JP7154928B2 - 表示装置、駆動回路、及び、表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、このような表示装置において、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)発光制御及び定電流駆動、すなわち、定電流PWM駆動を行い、時間分割でパネル階調制御を行うことが記載されている。
また、特許文献1記載の表示装置は、画素回路を構成する定電流制御部及びPWM制御部をそれぞれ2つのトランジスタ及び1つの容量の最少素子数で構成している。
本実施の形態1に係る表示装置は、例えば、自発光型アクティブマトリックスディスプレイであって、発光素子の定電流駆動及びパルス幅変調による階調表現を行うために、電源間に発光制御部、定電流制御部(定電流源)、PWM制御部、発光素子をこの順番で直列に接続したものである。
以下、図面を参照して本実施の形態1に係る表示装置及び表示装置の駆動方法について説明する。
図1は、本実施の形態1に係る表示装置1の概略構成を示す図である。
表示装置1は、例えば、LEDディスプレイ、有機ELディスプレイなどであって、パネル6、制御ICを搭載したプリント配線板(PCB)7、パネル6とプリント配線板7とを接続するフレキシブルプリント配線板(FPC)8などを備える。
また、パネル6は、行列状に配置された画素回路10、発光制御部13、垂直制御回路20、水平制御回路30などの駆動回路を備える。駆動回路を構成する各トランジスタは、例えば、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)である。
水平制御回路30は、ビデオサンプリング回路36、定電流制御信号スイッチング回路37などを備える。ビデオサンプリング回路36は、入力した映像信号(ビデオ信号)のセレクタ制御、デマルチプレクサ制御などを行う。
画素回路10は、発光素子EL1、PWM制御部11及び定電流制御部12を備える。また、PWM制御部11は第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2及び第1容量素子C1を含み、定電流制御部12は第3トランジスタTr3、第4トランジスタTr4及び第2容量素子C2を含む。発光制御部13は第5トランジスタTr5を含む。
第5トランジスタTr5は、R、G、Bの画素回路10で共通化ができ、その場合に1つの画素回路10に対して1/3個分の第5トランジスタTr5が対応することになる。すなわち、1つの画素回路10について、画素回路10及び発光制御部13を実質的に4.3Tr2Cで構成することができる。
本実施の形態1に係る表示装置1の定電流設定は、1フレームを定電流設定期間とサブフレーム期間とに分けたときの定電流設定期間に行う。定電流設定期間、サブフレーム期間については特許文献1記載のものと同様で良く、詳細については特許文献1の段落[0045]、図4等を参照されたい。また、定電流設定期間は、一般に、各フレームの水平ブランキング期間内に設けられるが、複数フレームの各水平ブランキング期間のうちの1つの期間にだけ設けられるようにしても良い。
定電流設定期間が始まると、第3制御線CL3の電位を低レベル(以下、「L」という。)にして第5トランジスタTr5を非導通状態(オフ状態)とし、発光ダイオードEL1への給電を停止して、各発光ダイオードEL1を同時に非発光状態とする(時刻t1)。
次に、信号線DL1の電位をオフセット電圧Vofsから参照電圧Vrefへと書き換え、その後、第2制御線CL2の電位をHとして第2制御線CL2に接続された第4トランジスタTr4を導通状態にする(時刻t7)。これにより、参照電圧Vrefを有するアナログ信号を用いて、各定電流制御部12の第3トランジスタTr3に定電流値に対応するゲート・ソース間電圧Vgsを設定することができる。このとき、参照電圧Vrefは容量素子C2と発光ダイオードEL1の容量C3とに容量分割して書き込まれる。
そして、サブフレーム毎に第1制御線CL1の電位をHとしてPWM信号を第1トランジスタTr1のゲートに書き込み、定電流制御部12の電流値を時間分割で制御して発光ダイオードEL1の発光階調を制御する(時刻t10)。
すなわち、第3トランジスタTr3のゲート・ソース間電圧Vgsを設定して定電流設定をしているときに、第3制御線CL3の電位をHとして第5トランジスタTr5を導通状態にすることで、第3トランジスタTr3の移動度μのばらつきも補正することができる。
タイミング制御部14、15のインバータ回路INV1、INV2、INV3、INV4は、図7、図8に示すように第1制御線CL1に直列に接続されても良いし、第1制御線CL1とその他の制御線との間に直列に接続されても良い。また、タイミング制御部14、15は、画素回路10毎に設けられても良いし、複数の画素回路10に対し1つ設けられても良い。
このような構成により、簡素な回路構成を備えて定電流設定期間に発光デバイスを非発光状態にすることができる。
このような構成により、更に、各画素回路10を最少素子数、最少制御線数で構成して、画像の高精細化を実現することもできる。
このような構成により、更に、サブフレーム期間に第1制御線CL1に供給されるパルスの鈍りを整形してそれらのタイミングを揃えることもできる。
このような構成により、更に、第5トランジスタTr5のゲート電位を容易に設定することもできる。
このような構成により、更に、デジタル信号を供給する信号線とアナログ信号を供給する信号線とを1本の信号線にまとめて配線数を減らすこともできる。
このような構成により、更に、パネル6の周辺回路、例えば、垂直制御回路20、水平制御回路30などを狭額縁化して、表示装置1を小さくすることもできる。
このような構成により、簡素な回路構成を備えて定電流設定期間に発光デバイスを非発光状態にすることができる。
このような構成により、更に、各画素回路10を最少素子数、最少制御線数で構成して、画像の高精細化を実現することもできる。
このような構成により、更に、定電流駆動のための第3トランジスタTr3について、しきい値補償及び移動度補正の両方を行って、表示装置1のより高い発光均一性を実現することもできる。
本実施の形態2に係る表示装置も、例えば、自発光型アクティブマトリックスディスプレイであって、発光素子の定電流駆動及びパルス幅変調による階調表示を行うために、電源間にPWM制御部、定電流制御部、発光素子をこの順番で直列に接続したものである。
そして、定電流制御部が定電流設定を行い、PWM制御部が発光素子の発光/非発光の2つの状態遷移と定電流設定時の発光素子の非発光とを制御する。そして、各制御部に入力する制御パルスと、電源パルスとにより定電流設定及びPWM発光制御を可能にする。
以下、図面を参照して本実施の形態2に係る表示装置及び表示装置の駆動方法について説明する。
本実施の形態2に係る表示装置及び水平制御回路の概略構成は、第3制御線CL3及び発光制御部13が省略されたことなどを除いて、図1、図2に示した実施の形態1に係るものと同様で良く、ここでは、図示及び説明を省略する。
画素回路110は、発光素子(発光ダイオード)EL11、定電流制御部112及びPWM制御部111を備える。また、定電流制御部112は第1トランジスタTr11、第2トランジスタTr12及び第1容量素子C11を備え、PWM制御部111は第3トランジスタTr13、第4トランジスタTr14及び第2容量素子C12を備える。
図10は、本実施形態2に係る表示装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図の上部に示したPWMリセット及び定電流セットを合せた期間(時刻t11~t17)が定電流設定期間に相当する。
また、信号線DL11の電位をHとし、第2制御線CL12の電位もHとして第4トランジスタTr14を導通状態にし、PWM制御のための第3トランジスタTr13を導通状態にし、第3トランジスタTr13をリセットして、定電流設定期間に第3トランジスタTr13をスイッチング素子として用いることができるようにする(時刻t12)。
このように、本実施の形態2に係る表示装置も、第1電源線Vddと定電流制御部112との間のPWM制御部111の第3トランジスタTr13を用いて、定電流設定期間に発光デバイスを非発光状態にして、表示画像のコントラストを向上させることができる。
図12は本実施の形態2に係るタイミング制御部114の構成を示す図であり、図13は本実施の形態2に係るタイミング制御部115の構成を示す図である。
このような構成により、簡素な回路構成を備えて定電流設定期間に発光デバイスを非発光状態にすることができる。
このような構成により、更に、各画素回路を最少素子数、最少制御線数で構成して、画像の高精細化を実現することもできる。
このような構成により、更に、サブフレーム期間に第2制御線CL2に供給されるパルスの鈍りを整形してそれらのタイミングを揃えることもできる。
このような構成により、更に、各画素回路を最少素子数、最少制御線数で構成して、画像の高精細化を実現することもできる。
このような構成により、更に、定電流駆動のための第1トランジスタTr1について、しきい値補償及び移動度補正の両方を行って、表示装置のより高い発光均一性を実現することもできる。
6 パネル
10、110 画素回路
11、111 PWM制御部
12、112 定電流制御部
13 発光制御部
14、15、114、115 タイミング制御部
20 垂直制御回路
30 水平制御回路
36 ビデオサンプリング回路
37 定電流制御信号スイッチング回路
CL1、CL11 第1制御線
CL2、CL12 第2制御線
CL3 第3制御線
DL1、DL11 信号線
Vdd 第1電源線
Vss 第2電源線
EL1、EL11 発光素子(発光ダイオード)
Tr トランジスタ
C 容量素子
INV インバータ回路
Claims (8)
- 発光素子と、
前記発光素子への電流供給の有無を切り替えるPWM制御部と、
前記発光素子に所定の前記電流を供給するソースフォロワ型の定電流制御部とを有し、
第1電源線と第2電源線との間に前記定電流制御部、前記PWM制御部及び前記発光素子を直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給する画素回路を備え、
前記第1電源線と前記定電流制御部との間に、定電流設定期間に前記発光素子を消灯するためのトランジスタを有する表示装置であって、
前記表示装置は、第3制御線にゲート端子が接続された第5トランジスタを含む発光制御部を更に備え、
前記PWM制御部は、第1トランジスタ、前記第1トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続された第1容量素子、及び、前記第1トランジスタのゲート端子及び前記第1容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第1制御線にゲート端子が接続され、信号線にドレイン端子が接続された第2トランジスタを含み、
前記定電流制御部は、第3トランジスタ、前記第3トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続され、前記第3トランジスタのソース端子に他方の端子が接続された第2容量素子、及び、前記第3トランジスタのゲート端子及び前記第2容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第2制御線にゲート端子が接続され、前記信号線にドレイン端子が接続された第4トランジスタを含み、
前記第1電源線と前記第2電源線との間に前記第5トランジスタ、前記第3トランジスタ、前記第1トランジスタ、前記発光素子をこの順番で直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給し、
前記発光素子を消灯するための前記トランジスタが、前記第5トランジスタであり、
前記定電流設定期間は、PWMリセット及び定電流セットを合わせた期間であり、
前記PWMリセットでは、
前記第5トランジスタをオフ状態とし、前記発光素子への前記電流供給を停止し、
前記第2トランジスタをオン状態にし、
前記第1トランジスタをオン状態にして、前記第1トランジスタを初期化し、
前記定電流セットでは、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位以下にし、
前記第5トランジスタをオン状態にし、前記発光素子を初期化し、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間を初期化し、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位よりも大きくし、前記第3トランジスタに前記電流を流し、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を前記第3トランジスタの閾値電圧と等しくし、
前記第4トランジスタをオフ状態にし、
前記第5トランジスタをオフ状態にした後で、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記信号線からの参照電圧を有する信号を用いて、前記第3トランジスタに定電流値に対応する前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を設定する
表示装置。 - インバータ回路又はスイッチング素子を含み、前記第1制御線に接続されたタイミング制御部を更に備える
請求項1記載の表示装置。 - 前記第1トランジスタ、前記第2トランジスタ、前記第3トランジスタ及び前記第4トランジスタと、前記第5トランジスタとは、異なる導電型を有する
請求項1又は請求項2記載の表示装置。 - 前記信号線に、前記PWM制御部に供給されるデジタル信号と、前記定電流制御部に供給されるアナログ信号とを供給する
請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の表示装置。 - 前記定電流制御部による定電流設定は全ての前記画素回路で同時に行い、前記PWM制御部によるPWM制御は前記画素回路の行毎に行う
請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の表示装置。 - 発光素子と、
前記発光素子への電流供給の有無を切り替えるPWM制御部と、
前記発光素子に所定の前記電流を供給するソースフォロワ型の定電流制御部とを有し、
第1電源線と第2電源線との間に前記PWM制御部、前記定電流制御部及び前記発光素子を直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給する画素回路を備え、
前記第1電源線と前記定電流制御部との間に、定電流設定期間に前記発光素子を消灯するためのトランジスタを有する駆動回路であって、
前記駆動回路は、第3制御線にゲート端子が接続された第5トランジスタを含む発光制御部を更に備え、
前記PWM制御部は、第1トランジスタ、前記第1トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続された第1容量素子、及び、前記第1トランジスタのゲート端子及び前記第1容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第1制御線にゲート端子が接続され、信号線にドレイン端子が接続された第2トランジスタを含み、
前記定電流制御部は、第3トランジスタ、前記第3トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続され、前記第3トランジスタのソース端子に他方の端子が接続された第2容量素子、及び、前記第3トランジスタのゲート端子及び前記第2容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第2制御線にゲート端子が接続され、前記信号線にドレイン端子が接続された第4トランジスタを含み、
前記第1電源線と前記第2電源線との間に前記第5トランジスタ、前記第3トランジスタ、前記第1トランジスタ、前記発光素子をこの順番で直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給し、
前記発光素子を消灯するための前記トランジスタが、前記第5トランジスタであり、
前記定電流設定期間は、PWMリセット及び定電流セットを合わせた期間であり、
前記PWMリセットでは、
前記第5トランジスタをオフ状態とし、前記発光素子への前記電流供給を停止し、
前記第2トランジスタをオン状態にし、
前記第1トランジスタをオン状態にして、前記第1トランジスタを初期化し、
前記定電流セットでは、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位以下にし、
前記第5トランジスタをオン状態にし、前記発光素子を初期化し、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間を初期化し、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位よりも大きくし、前記第3トランジスタに前記電流を流し、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を前記第3トランジスタの閾値電圧と等しくし、
前記第4トランジスタをオフ状態にし、
前記第5トランジスタをオフ状態にした後で、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記信号線からの参照電圧を有する信号を用いて、前記第3トランジスタに定電流値に対応する前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を設定する
駆動回路。 - 発光素子と、
トランジスタを含み前記発光素子への電流供給の有無を切り替えるPWM制御部と、
トランジスタを含み前記発光素子に所定の前記電流を供給するソースフォロワ型の定電流制御部とを有し、
第1電源線と第2電源線との間に、前記定電流制御部の前記トランジスタ、前記PWM制御部の前記トランジスタ及び前記発光素子を直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給する画素回路を備え、
前記第1電源線と前記定電流制御部との間に、定電流設定期間に前記発光素子を消灯するためのトランジスタを有する表示装置の駆動方法であって、
前記表示装置は、第3制御線にゲート端子が接続された第5トランジスタを含む発光制御部を更に備え、
前記PWM制御部は、第1トランジスタ、前記第1トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続された第1容量素子、及び、前記第1トランジスタのゲート端子及び前記第1容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第1制御線にゲート端子が接続され、信号線にドレイン端子が接続された第2トランジスタを含み、
前記定電流制御部は、第3トランジスタ、前記第3トランジスタのゲート端子に一方の端子が接続され、前記第3トランジスタのソース端子に他方の端子が接続された第2容量素子、及び、前記第3トランジスタのゲート端子及び前記第2容量素子の前記一方の端子にソース端子が接続され、第2制御線にゲート端子が接続され、前記信号線にドレイン端子が接続された第4トランジスタを含み、
前記第1電源線と前記第2電源線との間に前記第5トランジスタ、前記第3トランジスタ、前記第1トランジスタ、前記発光素子をこの順番で直列に接続して前記発光素子に前記電流を供給し、
前記発光素子を消灯するための前記トランジスタが、前記第5トランジスタである前記表示装置の駆動方法であって、
前記定電流設定期間開始後に前記PWM制御部の前記第1トランジスタを初期化し、
サブフレーム期間開始前に前記PWM制御部の前記第1トランジスタを前記定電流設定期間前の状態に戻す表示装置の駆動方法であり、
前記定電流設定期間は、PWMリセット及び定電流セットを合わせた期間であり、
前記PWMリセットでは、
前記第5トランジスタをオフ状態とし、前記発光素子への前記電流供給を停止し、
前記第2トランジスタをオン状態にし、
前記第1トランジスタをオン状態にして、前記第1トランジスタを初期化し、
前記定電流セットでは、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位以下にし、
前記第5トランジスタをオン状態にし、前記発光素子を初期化し、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間を初期化し、
前記第1電源線の電位を前記第2電源線の電位よりも大きくし、前記第3トランジスタに前記電流を流し、前記第3トランジスタの前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を前記第3トランジスタの閾値電圧と等しくし、
前記第4トランジスタをオフ状態にし、
前記第5トランジスタをオフ状態にした後で、
前記第4トランジスタをオン状態にし、前記信号線からの参照電圧を有する信号を用いて、前記第3トランジスタに定電流値に対応する前記ゲート端子及び前記ソース端子間の電圧を設定する
表示装置の駆動方法。 - 前記定電流制御部の前記第3トランジスタのゲート・ソース間電圧を設定しているときに、前記PWM制御部の前記第1トランジスタを導通状態にする
請求項7記載の表示装置の駆動方法。
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