JP2003202830A - 駆動回路 - Google Patents
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Abstract
発光素子の発光量のばらつきをなくす。 【解決手段】 所定の電流値範囲内で最適動作条件に設
定された複数の電流経路(PMOS41b−1とPMO
S41c−1の経路等)を設けておく。複数の出力端子
43−1,…から出力される、要求される駆動電流の電
流値が変更された場合、この電流値に対応して基準抵抗
41e又は入力電圧VELを変更すると共に、切替え信
号S1,…によってPMOS41c−2,…のオン/オ
フ状態を切替え、動作させる電流経路の総数を変更す
る。これにより、各電流経路のPMOS41a−1,…
を最適条件で動作させることができ、出力端子43−
1,…から出力される駆動電流のばらつきを防止でき
る。
Description
ことによって発光する有機エレクトロルミネセンス素子
(以下「有機EL素子」という。)や発光ダイオード
(以下「LED」という。)等を使用した電流駆動型表
示装置等を駆動するための駆動回路、特に駆動電流のば
らつきを抑えるための駆動回路に関するものである。
表示装置の概略を示す回路図である。この表示装置は、
表示パネル1と、この表示パネル1のデータ線側を駆動
するデータ線駆動回路10と、走査線側を駆動する走査
線駆動回路20と、制御回路30とで、主に構成されて
いる。
1,SEG2,…と、これと直交する複数本の走査線C
OM1,COM2,…とを有し、これらのデータ線SE
G1,SEG2,…及び走査線COM1,COM2,…
の交差箇所に、有機EL素子EL11〜EL22,…が
それぞれ接続されている。
入力電圧VELを入力し、複数の出力端子13−1,1
3−2,…から一定の駆動電流を出力し、各データ線S
EG1,SEG2,…に供給する回路である。
駆動の表示装置であり、この表示品質を保つために、駆
動用ドライバ集積回路(以下「ドライバIC」とい
う。)を構成するデータ線駆動回路10及び走査線駆動
回路20の内、特に、データ線駆動回路10には、出力
電流である駆動電流の定電流特性と、出力端子13−
1,13−2,…間の駆動電流値の端子間ばらつきが小
さいことが要求される。有機EL表示装置は、電流駆動
の表示装置のため、表示パネル1の大きな配線抵抗の影
響、又、オン(ここでは電流が流れる状態をいう。)す
る表示ピクセル(画素)の数の差による電流差の影響、
特に大電流が流れる表示パネル1の陰極側である走査線
側の電圧レベルが大きく変動し、駆動電流の定電流特性
が悪いと表示に影響する。又、EL素子自体に掛かる電
圧の温度依存性も大きく、表示パネル1の陽極側である
データ線側の電位が大きく変動しても、電流値が変化し
ないような駆動電流の定電流特性を必要とする。さら
に、ドライバIC間の出力間電流ばらつきは、そのまま
表示品質に影響する。
駆動回路10は、基準となる定電流を発生する定電流回
路11と、その発生した定電流を出力する出力回路12
とで構成されている。
ペアンプ」という。)11aを有している。オペアンプ
11aは、この反転入力端子に入力電圧VELが入力さ
れ、非反転入力端子が抵抗接続端子11dに接続され、
出力端子から電流制御信号を出力する回路である。オペ
アンプ11aの出力端子には、電流電源用のPチャネル
型MOSトランジスタ(以下「PMOS」という。)1
1bのゲートが接続され、このソースがデータ線用電源
電位Vs(例えば、20V)が接続されている。PMO
S11bは、抵抗接続端子11dに流れる基準電流Ir
を制御する機能を有し、このドレインが、PMOS11
cを介して抵抗接続端子11dに接続されている。PM
OS11cは、ゲートが接地電位GNDに接続されて常
時オン状態になっており、出力回路12側のスイッチ用
トランジスタと条件を合わせるために設けられている。
抵抗接続端子11dは、外付けの基準抵抗11eを介し
て接地電位GNDに接続されている。
−2,…へ定電流を流すための電流源となるPMOS1
2a−1,12a−2,…を有している。PMOS12
a−1,12a−2,…は、PMOS11bと同じ大き
さのトランジスタであり、これらのゲートがオペアンプ
11aの出力端子に接続され、ソースが電源電位Vsに
接続されている。各PMOS12a−1,12a−2,
…のドレインは、スイッチ用の各PMOS12b−1,
12b−2,…を介して、出力端子13−1,13−
2,…にそれぞれ接続されている。各PMOS12b−
1,12b−2,…は、ゲートに与えらえれる表示デー
タ用の制御信号D1,D2,…により、オン/オフ動作
する。
イッチ用のNチャネル型MOSトランジスタ(以下「N
MOS」という。)14−1,14−2,…を介して、
接地電位GNDに接続されている。各NMOS14−
1,14−2,…は、ゲートに与えらえる制御信号D
1,D2,…によりオン/オフ動作し、PMOS12b
−1,12b−2,…がオン状態のときにはオフ状態と
なり、PMOS12b−1,12b−2,…がオフ状態
のときにはオン状態になって、出力端子13−1,13
−2,…を接地電位GNDに接続する機能を有してい
る。
えるためのアドレス用の制御信号C1,C2,…に基づ
き、各走査線COM1,COM2,…を接地電位GND
又は走査線用電源電位Vc(例えば、20V)に切替え
接続する回路であり、各走査線COM1,COM2,…
に接続されたPMOS及びNMOSからなるCMOS出
力回路で構成されている。即ち、走査線COM1のノー
ドN21には、PMOS21aを介して電源電位Vcが
接続されると共に、NMOS21bを介して接地電位G
NDに接続されている。これらのPMOS21及びNM
OS21bのゲートには、制御信号C1が入力される。
走査線COM2のノードN22には、PMOS22aを
介して電源電位Vcが接続されると共に、NMOS22
bを介して接地電位GNDが接続され、これらのPMO
S22a及びNMOS22bのゲートに制御信号C2が
入力される。以下同様に、他の走査線にも、PMOS及
びNMOSからなるCMOS出力回路が接続されてい
る。
2b−2,…及びNMOS14−1,14−2,…を切
替えるための制御信号D1,D2,…や、PMOS21
a,22a,…及びNMOS21b,22b,…を切替
えるための制御信号C1,C2,…を出力したり、ある
いはオペアンプ11aに与える入力電圧VEL等を出力
する回路である。
動作を説明する。まず、表示装置の全体の動作を説明す
る。データ線駆動回路10において、入力電圧VELと
基準抵抗11eにより、表示パネル1に流れる電流が制
御される。例えば、制御信号D1が“L”レベルのと
き、PMOS12b−1がオン状態、NMOS14−1
がオフ状態になる。電流源用のPMOS12a−1から
出力された一定の駆動電流は、オン状態のPMOS12
b−1を通して出力端子13−1から出力され、表示パ
ネル1のデータ線SEG1へ送られる。
御信号C1が“H”レベルのとき、PMOS21aがオ
フ状態、NMOS21bがオン状態になる。NMOS2
1bがオン状態になると、出力端子13−1から出力さ
れた一定の駆動電流は、EL素子EL11→走査線CO
M1→ノードN21→NMOS21b→接地電位GND
へ流れる。EL素子EL11に電流が流れると、このE
L素子EL11が発光する。
PMOS21aがオン状態、NMOS21bがオフ状態
になる。このとき、EL素子EL11のアノードとカソ
ード間に電位差が生じないので、このEL素子EL11
に電流が流れず、発光しない。又、制御信号D1が
“H”レベルのとき、PMOS12b−1がオフ状態、
NMOS14−1がオン状態になる。この状態でPMO
S21aがオン状態のとき、EL素子EL11のアノー
ドが接地電位GND、カソードが電源電位Vcになって
逆方向にバイアスされるので、このEL素子EL11に
電流が流れず、発光しない。
を説明する。定電流回路11は、基準抵抗11eに加わ
る電圧が入力電圧VELと同電位になるように動作す
る。即ち、基準抵抗11eに加わる電圧が入力電圧VE
Lより低い場合は、オペアンプ11aの出力電圧が低下
し、PMOS11bの駆動能力が大きくなり、抵抗接続
端子11dの電圧が高くなる。逆に、抵抗接続端子11
dの電圧が入力電圧VELより高い場合は、PMOS1
1bの駆動能力も小さくなり、該抵抗接続端子11dの
電圧が低くなる。この結果、PMOS11bから基準抵
抗11eの経路に流れる基準電流Irは、該基準抵抗1
1eの抵抗値をRとすると、Ir=VEL/Rで決定さ
れる。
出力回路12内のPMOS12a−1,12a−2,…
は、PMOS11bと同じ大きさのトランジスタである
ため、該PMOS11bに基準電流Ir=VEL/Rが
流れるとき、このPMOS11bと同条件にあるPMO
S12a−1,12a−2,…にも、基準電流Irと同
じ電流が流れる。制御信号D1,D2,…が“L”レベ
ルのときには、PMOS12b−1,12b−2,…が
オン状態になるので、基準電流Irに相当する一定の駆
動電流が出力端子13−1,13−2,…から出力され
る。
では、入力電圧VELと基準抵抗11eにより、表示パ
ネル1に流れる電流を制御している。このデータ線駆動
回路10は、PMOS11b,12a−1,12a−
2,…が全て同じトランジスタ特性をもっていることを
前提にしている。しかし、ICチップ内のトランジスタ
が全て同一のトランジスタ特性を示すわけでもなく、P
MOS11b,12a−1,12a−2,…の閾値電圧
Vtp等に製造ばらつきが絡み、このときの出力端子1
3−1,13−2,…の出力電流が、次式のようにな
る。 Ids=β(Vgs−Vtp±ΔVtp)2 但し、Ids;PMOSのドレイン・ソース間電流 β;トランジスタゲイン ΔVtp;PMOSの閾値電圧Vtpのばらつき PMOSのドレイン・ソース間電流Idsのばらつき幅
は、ΔVtpの影響が大きく、この電流Idsのばらつ
きを小さくするためには、ゲート・ソース間電圧Vgs
を大きくすることが1つの対策となる。
す図であり、横軸にドレイン・ソース間電圧Vds、縦
軸にドレイン・ソース間電流Idsがとられている。ド
レイン・ソース間電圧Vdsの立上がり近辺の領域は、
非直線性領域(比飽和領域)であり、該ドレイン・ソー
ス間電圧Vdsが大きくなると、直線性領域(飽和領
域)へ移行する。
きを小さくするために、ゲート・ソース間電圧Vgsを
大きくすることが1つの対策であるが、しかし、ゲート
・ソース間電圧を上げることは、PMOSの定電流領域
である直線性領域の開始する電圧を上げることなる。図
4のトランジスタ特性でいえば、ゲート・ソース間電圧
Vgsが上がれば、定電流特性を示すドレイン・ソース
間電圧Vdsも大きくなる。定電流領域を表示パネル1
の表示電圧とする場合は、ドレイン・ソース間電圧Vd
sの上昇が、出力回路12の消費電力(Ids×Vd
s)を大きくすることになり、IC内で発熱の問題を起
こし、ゲート・ソース間電圧Vgsを上げてばらつき対
策とすることには制約がある。出力電流のばらつきを減
らすために、図3のようなデータ線駆動回路も提案され
ている。
す回路図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の
符号が付されている。このデータ線駆動回路では、PM
OS11b,12b−1,12b−2,…と電源電位V
sとの間に、抵抗15−0,15−1,15−2,…を
接続し、電流ばらつきを減らすようにしている。
て、PMOS12b−1の閾値電圧VtpのばらつきΔ
Vtpが、基準のPMOS11bより+側に振れると、
この出力端子13−1のビットだけ出力電流が減少す
る。出力電流が減ると、抵抗15−1に加わる電圧も減
少し(R×ΔI)(但し、R;抵抗15−1の抵抗値、
ΔI;出力端子13−1の電流減少分)、この減少した
分だけ出力電流を決定するPMOS12b−1のゲート
・ソース間電圧Vgsが上がったように働き、ばらつき
を抑える効果がある。しかし、これらも限定的なもので
あり、出力電流が少なくて済むような構造の表示パネル
1では、ゲート・ソース間電圧Vgsが低くなり、閾値
電圧Vtpのばらつきの影響が大きくでる分を補正しき
れない。
の回路構成では、出力電流規格に幅がある場合、図2の
回路構成のように、出力電流の大きいところでは定電流
特性が始まる出力電圧(ドレイン・ソース間電圧Vd
s)が大きくなって出力回路12の消費電力が増える。
又、図3の回路構成のように、出力電流の小さいところ
ではゲート・ソース間電圧Vgsが低くなり、ばらつき
が大きくなる等の制約が大きかった。よって、各データ
線SEG1,SEG2,…に供給される電流値は、互い
に等しい一定値にはならず、互いにばらついてしまうこ
とになる。結果として、EL素子EL11,…の発光量
がデータ線SEG1,SEG2,…毎にばらついてしま
うという課題があった。
に、本発明の内の第1の発明は、駆動回路において、入
力電圧と抵抗接続端子の電圧とを入力し、前記抵抗接続
端子の電圧が前記入力電圧と同電位になるように電流制
御信号を出力する制御手段と、第1の電流経路と、基準
抵抗と、第2、第3、第4の電流経路とを備えている。
に基づいて第1の定電流を流す電流源用の第1のトラン
ジスタを有し、前記第1のトランジスタが、第1電源ノ
ードと前記抵抗接続端子との間に接続された経路であ
る。前記基準抵抗は、前記抵抗接続端子と第2電源ノー
ドとの間に接続され、所定の抵抗値によって基準電流を
流す抵抗である。前記第2の電流経路は、前記電流制御
信号に基づいて前記第1の定電流に対応した第2の定電
流を流す電流源用の第2のトランジスタと、前記第2の
定電流を導通/遮断する第2のスイッチ手段とを有し、
前記第2のトランジスタ及び前記第2のスイッチ手段
が、前記第1の電流経路に対して並列に接続された1つ
又は複数の経路である。
に基づいて前記第1の定電流に対応した第3の定電流を
流す電流源用の第3のトランジスタと、制御信号に基づ
き前記第3の定電流を導通/遮断する第3のスイッチ手
段とを有し、前記第3のトランジスタ及び前記第3のス
イッチ手段が、前記第1電源ノードと駆動電流を出力す
る出力端子との間に直列に接続された経路である。又、
前記第4の電流経路は、前記電流制御信号に基づいて前
記第2の定電流に対応した第4の定電流を流す電流源用
の第4のトランジスタと、前記第4の定電流を導通/遮
断する第4のスイッチ手段とを有し、前記第4のトラン
ジスタ及び前記第4のスイッチ手段が、前記第3の電流
経路に対して並列に接続された1つ又は複数の経路であ
る。
トランジスタは、所定の電流値範囲内で最適動作条件に
設定されており、要求される前記駆動電流の電流値が変
更された場合、その電流値に対応して前記基準抵抗又は
前記入力電圧を変更すると共に、前記第2及び第4のス
イッチ手段のオン/オフ状態を切替えて、動作させる前
記電流経路の総数を変更するようにしている。
力電圧と抵抗接続端子の電圧とが、制御手段に入力され
ると、該抵抗接続端子の電圧が、入力電圧と同電位にな
るように制御手段から電流制御信号が出力され、電流源
用の第1、第2、第3及び第4のトランジスタに与えら
える。第3の電流経路において、制御信号によって第3
のスイッチ手段が導通状態になると、第1のトランジス
タに流れる第1の定電流に対応した第3の定電流が、第
3のトランジスタに流れる。第2の電流経路において、
第2のスイッチ手段が導通状態になると、第1のトラン
ジスタに流れる第1の定電流に対応した第2の定電流
が、第2のトランジスタに流れる。
1の電流経路の第1の定電流に加算され、この加算され
た電流が、抵抗接続端子に接続された基準抵抗へ流れ
る。これに対応して第4の電流経路において、第4のス
イッチ手段が導通し、第2のトランジスタに流れる第2
の定電流に対応した第4の定電流が、第4のトランジス
タに流れる。この第4の電流経路の第4の定電流は、第
3の電流経路の第3の定電流に加算され、この加算され
た電流が出力端子から出力される。
場合、この電流値に対応して基準抵抗又は入力電圧を変
更すると共に、第2及び第4のスイッチ手段のオン/オ
フ状態を切替えることにより、動作する電流経路の総数
が変わる。これにより、各電流経路内のトランジスタ
は、常に最適条件で動作する。
いて、前記制御手段がオペアンプで構成されている。
回路において、前記第2及び第4のスイッチ手段は、外
部から入力される切替え信号によりオン/オフ状態の切
替えが行われる。
回路において、前記基準抵抗又は前記入力電圧の変更時
において該基準抵抗を流れる前記基準電流を検出し、こ
の検出結果に対応して前記第2及び第4のスイッチ手段
のオン/オフ状態を切替えるための切替え信号を発生す
る電流検出回路、を設けている。
されたときに、この変更後の基準抵抗を流れる基準電流
が、電流検出回路で検出され、この検出結果に対応して
切替え信号が発生され、第2及び第2のスイッチ手段の
オン/オフ状態が切替えられる。
か1つの駆動回路において、前記出力端子に発光素子が
接続されている。
か1つの駆動回路において、前記出力端子には、前記制
御信号に基づき前記第3のスイッチ手段に対して相補的
にオン/オフ動作する第5のスイッチ手段を介して、前
記第2電源ノードが接続されると共に、発光素子が接続
されている。
発光素子に対して互いに等しい一定の駆動電流が供給さ
れる。この結果、複数の発光素子の発光量のばらつきが
抑制される。
回路において、発光素子を有機EL素子で構成してい
る。
か1つの駆動回路において、前記トランジスタ及び前記
スイッチ手段は、MOSトランジスタで構成されてい
る。
明の第1の実施形態を示す有機EL素子を使用した表示
装置の概略の回路図であり、従来の図2中の要素と共通
の要素には共通の符号が付されている。この表示装置
は、図1と同様の表示パネル1と、この表示パネル1の
データ線SEG1,SEG2,…に駆動電流を供給する
データ線駆動回路40と、表示パネル1の走査線COM
1,COM2,…を接地電位GND又は走査線用電源電
位Vc(例えば、20V)に切替えて接続するための走
査線駆動回路50と、制御信号D11,D21,…,C
1,C2,…等を出力するための制御回路60と、この
制御回路60の内部あるいは外部に設けられた切替え信
号生成回路61,62,…とで、主に構成されている。
入力電圧BELを入力して基準となる定電流を発生する
定電流回路41と、この発生した定電流を出力端子43
−1,43−2,…から出力する出力回路42とで構成
されている。
接続端子41dの電圧とを入力し、該抵抗接続端子41
dの電圧が、入力電圧BELと同電位になるように電流
制御信号を出力する制御手段(例えば、オペアンプ)4
1aを有している。オペアンプ41aは、この反転入力
端子に入力電圧VELが入力され、非反転入力端子が抵
抗接続端子41dに接続され、出力端子から電流制御信
号を出力する回路である。オペアンプ41dの出力端子
には、第1の定電流を流す電流源用の第1のトランジス
タ(例えば、PMOS)41b−1のゲートが接続さ
れ、このソースが第1電源ノードであるデータ線用電源
電位Vs(例えば、20V)のノードに接続されてい
る。
のスイッチ手段(例えば、PMOS)41c−1のソー
スが接続されている。PMOS41c−1は、ゲートが
接地電位GNDに接続されて常時オン状態になってお
り、他のスイッチ手段との条件を合わせるために設けら
れ、このソースが抵抗接続端子41dに接続されてい
る。これらのPMOS41b−1及び41c−1によ
り、第1の電流経路が構成されている。
41eを介して、第2電源ノード(例えば、接地電位G
NDノード)に接続されている。基準抵抗41eは、抵
抗値Rを有し、この抵抗値Rによって基準電流Ir=V
EL/Rを流す抵抗である。
S41b−1を流れる第1の定電流に対応した第2の定
電流を流すための、電流源用の1つ又は複数の第2のト
ランジスタ(例えば、2つのPMOS)41b−2,4
1b−3のゲートが接続されている。PMOS41b−
2,41b−3のソースは、電源電位Vsに接続され、
これらのドレインに、第2の定電流を導通/遮断するた
めの1つ又は複数の第2のスイッチ手段(例えば、2つ
のPMOS)41c−2,41c−3のソースが接続さ
れている。PMOS41c−2,41c−3は、電流決
定に使用するトランジスタ数を制御するためのものであ
り、これらのドレインが抵抗接続端子41dに接続さ
れ、切替え信号S1,S2の“L”レベルによってオン
状態、“H”レベルによってオフ状態になる。これらの
PMOS41b−2,41b−3,41c−2,41c
−3により、第2の電流経路が構成されている。
の場合は、PMOS41c−2,41c−3がオフ状態
になり、PMOS41b−1のみで、基準抵抗41eに
流れる基準電流Irが決定される。切替え信号S1が
“L”レベル、切替え信号S2が“H”レベルのときに
は、PMOS41c−2がオン状態、PMOS41c−
3がオフ状態となり、PMOS41b−1,41b−2
の合計電流により、基準抵抗41eを流れる基準電流I
rが決定される。切替え信号S1,S2が共に“L”レ
ベルのときには、PMOS41c−2,41c−3がオ
ン状態となり、PMOS41b−1,41b−2,41
b−3の合計電流により、基準抵抗41eを流れる基準
電流Irが決定される。
れる第1の定電流に対応した第3の定電流を流すため
の、電流源用の第3のトランジスタ(例えば、PMO
S)42a−11,42a−21,…を有し、これらの
ゲートがオペアンプ41aの出力端子に接続されてい
る。PMOS42a−11,42a−21,…のソース
は、電源電位Vsに接続され、これらのドレインに、第
3の定電流を導通/遮断するための第3のスイッチ手段
(例えば、PMOS)42b−11,42b−21,…
のソースが接続されている。PMOS42b−11,4
2b−21,…のドレインは、出力端子43−1,43
−2,…に接続され、ゲートに与えらえる制御信号D1
1,D21,…によりオン/オフ動作する。これらのP
MOS42a−11,42a−21,…,42b−1
1,42b−21,…により、第3の電流経路が構成さ
れている。
S41b−2,41b−3,…を流れる第2の定電流に
対応した第4の定電流を流すための、電流源用の1つ又
は複数の第4のトランジスタ(例えば、2組のPMO
S)42a−12,42a−13と42a−22,42
a−23のゲートが接続されている。これらのPMOS
42a−12,42a−13,42a−22,42a−
23,…のソースは、電源電位Vsに接続され、これら
のドレインが、第4の定電流を導通/遮断するための第
4のスイッチ手段(例えば、PMOS)42b−12,
42b−13,42b−22,42b−23,…のソー
スに接続されている。PMOS42b−12,42b−
13のドレインは、出力端子43−1に接続され、PM
OS42b−22,42b−23のドレインも、出力端
子43−2に接続されている。これらのPMOS42a
−12,42a−13,42a−22,42a−23,
…,42b−12,42b−13,42b−22,42
b−23,…により、第4の電流経路が構成されてい
る。
3b−22,42b−23,…は、切替え信号D12,
D13,D22,D23,…によりオン/オフ動作し、
該切替え信号D12,D13,D22,D23が“L”
レベルのときにオン状態となり、“H”レベルのときに
オフ状態となり、オン状態のときにこれらを流れる電流
を出力端子43−1,43−2側へ加算する機能を有し
ている。
−1,41b−2を使用する場合には、出力回路42側
のPMOS42a−11,42a−12と42a−2
1,42a−22の2組を使用し、定電流回路41側が
3組のPMOS41b−1,41b−2,41b−3を
使用する場合は、出力回路42側も3組のPMOS42
a−11,42a−12,42a−13と42a−2
1,42a−22,42a−23,…を使用し、出力端
子43−1,43−2,…へ出力する駆動電流を制御す
る。これらのPMOS41b−1〜41b−3,42a
−11〜42a−13,42a−21〜42a−23,
…は、所定の電流値範囲内で最適動作条件に設定されて
いる。
2,…には、表示パネル1のデータ線SEG1,SEG
2,…が接続されると共に、第5のスイッチ手段(例え
ば、NMOS)44−1,44−2のドレインが接続さ
れている。NMOS44−1,44−2,…は、ソース
が接地電位GNDに接続され、ゲートに与えらえる制御
信号D11,D21,…によりオン/オフ動作し、PM
OS42b−11,42b−21,…がオン状態のとき
にはオフ状態になり、PMOS42b−11,42b−
21,…がオフ状態のときにはオン状態になって、出力
端子43−1,43−2,…を接地電位GNDに接続す
るようになっている。
1,COM2,…側のノードN51,N52,…に接続
されたCMOS出力回路で構成されている。即ち、走査
線COM1側のノードN51には、CMOS出力回路を
構成するPMOS51a及びNMOS51bのドレイン
が接続され、このPMOS51aのソースが電源電位V
cに接続され、NMOS51bのソースが接地電位GN
Dに接続されている。PMOS51a及びNMOS51
bのゲートには、制御信号C1が与えられてオン/オフ
動作する。走査線COM2側のノードN52にも、CM
OS出力回路を構成するPMOS52a及びNMOS5
2bのドレインが接続され、このPMOS52aのソー
スが電源電位Vcに接続され、NMOS52bのソース
が接地電位GNDに接続されている。このPMOS52
a及びNMOS52bのゲートには、制御信号C2が与
えられてオン/オフ動作する。
D11,D21,…や、表示データを切替えるためのア
ドレス用の制御信号C1,C2,…等を出力する回路で
ある。切替え信号生成回路61,62,…の内、切替え
信号生成回路61は、外部から入力される切替え信号S
1,S2と、制御回路60の制御信号D11とを入力
し、PMOS42b−12,42b−13を切替えるた
めの切替え信号D12,D13を出力する回路である。
切替え信号生成回路61は、各入力信号S1,S2,D
11を反転する3つのインバータ61a,61b,61
cと、これらの出力側に接続されて切替え信号D12,
D13を出力する2つの2入力NANDゲート61d,
61eとで構成されている。この切替え信号生成回路6
1では、切替え信号S1が“L”レベルの場合だけ、制
御信号D11と同時に切替え信号D12が出力される。
される切替え信号S1,S2と、制御信号60の制御信
号D21とを入力し、PMOS42b−22,42b−
23を切替えるための切替え信号D22,D23を出力
する回路である。この切替え信号生成回路62は、切替
え信号生成回路61と同様に、3つのインバータ62
a,62b,62cと、2つの2入力NANDゲート6
2d,62eとで構成されている。他の切替え信号生成
回路も同様の回路である。
する切替え信号S1,S2は、例えば、図1の表示装置
内にデコード回路を設け、このデコード回路に接続され
た外部端子を用い、この外部端子を指定することにより
該切替え信号S1,S2を入力したり、あるいは、バス
に接続された制御レジスタにて切替え信号S1,S2の
入力を制御する等、種々の構成を採用できる。
動作を説明する。まず、表示装置の全体の動作を説明す
る。制御電圧である入力電圧BELがデータ線駆動回路
40に入力されると、定電流回路41において、入力電
圧BELと基準抵抗41eとによって定電流が生成され
る。制御回路60から出力される制御信号D11,D2
1,…,C1,C2,…の内、例えば、制御信号D11
が“L”レベルのとき、出力回路42内のPMOS42
b−11がオン状態、NMOS44−1がオフ状態にな
る。すると、電流源用のPMOS42a−11を流れる
定電流が、オン状態のPMOS42b−11を通り、駆
動電流として出力端子43−1へ出力される。
で、走査線駆動回路50内のPMOS51aがオフ状
態、NMOS51bがオン状態になっていれば、出力端
子43−1から出力された駆動電流は、データ線SEG
1→EL素子EL11→走査線COM1→ノードN51
→NMOS51b→接地電位GNDへ流れる。EL素子
EL11に電流が流れると、これが発光する。
51aがオン状態、NMOS51bがオフ状態のとき
は、EL素子EL11のアノードの電位とカソードの電
位が同電位になり、電位差がないため、このEL素子E
L11に電流が流れず、発光しない。又、制御信号D1
1が“H”レベルで、PMOS42b−11がオフ状
態、NMOS44−1がオン状態になると、PMOS4
2a−11に流れる定電流がPMOS42b−11で遮
断される。出力端子43−1は、オン状態のNMOS4
4−1によって接地電位GNDになるので、EL素子E
L11に電流が流れず、発光しない。
を説明する。定電流回路41は、基準抵抗41eに加わ
る電圧が、入力電圧BELと同電位になるように動作す
る。即ち、基準抵抗41eに加わる電圧が入力電圧BE
Lより低い場合は、オペアンプ41aの出力電圧が低下
し、PMOS41b−1の駆動能力が大きくなり、抵抗
接続端子41dの電圧が高くなる。逆に、抵抗接続端子
41dの電圧が入力電圧BELより高い場合には、PM
OS41b−1の駆動能力が小さくなり、抵抗接続端子
41dの電圧が下がる。この結果、PMOS41b−1
から基準抵抗41eの経路に流れる基準電流Irは、I
r=VEL/Rで決定される。
42a−21,…は、出力端子43−1,43−2,…
に定電流を流すための電流源となるトランジスタであ
り、PMOS41b−1と同じ大きさのトランジスタで
ある。PMOS41b−1に基準電流Ir=VEL/R
が流れるとき、このPMOS41b−1と同条件にある
PMOS42a−11,42a−21,…にも、基準電
流Irと同じ電流が流れる。制御信号D11,D21,
…が“L”レベルのときに、PMOS42b−11,4
2b−21,…がオン状態となり、同一の定電流が駆動
電流として出力端子43−1,43−2,…から出力さ
れ、表示パネル1のデータ線SEG1,SEG2,…へ
供給される。
からPMOS41c−1の経路、PMOS42a−11
からPMOS42b−11の経路、PMOS42a−2
1からPMOS42b−21の経路等)において、仮
に、入力電圧VEL=6V、基準抵抗41eの抵抗値R
=30kΩの条件で、基準電流Ir=200μAを流
し、PMOSのばらつき対策で各PMOSのゲート長、
ゲート幅、ゲート電圧、及び図4の定電流領域である直
線性領域を最適値に設定しているとする。このとき、基
準電流Ir=200μAと同一の電流が、各出力端子4
3−1,43−2,…から出力され、データ線SEG
1,SEG2,…へ供給される。
2,…へ供給するための電流値を要求によって変更する
場合、下記の表の電流値の関係に示すように、基準抵抗
41eを10kΩのものに取替えれば、基準電流Irが
600μAになり、これによって各出力端子43−1,
43−2,…から600μAの駆動電流を出力できる。
OS41c−1の経路、PMOS42a−11からPM
OS42b−11の経路、PMOS42a−21からP
MOS42b−21の経路等)へ基準電流Ir=600
μAを流すと、各PMOS41b−1,42a−11,
42a−21,…のゲート電圧が上昇し、図4に示すよ
うに、定電流領域である直線性領域の開始電圧も上昇す
る。これにより、各PMOS41b−1,42a−1
1,42a−21,…が最適動作条件からずれることに
なる。
態では、切替え信号S1,S2が共に“L”レベルにな
るよう外部から制御する。すると、切替え信号生成回路
61,62,…から出力される切替え信号D12,D1
3,D22,D23,…も“L”レベルになる。切替え
信号S1,S2が“L”レベルになると、PMOS41
c−2,41c−3がオン状態になると共に、切替え信
号D12,D13,D22,D23,…の“L”レベル
によってPMOS42b−12,42b−13,42b
−22,42b−23,…もオン状態になる。
b−3,42a−11〜42a−13,42a−21〜
42a−23,…の電流経路にそれぞれ200μAが流
れ、基準抵抗41eに流れる基準電流Irが600μA
になり、これと同一の電流値600μAが各出力端子4
3−1,43−2,…から出力されることになる。よっ
て、最適に設定した各PMOS41b−1,…当り20
0μAの電流設定にすることができる。
本実施形態では、出力端子43−1,43−2,…から
出力される駆動電流において、要求される電流値が変更
された場合、これに対応して基準抵抗41eの抵抗値を
変えると共に、切替え信号S1,S2,D12,D1
3,D22,D23,…によって動作させる電流経路の
数を変更するようにしている。このとき、各電流経路を
流れる電流値が変更されるものの、各電流経路のPMO
S41b−1,…は常に最適条件で動作することになる
ので、データ線駆動回路40全体としても最適条件で動
作するという効果が得られる。従って、各出力端子43
−1,43−2,…から出力される駆動電流のばらつき
を抑制でき、互いに等しい一定電流を表示パネル1へ供
給できる。この結果、EL素子EL11,…の発光量が
データ線SEG1,SEG2,…毎にばらつくことを防
止できる。
の実施形態を示すデータ線駆動回路の回路図であり、第
1の実施形態を示す図1中の要素と共通の要素には共通
の符号が付されている。このデータ線駆動回路は、図1
と同様の定電流回路41、及び出力回路42の他に、新
たに、電流検出回路45を設けている。電流検出回路4
5は、要求される駆動電流の電流値が変更され、これに
応じて基準抵抗41eの抵抗値を変更したときに、該基
準抵抗41eを流れる基準電流Irを検出し、この検出
結果に対応してPMOS41c−2,41c−3のオン
/オフ状態を切替えるための切替え信号S1,S2を発
生する回路である。
出力端子にゲートが接続されたPMOS45aを有し、
このソースが電源電位Vsに接続されている。PMOS
45aは、PMOS41b−1と同一サイズであって同
一条件で動作するトランジスタである。PMOS45a
のドレイン側ノードN45bには、抵抗45bを介して
接地電位GNDが接続されている。基準電圧Vrと接地
電位GNDとの間には、分圧抵抗45c,45d,45
eが直列に接続されている。
5dの接続点のノードN45dとは、電圧比較器である
コンパレータ45fの入力端子に接続されている。ノー
ドN45bと、分圧抵抗45d及び45eの接続点のノ
ードN45eとは、コンパレータ45gの入力端子に接
続されている。コンパレータ45f,45gの出力端子
は、ラッチ回路45hの入力端子Dに接続されている。
されるロード(Load)信号Ldが“H”レベルのとき
に、入力端子Dのデータをラッチする回路である。ロー
ド信号Ldは、インバータ45iで反転され、ラッチ回
路45hの出力端子Qと、このインバータ45iの出力
端子とが、2入力NANDゲート45j,45kの入力
端子に入力され、このNANDゲート45j,45kか
ら切替え信号S1,S2が出力されるようになってい
る。
1c−2,41c−3のゲートに入力されると共に、切
替え信号生成回路61,62,…に入力され、この切替
え信号生成回路61,62,…で生成された切替え信号
D12,D13,D22,D23,…が、PMOS42
b−12,42b−13,42b−22,42b−2
3,…のゲートに与えられるようになっている。
駆動電流の電流値が変更され、これに対応して基準抵抗
41eの抵抗値を変更すると、PMOS41b−1と同
じ条件でPMOS45aが動作し、変更された基準抵抗
41eに流れる基準電流Irと同じ大きさの電流が、抵
抗45bに流れる。抵抗45bのノードN45bには、
電流値に比例した電圧が表れる。このノードN45bの
電圧と、基準電圧Vrが分圧抵抗45c,45d,45
eで分圧されたノードN45d,N45eの電圧とが、
コンパレータ45f,45gで比較される。この比較結
果は、ロード信号Ldが“H”レベルのときに、ラッチ
回路45hに保持される。
さく、ノードN45bの電圧が、基準電圧Vrを分圧し
たノードN45e,ノードN45dの電圧より低い場合
は、コンパレータ45f,45gから“L”レベルが出
力され、これがラッチ回路45hに取り込まれ、NAN
Dゲート45j,45kから“H”レベルの切替え信号
S1,S2が出力される。この切替え信号S1,S2の
“H”レベルにより、定電流回路41内のPMOS41
c−2,41c−3がオフ状態になる。このように、基
準抵抗41eに流れる基準電流Irが小さい場合は、定
電流回路41においてPMOS41b−1,41c−1
の電流経路だけが動作する。
より、この基準抵抗41eに流れる基準電流Irが大き
くなり、抵抗45bのノードN45bの電圧が上がり、
抵抗45eのノードN45eの電圧より高い電圧になる
と、コンパレータ45gは“H”レベルを出力し、NA
NDゲート45kから出力される切替え信号S1が
“L”レベルに切替わる。すると、定電流回路41内の
PMOS41c−2がオン状態になり、PMOS41b
−2,41c−2の電流経路も動作する。切替え信号S
1が“L”レベルになると、切替え信号生成回路61,
62,…によって生成される切替え信号D12,D2
2,…も“L”レベルになり、PMOS42b−12,
42b−22,…もオン状態になる。このため、PMO
S42a−12,42b−12の電流経路と、PMOS
42a−22,42b−22の電流経路も動作する。
らに基準電流Irが大きくなり、抵抗45bのノードN
45bの電圧が上がって、抵抗45dのノードN45d
の電圧を上回るようになると、NANDゲート45jか
ら出力される切替え信号S2も“L”レベルになる。切
替え信号S2が“L”レベルになると、定電流回路41
内のPMOS41c−3がオン状態となり、PMOS4
1b−3,41c−3の電流経路も動作する。同時に、
切替え信号生成回路61,62,…で生成される切替え
信号D13,D23,…も“L”レベルになり、出力回
路42内のPMOS42b−13,42b−23,…が
オン状態になる。このため、PMOS42a−13,4
2b−13の電流経路、PMOS42a−23,42b
−23の電流経路等も動作する。
電流Irが大きくなるにつれ、定電流回路41はPMO
S41b−1,41c−1の組だけから、PMOS41
b−2,41c−2の組、PMOS41b−3,41c
−3の組へと動き始める。基準抵抗41eに流れる基準
電流Irは、全体ではBEL/Rによって変化するが、
1つの電流経路に流れる電流は抑えられ、各電流経路で
は最適時に近い条件で動作させることが可能となる。
(a)、(b)のような効果がある。 (a)第1の実施形態では、切替え信号S1,S2を外
部から指定する必要があったが、この第2の実施形態で
は、電流検出回路45によって内部で自動的に切替え信
号S1,S2を生成するため、使用者側からみればコン
トロールを意識する必要がなくなり、使い勝手がよくな
る。なお、要求される駆動電流の電流値を変更する場
合、この駆動電流の電流値に対応して、電圧検出回路4
5に与える基準電圧Vrを変更すればよい。
形態とも、駆動電流を変える方法として、基準抵抗41
eの抵抗値を変える方法について説明したが、基準電流
Ir=VEL/Rの関係から、制御電圧である入力電圧
VELを変えてもよい。入力電圧VELを変え、アナロ
グ的に駆動電流の出力を制御する場合、第1の実施形態
では、切替え信号S1,S2の入力の設定が若干難し
い。これに対し、この第2の実施形態では、切替え信号
S1,S2が内部の電流検出回路45で生成されるの
で、アナログ的変化にも対応が容易である。
定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変
形や利用形態としては、例えば、次の(イ)、(ロ)の
ようなものがある。
回路50等は、他のMOSトランジスタ構成やバイポー
ラトランジスタ等で構成することも可能である。
ットマトリクス型表示装置に適用した例を説明したが、
駆動する発光素子は有機EL素子に限定されるものでは
なく、駆動回路が駆動する対象は、電流が供給されるこ
とによって表示状態に遷移する発光素子であれば、LE
D等の種々の発光素子を用いた表示装置等に適用でき
る。
によれば、最適動作条件に設定されている電流経路を複
数設けておき、要求される駆動電流の電流値が変更され
た場合、この電流値に対応して基準抵抗又は入力電圧を
変更すると共に、第2及び第4のスイッチ手段のオン/
オフ状態を切替えて、動作させる電流経路の総数を変更
するようにしている。このとき、基準抵抗を流れる電流
値は変更されるものの、各電流経路のトランジスタは、
常に最適条件で動作することになるので、駆動回路全体
としても最適条件で動作するという効果が得られる。従
って、各出力端子から出力される駆動電流のばらつきを
防止できる。
プで構成したので、電流制御信号の生成が容易になる。
ッチ手段は、外部から入力される切替え信号によりオン
/オフ状態の切替えを行うようにしたので、駆動回路の
回路構成を複雑にすることなく、要求される駆動電流の
電流値の変更に容易に対応できる。
て第2及び第4のスイッチ手段のオン/オフ状態を切替
えるための切替え信号を生成するようにしたので、基準
抵抗又は入力電圧の変更時の設定が内部で自動的に行え
る。しかも、入力電圧を変えてアナログ的に出力電流を
制御する場合、電流検出回路によって自動的に切替え信
号が発生されるので、アナログ的変化に対する対応が容
易になる。
機EL素子等の発光素子が接続されるので、各出力端子
から出力される駆動電流のばらつきを防止して、複数の
発光素子の発光量のばらつきを的確に防止できる。
イッチ手段をMOSトランジスタで構成したので、電圧
でMOSトランジスタをゲート制御でき、回路構成が簡
単になる。
の回路図である。
路の回路図である。
PMOS 41d 抵抗接続端子 41e 基準抵抗 42 出力回路 42a−11〜42a−13,42a−21〜42a−
23,42b−11〜42b−13,42b−21〜4
2b−23 PMOS 45 電流検出回路 50 走査線駆動回路 60 制御回路 61,62 切替え信号生成回路
Claims (8)
- 【請求項1】 入力電圧と抵抗接続端子の電圧とを入力
し、前記抵抗接続端子の電圧が前記入力電圧と同電位に
なるように電流制御信号を出力する制御手段と、 前記電流制御信号に基づいて第1の定電流を流す電流源
用の第1のトランジスタを有し、前記第1のトランジス
タが、第1電源ノードと前記抵抗接続端子との間に接続
された第1の電流経路と、 前記抵抗接続端子と第2電源ノードとの間に接続され、
所定の抵抗値によって基準電流を流す基準抵抗と、 前記電流制御信号に基づいて前記第1の定電流に対応し
た第2の定電流を流す電流源用の第2のトランジスタ
と、前記第2の定電流を導通/遮断する第2のスイッチ
手段とを有し、前記第2のトランジスタ及び前記第2の
スイッチ手段が、前記第1の電流経路に対して並列に接
続された1つ又は複数の第2の電流経路と、 前記電流制御信号に基づいて前記第1の定電流に対応し
た第3の定電流を流す電流源用の第3のトランジスタ
と、制御信号に基づき前記第3の定電流を導通/遮断す
る第3のスイッチ手段とを有し、前記第3のトランジス
タ及び前記第3のスイッチ手段が、前記第1電源ノード
と駆動電流を出力する出力端子との間に直列に接続され
た第3の電流経路と、 前記電流制御信号に基づいて前記第2の定電流に対応し
た第4の定電流を流す電流源用の第4のトランジスタ
と、前記第4の定電流を導通/遮断する第4のスイッチ
手段とを有し、前記第4のトランジスタ及び前記第4の
スイッチ手段が、前記第3の電流経路に対して並列に接
続された1つ又は複数の第4の電流経路とを備え、 前記第1、第2、第3及び第4のトランジスタは、所定
の電流値範囲内で最適動作条件に設定されており、 要求される前記駆動電流の電流値が変更された場合、そ
の電流値に対応して前記基準抵抗又は前記入力電圧を変
更すると共に、前記第2及び第4のスイッチ手段のオン
/オフ状態を切替えて、動作させる前記電流経路の総数
を変更するようにしたことを特徴とする駆動回路。 - 【請求項2】 前記制御手段は、演算増幅器で構成され
ていることを特徴とする請求項1記載の駆動回路。 - 【請求項3】 前記第2及び第4のスイッチ手段は、外
部から入力される切替え信号によりオン/オフ状態の切
替えが行われることを特徴とする請求項1又は2記載の
駆動回路。 - 【請求項4】 請求項1又は2記載の駆動回路におい
て、 前記基準抵抗又は前記入力電圧の変更時において該基準
抵抗を流れる前記基準電流を検出し、この検出結果に対
応して前記第2及び第4のスイッチ手段のオン/オフ状
態を切替えるための切替え信号を発生する電流検出回
路、を設けたことを特徴とする駆動回路。 - 【請求項5】 前記出力端子には、発光素子が接続され
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
の駆動回路。 - 【請求項6】 前記出力端子には、前記制御信号に基づ
き前記第3のスイッチ手段に対して相補的にオン/オフ
動作する第5のスイッチ手段を介して、前記第2電源ノ
ードが接続されると共に、発光素子が接続されることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動回
路。 - 【請求項7】 前記発光素子は、有機エルクトロルミネ
ッセンス素子であることを特徴とする請求項5又は6記
載の駆動回路。 - 【請求項8】 前記トランジスタ及び前記スイッチ手段
は、MOSトランジスタで構成されていることを特徴と
する請求項1〜7のいずれか1項に記載の駆動回路。
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