JP4284558B2 - 表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法 - Google Patents

表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法に関し、特に、表示データに応じた電流を供給することにより所定の輝度階調で発光する電流制御型の発光素子を備えた表示画素を、複数配列してなる表示パネルを具備する表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法に関する。
近年、携帯電話や携帯音楽プレーヤ等の電子機器の表示デバイスとして、自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略記する)を2次元配列した表示パネル(有機EL表示パネル)を備えたものが知られている。特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した有機EL表示パネルにおいては、広く普及している液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性も小さく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化等が可能であるとともに、液晶表示装置のようにバックライトや導光板を必要としないので、一層の薄型軽量化が可能であるという優位な特徴を有している。そのため、今後様々な電子機器への適用が期待されている。
一方、近年の携帯電話においては、カメラ機能やテレビ受信機能の搭載により、文字情報に加え、静止画像や動画像等の映像情報(画像情報)の表示比率が大幅に増加している。一般に、このような映像情報においては、直線的な表現よりも曲線的な表現の方が多くなるため、デジタルカメラや携帯電話等に搭載される表示パネルとして、表示画素をデルタ配列したものが多用されている。
ここで、映像情報をカラー表示する場合、表示パネルに配列される各表示画素は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色画素を一組として構成され、さらに、上記デルタ配列においては、これらの色画素が所定の画素ピッチ分ずらして配列されている。この場合のデータラインの結線方法としては、例えば図28(a)に示すように、各行の同色の色画素PXp同士を列方向に配設されたデータラインDLpに接続した、いわゆる「同色結線」や、図28(b)に示すように、例えば偶数行と奇数行で異なる色の色画素PXpを規則的にデータラインDLpに接続した、いわゆる「異色結線」が知られている。なお、図28は、表示画素をデルタ配列した表示パネルの配線構造を示す要部概略図である。
図28(a)に示す同色結線では、表示パネルにデルタ配列された同色の色画素PXp(例えば、緑色画素「G」)が、蛇行しながら配設された同一のデータラインDLpにより列方向(図面上下方向)に接続されている。また、図28(b)に示す異色結線では、デルタ配列された色画素PXpのうち、特定の2色の色画素(例えば、1、3行目(奇数行目)の緑色画素「G」と2、4行目(偶数行目)の青色画素「B」)が、蛇行しながら配設された同一のデータラインDLpにより列方向に接続されている。図28(a)、(b)において、SLpは表示パネルの行方向(図面左右方向)に配設される選択ライン(走査ライン)である。
なお、上述したような有機EL表示パネルにおいて、表示画素をデルタ配列した構成については、例えば特許文献1等に詳しく記載されている。
特開2003−108032号公報(第3頁〜第4頁、図5)
しかしながら、上述したような表示画素をデルタ配列したカラー表示パネルにおいては、以下のような問題を有していた。
すなわち、上述した表示パネルとしてアクティブマトリックス型の駆動方式を適用した有機EL表示パネルの場合、一般に、各表示画素は、発光素子である有機EL素子と、該有機EL素子に表示データに応じた駆動電流(発光駆動電流)を供給するための画素回路(画素駆動回路)とを備えた構成が適用されている。画素回路は、詳しくは後述するが、複数のスイッチング素子(例えば薄膜トランジスタ)を備えた回路構成を有している。
そのため、デルタ配列において同色結線を適用した場合、図28(a)に示したように、データラインの蛇行の度合いが極端に大きくなるとともに、表示パネルの高精細化等に伴って、画素回路内の配線やデータライン、選択ライン等の各種配線のレイアウト設計(引き回し)が極めて複雑かつ困難になり、設計自由度の低下を招いたり、配線領域の増大に伴って各表示画素の開口率(発光面積の比率)が低下したりするという問題を有している。
一方、デルタ配列において異色結線を適用した場合には、図28(b)に示したように、上記同色結線に比較してデータラインの蛇行の度合いは抑制されるものの、有機EL素子からなる発光素子においては、発光色(RGB)によって発光効率(電流効率)が異なるため、1本のデータラインに対して各色画素(2色)に対応した個別の階調信号を切換制御しつつ供給する必要があり、汎用のデータドライバ(例えば、後述するような表示データに対応した電流値を有する階調信号を生成して供給する電流ドライバ)を適用することができず、ドライバの構造や切換制御が複雑化して製品コストの上昇を招くという問題を有している。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、表示画素をデルタ配列するとともに、データラインを異色結線した表示パネルにおいて、汎用のデータドライバを用いて、所望の画像情報を良好に表示することができる表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列された画素アレイの列方向に配設され、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される複数のデータラインの各々に、表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示駆動装置において、前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、を備えていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の表示駆動装置において、前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の表示駆動装置において、前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有していることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の表示駆動装置において、前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の表示駆動装置において、前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項2記載の表示駆動装置において、前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の表示駆動装置において、前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1記載の表示駆動装置において、前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置において、前記複数の表示画素を各行ごとに選択状態に設定する走査駆動部と、前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、を備えていることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項9記載の表示装置において、前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項10記載の表示装置において、前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有してい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記載の表示装置において、前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項12記載の表示装置において、前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項10記載の表示装置において、前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項14記載の表示装置において、前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項16記載の発明は、請求項9記載の表示装置において、前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電する画素リセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする。
請求項17記載の発明は、請求項9記載の表示装置において、前記画素アレイは、前記異なる色の前記複数の表示画素がデルタ配列されていることを特徴とする。
請求項18記載の発明は、請求項9乃至17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、各々、前記電流制御部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19記載の発明は、請求項18記載の表示装置において、少なくとも前記画素駆動回路及び前記電流制御部は、同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする。
請求項20記載の発明は、請求項18又は19記載の表示装置において、少なくとも前記電流リセット回路部及び前記画素リセット回路部の一方が、前記画素駆動回路及び前記電流制御部と同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする。
請求項21記載の発明は、請求項18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22記載の発明は、行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行ごとに異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置の駆動制御方法において、前記複数の表示画素を行ごとに順次選択状態に設定する動作と、前記選択状態に設定される行に対応する表示データに基づくデータ電流を取り込む動作と、前記データ電流に基づいて、前記各データラインに接続された、前記選択状態に設定された行の、前記2色のうちの何れか一方の色の前記表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記選択状態に設定された前記表示画素に供給する動作と、を含むことを特徴とする。
請求項23記載の発明は、請求項22記載の表示装置の駆動制御方法において、前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、当該特定の行の次の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする。
請求項24記載の発明は、請求項22記載の表示装置の駆動制御方法において、前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、当該特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする。
請求項25記載の発明は、請求項24記載の表示装置の駆動制御方法において、前記データ電流を取り込む動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において取り込んだ前記データ電流に起因する残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする。
請求項26記載の発明は、請求項23乃至25のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法において、前記階調電流を前記表示画素に供給する動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において供給された前記階調電流に起因する当該表示画素における残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする。
本発明に係る表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法によれば、表示画素をデルタ配列するとともに、データラインを異色結線した表示パネルであっても、汎用のデータドライバを用いて、所望の画像情報を良好に表示することができる。
以下、本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
<第1の実施形態>
<表示装置>
図1は、本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図であり、図2は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ及び電流制御部)の一例を示す概略構成図である。
図1、図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る表示装置100Aは、大別して、行方向に配設された複数の走査ラインSLと列方向に配設された複数のデータラインDLの各交点近傍に、一の表示画素を形成する赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色画素PIXがn行×m列(n、mは正の整数)デルタ配列された画素アレイ(表示領域)110と、各行の走査ラインSLに所定のタイミングで走査信号Vselを印加することにより、各行の色画素PIXを順次選択状態に設定する走査ドライバ(走査駆動部)120と、後述する表示信号生成部160から供給される表示データを取り込み、当該表示データに含まれる輝度階調値に応じた電流値を有するデータ電流Idataを生成して、後述する電流制御部140に供給する電流ドライバ(データ駆動部)130と、各列のデータラインDLに接続され、上記電流ドライバ130から供給される表示データに応じたデータ電流Idataを取り込み、当該データ電流Idataを各色画素PIXの電流効率(発光効率;表示特性)に応じた電流値を有する階調電流Ipixに変換して、各データラインDLに供給する電流制御部140と、例えば表示信号生成部160から供給されるタイミング信号に基づいて、少なくとも、走査ドライバ120、電流ドライバ130及び電流制御部140の動作状態を制御する各種制御信号(走査制御信号、データ制御信号、電流制御信号等)を生成して出力するシステムコントローラ150と、例えば表示装置100Aの外部から供給される映像信号に基づいて、表示データ(デジタルデータからなる輝度階調値)を生成して電流ドライバ130に供給するとともに、該表示データを画素アレイ110により形成される表示領域に画像表示するためのタイミング信号(システムクロック等)を生成、又は、抽出して上記システムコントローラ150に供給する表示信号生成部160と、を備えている。
以下、上記各構成について具体的に説明する。
(画素アレイ110)
本実施形態に係る表示装置に適用可能な画素アレイ110は、例えば図2に示すように、行方向(図面左右方向)に赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる色画素PIXが規則的に繰り返し配列され、かつ、隣接する行間で同色の色画素PIX相互が例えば1.5画素分ずつずらして配列されたデルタ配列を有している。
複数の走査ラインSLは、各々直線状に行方向(図面左右方向)に配設されて、上記RGBの順に規則的に配列された色画素PIXに接続され、一方、複数のデータラインDLは、各々蛇行しながら列方向(図面上下方向)に配設されて、偶数行と奇数行で異なる色の色画素PIXに接続されている。すなわち、本実施形態に係る画素アレイ110においては、一のデータラインDLに行ごとに異なる2色の色画素PIX(例えば、1、3、・・・(2i−1)行目(iは正の整数;奇数行目)に赤(R)の色画素PIX、また、2、4、・・・2i行目(偶数行目)に緑(G)の色画素PIX)が交互に接続された、いわゆる「異色結線」が適用されている。
各色画素PIXは、走査ラインSLとデータラインDLとの各交点に接続され、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所望の輝度で発光動作させる画素駆動回路(上述した画素回路に相当する)と、を備えたものを適用することができる。なお、本実施形態に適用可能な各色画素PIXの回路構成の例については、詳しく後述する。
(走査ドライバ120)
走査ドライバ120は、システムコントローラ150から供給される走査制御信号に基づいて、画素アレイ110に配設された各行の走査ライン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、色画素PIXを各行ごとに選択状態に設定し、電流ドライバ130及び電流制御部140から各列のデータラインDLを介して供給される階調電流Ipixを、各色画素PIXに書き込むように制御する。
ここで、走査ドライバ120は、図示を省略したが、後述するシステムコントローラ150から走査制御信号として供給される走査クロック信号及び走査スタート信号に基づいて、各行の走査ラインSLに対応するシフト信号を順次出力するシフトレジスタ回路と、該シフトレジスタ回路から順次出力されるシフト信号を所定の信号レベル(選択レベル、非選択レベル)に変換し、システムコントローラ150から走査制御信号として供給される出力制御信号に基づいて、各行の走査ラインSLに走査信号Vselとして出力する出力回路(出力バッファ)と、を備えたものを適用することができる。
(電流ドライバ130)
電流ドライバ130は、システムコントローラ150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160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、上記表示データに含まれる輝度階調値に応じた電流値を有するデータ電流Idataを生成して、後述する電流制御部140(各列に対応して設けられた電流値変換回路部141−1、141−2、・・・141−m)に供給する動作を、一行分ずつ順次繰り返し実行する。
図3は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流ドライバの一例を示すブロック図である。
電流ドライバ130は、例えば図3に示すように、システムコントローラ150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160から供給される1行分のデジタルデータからなる表示データ(輝度階調値)D0〜Dm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(データ電圧Vdata)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、データ電圧Vdataに基づいて、表示データ(輝度階調値)D0〜Dmに応じた電流値を有するデータ電流Idataを生成し、システムコントローラ150から供給される出力イネ−ブル信号OEに基づいて後述する電流制御部140(電流値変換回路部141−1、141−2、・・・)に一斉に供給する電圧電流変換・電流供給回路135と、を備えている。
(電流制御部140)
電流制御部140は、システムコントローラ150から供給される電流制御信号に基づいて、電流ドライバ130から供給される1行分の表示データ(輝度階調値)に基づくデータ電流Idataを第1の動作期間で一斉に取り込み、各列の色画素PIXごとに個別に保持し、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第2の動作期間で、上記保持したデータ電流Idataに基づいて当該選択状態に設定された各色画素PIXの電流効率に対応するように生成された階調電流Ipixを、各データラインDLを介して各色画素PIXに一斉に供給する。
また、上記第2の動作期間においては、階調電流Ipixを各データラインDLを介して、選択状態に設定された各色画素PIXに供給する動作に並行して、次の動作期間で選択状態に設定される行の色画素PIXの表示データに対応したデータ電流Idataを電流ドライバ130から各列ごとに取り込んで保持する動作を実行する。
電流制御部140は、例えば図2に示すように、電流ドライバ130により表示データに基づいて生成されたデータ電流Idataを各列ごとに取り込み保持し、各列ごとのデータ電流Idata及び各色画素PIXの電流効率に応じた電流値を有する階調電流Ipixを生成して、各列のデータラインDLを介して各色画素PIXに供給する電流値変換回路部141−1、141−2、・・・141−mが各列のデータラインDLに対応して設けられている。
(電流制御部の具体回路例)
図4は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の一例を示す回路構成図である。なお、ここでは、画素アレイ110に配設された特定の列(例えばj列目;jは1≦j≦mの範囲内の任意の整数)のデータラインDLに接続される電流制御部(電流値変換回路部)のみを示す。また、図4は、本実施形態に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)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。
電流制御部140内に各列のデータラインDLに対応して設けられる電流値変換回路部141(図2に示した141−1、141−2、・・・141−m)は、図4に示すように、各々、カレントミラー回路(電流変換回路)を備えた2組(一対)の電流ラッチ・変換回路142a、142bを有し、上述した電流ドライバ130及びデータラインDLに対して、入力接点IN及び出力接点OUTを介して、これらの2組の電流ラッチ・変換回路142a、142bが並列に接続されている。
電流ラッチ・変換回路142aは、例えば図4に示すように、上述した電流ドライバ130からデータ電流Idataが入力される入力接点INと接点NA1との間に各電流路(ソース−ドレイン)が直列に接続されたトランジスタTa1、Ta2と、該トランジスタTa1とTa2との接続接点NA2と接点NA3との間に電流路が接続されたトランジスタTa3と、上記接点NA3と電流ラッチ・変換回路142aの出力接点(データラインDLとの接続接点)OUTとの間に各電流路が直列に接続されたトランジスタTa4及びTa5と、接点NA1とNA3との間に接続されたキャパシタCAと、を備えた回路構成を有している。
ここで、トランジスタTa5の制御端子(ゲート)には、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1が印加され、トランジスタTa1及びTa2の制御端子には、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC2が印加される。また、トランジスタTa3及びTa4の制御端子は、上記接点NA1に共通に接続され、トランジスタTa3とTa4はカレントミラー回路を構成している。また、接点NA3には、接地電位GNDよりも低い電圧レベルを有する所定の低電位電圧Veeが印加されている。
また、電流ラッチ・変換回路142bも、上記電流ラッチ・変換回路142aと同様に、入力接点INと接点NB1との間に各電流路が直列に接続されたトランジスタTb1、Tb2と、該トランジスタTb1とTb2との接続接点NB2と接点NB3との間に電流路が接続されたトランジスタTb3と、上記接点NB3と出力接点OUTとの間に各電流路が直列に接続されたトランジスタTb4及びTb5と、接点NB1とNB3との間に接続されたキャパシタCBと、を備えた回路構成を有している。
ここで、トランジスタTb1及びTb2の制御端子には、上記切換制御信号LC1が印加され、トランジスタTb5の制御端子には、上記切換制御信号LC2が印加される。また、トランジスタTb3及びTb4の制御端子は、上記接点NB1に共通に接続され、トランジスタTb3とTb4はカレントミラー回路を構成している。また、接点NB3には、上記接点NA3と同様に、低電位電圧Veeが印加されている。
なお、電流ラッチ・変換回路142aに設けられるトランジスタTa1、Ta2、Ta5、及び、電流ラッチ・変換回路142bに設けられるトランジスタTb1、Tb2、Tb5は、本発明に係る接続切換回路を形成している。また、電流ラッチ・変換回路142aに設けられるトランジスタTa3とキャパシタCA、及び、電流ラッチ・変換回路142bに設けられるトランジスタTb3とキャパシタCBは、本発明に係る電流保持回路を形成している。
そして、各電流ラッチ・変換回路142a、142bに設けられるカレントミラー回路(トランジスタTa3及びTa4、又は、トランジスタTb3及びTb4)における入力電流(データ電流Idata)と出力電流(階調電流Ipix)の電流比は、電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)の出力電流である階調電流Ipixが供給される色画素PIXの電流効率(下記参照)に応じて、例えば1:1、又は、x:1(x>1)となるように設定されている。
ここで、カラー表示に適用されるRGBの各色画素においては、一般に、発光素子に一定の電流値を有する発光駆動電流を流した場合、発光色によって輝度が異なる(発光効率、すなわち電流効率が異なる)ことが知られており、具体的には、同一の電流値を有する発光駆動電流を流した場合、色が最も発光輝度が高くなり、以下緑色、色の順に発光輝度が低くなる。
したがって、RGBの各色画素によりカラー表示を行う場合には、各色ごとの輝度を一致させるために、発光素子に流す発光駆動電流(もしくは、各色画素に書き込む階調電流)の電流値を、電流効率に応じて変換(補正)する必要がある。本実施形態においては、図2に示したように、画素アレイ110に配設された一のデータラインDLに異なる2色の色画素PIXが接続された異色結線を適用しているので、各列の電流値変換回路部141に設けられる2組の電流ラッチ・変換回路142a、142bの各々に設定される電流比が異なるように設定される。
具体的には、表1に示すように、白表示を実現する際の、RGBの各色画素PIXにおける最高輝度階調値(単位面積当たりの最高輝度;cd/m2)を各々LV、LV、LVとし、電流効率(単位電流値当たりの発光輝度;cd/A)を各々η、η、ηとしたとき、各画素電流値(単位面積当たりの電流値;μA/ 2 )は、各々LV/η、LV/η、LV/ηと表すことができる。したがって、カレントミラー回路に設定されるミラー電流設定比(入力電流Iinに対する出力電流Ioutの設定比;Iout:Iin)は、表1に示すように、RGBの各色画素PIXにおいて、各々LV/η:1、LV/η:1、LV/η:1と表すことができる。
Figure 0004284558
そして、本実施形態に適用されるRGBの各色画素PIXにおいて、上記各画素電流値は、例えば表2に示すように、各色画素PIXの電流効率η、η、ηに基づいて、各々2.04μA/ 2 、0.89μA/ 2 、0.71μA/ 2 に規定される。この場合、当該画素電流値が最も大きい(すなわち、電流効率が最も低い)赤色画素を基準として、各色画素PIXに対応するミラー電流設定比(入力電流であるデータ電流Idataに対する出力電流である階調電流Ipixの設定比;Ipix:Idata)が、各々1:1、1:2.3、1:2.9に設定されるように、例えばカレントミラー回路を形成するトランジスタTa3とTa4、及び、トランジスタTb3とTb4のトランジスタサイズの比を設定する。
Figure 0004284558
このように、RGBの各色画素PIXに対応して各カレントミラー回路に設定されるミラー電流設定比(入力電流であるデータ電流Idataに対する出力電流である階調電流Ipixの比)を1以下(階調電流Ipixがデータ電流Idata以下)になるように設定することにより、電流ドライバ130から出力されるデータ電流Idataの電流値を大きくすることができるので、電流ドライバ130に設けられるD/Aコンバータ134(図3参照)を作成し易くすることができる。
なお、各電流ラッチ・変換回路142a、142bに設けられるキャパシタCA、CBは、各々、トランジスタTa3又はTa4、Tb3又はTb4のゲート−ドレイン間に形成される寄生容量であってもよい。また、各電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)を形成する各トランジスタTa1〜Ta5、及び、Tb1〜Tb5は、例えばアモルファスシリコン半導体、あるいは、ポリシリコン半導体をチャネル層とする、nチャネル型の電界効果型トランジスタを適用することができる。
特に、本実施形態に係る電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)に、アモルファスシリコン半導体を備えた電界効果型トランジスタを適用した場合、アモルファスシリコントランジスタは素子特性(しきい値電圧等)の経時変化が生じ易いという問題点を有しているが、カレントミラー回路を構成する一対のトランジスタTa3とTa4、Tb3とTb4を近接して形成することにより、これらのトランジスタの特性変化(劣化)の進行の程度を同等にすることができ、また、単一のゲート電圧(接点NA1又はNB1の電位)により動作状態を制御することができるので、特性変化がカレントミラー回路の動作(データ電流Idataに対する階調電流Ipixの電流値)、さらには表示品質に与える影響を極力抑制することができる。
すなわち、本実施形態に係る電流制御部140(電流値変換回路部141)においては、システムコントローラ150から電流制御信号として供給され、相互に逆相となる切換制御信号LC1、LC2に基づいて、各電流ラッチ・変換回路142a、142bのいずれか一方において、カレントミラー回路と電流ドライバ130が接続されて(このとき、当該カレントミラー回路とデータラインDLとは非接続状態に設定されて)、電流ドライバ130から供給されるデータ電流Idataが取り込まれるとともに、他方において、カレントミラー回路とデータラインDLが接続されて(このとき、当該カレントミラー回路と電流ドライバ130とは非接続状態に設定されて)、カレントミラー回路の出力側に流れる電流が階調電流IpixとしてデータラインDLを介して所定の色画素PIXに供給される。なお、電流制御部140の具体的な制御動作については、後述する表示装置の駆動制御方法において詳しく説明する。
(システムコントローラ150)
システムコントローラ150は、上述した走査ドライバ120、電流ドライバ130及び電流制御部140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電流制御信号を供給することにより、走査ドライバ120において走査信号Vselを生成して走査ラインSLに印加する動作、電流ドライバ130において表示データに応じたデータ電流Idataを生成する動作、及び、電流制御部140においてデータ電流Idataを変換して階調電流Ipixを生成してデータラインDLに供給する動作を、各々所定のタイミングで実行させて、表示データを各色画素PIXに書き込み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画素アレイ110に表示させる制御を行う。
(表示信号生成部160)
表示信号生成部160は、例えば表示装置100Aの外部から供給される映像信号から輝度階調値を含む信号成分を抽出し、画素アレイ110の1行分ごとに表示データとして電流ドライバ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160は、上記輝度階調値を含む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150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、図1に示すように、上記システムコントローラ150は、表示信号生成部160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や電流ドライバ130、電流制御部140に対して供給する各種制御信号を生成する。
<表示装置の駆動制御方法>
次に、上述した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5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、上述したように、画素アレイ110がn行×m列(nは偶数、mは3の倍数)の画素配列を有する場合について、奇数(2i−1)行及び偶数(2i)行の色画素PIX(iは、1≦2i−1≦n−1、2≦2i≦nを満たす正の整数)に対する表示データのラッチ動作及び書込動作について具体的に説明する。また、図6〜図8は、本実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態を示す動作概念図である。
本実施形態に係る表示装置100Aにおける駆動制御動作は、隣接する2行の色画素PIXを順次選択状態に設定する2水平走査期間を一単位期間として、前半の1水平走査期間で電流ドライバ130から供給される1行分の表示データ(輝度階調値)に応じたデータ電流Idataを、電流制御部140の各列ごとに設けられた電流値変換回路部141の一対の電流ラッチ・変換回路142a、142bのいずれか一方に取り込んで保持する動作(電流ラッチ動作期間)と、後半の1水平走査期間で、上記電流ラッチ動作において電流ラッチ・変換回路142a、142bのいずれかに取り込まれたデータ電流Idataに対して、上述した表1及び表2に示した所定のミラー電流設定比を有する階調電流Ipixを生成して、所定の行の各色画素PIXに書き込み、表示データに応じた輝度階調で各色画素PIXを発光させる動作(電流書込動作期間)と、を含むように実行する。
ここで、電流値変換回路部141を形成する2組の電流ラッチ・変換回路142a、142b間で、上記電流ラッチ動作と電流書込動作を同期して実行し、かつ、交互に繰り返し実行するように制御される。
すなわち、表示データに基づいて電流ドライバ130から各データラインDLに対応して供給されるデータ電流Idataが、各電流値変換回路部141を形成する2組の電流ラッチ・変換回路142a、142bのうちの、一方の電流ラッチ・変換回路側(例えば電流ラッチ・変換回路142a)に取り込み保持される期間に、同時並行して他方の電流ラッチ・変換回路側(例えば電流ラッチ・変換回路142b)から一つ前の取込タイミングで取り込み保持されたデータ電流Idataに応じた階調電流Ipixが各データラインDLに供給されることになり、後述するように、電流ドライバ130及び電流制御部140から、実質的に連続して表示データに基づく階調電流Ipixが生成されて、各列のデータラインDLに供給する動作が実行される。
具体的には、まず第1の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする前半の1水平走査期間)で、図5、図6に示すように、上述した電流制御部140の各列に設けられる電流値変換回路部141において、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をローレベル(L)、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定することにより、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2がオン動作し、トランジスタTa5がオフ動作する。
そして、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から特定の行(例えば(2i−1)行)の各列の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idataを供給することにより、トランジスタTa3のゲート−ドレイン間が電気的に短絡されているため飽和領域でオン動作することになり、データ電流Idataは、トランジスタTa1、Ta3及び接点NA3を介して、低電位電圧Vee方向に流れ、当該データ電流Idataの電流レベルがトランジスタTa3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、キャパシタCAに電荷として蓄積される(電流ラッチ動作)。
このとき、キャパシタCAへの電荷の蓄積に伴って接点NA1の電位が上昇することにより、トランジスタTa3とともにカレントミラー回路を構成するトランジスタTa4がオン動作するが、トランジスタTa5がオフ状態に設定されているため、トランジスタTa4には電流は流れない。
このように、電流ラッチ動作においては、電流ドライバ130から表示データに含まれる輝度階調値に応じて各列ごとに出力されるデータ電流Idataを、各電流値変換回路部141に設けられた一方側の電流ラッチ・変換回路142aに流すことにより、(例えば(2i−1)行目の)1行分のデータ電流Idata(2i−1)が電流制御部140に取り込み保持される。
次いで、第2の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする後半の1水平走査期間)で、図5、図7に示すように、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をハイレベル(H)、切換制御信号LC2をローレベル(L)に設定することにより、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2がオフ動作し、トランジスタTa5がオン動作する。
このとき、上記電流ラッチ動作(図6)によりキャパシタCAに蓄積された電荷に基づく電位(高電圧)が接点NA1に保持されているためトランジスタTa4がオン動作を継続する。これにより、データラインDLが出力接点OUTを介して電流ラッチ・変換回路142aに接続され、データラインDL側からトランジスタTa5及びTa4を介して低電位電圧Vee方向に、キャパシタCAに蓄積された電荷(すなわちデータ電流Idata)に基づく電流値を有する階調電流Ipixが引き込まれるように流れる。
そして、このタイミングに同期して、走査ドライバ120から表示データの書込対象となっている行の走査ラインSLに、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加して、当該行の色画素PIXを選択状態に設定することにより、上記階調電流Ipixが各データラインDLを介して電流制御部140方向に引き抜かれるように流れ、後述するように、各色画素PIXに設けられる画素駆動回路に階調電流Ipixに応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
ここで、電流制御部140による色画素PIXへの電流書込動作においては、上述したように、電流ラッチ・変換回路142aに設けられたカレントミラー回路(トランジスタTa3、Ta4)に設定されたミラー電流設定比を有するように当該色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に応じたデータ電流Idataの電流値を、色画素PIXの電流効率に応じた電流値に変換(補正)して各色画素PIXに階調電流Ipixとして流す。
このように、電流書込動作においては、各電流値変換回路部141に設けられ、上述した電流ラッチ動作によりデータ電流Idataが供給された一方側の電流ラッチ・変換回路142aにより、選択状態に設定された行(例えば(2i−1)行目)の色画素PIXから階調電流Ipixを引き抜くように流すことにより、表示データ(輝度階調値)及び各色画素の電流効率に応じた1行分の階調電流Ipix(2i−1)が各色画素PIX(図7では赤(R)色画素)に書き込み保持される。
また、このような電流値変換回路部141に設けられた一方側の電流ラッチ・変換回路142aにおいて、選択状態に設定された色画素PIXからデータラインDLを介して所定の階調電流Ipixを引き抜く電流書込動作期間においては、図5、図7に示すように、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1がハイレベル(H)、切換制御信号LC2がローレベル(L)に設定されているので、電流値変換回路部141に設けられた他方の電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2がオン動作し、トランジスタTb5がオフ動作する。
そして、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から次の行(例えば2i行)の各列の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idataを供給することにより、上述した一方の電流ラッチ・変換回路142aにおける電流ラッチ動作の場合と同様に、データ電流Idata(2i)は、トランジスタTb1、Tb3及び接点NB3を介して、低電位電圧Vee方向に流れ、当該データ電流Idataに応じた電圧成分がトランジスタTb3のゲート−ソース間に接続されたキャパシタCBに蓄積される(電流ラッチ動作)。
次いで、第3の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする前半の1水平走査期間;上記第1の動作期間と同等)で、図5、図8に示すように、再びシステムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をローレベル(L)、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定することにより、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2がオフ動作し、トランジスタTb5がオン動作する。
これにより、上記電流ラッチ動作(図7)によりキャパシタCAに蓄積された電荷に基づく電流値を有する階調電流Ipixが、データラインDL側からトランジスタTb5及びTabを介して低電位電圧Vee方向に引き込まれるように流れる。このタイミングに同期して、走査ドライバ120により次の行の色画素PIXを選択状態に設定することにより、各色画素PIX(図8では緑(G)色画素)からデータラインDLを介して階調電流Ipix(2i)が引き抜かれ電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
このように、電流値変換回路部141の一方の電流ラッチ・変換回路142aにおいて奇数(2i−1)行の色画素PIXに対して階調電流Ipixを供給する電流書込動作が実行されている期間中に、他方の電流ラッチ・変換回路142bにおいて偶数(2i)行の色画素PIXに対応したデータ電流Idataを取り込み保持する電流ラッチ動作が同期して実行され、また、他方の電流ラッチ・変換回路142bにおいて偶数(2i)行の色画素PIXに対して階調電流Ipixを供給する電流書込動作が実行されている期間中に、一方の電流ラッチ・変換回路142aにおいて奇数(2i+1)行の色画素PIXに対応したデータ電流Idataを取り込み保持する電流ラッチ動作が同期して実行される。
したがって、本実施形態によれば、RGBの各色画素がデルタ配列され、かつ、列方向に配設された各データラインに異なる2色の色画素が規則的に接続された異色結線を有する画素アレイを備えた表示装置において、各列の色画素ごとに、表示データに含まれる輝度階調値に応じた電流値を有するデータ電流を生成する電流ドライバと、該各列の色画素ごとに生成されたデータ電流を、各色画素の電流効率に応じた電流値に変換して、各列のデータラインDLを介して階調電流として出力する電流制御部と、を備えていることにより、データラインに接続された異なる色の色画素に対して、電流ドライバから出力されるデータ電流の電流値を各色画素の電流効率(発光効率)に応じて変換することができるので、表示データに含まれる輝度階調値にのみ応じた電流値を有するデータ電流を生成して出力する既存の電流ドライバ(データドライバ)をそのまま適用することができる。
また、上記電流ドライバから出力される表示データの輝度階調値にのみ応じたデータ電流を、色画素の電流効率に応じた電流値を有する階調電流に変換するための構成として、予め各データラインに接続された異なる色の色画素の電流効率に応じたミラー電流設定比を有するように形成されたカレントミラー回路(電流ラッチ・変換回路)を2組(一対)備えた電流値変換回路部を適用し、これらにより電流ラッチ動作と電流書込動作を交互に繰り返す簡易な制御方法により、各行の色画素への階調信号の書込動作における出力電流の切換制御タイミングに時間的な余裕を持たせることができ、良好な画質で動画像等の所望の画像情報を表示させることができる。
これにより、色画素がデルタ配列かつ異色結線された画素アレイを備えた表示装置において、各色画素に対応した電流ドライバ(データドライバ)を複数設ける必要がなく、また、簡易な制御方法により各色画素に応じた階調電流を生成してデータラインに出力することができるので、表示装置やドライバの構造や制御方法が複雑化することを抑制することができるとともに、製品コストの上昇を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る電流制御部140においては、後述する色画素PIX(図9参照)に設けられる画素駆動回路の回路構成に対応させるために、電流ドライバ130から供給される正極性のデータ電流Idataに対応する、負極性の階調電流Ipixを生成する機能を有し、該階調電流IpixをデータラインDL(色画素PIX)側から引き込む(引き抜く)方向に流す場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、色画素PIXの回路構成に応じて、正極性の階調電流Ipixを生成して、該階調電流IpixをデータラインDL(色画素PIX)に押し込む方向に流す構成を有するものであってもよい。なお、今日市場に一般的に流通し、入手することが容易な周知の電流ドライバ(データドライバ)は、正極性の電流(データ電流Idata)を出力する構成を有しているものが大半であるので、上述したような電流制御部140及び後述する色画素PIX(画素駆動回路)を適用することにより、周知の電流ドライバを用いて、階調電流を電流制御部140方向に引き込む方向に流す表示駆動装置を実現することができる。
また、本実施形態に係る表示装置においては、図2に示したように、色画素がデルタ配列された画素アレイを備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一のデータラインに異なる複数の色の色画素が規則的に接続された画素配列を有するものであれば、上述した電流制御部140を良好に適用することができる。
<表示画素の具体回路例>
次に、上述した実施形態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9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。
図9に示すように、本実施形態に係る表示装置に適用可能な色画素(表示画素)PIXは、概略、上述した走査ドライバ120から印加される走査信号Vselに基づいて色画素PIXを選択状態に設定し、該選択状態において電流制御部140から供給される階調電流Ipixを取り込み電圧成分として保持し、該階調電流Ipixに応じた発光駆動電流を発光素子に流す画素駆動回路DCと、該画素駆動回路DCから供給される発光駆動電流に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する有機EL素子OLED等の電流制御型の発光素子と、を有している。
画素駆動回路DCは、例えば図9に示すように、制御端子(ゲート端子)が走査ラインSLに、電流路(ソース−ドレイン)が電源電圧Vscが印加される電源ラインVL(接点N13)及び接点N11に各々接続されたトランジスタTr11と、制御端子が走査ラインSLに、電流路がデータラインDL及び接点N12に各々接続されたトランジスタTr12と、制御端子が接点N11に、電流路が電源ラインVL及び接点N12に各々接続されたトランジスタTr13と、接点N11及び接点N12間に接続されたキャパシタCsと、を備えている。
有機EL素子OLEDは、アノード端子が上記画素駆動回路DCの接点N12に接続され、カソード端子が一定電圧Vss(例えば接地電位)に接続されている。
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。
<表示画素の駆動制御動作>
図10は、本実施例に係る表示画素(画素駆動回路)の基本動作を示すタイミングチャ−トであり、図11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。
上述したような回路構成を有する画素駆動回路DCにおける発光素子(有機EL素子OLED)の発光駆動制御は、例えば、図10に示すように、一走査期間Tscを1サイクルとして、該一走査期間Tsc内に、走査ラインSLに接続された各色画素PIXを選択状態に設定して、上述した電流制御部140から供給される表示データに対応する階調電流Ipixを書き込み、電圧成分として保持する電流書込動作期間(選択期間)Tseと、各色画素PIXを非選択状態に設定して、上記電流書込動作期間Tseに書き込み保持された電圧成分に基づいて、上記表示データに応じた発光駆動電流を有機EL素子OLEDに供給して、所望の輝度階調で発光動作させる発光動作期間(非選択期間)Tnseと、を含むように設定されている(Tsc≧Tse+Tnse)。ここで、上述したように、電流制御部140の電流値変換回路部141において、電流書込動作が実行される期間においては、電流ラッチ動作も同時並行して実行される。
(電流書込動作期間)
まず、電流書込動作(電流書込動作期間Tse)においては、上述した電流制御部140の動作(図6、図7参照)においても説明したように、図10に示すように、走査ドライバ120から特定の行(例えば(2i−1)行目又は2i行)の走査ラインSLに対して、ハイレベル(H)の走査信号Vselを印加して当該行の色画素PIXを選択状態に設定するとともに、当該行の色画素PIXに接続された電源ライン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、電流制御部140(電流ラッチ・変換回路142a又は142b)から、表示データに応じた電流値を有する負極性の階調電流Ipixを各データラインDLに対して供給する。
これにより、色画素PIXの画素駆動回路DCを形成するトランジスタTr11及びTr12がオン動作して、ローレベルの電源電圧Vscが接点N11(トランジスタTr13のゲート端子及びキャパシタCsの一端側)に印加されるとともに、色画素PIX(画素駆動回路DC)からデータラインDLを介して電流制御部140方向に階調電流Ipixを引き込む(引き抜く)動作が行われることにより、ローレベルの電源電圧Vscよりも低電位の電圧レベルが接点N12(トランジスタTr13のソース端子及びキャパシタCsの他端側)に印加される。
このように、接点N11及びN12間(トランジスタTr13のゲート−ソース間、キャパシタCsの両端)に電位差が生じることにより、トランジスタTr13がオン動作して、図11(a)に示すように、電源ラインVLからトランジスタTr13、接点N12、トランジスタTr12、データラインDLを介して、電流制御部140方向に、階調電流Ipixに対応した書込電流Iwrtが流れる。なお、このような書込電流Iwrtを流すために、電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)に供給される低電位電圧Veeは、ローレベルの電源電圧Vsc(例えば接地電位)よりも低い電圧レベルに設定されている。
このとき、キャパシタCsには、接点N11及びN12間(トランジスタのTr13のゲート−ソース間)に生じた電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される(充電される)。また、電源ラインVLには、有機EL素子OLEDのカソード端子に印加される一定電圧Vss(例えば接地電位)以下の電圧レベルを有するローレベルの電源電圧Vscが印加され、さらに、書込電流IwrtがデータラインDLを介して電流制御部140方向に流れる(引き抜かれる)ように制御されていることから、有機EL素子OLEDのアノード端子(接点N12)に印加される電位はカソード端子の電位(一定電圧Vss)よりも低くなり、有機EL素子OLEDに逆バイアス電圧が印加されることになるため、有機EL素子OLEDには発光駆動電流が流れず、発光動作しない。
(発光動作期間)
次いで、電流書込動作終了後の発光動作(発光動作期間Tnse)においては、図10に示すように、走査ドライバ120から各行の走査ラインSLに対して、ローレベル(L)の走査信号Vselを印加して当該行の色画素PIXを非選択状態に設定するとともに、当該行の電源ライン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、電流制御部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。
これにより、トランジスタTr11及びTr12がオフ動作して、接点N11への電源電圧Vscの印加が遮断されるとともに、接点N12への階調電流Ipixの引き込み動作に伴う電圧レベルの印加が遮断されるので、キャパシタCsは、上述した電流書込動作において蓄積された電荷を保持する。
このように、キャパシタCsが電流書込動作時に蓄積された電荷(充電電圧)を保持することにより、接点N11及びN12間(トランジスタTr13のゲート−ソース間)の電位差が保持されることになり、トランジスタTr13が書込電流Iwrtに応じた電流値の電流を流すことができるような導通状態(オン状態)を維持する。また、電源ラインVLに、有機EL素子OLEDのカソード端子に印加される一定電圧Vss(例えば接地電位)よりも高い電圧レベルを有する電源電圧Vscが印加されることにより、有機EL素子OLEDのアノード端子(接点N12)に印加される電位はカソード端子の電位(一定電圧Vss)よりも高くなる。
したがって、図11(b)に示すように、電源ラインVLからトランジスタTr13、接点N12を介して、有機EL素子OLEDに順バイアス方向に所定の発光駆動電流Iemが流れ、有機EL素子OLEDが発光する。ここで、キャパシタCsにより蓄積された電荷に基づく電位差(充電電圧)は、トランジスタTr13において階調電流Ipixに対応した書込電流Iwrtを流す場合の電位差に相当するので、有機EL素子OLEDに流れる発光駆動電流Iemは、上記書込電流Iwrt(≒階調電流Ipix)と同等の電流値を有することになる。
これにより、発光動作期間Tnseにおいては、電流書込動作期間Tseに書き込まれた階調電流Ipixに応じた電圧成分が保持され、これに基づいてトランジスタTr13が飽和状態でオン動作して、発光駆動電流Iemが継続的に供給されるので、有機EL素子OLEDが表示データの輝度階調及び各色画素PIXの電流効率に応じた輝度階調で発光する動作を継続する。
そして、このような一連の駆動制御動作を、画素アレイ110に配列された全ての色画素PIX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、本実施例に係る画素駆動回路DCにおいては、トランジスタTr11〜Tr13については、特に限定するものではないが、これらのトランジスタTr11〜Tr13を全て同一のチャネル極性を有する薄膜トランジスタ(電界効果型トランジスタ)を用いて構成することができるので、例えば上述した電流制御部140(電流値変換回路部141、電流ラッチ・変換回路142a、142b)と同様に、アモルファスシリコン半導体、あるいは、ポリシリコン半導体をチャネル層とする、nチャネル型の電界効果型トランジスタを適用することができる。
これによれば、本実施例に係る画素駆動回路DCを備えた色画素PIXがデルタ配列された画素アレイ110とともに、上述した電流制御部140を同一のパネル基板(絶縁性基板)上に製造プロセスを共通化して一体的に形成することができる。特に、画素アレイ110及び電流制御部140を、アモルファスシリコン半導体層を用いたnチャネル型の電界効果型トランジスタを適用して構成した場合にあっては、すでに確立されたアモルファスシリコンの製造技術を適用して、動作特性の安定した電界効果型トランジスタを比較的安価に製造することができるので、表示品質に優れた表示装置を簡易に実現することができる。
なお、上述した実施例に係る色画素PIX(画素駆動回路DC)を適用した場合、図10に示したように、画素アレイ110の各行に配設された電源ラインVLに対して印加する電源電圧Vscを、電流書込動作期間Tseと発光動作期間Tnseとで電圧レベルを切り換えるように制御する必要があるので、表示装置として、図1に示した構成に加え、画素アレイ110の各行の電源ラインVLに対して、例えばシステムコントローラ150から供給される電源制御信号に基づいて、上記走査ドライバ120から走査信号Vselを出力するタイミングに同期して、走査信号Vselとは逆極性となる電圧レベルを有する電源電圧Vcsを印加する電源ドライバを備えた構成を適用することができる。ここで、電源ドライバは、例えば上述した走査ドライバ120と同様に、シフトレジスタ回路と出力回路(出力バッファ)を備えた構成を適用することができる。
また、上述した実施例に係る色画素PIXにおいては、画素駆動回路DCとして3個のトランジスタを備え、電流制御部140により負極性の階調電流Ipixを生成して、色画素PIX(画素駆動回路DC)からデータラインDLを介して当該階調電流Ipixを引き抜く形態の電流指定方式に対応した回路構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも電流指定方式を適用した画素駆動回路であれば、他の回路構成を有するものであってもよいし、また、電流制御部140により正極性の階調電流Ipixを生成して、データラインDLを介して色画素PIX(画素駆動回路DC)に該階調電流Ipixを押し込む形態に対応した回路構成を有するものであってもよい。
さらに、上述した実施例においては、色画素PIXを構成する発光素子として、有機EL素子OLEDを適用した構成を示したが、本発明に係る表示装置はこれに限るものではなく、例えば発光ダイオード等の他の電流制御型の発光素子であっても良好に適用することができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
上述した第1の実施形態においては、各列のデータラインに各々電流比の異なるカレントミラー回路を備えた2組(一対)の電流ラッチ・変換回路が並列に接続され、電流ドライバから出力されるデータ電流を一方の電流ラッチ・変換回路で取り込み保持しつつ、同時に、他方の電流ラッチ・変換回路で先の動作期間で取り込み保持したデータ電流に応じた階調電流を色画素に供給する動作を、各行ごとに交互に繰り返し実行する場合について説明したが、第2の実施形態においては、データラインに並列に接続された2組の電流取込・変換回路のうち、一方の電流取込・変換回路でデータ電流を取り込むと同時に、当該電流取込・変換回路によりデータ電流に応じた階調電流を色画素に供給する動作を、他方の電流取込・変換回路との間で交互に繰り返し実行することを特徴としている。
図12は、本発明に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の第2の実施形態を示す回路構成図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1に示した表示装置、図2に示した表示装置の要部構成、図3に示した電流ドライバ)については、その説明を省略又は簡略化する。
電流制御部140は、図2、図12に示すように、各列のデータラインDLに対して、2組の電流取込・変換回路142c、142dが並列に接続された電流値変換回路部141(141−1、141−2、・・・141−m)を有している。ここで、本実施形態に係る電流取込・変換回路142cは、上述した第1の実施形態に示した電流ラッチ・変換回路142aの回路構成(図4参照)おいて、接点NA1とNA2間のトランジスタTa2を取り除き、さらに、トランジスタTa1及びTa5の制御端子(ゲート端子)に切換制御信号LC1が印加された回路構成を有し、また、電流取込・変換回路142dは、上述した第1の実施形態に示した電流ラッチ・変換回路142bの回路構成(図4参照)おいて、接点NB1とNB2間のトランジスタTb2を取り除き、さらに、トランジスタTb1及びTb5の制御端子(ゲート端子)に切換制御信号LC2が印加された回路構成を有している。
また、各電流取込・変換回路142c、142dに設けられるカレントミラー回路(トランジスタTa3及びTa4、又は、トランジスタTb3及びTb4)は、上述した第1の実施形態(例えば表1、表2)と同様に、トランジスタTa3又はTb3側に流れるデータ電流Idataに対するトランジスタTa4又はTb4に流れる階調電流Ipixの比(ミラー電流設定比)が、電流書込動作が行われる色画素PIXの電流効率に対応するように設定されている。
図13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、第1の実施形態と同様に、画素アレイ110がn行×m列(nは偶数、mは3の倍数)の画素配列を有する場合について、奇数(2i−1)行及び偶数(2i)行の色画素PIX(iは、1≦2i−1≦n−1、2≦2i≦nを満たす正の整数)に対する表示データの書込動作について具体的に説明する。また、図14、図15は、本実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態を示す動作概念図である。
本実施形態に係る表示装置における駆動制御動作は、1水平走査期間を一単位期間として、当該1水平走査期間内に、電流ドライバ130から供給される1行分の表示データ(輝度階調値)に応じたデータ電流Idataを、電流制御部140の各列ごとに設けられた電流値変換回路部141の一対の電流取込・変換回路142c、142dのいずれか一方に取り込む(電流取込動作)と同時に、当該取り込まれたデータ電流Idataに対して、上述した表1及び表2に示した所定のミラー電流設定比を有する階調電流Ipixを生成して、所定の行の各色画素PIXに書き込み、表示データに応じた輝度階調で各色画素PIXを発光させる(電流書込動作)ように実行する。
すなわち、まず第1の動作期間で、図13、図14に示すように、電流値変換回路部141において、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をハイレベル(H)、切換制御信号LC2をローレベル(L)に設定することにより、電流取込・変換回路142cのトランジスタTa1、Ta5がオン動作し、電流取込・変換回路142dのトランジスタTb1、Tb5がオフ動作する。
そして、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から特定の行(例えば(2i−1)行)の各列の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idata(2i−1)を供給することにより、トランジスタTa3が飽和領域でオン動作して、データ電流Idata(2i−1)は、トランジスタTa1、Ta3及び接点NA3を介して、低電位電圧Vee方向に流れ、当該データ電流Idata(2i−1)の電流レベルがトランジスタTa3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、接点NA1に所定の電位が生じる(電流取込動作)。
このとき、接点NA1に生じる電位により、トランジスタTa3とともにカレントミラー回路を構成するトランジスタTa4がオン動作して、データラインDL側からトランジスタTa5及びTa4を介して低電位電圧Vee方向に、接点NA1の電位に基づいて、当該行の色画素PIXの電流効率に応じた電流値を有する階調電流Ipix(2i−1)が引き込まれるように流れる。
そして、このタイミングに同期して、走査ドライバ120から表示データの書込対象となっている行(例えば(2i−1)行)の走査ラインSLに、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加して、当該行の色画素PIXを選択状態に設定することにより、上記階調電流Ipix(2i−1)が各データラインDLを介して電流制御部140方向に引き抜かれるように流れ、各色画素PIX(図14では赤(R)色画素)の画素駆動回路DCに階調電流Ipix(2i−1)に応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
なお、この第1の動作期間においては、電流取込・変換回路142dのトランジスタTb1、Tb5がオフ状態に設定されているので、電流取込・変換回路142d側には電流が流れず、データ電流の取込動作も、階調電流の書込動作も行われない。
次いで、第2の動作期間で、図13、図15に示すように、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をローレベル(L)、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定することにより、電流取込・変換回路142cのトランジスタTa1、Ta5がオフ動作し、電流取込・変換回路142dのトランジスタTb1、Tb5がオン動作する。
そして、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から次の行(例えば2i行)の各列の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idata(2i)を供給することにより、トランジスタTb3が飽和領域でオン動作して、データ電流Idata(2i)は、トランジスタTb1、Tb3及び接点NB3を介して、低電位電圧Vee方向に流れ、当該データ電流Idata(2i)の電流レベルがトランジスタTb3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、接点NB1に所定の電位が生じる(電流取込動作)。
このとき、接点NB1に生じる電位により、トランジスタTb3とともにカレントミラー回路を構成するトランジスタTb4がオン動作して、データラインDL側からトランジスタTb5及びTb4を介して低電位電圧Vee方向に、接点NB1の電位に基づいて、当該行の色画素PIXの電流効率に応じた電流値を有する階調電流Ipix(2i)が引き込まれるように流れる。
そして、このタイミングに同期して、表示データの書込対象となっている行(例えば2i行)の色画素PIXを選択状態に設定することにより、上記階調電流Ipix(2i)が各データラインDLを介して電流制御部140方向に引き抜かれるように流れ、各色画素PIX(図15では緑(G)色画素)の画素駆動回路DCに階調電流Ipix(2i)に応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
なお、この第2の動作期間においては、電流取込・変換回路142cのトランジスタTa1、Ta5がオフ状態に設定されているので、電流取込・変換回路142c側には電流が流れず、データ電流の取込動作も、階調電流の書込動作も行われない。
このように、本実施形態においては、電流値変換回路部141に設けられる2組の電流取込・変換回路142c、142dのうち、一方の電流取込・変換回路においてのみ電流取込動作と電流書込動作を同時に実行する動作を、2組の電流取込・変換回路142c、142dで交互に繰り返すように制御される。
したがって、本実施形態によれば、表示データに含まれる輝度階調値に基づいて色画素ごとに生成されたデータ電流を取り込みつつ、同時に、各色画素の電流効率に応じた電流値に変換して、各列のデータラインDLを介して階調電流として出力することにより、上述した第1の実施形態に示したように、特定の色画素に対するデータ電流の取込動作(電流ラッチ動作)と階調電流の出力動作(階調書込動作)とを別の動作期間で実行する必要がなく、また、取り込んだデータ電流に応じた電圧成分を保持(ラッチ)する必要もないので、簡易な回路構成及び駆動制御方法で、所望の画像情報の表示動作を迅速に開始することができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第3の実施形態について、図面を参照して説明する。
図16は、本発明に係る表示装置の第3の実施形態を示す概略ブロック図であり、図17は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部及びミラーリセット回路部)を示す概略構成図である。また、図18は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態に係る表示装置100Bは、図16に示すように、第1の実施形態に示した表示装置100A(図1、図2参照)と同等の画素アレイ110、走査ドライバ120、電流ドライバ130、電流制御部140、システムコントローラ150、表示信号生成部160に加え、上記電流ドライバ130と電流制御部140との間に、電流制御部140の各列の電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)に所定のリセット電圧を印加するミラーリセット回路部170が設けられている。
ミラーリセット回路部170は、例えば図17に示すように、各列のデータラインDLごとにリセット回路171−1、171−2、171−3、・・・171−mが設けられ、各リセット回路171(171−1、171−2、171−3、・・・171−m)は、例えば図18に示すように、上述した電流ドライバ130からデータ電流Idataが入力される入力接点NC1と電流値変換回路部141の入力接点INとの間に電流路(ソース−ドレイン)が接続されたトランジスタTc1と、所定の低電位電圧Veeが印加される接点NC2と入力接点INとの間に電流路が接続されたトランジスタTc2と、を備えた回路構成を有している。
ここで、トランジスタTc1としてpチャネル型の薄膜トランジスタが適用され、トランジスタTc2としてnチャネル型の薄膜トランジスタが適用され、トランジスタTc1とTc2の制御端子(ゲート)には、システムコントローラ150からリセット制御信号として供給されるリセット制御信号RSmが共通に印加されている。なお、トランジスタTc1、Tc2は、例えばポリシリコン半導体をチャネル層とする電界効果型トランジスタを適用することができるので、本実施形態に係るミラーリセット回路部170を電流ドライバ130と一体化して形成するものであってもよい。
すなわち、本実施形態に係るミラーリセット回路部170(リセット回路171)においては、システムコントローラ150からリセット制御信号として供給されるリセット制御信号RSmに基づいて、トランジスタTc1又はTc2のいずれか一方がオン動作、他方がオフ動作することにより、電流ドライバ130から供給される1行分の表示データ(輝度階調値)に基づくデータ電流Idataを各列ごとに電流制御部140に通過(スルー)させる動作(電流スルー動作)と、所定のリセット電圧(低電位電圧Vee)を各列ごとに電流制御部140に印加して、電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)に残留する電荷を放電させ、リセット(初期化)する動作(ミラーリセット動作)と、を選択的に実行する。
次に、上述したミラーリセット回路部を備えた表示装置の駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図19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、本実施形態に特有の駆動制御動作(ミラーリセット動作)について詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、上述した第1の実施形態(図5)を参照してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態に係る表示装置100Bにおける駆動制御動作は、図5に示した第1の実施形態に係る駆動制御動作において、各1水平走査期間内に、上述した電流ラッチ動作に先立つタイミングで、当該データ電流Idataの取込保持動作を行う電流ラッチ・変換回路142a又は142bに対して、所定の低電位電圧Veeを印加して残留電荷を放電させてリセットする動作(ミラーリセット動作)を実行するように制御する。ここで、ミラーリセット動作は、電流値変換回路部141を形成する2組の電流ラッチ・変換回路142a、142b間で、各1水平走査期間ごとに交互に繰り返し実行するように制御される。
具体的には、図19に示すように、まず第1の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする前半の1水平走査期間)において、システムコントローラ150から電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をローレベル(L)、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定して、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2をオン動作、トランジスタTa5をオフ動作させ、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2をオフ動作、トランジスタTb5をオン動作させる。
これにより、ミラーリセット回路171と電流ラッチ・変換回路142aのカレントミラー回路(トランジスタTa3、Ta4、接点NA1)がトランジスタTa1、Ta2を介して電気的に接続され、データラインDLと電流ラッチ・変換回路142aがトランジスタTa5により電気的に遮断される。また、この状態においては、ミラーリセット回路171と電流ラッチ・変換回路142bのカレントミラー回路(トランジスタTb3、Tb4、接点NB1)とはトランジスタTb1、Tb2により電気的に遮断され、データラインDLと電流ラッチ・変換回路142bがトランジスタTa5を介して電気的に接続される。
このタイミングに同期して、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)に設定することにより、ミラーリセット回路部170に各行ごとに設けられたリセット回路171のトランジスタTc1がオフ動作し、トランジスタTc2がオン動作する。これにより、リセット回路171のトランジスタTc2、電流値変換回路部141の入力端子IN、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2を介して接点NA1に所定の低電位電圧Veeが印加されて、キャパシタCAに残留して蓄積されている電荷が放電される(ミラーリセット動作)。
次いで、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをローレベル(L)に設定することにより、リセット回路171のトランジスタTc1がオン動作し、トランジスタTc2がオフ動作する。このタイミングに同期して、電流ドライバ130から特定の行(例えば(2i−1)行)の各列の色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に対応するデータ電流Idata(2i-1)を、リセット回路171のトランジスタTc1を介して電流値変換回路部141の入力端子INに供給することにより、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa3のゲート−ドレイン間が電気的に短絡されて飽和領域でオン動作し、データ電流Idata(2i-1)は、トランジスタTa1、Ta3及び接点NA3を介して、低電位電圧Vee方向に流れるので、当該データ電流Idata(2i-1)の電流レベルがトランジスタTa3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、キャパシタCAに電荷として蓄積される(電流ラッチ動作)。
次いで、第2の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする後半の1水平走査期間)において、切換制御信号LC1をハイレベル(H)、切換制御信号LC2をローレベル(L)に設定することにより、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2をオフ動作、トランジスタTa5をオン動作させ、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2をオン動作、トランジスタTb5をオフ動作させる。
このとき、電流ラッチ・変換回路142aにおいては、上記電流ラッチ動作によりキャパシタCAに蓄積された電荷に基づく電位(高電圧)が接点NA1に保持されることにより、トランジスタTa4がオン動作して、データラインDL側からトランジスタTa5及びTa4を介して低電位電圧Vee方向に、キャパシタCAに蓄積された電荷(すなわちデータ電流Idata)に基づく電流値を有する階調電流Ipix(2i-1)が引き込まれるように流れる。
そして、このタイミングに同期して、走査ドライバ120から表示データの書込対象となっている行(例えば(2i−1)行)の走査ラインSLに、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加して、当該行の色画素PIXを選択状態に設定することにより、各色画素PIXに設けられる画素駆動回路DCに上記階調電流Ipix(2i-1)に応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
一方、電流ラッチ・変換回路142bにおいては、トランジスタTb1、Tb2を介してミラーリセット回路171とカレントミラー回路(トランジスタTb3、Tb4、接点NB1)が電気的に接続され、トランジスタTb5によりデータラインDLとの電気的な接続が遮断される。
このタイミングに同期して、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)に設定することにより、リセット回路171のトランジスタTc1がオフ動作し、トランジスタTc2がオン動作して、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2を介して接点NB1に所定の低電位電圧Veeが印加されて、キャパシタCAに残留して蓄積されている電荷が放電される(ミラーリセット動作)。
次いで、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをローレベル(L)に設定することにより、リセット回路171のトランジスタTc1がオン動作し、トランジスタTc2がオフ動作する。このタイミングに同期して、電流ドライバ130から次の行(例えば2i行)の各列の色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に対応するデータ電流Idata(2i)を、リセット回路171のトランジスタTc1を介して電流値変換回路部141の入力端子INに供給することにより、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb3のゲート−ドレイン間が電気的に短絡されて飽和領域でオン動作し、データ電流Idata(2i)は、トランジスタTb1、Tb3及び接点NB3を介して、低電位電圧Vee方向に流れるので、当該データ電流Idata(2i)の電流レベルがトランジスタTb3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、キャパシタCAに電荷として蓄積される(電流ラッチ動作)。
以下、このような一連の駆動制御動作を繰り返し実行することにより、表示データに応じたデータ電流Idataを取り込む電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)に残留する電荷を放電して予め初期化することができるとともに、電流ドライバ130からの各行のデータ電流Idataを連続的に取り込みつつ、各行の色画素PIXに対して、当該色画素PIXの電流効率に応じた階調電流Ipixを書き込むことができる。
したがって、本実施形態によれば、各列の電流値変換回路部(電流ラッチ・変換回路)における電流ラッチ動作、電流書込動作によって、電流ラッチ・変換回路のカレントミラー回路に残留する電荷に起因して、階調電流が本来の表示データに応じた電流値から変化して、色画素(発光素子)が表示データに応じた輝度階調で発光動作できなくなるという現象を抑制することができ、表示ムラや輝度ズレ等の発生を抑制して良好な表示品質を有する表示装置を実現することができる。
なお、本実施形態においては、図18に示したように、上述した第1の実施形態(図4参照)に示した電流値変換回路部(電流ラッチ・変換回路)に、本実施形態の特徴であるミラーリセット回路部(リセット回路)を適用した構成について説明したが、上述した第2の実施形態(図12参照)にミラーリセット回路部を適用するものであってもよいことはいうまでもない。
この場合においては、表示装置の駆動制御方法として、図13に示したタイミングチャートにおいて、1水平走査期間ごとに、各行の色画素に対応した表示データ(データ電流)を取り込みつつ、同時に当該行の色画素に階調電流を書き込む動作に先立って、当該取込・書込動作を実行する電流ラッチ・変換回路に対して、上述したミラーリセット動作を実行するように制御される。
次に、上述した第3の実施形態に係る表示装置の他の構成例について説明する。
図20は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。ここで、図18と同等の構成については、その説明を簡略化又は省略する。
図18に示したミラーリセット回路部170(リセット回路171)においては、トランジスタTc1としてpチャネル型の薄膜トランジスタを適用し、トランジスタTc2としてnチャネル型の薄膜トランジスタを適用した回路構成を示したが、本実施形態においては、同一のチャネル型の薄膜トランジスタのみを適用した回路構成を有している。
本実施形態に係るリセット回路171は、例えば図20に示すように、電流ドライバ130からデータ電流Idataが入力される入力接点NC1と電流値変換回路部141の入力接点INとの間に電流路(ソース−ドレイン)が接続され、システムコントローラ150から供給されるイネーブル信号ENBが制御端子(ゲート)に印加されたトランジスタTc3と、所定の低電位電圧Veeが印加される接点NC2と入力接点INとの間に電流路が接続され、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmが制御端子に印加されたトランジスタTc4と、を備えた回路構成を有している。
ここで、トランジスタTc3に印加されるイネーブル信号ENBとトランジスタTc4に印加されるリセット制御信号RSmは相互に逆相関係を有し、また、トランジスタTc3、Tc4は、いずれもnチャネル型の薄膜トランジスタが適用されているので、トランジスタTc3とTc4は一方がオン状態のとき、他方がオフ状態となるように制御される。
なお、トランジスタTc3、Tc4は、例えばアモルファスシリコン半導体をチャネル層とする電界効果型トランジスタを適用することができるので、本実施形態に係るミラーリセット回路部170を上述した電流制御部140や画素アレイ110(画素駆動回路DC)とともに同一のパネル基板(絶縁性基板)上に製造プロセスを共通化して一体的に形成することができる。
図21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)の他の例を示すタイミングチャートである。ここでは、本実施形態に特有の駆動制御動作(ミラーリセット動作)についてのみ詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、図19を参照してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態においても、図19に示した駆動制御動作と同様に、各1水平走査期間内に、電流ラッチ・変換回路142a又は142bをリセットする動作(ミラーリセット動作)を実行した後、電流ラッチ動作を実行するように制御される。また、当該ミラーリセット動作及び電流ラッチ動作の実行と同時並行して、特定の行の色画素に対して電流書込動作が実行される。
すなわち、図21に示すように、まず所定の動作期間において、切換制御信号LC1をローレベル(L)、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定して、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2をオン動作、トランジスタTa5をオフ動作させ、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2をオフ動作、トランジスタTb5をオン動作させた状態で、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)、イネーブル信号ENBをローレベル(L)に設定して、リセット回路171のトランジスタTc3をオフ動作、トランジスタTc4をオン動作させることにより、リセット回路171のトランジスタTc4、電流値変換回路部141の入力端子IN、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2を介して接点NA1に所定の低電位電圧Veeが印加されて、キャパシタCAに残留して蓄積されている電荷が放電される(ミラーリセット動作)。
次いで、システムコントローラ150から供給されるリセット制御信号RSmをローレベル(L)、イネーブル信号ENBをハイレベル(H)に設定することにより、リセット回路171のトランジスタTc3をオン動作、トランジスタTc4をオフ動作させ、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から特定の行(例えば2i行)の各列の色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に対応するデータ電流Idata(2i)を、リセット回路171のトランジスタTc3を介して電流値変換回路部141の入力端子INに供給することにより、当該データ電流Idata(2i)が電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta3及び接点NA3を介して、低電位電圧Vee方向に流れるので、当該データ電流Idata(2i)の電流レベルがトランジスタTa3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、キャパシタCAに電荷として蓄積される(電流ラッチ動作)。
したがって、本実施形態においても、各列の電流値変換回路部における電流ラッチ動作に先立って、当該電流値変換回路部(電流ラッチ・変換回路)に残留する電荷を放電して初期化することができるので、表示データ及び電流効率に応じた適切な電流値を有する階調電流を生成して色画素に供給することができ、表示ムラや輝度ズレ等の発生を抑制して良好な表示品質を実現することができる。
なお、この電流ラッチ動作により電流ラッチ・変換回路142aに取り込み保持されたデータ電流Idata(2i)に対応する電圧成分は、上述した第1又は第3の実施形態と同様に、次の動作期間において、2i行の各色画素PIXの電流効率に応じた電流値を有する階調電流Ipix(2i)に変換されて、各列のデータラインDLを介して供給される。
また、上述したミラーリセット動作と電流ラッチ動作を実行する動作期間においては、電流ラッチ・変換回路142bにおいて、一つ前の動作期間、すなわち、(2i−1)行の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idata(2i-1)を取り込み保持する電流ラッチ動作によりキャパシタCBに蓄積された電荷(電圧成分)に基づいて、トランジスタTb4がオン動作することにより、データラインDL側からトランジスタTb5及びTb4を介して低電位電圧Vee方向に、階調電流Ipix(2i-1)が引き込まれるように流れるので、このタイミングに同期して、走査ドライバ120により(2i−1)行の色画素PIXを選択状態に設定することにより、各色画素PIXに設けられる画素駆動回路DCに上記階調電流Ipix(2i-1)に応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
<第4の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。
図22は、本発明に係る表示装置の第4の実施形態を示す概略ブロック図であり、図23は、本実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部、ミラーリセット回路部及び画素リセット回路部)を示す概略構成図である。また、図24は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。ここで、上述した第1又は第3の実施形態と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態に係る表示装置100Cは、図22、図23に示すように、第3の実施形態に示した表示装置100B(図16、図17参照)と同等の画素アレイ110、走査ドライバ120、電流ドライバ130、電流制御部140、システムコントローラ150、表示信号生成部160、ミラーリセット回路部170に加え、上記画素アレイ110の列方向に配設されたデータライン、及び、デルタ配列された各色画素PIXに所定のリセット電圧を印加する画素リセット回路部180が設けられている。
画素リセット回路部180は、例えば図23に示すように、各列のデータラインDLごとにリセット回路181−1、181−2、181−3、・・・181−mが設けられ、各リセット回路181(181−1、181−2、181−3、・・・181−m)は、例えば図24に示すように、接地電位GNDが印加される接点ND1とデータラインDLとの間に電流路が接続され、システムコントローラ150からリセット制御信号として供給されるリセット制御信号RSpが制御端子に印加されたトランジスタTd1を備えた回路構成を有している。
ここで、トランジスタTd1は、例えばnチャネル型のアモルファスシリコン半導体を用いた薄膜トランジスタ(電界効果型トランジスタ)を適用することができるので、本実施形態に係る画素リセット回路部180を上述した画素アレイ110(画素駆動回路DC)や電流制御部140とともに同一のパネル基板(絶縁性基板)上に製造プロセスを共通化して一体的に形成することができる。
すなわち、本実施形態に係る画素リセット回路部180(リセット回路181)においては、システムコントローラ150からリセット制御信号として供給されるリセット制御信号RSpに基づいて、トランジスタTd1がオン動作することにより、画素アレイ110に配設された各列のデータラインDLに所定のリセット電圧(接地電位GND)を印加して、データラインDL及び選択状態に設定された行の色画素PIXに残留する電荷を放電させ、リセット(初期化)する動作(画素リセット動作)を実行する。
次に、上述したミラーリセット回路部を備えた表示装置の駆動制御方法について、図面を参照して説明する。
図25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、本実施形態に特有の駆動制御動作(画素リセット動作、ミラーリセット動作)について詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、上述した第1又は第3の実施形態(図5、図19)を参照してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態に係る表示装置100Cにおける駆動制御動作は、図19に示した第3の実施形態に係る駆動制御動作において、各1水平走査期間内に、上述したミラーリセット動作に先立つタイミングで、各列のデータラインDLを介して、表示データ(階調電流Ipix)の書込動作の対象となっている行の各色画素PIXに対して、接地電位GNDを一斉に印加して残留電荷を放電させてリセットする動作(画素リセット動作)を実行するように制御する。
具体的には、図25に示すように、まず第1の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする前半の1水平走査期間)において、少なくともシステムコントローラ150から電流制御部140に電流制御信号として供給される切換制御信号LC1、LC2をローレベル(L)に設定して、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2、Ta5、及び、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2、Tb5をオフ動作させる。これにより、データラインDLと電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)が電気的に遮断される。
このタイミングに同期して、システムコントローラ150から画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをハイレベル(H)に設定するとともに、走査ドライバ120から例えば(2i−1)行の走査ラインSLに、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加する。
これにより、画素リセット回路部180に各行ごとに設けられたリセット回路181のトランジスタTd1がオン動作し、また、(2i−1)行の色画素PIXが選択状態に設定されるので、接地電位GNDがトランジスタTd1、データラインDLを介して、(2i−1)行の各色画素PIXに印加されて、当該色画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたキャパシタCs(図9参照)及びデータラインDLに残留して蓄積されている電荷が放電される(画素リセット動作)。
次いで、システムコントローラ150から画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをローレベル(L)に設定して、リセット回路181のトランジスタTd1をオフ動作させて接地電位GNDのデータラインDLへの印加を遮断するとともに、システムコントローラ150からミラーリセット回路部170に供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)に設定して、リセット回路部171のトランジスタTc1をオフ動作、トランジスタTc2をオン動作させて所定の低電位電圧Veeを電流制御部140に印加する。
このタイミングに同期して、システムコントローラ150から電流制御部140に電流制御信号として供給される切換制御信号LC1をハイレベル(H)に設定して、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2をオン動作、トランジスタTb5をオフ動作させることにより、リセット回路部171(トランジスタTc2)を介して印加された上記低電位電圧Veeが、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2を介して接点NB1に印加され、キャパシタCBに残留して蓄積されている電荷が放電される(ミラーリセット動作)。
次いで、システムコントローラ150からミラーリセット回路部170に供給されるリセット制御信号RSmをローレベル(L)に設定することにより、リセット回路171のトランジスタTc1をオン動作、トランジスタTc2をオフ動作させるとともに、このタイミングに同期して、電流ドライバ130から2i行の各列の色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に対応するデータ電流Idata(2i)を、リセット回路171のトランジスタTc1を介して電流値変換回路部141に供給することにより、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb3が飽和領域でオン動作し、データ電流Idata(2i)が、トランジスタTb1、Tb3及び接点NB3を介して、低電位電圧Vee方向に流れるので、当該データ電流Idata(2i)の電流レベルがトランジスタTb3のゲート−ソース間の電圧レベル(電圧成分)に変換されて、キャパシタCBに電荷として蓄積される(電流ラッチ動作)。
なお、上述した(2i−1)行の色画素PIXの画素リセット動作後における、2i行の色画素PIXに対応したデータ電流Idata(2i)を取り込み保持する電流ラッチ・変換回路142bのミラーリセット動作及び電流ラッチ動作を行う動作期間においては、図25に示すように、電流ラッチ・変換回路142aに一つ前の動作期間で取り込み保持した(2i−1)行の色画素PIXに対応したデータ電流Idata(2i-1)に応じた階調電流Ipix(2i-1)を当該色画素PIXに書き込む動作(電流書込動作)を同時並行して実行するが、この動作は、以下に説明する2i行の色画素PIXにデータ電流Idata(2i)に応じた階調電流Ipix(2i)を書き込む動作(電流書込動作)と同等であるので、その説明を省略する。
次いで、第2の動作期間(2水平走査期間を一単位期間とする後半の1水平走査期間)において、上述した(2i−1)行の色画素PIXに対する画素リセット動作と同様に、少なくとも切換制御信号LC1、LC2をローレベル(L)に設定して、データラインDLと電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)を電気的に遮断した状態で、画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをハイレベル(H)に設定してトランジスタTd1をオン動作させるとともに、走査ドライバ120により2i行の色画素PIXを選択状態に設定することより、接地電位GNDが各データラインDLを介して当該行の各色画素PIXに印加されて、画素駆動回路DC(キャパシタCs)及びデータラインDLに残留して蓄積されている電荷が放電される(画素リセット動作)。
次いで、画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをローレベル(L)に設定して、接地電位GNDのデータラインDLへの印加を遮断するとともに、ミラーリセット回路部170に供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)に設定して、所定の低電位電圧Veeを電流制御部140に印加し、さらに、このタイミングに同期して、切換制御信号LC2をハイレベル(H)に設定することにより、上述した場合と同様に、電流ラッチ・変換回路142aのキャパシタCAに残留して蓄積されている電荷を放電するミラーリセット動作、及び、(2i+1)行の色画素PIXに対応したデータ電流Idata(2i+1)を取り込み保持する電流ラッチ動作が実行されるが、このとき同時に、第1の動作期間において電流ラッチ・変換回路142bに取り込み保持した2i行の色画素PIXに対応したデータ電流Idata(2i)に応じた階調電流Ipix(2i)を当該色画素PIXに書き込む電流書込動作を実行する。
すなわち、切換制御信号LC1がローレベル(L)、切換制御信号LC2がハイレベル(H)に設定されることにより、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tbがオフ動作、トランジスタTb5がオン動作して、データラインDL側からトランジスタTb5及びTb4を介して低電位電圧Vee方向に、上記電流ラッチ動作によりキャパシタCBに蓄積された電荷(すなわちデータ電流Idata)に基づく電流値を有する階調電流Ipix(2i)が引き込まれるように流れる。このとき、上述した画素リセット動作において、2i行の色画素PIXに設定された選択状態が維持されていることにより、当該色画素PIXの画素駆動回路DCに階調電流Ipix(2i)に応じた電荷(電圧成分)が保持される(電流書込動作)。
以下、このような一連の駆動制御動作を繰り返し実行することにより、表示データに応じたデータ電流Idataを取り込む電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a、142b)、及び、階調電流Ipixを書き込む色画素PIX及びデータラインDLに残留する電荷を放電して予め初期化することができるとともに、電流ドライバ130からの各行のデータ電流Idataを連続的に取り込みつつ、各行の色画素PIXに対して、当該色画素PIXの電流効率に応じた階調電流Ipixを書き込むことができる。
したがって、本実施形態によれば、各列の電流値変換回路部(電流ラッチ・変換回路)における電流ラッチ動作、電流書込動作によって、各色画素やデータライン、電流ラッチ・変換回路のカレントミラー回路に残留する電荷に起因して、階調電流が本来の表示データに応じた電流値から変化して、色画素(発光素子)が表示データに応じた輝度階調で発光動作できなくなるという現象を抑制することができ、表示ムラや輝度ズレ等の発生を抑制して良好な表示品質を有する表示装置を実現することができる。
なお、本実施形態においては、図24に示したように、上述した第1の実施形態に示した表示装置(図2参照)に、本実施形態の特徴である画素リセット回路部(リセット回路)、及び、上述した第3の本実施形態の特徴であるミラーリセット回路部(リセット回路)の双方を適用した構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素リセット回路部のみを適用するものであってもよい。
また、本実施形態においては、上述した第1の実施形態に示した表示装置(図2参照)に、本実施形態の特徴である画素リセット回路部(リセット回路)を適用した構成について説明したが、上述した第2の実施形態(図12参照)に示した表示装置に画素リセット回路部を適用するものであってもよいことはいうまでもない。
この場合においては、表示装置の駆動制御方法として、図13に示したタイミングチャートにおいて、1水平走査期間ごとに、各行の色画素に対応した表示データ(データ電流)を取り込みつつ、同時に当該行の色画素に階調電流を書き込む動作に先立って、当該取込・書込動作を実行する行の色画素に対して、上述した画素リセット動作を実行するように制御される。
次に、上述した第4の実施形態に係る表示装置の他の構成例について説明する。
図26は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。ここで、上述した第3の実施形態(図20参照)又は図24と同等の構成については、その説明を簡略化又は省略する。
本実施形態においては、上述した第3の実施形態(図20参照)と同様に、ミラーリセット回路部170(リセット回路171)に適用されるトランジスタTc3、Tc4が同一のチャネル型(例えばnチャネル型)の薄膜トランジスタにより形成されている。
すなわち、図26に示すように、リセット回路171は、イネーブル信号ENBに基づいて、電流ドライバ130から入力されるデータ電流Idataを電流値変換回路部141に通過(スルー)させるトランジスタTc3と、リセット制御信号RSmに基づいて、所定の低電位電圧Veeを電流値変換回路部141に印加するトランジスタTc4と、を備えるとともに、上記イネーブル信号ENBとリセット制御信号RSmは相互に逆相関係を有するように設定されている。
ここで、画素リセット回路部180(リセット回路181)に適用されるトランジスタTd1は、上述したように、例えばnチャネル型のアモルファスシリコン半導体を用いた薄膜トランジスタ(電界効果型トランジスタ)を適用することができるので、本実施形態によれば、画素リセット回路部180に加えて、ミラーリセット回路170も上述した画素アレイ110(画素駆動回路DC)や電流制御部140とともに同一のパネル基板(絶縁性基板)上に製造プロセスを共通化して一体的に形成することができる。
図27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)の他の例を示すタイミングチャートである。ここでは、本実施形態に特有の駆動制御動作(画素リセット動作、ミラーリセット動作)についてのみ詳しく説明し、その他の動作(電流ラッチ動作、電流書込動作)については、その説明を簡略化又は省略する。
本実施形態においても、図25に示した駆動制御動作と同様に、各1水平走査期間内に、(2i−1)行目の色画素PIXに階調電流Ipix(2i-1)を書き込む電流書込動作に先立って、当該(2i−1)行の色画素PIXの画素駆動回路DCに残留して蓄積されている電荷を放電する画素リセット動作と、2i行目の色画素PIXの表示データに対応するデータ電流Idata(2i)を電流値変換回路部141(電流ラッチ・変換回路142a又は142b)に取り込み保持する電流ラッチ動作に先立って、当該データ電流Idata(2i)の書き込みが行われる電流ラッチ・変換回路142a又は142bをリセットするミラーリセット動作と、を順次実行するとともに、上記電流書込動作と電流ラッチ動作を同時並行して実行するように制御される。
すなわち、図27に示すように、まず所定の動作期間において、切換制御信号LC1、LC2をローレベル(L)に設定して、電流ラッチ・変換回路142aのトランジスタTa1、Ta2、Ta5、及び、電流ラッチ・変換回路142bのトランジスタTb1、Tb2、Tb5をオフ動作させた状態で、画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをハイレベル(H)に設定するとともに、走査ドライバ120から例えば(2i−1)行の走査ラインSLに、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加することにより、接地電位GNDがデータラインDLを介して、(2i−1)行の各色画素PIXに印加されて、当該色画素PIXの画素駆動回路DC及びデータラインDLに残留して蓄積されている電荷が放電される(画素リセット動作)。
次いで、画素リセット回路部180に供給されるリセット制御信号RSpをローレベル(L)に設定するとともに、ミラーリセット回路部170に供給されるリセット制御信号RSmをハイレベル(H)、イネーブル信号ENBをローレベル(L)に設定し、さらに、切換制御信号LC1をハイレベル(H)に設定することにより、所定の低電位電圧Veeが電流ラッチ・変換回路142bに印加されて、キャパシタCBに残留して蓄積されている電荷が放電される(ミラーリセット動作)。
以下、図21に示した駆動制御動作と同様に、電流ドライバ130から供給される2i行の各列の色画素PIXの表示データ(輝度階調値)に対応するデータ電流Idata(2i)を、上記ミラーリセット動作が施された電流ラッチ・変換回路142b(キャパシタCB)に取り込み保持する電流ラッチ動作と、一つ前の動作期間で電流ラッチ・変換回路142aに取り込み保持したデータ電流Idata(2i-1)に応じた階調電流Ipix(2i-1)を、上記画素リセット動作が施された(2i−1)行の色画素PIXに書き込む電流書込動作を同時並行して実行する。
したがって、本実施形態においても、各行の色画素への電流書込動作に先立って、当該行の色画素やデータラインに残留する電荷を放電して初期化することができ、また、各列の電流値変換回路部における電流ラッチ動作に先立って、当該電流値変換回路部(電流ラッチ・変換回路)に残留する電荷を放電して初期化することができるので、表示データ及び電流効率に応じた適切な電流値を有する階調電流を生成して色画素に供給することができ、表示ムラや輝度ズレ等の発生を抑制して良好な表示品質を実現することができる。
本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図である。 第1の実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ及び電流制御部)の一例を示す概略構成図である。 第1の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流ドライバの一例を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の一例を示す回路構成図である。 第1の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。 第1の実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態(その1)を示す動作概念図である。 第1の実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態(その2)を示す動作概念図である。 第1の実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態(その3)を示す動作概念図である。 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。 本実施例に係る表示画素(画素駆動回路)の基本動作を示すタイミングチャ−トである。 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。 本発明に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)の第2の実施形態を示す回路構成図である。 第2の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。 第2の実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態(その1)を示す動作概念図である。 第2の実施形態に係る電流制御部(電流値変換回路部)における動作状態(その1)を示す動作概念図である。 本発明に係る表示装置の第3の実施形態を示す概略ブロック図である。 第3の実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部及びミラーリセット回路部)を示す概略構成図である。 第3の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。 第3の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。 第3の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)及びミラーリセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。 第3の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)の他の例を示すタイミングチャートである。 本発明に係る表示装置の第4の実施形態を示す概略ブロック図である。 第4の実施形態に係る表示装置の要部構成(画素アレイ、電流制御部、ミラーリセット回路部及び画素リセット回路部)を示す概略構成図である。 第4の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の一例を示す回路構成図である。 第4の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。 第4の実施形態に係る表示装置に適用可能な電流制御部(電流値変換回路部)、ミラーリセット回路部(リセット回路)及び画素リセット回路部(リセット回路)の他の例を示す回路構成図である。 第4の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)の他の例を示すタイミングチャートである。 表示画素をデルタ配列した表示パネルの配線構造を示す要部概略図である。
符号の説明
100A〜100C 表示装置
110 画素アレイ
120 走査ドライバ
130 電流ドライバ
140 電流制御部
141 電流値変換回路部
142a、142b 電流ラッチ・変換回路
150 システムコントローラ
160 表示信号生成部
170 ミラーリセット回路部
171 リセット回路
180 画素リセット回路部
181 リセット回路
PIX 色画素
DC 画素駆動回路
OLED 有機EL素子
SL 走査ライン
DL データライン
VL 電源ライン

Claims (26)

  1. 異なる色の複数の表示画素が規則的に配列された画素アレイの列方向に配設され、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される複数のデータラインの各々に、表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示駆動装置において、
    前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、
    前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、
    を備えていることを特徴とする表示駆動装置。
  2. 前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする請求項1記載の表示駆動装置。
  3. 前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有していることを特徴とする請求項2記載の表示駆動装置。
  4. 前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする請求項2又は3記載の表示駆動装置。
  5. 前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする請求項4記載の表示駆動装置。
  6. 前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする請求項2記載の表示駆動装置。
  7. 前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項6記載の表示駆動装置。
  8. 前記表示駆動装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項1記載の表示駆動装置。
  9. 行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行毎に異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置において、
    前記複数の表示画素を各行ごとに選択状態に設定する走査駆動部と、
    前記表示データに基づくデータ電流を生成して出力するデータ駆動部と、
    前記データ駆動部から出力される前記データ電流を取り込み、前記各データラインに接続される前記各色の表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記複数の表示画素に供給する電流制御部と、
    を備えていることを特徴とする表示装置。
  10. 前記電流制御部は、前記各データラインに接続された前記2色の表示画素に対応して、前記データ電流を前記各表示画素の前記表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流に変換する電流変換回路を前記各データラインに対応して2組有していることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
  11. 前記電流制御部は、前記2色の表示画素に対応して設けられた2組の前記電流変換回路が前記各データラインに対応して並列に設けられ、前記データラインと2組の前記電流変換回路のいずれかを選択的に接続する接続切換回路を前記各データラインに対応して有していることを特徴とする請求項10記載の表示装置。
  12. 前記電流変換回路は、前記データ電流の電流値を前記各色の表示画素の発光効率に応じた所定の電流設定比に基づいて前記階調電流に変換するカレントミラー回路であることを特徴とする請求項10又は11記載の表示装置。
  13. 前記カレントミラー回路に設定される前記電流設定比は、前記画素アレイに配列された前記各色の表示画素の前記発光効率のうち、最も低い前記発光効率を基準として設定されていることを特徴とする請求項12記載の表示装置。
  14. 前記電流制御部における前記各電流変換回路は、前記データ電流を電圧成分に変換して保持する電流保持回路を有していることを特徴とする請求項10記載の表示装置。
  15. 前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記各電流変換回路に設けられた前記電流保持回路に保持された前記電圧成分に係る残留電荷を放電するリセット回路を有する電流リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項14記載の表示装置。
  16. 前記表示装置は、前記各データラインに対応して設けられ、前記画素アレイに配列された前記複数の表示画素に供給された前記階調電流に係る残留電荷を放電する画素リセット回路を有する画素リセット回路部を備えていることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
  17. 前記画素アレイは、前記異なる色の前記複数の表示画素がデルタ配列されていることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
  18. 前記画素アレイに配列された前記表示画素は、各々、
    前記電流制御部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乃至17のいずれかに記載の表示装置。
  19. 少なくとも前記画素駆動回路及び前記電流制御部は、同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする請求項18記載の表示装置。
  20. 少なくとも前記電流リセット回路部及び前記画素リセット回路部の一方が、前記画素駆動回路及び前記電流制御部と同一のチャネル極性を有する電界効果型トランジスタにより形成されていることを特徴とする請求項18又は19記載の表示装置。
  21. 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18記載の表示装置。
  22. 行方向に配設された複数の走査ラインと列方向に配設された複数のデータラインの各交点近傍に、異なる色の複数の表示画素が規則的に配列され、前記複数のデータラインの各々に、行ごとに異なる2色の前記表示画素が交互に接続される画素アレイを備え、前記複数のデータラインを介して前記表示画素の各々に表示データに応じた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駆動させて、前記画素アレイに所望のカラー画像を表示する表示装置の駆動制御方法において、
    前記複数の表示画素を行ごとに順次選択状態に設定する動作と、
    前記選択状態に設定される行に対応する表示データに基づくデータ電流を取り込む動作と、
    前記データ電流に基づいて、前記各データラインに接続された、前記選択状態に設定された行の、前記2色のうちの何れか一方の色の前記表示画素の表示特性に応じた電流値を有する前記階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記選択状態に設定された前記表示画素に供給する動作と、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動制御方法。
  23. 前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、当該特定の行の次の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする請求項22記載の表示装置の駆動制御方法。
  24. 前記選択状態に設定された特定の行の前記表示画素に対応した前記データ電流を取り込む動作と、当該特定の行の前記表示画素に対応した前記階調電流を前記表示画素に供給する動作と、を所定の動作期間内に同時並行して実行することを特徴とする請求項22記載の表示装置の駆動制御方法。
  25. 前記データ電流を取り込む動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において取り込んだ前記データ電流に起因する残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする請求項24に記載の表示装置の駆動制御方法。
  26. 前記階調電流を前記表示画素に供給する動作に先立って、当該動作期間の一つ前の前記動作期間において供給された前記階調電流に起因する当該表示画素における残留電荷を放電する動作を実行することを特徴とする請求項23乃至25のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法。
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