JP2006251602A - 駆動回路、電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示パネルに設けられた発光素子の総発光量が変動しても発光素子を駆動する駆動トランジスタのＶｇｓを一定に保つことができる駆動回路、電気光学装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 電流検出回路１２と差動増幅回路１３とにより、電気光学装置１の電源電流ＩＥＬの変動量を計測して、電源電圧ＶＯＥＬの変動量である差動電圧Ｖｄｉｆを生成する。この差動電圧Ｖｄｉｆに基づいてレベルシフタ１６が基準電圧を生成し、発光輝度の階調を画素回路４００に書込むための階調電圧を生成する階調電圧発生回路１４に供給する。階調電圧は画素回路４００の駆動トランジスタのゲート電極にＶｄａｔａとして与えられ、Ｖｄａｔａは電源電圧ＶＯＥＬの変動量と連動しているので、駆動トランジスタのソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓが変化しないように補償される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機発光ダイオード素子（以下「ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）素子」という）などの自発光素子を利用して画像を表示する駆動回路、電気光学装置、及び電子機器に関する。

ＯＬＥＤ素子を備えた電気光学装置は、多数のＯＬＥＤ素子を含む画素回路を二次元のマトリクスとして並べた表示パネルと、表示パネルの走査線を選択して輝度情報の書き込みや点灯を制御する走査線ドライバと、輝度に応じた書き込み電圧を供給し、ＯＬＥＤ素子を階調表示させるデータ線ドライバとから構成され、自発光により画像表示を行うようになっている。

近年こうした電気光学装置の高密度化、大画面化が進展しており、電気光学装置の画素数が増大している。電気光学装置の画素数が増大すると、多数の発光素子が点灯したときの画像表示時の消費電流が増大し、電源から電気光学装置に電力を供給している電源ケーブルなどの配線抵抗によって電源電圧が低下するという問題が発生する。
なお、こうした配線抵抗には、上記電源ケーブルのコネクタのコンタクト抵抗、電気光学装置上の微細な配線パターンの抵抗、電気光学装置内部のケーブルやコンタクト抵抗などが含まれ、電源から全画素回路までの経路に存在する配線抵抗が対象となる。

このように、画像表示時の消費電流が増大して電源電圧が低下した場合には、発光素子の輝度が低下し、表示パターンによって輝度が変動してしまうことになる。これを、図１２〜１４を用いて説明する。

図１２は、表示パネルを構成する画素回路の駆動回路図である。発光素子であるＯＬＥＤ素子４２０は、ソース電極に電源電圧ＶＯＥＬが供給されたＰチャンネルの駆動トランジスタ４０１（Ｔｒ０）のドレイン電極に接続されて駆動される。ＯＬＥＤ素子４２０を駆動する電流Ｉｄｓは、Ｎチャンネルのスイッチング用トランジスタ４０３（Ｔｒ１）を介して書き込まれた上記駆動トランジスタ４０１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓによって決定され、Ｖｇｓはコンデンサ４１０の容量によって保持されている。また、Ｖｇｓは、外部からの階調データによって選択される階調電圧Ｖｄａｔａによって設定される。Ｎチャンネルのスイッチング用トランジスタ４０２は、ＯＬＥＤ素子４２０を発光させるタイミングでオンするようになっている。なお、Ｎチャンネルのスイッチング用トランジスタ４０２のオン電位は無視できるものとする。

図１３は、駆動Ｔｒ０の特性カーブであって、縦軸がドレイン電流である駆動電流Ｉｄｓで、横軸はソース電圧を示している。Ｔｒ０のドレイン電流Ｉｄｓは、Ｉｄｓ＝１／２β（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）² の式で表わせる関係となっている。ここで、βは移動度、ＴｔｈはＴｒ０の閾値である。ＶａとＶｂはＴｒ０のソース電圧で電源電圧ＶＯＥＬに相当し、Ｖｄａｔａは、トランジスタ４０３を介して与えられたゲート電圧である。図１３のカーブより、電源電圧ＶＯＥＬがＶａからＶｂに低下すると、Ｖｇｓは、（Ｖａ−Ｖｄａｔａ）から（Ｖｂ−Ｖｄａｔａ）に変化し、駆動電流ＩｄｓはＩａからＩｂに減少してＯＬＥＤ素子４２０の輝度が低下してしまう。

図１４は、図１３で示した輝度の変化図であり、電気光学装置の画素の総発光量が増えると、前述した理由により電源電圧ＶＯＥＬが低下し、結果として、電気光学装置全体の輝度が大きく低下してしまう様子を表している。特に、上述したＩｄｓの式により、電源電圧ＶＯＥＬが低下するに従い輝度の低下は急激となる。従って、電源電圧ＶＯＥＬの変動に対してＯＬＥＤ素子４２０の輝度が変動しないようにした駆動回路が要求される。

こうした駆動回路については、例えば、特許文献１の駆動回路が開示されている。この特許文献１の駆動回路は、発光素子の配置場所による配線抵抗の違いに起因する発光輝度の差を、点灯時間の制御によって抑えるようになっている。

特開２００４−４５６７４号公報

しかしながら、特許文献１記載の駆動回路は、複雑な制御が必要で構成が複雑になるという課題がある。
また、特許文献１記載の駆動回路は、発光素子の配置場所による配線抵抗の違いのみを対象としている。従って、電源から電気光学装置に電力を供給している電源ケーブルや電気光学装置内部のケーブルなどの配線抵抗によって発生する電圧変動には対応していないので、これらに起因する発光輝度の低下を抑えることができない。

そこで、本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、電気光学装置に供給される電源電圧の変動に対して発光素子の輝度変動が抑制された駆動回路、電気光学装置、及び電子機器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、前記電気光学装置に供給される電源電流の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、電気光学装置の電源電流の変動に基づいた電圧変動量を計測し、その計測結果を用いて発光素子の輝度の低下を抑える構成が実現できる。

また、上記目的を達成するために、電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、前記電気光学装置に供給される電源電圧の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、電気光学装置に供給される電源電圧の変動に基づいた電圧変動量を計測し、その計測結果を用いて発光素子の輝度の低下を抑える構成が実現できる。

また、前記補償回路部は、前記電気光学装置に供給される電源電圧のピーク電圧を保持する保持回路を備え、前記保持回路が保持した電圧と前記電気光学装置に供給される電源電圧との差に基づいて電源電圧の変動量を計測することを特徴とする。
この発明によれば、電源電圧の変動量を計測することが容易にでき、その計測結果を用いて発光素子の輝度の低下を抑える構成が実現できる。

また、前記階調電圧発生部は、両端に与えられた電圧を分割する電圧分割回路を備え、前記電圧分割回路の一方に前記基準電圧を与え、他方に接地電位を含む固定電圧を与えることにより、複数の階調電圧を生成することを特徴とする。
この場合には、基準電圧に基づいて、階調制御を行うための複数の階調電圧を一括的に生成することができる。

また、前記補償回路部は、第１の基準電圧および第２の基準電圧を生成し、前記階調電圧発生部は、両端に与えられた電圧を分割する電圧分割回路を備え、前記電圧分割回路の一方に前記第１の基準電圧を与え、他方に前記第２の基準電圧を与えることにより、複数の階調電圧を生成することを特徴とする。
この場合には、第１の基準電圧および第２の基準電圧に基づいて、階調制御を行うための複数の基準電圧を一括的に精度良く生成することができる。

また、前記電圧分割回路は、複数の抵抗を直列に接続して構成されたことを特徴とする。
この場合には、電圧分割回路を集積回路内に構成することが容易になる。また、その場合、複数の抵抗の抵抗値比率を高精度で実現できるので、階調制御を行うための複数の基準電圧を精度良く生成することができる。

また、前記階調電圧は、前記電圧分割回路に与えられた基準電圧そのものを含むことを特徴とする。
この場合には、電圧分割回路の構成素子を低減することができる。

また、上記目的を達成するために、電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、前記電気光学装置に供給される電源電圧または電源電流の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の駆動トランジスタを制御して階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、を備え、前記変動量に前記駆動トランジスタのゲート電圧を連動して変化させるようにしたことを特徴とする。
この場合には、発光素子の輝度の低下を抑える制御が実現できる。

また、前記駆動トランジスタのソースとゲート間の電圧を一定に保つように、前記駆動トランジスタのゲート電圧を変化させることを特徴とする。
この場合には、発光素子の輝度の低下を高精度で抑える制御が実現できる。

また、前記発光素子は有機発光ダイオード素子であることを特徴とする。
この場合には、有機発光ダイオード素子の輝度の低下が抑えられた自発光の電気光学装置を実現することができる。

次に、本発明に係る電気光学装置は、前記発光素子を行または列単位で制御する走査線ドライバと、前記発光素子を列または行単位で制御するデータ線ドライバと、上述した駆動回路とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、電気光学装置の輝度の低下を抑えることができ、更に、電気光学装置の高密度化、大画面化を実現することができる。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とし、例えば、モニタ装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、個人情報端末、電子スチルカメラ等が該当する。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜７は本発明に係る第１の実施形態を示す図である。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気光学装置１の概略構成を示すブロック図である。
電気光学装置１は、画素領域Ａ、走査線ドライバ１００、データ線ドライバ２００、電流検出回路１２、差動増幅回路１３、レベルシフタ１６、階調電圧発生回路１４を備える。電流検出回路１２、差動増幅回路１３及びレベルシフタ１６が補償回路部を構成し、その出力が基準電圧として、階調電圧発生部である階調電圧発生回路１４に入力されるようになっている。

電気光学装置１は、抵抗値Ｒｗの配線抵抗を持つ電源ケーブルＷを介して、源電圧がＶＥである電源５００から電気光学装置１に電源が供給されるようになっている。従って、電気光学装置１の電源電圧は、源電圧ＶＥより低い電源電圧ＶＯＥＬとなっている。

画素領域Ａには、Ｘ方向と平行にｍ本の書込制御線１０１及びｍ本の点灯制御線１０２が形成されている。また、Ｘ方向と直交するＹ方向と平行にｎ本のデータ線１０３が形成されている。そして、書込制御線１０１とデータ線１０３との各交差に対応して画素回路４００が各々設けられている。画素回路４００はＯＬＥＤ素子を含む。また、夫々の画素回路４００には、電源電圧ＶＯＥＬが電源供給線Ｌを介して供給される。画素回路４００の詳しい構成については図４で後述する。

制御回路３００は、Ｙクロック信号ＹＣＬＫ、Ｘクロック信号ＸＣＬＫ等のクロック信号を生成してこれらを走査線ドライバ１００及びデータ線ドライバ２００へ出力する。また、その他の制御信号ＣＯＮＴを電気光学装置１に供給している。

走査線ドライバ１００は、複数の書込制御線１０１を順次選択するための走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍを生成すると共に点灯制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍを生成する。走査信号Ｙ１〜Ｙｍ及び点灯制御信号Ｖｇ１〜Ｖｇｍは、Ｙクロック信号ＹＣＬＫに同期して順次転送することにより生成される。点灯制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍは、各点灯制御線１０２を介して各画素回路４００に各々供給される。

図２に走査信号Ｙ１〜Ｙｍと点灯制御信号Ｖｇ１〜Ｖｇｍのタイミングチャートの一例を示す。走査信号Ｙ１は、１垂直走査期間（１Ｆ）の最初のタイミングから、１水平走査期間（１Ｈ）に相当する幅のパルスであって、１行目の書込制御線１０１に供給される。以降、このパルスを順次シフトして、２、３、…、ｍ行目の書込制御線１０１の各々に走査信号Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍとして供給する。一般的にｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍを満たす整数）行目の書込制御線１０１に供給される走査信号ＹｉがＨレベルになると、当該書込制御線１０１が選択されたことを示す。また、点灯制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍとしては、例えば、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍの論理レベルを反転した信号を用いる。

データ線ドライバ２００は、データ線書込回路２０１と、複数のセレクタ１５から構成され、対応するデータ線１０３の各々に対し階調信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘｎを供給する。階調信号Ｘ１〜Ｘｎは階調輝度を指示する電圧信号として与えられる。

データ線書込回路２０１は、シフトレジスタ（図示せず）及びラッチ回路（図示せず）を備える。シフトレジスタは、Ｘクロック信号ＸＣＬＫに同期して階調データを順次転送し、格納する。次に、ラッチ回路は、制御回路３００より入力されるラッチ信号を用いて階調データをラッチする。これにより、シリアル形式の階調データがパラレル形式に変換され、セレクタ１５に出力される。

セレクタ１５は、ｎ本のデータ線１０３に各々対応して設けられており、階調電圧発生回路１４と連携して階調データをデジタル信号からアナログ信号に変換し、階調信号Ｘ１〜Ｘｎとして各データ線１０３に出力する。具体的には、階調電圧発生回路１４から供給される階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱを用い、階調データに対応する基準電圧をアナログスイッチで選択して階調信号Ｘ１〜Ｘｎとして各データ線１０３に出力するようになっている。

また、本実施形態のＤ／Ａ変換の構成は、図１に示したように、１個の階調電圧発生回路１４から出力される階調電圧をｎ個のセレクタ１５が共通に使用している。階調電圧発生回路１４を共用化することによって、Ｄ／Ａ変換特性のバラツキを低減することが可能となる。

図３にレベルシフタ１６と階調電圧発生回路１４の詳細回路図を示す。レベルシフタ１６の出力が、基準電圧として階調電圧発生回路１４に入力されるようになっている。
図３（ａ）は、基準電圧として複数の基準電圧ＶＯＥＬ２とＶＯＥＬ３を用いる例であり、図３（ｂ）は、１つの基準電圧ＶＯＥＬ４を用いる例である。

まず、図３（ａ）の構成例について説明を行う。
階調電圧発生回路１４は、直列に接続されたＱ＋１個の抵抗Ｒ０〜ＲＱを備える。基準電圧ＶＯＥＬ２と、基準電圧ＶＯＥＬ２より高電位のＶＯＥＬ３が階調電圧発生回路１４に供給され、抵抗Ｒ０〜ＲＱによって分圧され、ＶＯＥＬ２とＶＯＥＬ３の電圧間のＱ種類の階調電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、…、ＶｒｅｆＱが生成される。階調データが６ビットのデータの場合、Ｑ＝６４となって、６４種類の階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱが各々対応している。セレクタ１５は、階調データに基づいて、複数の階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱの中から１つを選択して夫々の階調信号Ｘ１〜Ｘｎとして出力する。
各階調電圧は、Ｖｒｅｆ１の電圧が一番高く、Ｖｒｅｆ１からＶｒｅｆＱへの順で電圧が低くなっている。このとき、階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱの電圧は、抵抗Ｒ０〜ＲＱの夫々の相対的な抵抗値の比によって規定され、所望のガンマ特性を実現するために各抵抗には夫々異なる抵抗値が設定されている。

オペアンプ１７及びオペアンプ１７に接続された抵抗値Ｒａ、Ｒｂの各抵抗は、レベルシフタ回路を構成し、入力端子Ｖｉｎに入力される差動電圧Ｖｄｉｆの位相を反転し、オフセット電圧Ｖｆを加算した電圧を基準電圧ＶＯＥＬ２として出力する。また、オペアンプ１８及びオペアンプ１８に接続された抵抗値Ｒａ、Ｒｂの各抵抗は、もう一つのレベルシフタ回路を構成し、入力端子Ｖｉｎに入力される差動電圧Ｖｄｉｆの位相を反転し、オフセット電圧Ｖｈを加算した電圧を基準電圧ＶＯＥＬ３として出力する。この回路が図１のレベルシフタ１６に相当する。
なお、オフセット電圧は、Ｖｈ＞Ｖｆの電位として設定を行うので基準電圧もＶＯＥＬ３＞ＶＯＥＬ２の関係となっている。
２つのオフセット回路には同一の差動電圧Ｖｄｉｆが入力され、抵抗値比で規定される増幅率＝Ｒｂ／Ｒａも同一となっているので、上記の基準電圧ＶＯＥＬ２と基準電圧ＶＯＥＬ３は、差動電圧Ｖｄｉｆの変化に対して同一極性、同一振幅で連動して変化する。従って、基準電圧ＶＯＥＬ２とＶＯＥＬ３の電位差は差動電圧Ｖｄｉｆに依らず一定となる。なお、差動電圧Ｖｄｉｆの生成については図５において後述する。

このように、レベルシフタ１６は、同一方向に同一振幅で変化する基準電圧ＶＯＥＬ２とＶＯＥＬ３を階調電圧発生回路１４に与えるようになっているので、夫々の階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱが差動電圧Ｖｄｉｆに連動して同じ電圧幅で変化する。
差動電圧Ｖｄｉｆを正の電圧とし、差動電圧Ｖｄｉｆの絶対値がオフセット電圧Ｖｆ、Ｖｈより小さい条件において、基準電圧ＶＯＥＬ２はオフセット電圧Ｖｆを基準に差動電圧Ｖｄｉｆが大きくなるに従って減少する。また、基準電圧ＶＯＥＬ３はオフセット電圧Ｖｈを基準に差動電圧Ｖｄｉｆが大きくなるに従って減少する。

次に、図３（ｂ）の構成例について説明を行う。
階調電圧発生回路１４は、直列に接続されたＱ＋１個の抵抗Ｒ０〜ＲＱを備えている。階調電圧発生回路１４の構成と動作は図３（ａ）と同じである。階調電圧発生回路１４に供給された基準電圧ＶＯＥＬ４が、抵抗Ｒ０〜ＲＱによって分圧され、Ｑ種類の階調電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、…、ＶｒｅｆＱが生成される。

オペアンプ１９及びオペアンプ１９に接続された抵抗値Ｒｃ、Ｒｄの各抵抗器は、レベルシフタ回路を構成し、入力端子Ｖｉｎに入力される差動電圧Ｖｄｉｆの位相を反転し、オフセット電圧Ｖｋを加算した電圧を基準電圧ＶＯＥＬ４として出力する。この回路が図１のレベルシフタ１６に相当する。

差動電圧Ｖｄｉｆを正の電圧とし、差動電圧Ｖｄｉｆの絶対値がオフセット電圧Ｖｋより小さい条件において、基準電圧ＶＯＥＬ４はオフセット電圧Ｖｋを基準に差動電圧Ｖｄｉｆが大きくなるに従って減少する。
このように、レベルシフタ１６は、差動電圧Ｖｄｉｆに基づく基準電圧ＶＯＥＬ４を階調電圧発生回路１４に与えるようになっているので、夫々の階調電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆＱが差動電圧Ｖｄｉｆに連動して変化する。
なお、階調電圧発生回路１４の低電圧側を接地電位とし、高電位側に基準電圧ＶＯＥＬ４を与える方法とは逆に、階調電圧発生回路１４の低電圧側に基準電圧ＶＯＥＬ４を与え、高電位側に固定電圧を与える構成にしてもよい。この場合、差動電圧Ｖｄｉｆに基づく階調電圧の電圧変化幅をＶｒｅｆ１側よりＶｒｅｆＱ側で大きく与えることができる。

上記の図３（ａ）、図３（ｂ）で説明したように、差動電圧Ｖｄｉｆに基づく基準電圧を階調電圧発生回路１４に与えることによって複数の階調電圧を生成している。
ここで、階調電圧発生回路１４が出力する階調電圧の中に基準電圧を含んでいても構わない。基準電圧を階調電圧の１つとして使用することによって、階調電圧発生回路１４の抵抗を削減することが可能になる。例えば、基準電圧ＶＯＥＬ３やＶＯＥＬ４を階調電圧Ｖｒｅｆ１に用いることによって、抵抗Ｒ０を削減することができる。また、ＲＱについても同様である。

次に、画素回路４００について説明する。図４に、画素回路４００の回路図を示す。同図に示す画素回路４００は、図１のｉ行ｊ列目に対応するものであり、３個の薄膜トランジスタＴＦＴ４０１〜４０３と、容量素子４１０と、ＯＬＥＤ素子４２０とを備える。

駆動トランジスタであるＴＦＴ４０１は、ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタであり、ＴＦＴ４０２、４０３はｎチャネル型のＭＯＳトランジスタである。ＴＦＴ４０１のソース電極は電源供給線Ｌに接続される一方、そのドレイン電極はＴＦＴ４０２のドレイン電極に接続される。
容量素子４１０の一端はＴＦＴ４０１のソース電極に接続される一方、その他端は、ＴＦＴ４０１のゲート電極及びＴＦＴ４０３のドレイン電極にそれぞれ接続される。また、ＴＦＴ４０３のゲート電極は書込制御線１０１に接続される。一方、ＴＦＴ４０２のゲート電極は点灯制御線１０２に接続され、そのソース電極はＯＬＥＤ素子４２０の陽極に接続される。ＴＦＴ４０２のゲート電極には、点灯制御線１０２を介して点灯制御信号Ｖｇｉが供給される。なお、ＯＬＥＤ素子４２０の陰極は、画素回路４００のすべてにわたって共通の電極であり、電源における低位（基準）電位となっている。

このような構成において、走査信号ＹｉがＨレベルになると、ｎチャネル型ＴＦＴ４０３がオン状態となるので、データ線ドライバ２００から出力されるＶｄａｔａと電源電圧ＶＯＥＬの電位差が容量素子４１０に蓄積される。

走査信号ＹｉがＬレベルになると、ＴＦＴ４０３はオフ状態となり、ＴＦＴ４０１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、電圧Ｖｄａｔａが与えられたときの電圧に保持される。また、走査信号ＹｉがＬレベルになると同時に点灯制御信号ＶｇｉがＨレベルとなり、ＴＦＴ４０２がオンし、ＴＦＴ４０１のソース・ドレイン間には、そのゲート・ソース電圧に応じた注入電流Ｉoledが流れる。詳細には、この電流は、電源供給線Ｌ→ＴＦＴ４０１→ＴＦＴ４０２→ＯＬＥＤ素子４２０という経路で流れる。

ここで、ＯＬＥＤ素子４２０に流れる注入電流Ｉoledは、ＴＦＴ４０１のゲート・ソース間電圧で設定されるＴＦＴ４０１の動作点で定まる。そのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、走査信号ＹｉがＨレベル時に、Ｖｄａｔａと電源電圧ＶＯＥＬの電位差によって容量素子４１０に保持された電圧である。このように、画素回路４００は、電圧プログラム方式によって制御され、階調信号Ｘ１〜Ｘｎの電圧Ｖｄａｔａによって発光輝度を規定している。

図５は、図１に示した電流検出回路１２と差動増幅回路１３の詳細回路図である。これらは、オペアンプとそれに付随する各抵抗で構成され、図３で説明したレベルシフタ１６に供給する差動電圧Ｖｄｉｆを生成する。

まず、電源供給線Ｌを流れる電源電流ＩＥＬが小さな抵抗値ｒをもつ抵抗１１に流れ、抵抗１１の両端の電圧がボルテージフォロワー接続のオペアンプ２０と２１を介して、抵抗Ｒｅ、抵抗Ｒｆ、オペアンプ２２によって構成される差動増幅回路に夫々入力される。ここでは差動増幅回路の増幅率＝１に設定してあり、オペアンプ２２の出力Ｖ０には、電源電流ＩＥＬが抵抗１１に流れることによって生じた電位差が差動電圧Ｖｄｉｆとして得られる。
ここで、ボルテージフォロワー接続のオペアンプ２０と２１の回路は電源電流ＩＥＬの流れ込みを防止するために設けたものであって、その配慮がなされた設計であれば必ずしも必要ではない。

図６は、本実施形態の駆動トランジスタの動作説明図であって、図１３の特性カーブと同様な説明を行う。縦軸のＭＯＳトランジスタ４０１（Ｔｒ０）のドレイン電流Ｉｄｓは、Ｉｄｓ＝１／２β（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）² の式で表わせる関係となっている。ここで、βは移動度、ＴｔｈはＴｒ０の閾値である。ＶａとＶｂはＴｒ０のソース電圧で、ＶｄａｔａαとＶｄａｔａβは、ＭＯＳトランジスタ４０３を介して与えられたＴｒ０ゲート電圧である。

電源供給線Ｌの電源電圧ＶＯＥＬが低下すると、図６の横軸（ソース電圧）は、Ｖａ（図の黒丸）からＶｄｉｆ分だけ電圧が低下し、Ｖｂ（図の白丸）となる。このとき、階調電圧発生回路１４の基準電圧がそれに連動して変化し、Ｔｒ０のゲート電圧もＶｄａｔａαからＶｄａｔａβにＶｄｉｆの電位差が減少する。Ｔｒ０のＶｇｓは、（ソース電圧―Ｖｄａｔａ）であり、（Ｖａ―Ｖｄａｔａα）と（Ｖｂ―Ｖｄａｔａβ）は変動しないので、ソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓを一定にすることができる。

図７は、ＯＬＥＤ素子４２０の輝度低下を補償する効果を示したグラフである。横軸は表示パネル全体の総発光量を示し、ほぼ電気光学装置の消費電流に比例している。縦軸は、ＶＯＥＬ、Ｖｄａｔａの電圧値及び表示パネルの輝度を示している。レベルシフタ１６が、図３（ａ）の構成の場合には、基準電圧ＶＯＥＬ２とＶＯＥＬ３がＶｄｉｆに連動して変化し、図３（ｂ）の構成の場合には、基準電圧ＶＯＥＬ４がＶｄｉｆに連動して変化する。

図７（ａ）は、ＶｄｉｆとＶｄａｔａの変化量ΔＶｄａｔａとが等しくなるよう制御した場合である。ソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓは一定であるので駆動電流Ｉｄｓの変動も無くなり、ＯＬＥＤ素子４２０の輝度低下を補償できる。

図７（ｂ）は、ＶｄｉｆとＶｄａｔａの変化量とΔＶｄａｔａとは等しくないが、ＶｄｉｆとＶｄａｔａが連動して制御した場合である。図７（ａ）より効果は小さくなるが、ソース電圧ＶＯＥＬが変動しても駆動電流Ｉｄｓの変動は小さくなり、ＯＬＥＤ素子４２０の輝度低下を補償できる。電気光学装置の用途によっては問題ないレベルとして電気光学装置に供することができる。

このようにして、本実施形態では、電流検出回路１２と差動増幅回路１３とにより、電気光学装置１の電源電流ＩＥＬの変動量を計測して、電源電圧ＶＯＥＬの変動量である差動電圧Ｖｄｉｆを生成する。この差動電圧Ｖｄｉｆに基づいてレベルシフタ１６が基準電圧を生成し、発光輝度の階調を画素回路４００に書込むための階調電圧を生成する階調電圧発生回路１４に供給する。階調電圧は画素回路４００の駆動トランジスタのゲート電極にＶｄａｔａとして与えられ、Ｖｄａｔａは電源電圧ＶＯＥＬの変動量と連動しているので、駆動トランジスタのソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓが変化しないように補償される。
これにより、電気光学装置１の電源電流ＩＥＬの増加によって電源電圧ＶＯＥＬが低下しても表示パネルの輝度が低下しないようになっている。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図８は、本発明に係る第２の実施形態を示す図であって、上記第１の実施形態と異なるのは、電気光学装置の電源の変動量を計測するための回路構成にある。本実施形態では、電源電圧の変動量を計測するようになっている。以下、上記第１の実施形態と異なる部分について説明し、上記第１の実施形態と重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る電気光学装置２の概略構成を示すブロック図である。
電気光学装置２は、画素領域Ａ、走査線ドライバ１００、データ線ドライバ２００、及び電圧設定回路４０、差動増幅回路１３、レベルシフタ１６、階調電圧発生回路１４を備えている。電圧設定回路４０、差動増幅回路１３及びレベルシフタ１６が補償回路部を構成し、その出力が基準電圧として、階調電圧発生部である階調電圧発生回路１４に入力されるようになっている。

電圧設定回路４０は、予め設定した予定電源電圧を出力し、差動増幅回路１３の一方の入力端子に入力される。差動増幅回路１３の他方の入力端子には電源電圧ＶＯＥＬが入力されているので、差動増幅回路１３は電源電圧ＶＯＥＬの変動量である差動電圧Ｖｄｉｆをレベルシフタ１６に出力することができる。
予定電源電圧としては、電気光学装置２が無負荷の場合の電圧を用いることができる。なお、レベルシフタ１６の出力電圧極性が負にならないように、予定電源電圧を無負荷の電圧に対し少し高めの電圧にしておくことが好ましい。

電圧設定回路４０の構成としては、固定電圧を可変抵抗器で調整するアナログ方式であっても、ＲＡＭなどのメモリとＤ／Ａ変換器によって電圧を出力させるデジタル方式であってもよい。

このようにして、本実施形態では、電圧設定回路４０と差動増幅回路１３とにより、電気光学装置２の電源電圧ＶＯＥＬの変動量を計測して、差動電圧Ｖｄｉｆを生成する。この差動電圧Ｖｄｉｆに基づいてレベルシフタ１６が基準電圧を生成し、発光輝度の階調を画素回路４００に書込むための階調電圧を生成する階調電圧発生回路１４に供給する。階調電圧は画素回路４００の駆動トランジスタのゲート電極にＶｄａｔａとして与えられ、Ｖｄａｔａは電源電圧ＶＯＥＬの変動量と連動しているので、駆動トランジスタのソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓが変化しないように補償される。
これにより、電気光学装置２の電源電流ＩＥＬの増加によって電源電圧ＶＯＥＬが低下しても表示パネルの輝度が低下しないようになっている。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図９は、本発明に係る第３の実施形態を示す図であって、上記第２の実施形態と異なるのは、電気光学装置の電源の変動量を計測するための回路構成にある。本実施形態では、第２の実施形態と同様に電源電圧の変動量を計測するにあたりピークホールド回路を用いて、電源電圧の変動量を計測するようになっている。以下、上記第２の実施形態と異なる部分について説明し、上記第２の実施形態と重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る電気光学装置２の概略構成を示すブロック図である。
電気光学装置２は、画素領域Ａ、走査線ドライバ１００、データ線ドライバ２００、及びピークホールド回路４２、差動増幅回路１３、レベルシフタ１６、階調電圧発生回路１４を備えている。ピークホールド回路４２、差動増幅回路１３及びレベルシフタ１６が補償回路部を構成し、その出力が基準電圧として、階調電圧発生部である階調電圧発生回路１４に入力されるようになっている。

ピークホールド回路４２は、電源電圧ＶＯＥＬのピーク値を検出し、その値を長期間保持する。電気光学装置２の消費電流が最小になるときに電圧低下が最小とみなされ、電源電圧ＶＯＥＬが最大値となるので、ピークホールド回路４２はこの最大値を保持する。また、電気光学装置２の動作開始時には表示が行われないので消費電流が最小となり、このときの電源電圧ＶＯＥＬを自動的に最大値として保持することができる。ピークホールド回路４２は、長期間その保持電圧を保持することができるが、消費電流が少ないという条件を検出しながら所定のタイミングでピークホールドの再設定を行ってピークホールド値の検出精度を高めることができる。

ピークホールド回路４２の出力は、差動増幅回路１３の一方の入力端子に入力され、差動増幅回路１３の他方の入力端子には電源電圧ＶＯＥＬが入力されているので、差動増幅回路１３は電源電圧ＶＯＥＬの変動量である差動電圧Ｖｄｉｆをレベルシフタ１６に出力することができる。

ピークホールド回路４２の構成としては、オペアンプを用いてコンデンサに電圧値を記憶させるアナログ方式であっても、Ａ／Ｄ変換器で計測した電圧データをＲＡＭなどのメモリに記憶させＤ／Ａ変換器によって電圧を出力させるデジタル方式であってもよい。

このようにして、本実施形態では、ピークホールド回路４２と差動増幅回路１３とにより、電気光学装置２の電源電圧ＶＯＥＬの変動量を計測して、差動電圧Ｖｄｉｆを生成する。この差動電圧Ｖｄｉｆに基づいてレベルシフタ１６が基準電圧を生成し、発光輝度の階調を画素回路４００に書込むための階調電圧を生成する階調電圧発生回路１４に供給する。階調電圧は画素回路４００の駆動トランジスタのゲート電極にＶｄａｔａとして与えられ、Ｖｄａｔａは電源電圧ＶＯＥＬの変動量と連動しているので、駆動トランジスタのソース電圧ＶＯＥＬが変動してもＶｇｓが変化しないように補償される。
これにより、電気光学装置２の電源電流ＩＥＬの増加によって電源電圧ＶＯＥＬが低下しても表示パネルの輝度が低下しないようになっている。

なお、電気光学装置の画素数が多数の場合は、電気光学装置の構成に複数のデータ線ドライバ２００を用いることが想定される。この場合には、夫々のデータ線ドライバ２００が階調電圧発生回路１４を備え、夫々の階調電圧発生回路に対して、基準電圧の供給を行うようにしてもよい。

また、前述したレベルシフタ１６、階調電圧発生回路１４は、アナログ回路として構成例を示したが、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、デジタル回路を用いた構成にしても可能であることは言うまでもない。

（応用例）
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を適用した電子機器について説明する。図１０、図１１は電気光学装置１を用いているが、電気光学装置２を用いても同等であることは言うまでもない。
図１０に、電気光学装置１を適用したモニタ装置の構成を示す。モニタ装置１０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。モニタ装置１０００は、表示用インタフェースによってパソコンやビデオ装置などの情報処理装置からの静止画や動画の情報を入力し、電気光学装置１に表示する。モニタ装置１０００の電源は、モニタ装置１０００の外部に設置されていても、モニタ装置１０００が内蔵していてもよい。この電気光学装置１はＯＬＥＤ素子４２０を用いるので、大画面の画像を広い視野角で見易く表示できる。

図１１に、電気光学装置１を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。この電気光学装置１はＯＬＥＤ素子４２０を用いるので、広い視野角で見易い画面を表示できる。

なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図１０〜１１に示すものの他、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビューファインダ型や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等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置が適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る電気光学装置のブロック図。 走査信号と点灯制御信号のタイミングチャート。 レベルシフタと階調電圧発生回路の詳細回路図。（ａ）は２の基準電圧を用いた場合を示し、（ｂ）は１つの基準電圧を用いた場合を示す。 画素回路の回路図。 電流検出回路と差動増幅回路の詳細回路図。 駆動トランジスタの動作説明図。 発明の効果を示すグラフ。 本発明の第２の実施形態に係る電気光学装置のブロック図。 本発明の第３の実施形態に係る電気光学装置のブロック図。 本発明の電気光学装置を適用したモニタ装置の正面図。 本発明の電気光学装置を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図。 画素回路の駆動回路図。 駆動トランジスタの特性カーブ。 図１３で示した輝度の変化図。

符号の説明

１，２…電気光学装置、１２…電流検出回路、１３…差動増幅回路、１４…階調電圧発生回路、１５…セレクタ、１６…レベルシフタ、４０…電圧設定回路、４２…ピークホールド回路、１００…走査線ドライバ、１０１…書込制御線、１０２…点灯制御線、１０３…データ線、２００…データ線ドライバ、３００…制御回路、４００…画素回路、４２０…発光素子としてのＯＬＥＤ素子、５００…電源、Ａ…画素領域、Ｌ…電源供給線、ＶＥ…電源の源電圧、ＶＯＥＬ…電源供給線の電源電圧、ＶＯＥＬ２，ＶＯＥＬ３，ＶＯＥＬ４…基準電圧。

Claims (12)

1. 電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、
   前記電気光学装置に供給される電源電流の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、
   前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、
   を備えることを特徴とする駆動回路。
2. 電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、
   前記電気光学装置に供給される電源電圧の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、
   前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、
   を備えることを特徴とする駆動回路。
3. 前記補償回路部は、前記電気光学装置に供給される電源電圧のピーク電圧を保持する保持回路を備え、
   前記保持回路が保持した電圧と前記電気光学装置に供給される電源電圧との差に基づいて電源電圧の変動量を計測することを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
4. 前記階調電圧発生部は、両端に与えられた電圧を分割する電圧分割回路を備え、
   前記電圧分割回路の一方に前記基準電圧を与え、他方に接地電位を含む固定電圧を与えることにより、複数の階調電圧を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動回路。
5. 前記補償回路部は、第１の基準電圧および第２の基準電圧を生成し、
   前記階調電圧発生部は、両端に与えられた電圧を分割する電圧分割回路を備え、
   前記電圧分割回路の一方に前記第１の基準電圧を与え、他方に前記第２の基準電圧を与えることにより、複数の階調電圧を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動回路。
6. 前記電圧分割回路は、複数の抵抗を直列に接続して構成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の駆動回路。
7. 前記階調電圧は、前記電圧分割回路に与えられた基準電圧そのものを含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の駆動回路。
8. 電気光学装置の駆動を行う駆動回路であって、
   前記電気光学装置に供給される電源電圧または電源電流の変動量を計測し、計測された前記変動量に基づいて基準電圧を生成する補償回路部と、
   前記基準電圧に基づいて前記電気光学装置に設けられた発光素子の駆動トランジスタを制御して階調制御を行うための階調電圧を生成する階調電圧発生部と、
   を備え、前記変動量に前記駆動トランジスタのゲート電圧を連動して変化させるようにしたことを特徴とする駆動回路。
9. 前記駆動トランジスタのソースとゲート間の電圧を一定に保つように、前記駆動トランジスタのゲート電圧を変化させることを特徴とする請求項８に記載の駆動回路。
10. 前記発光素子は有機発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の駆動回路。
11. 前記発光素子を行、または列単位で制御する走査線ドライバと、
    前記発光素子を列、または行単位で制御するデータ線ドライバと、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の駆動回路と、
    を備えたことを特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１１に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
    

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