JP6413559B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
図1Aは実施形態1に係る表示装置の回路図であり、図1Bは実施形態1に係る表示装置のタイミングチャートである。図1B中、ハッチングされた区間は、後述する半導体スイッチSW1〜6が閉じている区間(オンである区間)を示す。図1A、図1Bに示すように、実施形態1に係る表示装置は、複数の発光素子1〜4と、複数の発光素子1〜4の一端に接続された複数の共通ラインCOM1、2と、複数の発光素子1〜4の他端に接続された複数の駆動ラインSEG1、2と、複数の共通ラインCOM1、2を所定の走査周期T1で走査して複数の共通ラインCOM1、2に順に電圧を印加するソースドライバと、複数の駆動ラインSEG1、2のうち点灯対象となる発光素子に接続されている1つ以上の駆動ラインから電流を引き込むシンクドライバと、を備えた表示装置であって、ソースドライバは、走査を開始する前に、複数の共通ラインCOM1、2のすべてに対して一斉に電圧を印加する表示装置である。以下、ソースドライバが共通ラインCOM1→共通ラインCOM2の順に共通ラインCOM1、2を走査するものとして説明を行う。実施形態1に係る表示装置によれば、走査開始時において発光素子3、4に大きな逆電圧がかかることを防止することができるうえ、これに付帯される効果として、走査開始前において発光素子1〜4が誤点灯することを防止できる。さらに、最初の走査において発光素子1、2が誤点灯することを防止することができる。
複数の発光素子1〜4には、例えば図1に示した発光ダイオードを用いる。
複数の共通ラインCOM1、2は複数の発光素子1〜4の一端に接続されており、複数の駆動ラインSEG1、2は複数の発光素子1〜4の他端に接続されている。共通ラインCOM1、2や駆動ラインSEG1、2には銅箔など(例:プリント配線基板の配線の一部)を用いる。共通ラインCOM1、2や駆動ラインSEG1、2は、プリント配線基板などにおいて、線状、面状(例:四角状、円状)などの様々な形状に形成することができる。「ライン」としたのは、プリント配線基板などに形成される共通ラインCOM1、2や駆動ラインSEG1、2の実際の形状を線状に限定する趣旨ではなく、単に、回路図において共通ラインCOM1、2や駆動ラインSEG1、2を模式化した場合にこれを線で表示可能であるからに過ぎない。
ソースドライバは、(1)複数の共通ラインCOM1、2を走査する。また、ソースドライバは、(2)走査開始前においてすべての共通ラインCOM1、2に対し一斉に電圧を印加する。共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2は、(3)走査開始前や(4)走査開始後において一定量放電することが好ましい。また、ソースドライバは、(5)一斉に電圧を印加した後(放電を行う場合は放電後)、走査周期T1より長い間隔を空けることなく走査を開始することが好ましい。ソースドライバとしては、例えば、半導体スイッチSW1、2(例:PNPトランジスタ、Pチャネル型FET)、半導体スイッチSW1、2を開閉するFPGA(Field Programmable Gate Array)あるいはマイコンなどの制御回路、及び定電圧源Vを備えた回路を用いることができる。ソースドライバは、例えば、制御回路を用いて半導体スイッチSW1、2を時分割で開閉することにより、共通ラインCOM1、2を定電圧源Vに接続し、共通ラインCOM1、2に順に電圧を印加する。
ソースドライバは、複数の共通ラインCOM1、2を所定の走査周期T1で走査して複数の共通ラインCOM1、2に順に電圧を印加する。これにより、複数の発光素子1〜4がダイナミック点灯方式で駆動制御され、表示装置に所望の画像が表示される。走査周期T1とは、一の共通ラインに対して電圧を印加し始めてから、次の共通ラインに対して電圧を印加し始めるまでの期間をいう。走査周期T1は、走査時間T2(一の共通ラインに対する電圧印加時間)と同じであってもよいし、走査時間T2より長くてもよい。走査周期T1が走査時間T2より長い場合は、図1Bに示すように、どの共通ラインにも電圧が印加されない非電圧印加期間T3が生じ得る。走査周期T1の長さは特に限定されないが、例えば1/16Dutyの制御を行う場合には、65.1usなどとすることができる。なお、16本の共通ラインにより1画面が構成される表示装置において、走査周期T1が65.1usである場合には、1画面の表示が960Hz周期で行われることになるため、960Hzがリフレッシュレートになる。
ソースドライバは、走査を開始する前に、複数の共通ラインCOM1、2のすべてに対して一斉に電圧を印加する。これにより、走査開始前に共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2(特に共通ラインCOM2の寄生容量C2)が充電され、走査開始時における複数の駆動ラインSEG1、2と2番目以降に走査される共通ラインCOM2との間における電位差が抑制され(例えば、1V以下の範囲内に抑制される)、走査開始時に、2番目以降に走査される共通ラインCOM2に接続された発光素子3、4に大きな逆電圧がかかることが防止される。すなわち、走査開始時においては、2番目以降に走査される共通ラインCOM2上の発光素子3、4に、例えば、「逆電圧」=「最初に走査される共通ラインCOM1の電位」−「最初に走査される共通ラインCOM1上の発光素子1、2の電圧降下」−「2番目以降に走査される共通ラインCOM2の電位」で求められる逆電圧が印加されるが、「複数の駆動ラインSEG1、2の電位」=「最初に走査される共通ラインCOM1の電位」−「最初に走査される共通ラインCOM1上の発光素子1、2の電圧降下」が成立する。したがって、「複数の駆動ラインSEG1、2の電位」と「2番目以降に走査される共通ラインCOM2の電位」との差が抑制されれば、走査開始時に、2番目以降に走査される共通ラインCOM2に接続された発光素子3、4に大きな逆電圧がかかることが防止される。なお、一斉電圧印加は、電源の投入や、スリープ状態(パワーセーブ状態)からの復帰などにより行われる。
複数の共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2は、ソースドライバによる一斉の電圧印加の後走査開始前に(例えば、期間T4内に)、各共通ラインCOM1、2の電位が所定の範囲(例:ソースドライバの電圧印加が5Vであれば2〜3V)に収まるよう放電されることが好ましい。各共通ラインCOM1、2の電位が所定の範囲の下限より小さくなると、ソースドライバにより一斉の電圧印加を行った意味がなくなり、発光素子3、4に大きな逆電圧が発生してしまう。他方、各共通ラインCOM1、2の電位が所定の範囲の上限を大きく超えていると、走査開始後、点灯対象ではない発光素子が不要に点灯してしまう。例えば、点灯対象の発光素子が発光素子1である場合を一例として説明すると、この場合、共通ラインCOM1から駆動ラインSEG1を介して電流を引き込む際に、他の共通ラインCOM2の寄生容量が、当該他の共通ラインCOM2から点灯対象ではない発光素子3を介して駆動ラインSEG1にリークしてしまい、点灯対象ではない発光素子3が不要に点灯してしまう。しかしながら、走査開始前において各共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2を放電すれば、このような不要な点灯を防止(あるいは目立たなく)することができる。なお、本明細書では、ソースドライバにより電圧を印加されている共通ラインから流れるリーク電流を原因とした発光素子の誤点灯と、ソースドライバにより電圧を印加されていない共通ラインから流れるリーク電流を原因とした発光素子の誤点灯と、を区別するため、前者の誤点灯を誤点灯と呼び、後者の誤点灯を不要な点灯と呼ぶ。
共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2の放電は、例えば、放電回路を用いて行うことができる。放電回路は、例えば、抵抗素子R1、2と、コンデンサC11、12と、半導体スイッチSW5、6と、半導体スイッチSW5、6を開閉するFPGAあるいはマイコンなどの制御回路と、を有している。半導体スイッチSW5は、例えば、共通ラインCOM1への電圧印加中(すなわち半導体スイッチSW1が閉じている間)は閉じており、共通ラインCOM1への電圧印加が終わると開く(すなわち半導体スイッチSW1が開くと開く)。これにより、共通ラインCOM1の寄生容量C1の一部が共通ラインCOM1への電圧印加終了後にコンデンサC11へと移動し、共通ラインCOM1の寄生容量C1が共通ラインCOM1の電位が所定の範囲(例:ソースドライバの電圧印加が5Vであれば2〜3V)に収まるよう放電される。また、半導体スイッチSW6は、例えば、共通ラインCOM2への電圧印加中(すなわち半導体スイッチSW2が閉じている間)は閉じており、共通ラインCOM2への電圧印加が終わると開く(すなわち半導体スイッチSW2が開くと開く)。これにより、共通ラインCOM2の寄生容量C2の一部が共通ラインCOM2への電圧印加終了後にコンデンサC12へと移動し、共通ラインCOM2の寄生容量C2が共通ラインCOM2の電位が所定の範囲(例:ソースドライバの電圧印加が5Vであれば2〜3V)に収まるよう放電される。そして、コンデンサC11、12に移動した寄生容量は、それぞれスイッチSW5、6の閉じている間に放電される。
各共通ラインCOM1、2の寄生容量は、走査開始後においては、ソースドライバによる走査が行なわれるたびに、各共通ラインCOM1、2の電位が所定の範囲(例:ソースドライバの電圧印加が5Vであれば2〜3V)に収まるようそれぞれ放電されることが好ましい。このようにすれば、走査開始前における放電と同様に、発光素子の不要な点灯を防止することができる。例えば、点灯対象の発光素子が発光素子4である場合を一例として説明すると、この場合、共通ラインCOM2から駆動ラインSEG2を介して電流を引き込む際に、他の共通ラインCOM1の寄生容量が、当該他の共通ラインCOM1から点灯対象ではない発光素子2を介して駆動ラインSEG2にリークしてしまい、点灯対象ではない発光素子2が不要に点灯してしまう。しかしながら、走査開始後において各共通ラインCOM1、2の寄生容量C1、C2を放電すれば、このような不要な点灯を防止(あるいは目立たなく)することができる。なお、走査開始後における放電は、例えば、どの共通ラインにも電圧が印加されない期間T3や、個別の共通ラインの走査開始時(共通ラインへの電圧印加開始後、駆動ラインから電流を引き込むまでの間)などに行うことができる。
ソースドライバは、一斉に行う電圧の印加を終了した後(上記の放電を行う場合は放電の後)、走査周期T1より長い間隔を空けることなく走査を開始することが好ましい(図1Bで示した例でいうと、期間T4は走査周期T1以下の長さであることが好ましい。)。このようにすれば、充電された共通ラインの寄生容量が走査開始までの間に大きく自然放電してしまうことを防ぎ、走査開始前に各共通ラインCOM1、2の電位が所定の範囲(例:ソースドライバの電圧印加が5Vであれば2〜3V)の下限より小さくなってしまうことを回避して、発光素子3、4に大きな逆電圧がかかることを防止できる。
シンクドライバは、複数の駆動ラインSEG1、2のうち点灯対象となる発光素子に接続されている1つ以上の駆動ラインから電流を引き込む。これにより、点灯対象となる発光素子が点灯する。なお、シンクドライバは、ソースドライバが複数の共通ラインCOM1、2のすべてに対して一斉に電圧を印加している間、駆動ラインから電流を引き込まない。シンクドライバとしては、例えば、半導体スイッチSW3、4(例:NPNトランジスタ、Nチャネル型FET)とFPGAあるいはマイコンなどとを備える回路を用いることができる。シンクドライバは、例えば、制御回路を用いて半導体スイッチSW3、4を開閉することにより、複数の駆動ラインSEG1、2のうち点灯対象となる発光素子に接続されている1つ以上の駆動ラインから電流を引き込む。
図2Aは、実施形態2に係る表示装置の回路図であり、図2Bは、実施形態2に係る表示装置のタイミングチャートである。図2B中、ハッチングされた区間は、半導体スイッチSW1〜6が閉じている区間(オンである区間)を示す。図2A、図2Bに示すように、実施形態2に係る表示装置は、ソースドライバが走査を開始する前に一斉に行う電圧の印加を複数回行う点で、実施形態1に係る表示装置と相違する。実施形態2に係る表示装置によれば、共通ラインの数や駆動ラインの寄生容量の大きさ如何にかかわらず、ソースドライバによる一斉の電圧印加により走査開始前において発光素子が誤点灯してしまうことを防止(あるいは目立ちにくく)することができる。
次に、比較例1に係る表示装置について検討する。
COM1、2 共通ライン
SEG1、2 駆動ライン
C1〜4 寄生容量
SW1〜6 半導体スイッチ
V 定電圧源
C11、C12 コンデンサ
R1、2 抵抗素子
T1 走査周期
T2 走査時間
T3 非電圧印加期間
T4 ソースドライバによる一斉の電圧印加の後走査開始前の期間
T5、T6 リーク電流が流れている時間
T7 一斉電圧印加をn回行うとした場合における1回目の一斉電圧印加を開始してからn回目の一斉電圧印加を終了するまでの時間
Claims (3)
- 複数の発光素子と、前記複数の発光素子の一端に接続された複数の共通ラインと、前記複数の発光素子の他端に接続された複数の駆動ラインと、前記複数の共通ラインを所定の走査周期で走査して前記複数の共通ラインに順に電圧を印加するソースドライバと、前記複数の駆動ラインのうち点灯対象となる発光素子に接続されている1つ以上の駆動ラインから電流を引き込むシンクドライバと、を備えた表示装置であって、
前記ソースドライバは、前記走査を開始する前に、前記複数の共通ラインのすべてに対して一斉に電圧を印加し、
前記複数の共通ラインの寄生容量は、前記ソースドライバによる一斉の電圧印加の後、走査開始前に、各共通ラインの電位が所定の範囲に収まるよう放電されることを特徴とする表示装置。 - 前記ソースドライバは、前記一斉に行う電圧の印加を終了した後、前記走査周期より長い間隔を空けることなく走査開始することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記ソースドライバは、前記走査を開始する前に、前記一斉に行う電圧の印加を複数回行うことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
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