた前記電荷を蓄積する電荷蓄積手段とを有し、前記電流出力部は、前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷に基づく電位が制御端子に印加されることにより所定の電流値を有する前記階調電流が電流路に流れる第2のトランジスタを有し、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタはカレントミラー回路を構成していることを特徴とする請求項2又は3記載の表示装置。
- 前記表示装置は、前記信号駆動手段から出力される前記信号電流を取り込み保持する前記階調電流出力手段の前記電流保持部及び前記電流出力部に対して、所定のプリチャージ電圧を印加するプリチャージ手段を備えることを特徴とする請求項4記載の表示装置。
- 前記プリチャージ手段は、前記階調電流出力手段の前記電流保持部及び前記電流出力部を構成する前記第1のトランジスタのしきい値電圧相当の電荷を前記電荷蓄積手段に蓄積させることを特徴とする請求項5記載の表示装置。
- 前記表示装置は、前記階調電流出力手段により前記階調電流が供給される前記表示画素に残留する電荷を一斉に放電して初期化状態に設定するリセット手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記画素アレイに配列された前記表示画素は、
前記階調電流出力手段から供給される前記階調電流に応じた電荷を保持し、当該電荷に基づいて所定の電流値を有する発光駆動電流を生成する画素駆動回路と、
前記画素駆動回路から供給される前記発光駆動電流の電流値に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置。 - 前記電流制御型の発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項8記載の表示装置。
- 2次元配列された複数の表示画素からなる画素アレイ対して、表示データに基づく階調電流を供給することにより、前記複数の表示画素を所定の表示階調で動作させて所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、
前記画素アレイが形成された基板外に設けられた信号駆動手段により、前記表示データに基づいて各行ごとの前記表示画素の表示階調を制御する信号電流を生成し、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素を所定数の列からなる複数の列グループに分割し、前記信号電流を前記各列グループに対応して順次出力するステップと、
前記基板上に設けられた階調電流出力手段により、前記列グループに含まれる前記列数と同数の接続端子を介して、前記信号駆動手段から出力される前記各列グループに対応する前記信号電流を順次取り込んで保持するステップと、
前記階調電流出力手段により、前記信号電流に基づく電流値を有する前記階調電流を生成して、走査駆動手段により選択状態に設定された行の前記表示画素の各々に対して一斉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駆動制御方法。 - 前記信号電流を取り込んで保持するステップは、前記信号駆動手段から前記各列グループに対応して出力される前記信号電流を順次取り込んで保持する動作を繰り返して実行して、1行分の前記信号電流を並列的に保持することを特徴とする請求項10記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記信号電流を取り込んで保持するステップと、前記階調電流を前記表示画素の各々に一斉に供給するステップとは、同時並行的に実行されることを特徴とする請求項10又は11に記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記階調電流を前記表示画素の各々に一斉に供給するステップに先立って、前記表示画素に残留する電荷を一斉に放電して初期化状態に設定するステップを含むことを特徴とする請求項10記載の表示装置の駆動制御方法。
- 前記信号電流を取り込んで保持するステップに先立って、前記階調電流出力手段に所定のプリチャージ電圧を印加するステップを含むこと特徴とする請求項10記載の表示装置の駆動制御方法。
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