JP4972401B2 - 有機el駆動回路 - Google Patents
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Description
有機EL表示パネルの各有機EL素子(以下OEL素子)は、ブラウン管と同様に表示データの値に対して輝度が直線的な関係にはなく、表示3原色のR,G,Bの材料による素子特性に応じた曲線になる。そこで、有機EL表示装置を使用する周囲の環境が変わると画質が変化し、有機EL表示パネルが高解像度になればなるほど、この画質の変化が目立ってくる。そのためにγ補正をすることが必要になる。
なお、このγ補正としては、カラムラインの端子ピンへ駆動電流を出力する出力回路(出力段電流源)の負荷抵抗を直列抵抗回路として、抵抗選択によりγ補正をする発明を出願人は出願している(特許文献1)。
特許文献1:特開2003−288051号公報
通常、γ補正をする場合には、ドライバ等でソフトウエア処理により前記のD/Aに設定する表示データをγ補正に対応する補正をすることが考えられるが、4ビット〜6ビット程度のD/Aでは、γ補正ができない問題がある。そのため、特開2003−288051号では、出力段電流源にγ補正回路をピン対応に設けている。
しかし、出力段電流源の負荷抵抗を直列抵抗回路とするγ補正回路では、負荷抵抗値を選択するための抵抗とスイッチ回路が多くなる。この負荷抵抗によるγ補正回路は、消費電力の低減という点からみるとそれに逆行するので、負荷抵抗によるγ補正はせずに電流駆動回路の占有面積を抑える別のγ補正回路が要請される。
この発明の目的は、このような要請に応えるものであって、端子ピン対応に設けられるγ補正回路の占有面積を抑えることが可能な有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
リセットをするためにリセットパルスを受けて端子ピンを所定の電位ラインに接続するスイッチ回路と、OEL素子の輝度をγ補正するために表示データを受けて表示データに応じてOEL素子の発光期間を補正するための補正データを生成する補正データ生成回路と、第1のタイミングコントロール信号と補正データとを受けてγ補正に応じたパルス幅のリセットパルスを発生するリセットパルス発生回路とを備えるものであって、
補正データ生成回路は、表示データを補正データに変換するデータ変換回路であり、第1のタイミングコントロール信号は、表示期間をγ補正をする場合の一番短い表示期間か、それ以下に設定して表示期間とリセット期間とを切り分ける信号であり、リセットパルス発生回路は、第1のタイミングコントロール信号を受けて所定時間順次遅延させた複数の第2のタイミングコントロール信号を発生する遅延回路と、複数の第2のタイミングコントロール信号と第1のタイミングコントロール信号と補正データとを受けて補正データに応じて複数の第2のタイミングコントロール信号の1つを選択する選択回路とを有し、選択された第2のタイミングコントロール信号の前縁を前縁とし、後縁を第1のタイミングコントロール信号としたリセットパルスを発生するものである。
定電圧リセットは、水平走査の帰線期間に相当するリセット期間RTに行われ、このときの表示期間Dは、水平1ラインの水平走査期間に相当する。そこで、表示期間Dとリセット期間RTの切り分けが表示期間D+リセット期間RTに対応する周期(水平走査周波数相当)のタイミングコントロールパルスTP(図6(j)参照)により行われる。なお、図6は、各端子ピンに流す電流駆動波形とこれを発生するタイミング信号の説明図である。
これについて説明すると、図6(a)は、各制御信号のタイミングの基本となる同期クロックCLKであり、図6(b)は、ピクセルカウンタのカウントスタートパルスCSTPであり、ピクセルカウンタのカウント値が図6(c)に示されている。図6(d)は、表示開始パルスDSTPであり、図6(e)がR(赤)についてのリセットパルスRSRである。
このリセットパルスRSRは、表示期間とリセット期間の切り分けの基準タイミングを発生するタイミングコントロールパルスTPにより生成される。
タイミングコントロールパルスTPは、カラム側の駆動において帰線期間にカラムピンを介してOEL素子をリセットあるいはプリチャージ(定電圧リセット)するパルスという点で使用されればパッシブマトリックス型の有機ELパネルの駆動におけるリセットコントロール信号と同じ信号である。
図6(e)のリセットパルスRSRは、表示期間とリセット期間の切り分けが基準タイミングとなっているので、このリセットパルスRSRは、タイミングコントロールパルスTPあるいはリセットコントロールパルス(リセットコントロール信号)と同じものになる。このことは、タイミングコントロールパルスTPから生成されるG(緑),B(青)の同様なリセットパルスについても同じである。だたし、G,Bそれぞれのリセット期間は、Rと違っていてもよい。
そこで、この発明のγ補正回路は、リセット期間の制御回路として設けられる。その結果、タイミング制御によりγ補正が可能になるので、γ補正回路の占有面積を抑えることができる。
また、前記した補正データ生成回路をデータ変換ROMにすれば、γ補正値の選択も単にデータ変換ROMに記憶すればよく、しかも、データ変換ROMは、各カラムピンに個別に設ける必要はないので、その分、γ補正回路の占有面積を抑えることが可能になる。
図1において、10は、有機ELパネルにおける有機EL駆動回路としてのカラムICドライバ(以下カラムドライバ)である。このカラムドライバ10は、基準電流発生回路1と、R(赤)に対応して設けられたR−基準電流生成回路2Rと、G(緑)に対応して設けられたG−基準電流生成回路2G、そして、B(青)に対応して設けられたB−基準電流生成回路2Bとを有している。
各基準電流生成回路2R,2G,2Bは、それぞれ基準電流発生回路1から基準電流Irefを入力段として設けられたカレントミラー回路で受けてそれぞれの表示色に対応した基準電流Ir,Ig,Ibを生成する。そして、ここで生成された基準電流Ir,Ig,Ibでカレントミラー回路(基準電流分配回路)3R,3G,3B(3G,3Bは図示せず)の入力側トランジスタをそれぞれに駆動し、これらのカレントミラー回路により各出力端子(Rについての出力端子XR1〜XRm)に生成した基準電流Ir,Ig,Ibをそれぞれに分配する。
なお、G−基準電流生成回路2G、B−基準電流生成回路2Bにそれぞれ接続されるカレントミラー回路3G,3Bは、R−基準電流生成回路2Rが接続されているカレントミラー回路3Rと同様な構成であるので、特に図示してはいない。
以下では、R−基準電流生成回路2Rとカレントミラー回路3を中心とするRについて電流駆動系について説明する。G−基準電流生成回路2GとB−基準電流生成回路2Bとのそれぞれのカレントミラー回路、そしてこれらの電流駆動系については割愛する。
カレントミラー回路3は、入力側のPチャネルMOSFETトランジスタTraと、これとカレントミラー接続される出力側のPチャネルMOSFETトランジスタTrb〜Trnとを有していて、トランジスタTrb〜Trnのソースは、電源ライン+VDD(=+3V)に接続されている。
トランジスタTrb〜Trnのドレインは、D/A4R,4R…に接続され、それぞれのドレインからの出力電流Irは、D/A4Rの基準駆動電流とされる。
各D/A4Rは、カレントミラー回路で構成され、その入力側トランジスタに出力電流Irを受ける。そして、MPU11からレジスタ6、ライン8bを介して表示データDATをカレントミラーの出力側トランジスタに受けて基準駆動電流Irを表示データ値分電流増幅してそのときどきのOEL素子の表示輝度に応じた駆動電流を出力側に生成し、この駆動電流に応じてそれぞれに出力段電流源5Rを駆動する。
カレントミラー回路50は、Pチャネルの入力側トランジスタQP1とPチャネルの出力側トランジスタQP2とにより構成され、トランジスタQP1,QP2のソース側は、共通に電源ライン+Vcc(電圧ライン+Vccの電圧>電圧ライン+VDDの電圧)に接続されている。トランジスタQP1のドレインは、ゲートにダイオード接続され、さらにD/A4Rの出力端子に接続されてD/A4Rにより駆動される。トランジスタQP2のドレインは、各出力端子XR1〜XRnのうち自己に対応する1つに接続されている。
これにより、各出力段電流源5Rは、Rについてのカラム側の出力端子XR1〜XRnを介して駆動電流iを有機ELパネルの各OEL素子9の陽極に出力する。
スイッチ回路52は、Rについての出力端子XR1〜XRnに対応にそれぞれ設けられたリセットスイッチであって、PチャネルMOSトランジスタQP3で構成されている。各出力段電流源5RのトランジスタQP3のソースは、各出力端子XR1〜XRnのうち自己に対応する1つの端子に接続されている。各出力段電流源5Rの各トランジスタのQP3のドレインは、ツェナーダイオードDZRを介してグランドGNDに接続されている。各トランジスタQP3のゲートは、自己の出力段電流源5Rに設けられたγ補正リセットパルス発生回路51からゲート駆動信号を受け、それによりそのトランジスタQP3はONとなって、自己が接続されている出力端子を定電圧VzRに設定して、出力端子に接続されているOEL素子9の端子電圧をリセットする。
リセット期間RTにスイッチ回路52がONになると、ツェナーダイオードDZRの持つ定電圧VZRにOEL素子9の陽極側が設定されるので、OEL素子9の発光は停止し、その陽極側が所定の電圧にプリチャージされる。このとき、発光しているOEL素子9の陰極側は、垂直方向(ローライン)の走査によりグランドGNDに接続されている。
なお、図1に示すように、各出力端子XR1〜XRnは、有機ELパネルの各カラムピンに対応していて、これらが接続された状態では1つになっている。そこで、ここでは、出力端子とカラムピンとは特に区別していない。
制御信号Sは、ピクセルカウンタのカウントタイミングで発生するものであって、ピクセルカウンタは、コントロール回路12に内蔵され、図6(b)に示すカウントスタートパルスCSTPを受けてカウントを開始する。
データ変換回路7のデータ変換は、あるタイミングで入力された表示データ値Diがデータ変換回路7のアドレス値とされて、表示データ値Diに応じてアドレスがアクセスされて、そのアドレスDiに記憶されている補正データTDiが出力されることによる。 出力された補正データTDiは、リセット期間RTの開始タイミングを決定すると同時に表示期間Dの終了タイミングを決定する。
横軸は、表示データ値であり、縦軸は、出力端子から発生する平均駆動電流値[μA]である。
点線Aは、表示期間D(=発光期間)を所定の一定値DTにした場合の出力段電流源の平均出力電流値であり、γ=1.0のものである。この場合、縦軸の平均出力電流値とOEL素子9の発光期間Dにおけるトータル輝度は対応しているものとする。
これに対して実線で示す線Bは、γ=2.0に対応する平均出力電流値である。そこで、点線Aと実線Bの駆動電流値の差ΔIに対応した平均出力電流のOFF期間を表示期間DTに設ければ、γ=2.0に補正することができる。それは、発光輝度と表示期間とは実質的に対応する関係にあるからである。
ここで、表示期間をγ補正するクロックカウント数で表した期間TDiは次の関係式から求められる。
γ補正された表示期間Tは、
T=DT×b/a …(1)
γ補正期間Tγは、
Tγ=DT−DT×b/a=DT(1−b/a)…(2)
γ補正期間Tγのクロック数Dγiは、
Dγi=Tγ/td (i=0〜63) …(3)
γ補正された表示期間Tのクロック数TDiは、
TDi=TDr−Dγi …(4)
となる。
なお、式(4)は、γ補正をしないときの表示期間DTに対して表示開始時点から出力段電流源5Rの出力電流をOFFするまでの期間(γ補正した表示期間)をクロック数TDiで示したものである。これは、γ補正をしないときの表示期間DTの表示開始時点からリセット開始までの期間、すなわち、図6(e)の表示開始時点からリセット開始時点までの表示期間D、この表示期間Dを基準として表示開始時点からのカウント値としてγ補正された基準となる前記表示期間Dより短い表示期間を算出する式である。
ROMの表示データDiのアドレスに補正データTDiが記憶されることで、各表示データDiに対応する補正データTDiを得て、γ=2.0のときの表示期間についてγ補正が行われる。ただし、i=0〜63は表示データが6ビットの場合である。
データ変換回路7のROMには、多数のγ補正に応じてデータを各領域に記憶しておき、γ補正値を各領域の先頭アドレスで選択できるようにする。これにより先頭アドレスの選択で種々のγ補正を行うことができる。しかも、このデータ変換回路7のROMは、Rについての各出力端子XR1〜XRnに対して1個設けられればよい。
そして、コントロール回路12から送出されるクロックCLKを受けてタイミングコントロールパルスTP(図6(e)参照)の立下がりタイミングで補正データTDiをクロックCLKの立下がりに応じてカウントダウンすることを開始してそれが“0”になったときに出力を発生する。
その出力の立上がり出力がトリガ信号としてフリップフロップ54に入力される。フリップフロップ54のデータ入力端子Dは、プルアップされている。そこで、プリセットカウンタ53の立上がり出力を受けると、データ“1”がフリップフロップ54にセットされ、そのQ出力がリセットパルスRSRとしてトランジスタQP3のゲートにインバータ55を介して送出される。なお、この場合、インバータ55を介すことなく、フリップフロップ54のQバー出力を利用してもよい。
フリップフロップ54は、リセット端子Rにコントロール回路12のタイミング信号発生回路12aが発生する表示開始パルスDSTPを受けてその立上がりタイミングでリセットされ、リセットパルスRSRが停止する。
なお、プリセットカウンタ53のカウント値が“0”のときにはタイミングコントロールパルスTPの立下が信号がそのままフリップフロップ54にトリガ信号として入力される。
図6(e),(h),(i)に示すリセットパルスRSRは、前記した式(3)、(4)に示されるように、表示データDATの値に対応してγ補正されたタイミングで立上がり、表示開始パルスDSTPを受けて立下がる。そして、あらかじめ決定されている表示期間D+リセット期間RTに対応する周期(タイミングコントロール信号の周期=水平走査周波数)で発生する。
先の図1の実施例では、水平1ラインの走査期間に相当する表示期間と前記水平1ラインの帰線期間に相当するリセット期間とを切り分けるためのタイミングコントロール信号で決定されるリセット期間を基準にしてγ補正に応じてリセット期間の長さを手前側に伸ばすタイミング制御をしている。この実施例では、タイミングコントロール信号で切り分けられる表示期間をγ補正をする場合の一番短い表示期間に設定しておき、これのリセット期間を基準として、このリセット期間の長さをγ補正に応じて手前側を削って短くするタイミング制御をする例である。
γ補正リセットパルス発生回路51aは、n段のシフトレジスタ56と、セレクタ57、2入力アンドゲート58、3ビットのレジスタ59、そしてインバータ60,61とからなる。n段のシフトレジスタ56は、タイミング信号発生回路12aからタイミングコントロールパルスTPと、インバータ60を介してクロックCLKとを受けて、クロックCLKの立下がりタイミングで、各段に図4(a)に示すような出力波形を発生する。
なお、図示して説明する都合上、図4(a)は、nを4として4段のシフトレジスタ56とし、その各段のフリップフロップをQ1〜Q4とした場合の説明である。実際には、γ補正する最大期間分として、n=32程度は必要になる。Q1〜Q4の各段の出力信号は、シフトレジスタ56の各段に入力されるクロックCLKの立下がりに応じて発生し、Q2〜Q4は、初段Q1の立上がりから1乃至数クロックCLK分遅延した出力となっている。なお、初段Q1の立上がりタイミングは、図6(j)に示すタイミングコントロールパルスTPの立上がりからこれに同期するクロックCLKが立下がるまでの期間分遅延している。
セレクタ57は、シフトレジスタ56の初段の出力信号から最終段の出力信号のそれぞれと初段への入力信号(タイミング信号発生回路12aからタイミングコントロールパルスTP)とを受けて、入力信号の1つを選択する。このセレクタ57の入力信号の選択は、レジスタ59に設定されたTDiに応じて行われる。ここで、選択された入力信号は、2入力のアンドゲート58の一方に入力される。アンドゲータ58の他方の入力にはシフトレジスタ56の入力信号として図6(j)に示すタイミングコントロールパルスTPが入力されている。
この場合のタイミングコントロールパルスTPは、立下がりがタイミングが表示開始位置に固定されているが、立上がりタイミングは、γ補正をする場合の一番短い表示期間Dよりも少なくとも半ロック分以上手前に設定されている。この図6(j)のタイミングコントロールパルスTPは、この図6(e)の通常のタイミングコントロールパルスTPから生成する。
図6(j)のタイミングコントロールパルスTPは、表示期間Dをγ補正をする場合の一番短い表示期間か、それ以下に設定して表示期間Dとリセット期間RTとを切り分ける信号になっている。これにより逆にリセット期間RTがγ補正をする場合の一番長い期間かそれ以上に設定される。
なお、レジスタ59に設定するデータ値TDiは、
TDi=TDir−Dp …(5)
ただし、TDirは、式(4)で算出されたクロック数TDiであり、Dpは、図6(j)のタイミングコントロールパルスTPが立上がるまでのはクロック数である。したがって、データ変換回路7のに記憶される補正データは、式(4)に従うTDi(=TDir)ではなく、式(5)に従って算出されたTDiとなる。
説明を簡単にするために、シフトレジスタ56を4段構成とし、TDiを3ビットとすると、レジスタ56にセットされる3ビットの補正データTDiは、0〜4までの値とされ、その数値が出力段数に対応している。したがって、リセットパルス発生回路3Rのレジスタ56に設定された3ビットの補正データTDiを”011”で「3」とすると、図4(b)に示すように、Q3の出力が選択されて、アンドゲート54の出力は、図4(b)に示すように、初段Q1の出力から2クロック分遅延し、仮に、タイミングコントロールパルスTPからは3クロック分遅延するとする。
その結果として、図6(e)に示すようなリセットパルスRSRがリセットパルス発生回路3Rから発生する。このときには、TDi=TDr=”011”であり、これが補正がされない表示期間DTとなる。
図6(i)のリセットパルスRSRの場合は、リセットパルス発生回路3Gのレジスタ56に設定された3ビットの補正データTDiは、TDi=”010”であり、タイミングコントロールパルスTPからは2クロック分遅延する。
る。図6(h)のリセットパルスRSの場合は、リセットパルス発生回路3Bのレジスタ56に設定された3ビットの補正データTDiは、TDi=”001”であり、タイミングコントロールパルスTPからは2クロック分遅延する。
アンドゲータ58の出力は、インバータ61を介してスイッチ回路52を構成するトランジスタQP3のゲートに送出されて、アンドゲータ58の出力が“H”の期間の間、インバータ58を介して“L”がトランジスタQP3のゲートに出力されて、このトランジスタがONとなる。
また、実施例では、リセットパルスRSRの開始タイミングを図6(e)に示すタイミングコントロールパルスTPの立下がり(前縁)を基準としてクロックCLKをカウントして設定しているが、このタイミングコントロールパルスTPの周期は、一定しているので、これの立上がり(後縁)を基準としてクロックCLKをカウントして設定してもよいことはもちろんである。
2G,2R,2B…R,G,Bの各基準電流分配回路、
3,3G,3R,3B……D/A変換回路(D/A)、
4,4G,4R,4B…ピーク電流生成回路、
5,5R,5G,5B…出力段電流源、
6…プログラマブルパルス幅パルス発生回路、
6…レジスタ、
7…データ変換回路(ROM)、
9,9G1,9R1,9B1,9G2,9R2…ピン、
10…カラムICドライバ、
12…MPU、12…コントロール回路、
50…出力段カレントミラー回路、
51,51a…γ補正リセットパルス発生回路、
52…スイッチ回路、53…プリセットカウンタ、
54…フリップフロップ、
55、60,61…インバータ、
56…シフトレジスタ、57…セレクタ、
58…2入力アンドゲート、
59…3ビットのレジスタ、
Tra〜Trn,QP1〜QP3…トランジスタ。
Claims (1)
- デジタル値の表示データをD/A変換して有機EL素子を電流駆動するための駆動電流あるいはその基礎となる電流を生成し、水平1ラインの走査期間に相当する表示期間と前記水平1ラインの帰線期間に相当するリセット期間とを切り分けるための第1のタイミングコントロール信号に応じて前記表示期間に有機ELパネルの端子ピンを介して前記有機EL素子に前記駆動電流を送出し、前記リセット期間に前記有機EL素子の端子電圧のリセットをする有機EL駆動回路において、
スイッチ回路と、補正データ生成回路と、リセットパルス発生回路とを備え、
前記スイッチ回路は、前記リセットをするためにリセットパルスを受けて前記端子ピンを所定の電位ラインに接続し、
前記補正データ生成回路は、前記有機EL素子の輝度をγ補正するために前記表示データを受けて前記表示データに応じて前記有機EL素子の発光期間を補正するための補正データを生成し、そして、
前記リセットパルス発生回路は、前記第1のタイミングコントロール信号と前記補正データとを受けてγ補正に応じたパルス幅の前記リセットパルスを発生するものであって、
前記補正データ生成回路は、前記表示データを前記補正データに変換するデータ変換回路であり、
前記第1のタイミングコントロール信号は、前記表示期間をγ補正をする場合の一番短い表示期間か、それ以下に設定して前記表示期間と前記リセット期間とを切り分ける信号であり、
前記リセットパルス発生回路は、前記第1のタイミングコントロール信号を受けて所定時間順次遅延させた複数の第2のタイミングコントロール信号を発生する遅延回路と、前記複数の第2のタイミングコントロール信号と前記第1のタイミングコントロール信号と前記補正データとを受けて前記補正データに応じて前記複数の第2のタイミングコントロール信号の1つを選択する選択回路とを有し、選択された前記第2のタイミングコントロール信号の前縁を前縁とし、後縁を前記第1のタイミングコントロール信号とした前記リセットパルスを発生する有機EL駆動回路。
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