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JP2011028214A - 画素駆動装置、発光装置及び発光装置の駆動制御方法 - Google Patents

画素駆動装置、発光装置及び発光装置の駆動制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動トランジスタの特性変動量を短時間で取得する。
【解決手段】電圧調整回路43(i)は、階調電圧生成回路41(i)が生成した原階調電圧Vdata0(i)とオフセット電圧生成回路42(i)が生成したオフセット電圧Voffset(i,j)とを加算し、出力回路34(i)は、電圧調整回路43(i)が生成した出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する。電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)は、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvが参照電流Irefよりも小さければ比較結果Comp=“0”を、大きければ、“1”をデータドライバ16に供給する。オフセット電圧生成回路42(i)は、この比較結果Compに基づいて二分探索により、駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する。
【選択図】図3

Description

本発明は、画素駆動装置、発光装置及び発光装置の駆動制御方法に関するものである。
有機EL素子(Organic Electro-Luminescent Device)は、蛍光性の有機化合物に直流電圧を印加することによって発光するものである。この有機EL素子を有する画素がマトリクス配置された発光装置や表示装置等は、次世代のディスプレイデバイスとして注目されている。
この有機EL素子は、電流駆動素子であり、流れる電流に比例した輝度で発光する。このような有機EL素子を備えたアクティブマトリクス駆動表示装置は、各画素に、電界効果トランジスタ(薄膜トランジスタ)によって構成された駆動トランジスタを備え、駆動トランジスタは、有機EL素子に供給する電流の電流値を制御する。
また、駆動トランジスタのゲート−ソース間にキャパシタが接続され、このキャパシタに、外部から供給された画像データの階調度に対応する電圧が書き込まれ、キャパシタは、この電圧を保持する。
そして、駆動トランジスタは、ドレイン−ソース間に電圧が印加されると、キャパシタが保持した電圧をゲート−ソース間電圧(以後、「ゲート電圧」と記す。)Vgsとして、このゲート電圧Vgsで電流値を制御しつつ、有機EL素子に電流を供給する。有機EL素子は、供給された電流量に対応する輝度で発光し、アクティブマトリクス駆動表示装置は、画像を表示する。
このキャパシタに電圧を書き込む方式としては、画像の階調度に対応させて、駆動トランジスタのゲート−ソース間に、指定された電圧を印加する電圧書き込み方式がある(例えば、特許文献1参照)。
この電圧書き込み方式では、駆動トランジスタの経時的な特性変動量によって、有機EL素子に流れる電流の電流値が変動してしまう。このため、駆動トランジスタのゲート−ソース間に同じ電圧を印加しても有機EL素子に供給される電流の電流値が変化して、その発光輝度が変化し、表示品位が劣化してしまう。
これに対し、階調電圧とオフセット電圧とを加算した電圧をデータ線に印加し、オフセット電圧を所定の単位電圧毎に逐次増減させて、電源線に流れる電流と参照電流とを比較することにより、駆動トランジスタの特性変動量を取得し、取得した特性変動量に基づいて、駆動トランジスタのゲート−ソース間に印加する電圧の電圧値を補正するようにした表示装置がある。
特開平08−330600号公報
しかし、このような表示装置では、オフセット電圧を単位電圧毎に逐次増減させるので、駆動トランジスタの特性変動量に対応するオフセット電圧を取得するのに比較的長い時間を要することになる。このオフセット電圧の取得を行っている間は通常の表示動作が行えないため、オフセット電圧の取得を頻繁に行うことができなかった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、駆動トランジスタの特性変動量を短時間で取得することが可能な画素駆動装置、発光装置及び発光装置の駆動制御方法を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る画素駆動装置は、
発光素子と駆動トランジスタとを有し、該駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された画素を駆動する画素駆動装置であって、
前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続可能に構成されて、電源電圧を出力する電源と、
オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、
所定の階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する電圧調整回路と、
前記電源が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続されて、該電流路の他端に前記電源電圧が印加され、前記駆動トランジスタの制御端子に前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときの、前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する電流比較回路と、
を備え、
前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定し、当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする。
本発明の第2の観点に係る発光装置は、
発光素子と駆動トランジスタとを有し、前記駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された少なくとも1つの画素と、
前記画素に接続される少なくとも1つの信号線と、
前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続可能に構成されて、電源電圧を出力する電源と、
前記信号線に対応して設けられ、オフセット電圧を生成する少なくとも1つのオフセット電圧生成回路と、
前記信号線に対応して設けられ、所定の階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する少なくとも1つの電圧調整回路と、
前記電源が前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続されて、該電流路の他端に前記電源電圧が印加され、前記駆動トランジスタの制御端子に、前記信号線を介して、前記電圧調整回路により生成された前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときの、前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する、少なくとも1つの電流比較回路と、
を備え、
前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定し、当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする。
本発明の第3の観点に係る発光装置の駆動制御方法は、
発光素子と駆動トランジスタとを有し、前記駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された少なくとも1つの画素と、前記画素に接続される少なくとも1つの信号線と、を備える発光装置の駆動制御方法であって、
所定の階調電圧を生成する階調電圧生成ステップと、
オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成ステップと、
前記階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する出力電圧生成ステップと、
前記画素の前記駆動トランジスタの制御端子に、前記信号線を介して前記出力電圧に基づく電圧を印加する出力電圧印加ステップと、
前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に電源電圧が印加され、前記制御端子に前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときに前記駆動トランジスタの電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する電流比較ステップと、
前記電流比較ステップにおける比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得する特定オフセット電圧取得ステップと、
を含み、
前記オフセット電圧生成ステップは、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定する二分探索ステップを含み、
前記特定オフセット電圧取得ステップでは、前記二分探索ステップにより設定した前記オフセット電圧に応じた前記電流比較ステップでの前記比較の結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする。
本発明によれば、駆動トランジスタの特性変動量を短時間で取得することができる。
本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 図1に示す各画素の回路構成を示す回路図である。 図1に示すデータドライバと電源ドライバとの構成を示す図である。 図1に示す表示装置の各画素を発光動作させるときのタイミングチャートである。 図4に示す選択期間における動作を示す図である。 図4に示す発光期間における動作を示す図である。 図1に示す表示装置が実行する特定オフセット電圧取得処理のフローチャートである。 図1に示す表示装置が特定オフセット電圧取得処理を実行するときのタイミングチャートである。 図1に示す表示装置が実行する特定オフセット電圧取得サブルーチンのフローチャートである。 図1に示す表示装置が実行する特定オフセット電圧取得処理の具体的な動作を示す図である。 図1に示す表示装置が実行する特定オフセット電圧取得処理において生成されるオフセット電圧の具体例を示す図である。 画素が他の構成を有するときの、特定オフセット電圧を取得するための構成を示す図である。 画素が他の構成を有するときの、特定オフセット電圧を取得するための他の構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態に係る発光装置を図面を参照して説明する。尚、本実施形態では、発光装置を、TFT−OLED(Thin Film Transistor−Organic light-emitting diode)パネルを備えた表示装置として説明する。
本実施形態に係る表示装置の構成を図1に示す。
本実施形態に係る表示装置1は、TFT−OLEDパネル11と、表示信号生成回路12と、コントローラ13と、選択ドライバ14と、電源ドライバ15と、データドライバ16と、によって構成される。
TFT−OLEDパネル11は、列方向に延在するように設けられた複数のデータ線(信号線)Ld(i)(i=1〜m;自然数)と、行方向に延在するように設けられた複数の走査線Ls(j)(j=1〜n;自然数)と、各走査線Ls(j)に沿って、行方向に延在するように設けられたn本の電源線Lv(1) 〜Lv(n)と、各データ線Ld(i)と各走査線Ls(j)及び電源線Lv(j)の交点近傍に設けられた複数の画素11(i,j)(i=1〜m、j=1〜n)を備えたものである。
画素11(i,j)は、それぞれ、表示画像の1画素に対応する回路であり、行列配置される。本実施形態の各画素11(i,j)は、図2に示す回路構成を有するものであり、有機EL素子101と、トランジスタT1,T2と、キャパシタCsと、を備える。
有機EL素子101は、供給された電流の電流量に対応する輝度で発光する発光素子であり、画素電極、複数のキャリア輸送層を有する有機EL層、対向電極が積層された構造を有する。対向電極(カソード電極)は接地電位に設定される。
トランジスタT1,T2は、nチャンネル型のFET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)によって構成された薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)である。これら薄膜トランジスタは、それぞれ電流路をなす半導体層がアモルファスシリコン単体であるか或いはアモルファスシリコンを含んでいる。
トランジスタT1は、有機EL素子101に供給する電流の電流値を制御する駆動トランジスタであり、その制御端子としてのゲートがトランジスタT2のソース及びキャパシタCsの一端に接続され、その電流路の一端としてのソースがキャパシタCsの他端及び有機EL素子101のアノードに接続され、電流路の他端としてのドレインは、電源線Lv(j)に接続される。
トランジスタT2は、その制御端子としてのゲートに選択信号又は走査線信号Vscan(j)が印加され、データ線Ld(i)とトランジスタT1のゲートとを導通又は遮断させるためのスイッチトランジスタである。
画素11(i,j)では、トランジスタT2のソースは、トランジスタT1のゲート及びキャパシタCsの一端に接続され、ドレインは、データ線Ld(i)に接続される。画素11(1,j),・・・,11(m,j)の各トランジスタT2のゲートは、それぞれ、走査線Ls(j)に接続される。
そして、各トランジスタT2は、それぞれ、走査線Ls(1),・・・,Ls(n)にHighレベルの信号が出力されるとオン状態となり、トランジスタT1のゲートとデータ線Ld(1)〜Ld(m)とを接続する。
また、各トランジスタT2は、走査線Ls(1),・・・,Ls(n)にLowレベルの信号が出力されると、オフ状態となり、それぞれ、トランジスタT1のゲートとデータ線Ld(1)〜Ld(m)とを遮断する。
キャパシタCsは、トランジスタT1のゲート−ソース間に接続される。キャパシタCsは、トランジスタT2がオフ状態となったとき、トランジスタT1のゲート電圧Vgsを保持する。
図1に戻り、表示信号生成回路12は、外部から供給される、例えば、コンポジット映像信号、コンポーネント映像信号のような映像信号Imageから、各画素の階調度を示す表示信号としてのデジタルデータと同期信号Syncとを取得する。
表示信号生成回路12は、映像信号Imageから取得した同期信号Syncをコントローラ13に供給する。また、映像信号Imageから取得した各画素の階調度に対応する1行毎のデジタルデータ(表示信号)をDin(1)〜Din(m)として、表示信号生成回路12は、1行毎にデジタルデータDin(1)〜Din(m)をデータドライバ16に供給する。
コントローラ13は、書き込み処理、有機EL素子101の発光動作を制御するものである。このような制御を行うため、表示信号生成回路12から供給された同期信号Syncに同期したクロック信号CLK1,2,3、スタート信号Sp1,2,3、スイッチ制御信号Csw(i)等、各種制御信号を生成する。
スタート信号Sp1,Sp2,Sp3は、各構成部の動作を開始させるための信号であり、コントローラ13は、このスタート信号Sp1,2,3とクロック信号CLK1,2,3とを、それぞれ、選択ドライバ14、電源ドライバ15、データドライバ16に供給する。
また、コントローラ13は、スイッチ制御信号Csw(i)をデータドライバ16に供給する。スイッチ制御信号Csw(i)は、データドライバ16が内蔵する出力スイッチSw2(i)をオン、オフするための信号である。
コントローラ13は、出力スイッチSw2(i)をオンする(閉じる)ときは、オン(on)レベル(例えばHighレベル)のスイッチ制御信号Csw(i)をデータドライバ16に供給し、出力スイッチSw2(i)をオフする(開く)ときは、オフ(off)レベル(例えばLowレベル)のスイッチ制御信号Csw(i)をデータドライバ16に供給する。
選択ドライバ14は、第j行の画素11(1,j)〜11(m,j)を選択するものである(j=1〜n)。選択ドライバ14は、シフトレジスタ(図示せず)を備え、コントローラ13から供給されたHighレベルのスタート信号Sp1を、クロック信号CLK1に従って順次シフトし、シフトしたオンレベル(以後、「Vscan ONレベル」と記す。Vscan ONレベルは、例えばHighレベルである。)の選択信号Vscan(1)〜Vscan(n)を、順次、走査線Ls(1),・・・,Ls(n)に出力する。これにより、第1行目の画素11(1,1)〜11(m,1)、・・・、第n行目の画素11(1,n)〜11(m,n)を順次選択する。
電源ドライバ15は、電源線Lv(j) (j=1〜n)に電源電圧を供給するドライバであり、コントローラ13から、スタート信号Sp3が供給されることで動作を開始し、クロック信号CLK3に同期して動作する。
電源ドライバ15は、図3に示すように、電圧VH及び電圧VLを出力する電源回路Pwと、各電源線Lv(j)の各々に対応して設けられるスイッチSw1(j)と、電流比較回路20(j)(j=1〜n)と、を備える。
スイッチSw1(j)は、電源回路Pwから出力される電圧VH及び電圧VLのいずれか一方を電源線Lv(j)に印加するためのスイッチであり、電源ドライバ15は、このスイッチSw1(j)の切り替えを制御する。
電圧VHは、各画素11(i,j)の有機EL素子101を発光させることが可能なHighレベル(正)の電圧であり、例えば、+15Vに設定される。電圧VLは、電圧VHより低い電位の、Lowレベルの電圧であり、例えば、有機EL素子101のカソード電位(接地電位)に設定される。
電流比較回路20(j)は、参照電流Irefの電流値と電源線Lv(j)に流れる電源電流としての電源電流ILvの電流値とを比較する回路である。この電流比較回路20(j)は、オフセット電圧生成回路42(i)において、各画素11(i,j)のトランジスタT1の閾値電圧Vthのような特性変動量に応じたオフセット電圧を取得する際に用いられる回路である。
この特性変動量に応じたオフセット電圧を取得する方法について説明する。
トランジスタT1のドレイン電流(値)Idは、次の式(11)によって表される。
Id=β(Vgs−Vth)2 ・・・・・・・・・・・・(11)
但し、βは定数、Vgsは、トランジスタT1のゲート−ソース間電圧(以後、「ゲート電圧」と記す。)、Vthは、ドレイン電流Idが流れ出すトランジスタT1の閾値電圧である。この閾値電圧Vthは、経時劣化等によりシフトする。
前述のように、有機EL素子101は、ドレイン電流Idが供給されて、このドレイン電流Idの電流値に対応する輝度で発光する素子である。式(11)に示すように、ゲート電圧Vgsに閾値電圧Vthを加算すれば、閾値電圧Vthは相殺され、有機EL素子101を、デジタルデータDin(i)に対応する輝度で発光させることができる。
ここで、Vdata0をデジタルデータDin(1)〜Din(m)に対応するアナログの原階調電圧とし、例えば、トランジスタT1が初期特性を有しているときに原階調電圧Vdata0をトランジスタT1のゲートに印加したときに、トランジスタT1のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Idの電流値を参照電流Irefの電流値とする。そして、トランジスタT1が経時劣化した後に、原階調電圧Vdata0に所定のオフセット電圧Voffsetを加算した電圧をトランジスタT1のゲートに印加する。その際、トランジスタT1のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Idが参照電流Irefに等しい、あるいは近似した電流値であるとき、このときのオフセット電圧VoffsetはトランジスタT1の閾値電圧Vthの変動量に相当する電圧となる。
なお、上記においては、参照電流Irefの電流値を、トランジスタT1が初期特性を有しているときに原階調電圧Vdata0をトランジスタT1のゲートに印加したときに流れるドレイン電流Idの実測値とした。しかし、他の例においては、参照電流Irefの電流値を、原階調電圧Vdata0をトランジスタT1のゲートに印加したときに流れると予測されるドレイン電流Idの設計値としてもよい。
従って、式(12)に示すように、データ線Ld(i)に印加する出力電圧Voutを、原階調電圧Vdata0とオフセット電圧Voffsetを加算した電圧値とすることで、オフセット電圧Voffsetを可変させる。これにより、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvの電流値が参照電流Irefの電流値に最も近似する値となったときのオフセット電圧Voffsetが、トランジスタT1の閾値電圧Vthの変動量に相当する電圧となる。
Vout=Vdata0+Voffset ・・・(12)
本実施形態では、参照電流を予め設定された原階調電圧Vdata0に対応する電流に設定し、第i列に対する出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加して、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvの電流値と参照電流Irefの電流値とを比較する。そして、この比較に基づいて、トランジスタT1の閾値電圧Vthの変動量に相当するオフセット電圧Voffsetを取得する。
電流比較回路20(j)は、電流計21(j)と、参照電流Irefを供給する定電流源22(j)と、コンパレータ23(j)と、を有する。電流比較回路20(j)は、出力電圧Vout(i)がデータ線Ld(i)に印加されたときに電源線Lv(j)に流れる電源電流の電流値とこの参照電流の電流値とを比較する。
電流計21(j)は、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvを計測するものである。定電流源22(j)は参照電流Irefを供給するものである。
コンパレータ23(j)は、参照電流Irefと電源電流ILvとを比較し、その結果(比較結果Comp)を出力する。ここで、コンパレータ23(j)が二つの入力電圧を比較する構成を有するものである場合には、電流計21(j)は計測した電源電流ILvの電流値に相当する電圧をコンパレータ23(j)に供給する。
コンパレータ23(j)は、電源電流ILvが参照電流Irefよりも大きい又は電源電流ILvが参照電流Irefに等しいときは、例えば、比較結果Comp=“1”を出力し、電源電流ILvが参照電流Irefより小さいときは、比較結果Comp=“0”を出力するものとする。
なお、図3において、電流比較回路20(j)では、参照電流Irefを供給する定電流源22(j)を有するとしたが、コンパレータ23(j)が二つの入力電圧を比較する構成を有するものである場合には、定電流源22(j)の代わりに、参照電流Irefの電流値に相当する電圧をコンパレータ23(j)に供給する電圧源を有していてもよい。
図1に示すデータドライバ16は、出力電圧Vout(1,j)〜Vout(m,j)を、それぞれ、データ線Ld(1)〜Ld(m)に印加することにより、選択された第j行の各画素11(1,j)〜11(m,j)のキャパシタCsに電荷を書き込むドライバである。
データドライバ16は、図3に示すように、フレームメモリ31と、シフトレジスタ・データレジスタ回路32と、データラッチ回路33と、出力回路34(1)〜34(m)と、からなる。
フレームメモリ31は、各画素11(i,j)のトランジスタT1の、特定オフセット値Doffset_s(i,j)を記憶するものである。シフトレジスタ・データレジスタ回路32は、表示信号生成回路12から供給されるj行の1行分のデジタルデータDin(1)〜Din(m)を1画素分毎に、順次、シフトして取り込む回路である。そして、取り込んだデジタルデータDin(1)〜Din(m)をデータラッチ回路33に供給する。
データラッチ回路33は、シフトレジスタ・データレジスタ回路32から供給されたデジタルデータDin(i)〜Din(m)を保持するものである。そして、保持したデジタルデータDin(i)〜Din(m)を出力回路34(i)に供給する。
出力回路34(i)(i=1〜m)は、式(12)に従って、第j行の第i列の出力電圧Vout(i)を生成し、生成した出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する。これにより、各画素11(i,j)のキャパシタCsに、トランジスタT1のゲート電圧Vgsに対応する電荷が書き込まれる。出力回路34(i)は、階調電圧生成回路41(i)と、オフセット電圧生成回路42(i)と、電圧調整回路43(i)と、出力スイッチSw2(i)と、を備える。
階調電圧生成回路41(i)は、データラッチ回路33から供給されたデジタルデータDin(i)に対応したアナログの原階調電圧Vdata0(i)を生成するものである。オフセット電圧生成回路42(i)は、各画素11(i,j)に対するオフセット電圧Voffset(i,j)を生成するものである。オフセット電圧生成回路42(i)は、フレームメモリ31に記憶された各画素11(i,j)に対する特定オフセット値Doffset_s(i,j)を取得し、取得した特定オフセット値Doffset_s(i,j)に対応したオフセット電圧Voffset(i,j)を生成する。そして、オフセット電圧生成回路42(i)は、生成したオフセット電圧Voffset(i,j)を電圧調整回路43(i)に供給する。また、オフセット電圧生成回路42(i)は、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する。
電圧調整回路43(i)は、階調電圧生成回路41(i)が生成した原階調電圧Vdata0(i)とオフセット電圧生成回路42(i)が生成したオフセット電圧Voffset(i,j)とを加算して、出力電圧Vout(i)を生成するものである。電圧調整回路43(i)が生成した出力電圧Vout(i)は、出力スイッチSw2(i,j)が閉じることで、データ線Ld(i)に印加される。
本実施形態では、オフセット電圧生成回路42(i)は、閾値電圧Vthの変動量に対応するオフセット電圧Voffset(i,j)を短時間で取得するため、バイナリサーチ(二分検索法)を用いて、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する構成を有することを特徴としている。
具体的には、出力回路34(i)は、出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加し、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)は、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvと参照電流Irefとを比較する。
そして、出力回路34(i)は、下記の条件11を満足するまで、次式(13),(14)を繰り返し実行する。そして、オフセット電圧生成回路42(i)は、下記の条件11を満足したときのオフセット電圧Voffset(i,j)を、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)として取得する。尚、以下の説明においては、オフセット電圧Voffset(i,j)の(i,j)を適宜省略する。
すなわち、オフセット電圧がVoffset[p]であるときの電源電流(値)ILvが参照電流(値)Iref以上であり、オフセット電圧Voffset[p]を、当該Voffset[p]の最小分解能である1ビット分だけ減少させたときの電源電流(値)ILvが参照電流(値)Iref以下であるときに、そのオフセット電圧Voffset[p]を、上記の特定オフセット電圧Voffset_sとして取得するものである。
<条件11>
ILv(Voffset[p])≧Iref かつILv(Voffset[p]−VoffsetLSB)≦Iref

Voffset[1]=Voffset_max/2
ILv(Voffset[p])<Irefであれば、
Voffset[p]=Voffset[p-1]+Voffset_max/2p ・・・・・・・(13)

ILv(Voffset[p])>Irefであれば、
Voffset[p]=Voffset[p-1]−Voffset_max/2p ・・・・・・・(14)
但し、
Voffset[1]:二分探索1回目のオフセット電圧Voffsetの電圧値
Voffset_max:オフセット電圧の最大値(初期電圧)
p:二分探索のカウント値
Voffset[p]:二分探索p回目のオフセット電圧Voffsetの電圧値
Voffset[p-1]:二分探索p-1回目のオフセット電圧Voffsetの電圧値
ILv(Voffset[p]):出力電圧Vout=Vdata0+Voffset[p]をデータ線Ld(i)に印加したときに電源線Lv(j)に流れる電源電流の電流値
VoffsetLSB:オフセット電圧Voffsetの最小ビットに対応する電圧値
なお、オフセット電圧の最大値Voffset_max、二分探索時のオフセット電圧Voffset[1]、Voffset[p]、Voffset[p-1]は、各画素11(i,j)の回路構成に応じて正の極性を有する場合と負の極性を有する場合とがある。例えば、各画素11(i,j)が図2に示す回路構成を有する場合には正の極性を有し、後述する図12に示す回路構成を有する場合には、負の極性を有する。但し、ここでは各電圧の値として、その絶対値を用いる。また、電源電流の電流値ILv(Voffset[p])、参照電流Irefにおいても、その絶対値を用いる。
オフセット電圧生成回路42(i)は、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)から比較結果Comp=“1”が供給されたとき、ILv(Voffset[p])<Irefと判定し、式(13)を実行する。
また、オフセット電圧生成回路42(i)は、比較結果Comp=“0”が供給されたとき、ILv(Voffset[p])>Irefと判定し、式(14)を実行する。
また、オフセット電圧生成回路42(i)は、例えば、オフセット電圧Voffset[p](i,j)に対応するデジタル値のオフセット値Doffset(i,j)を一時的に格納するオフセットレジスタを有し、オフセットレジスタに格納するオフセット値Doffset(i,j)の値を適宜更新しながら、上記の特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する動作を実行する。このオフセット値Doffset(i,j)は、例えば、8bitのビット数を有する。
出力回路34(i)は、取得した特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)に対応するデジタル値の特定オフセット値Doffset_s(i,j)をフレームメモリ31に供給する。フレームメモリ31は、供給された特定オフセット値Doffset_s(i,j)を記憶する。
出力スイッチSw2(i)は、出力回路34(i)の出力電圧Vout(i)の出力を制御するスイッチであり、コントローラ13から供給されたスイッチ制御信号Csw(i)に従って、オン、オフする。
出力スイッチSw2(i)は、コントローラ13からオンレベルのスイッチ制御信号Csw(i)が供給されたときは、閉じて電圧調整回路43(i)とデータ線Ld(i)とを接続する。一方、出力スイッチSw2(i)は、コントローラ13からオフレベルのスイッチ制御信号Csw(i)が供給されたときは、開いて電圧調整回路43(i)とデータ線Ld(i)との間を遮断する。
<発光動作>
次に、本実施形態に係る表示装置1における、外部から供給される映像信号に応じた輝度で各画素の有機EL素子を発光させる発光動作について説明する。
図4は、表示装置1において、各画素を発光動作させるときのタイミングチャートであり、図5は、表示装置1において、画素11(1,1)を発光動作させるときの、選択期間における動作を示す図であり、図6は、表示装置1において、画素11(1,1)を発光動作させるときの、発光期間における動作を示す図である。
外部から映像信号Imageが供給されたとき、表示信号生成回路12は、供給された映像信号Imageに応じた、各画素の階調度を示す表示信号としてのデジタルデータDin(1)〜Din(m)と同期信号Syncとを生成する。そして、表示信号生成回路12は、生成したデジタルデータDin(1)〜Din(m)をデータドライバ16に供給し、同期信号Syncをコントローラ13に供給する。
コントローラ13は、表示信号生成回路12から供給された同期信号Syncに同期したクロック信号CLK1,2,3、スタート信号Sp1,2,3、各種制御信号を生成し、スタート信号Sp1,2,3とクロック信号CLK1,2,3とを、それぞれ、選択ドライバ14、電源ドライバ15、データドライバ16に供給する。
図4に示すように、時刻t10において、コントローラ13が、スタート信号Sp1,2,3とクロック信号CLK1,2,3とを、それぞれ、選択ドライバ14、電源ドライバ15、データドライバ16に供給する。選択ドライバ14、電源ドライバ15、データドライバ16は、コントローラ13からスタート信号Sp1,2,3が供給されることで動作を開始し、クロック信号CLK1,2,3に同期して動作する。
時刻t10において、選択ドライバ14は、Vscan ONレベルの選択信号Vscan(1)を走査線Ls(1)に出力し、オフレベル(以後、「Vscan OFFレベル」と記す。Vscan OFFレベルは、例えばLowレベルである。)の走査線信号Vscan(2)〜Vscan(n)をそれぞれ走査線Ls(2)〜Ls(n)に出力する。
図5に示すように、第1行目の画素11(1,1)〜11(m,1)の各トランジスタT2は、走査線Ls(1)を介して、ゲートにVscan ONレベルの選択信号Vscan(1)が供給されて、オン状態となる。
また、電源ドライバ15は、スイッチSw1(1)をLowレベルの電圧VL側に切り替え、スイッチSw1(1)を介して電圧VLを電源線Lv(j)に印加する。
一方、表示信号生成回路12は、第1行のデジタルデータDin(1)〜Din(m)をデータドライバ16に供給する。シフトレジスタ・データレジスタ回路32は、このデジタルデータDin(1)〜Din(m)を順次、シフトして取り込む。そして、取り込んだデジタルデータDin(1)〜Din(m)をデータラッチ回路33に供給する。
データラッチ回路33は、供給されたデジタルデータDin(1)〜Din(m)を保持する。そして、保持したデジタルデータDin(1)〜Din(m)を出力回路34(1)〜34(m)に供給する。
階調電圧生成回路41(1)は、データラッチ回路33から供給されたデジタルデータDin(1)に対応したアナログの原階調電圧Vdata0(1)を生成する。そして、生成した原階調電圧Vdata0(1)を電圧調整回路43(1)に供給する。
オフセット電圧生成回路42(1)は、フレームメモリ31から特定オフセット値Doffset_s(1,1)を取得し、取得した特定オフセット値Doffset_s(1,1)に対応したアナログの特定オフセット電圧Voffset_s(1,1)を生成する。そして、電圧調整回路43(1)に供給する。電圧調整回路43(1)は、式(12)に従って、階調電圧生成回路41(1)から供給された原階調電圧Vdata0(1)と、オフセット電圧生成回路42(1)から供給された特定オフセット電圧Voffset_s(1,1)と、を加算して、出力電圧Vout(1)を生成する。なお、電圧調整回路43(1)において、デジタルデータDin(1)と特定オフセット値Doffset_s(1,j)を加算し、この加算したデジタル値に対応したアナログの出力電圧Vout(1)を生成するようにしてもよい。
出力回路34(2)〜34(m)においても、電圧調整回路43(2)〜43(m)は、同様に、それぞれ、出力電圧Vout(2)〜Vout(m)を生成する。
コントローラ13は、オン(on)レベルのスイッチ制御信号Csw(1)、オフ(off)レベルのスイッチ制御信号Csw(2)〜Csw(n)をデータドライバ16に供給する。
出力スイッチSw2(1)は、コントローラ13からオンレベルのスイッチ制御信号Csw(1)が供給されると閉じ、出力スイッチSw2(2)〜Sw2(n)は、コントローラ13からオフレベルのスイッチ制御信号Csw(2)〜Csw(n)が供給されると開く。
出力スイッチSw2(1)が閉じると、図5に示すように、電圧調整回路43(1)が生成した出力電圧Vout(1)が、データ線Ld(1)に印加される。これにより、出力電圧Vout(1)が、データ線Ld(1)と、画素11(1,1)のトランジスタT2のドレイン−ソース間とを経由してトランジスタT1のゲート及びキャパシタCsに印加される。
このとき、電源ドライバ15がLowレベルの電圧VLを電源線Lv(1)に印加しているので、トランジスタT1、有機EL素子101には電流が流れない。
画素11(1,1)のキャパシタCsは、データ線Ld(1)から供給された出力電圧Vout(1)で充電され、これにより、キャパシタCsに出力電圧Vout(1)に対応する電荷が蓄積される(すなわち、電荷が書き込まれる)。
コントローラ13は、順次、オンレベルのスイッチ制御信号Csw(2)〜Csw(m)を、データドライバ16に供給する。出力回路34(2)〜34(m)は、それぞれ、電圧調整回路43(2)〜43(m)が生成した出力電圧Vout(2)〜Vout(m)をデータ線Ld(2)〜Ld(m)に印加する。これにより、画素11(2,1)〜11(m,1)の各キャパシタCsに、それぞれ、出力電圧Vout(2)〜Vout(m)に対応する電荷が書き込まれる。
図4において、時刻t11になると、選択ドライバ14は、Vscan OFFレベルの走査線信号Vscan(1)を走査線Ls(1)に出力し、電源ドライバ15は、スイッチSw1(1)を電圧VH側に切り替え、Highレベルの電圧VHを電源線Lv(1)に印加する。
図6に示すように、選択ドライバ14がVscan OFFレベルの走査線信号Vscan(1)を走査線Ls(1)に出力すると、画素11(1,1)〜11(m,1)の各トランジスタT2はオフ状態となり、出力回路34(1)から画素11(1,1)のトランジスタT1のゲートとキャパシタCsへの出力電圧Vout(1)の印加が遮断される。
また、電源ドライバ15がHighレベルの電圧VHを電源線Lv(1)に印加すると、図6に示すように、電源電流ILvが、電源線Lv(1)、画素11(1,1)のトランジスタT1のドレイン−ソース間、有機EL素子101を経由して接地電位側へと流れる。
この電源電流ILvの電流量は、キャパシタCsが保持したゲート電圧Vgsで制御され、トランジスタT1は、ゲート電圧Vgsに対応する電流量の電源電流ILvを有機EL素子101に供給する。
従って、画素11(1,1)〜11(m,1)の有機EL素子101は、出力電圧Vout(i)=Vdata0(i)+Voffset(i,1)に対応した輝度、すなわち、映像信号Imageに応じた輝度で発光する。
図4において、この時刻t10〜t11が、第1行目の画素11(1,1)〜11(m,1)の選択期間Tsel(1)となり、時刻t11以降が第1行目の発光期間Trad(1)になる。
同様に、時刻t11〜t12は、第2行目の画素11(1,2)〜11(m,2)の選択期間Tsel(2)であり、時刻t12以降が、第2行目の画素11(1,2)〜11(m,2)の発光期間Trad(2)である。
また、時刻t13〜t14が、画素11(1,n)〜11(m,n)の選択期間Tsel(n)であり、時刻t14以降が、画素11(1,n)〜11(m,n)の発光期間Trad(n)である。
各選択期間Tsel(2)〜Tsel(n)において、それぞれ、第2行目の画素11(1,2)〜11(m,2)の各キャパシタCs、・・・、第n行目の画素11(1,n)〜11(m,n)の各キャパシタCsに、出力電圧Vout(i)に応じた電荷が書き込まれる。
そして、各選択期間Tsel(2)〜選択期間Tsel(n)において、それぞれ、第2行目の画素11(1,2)〜11(m,2)の各有機EL素子101、・・・、第n行目の画素11(1,n)〜11(m,n)の各有機EL素子101が、映像信号Imageに応じた輝度で発光する。
<特定オフセット電圧取得処理>
次に、本実施形態に係る表示装置1における、各画素に対するオフセット電圧を取得する特定オフセット電圧取得処理について詳細に説明する。
図7は、表示装置1が実行する特定オフセット電圧取得処理のフローチャートであり、図8は、表示装置1が特定オフセット電圧取得処理を実行するときのタイミングチャートである。
表示装置1は、図7に示すフローチャートに従って、例えば起動時や定期的なタイミングで、あるいは待機時等の適当なタイミングで、特定オフセット電圧取得処理を実行し、第1行目の各画素11(1,1) 〜11(m,1)に対する特定オフセット電圧Voffset_s(1,1)〜Voffset_s(m,1)、・・・、第n行目の各画素11(1,n) 〜11(m,n)に対する特定オフセット電圧Voffset_s(1,n)〜Voffset_s(m,n)を取得する。
特定オフセット電圧取得処理においては、まず、表示装置1は、j(変数)に1をセットし(ステップS11)、i(変数)に1をセットする(ステップS12)。
次に、図7、8に示すように、選択ドライバ14は、第j行の走査線Ls(j)にVscan ONレベルの選択信号Vscan(j)を出力する。そして、第j行以外(「not j」と記す。)の走査線Ls(not j)にVscan OFFレベルの走査線信号Vscan(not j)を供給する(ステップS13)。
また、図7、8に示すように、コントローラ13は、第i列のデータ線Ld(i)にオンレベルのスイッチ制御信号Csw(i)を供給する。そして、第i行以外(「not i」と記す。)のデータ線Ld(not i)にオフレベルのスイッチ制御信号Csw(not i)を供給する(ステップS14)。
電源ドライバ15は、第j行に対応するスイッチSw1(j)を電圧VH側に切り替えて、第j行の電源線Lv(j)に電圧VHを印加する。そして、第j行以外(not j)に対応するスイッチSw1(not j)を電圧VL側に切り替えて、第j行以外の電源線Lv (not j)に電圧VLを印加する(ステップS15)。
出力部34(i)は、図9に示すフローチャートに従って、特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する特定オフセット電圧取得サブルーチンを実行する(ステップS16)。特定オフセット電圧取得サブルーチンについては後述する。
出力回路34(i)は、取得した特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)に対応するデジタル値の特定オフセット値Doffset_s(i,j)をフレームメモリ31に記憶する(ステップS17)。
表示装置1は、iをインクリメントし(ステップS18)、iがmを超えたか否かを判定する(ステップS19)。ここで、mはTFT−OLEDパネル11の列数である。
iがmを超えていない場合(ステップS19;No)、表示装置1は、ステップS14〜S18を、再度、実行する。
iがmを超えた場合(ステップS19;Yes)、表示装置1は、jをインクリメントし(ステップS20)、jがnを超えたか否かを判定する(ステップS21)。ここで、nはTFT−OLEDパネル11の行数である。
jがnを超えていない場合(ステップS21;No)、表示装置1は、ステップS12〜S20を、図7、8に示すように、繰り返し実行する。
そして、jがnを超えた場合(ステップS21;yes)、表示装置1は、この特定オフセット電圧取得処理を終了させる。
(特定オフセット電圧取得サブルーチン)
次に、特定オフセット電圧取得サブルーチンにおける動作について説明する。
図9は、表示装置1が実行する特定オフセット電圧取得サブルーチンのフローチャートである。
特定オフセット電圧取得サブルーチンにおいては、まず、表示装置1の出力回路34(i)の階調電圧生成回路41(i)が、原階調電圧Vdata0(i)を生成する。ここで、原階調電圧Vdata0(i)は、例えば、データラッチ回路33から供給されるデジタルデータDin(i)に対応して生成されるものであってもよいし、予め階調電圧生成回路41(i)に記憶されているデジタルデータに対応して生成されるものであってもよい。また、電流比較回路20(j)は、参照電流Irefの電流値を、生成した原階調電圧Vdata0(i)に対応した値に設定する(ステップS31)。
次いで、出力回路34(i)のオフセット電圧生成回路42(i)は、二分探索のカウント値pに1をセットする(ステップS32)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、オフセット電圧の初期値Voffset[1](i,j)を、オフセット電圧Voffset(i,j)の最大値Voffset_maxを二分した値に設定する(ステップS33)。このオフセット電圧Voffset(i,j)の最大値Voffset_maxは、例えばオフセット電圧生成回路42(i)に予め記憶されている。また、例えば、最大値Voffset_maxの値がコントローラ13から供給されるように構成されていてもよい。
次いで、電圧調整回路43(i)は、設定したオフセット電圧Voffset[1](i,j)に基づき、式(12)に従って、出力電圧Vout(i)を生成する(ステップS34)。
そして、出力回路34(i)は、生成した出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する(ステップS35)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)から出力された比較結果Compが“1”か否かを判定する(ステップS36)。
比較結果Compが“1”ではなく、“0”の場合(ステップS36;No)、オフセット電圧生成回路42(i)は、電源電流ILvの電流値が参照電流Irefの電流値より小さいと判定し、カウント値pをインクリメントする(ステップS37)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、式(13)に従って、オフセット電圧Voffset[p](i,j)を生成する(ステップS38)。
次いで、電圧調整回路43(i)は、生成したオフセット電圧Voffset[p]に基づき、式(12)に従って、出力電圧Vout(i)を生成する(ステップS34)。
そして、出力回路34(i)は、生成した出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する(ステップS35)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、再度、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)から出力された比較結果Compが“1”か否かを判定する(ステップS36)。
比較結果Compが“1”の場合(ステップS36;Yes)、オフセット電圧生成回路42(i)は、電源電流ILvの電流値が参照電流Irefの電流値以上であると判定する。そして、電圧調整回路43(i)は、電圧(Vdata0(i)+Voffset[p](i,j)−VoffsetLSB=Vout(i)−VoffsetLSB)を出力電圧Vout(i)として生成する。そして、出力部34(i)は、この出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する(ステップS39)。
次いで、オフセット電圧生成回路42(i)は、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)から出力された比較結果Compが“0”か否かを判定する(ステップS40)。
比較結果Compが“0”ではなく、“1”の場合(ステップS40;No)、電圧調整回路43(i)は、電源電流ILvの電流値が参照電流Irefの電流値を超えていると判定し、カウント値pをインクリメントする(ステップS41)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、式(14)に従って、オフセット電圧Voffset[p](i,j)を求める(ステップS42)。
次いで、電圧調整回路43(i)は、式(12)に従って、出力電圧Vout(i)を生成する(ステップS34)。
そして、出力回路34(i)は、生成した出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する(ステップS35)。
オフセット電圧生成回路42(i)は、再度、電流比較回路20(j)のコンパレータ23(j)から出力された比較結果Compが“1”か否かを判定する(ステップS36)。
そして、比較結果Compが“1”の場合(ステップS36;Yes)、電圧調整回路43(i)は、電圧(Vdata0(i)+Voffset[p](i,j)−VoffsetLSB)を出力電圧Vout(i)として生成する。そして、出力部34(i)は、この出力電圧Vout(i)をデータ線Ld(i)に印加する(ステップS39)。
比較結果Compが“0”となった場合(ステップS40;Yes)、条件11を満足したものとして、オフセット電圧生成回路42(i)は、このときのオフセット電圧Voffset[p](i,j)を特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)として取得する(ステップS43)。そして、このサブルーチンを終了し、特定オフセット電圧取得処理に戻る。
次に、i=1,j=1の場合について、この特定オフセット電圧取得処理を具体的に説明する。
図10は、表示装置1が実行する特定オフセット電圧取得処理の具体的な動作を示す図であり、図11は、特定オフセット電圧取得処理において生成されるオフセット電圧の具体例を示す図である。
選択ドライバ14が図7のステップS13を実行すると、図10に示すように、画素11(1,1)〜11(m,1)のトランジスタT2は、ゲートにVscan ONレベルの選択信号Vscan(1)が供給されることで、オン状態となる。
また、第2行の画素11(1,2)〜11(m,2)、・・・、第n行の画素11(1,n)〜11(m,n)の各トランジスタT1は、ゲートにVscan OFFレベルの走査線信号Vscan(not j)が供給されてオフ状態となる。
コントローラ13がステップS14を実行すると、出力スイッチSw2(1)は、図10に示すように、コントローラ13からオンレベルのスイッチ制御信号Csw(1)が供給されることで閉じ、電圧調整回路43(1)とデータ線Ld(1)とが接続される。
電圧調整回路43(1)とデータ線Ld(1)とが接続されると、出力回路34(1)から出力電圧Vout(1)がデータ線Ld(1)に印加される。これにより、図10の矢印で示すように、出力電圧Vout(1)が、出力回路34(1)から、データ線Ld(1)、画素11(1,1)のトランジスタT2を経由して、トランジスタT1のゲートへ印加される。
また、出力スイッチSw2(2)〜Sw2(n)は、それぞれ、コントローラ13からオフレベルのスイッチ制御信号Csw(2)〜Csw(n)が供給されることで開き、電圧調整回路43(2)とデータ線Ld(2)、・・・、電圧調整回路43(n)とデータ線Ld(n)との間を遮断する。これにより、画素11(2,1)〜11(m,1)には出力電圧Vout(2)〜Vout(m)は印加されない。
電源ドライバ15がスイッチSw1(1)を電圧VH側に切り替えると、電源電流ILvは、図10の矢印で示すように、電源線Lv(1)、トランジスタT1のドレイン−ソース、有機EL素子101を経由して接地電位側へと流れる。
図11に示すように、オフセット電圧Voffsetの最大値Voffset_max、オフセット電圧Voffsetの最小ビットに対応する電圧(値)VoffsetLSB、参照電流Irefが設定されている場合、p=1として、オフセット電圧生成回路42(1)が図9のステップS33を実行すると、オフセット電圧Voffset[1](1,1)=(1/2)×Voffset_maxになる(図中、#11)。なお、図11は、オフセット値Doffset(i,j)が4bitである場合について示している。
次いで、出力回路34(1)がステップS35、S36を実行すると、ILv(Voffset[1](1,1))<Irefとなるので、コンパレータ23(1)は、データドライバ16に比較結果Comp=“0”を供給する。
Comp=“0”であれば(ステップS36;No)、オフセット電圧生成回路42(1)は、ステップS37、S38を実行し、オフセット電圧Voffset[2](1,1)は、以下の式(15)に示すように、(3/22)×Voffset_maxとなる(図中、#12)。
Voffset[2](1,1)=Voffset[1](1,1)+(1/22)×Voffset_max
=(1/2)×Voffset_max+(1/22)×Voffset_max
=(3/22)×Voffset_max=(3/4)×Voffset_max
・・・・・・・(15)
次いで、出力回路34(1)がステップS35、S36を実行すると、ILv(Voffset[1](1,1))>Irefとなるので、コンパレータ23(1)はデータドライバ16に比較結果Comp=“1”を供給する。
Comp=“1”であれば(ステップS36;Yes)、出力回路34(1)はステップS39、S40を実行する。この場合、ILv(Voffset[2](1,1)−VoffsetLSB)>Irefとなるので、コンパレータ23(1)はデータドライバ16に比較結果Comp=“1”を供給する。
Comp=“1”であれば(ステップS40;No)、オフセット電圧生成回路42(1)はオフセット電圧Voffset[2](1,1)が条件11を満足していないと判別し、ステップS41,S42を実行する。ステップS41,S42を実行すると、オフセット電圧Voffset[3]は、以下の式(16)に示すように、(5/23)×Voffset_maxとなる(図中、#13)。
Voffset[3](1,1)=Voffset[2](1,1)−(1/23)×Voffset_max
=(3/22)×Voffset_max−(1/23)×Voffset_max
=(5/23)×Voffset_max=(5/8)×Voffset_max
・・・・・・・(16)
次いで、出力回路34(1)がステップS35、S36を実行すると、ILv(Voffset[1](1,1))<Irefとなるので、コンパレータ23(1)はデータドライバ16に比較結果Comp=“0”を供給する。
Comp=“0”であれば(ステップS36;No)、オフセット電圧生成回路42(1)は、ステップS37,S38を実行し、オフセット電圧Voffset[4](1,1)は、以下の式(17)に示すように、(11/24)×Voffset_maxとなる(図中、#14)。
Voffset[4](1,1)=Voffset[3](1,1)+(1/24)×Voffset_max
=(5/23)×Voffset_max+(1/24)×Voffset_max
=(11/24)×Voffset_max=(11/16)×Voffset_max
・・・・・・・(17)
次いで、出力回路34(1)がステップS35、S36を実行すると、ILv(Voffset[1](1,1))>Irefとなり、コンパレータ23(1)はデータドライバ16に比較結果Comp=“1”を供給する。
Comp=“1”であれば(ステップS36;Yes)、出力回路34(1)がステップS39、S40を実行する。この場合、ILv(Voffset[2](1,1)−VoffsetLSB)<Irefとなるので、コンパレータ23(1)はデータドライバ16に比較結果Comp=“0”を供給する。
Comp=“0”であれば(ステップS40;Yes)、オフセット電圧生成回路42(1)は、オフセット電圧Voffset[4](1,1)は条件11を満足すると判別し、このオフセット電圧Voffset[4](1,1)を閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(1,1)に決定する。
この具体例の場合、二分探索法を用いれば、4回サーチを行うことにより、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(1,1)を決定することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示装置1は、バイナリサーチ(二分検索法)を用いて、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_sを取得するようにした。
従って、例えばオフセット電圧Voffsetを一定の単位電圧毎に逐次増減するような従来の方式と比較して、オフセット電圧Voffsetの可変範囲を比較的広くしながら分解能を比較的小さくでき、且つ、比較的短時間で特定オフセット電圧Voffset_sを取得することができる。
ここで、比較回数は、オフセット値Doffset(i,j)のビット数に対応する回数のみでよく、例えば、オフセット値Doffset(i,j)が8bitであれば、最大8回の比較で特定オフセット電圧Voffset_sを取得することができる。これにより、特定オフセット電圧Voffset_sの取得に要する時間が、上記従来の方式の場合に比べて短縮されるために、例えば特定オフセット電圧の取得を比較的頻繁に行うことができる。これにより、表示装置1の表示品位を良好に維持することができる。
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、各出力回路34(i)は、出力スイッチSw2(i)を備えるようにした。しかし、この出力スイッチSw2(i)を備える代わりに、データドライバ16が、電源電圧Vddよりも充分に低い電圧であって、トランジスタT1の抵抗が充分大きくなり、他のデータ線Ld(not i)からの電流リークがないような電位の信号を出力するようにしてもよい。
また、出力回路34(i)は、条件11の代わりに、下記の条件12を満足するまで、式(13),(14)を実行し、条件12を満足したときのオフセット電圧Voffsetを、閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_sとしてもよい。すなわち、オフセット電圧がVoffset[p]であるときの電源電流ILvが参照電流Irefより小さく、オフセット電圧をVoffset[p]の最小分解能である1ビット分だけ増加させたときの電源電流ILvが参照電流Irefより大きいときに、そのオフセット電圧Voffset[p]を上記特定オフセット電圧Voffset_sとして取得する。
<条件12>
ILv(Voffset[p])≦Iref かつ ILv(Voffset[p]+VoffsetLSB)≧Iref
また、上記実施形態では、画素11(i,j)が図2に示す構成を有するものとして説明した。しかし、画素11(i,j)の構成はこれに限るものではない。画素11(i,j)が、例えば、図12に示す構成を有しているものであってもよい。図12は、画素が図2の構成とは異なる他の構成を有する場合の、特定オフセット電圧を取得するための構成を示す図である。図13は、画素が図12に示す構成を有するような場合に適用可能な、特定オフセット電圧を取得するための、他の構成を示す図である。図12に示す各画素11(i,j)は、有機EL素子101と、トランジスタT11〜T13と、キャパシタCsと、を備える。
図12に示す画素11(i,j)の場合、図2の構成とは異なり、出力回路34(i)が生成する出力電圧Vout(i)は負電圧に設定される。そして、電源ドライバ15がLowレベルの電圧VLを電源線Lv(j)に印加し、走査線Ls(i)にVscan ONレベルの選択信号Vscan(i)が供給されたとき、トランジスタT12、T13がオン状態となり、トランジスタT11のゲート−ドレイン間がトランジスタT12を介して接続される。そして、トランジスタT11はゲート−ドレイン間が接続されることによりダイオード接続状態となる。すると、図12の矢印で示すように、電源線Lv(j)から画素11(i,j)のトランジスタT11、T13、データ線Ld(i)を介して、出力回路34(i)側に電流を引き込む方向に、出力電圧Vout(i)に応じた電流が流れる。これにより、キャパシタCsに出力電圧Vout(i)に応じた電荷を書き込むことができる。このとき有機EL素子101は、アノード・カソード間に逆バイアスが印加されて電流が流れないため、発光しない。
画素11(i,j)が図12に示す構成を有する場合も、電源ドライバ15には、上記実施形態と同様の構成を適用することができる。そして、各画素11(i,j)のトランジスタT1の特性変動に応じた特定オフセット電圧を取得する方式として、上記実施形態と同様の方式を採用することができる。すなわち、オフセット電圧Voffset(i,j)を可変させてデータ線Ld(i)に出力電圧Vout(i)を印加して、電源線Lv(j)に流れる電源電流ILvと参照電流Irefとを比較して、トランジスタT1の閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する方式を用いることができる。この場合のオフセット電圧Voffset(i,j)は、電流がデータ線Ld(i)を介して出力回路34(i)側に電流が引き込まれる方向に流れるために、負極性に設定される。
また、上記実施形態では、図3に示すように、電源ドライバ15が電流比較回路20(j)を備えるものとしたが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、画素11(i,j)が図12に示す構成を有する場合には、電源線Lv(j)から画素11(i,j)のトランジスタT11、T13、データ線Ld(i)を介して、出力回路34(i)側に、出力電圧Vout(i)に応じた電流が流れることから、図13に示すように構成してもよい。この構成では、各データ線Ld(i)に対応して、複数の電流比較回路30(i)が設けられる。電流比較回路30(i)は、例えばデータドライバ16に設けられる。
ここで、各電流比較回路30(i)は、電流比較回路20(j)と同様に、電流計31(i)と、参照電流Irefを供給する定電流源32(i)と、コンパレータ33(i)と、を有する。電流比較回路30(i)は、データ線Ld(i)に流れる電流と参照電流Irefとを比較する。また、電源ドライバ15bは、電圧VH及び電圧VLを出力する電源回路Pwと、各電源線Lv(j)の各々に対応して設けられるスイッチSw1(j)と、を備える。
この図13に示す構成においても、各画素11(i,j)のトランジスタT1の特性変動に応じた特定オフセット電圧を取得する方式として、上記実施形態と同様の方式を採用することができる。すなわち、オフセット電圧Voffset(i,j)を可変させてデータ線Ld(i)に出力電圧Vout(i)を印加して、データ線Ld(i)に流れる電流と参照電流Irefとを比較して、トランジスタT1の閾値電圧Vthの変動量に対応する特定オフセット電圧Voffset_s(i,j)を取得する方式を用いることができる。
なお、上記実施形態では、本発明の発光装置を、TFT−OLEDパネル11を有する表示装置1に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、発光素子を有する複数の画素が一方向に配列された発光素子アレイを備え、感光体ドラムに画像データに応じて発光素子アレイから出射した光を照射して露光する露光装置に適用してもよい。この場合も、短時間で特定オフセット電圧Voffsetを取得することができて、露光状態を良好に維持することができる。
本出願は、2009年6月29日に出願された日本国特許出願特願2009−154164に基づく。本明細書中に、その明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り組むものとする。
1…表示装置、13…コントローラ、14…選択ドライバ、15…電源ドライバ、16…データドライバ、20(j)…電流比較回路、21(j)…電流計、22(j)…定電流源、23(j)…コンパレータ、34(i)…出力回路、41(i)…階調電圧生成回路、42(i)…オフセット電圧生成回路、43(i)…電圧調整回路

Claims (16)

  1. 発光素子と駆動トランジスタとを有し、該駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された画素を駆動する画素駆動装置であって、
    前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続可能に構成されて、電源電圧を出力する電源と、
    オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、
    所定の階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する電圧調整回路と、
    前記電源が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続されて、該電流路の他端に前記電源電圧が印加され、前記駆動トランジスタの制御端子に前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときの、前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する電流比較回路と、
    を備え、
    前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定し、当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする画素駆動装置。
  2. 前記参照電流の電流値は、前記駆動トランジスタが初期特性を有しているときに、前記駆動トランジスタの制御端子に前記階調電圧に基づく電圧を印加したときの、前記駆動トランジスタの電流路に流れる電流の電流値に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の画素駆動装置。
  3. 前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧を、所定のビット数のデジタル値に基づいて生成し、前記デジタル値として、前記二分探索法により設定した第1の値と、該第1の値から1ビットだけ増加又は減少させて生成した第2の値と、を生成し、前記電流比較回路における前記比較により、前記第1の値と前記第2の値に対応する二つの前記オフセット電圧に対応して前記駆動トランジスタの電流路に流れる二つの電流の電流値の範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定するまで、前記オフセット電圧の電圧値の前記二分探索法により変更した値への再設定と、設定した当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較を繰り返し、前記範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定したとき、前記第1の値に対応する前記オフセット電圧を前記特定オフセット電圧として取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の画素駆動装置。
  4. 前記階調電圧を生成して、前記電圧調整回路に供給する階調電圧生成回路を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画素駆動装置。
  5. 前記オフセット電圧生成回路が取得した前記特定オフセット電圧に対応する特定オフセット値を記憶する記憶回路を有し、
    前記階調電圧生成回路は、外部から供給される表示信号に基づいて前記階調電圧を生成し、
    前記オフセット電圧生成回路は、前記記憶回路に記憶された前記特定オフセット値に基づいて特定オフセット電圧を生成し、
    前記電圧調整回路は、前記階調電圧に前記特定オフセット電圧を加算した前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項4に記載の画素駆動装置。
  6. 前記電流比較回路は、前記電源の出力端と、前記駆動トランジスタの電流路の他端と、の間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画素駆動装置。
  7. 前記電流比較回路は、前記電圧調整回路の出力端と、前記駆動トランジスタの電流路の一端と、の間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画素駆動装置。
  8. 発光素子と駆動トランジスタとを有し、前記駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された少なくとも1つの画素と、
    前記画素に接続される少なくとも1つの信号線と、
    前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続可能に構成されて、電源電圧を出力する電源と、
    前記信号線に対応して設けられ、オフセット電圧を生成する少なくとも1つのオフセット電圧生成回路と、
    前記信号線に対応して設けられ、所定の階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する少なくとも1つの電圧調整回路と、
    前記電源が前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続されて、該電流路の他端に前記電源電圧が印加され、前記駆動トランジスタの制御端子に、前記信号線を介して、前記電圧調整回路により生成された前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときの、前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する、少なくとも1つの電流比較回路と、
    を備え、
    前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定し、当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする発光装置。
  9. 前記参照電流の電流値は、前記駆動トランジスタが初期特性を有しているときに、前記駆動トランジスタの制御端子に前記階調電圧に基づく電圧を印加したときの、前記駆動トランジスタの電流路に流れる電流の電流値に設定されていることを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
  10. 前記オフセット電圧生成回路は、前記オフセット電圧を、所定のビット数のデジタル値に基づいて生成し、前記デジタル値として、前記二分探索法により設定した第1の値と、該第1の値から1ビットだけ増加又は減少させて生成した第2の値と、を生成し、前記電流比較回路における前記比較により、前記第1の値と前記第2の値に対応する二つの前記オフセット電圧に対応して前記駆動トランジスタの電流路に流れる二つの電流の電流値の範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定するまで、前記オフセット電圧の電圧値の前記二分探索法により変更した値への再設定と、設定した当該オフセット電圧に応じた前記電流比較回路での前記比較を繰り返し、前記範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定したとき、前記第1の値に対応する前記オフセット電圧を前記特定オフセット電圧として取得することを特徴とする請求項8又は9に記載の発光装置。
  11. 前記信号線に対応して設けられ、前記階調電圧を生成して、前記電圧調整回路に供給する少なくとも1つの階調電圧生成回路を有することを特徴とする請求項8乃至10の何れか1項に記載の発光装置。
  12. 前記オフセット電圧生成回路が取得した前記特定オフセット電圧に対応する特定オフセット値を記憶する記憶回路を有し、
    前記階調電圧生成回路は、外部から供給される表示信号に基づいて前記階調電圧を生成し、
    前記オフセット電圧生成回路は、前記記憶回路に記憶された前記特定オフセット値に基づいて特定オフセット電圧を生成し、
    前記電圧調整回路は、前記階調電圧に前記特定オフセット電圧を加算した前記出力電圧を生成し、該出力電圧を、前記信号線を介して前記画素に印加して、前記発光素子を発光動作させることを特徴とする請求項11に記載の発光装置。
  13. 前記電流比較回路は、前記電源の出力端と、前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続される電源線の一端との間に設けられていることを特徴とする請求項8乃至12の何れか1項に記載の発光装置。
  14. 前記信号線の一端は、前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の一端に電気的に接続され、
    前記電流比較回路は、前記電圧調整回路の出力端と前記信号線の他端との間に設けられていることを特徴とする請求項8乃至12の何れか1項に記載の発光装置。
  15. 発光素子と駆動トランジスタとを有し、前記駆動トランジスタの電流路の一端が前記発光素子の一端に接続された少なくとも1つの画素と、前記画素に接続される少なくとも1つの信号線と、を備える発光装置の駆動制御方法であって、
    所定の階調電圧を生成する階調電圧生成ステップと、
    オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成ステップと、
    前記階調電圧に前記オフセット電圧を加算した出力電圧を生成する出力電圧生成ステップと、
    前記画素の前記駆動トランジスタの制御端子に、前記信号線を介して前記出力電圧に基づく電圧を印加する出力電圧印加ステップと、
    前記画素の前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に電源電圧が印加され、前記制御端子に前記出力電圧に基づく電圧が印加されたときに前記駆動トランジスタの電流路に流れる電流の電流値と、前記階調電圧に対応する参照電流の電流値と、を比較する電流比較ステップと、
    前記電流比較ステップにおける比較結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得する特定オフセット電圧取得ステップと、
    を含み、
    前記オフセット電圧生成ステップは、前記オフセット電圧の電圧値を、初期電圧の電圧値に基づき二分探索法によって設定する二分探索ステップを含み、
    前記特定オフセット電圧取得ステップでは、前記二分探索ステップにより設定した前記オフセット電圧に応じた前記電流比較ステップでの前記比較の結果に基づいて、前記駆動トランジスタの特性変動量に対応する特定オフセット電圧を取得することを特徴とする発光装置の駆動制御方法。
  16. 前記オフセット電圧生成ステップにおける前記オフセット電圧は、所定のビット数のデジタル値に基づいて生成され、
    前記特定オフセット電圧取得ステップは、
    前記デジタル値として、前記二分探索法により設定した第1の値と、該第1の値から1ビットだけ増加又は減少させて生成した第2の値と、を生成する生成ステップと、
    生成した前記第1の値と前記第2の値に対応する二つの前記オフセット電圧に対応して前記駆動トランジスタの電流路に流れる二つの電流の電流値の範囲内に前記参照電流の電流値が含まれているか否かを、前記電流比較ステップに基づいて判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて前記範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定するまで、前記オフセット電圧の電圧値の前記二分探索ステップにより変更した値への再設定と、設定した当該オフセット電圧に応じた前記判定ステップによる前記判定を繰り返す繰り返しステップと、
    前記判定ステップにおいて前記範囲内に前記参照電流の電流値が含まれていると判定したときに、前記第1の値に対応する前記オフセット電圧を前記特定オフセット電圧として取得するオフセット電圧取得ステップと、を含むことを特徴とする請求項15に記載の発光装置の駆動制御方法。
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