JP4552421B2

JP4552421B2 - 電気光学装置、電子機器及び電気光学装置の駆動方法

Info

Publication number: JP4552421B2
Application number: JP2003384069A
Authority: JP
Inventors: 武史野澤; 大輔佐藤; 宏明城
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-11-13
Also published as: JP2005148306A

Description

本発明は、電気光学装置において階調表示を行うための技術に関する。

電気光学装置における階調表示方式の１つに電流プログラム方式がある（例えば特許文
献１参照）。この電流プログラム方式においては、第１に、発光階調レベルに対応した値
の電流を、データ線を介し保持キャパシタの一端および駆動トランジスタのゲートに供給
して、駆動トランジスタのゲート電圧を保持させ（プログラミングステージ）、第２に、
保持されたゲート電圧にしたがった電流を駆動トランジスタが発光素子に電流を供給する
（リプロダクションステージ）。この方式では、プログラミングステージにおけるプログ
ラミング電流とほぼ同じ大きさの電流が、リプロダクションステージにおいて発光素子に
供給されるので、駆動トランジスタの移動度や閾値電圧のバラツキを補償することができ
るという利点がある。

しかし、電流プログラム方式では、次のような問題が指摘されている。すなわち、光学
表示パネルが大型化してデータ線の寄生容量が大きくなった場合であって、データ線に流
す電流が小さいとき、当該寄生容量の充電に時間を要してしまうので、プログラミング期
間終了時に、駆動トランジスタのゲートが目標電圧よりも低めに保持されてしまう、とい
った問題が指摘されている。同様な問題は、光学表示パネルを高精細化して、プログラミ
ング期間が短くなった場合にも発生する。ここで、データ線に流す電流が小さいときとは
、発光素子を暗い状態とさせる場合、すなわち低階調表示とする場合に相当する。例えば
Ｐチャネル型の駆動トランジスタのゲートが目標電圧よりも低めに保持されてしまうと、
リプロダクションステージにおいて、発光素子には目標値よりも多めに電流が流れる。こ
のため、電流プログラミング方式では、低階調表示とする場合に、輝度が明るくなるとい
う、いわゆる黒浮きと呼ばれる現象が発生する。

また、別の階調表示方式として面積階調方式がある（例えば特許文献２参照）。この面
積階調方式では、１つ画素回路を発光面積が２進数で重み付けされた複数の発光素子によ
って構成し、階調レベルに応じて選択された発光素子のみを発光させることで階調表示を
行うというものである。この方式によれば、デジタルデータをそのまま用いて階調表示処
理を行うので、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）をデータ線駆動回路に実装する必要
がないという利点がある。また、電圧駆動方式の１種であるので、ドレイン・ソース電圧
Ｖ_DS−ドレイン・ソース電流Ｉ_DS特性（ＴＦＴ静特性）における非飽和領域が駆動トラン
ジスタの動作点となり、ドレイン・ソース電圧Ｖ_DSを低減できるというメリットもある。

しかし、この面積階調方式では、画素回路内に複数の発光素子を設けなければならず、
１画素あたりの回路が占める面積が大きくなってしまう。よって、高精細な画像を表示す
ることが難しい。そこで、各々の発光素子自身が幾つかの階調レベルで発光することがで
きるように改良した面積階調方式もあるが（例えば特許文献３参照）、これも面積階調方
式である以上は高精細な画像を表示するには限界があり、例えばγカーブなどの階調特性
に対する輝度の変化を調整するには不向きである。

特開２００３−２２０４９号公報特開平１０−６８９３１号公報特開２００２−２２９５０５号公報

本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、疑似輪郭や黒浮きなどの不都合
を抑制しつつ、良好な階調特性を実現することを目的としている。

この課題を解決するため、本発明は、走査線及びデータ線に接続され、マトリクス状に
配置された複数の画素回路であって、供給される電流の値に応じて発光量が異なる電流駆
動用発光素子と、該電流駆動用発光素子に対して発光階調レベルに応じた値の電流を供給
するための電流駆動用画素回路と、所定電圧が印加されることによって発光する複数の面
積階調用発光素子と、これら複数の面積階調用発光素子のうち発光階調レベルに応じた特
定の面積階調用発光素子に前記所定電圧を印加するための面積階調用画素回路とをそれぞ
れ有した複数の画素回路と、複数の走査線の各々を順次に選択して走査線信号を供給する
走査線駆動回路と、複数のデータ線の各々に対し、該データ線に接続された各々の画素回
路が発光する際の発光階調レベルを表すデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、予め
決められた階調レベル以下の低階調領域においては、前記データ線駆動回路から前記デー
タ線を介して前記面積階調用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させ
る一方、予め決められた階調レベルよりも高い高階調領域においては、前記データ線駆動
回路から前記データ線を介して前記電流駆動用画素回路に前記発光階調レベルを表すデー
タ信号を供給させる制御回路とを備えた電気光学装置を提供する。

本発明によれば、低階調領域においては面積階調方式で発光し、高階調領域においては
電流プログラム方式で発光する。このように、全階調領域を低階調領域と高階調領域とい
う２つの領域に区分し、これらの各々の領域に対して電流プログラム方式と面積階調方式
をそれぞれ適切に割り当てているので、主に低階調領域で発生していた電流プログラム方
式に特有の問題を抑制しつつ、従来の面積階調方式よりも高精細な画像を表示することが
できる。

本発明の好ましい態様においては、前記データ線駆動回路は、前記電流駆動用画素回路
に第１のデータ線を介して接続された電流駆動回路と、前記面積階調用画素回路に第２の
データ線を介して接続された面積階調駆動回路とを備えており、前記制御回路は、前記低
階調領域においては、前記面積階調駆動回路から前記第２のデータ線を介して前記面積階
調用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させつつ、前記電流駆動回路
から前記第１のデータ線を介して前記電流駆動用画素回路に非発光を表すデータ信号を供
給させる一方、前記高階調領域においては、前記電流駆動回路から前記第１のデータ線を
介して前記電流駆動用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させつつ、
前記面積階調駆動回路から前記第２のデータ線を介して前記面積階調用画素回路に非発光
を表すデータ信号を供給させる。
なお、「非発光を表すデータ信号を供給させる」という用語の意味には、データ信号を
一切供給させないことによって画素回路に非発光を指示する、という内容も含まれるもの
とする。

また、前記画素回路の各々において、前記複数の面積階調用発光素子と前記電流駆動用
発光素子とは、これらの素子の各々が発光した時の発光重心が偏らないような位置に配置
されていることが望ましい。例えば、前記画素回路の各々において、前記複数の面積階調
用発光素子のうちのいずれか２つの素子の間に挟まれるような位置に前記電流駆動用発光
素子を配置すればよい。
このようにすれば、画素回路内において発光重心があまり偏らないので、疑似輪郭など
の画質低下の問題を起こしにくくなる。

また、前記画素回路の各々において、前記電流駆動用発光素子に対して最高の発光階調
レベルに応じた値の電流が供給されることよって当該素子が発光したときの単位発光面積
あたりの輝度と、前記複数の面積階調用発光素子の各々に対し前記所定の電圧が印加され
ることによって当該素子の各々が発光したときの単位発光面積あたりの輝度とが同一であ
ることが望ましい。
電流駆動用発光素子と面積階調用発光素子の発光頻度がほぼ同じような場合、上記のよ
うに単位発光面積あたりの輝度を同一にしていると、電流駆動用発光素子と面積階調用発
光素子の寿命が均等になるので設計上好ましい。
なお、以上述べた電気光学装置は各種の電子機器に備えることが可能である。

また、本発明は、走査線及びデータ線に接続されてマトリクス状に配置された複数の画
素回路であって、供給される電流の値に応じて発光量が異なる電流駆動用発光素子と、該
電流駆動用発光素子に対して発光階調レベルに応じた値の電流を供給するための電流駆動
用画素回路と、所定電圧が印加されることによって発光する複数の面積階調用発光素子と
、これら複数の面積階調用発光素子のうち発光階調レベルに応じた特定の面積階調用発光
素子に所定電圧を印加するための面積階調用画素回路とをそれぞれ有した複数の画素回路
を備えた電気光学装置に用いられる駆動方法であって、それぞれの画素回路において発光
すべき発光階調レベルと予め決められた所定の階調レベルとを比較するステップと、前記
比較の結果、前記画素回路における発光階調レベルが前記所定の階調レベル以下の場合に
は、当該発光階調レベルを表すデータ信号を前記データ線を介して該画素回路が備える前
記面積階調用画素回路に供給しつつ、該画素回路が接続されている走査線に走査線信号を
供給する一方、前記画素回路における発光階調レベルが前記所定の階調レベルよりも高い
場合には、当該発光階調レベルを表すデータ信号を前記データ線を介して該画素回路が備
える前記電流駆動用画素回路に供給しつつ、該画素回路が接続されている走査線に走査線
信号を供給するステップとを有する駆動方法を提供する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１０の構成を示すブロック図である。この
電子機器１０は、例えばモバイル型のパーソナルコンピュータや携帯電話機やディジタル
カメラなどである。電子機器１０は、ＣＰＵや各種メモリからなる演算装置１１０と、演
算装置１１０によって供給されてくる画像データに基づいて画像を表示する電気光学装置
１００とを備えている。電気光学装置１００は、データ線及び走査線に沿って複数の画素
回路がマトリクス状に配置された表示パネル部１０１と、表示パネル部１０１のデータ線
にデータ信号を供給するデータ線駆動回路１０２と、表示パネル部１０１の走査線に走査
信号を供給する走査線駆動回路１０３と、演算装置１１０から供給される画像データを記
憶するメモリ１０４と、基準クロック信号を生成する発振回路１０６と、電源回路１０７
と、電気光学装置１００内の各構成要素を制御するための制御回路１０５とを備えている
。制御回路１０５は、演算装置１１０によって供給される画像データをいったんメモリ１
０４に格納した後、これを表示パネル部１０１の各画素回路における発光の階調レベルを
表すマトリクスデータに変換する。制御回路１０５は、このマトリクスデータに基づいて
走査線信号とデータ信号を走査線駆動回路１０３とデータ線駆動回路１０２にそれぞれ供
給するとともに、走査線とデータ線の駆動タイミングのタイミング制御を行う。

次に、図２は、表示パネル部１０１とデータ線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３
の構成をより詳細に示した図である。表示パネル部１０１には、列方向に沿って伸びる複
数のデータ線Ｘ_n，ｘ_n（nは1〜mの整数）と、行方向に沿って伸びる複数の走査線Ｙ_n（n
＝1〜ｌの整数）とが設けられている。走査線Ｙ_nとデータ線Ｘ_n、ｘ_nとがそれぞれ交差す
る位置には画素回路２００が１つずつ設けられている。これらの各画素回路２００は、電
流プログラム方式で駆動される電流駆動部２１０と、面積階調方式で駆動される面積階調
部２２０という２種類の画素回路を備えている。１つのデータ線Ｘ_nは、３本のサブデー
タ線Ｘ_n-1，Ｘ_n-2，Ｘ_n-3によって構成されている。詳しくは後述するが、面積階調部２
２０は３つのサブ発光素子を備えており、上記サブデータ線Ｘ_n-1，Ｘ_n-2，Ｘ_n-3は各面
積階調部２２０の３つのサブ発光素子をそれぞれ駆動するためのものである。

前述したように、電流プログラム方式においては、特に低階調領域で微少なプログラミ
ング電流を保持キャパシタに正確に蓄積することができないという問題がある。そこで、
本実施形態では、データ信号の書込特性に優れた面積階調方式を低階調領域に採用するこ
とでこの問題を解決している。一方、面積階調方式には高精細な画像を表示しづらいとい
う問題があるが、この問題に対しては、高精細な画像を表示するのに適した電流プログラ
ム方式を高階調領域で採用することで対処している。即ち、本実施形態では、図３に示す
ように、予め決められた所定の階調レベルＲ以下の低階調領域Ａ１においては面積階調部
２２０のみを駆動する一方、所定の階調レベルＲよりも高い高階調領域においては電流駆
動部２１０のみを駆動する。面積階調方式（低階調領域Ａ１）においてはデジタル的な階
調表示となるので、図３では発光輝度が段階的に増加していく様子が表されている。一方
、電流プログラム方式（高階調領域Ａ２）においてはアナログ的な階調表示が可能である
ので、図３では発光輝度が連続的に増加していく様子が表されている。

このように電流プログラム方式と面積階調方式の双方を利用して画素回路２００を駆動
するため、データ線駆動回路１０２は、図２に示すように、電流駆動部２１０を駆動する
ための電流駆動回路１２１と、面積階調部２２０を駆動するための面積階調駆動回路１２
２という、２種類の駆動回路を備えている。各画素回路２００の電流駆動部２１０はデー
タ線ｘ_nを介して電流駆動回路１２１に接続されており、面積階調部２２０はデータ線Ｘ_n
を介して面積階調駆動回路１２２に接続されている。なお、図２において図示は省略して
いるが、電流駆動部２１０の発光期間を制御するための発光制御信号を供給するための発
光制御線が走査線Ｙ_nと同数だけ走査線Ｙ_nに並行して設けられている。また、電源回路１
０７の高電位側電圧Ｖ_ELが印加された電源線も設けられており、全ての画素回路２００が
この電源線に接続されている。

ここで、図４は、１つの画素回路２００を表示パネル部１０１のパネル正面側から見た
場合の構成図である。図４に示すように、電流駆動部２１０は、電流駆動用発光素子２１
１と、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２とを備えている。電流駆動用発光素子２１１は、供給
される電流の値に応じて発光量が異なる素子であり、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２は、電
流駆動回路１２１からデータ線ｘ_nを介してデータ信号が供給されてくると、そのデータ
信号に応じた大きさの電流を電流駆動用発光素子２１１に供給する。

一方、面積階調部２２０は、面積階調用発光素子２２１と、面積階調用ＴＦＴ回路２２
２とを備えている。面積階調用発光素子２２１は、所定の電圧が印加されることによって
発光する素子であり、２進数で重み付けされた発光面積を持つ３つのサブ発光素子２２１
−１〜２２１−３を備えている。ここで、２進数で重み付けされた発光面積とは、サブ発
光素子２２１−１，２２１−２，２２１−３の各々発光面積の比率が１：２：４（即ち２
⁰：２¹：２²）であるという意味である。面積階調用ＴＦＴ回路２２２は、これらサブ発
光素子２２１−１〜２２１−３にそれぞれ対応したサブＴＦＴ回路２２２−１〜２２２−
３を備えている。サブＴＦＴ回路２２２−１にはデータ線Ｘ_n-1が接続されており、サブ
ＴＦＴ回路２２２−２にはデータ線Ｘ_n-2が接続されており、サブＴＦＴ回路２２２−３
にはデータ線Ｘ_n-3が接続されている。サブＴＦＴ回路２２２−１は、電流駆動回路１２
１からデータ線Ｘ_n-1を介して供給されてくるデータ信号に応じて、対応するサブ素子２
２１−１に電圧を印加する或いは印加しないことにより、サブ素子２２１−１の発光・非
発光を制御する。同様に、サブＴＦＴ回路２２２−２は、電流駆動回路１２１からデータ
線Ｘ_n-2を介して供給されてくるデータ信号に応じてサブ素子２２１−２の発光・非発光
を制御し、サブＴＦＴ回路２２２−３は、電流駆動回路１２１からデータ線Ｘ_n-3を介し
て供給されてくるデータ信号に応じてサブ素子２２１−３の発光・非発光を制御する。

ここで、画素回路２００内で電流駆動用発光素子２１１と面積階調用発光素子２２１と
をどのようにレイアウトするかは設計者の任意であり、図４に例示したものに限らない。
例えば図５に示すように、発光面積比「１」、「２」に相当するサブ発光素子２２１−１
，２２１−２と、発光面積比「４」に相当するサブ発光素子２２１−３との間に、電流駆
動用発光素子２１１を配置するようにしてもよい。このように、電流駆動用発光素子２１
１の左右両側で、面積階調用発光素子２２１の発光面積ができる限り均等になるように配
置すれば、画素回路２００内の発光重心があまり偏らないので、疑似輪郭の問題がさらに
発生しにくくなる。

次に、図６の回路図を参照しながら、画素回路２００の電気的構成を説明する。
なお、図６において、Ｖ_ELは、電源線３００に印加される電源回路１０７の高電位側電
圧を意味しており、Ｖ_GELは発光制御線４００に供給される発光制御信号を意味しており
、Ｖ_WRTは走査線Ｙ_nに供給される走査線信号を意味しており、Ｉ_DATAは、データ線ｘ_nに
供給されるデータ信号を意味しており、Ｖ_DATA1はデータ線Ｘ_n-1に供給されるデータ信号
を意味しており、Ｖ_DATA2はデータ線Ｘ_n-2に供給されるデータ信号を意味しており、Ｖ_DA
_TA3はデータ線Ｘ_n-3に供給されるデータ信号を意味している。

電流駆動部２１０の電流駆動用ＴＦＴ回路２１２は、スイッチングトランジスタ２１３
〜２１５と、駆動トランジスタ２１６と、保持キャパシタ２１７とを備えている。スイッ
チングトランジスタ２１３〜２１５はスイッチング素子として機能するｎチャンネル型Ｆ
ＥＴである。更に具体的に言えば、スイッチングトランジスタ２１３，２１４は、保持キ
ャパシタ２１７に電荷を蓄積する際に使用されるスイッチング素子であり、スイッチング
トランジスタ２１５は、発光素子２１１の発光期間においてオン状態に保たれるスイッチ
ング素子である。また、駆動トランジスタ２１６は、発光素子２１１に供給する電流の値
を制御し、発光素子２１１の発光階調を調節するためのｐチャンネル型ＦＥＴである。保
持キャパシタ２１７は、データ線ｘ_nを介して供給されたデータ信号に応じた電荷を保持
する。駆動トランジスタ２１６によって発光素子２１１に供給される電流の値は、保持キ
ャパシタ２１７に保持されている電荷の量によって決まる。

スイッチングトランジスタ２１３のソースは、スイッチングトランジスタ２１４のドレ
インと、スイッチングトランジスタ２１５のドレインと、駆動トランジスタ２１６のドレ
インとにそれぞれ接続されている。スイッチングトランジスタ２１３のドレインは、駆動
トランジスタ２１６のゲートに接続されている。保持キャパシタ２１７は、駆動トランジ
スタ２１６のゲートと電源線３００との間に接続されている。また、駆動トランジスタ２
１６のソースは、電源線３００に接続されている。

スイッチングトランジスタ２１４のソースは、データ線ｘ_nを介して電流駆動回路１２
１に接続されている。発光素子２１１は、スイッチングトランジスタ２１５のソースと電
源回路１０７の低電位側電位（例えば接地電位）との間に接続されている。スイッチング
トランジスタ２１３，２１４のゲートはともに、走査線Ｙ_nを介して走査線駆動回路１０
３に接続されている。また、スイッチングトランジスタ２１５のゲートは発光制御線４０
０に接続されている。なお、前述した黒浮きの問題は、図７の回路図に示すように、デー
タ線Ｘ_nに疑似的なキャパシタＣ（寄生容量）が発生してしまうことによって引き起こさ
れる。

再び図６に戻り、面積階調部２２０の面積階調用ＴＦＴ回路２２２について説明する。
面積階調用ＴＦＴ回路２２２は、前述したように、３つのサブＴＦＴ回路２２２−１〜
２２２−３を備えている。これらサブＴＦＴ回路２２２−１〜２２２−３の各々は、電荷
を保持するための保持キャパシタ２２３−１〜２２３−３と、保持キャパシタ２２３−１
〜２２３−３に電荷を蓄積する際に使用されるスイッチングトランジスタ（ｎチャンネル
型ＦＥＴ）２２４−１〜２２４−３と、各面積階調用発光素子２２１−１〜２２１−３に
電圧を印加するための駆動トランジスタ（ｐチャンネル型ＦＥＴ）２２５−１〜２２５−
３とを備えている。

各保持キャパシタ２２３−１〜２２３−３は、各駆動トランジスタ２２５−１〜２２５
−３のソースとゲートとの間に接続されている。各スイッチングトランジスタ２２４−１
〜２２４−３のドレインは、各駆動トランジスタ２２５−１〜２２５−３のゲートに接続
されており、ソースはそれぞれデータ線Ｘ_n-1〜Ｘ_n-3を介して電流駆動回路１２１に接続
されており、ゲートはともに走査線Ｙ_nを介して走査線駆動回路１０３に接続されている
。面積階調用発光素子２２１−１〜２２１−３は、駆動トランジスタ２２５−１〜２２５
−３のドレインと電源回路１０７の低電位側電位（例えば接地電位）との間にそれぞれ接
続されている。

次に、図８のタイミングチャートを参照しながら、画素回路２００の動作について説明
する。この図８は、走査線Ｙ_nとデータ線ｘ_n，Ｘ_n3とに接続された画素回路２００におい
て、駆動周期Ｔc1で高階調レベルの発光が行われ、続く駆動周期Ｔc2で低階調レベルの発
光が行われている例を示している。
駆動周期Ｔc1のプログラミング期間Ｔpr1においては、まず、発光制御回路がＬレベル
の発光制御信号Ｖ_GELを発光制御線４００に供給して、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２のス
イッチングトランジスタ２１５をオフ状態（閉状態）に保つ。

次に、電流駆動回路１２１がデータ線ｘ_nに対して、階調レベルに応じた値の電流（デ
ータ信号Ｉ_DATA）を供給し、面積階調駆動回路１２２が、Ｌレベルのデータ信号Ｖ_DATA1
〜Ｖ_DATA3をデータ線Ｘ_n-1〜Ｘ_n-3に供給する。このとき、走査線駆動回路１０３がＨレ
ベルの走査線信号Ｖ_WRTを走査線Ｙ_nに供給して、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２のスイッチ
ングトランジスタ２１３，２１４と、面積階調用ＴＦＴ回路２２１−１〜２２１−３のス
イッチングトランジスタ２２４−１〜２２４−３をオン状態（開状態）にさせる。

これによって、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２の保持キャパシタ２１７にはデータ信号Ｉ
_DATAの電流値に対応した電荷が保持される。この結果、駆動トランジスタ２１６のソース
・ゲート間には、保持キャパシタ２１７に保持された電荷に対応した電圧が印加されるこ
とになる。一方、面積階調駆動回路１２２がデータ線Ｘ_nに供給するのはＬレベルのデー
タ信号であるので、面積階調用ＴＦＴ回路２２２−１〜２２２−３の保持キャパシタ２２
３−１〜２２３−３にはそれぞれLレベルに対応した電荷しか保持されない。

このようにしてデータ書込が終了すると、走査線駆動回路１０３がＬレベルの走査線信
号Ｖ_WRTを走査線Ｙ_nに供給して、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２のスイッチングトランジス
タ２１３，２１４と、面積階調用ＴＦＴ回路２２２−１〜２２２−３のスイッチングトラ
ンジスタ２２４−１〜２２４−３をオフ状態とする。また、データ線駆動回路１０２はデ
ータ信号Ｉ_DATAの供給を停止する。

続く発光期間Ｔel1では、発光制御回路が発光制御信号Ｖ_GELをＨレベルに設定してスイ
ッチングトランジスタ２１５をオン状態に設定する。電流駆動用ＴＦＴ回路２１２の保持
キャパシタ２１７には、データ信号Ｉ_DATAの電流値に対応した電圧が保持されているので
、駆動トランジスタ２１４にはデータ信号Ｉ_DATAの電流値とほぼ同じ大きさの電流が流れ
る。この結果、電流駆動用発光素子２１１にもデータ信号Ｉ_DATAの電流値とほぼ同じ大き
さの電流Ｉが流れて、電流駆動用発光素子２１１は上記電流値に応じた階調レベルで発光
する。一方、面積階調用発光素子２２１−１〜２２１−３には発光に必要な電圧が印加さ
れないので発光しない。

そして次の駆動周期Ｔc2のプログラミング期間Ｔpr2においては、上記と同じようにし
て、走査線駆動回路１０３がＨレベルの走査線信号Ｖ_WRTを走査線Ｙ_nに供給して電流駆動
用ＴＦＴ回路２１２のスイッチングトランジスタ２１３，２１４と、面積階調用ＴＦＴ回
路２２２−１〜２２２−３のスイッチングトランジスタ２２４−１〜２２４−３をオン状
態にさせる。このとき、面積階調駆動回路１２２はＨレベルのデータ信号Ｖ_DATA1，Ｖ_DAT
_A3をデータ線Ｘ_n-1及びＸ_n-3に供給するが、電流駆動回路１２１はデータ線ｘ_nにデータ
信号Ｉ_DATAを供給しない。従って、面積階調用ＴＦＴ回路２２２−１〜２２２−３の保持
キャパシタのうち、保持キャパシタ２２３−１、２２３−２には電荷が保持されるが、保
持キャパシタ２２３−２には電荷が保持されない。また、電流駆動用ＴＦＴ回路２１２の
保持キャパシタ２１７にも電荷は保持されない。この結果、面積階調用発光素子２２１−
１及び２２１−３は、保持キャパシタ２２３−１、２２３−３のそれぞれに保持された電
荷に対応した電圧が印加されて発光することになる。

次に、図９に示すフローを参照しながら、制御回路１０５の動作について説明する。
図９の説明においては、全６４段階の階調とし、各階調レベルを６ビットのビット列で
表すものとする。即ち、表示可能な階調レベルの上限は６３階調レベル（ビット列「１１
１１１１」）であり、下限は０階調レベル（ビット列「００００００」）である。また、
予め決められた所定の階調レベルＲ（図３参照、以下、「閾値階調レベル」という）を７
階調レベル（ビット列「０００１１１」）とする。

制御回路１０５は、各々の画素回路２００について図９に示すフローを繰り返し実行す
る。制御回路１０５は、ある画素回路２００（画素回路２００Ａとする）において発光す
べき階調レベルが例えば５階調レベル（ビット列「０００１０１」）であった場合、まず
、これを閾値階調レベル（７階調レベル）と比較して（ステップＳ１）、閾値階調レベル
よりも小さいと判断する（ステップＳ２；Ｎｏ）。閾値階調レベルよりも小さい場合は面
積階調方式による発光を行うべきであるから、制御回路１０５は、面積階調駆動回路１２
２に対し画素回路２００Ａを５階調レベル（「０００１０１」）で発光させるように指示
するとともに、電流駆動回路１２１に対しては画素回路２００Ａを０階調レベル（「００
００００」）で発光（つまり非発光）させるように指示する（ステップＳ３）。

面積階調方式においては、上記ビット列のうち先頭から４つ目のビットが発光面積比４
である面積階調用発光素子２２１−３に対応し、５つ目のビットが発光面積比２である面
積階調用発光素子２２１−２に対応し、６つ目のビットが発光面積比１である面積階調用
発光素子２２１−１に対応している。そして、ビット値「１」が発光を指示するものであ
り、ビット値「０」が非発光を指示するものである。従って、プログラミング期間Ｔprに
おける面積階調駆動回路１２２は、ビット列「０００１１０」の先頭から４つ目のビット
値が「１」であるから、Ｈレベルのデータ信号Ｖ_DATA3をデータ線Ｘ_n-3を介して面積階調
用ＴＦＴ回路２２２−３に供給する。また、面積階調駆動回路１２２は、５つ目のビット
値が「０」であるから、Ｌレベルのデータ信号Ｖ_DATA2をデータ線Ｘ_n-2を介して面積階調
用ＴＦＴ回路２２２−２に供給する。また、面積階調駆動回路１２２は、６つ目のビット
値が「１」であるから、Ｈレベルのデータ信号Ｖ_DATA1をデータ線Ｘ_n-1を介して面積階調
用発光素子２２１−１に供給する。一方、電流駆動回路１２１は、制御回路１０５から指
示された階調が０階調レベル（「００００００」）であるから、データ信号Ｉ_DATAをデー
タ線ｘ_nに供給しない。この結果、図８の駆動周期Ｔc2で示したように、画素回路２００
Ａにおいては発光面積比「４」と「１」に相当する面積階調用発光素子２２１−３，２２
１−１のみが発光して、画素回路２００Ａ全体で５階調レベルで発光することになる。

そして、制御回路１０５の処理は再びステップＳ１に戻る。ここで、次の画素回路２０
０（画素回路２００Ｂとする）において発光すべき階調レベルが２０階調レベル（ビット
列「０１０１００」）であった場合には、閾値階調レベルよりも大きいので（ステップＳ
２；Ｙｅｓ）、制御回路１０５は、電流駆動回路１２１に対し２０階調レベル（「０１０
１００」）での発光を指示するとともに、面積階調駆動回路１２２に対しては０階調レベ
ル（「００００００」）での発光（つまり非発光）を指示する（ステップＳ４）。

そして、電流駆動回路１２１は、制御回路１０５から指示された２０階調レベルに応じ
た電流値のデータ信号Ｉ_DATAをデータ線ｘ_nを介して電流駆動用ＴＦＴ回路２１２に供給
する。一方、面積階調駆動回路１２２は、いずれもＬレベルのデータ信号Ｖ_DATA1，Ｖ_DAT
_A2，Ｖ_DATA3をそれぞれデータ線Ｘ_n-1，Ｘ_n-2，Ｘ_n-3を介して面積階調用ＴＦＴ回路２２
２−１〜２２２−３に供給する。この結果、図８の駆動周期Ｔc1で示したように、画素回
路２００Ｂにおいては電流駆動用発光素子２１１のみが指定された階調レベル（２０階調
レベル）で発光することになる。

さらに発明の理解を容易にするため、図１０にそれぞれの電流駆動用発光素子２１１と
面積階調用発光素子２２１−１〜２２１−３とが発光している様子を模式的に示す。図１
０において、黒で塗りつぶした発光素子は発光していないことを意味しており、ドット模
様で示した発光素子は比較的低い輝度で発光していることを意味しており、模様がない白
色の発光素子は比較的高い輝度で発光していることを意味している。図１０（ａ）は、非
発光（０階調レベル）の状態を示しており、図１０（ｂ）は１階調レベルで発光している
状態を示しており、図１０（ｃ）は２階調レベルで発光している状態を示しており、図１
０（ｄ）は３階調レベルで発光している状態を示しており、図１０（ｅ）は４階調レベル
で発光している状態を示しており、図１０（ｆ）は５階調レベルで発光している状態を示
しており、図１０（ｇ）は６階調レベルで発光している状態を示しており、図１０（ｈ）
は７階調レベルで発光している状態を示しており、図１０（ｉ）は８階調レベルで発光し
ている状態を示しており、図１０（ｊ）は９階調以上の階調レベルで発光している状態を
示している。

以上説明したように、本実施形態では、全階調領域を低階調領域と高階調領域という２
つの領域に区分し、電流プログラム方式と面積階調方式の双方の長所・短所を考慮に入れ
つつ、これら両方式を各領域に対して適切に割り当てている.これによって、主に低階調
領域で発生していた電流プログラム方式に特有の問題を抑制しつつ、従来の面積階調方式
よりも高精細な画像を表示することができる。

なお、実施形態は上述したものに限らず、以下のような変形が可能である。
（１）画素回路２００が備える電流駆動部２１０と面積階調部２２０については、それぞ
れ周知の回路を用いることができる。例えば図６に示した電流駆動部２１０に代えて、図
１１に示すような電流駆動部２１０Ａを用いてもよい。この電流駆動部２１０Ａにおいて
、トランジスタ５０１Ａは、発光素子５０２Ａに流れる駆動電流を制御する駆動用トラン
ジスタである。このトランジスタ５０１Ａとトランジスタ５０３Ａによってカレントミラ
ー回路部が構成されている。トランジスタ５０４Ａは、第１の走査線Ｙ_n1を介して供給さ
れる走査線信号Ｖ_WRT1に応じてオンオフするスイッチングトランジスタである。トランジ
スタ５０５Ａは、第２の走査線Ｙ_n2を介して供給される走査線信号Ｖ_WRT2に応じて、プロ
グラミング期間中にトランジスタ５０３Ａのゲート・ドレインを短絡するスイッチングト
ランジスタである。保持キャパシタ５０６Ａは、プログラミング期間においてデータ線ｘ
_nを介して供給されるデータ信号Ｉ_DATAの電流値に応じた電荷を蓄積する。
また、面積階調部２２０に関しても、図６とは異なる回路を用いることができる。例え
ば、図６に示した電流駆動部２１０と同じように、発光期間を制御するための回路部を備
えるようにしてもよい。

（２）電流駆動用発光素子２１１と面積階調用発光素子２２１のレイアウトや形状につい
ては、疑似輪郭の問題を回避することを最も重視するのであれば、発光重心が偏らないよ
うに設計すればよい。レイアウトに関しては、例えば、図５に例示したように、複数の面
積階調用発光素子２２１のうちのいずれか２つの素子の間に挟まれるような位置に電流駆
動用発光素子２１１を配置して、電流駆動用発光素子２１１を挟んで面積階調用発光素子
２２１の発光面積ができる限り均等になるようにすればよい。また、電流駆動用発光素子
２１１の、紙面に向かって左右両側にのみ面積階調用発光素子２２１を配置するのではな
く、その上下方向にも配置することも可能である。また、面積階調用発光素子２２１の発
光面積の重み付けは２進数に限らないし、素子数も３つに限らない。

また、表示パネル部１０１において、電流駆動用発光素子２１１と面積階調用発光素子
２２１による発光の頻度がほぼ同じような場合、これらの電流駆動用発光素子２１１と面
積階調用発光素子２２１との単位発光面積あたりの輝度が同一になるように設計しておく
ことが望ましい。なぜなら、両素子において最高輝度での発光回数ないし発光頻度がほぼ
同等となり、これらの素子の寿命がほぼ均等になることが期待できるからである。具体的
には、画素回路２００の各々において、電流駆動用発光素子２１１に対して最高の発光階
調レベルに応じた値の電流が供給されることよって当該素子２１１が発光したときの単位
発光面積あたりの輝度と、面積階調用発光素子２２１の各々に対し駆動電圧が印加される
ことによって当該素子２２１の各々が発光したときの単位発光面積あたりの輝度とが同一
であればよい。例えば画素回路２００で全６４階調レベルにわたって発光する場合には、
図１２に示すように、面積階調用発光素子２２１−１，２２１−２，２２１−３及び電流
駆動用発光素子２１１の発光面積の比率を１：２：４：６３というように、各々の素子の
発光面積を対応する階調レベル数に応じた比率とすればよい。このようにすれば、各々の
発光素子の単位発光面積あたりの輝度を同じにしつつ、６４階調という全階調領域で発光
することができる。

（３）本発明に係る電子機器は、特に限定されるものではないが、本発明に係る電気光学
装置を表示部として含んで構成される装置一般をいう。従って、先の説明で例示したもの
に限らず、テレビや、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、
カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステー
ション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。

（４）図１に示した各構成要素１０１〜１０７は、それぞれが例えば１チップの半導体集
積回路装置といった独立した部品によって構成されていてもよいし、あるいは、各構成要
素１０１〜１０７の全部もしくは一部が一体の部品として構成されていてもよい。例えば
、表示パネル部１０１に、データ線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３とが一体的に
構成されていてもよい。また、構成要素１０２〜１０６の全部もしくは一部がプログラマ
ブルなＩＣチップで構成され、その機能がＩＣチップに書き込まれたプログラムによりソ
フトウエア的に実現されていてもよい。

本発明の一実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。表示パネル部とデータ線駆動回路と走査線駆動回路の構成を示した図である。低階調領域と高階調領域とを説明する図である。画素回路を表示パネル部のパネル正面側から見た場合の構成を示す図である。画素回路を表示パネル部のパネル正面側から見た場合の構成を示す図である。画素回路２００の電気的構成を示す回路図である。従来の問題を補足的に説明するための回路図である。画素回路の動作を示すタイミングチャートである。制御回路の動作を示すフローチャートである。画素回路において各階調レベルで発光しているときの様子を模式的に表す図である。変形例の電流駆動部の電気的構成を示す回路図である。変形例の画素回路を表示パネル部のパネル正面側から見た場合の構成を示す図である。

符号の説明

１０......電子機器、１００……電気光学装置、１０１……表示パネル部、１０２……
データ線駆動回路、１０３……走査線駆動回路、１０５......制御回路、１２１......電
流駆動回路、１２２......面積階調駆動回路、２１０......電流駆動部、２１１......電
流駆動用発光素子、２１２......電流駆動用ＴＦＴ回路、２２０......面積階調部、２２
１......面積階調用発光素子、２２２......面積階調用ＴＦＴ回路。

Claims

走査線及びデータ線に接続されマトリクス状に配置された複数の画素回路であって、供給される電流の値に応じて発光量が異なる電流駆動用発光素子と、該電流駆動用発光素子に対して発光階調レベルに応じた値の電流を供給するための電流駆動用画素回路と、所定電圧が印加されることによって発光する複数の面積階調用発光素子と、これら複数の面積階調用発光素子のうち発光階調レベルに応じた特定の面積階調用発光素子に前記所定電圧を印加するための面積階調用画素回路とをそれぞれ有した複数の画素回路と、
複数の走査線の各々を順次に選択して走査線信号を供給する走査線駆動回路と、
複数のデータ線の各々に対し、該データ線に接続された各々の画素回路が発光する際の発光階調レベルを表すデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、
予め決められた階調レベル以下の低階調領域においては、前記データ線駆動回路から前記データ線を介して前記面積階調用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させる一方、予め決められた階調レベルよりも高い高階調領域においては、前記データ線駆動回路から前記データ線を介して前記電流駆動用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させる制御回路と
を備えた電気光学装置。
前記データ線駆動回路は、
前記電流駆動用画素回路に第１のデータ線を介して接続された電流駆動回路と、
前記面積階調用画素回路に第２のデータ線を介して接続された面積階調駆動回路とを備えており、
前記制御回路は、
前記低階調領域においては、前記面積階調駆動回路から前記第２のデータ線を介して前記面積階調用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させつつ、前記電流駆動回路から前記第１のデータ線を介して前記電流駆動用画素回路に非発光を表すデータ信号を供給させる一方、
前記高階調領域においては、前記電流駆動回路から前記第１のデータ線を介して前記電流駆動用画素回路に前記発光階調レベルを表すデータ信号を供給させつつ、前記面積階調駆動回路から前記第２のデータ線を介して前記面積階調用画素回路に非発光を表すデータ信号を供給させる請求項１記載の電気光学装置。
前記画素回路の各々において、前記複数の面積階調用発光素子と前記電流駆動用発光素子とは、前記複数の面積階調用発光素子のうち全発光素子が発光した時の発光重心と、前記電流駆動用発光素子が発光した時の発光重心とが偏らないような位置に配置されている請求項１記載の電気光学装置。
前記画素回路の各々において、前記複数の面積階調用発光素子のうちのいずれか２つの素子の間に挟まれるような位置に前記電流駆動用発光素子が配置されている請求項３記載の電気光学装置。
前記画素回路の各々において、前記電流駆動用発光素子に対して最高の発光階調レベルに応じた値の電流が供給されることよって当該素子が発光したときの単位発光面積あたりの輝度と、前記複数の面積階調用発光素子の各々に対し前記所定の電圧が印加されることによって当該素子の各々が発光したときの単位発光面積あたりの輝度とが同一である請求項１記載の電気光学装置。
請求項１から５のいずれか１に記載の電気光学装置を具備する電子機器。
走査線及びデータ線に接続されてマトリクス状に配置された複数の画素回路であって、
供給される電流の値に応じて発光量が異なる電流駆動用発光素子と、該電流駆動用発光素子に対して発光階調レベルに応じた値の電流を供給するための電流駆動用画素回路と、所定電圧が印加されることによって発光する複数の面積階調用発光素子と、これら複数の面積階調用発光素子のうち発光階調レベルに応じた特定の面積階調用発光素子に所定電圧を印加するための面積階調用画素回路とをそれぞれ有した複数の画素回路を備えた電気光学装置に用いられる駆動方法であって、
それぞれの画素回路において発光すべき発光階調レベルと予め決められた所定の階調レベルとを比較するステップと、
前記比較の結果、前記画素回路における発光階調レベルが前記所定の階調レベル以下の場合には、当該発光階調レベルを表すデータ信号を前記データ線を介して該画素回路が備える前記面積階調用画素回路に供給しつつ、該画素回路が接続されている走査線に走査線信号を供給する一方、前記画素回路における発光階調レベルが前記所定の階調レベルよりも高い場合には、当該発光階調レベルを表すデータ信号を前記データ線を介して該画素回路が備える前記電流駆動用画素回路に供給しつつ、該画素回路が接続されている走査線に走査線信号を供給するステップと
を有する駆動方法。