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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、表示装置に関し、より特定的には、駆動電流に応じて発光輝度が変化する有機EL(Electro Luminescence)等の電流駆動型発光素子を各画素に備え、かつ、デジタル信号に基づいた階調表示を実行する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
フラットパネルタイプの表示装置として、各画素が電流駆動型発光素子で構成された自発光型の表示装置が注目されている。自発光型表示装置は、良好な視認性を有し、また動画表示特性にも優れている。電流駆動型発光素子としては、発光ダイオード(LED)もよく知られている。
【0003】
一般に、表示装置においては、行列状に配置された複数の画素は、点順次走査や線順次走査によって順次駆動されて、表示電流の供給を受ける。そして、各画素は、次に駆動されるまでの間、供給された表示電流に応じた輝度を出力する。各画素が受ける表示電流は、階調表示を実現するために通常アナログ電流となる。このアナログ電流を、各発光素子の最大輝度(白)および最小輝度(黒)の中間レベルに設定することによって、各画素における階調表示を実行することができる。
【0004】
したがって、電流駆動型発光素子を備えた表示装置においては、表示信号に応じたアナログ電流(以下、「データ電流」とも称する)を正確に生成するための電流源回路が必要である。
【0005】
図21は、一般的な電流源回路の構成を示す回路図である。
図21を参照して、一般的な電流源回路300は、電流駆動素子として用いられるnチャネルTFT(以下、「n型TFT」と称する)301と、スイッチ303と、キャパシタ305とを含む。なお、以下、本明細書において、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)は、電界効果型トランジスタの代表例として示されるものとする。
【0006】
n型TFT301のソースおよびドレインは、所定電圧Vssおよび出力ノードNoとそれぞれ電気的に接続される。n型TFT301のゲートは、ノードNgと接続される。スイッチ303のターンオン時に、入力電圧VinがノードNg、すなわちn型TFT301のゲートへ伝達される。キャパシタ305は所定の電圧Vssおよびn型TFT301のゲート間に接続され、所定電圧Vssに対するゲート電圧、すなわちn型TFT301のゲート・ソース間電圧(以下、単に「ゲート電圧」とも称する)を保持する。
【0007】
スイッチ303のターンオンによってn型TFT301のゲートに伝達された入力電圧Vinは、キャパシタ305によって保持される。この結果、n型TFT301のゲート電圧は、入力電圧Vinに保持される。なお、回路構成から理解されるように、電流駆動素子としては、n型のみならずp型の電界効果型トランジスタを用いることも可能である。また、所定電圧Vssとしては、代表的に接地電圧を用いることとして、以下説明する。
【0008】
TFTをはじめとする電界効果型トランジスタにおける飽和領域でのドレイン電流Idは、一般的に下記(1)式で示される。
【0009】
Id=(β/2)・(Vgs−Vth)2 …(1)
ただし、β=μ・(W/L)・Cox
ここで、β:電流係数、μ:平均表面移動度(単に「移動度」とも称する)、L:ゲートチャネル長、W:ゲートチャネル幅、Cox:ゲート容量(単位面積当たり)、Vth:しきい値電圧である。
【0010】
したがって、電流源回路300においては、出力ノードNoを所定電圧Vssとは異なる電圧で駆動すると、出力ノードNoに入力電圧Vinに応じた出力電流Ioが生成される。
【0011】
しかしながら、電流源回路300では、出力電流特性は、電流駆動素子であるn型TFT301の特性に大きく依存する。したがって、n型TFT301の特性(たとえばしきい値電圧Vthや移動度μなど)に製造ばらつきが生じると、出力電流特性が大きく変化してしまう。
【0012】
図22は、図21に示した電流源回路の入力電圧−出力電流特性を説明する図である。
【0013】
図22には、特性が異なる2つのTFTaおよびTFTbを、図21におけるn型TFT301として用いた場合におけるI−V特性線310および320が示される。また、入力電圧Vinとして、4つのレベルV1〜V4が入力される場合が例示される。
【0014】
I−V特性線310に示されるように、TFTaを用いたときには、入力電圧V1〜V4に対応して出力電流IoがI1a〜I4aにそれぞれ設定される。一方、I−V特性線320に示されるように、別のTFTbを用いたときには、入力電圧V1〜V4に対応して出力電流IoはI1b〜I4bにそれぞれ設定される。すなわち、トランジスタ特性の相違によって、入力電圧V1〜V4にそれぞれ対応して出力電流ばらつきΔI1〜ΔI4が発生してしまう。
【0015】
このときに、最大階調に相当する電圧V4の入力時における出力電流ばらつきΔI4(=|I4b−I4a|)が、最小階調に相当する入力電圧レベルV1に対応する出力電流I1a,I1bよりも大きいと、出力電流Ioを用いて階調表示を実行した場合に、電流レベルの逆転による階調ずれを起こしてしまう。
【0016】
したがって、図21に示した従来の電流源回路300を用いて電流駆動型発光素子の表示電流を供給する場合には、回路中の電流駆動素子(代表的にはTFT)の特性ばらつきが小さくなるように製造する必要がある。このため、製造ばらつきに対する要求が過度なものとなってしまい、製造時の歩留りを悪化させるおそれがある。
【0017】
これに対して、電力駆動素子として用いられるトランジスタの特性ばらつきのうち、しきい値電圧Vthに起因する電流ばらつきを補償した電流源回路が、たとえば特表2002−514320号公報の図7に開示されている。
【0018】
図23は、当該公報に開示された電流源回路400の構成を示す回路図である。なお、上記公報では、電流源回路400は、各画素内に設けられる構成となっているが、電流源回路として機能する回路部分を抜き出して電流源回路400として示している。
【0019】
図23を参照して、電流源回路400は、図21に示した電流源回路300の構成に加えて、キャパシタ350およびスイッチ355,360がさらに設けられる。キャパシタ350は、入力ノードNiおよびノードNgとの間に設けられ、スイッチ303のターンオンに応答に伴う入力電圧Vinの伝達によってノードNiに生じた電圧変化を、容量結合によってノードNgへ伝達する。
【0020】
スイッチ355は、n型TFT301のドレインおよびゲートにそれぞれ相当するノードNdおよびNg間に設けられる。スイッチ360は、出力ノードNoおよびノードNdの間に設けられる。
【0021】
電流源回路400は、以下に説明する較正動作によって、しきい値電圧のばらつきに起因した出力電流ばらつきを補償する。
【0022】
較正動作時には、キャパシタ305に、n型TFT301のしきい値電圧分の電荷を蓄えるために、スイッチ360がオフし、スイッチ355がオンされる。これにより、ノードNgの電圧は、n型TFT301のしきい値電圧Vthとなる。さらに、較正動作時には、ノイズ防止およびキャパシタ350のリセットの観点から、入力電圧Vinとしてリセット電圧Vrが入力された状態でスイッチ303がオンされる。
【0023】
ここで、キャパシタ305および350の容量値をそれぞれC1およびC2とすると、較正動作時に、キャパシタ305および350にそれぞれ蓄えられる初期電荷Q10およびQ20は、下記(2)および(3)式で示される。
【0024】
Q10=C1・Vth …(2)
Q20=C2・(Vg−Vin)=C2・(Vth−Vr) …(3)
一方、電流出力時には、入力電圧Vinは、表示信号に応じた電圧に設定される。スイッチ303のオンおよびスイッチ355のオフに応答して、キャパシタ305および350の容量結合によって、ノードNgの電圧VgはAC的に変動する。このとき、キャパシタ305および350にそれぞれ蓄えられた電荷Q1およびQ2は、下記(4)および(5)式で示される。
【0025】
Q1=C1・Vg …(4)
Q2=C2・(Vg−Vin) …(5)
したがって、電荷保存則(Q10+Q20=Q1+Q2)によって、ノードNgのゲート電圧Vgは下記(6)式で示される。
【0026】
C1・Vth+C2・(Vth−Vr)=C1・Vg+C2・(Vg−Vin)
∴(C1+C2)Vth−C2・Vr=(C1+C2)・Vg−C2・Vin
∴Vg=Vth+C2/(C1+C2)・(Vin−Vr) …(6)
(6)式で得られたゲート電圧Vgを上述の(1)式に代入すると、n型TFT301のドレイン電流Idすなわち電流源回路400の出力電流Ioは下記(7)式で示される。
【0027】
Io=(β/2)・{C2/(C1+C2)}2・(Vin−Vr)2 …(7)
(7)式から理解されるように、電流源回路400の出力電流Ioは、トランジスタ(n型TFT)のしきい値電圧Vthに依存しない。したがって、図22と比較されるべき、図23の電流源回路400のI−V特性は、図24に示されるようになる。
【0028】
図24を参照して、電流源回路400においては、図22におけるしきい値電圧のばらつきΔVthに相当するI−V特性の誤差が補償されているため、TFTaおよびTFTbにそれぞれ対応するI−V特性線310♯および320♯の差は、図22に示したI−V特性線310および320の差よりも小さくなる。
【0029】
このような電流源回路400を用いることによって、トランジスタの特性ばらつきに依存した誤差を軽減して、階調表示のためのデータ電流をより正確に生成することが可能となる。
【0030】
【特許文献1】
特表2002−514320号公報
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図24に示したI−V特性線310♯,320♯から理解されるように、トランジスタ(TFT)間でのしきい値電圧のばらつきに起因する出力電流ばらつきは補償されるものの、製造プロセスで生じる移動度μ等の特性ばらつきの影響、すなわち上述の式(1)におけるβのばらつきに起因する出力電流ばらつきは補償することができない。
【0032】
したがって、電流源回路400では、ゲート電圧Vgがしきい値電圧Vth近傍の領域、すなわち小電流領域では、出力電流のばらつきを抑制できるものの、大電流領域では、出力電流ばらつきが大きくなってしまう。この結果、表示階調数を増やした場合には、高階調(大出力電流)領域で、出力電流ばらつきの影響が無視できず、階調ずれに至ってしまう危険性も存在する。
【0033】
このため、上述した従来の電流源回路300,400によって、電流駆動型発光素子での階調表示用のデータ電流を供給する構成では、製造時におけるトランジスタ(TFT)の特性ばらつき抑制について厳格に要求をする必要があり、製造歩留りを低下させるおそれがあった。
【0034】
特に、薄膜トランジスタのうち、低温プロセスで製作が可能な低温多結晶シリコンTFT(低温p−Si TFT)は、アモルファスシリコンTFTに比べて電子移動度が高いため、駆動回路をガラス基板上に画素マトリクス回路と一体形成することが可能であり、EL表示装置や液晶表示装置等に広く用いられるようになってきている。
【0035】
ところが、一般にレーザーアニールにより形成される低温多結晶シリコンTFTでは、レーザー照射強度をガラス基板面内で均一に制御することが難しいなどの理由により、単結晶シリコンTFTよりもVth(しきい値電圧)やμ(移動度)などのトランジスタ特性について、製造ばらつきが発生し易い傾向にある。したがって、低温多結晶シリコンTFTを用いた表示装置では、階調表示用のデータ電流精度を確保することが困難であるという問題点があった。
【0036】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、電流駆動型発光素子を備えた表示装置において、製造プロセスに過度の負担をかけることなく、階調表示用の表示電流を高精度に生成する構成を提供することである。
【0037】
【課題を解決するための手段】
この発明に従う表示装置は、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、走査部によって選択された少なくとも1つの画素に対して、表示信号に応じたデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、データ電流発生回路は、表示信号の下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)に応じて設定される入力電圧に対応した出力電流を生成するアナログ電流源と、表示信号の上位jビット(j:n−kの整数)にそれぞれ対応して設けられ、上位jビットにそれぞれ応じて第1から第jのビット重み付け電流の生成を実行または停止するj個のデジタル電流源とを含み、かつ、j個のデジタル電流源およびアナログ電流源がそれぞれ生成する電流の和をデータ電流として供給し、アナログ電流源が生成する出力電流は、第1から第jのビット重み付け電流のうちの最小の1つよりも低い範囲内で制御される。
【0038】
この発明の他の構成に従う表示装置は、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、走査部によって選択された少なくとも1つの画素に対して、表示信号に応じたデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、データ電流発生回路は、表示信号の下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)に応じて設定される第1の入力電圧に対応した第1の出力電流を生成する第1のアナログ電流源と、表示信号の上位jビット(j:n−kで示される整数)に応じて設定される第2の入力電圧に対応した第2の出力電流を生成する第2のアナログ電流源とを含み、かつ、第1および第2の出力電流の和をデータ電流として供給し、第1の出力電流の範囲は、第2の出力電流の範囲よりも低電流側に設定され、第1および第2のアナログ電流源の各々は、入力電圧と第1および第2の出力電流の各々との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、所定の一点は、第1および第2のアナログ電流源において、第1および第2の出力電流の範囲内にそれぞれ設定される。
【0039】
この発明のさらに他の構成に従う表示装置は、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、走査部によって選択された少なくとも1つの画素に対して、表示信号に応じて第1から第2nのレベルのうちの1つに設定されるデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、第1から第2nのレベルは、予めm個(m:2以上n未満の整数)の電流範囲に分割され、データ電流発生回路は、m個の電流範囲にそれぞれ対応して設けられ、各々が入力電圧に対応した出力電流を生成するm個のアナログ電流源を含み、表示装置は、表示信号に応じた入力電圧を、m個のアナログ電流源に与える信号処理回路をさらに備え、信号処理回路は、表示信号に応じて、m個の電流範囲のうちの選択される1つに対応するアナログ電流源へ、出力電流が第1から第2nのレベルのうちの1つとなるような入力電圧を与える一方で、他のアナログ電流源の各々へは出力電流が零となる入力電圧を与え、m個のアナログ電流源の各々は、入力電圧と出力電流との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、m個のアナログ電流源のそれぞれにおいて所定の一点は、m個の電流範囲のうちの対応する1つの範囲内に設定される。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下において図中における同一符号は同一または相当部分を示すものとする。
【0041】
[実施の形態1]
(表示装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に従う表示装置の全体構成例を示すブロック図である。
【0042】
図1を参照して、本発明に従う表示装置1は、複数の画素2が行列状に配置された表示パネル部5と、行走査回路10と、ゲートドライバ15と、列走査回路20と、ソースドライバ25とを備える。
【0043】
各画素2は、後ほど詳細に説明するように、電流駆動型発光素子(たとえばEL素子やLED)を有する。表示パネル部5において、複数の画素2は行列状に配置され、画素の行(以下、単に「画素行」とも称する)にそれぞれ対応して、走査線SL1,SL2〜SLmが配置され(m:自然数)、画素の列(以下、単に「画素列」とも称する)にそれぞれ対応してデータ線DL1,DL2〜DLv(v:自然数)が配置される。
【0044】
行走査回路10は、所定の走査周期に基づいて、画素行を順に選択する。ゲートドライバ15は、行走査回路10による選択結果に応じて、走査線SL(走査線SL1〜SLmを総括的に示す)の各々を順に選択状態へ活性化する。列走査回路20は、所定の走査周期で画素列を順次選択する。
【0045】
ソースドライバ25は、表示信号処理回路26と、信号伝達回路28と、各データ線DLに対応して設けられたデータ電流発生回路30とを有する。表示信号処理回路26は、nビット(n:3以上の整数)の表示信号を構成するデータビットD0,D1〜Dn−1を受けて、必要に応じて一部のデータビットをアナログの入力電圧Vinに変換し、他の一部のデータビットについては、デジタル信号のまま出力する。
【0046】
信号伝達回路28は、表示信号処理回路26と各データ電流発生回路30との間に設けられ、表示信号処理回路26から、デジタル信号のまま出力されたデータビットおよびアナログ信号である入力電圧Vinを各データ電流発生回路30に伝達する。信号伝達回路28は、必要に応じてラッチ機能やレベルシフト機能を含むものとする。
【0047】
各データ電流発生回路30は、対応のデータ線DLへデータビットD0〜Dn−1に応じたレベルのデータ電流Idatを供給する。
【0048】
なお、図1には、行走査回路10、ゲートドライバ15、列走査回路20およびソースドライバ25が表示パネル部5と一体的に形成された表示装置の構成を例示したが、これらの回路部分については、表示パネル部5の外部回路として設けることも可能である。
【0049】
次に、本発明に従う表示装置に用いられる画素の代表的な構成例について説明しておく。
【0050】
図2は、図1に示された画素2の構成を示す回路図である。
図2には、一例として、発光素子として有機発光ダイオードOLEDを備えた電流プログラム型の画素回路構成が示される。電流プログラム型の画素については、たとえば“Pixel-Driving Methods for Large-Sized Poly-Si AM-OLED Displays”, Akira Yumoto et al., Asia Display / IDW'01(2001) pp.1395-1398に開示されている。
【0051】
図2を参照して、画素2は、電流駆動型発光素子の代表例として示される有機発光ダイオードOLEDと、有機発光ダイオードOLEDへデータ電流Idatに応じた電流を供給するための画素駆動回路3とを含む。画素駆動回路3は、キャパシタ4と、n型TFT6,7と、p型TFT8,9とを有する。
【0052】
n型TFT6は、対応するデータ線DLおよびノードN0の間に電気的に接続され、そのゲートは対応する走査線SLと接続されている。p型TFT8および9は、電源電圧Vddおよび有機発光ダイオードOLEDの間に直列に接続される。n型TFT7は、p型TFT8および9の接続ノードとノードN0との間に電気的に接続される。p型TFT8のゲートはノードN0と接続され、p型TFT9およびn型TFT7の各ゲートは対応する走査線SLと結合されている。ノードN0の電圧、すなわちp型TFT8のゲート電圧は、ノードN0および電源電圧Vddの間に接続されたキャパシタ4によって保持される。
【0053】
有機発光ダイオードOLEDは、p型TFT9および共通電極の間に接続される。図2においては、有機発光ダイオードOLEDのカソードが共通電極と接続される「カソードコモン構成」が示される。共通電極には、所定電圧Vssが供給される。
【0054】
対応の走査線SLが選択状態である論理ハイレベル(以下、単に「Hレベル」と称する)に活性化された画素では、n型TFT6および7がターンオンするため、電源電圧VddからTFT6〜8を介してデータ線DLへ至る電流経路が形成される。後ほど詳細に説明するように、データ電流発生回路30は、データ線DLと所定電圧Vssとの間にデータ電流Idatを流す経路を形成するので、画素駆動回路3中の上記電流経路にデータ電流Idatが流される。
【0055】
このとき、画素駆動回路3では、p型TFT8のドレインおよびゲート間がn型TFT7によって電気的に接続されているため、p型TFT8をデータ電流Idatが通過するときのゲート電圧が、キャパシタ4によってノードN0に保持される。このように、走査線SLの活性化期間において、表示輝度に応じたデータ電流Idatが画素駆動回路3によってプログラムされる。
【0056】
その後、走査対象が切換わり、対応の走査線SLが非選択状態である論理ローレベル(以下、単に「Lレベル」と称する)に非活性化されると、n型TFT6および7はターンオフされ、p型TFT9がターンオンされる。これにより、画素2では、電源電圧Vddからp型TFT8,9および有機発光ダイオードOLEDを介して共通電極(所定電圧Vss)へ至る電流経路が形成される。この結果、走査線SLの活性化期間にプログラムされたデータ電流Idatを、走査線SLの非活性化期間においても有機発光ダイオードOLEDへ継続的に供給することが可能となり、有機発光ダイオードOLEDは、データ電流Idatに応じた輝度を出力する。
【0057】
次に、データ電流発生回路30の構成について詳細に説明する。なお、以下においては、データビットD0〜D3から構成される4ビットの表示信号に基づいて16段階(24)の階調表示を実現する構成、すなわちn=4の場合について代表的に説明する。
【0058】
さらに、16段階の階調表示にそれぞれ対応するデータ電流Idatのレベルを電流I0〜I15でそれぞれ示すこととする。また、隣り合う階調間での電流レベル差は互いに等しいものとする。すなわち、I0=0であり、かつ、I15−I14=I14−I13=…=I3−I2=I2−I1=I1−I0=I1であるものとする。
【0059】
(比較例として示されるデータ電流発生回路)
まず、本発明の比較例として示される、フルデジタル型のデータ電流発生回路について説明する。
【0060】
図3は、比較例として示される電流発生回路の構成を示す回路図である。
図3を参照して、比較例として示されるデータ電流発生回路50は、データビットD0〜D3にそれぞれ対応して設けられた4個のデジタル電流源回路70を有する。
【0061】
各デジタル電流源回路70は、対応のデータビットのレベルに応じて、所定のビット重み付け電流の生成を実行あるいは停止する。ビット重み付け電流は、2の累乗比に従って設定され、データビットD0、D1,D2およびD3にそれぞれ対応するビット重み付け電流は、それぞれ電流I1、I2、I4およびI8である。
【0062】
基準電流配線60〜63は、図示しない基準電流源回路より供給された、基準電流Iref0、Iref1、Iref2およびIref3をそれぞれ伝達する。基準電流Iref0は電流I1の基準レベルに相当し、基準電流Iref1は電流I2の基準レベルに相当し、基準電流Iref2は電流I4の基準レベルに相当し、基準電流Iref3は電流I8の基準レベルに相当する。さらに、較正動作時にHレベルに設定される制御信号SMPおよび、電流出力時にHレベルに設定される制御信号OEが、図1に示した列走査回路20より供給される。制御信号OE,SMPは、各デジタル電流源回路70によって共有される。
【0063】
各デジタル電流源回路70の構成は同様であるので、ここでは代表的に、データビットD2に対応して設けられたデジタル電流源回路の構成について代表的に説明する。
【0064】
デジタル電流源回路70は、n型TFT71〜74と、キャパシタ75と、ダミー負荷77と、互いに相補的にオン・オフするp型TFT78およびn型TFT79とを有する。
【0065】
n型TFT71および72は、対応の基準電流配線62と所定電圧Vssとの間に直列に接続される。n型TFT73は、n型TFT71および72の接続ノードに相当するノードN1と、n型TFT72のゲートとの間に接続される。すなわちn型TFT73は、n型TFT72のゲートおよびドレイン間に設けられる。n型TFT74は、ノードN1およびN2の間に接続され、n型TFT79は、ノードN2およびデータ線DLの間に接続されている。キャパシタ75は、n型TFT72のゲートと所定電圧Vssとの間に接続され、n型TFT72のゲート電圧を保持する。n型TFT71および73の各ゲートには制御信号SMPが入力され、n型TFT74のゲートには制御信号OEが入力される。
【0066】
ダミー負荷77およびp型TFT78は、電源電圧VddおよびノードN2の間に直列に接続される。p型TFT78およびn型TFT79の各ゲートには、対応のデータビットD2が入力される。
【0067】
次に、デジタル電流源回路70の動作について説明する。
制御信号SMPがHレベルに設定され、制御信号OEがLレベルに設定される較正動作時には、n型TFT71および73がターンオンし、n型TFT74はターンオフする。これにより、基準電流配線62からn型TFT71および72を介して所定電圧Vssに至る経路に、基準電流Iref2が流される。さらに、n型TFT72を基準電流Iref2が流れるときのゲート電圧が、キャパシタ75によって保持される。このように、較正動作時には、データビットD2に対応する電流I4を正確に発生するための、n型TFT72のゲート電圧が生成され、かつキャパシタ75によって保持される。
【0068】
反対に電流出力時には、制御信号SMPがLレベルに設定され、制御信号OEがHレベルに設定されるので、n型TFT71および73がターンオフされ、n型TFT74がターンオンされる。この結果、ノードN2からn型TFT72,74を介して所定電圧Vssに至る経路が形成される。
【0069】
対応のデータビットD2が“0”であるときには、ノードN2は、p型TFT78のターンオンおよびn型TFT79のターンオフに応答して、データ線DLとは切り離される一方で、ダミー負荷77を介して電源電圧Vddと接続される。この結果、ノードN2に電流I4が生じるが、電流I4はデータ線DLへは供給されない。
【0070】
一方、対応のデータビットD2が“1”であるときには、p型TFT78のターンオフおよびn型TFT79のターンオンに応答して、データ線DLからノードN2、n型TFT74、ノードN1、n型TFT72を介して所定電圧Vssへ至る経路に、電流I4が流される。すなわち、n型TFT74,79によって、データ線DLおよび内部ノードN1は、較正動作時に切離される一方で、電流出力時には、対応のデータビットD2に応じて接続される。
【0071】
既に説明したように、n型TFT72のゲート電圧が基準電流Iref2に基づいて較正動作時に予め調整されているので、電流駆動素子であるn型TFT72に特性のばらつきが存在していても、電流出力時には、電流I4を正確に供給することができる。
【0072】
なお、ダミー負荷77およびp型TFT78によって、対応のデータビットが“0”であるときにも、n型TFT72に電流を流すことができる。これにより、データ線DLに対する電流生成を停止する場合においても、キャパシタ75の保持電圧の低下を防ぐことができる。言換えれば、対応のデータビットが“0”である場合に、n型TFT72を含む電流経路が形成されなければ、n型TFT72のドレイン電位が下がり、n型TFT72,73を介してキャパシタ75の保持された電荷がリークしていく。これにより、n型TFT72による供給電流量が、基準電流Iref2のレベルから変化してしまい、出力電流精度に悪影響が生じる。
【0073】
他のデータビットD0、D1およびD3にそれぞれ対応して設けられるデジタル電流源回路70も同様の構成を有し、対応のビット重み付け電流、すなわち電流I1、I2およびI8のデータ線DLへの供給を、対応のデータビットのレベルに応答して実行または停止する。
【0074】
それぞれのデジタル電流源回路70の出力ノードは、データ線DLと接続されているので、データビットD0〜D3にそれぞれ対応するデジタル電流源回路70からの出力電流の和が、データ線DLに対してデータ電流Idatとして流される。この結果、4ビットの表示信号に関して、(D0,D1,D2,D3)=(0,0,0,0)〜(1,1,1,1)の16段階にそれぞれ対応して、データ線DLに供給されるデータ電流Idatは、電流I0〜I15の16段階に設定される。
【0075】
このように、図3に示したデータ電流発生回路50は、データビットD0〜D3にそれぞれ対応するビット重み付け電流である電流I1、I2、I4およびI8を、制御信号SMPに応答した較正動作が可能なデジタル電流源回路70によってそれぞれ発生する。これらのデジタル電流源回路70の出力電流の和としてデータ電流Idatを供給することができるので、データ電流Idatを、階調表示を行なうために正確に発生することができる。
【0076】
しかしながら、この方式では、表示信号のデータビット数に合わせてデジタル電流源回路70を設ける必要があるので、データ電流発生回路の回路面積が増加してしまう。特に、図1に示したように、各データ線DLに対してデータ電流発生回路を配置する構成においては、この影響はより顕著となる。
【0077】
(実施の形態1に従うデータ電流発生回路の構成)
以下に、これまで説明したデジタル電流源回路とアナログ電流源回路との組合せによる、回路面積の増加を抑制し、かつデータ電流精度を確保可能なデータ電流発生回路の構成について説明する。
【0078】
図4は、本発明の実施の形態1に従うデータ電流発生回路30の構成を示す回路図である。
【0079】
図4を参照して、実施の形態1に従うデータ電流発生回路30は、下位データビットD0およびD1に対応して設けられた1個のアナログ電流源回路400と、上位データビットD2およびD3にそれぞれ対応して設けられた2個のデジタル電流源回路70とを有する。アナログ電流源回路400およびデジタル電流源回路70の各々の構成については、図23および図3でそれぞれ説明したのと同様であるので詳細な説明は繰返さない。ただし、図4では、デジタル電流源回路70中のオン・オフ動作するTFTについては、同一符号を用いた上でスイッチ素子として表記している。
【0080】
アナログ電流源回路400においても、各デジタル電流源回路70と共通の制御信号SMPおよびOEにそれぞれ応答して、較正動作および電流出力動作が実行される。
【0081】
アナログ電流源回路400に対しては、図1に示した表示信号処理回路26から、下位のデータビットD0およびD1に応じた入力電圧Vinが入力される。具体的には、下位データビットD0,D1に関して、(D0,D1)=(0,0)、(0,1)、(1,0)および(1,1)の場合にそれぞれ対応して、入力電圧Vinは、V0、V1、V2およびV3にそれぞれ設定されるものとする。電圧V1,V2,V3は、式(7)に基づき、リセット電圧Vrを考慮して、n型TFT301のドレイン電流、すなわちアナログ電流源回路400の出力電流Io1が電流I1、I2およびI3となるレベルに決定される。同様に、アナログ電流源回路の出力電流として電流I4〜I15を得るための入力電圧レベルについても、電圧V4〜V15でそれぞれ示すものとする。なお、電圧V0は、n型TFT301がターンオフされるレベルに設定される。
【0082】
上位データビットD2に対応して設けられたデジタル電流源回路70は、データビットD2が“1”の場合には出力電流Io2(=I4)を出力し、データビットD2=“0”のときには出力電流の生成を停止する、すなわちIo2=0に設定する。同様に、上位データビットD3に対応して設けられたデジタル電流源回路70は、データビットD3が“1”の場合には出力電流Io3(=I8)を出力し、データビットD3=“0”のときには出力電流の生成を停止する、すなわちIo3=0に設定する。
【0083】
アナログ電流源回路400および2個のデジタル電流源回路70のそれぞれの出力ノードは、互いに電気的に接続されて対応のデータ線DLとさらに接続される。この結果、アナログ電流源回路400の出力電流Io1およびデジタル電流源回路70の出力電流Io2,Io3の出力電流の和Io1+Io2+Io3が、データ電流Idatとしてデータ線DLへ供給される。
【0084】
図5は、実施の形態1に従うデータ電流発生回路の出力電流,すなわちデータ電流Idatのばらつきを説明する図である。
【0085】
図5を参照して、アナログ電流源回路400の出力電流Io1に関しては、電流駆動素子であるn型TFT301のトランジスタ特性に応じて、図22で説明したのと同様の電流ばらつきが発生する。したがって、データ電流Idat=I1〜I3の範囲では、従来のアナログ電流源回路400と同様の電流ばらつきΔI1〜ΔI3が発生する。しかし、既に説明したように、較正動作によってn型TFT301のしきい値電圧が補償されるので、出力電流Io1の制御範囲における電流ばらつきΔI1〜ΔI3は比較的小さい。
【0086】
データ電流Idat=I4〜I15の範囲のうち、デジタル電流源回路70の出力電流Io2およびIo3の和のみで実現される、データ電流Idat=I4,I8,I12の場合には、デジタル電流源回路70の較正機能によって、トランジスタ特性に起因した電流ばらつきはほぼ解消される。
【0087】
また、データ電流Idat=I5〜I7,I9〜I11,I13〜I15の場合には、アナログ電流源回路400の出力電流Io1と、電流ばらつきの無いデジタル電流源回路70の出力電流Io2,Io3との和によって、データ電流Idatが供給される。
【0088】
したがって、データ電流Idat=I5,I9,I13の場合には、アナログ電流源回路400での電流ばらつきΔI1しか発生しない。同様に、データ電流Idat=I6,I10,I14の場合には、アナログ電流源回路400での電流ばらつきΔI2しか発生せず、データ電流Idat=I7,I11,I15の場合には、アナログ電流源回路400での電流ばらつきΔI3しか発生しない。すなわち、16階調のための電流I0〜I15全体でのデータ電流Idatのばらつきの最大値は、低階調の電流I3での電流ばらつきΔI3(=|I3a−I3b|)に抑制される。
【0089】
以上説明したように、実施の形態1に従うデータ電流発生回路の構成によれば、図23で説明した従来の電流源回路400によってデータ電流の全階調範囲を生成する場合と比較して、高階調すなわちデータ電流Idatが比較的大きい領域での電流ばらつきを減少させることができる。さらに、図3に比較例として示したデータ電流発生回路50と比較すれば、電流ばらつきはやや劣るものの、表示信号のデータビット数よりも少ない個数の電流源回路によって構成可能であることから、回路面積を削減することができる。
【0090】
次に、実施の形態1に従うデータ電流発生回路における出力電流ばらつきについて定性的に考察する。
【0091】
電流I3に関しては、従来のアナログ電流源回路400の特性から下記(8)式が成立する。
【0092】
I3=(β/2)・{C2/(C1+C2)}2・(V3−Vr)2 …(8)
ここで、表示装置全体で、電流駆動素子として設けられたn型TFTの電流係数βにばらつきΔβ生じたと仮定すると、3階調目の電流I3に関するばらつきΔI3は、下記(9)式で示される。
【0093】
ΔI3=(Δβ/2)・{C2/(C1+C2)}2・(V3−Vr)2 …(9)
ここで、アナログ電流源回路400における最大の電流ばらつきΔI3と、1階調目(LSB)の電流値I1との関係によって表示むらが生じる。すなわち、表示装置内で階調反転が生じないためには、ΔI3<I1であることが必要となる。I3=3×I1であるので、階調反転が生じないための条件は、下記(10)式で示される。
【0094】
ΔI3<I3/3
∴Δβ/β<33.3% …(10)
すなわち、実施の形態1に従うデータ電流発生回路では、電流駆動素子として用いられるTFTに関して、製造プロセスに起因する電流係数βのばらつきを、33.3%より小さくすれば16階調表示が可能となる。
【0095】
これに対して、アナログ電流源回路400単独で、16階調分のデータ電流Idatを生成する構成では、最大レベルの電流I15に関して、ΔI15<I1を満足する必要がある。この結果、階調反転が生じないためには、より厳しい条件の下記(11)式を満足する必要が生じる。
【0096】
ΔI15<I15/15
∴Δβ/β<6.7% …(11)
したがって、実施の形態1に従うデータ電流発生回路を採用することにより、電流駆動素子(TFT)の製造時におけるトランジスタ特性ばらつきの許容度が相対的に大きくなる。この結果、製造プロセスに対する精度要求が緩和されるので、製造歩留りの向上が期待される。
【0097】
[実施の形態2]
以下の実施の形態では、図1に示したデータ電流発生回路30の構成のバリエーションについて順次説明していく。すなわち、以下に説明する実施の形態においては、図1に示した本発明に従う表示装置において、データ電流発生回路30が、各実施の形態に示されるデータ電流発生回路によって置換される構成となる。
【0098】
図6は、本発明の実施の形態に従うデータ電流発生回路31の構成を示す回路図である。
【0099】
図6を参照して、実施の形態2に従うデータ電流発生回路31は、実施の形態1に従うデータ電流発生回路30と比較して、アナログ電流源回路400に代えてアナログ電流源回路100を含む点で異なる。
【0100】
デジタル電流源回路70は、データ電流発生回路30と同様に、データビットD2およびD3にそれぞれ対応して設けられ、データビットD2およびD3のレベルに応答して、ビット重み付け電流である電流I4およびI8の生成を実行あるいは停止する。
【0101】
アナログ電流源回路100は、図4に示したアナログ電流源回路400と同様に、下位データビットD0およびD1に応じて、電流I0〜I3を選択的に生成するが、アナログ電流源回路400と比較して、出力電流Io1の較正機能が異なる。
【0102】
まず、アナログ電流源回路100の回路構成およびその動作について詳細に説明する。
【0103】
アナログ電流源回路100は、アナログ電流源回路400と比較して、基準電流スイッチ370をさらに有する点で異なる。基準電流スイッチ370は、制御信号SMPに応答して較正動作時にオンして、図示しない基準電流源によって生成された基準電流IrefaをノードNdへ供給する。基準電流スイッチ370は、電流出力時にはオフされる。その他の部分の構成については、アナログ電流源回路400と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【0104】
アナログ電流源回路100の較正動作時には、さらに、スイッチ360がオフされ、スイッチ355がオンされる。これにより、基準電流Irefaがn型TFT301を通過し、ノードNdに基準電流Irefaを流すのに必要なゲート電圧がキャパシタ305に蓄えられる。これにより、ノードNgの電圧が基準電圧Vrefとなる。なお較正動作時には、ノイズ防止およびキャパシタ350のリセットの観点から、入力電圧Vinとしては、リセット電圧Vrが入力され、かつスイッチ303がオンされる。
【0105】
したがって、較正動作時に、キャパシタ305および350にそれぞれ蓄えられる初期電荷Q10およびQ20は、下記(12)および(13)式で示される。なお、キャパシタ305および350の容量値は、電流源回路400と同様にそれぞれC1およびC2とする。
【0106】
Q10=C1・Vref …(12)
Q20=C2・(Vg−Vin)=C2・(Vref−Vr) …(13)
電流出力時には、電流源回路400と同様の動作が実行されて、スイッチ303,360がオンされ、スイッチ355および370がオフされる。したがって、キャパシタ305および350のそれぞれでの蓄積電荷Q1およびQ2は、下記(14)および(15)式で示される。
【0107】
Q1=C1・Vg …(14)
Q2=C2・(Vg−Vin) …(15)
したがって、電荷保存則(Q10+Q20=Q1+Q2)によって、ノードNgの電圧Vgすなわちn型TFTのゲート電圧Vgは下記(16)式で示される。
【0108】
C1・Vref+C2・(Vref−Vr)=C1・Vg+C2・(Vg+Vin)
∴(C1+C2)Vref−C2・Vr=(C1+C2)・Vg−C2・Vin
∴Vg=Vref+C2/(C1+C2)・(Vin−Vr) …(16)
(16)式で得られたゲート電圧Vgを上述の(1)式に代入すると、n型TFT301のドレイン電流Idすなわち電流源回路400の出力電流Ioは下記(17)式で示される。
【0109】
Io=(β/2)・{C2/(C1+C2)・(Vin−Vr)+(Vref−Vth)} 2 …(17)
この結果、アナログ電流源回路100の入力電圧Vin−出力電流Io特性は、図7に示すようになる。
【0110】
図7には、アナログ電流源回路400の特性を示した図24と同様に、特性が異なる2つのTFTaおよびTFTbを、図6におけるn型TFT301として用いた場合におけるアナログ電流源回路100のI−V特性線330および340が示される。
【0111】
図7および図24との比較から理解されるように、アナログ電流源回路100においては、I−V特性線上の基準電流Irefaに対応する一点で、入力電圧Vinと出力電流Ioとの関係が較正される。すなわち、基準電流Irefaの出力時においては、アナログ電流源回路内の電流駆動素子(n型TFT301)の特性ばらつきの影響を排除して、各アナログ電流源回路100からの出力電流ばらつきが解消される。なお、図7上では、ノードNgの電圧Vgが基準電圧Vrefとなる、入力電圧VinのレベルをVr♯と表記している。
【0112】
一方、基準電流Irefaよりも出力電流が大きいあるいは小さい範囲では、基準電流Irefaと出力電流との差に応じて、特性線330および340の間に差が生じ、出力電流Ioには、電流駆動素子(TFT)の特性ばらつきに依存した差が生じるようになる。
【0113】
実施の形態2に従うデータ電流発生回路31においては、下位データビットD0,D1に対応する電流I0〜I3をアナログ電流源回路100によって生成する。このとき、基準電流Irefaを、電流I0〜I3の中間レベルに設定することにより、出力電流ばらつきの最大値を減少することができる。図7および図23の比較によれば、電流I1に対応する電流ばらつきΔI1は、アナログ電流源回路400(図24での|I1a−I1b|)の方がアナログ電流源回路100(図7での|I1a′−I1b′|)よりも小さいが、もともと電流I1そのものが小さいため、この差はあまり問題にならない。
【0114】
一方、アナログ電流源回路400では電流ばらつきが最大となる電流I3における電流ばらつきΔI3は、アナログ電流源回路100(図7での|I3a′−I3b′|)の方がアナログ電流源回路400(図24での|I3b−I3a|)よりも小さいので、電流I0〜I3の範囲での、出力電流ばらつきの最大値については、アナログ電流源回路100の方が小さくなる。
【0115】
図8には、実施の形態2に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきが示される。
【0116】
図8を参照して、電流I1〜I3の中間レベル(たとえば、電流I2レベル)に設定された基準電流Irefaにおいて電流ばらつきが較正されるため、電流I1およびI3にそれぞれ対応する電流ばらつきΔI1およびΔI3はほぼ同程度となる。
【0117】
したがって、図8に示すように、トランジスタ特性差による電流ばらつきが最も大きくなる、電流I3、I7、I11、I15の出力時において、特性の異なるTFTを電流駆動素子として用いたアナログ電流源回路400によって生じる電流ばらつきΔI3=|I3a′−I3b′|は、実施の形態1に従うデータ電流発生回路におけるΔI3=|I3a−I3b|(図5)と比較して抑制される。
【0118】
したがって、実施の形態2に従うデータ電流発生回路においては、実施の形態1と同様に回路面積の削減効果を享受しつつ、階調表示用のデータ電流Idatをさらに高精度に生成することができる。この結果、電流駆動素子(TFT)の製造時におけるトランジスタ特性ばらつきの許容度がさらに大きくなるので、製造歩留りの向上がさらに期待できる。
【0119】
[実施の形態3]
図9は、実施の形態3に従うデータ電流発生回路32の構成を示す回路図である。
【0120】
図9を参照して、実施の形態3に従うデータ電流発生回路32は、1個ずつのアナログ電流源回路100および400を含む。アナログ電流源回路100および400のそれぞれの構成は、既に説明したとおりであるので詳細な説明は繰返さない。
【0121】
アナログ電流源回路400に対しては、電流I0〜I3にそれぞれ対応する電圧V0〜V3のいずれかのレベルを有する入力電圧Vin1が入力される。これに対して、アナログ電流源回路100に対しては、電流I0、I4、I8およびI12にそれぞれ対応する電圧V0、V4、V8およびV12のいずれかに設定される入力電圧Vin2が入力される。
【0122】
入力電圧Vin1は、図1に示した表示信号処理回路26によって、下位データビットD0,D1に応じて、実施の形態1および2における入力電圧Vinと同様に生成される。これに対して、入力電圧Vin2は、表示信号処理回路26によって、上位データビットD2およびD3に応じて生成される。具体的には、(D2,D3)=(0,0)、(0,1)、(1,0)および(1,1)の場合において、入力電圧Vin2は、V0、V4、V8およびV12にそれぞれ設定される。
【0123】
アナログ電流源回路100および400の各出力ノードは、対応のデータ線DLと接続されるので、アナログ電流源回路400の出力電流Io1およびアナログ電流源回路100の出力電流Io4の和が、データ電流Idatとしてデータ線DLへ供給される。
【0124】
図10は、実施の形態3に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【0125】
図10を参照して、アナログ電流源回路400によって生成される電流Io1は、図5で説明したのと同様に、電流駆動素子であるTFTのしきい値電圧ばらつきΔVthを補償して、特性線310♯および320♯に従って生成される。したがって、電流I1、I2、I3においては、トランジスタ特性差に起因した図5と同様の電流ばらつきが発生する。
【0126】
これに対して、アナログ電流源回路100によって生成される電流Io4は、図7で説明した特性線330および340に従って生成される。すなわち、基準電流Irefaを電流I4およびI12の中間レベルに設定することにより、電流I4、I8、I12における電流ばらつきΔI4、ΔI8およびΔI12の最大値を抑制することができる。
【0127】
このように、アナログ電流源回路400によって生成される電流Io1=I0,I1,I2,I3と、アナログ電流源回路100によって生成される電流Io4=I0,I4,I8,I12との和によって、16階調の電流I0〜I15をデータ電流Idatとして生成することができる。
【0128】
実施の形態3に従うデータ電流発生回路によれば、2個のアナログ電流源回路100および400によって、データ電流Idatの全階調範囲を生成することができるため、回路面積をさらに削減することが可能である。
【0129】
また、データ電流Idatのばらつきに関しても、比較例として示したフルデジタル方式のデータ電流発生回路50には及ばないものの、少なくともアナログ電流源回路100または400を単体で用いた場合と比較して、高階調領域での出力電流ばらつきを抑制することができる。したがって、実施の形態1および2と同様に、電流駆動素子(TFT)の製造時におけるトランジスタ特性ばらつきの許容度が確保して、製造歩留りの向上を図ることができる。
【0130】
[実施の形態4]
図11は、実施の形態4に従うデータ電流発生回路33の構成を示す回路図である。
【0131】
図11を参照して、実施の形態4に従うデータ電流発生回路33は、2個のアナログ電流源回路100Lおよび100Uを有する。アナログ電流源回路100Lおよび100Uの各々の構成は、既に説明したアナログ電流源回路100と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【0132】
電流出力時には、アナログ電流源回路100Lおよび100Uのそれぞれには、図9と同様の入力電圧Vin1およびVin2が入力される。較正動作時には、アナログ電流源回路100Lおよび100Uに対しては、較正動作用の基準電流IrefaおよびIrefbがそれぞれ入力される。
【0133】
図12は、実施の形態4に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【0134】
図12を参照して、アナログ電流源回路100Lによって生成される電流Io1は、図7で説明した特性線330および340に従って生成される。すなわち、基準電流Irefaを電流I1およびI3の中間レベル(たとえば、電流I2レベル)に設定することにより、電流I1〜I3における電流ばらつきΔI1〜ΔI3を図8と同様に抑制することができる。
【0135】
同様に、アナログ電流源回路100Uによって生成される電流Io4も、図7で説明した特性線330および340に従って生成される。すなわち、基準電流Irefbを電流I4およびI12の中間レベルに設定することにより、電流I4、I8、I12における電流ばらつきΔI4、ΔI8およびΔI12の最大値を抑制することができる。
【0136】
なお、図12上では、出力電流Io1=Irefaとなる入力電圧VinのレベルをVra♯と表記し、出力電流Io4=Irefbとなる入力電圧VinのレベルをVrb♯と表記している。
【0137】
したがって、実施の形態4に従うデータ電流発生回路においては、アナログ電流源回路100Lからの出力電流Io1(=I0,I1,I2,I3)と、アナログ電流源回路100Uからの出力電流Io4(=I0,I4,I8,I12)との和によって、16階調の電流I0〜I15をデータ電流Idatとして生成することができる。
【0138】
実施の形態4に従うデータ電流発生回路によれば、2個のアナログ電流源回路100Lおよび100Uによって、16階調のデータ電流Idatを生成することができるため、回路面積をさらに削減することが可能である。
【0139】
また、データ電流Idatのばらつきに関しても、比較例として示したフルデジタル方式のデータ電流発生回路50には及ばないものの、少なくともアナログ電流源回路100または400を単体で用いた場合と比較して、高階調領域での出力電流ばらつきを抑制することができる。したがって、実施の形態1〜3と同様に、電流駆動素子(TFT)の製造時におけるトランジスタ特性ばらつきの許容度を確保して、製造歩留りの向上を図ることができる。
【0140】
[実施の形態5]
図13は、実施の形態5に従うデータ電流発生回路34の構成を示す回路図である。
【0141】
図13を参照して、実施の形態5に従うデータ電流発生回路34は、図11に示した実施の形態4に従うデータ電流発生回路33と同様の構成を有するが、それぞれの入力電圧がVin1♯およびVin2♯に変更される点が異なる。その他の点は、実施の形態4に従うデータ電流発生回路33と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【0142】
実施の形態5に従う構成においては、複数のアナログ電流源回路100によって、データ電流Idatの全階調範囲を予め複数の電流範囲に分割し、アナログ電流源回路100のそれぞれを、当該複数の電流範囲とそれぞれ対応させて、データ電流を生成する。すなわち、データ電流Idatは、複数のアナログ電流源回路100からの出力電流の和としてではなく、表示信号に応じて選択される1つのアナログ電流源回路100からの出力電流によって実現される。
【0143】
図13においては、データ電流Idatの全階調範囲I0〜I15を、2つの電流範囲I0〜I7およびI8〜I15に分割して、アナログ電流源回路100Lによって電流I0〜I7を出力し、アナログ電流源回路100Uによって電流I8〜I15を出力するようにした構成例が示される。
【0144】
すなわち、データビットD0〜D3に応じて、(D0,D1,D2,D3)=(0,0,0,0)〜(0,1,1,1)の場合には、入力電圧Vin1♯をV0〜V7のいずれかに設定するとともに、入力電圧Vin2♯を電圧V0に設定する。これに対して、(D0,D1,D2,D3)=(1,0,0,0)〜(1,1,1,1)の場合には、入力電圧Vin2♯をV8〜V15のいずれかに設定するとともに、入力電圧Vin1♯を電圧V0に設定する。
【0145】
なお、実施の形態5に従うデータ電流発生回路34では、選択された1個のアナログ電流源回路100のみによってデータ電流Idatが供給されるので、各アナログ電流源回路100中のスイッチ360を選択結果に合わせてオン・オフする構成としてもよい。たとえば、図13の構成例では、アナログ電流源回路100Uおよび100L中のスイッチ360を、データビットD3のレベルに応じて相補的にオン・オフさせればよい。
【0146】
図14は、実施の形態5に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【0147】
図14を参照して、電流I0〜I7に対応する電流範囲IR1における電流ばらつきは、図7で説明した特性線330および340に従って、基準電流Irefaおよび各出力電流(データ電流Idat)のレベル差に応じて大きくなる。同様に、電流I8〜I15に対応する電流範囲IR2における電流ばらつきも、特性線330および340に従って、基準電流Irefbおよび各出力電流(データ電流Idat)のレベル差に応じて大きくなる。
【0148】
したがって、電流I1〜I15での電流ばらつきΔI1〜ΔI15は、アナログ電流源回路100Uおよび100Lにおいて、基準電流IrefaおよびIrefbをどのレベルに設定するかに依存することになる。
【0149】
特に、基準電流IrefaおよびIrefbの設定については、電流範囲IR1およびIR2の境界部で、階調反転が発生しないように考慮する必要がある。
【0150】
具体的には、図14の例では、電流範囲IR1およびIR2の境界部において、電流I7に対するばらつきΔI7が|I7−Irefa|に依存し、同様に、電流I8に対するばらつきΔI8が|I8−Irefb|に依存する。したがって、電流ばらつきΔI7およびΔI8の影響によって、電流I7およびI8の逆転が発生すれば(図14における、I7b>I8aの現象に相当)、階調反転が生じ、スムーズな階調表示が実行できなくなってしまう。このため、この点にも考慮して、基準電流IrefaおよびIrefbを設定する必要がある。
【0151】
このように、実施の形態5に従うデータ電流発生回路によっても、2個のアナログ電流源回路100Lおよび100Uによって、データ電流Idatの全階調範囲を生成することができるため、回路面積をさらに削減することが可能である。
【0152】
また、データ電流Idatのばらつきに関しても、比較例として示したフルデジタル方式のデータ電流発生回路50には及ばないものの、少なくともアナログ電流源回路100または400を単体で用いた場合と比較して、高階調領域での出力電流ばらつきを抑制することができる。したがって、実施の形態1〜3と同様に、電流駆動素子(TFT)の製造時におけるトランジスタ特性ばらつきの許容度を確保して、製造歩留りの向上を図ることができる
なお、図13および図14には、2個のアナログ電流源回路100U,100Lによってデータ電流Idatの全階調範囲をカバーする構成例を示したが、3個以上のアナログ電流源回路100によって同様の構成を実現することも可能である。この場合には、データ電流Idatの全階調範囲を、アナログ電流源回路100の個数に合せた電流範囲に予め分割し、それぞれの電流範囲において、対応するアナログ電流源回路によってデータ電流Idatを生成する構成とすればよい。ただし、アナログ電流源回路100の個数を増加すれば、データ電流Idatのばらつきは抑制されるものの、回路面積の削減効果はこれに応じて減少してしまう。
【0153】
同様に、図9および図11にそれぞれ示された実施の形態3および4に従うデータ電流発生回路において、上位ビットに対応するアナログ電流源回路100Uを複数個設けて、それぞれが異なる電流範囲を分担する構成とすることも可能である。この場合にも、上位ビットに対応した出力電流(図9,11でのIo4=I4,I8,I12)のばらつきは抑制されるものの、回路面積の削減効果はこれに応じて減少してしまう。
【0154】
[実施の形態6]
実施の形態6においては、実施の形態1から5に示したデータ電流発生回路を各データ線DLに対応して複数系統、好ましくは2系統設けて、較正動作および電流出力動作を並列かつ交互に実行する構成について説明する。
【0155】
図15は、実施の形態6の第1の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【0156】
図15には、各データ線DLに対応して、実施の形態1に従う2系統のデータ電流発生回路30aおよび30bが設けられる構成が示される。データ電流発生回路30aおよび30bの各々は、図4に示したデータ電流発生回路30と同様の構成を有するので詳細な説明については繰返さない。
【0157】
データ電流発生回路30aを構成するデジタル電流源回路70およびアナログ電流源回路400の各々には、制御信号SMPaおよびOEaが入力される。また、アナログ電流源回路400には、入力電圧Vinaが与えられる。
【0158】
一方、データ電流発生回路30bを構成する、デジタル電流源回路70およびアナログ電流源回路400の各々には、制御信号SMPbおよびOEbが入力される。また、アナログ電流源回路400には、入力電圧Vinbが与えられる。
【0159】
データ電流発生回路30aおよび30bは、交互に較正動作および電流出力動作を実行する。たとえば、データ電流発生回路30aが較正動作を実行し、データ電流発生回路30bが電流出力動作を実行する期間には、制御信号SMPaおよびOEbがHレベルに設定され、制御信号SMPbおよびOEaがLレベルに設定される。さらに、入力電圧Vinaはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vinbは、実施の形態1で説明したVinと同様に設定される。
【0160】
これに対して、データ電流発生回路30bが較正動作を実行し、データ電流発生回路30aが電流出力動作を実行する期間には、制御信号SMPbおよびOEaがHレベルに設定され、制御信号SMPaおよびOEbがLレベルに設定される。さらに、入力電圧Vinbはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vinaは、実施の形態1で説明したVinと同様に設定される。
【0161】
このような制御信号SMPa,SMPb、制御信号OEa,OEbおよび入力電圧Vina,Vinbの切換は、たとえば、図1で説明した走査行の切換えごとに実行すればよい。
【0162】
図16は、実施の形態6に従うデータ電流発生回路の第2の構成例を示すブロック図である。
【0163】
図16には、各データ線DLに対応して、実施の形態2に従う2系統のデータ電流発生回路31aおよび31bが設けられる構成が示される。データ電流発生回路31aおよび31bの各々は、図6に示したデータ電流発生回路31と同様の構成を有するので詳細な説明については繰返さない。
【0164】
データ電流発生回路31aを構成するデジタル電流源回路70およびアナログ電流源回路100の各々には、制御信号SMPaおよびOEaが入力され、アナログ電流源回路100には入力電圧Vinaが与えられる。
【0165】
一方、データ電流発生回路31bを構成する、デジタル電流源回路70およびアナログ電流源回路100の各々には、制御信号SMPbおよびOEbが入力され、アナログ電流源回路100には入力電圧Vinbが与えられる。
【0166】
制御信号SMPa,SMPb、制御信号OEa,OEbおよび入力電圧Vina,Vinbは、図15の構成例と同様に設定される。
【0167】
なお、図15および図16のような、2系統のデータ電流発生回路を配置する構成では、デジタル電流源を図17に示すような効率的な構成とすることもできる。
【0168】
図17を参照して、実施の形態6に従うデータ電流発生回路で用いられるデジタル電流源回路70♯は、2系統のデジタル電流源70a,70bと、デジタル電流源70a,70bに共通に設けられたダミー負荷77、p型TFT78およびn型TFT79とを有する。
【0169】
デジタル電流源70a,70bの各々は、図3に示したデジタル電流源回路70から、ダミー負荷77、p型TFT78およびn型TFT79を除いた構成を有する。ノードN2は、デジタル電流源70a,70bによって共有され、n型TFT79は、ノードN2および対応のデータ線DLの間に接続される。ダミー負荷77およびp型TFT78は、ノードN2および電源電圧Vddの間に直列に接続され、p型TFT78およびn型TFT79の各ゲートには、対応のデータビット(図17の例ではD2)が入力される。
【0170】
このような構成とすることにより、ダミー負荷77、p型TFT78およびn型TFT79を共有するように、2系統のデジタル電流源を配置できるので、単純に、2個のデジタル電流源回路70を並列配置する構成と比較して、回路面積を削減できる。
【0171】
図17には、データビットD2に対応するデジタル電流源回路70♯の構成を代表的に示している。データビットD3に対応するデジタル電流源回路70♯では、p型TFT78およびn型TFT79の各ゲートにデータビットD3が入力されるが、この点を除いて両者の構成は同様である。
【0172】
図18は、実施の形態6の第3の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【0173】
図18には、各データ線DLに対応して、実施の形態3に従う2系統のデータ電流発生回路32aおよび32bが設けられる構成が示される。データ電流発生回路32aおよび32bの各々は、図9に示したデータ電流発生回路32と同様の構成を有するので詳細な説明については繰返さない。
【0174】
データ電流発生回路32aを構成するアナログ電流源回路100および400の各々には、制御信号SMPaおよびOEaが入力される。また、アナログ電流源回路400には、入力電圧Vin1aが与えられ、アナログ電流源回路100には入力電圧Vin2aが与えられる。
【0175】
一方、データ電流発生回路32bを構成する、アナログ電流源回路100および400の各々には、制御信号SMPbおよびOEbが入力される。また、アナログ電流源回路400には入力電圧Vin1bが与えられ、アナログ電流源回路100には入力電圧Vin2bが与えられる。
【0176】
データ電流発生回路32aが較正動作を実行し、データ電流発生回路32bが電流出力動作を実行する期間には、入力電圧Vin1a,Vin2aはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vin1b,Vin2bは、実施の形態3で説明したVin1,Vin2と同様に設定される。
【0177】
これに対して、データ電流発生回路32bが較正動作を実行し、データ電流発生回路32aが電流出力動作を実行する期間には、入力電圧Vin1b,Vin2bはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vin1a,Vin2aは、実施の形態3で説明したVin1,Vin2と同様に設定される。なお、制御信号SMPa,SMPbおよび制御信号OEa,OEbについては、図15の構成例と同様に設定される。
【0178】
図19は、実施の形態6の第4の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【0179】
図19には、各データ線DLに対応して、実施の形態4に従う2系統のデータ電流発生回路33aおよび33bが設けられる構成が示される。データ電流発生回路33aおよび33bの各々は、図11に示したデータ電流発生回路33と同様の構成を有するので詳細な説明については繰返さない。
【0180】
データ電流発生回路33aを構成するアナログ電流源回路100Lおよび100Uには、制御信号SMPaおよびOEaが入力される。また、アナログ電流源回路100Lには入力電圧Vin1aが与えられ、アナログ電流源回路100Uには入力電圧Vin2aが与えられる。
【0181】
一方、データ電流発生回路33bを構成するアナログ電流源回路100Lおよび100Uには、制御信号SMPbおよびOEbが入力される。また、アナログ電流源回路100Lには入力電圧Vin1bが与えられ、アナログ電流源回路100Uには入力電圧Vin2bが与えられる。
【0182】
制御信号SMPa,SMPb、制御信号OEa,OEbおよび入力電圧Vin1a,Vin2a,Vin1b,Vin2bについては、図17の構成例と同様に設定されるので、詳細な説明は繰り返さない。
【0183】
図20は、実施の形態6の第5の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【0184】
図20には、各データ線DLに対応して、実施の形態5に従う2系統のデータ電流発生回路34aおよび34bが設けられる構成が示される。データ電流発生回路34aおよび34bの各々は、図13に示したデータ電流発生回路34と同様の構成を有するので詳細な説明については繰返さない。
【0185】
データ電流発生回路34aを構成するアナログ電流源回路100Lおよび100Uには、制御信号SMPaおよびOEaが入力される。また、アナログ電流源回路100Lには入力電圧Vin1♯aが与えられ、アナログ電流源回路100Uには入力電圧Vin2♯aが与えられる。
【0186】
データ電流発生回路34bを構成するアナログ電流源回路100Lおよび100Uには、制御信号SMPbおよびOEbが入力される。また、アナログ電流源回路100Lには入力電圧Vin1♯bが与えられ、アナログ電流源回路100Uには入力電圧Vin2♯bが与えられる。
【0187】
データ電流発生回路32aが較正動作を実行し、データ電流発生回路32bが電流出力動作を実行する期間には、入力電圧Vin1♯a,Vin2♯aはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vin1♯b,Vin2♯bは、実施の形態5で説明したVin1♯,Vin2♯と同様に設定される。
【0188】
これに対して、データ電流発生回路30bが較正動作を実行し、データ電流発生回路30aが電流出力動作を実行する期間には、入力電圧Vin1♯b,Vin2♯bはリセット電圧Vrに設定され、入力電圧Vin1♯a,Vin2♯aは、実施の形態5で説明したVin1♯,Vin♯2と同様に設定される。なお、制御信号SMPa,SMPbおよび制御信号OEa,OEbについては、図19の構成例と同様に設定される。
【0189】
以上説明した実施の形態6に従うデータ電流発生回路においては、2系統設けられたデータ電流発生回路によって、較正動作および電流出力動作を並列に実行できるので、各アナログ電流源回路および各デジタル電流源回路における較正動作をより高頻度で実行することが可能となり、データ電流のばらつきを低減することができる。また、データ電流の精度を確保して、動画等の高速表示にも対応できる。
【0190】
また、電流源回路1つあたりの較正動作時間を長く確保できるので、表示パネルの解像度が高くなっても、較正動作を精度良く行なえる。
【0191】
また、実施の形態1から6においては、4ビット分の表示信号による階調表示を説明したが、本願発明が適用される表示装置における表示信号のビット数はこのような場合に限定されるものではない。すなわち本願発明は、nビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいて階調表示を行なう表示装置に共通に適用することができる。
【0192】
なお、各アナログ電流源回路および各デジタル電流源回路と、図2に示した画素との構成の組合せによれば、データ電流Idatは、データ線DLからデータ電流発生回路30〜34へ流入する方向へ発生する。しかし、これとは逆方向にデータ電流が生じるような、他の構成の画素およびデジタル電流源回路・アナログ電流源回路が適用された表示装置においても、同様に本願発明を提供することが可能である。すなわち、本発明の実施の形態で示された画素構成例に限定されず、本願発明は、電流駆動素子を各画素に備えた表示装置に共通に適用可能である。
【0193】
また、本発明の実施の形態において示されたTFTの材料としては、単結晶シリコン、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)、低温ポリシリコンおよび有機薄膜等のいずれの材質をも適用することができる。
【0194】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0195】
【発明の効果】
以上説明したように、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を実行するための電流を、下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)を表現するための1個のアナログ電流源および、上位jビット(j:n−kの整数)に対応したj個のデジタル電流源の出力電流の和によって供給するので、表示信号のビット数よりも少ない個数の電流源によって全階調範囲の電流を出力することができる。したがって、デジタル電流源のみで全階調範囲の電流を出力する構成と比較して、回路面積を削減することができる。また、単一のアナログ電流源によって全階調範囲の電流を生成する場合と比較して、素子特性ばらつきに起因した高階調すなわち大電流領域での電流ばらつきを減少させることができる。
【0196】
また、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を実行するための電流を、下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)を表現するためのアナログ電流源と、上位jビット(j:n−kの整数)を表現するためのアナログ電流源との出力電流の和によって供給するので、表示信号のビット数よりも少ない個数の電流源によって全階調範囲の電流を出力することができる。したがって、デジタル電流源のみで全階調範囲の電流を出力する構成と比較して、回路面積を削減することができる。また、単一のアナログ電流源によって全階調範囲の電流を生成する場合と比較して、高階調すなわち大電流領域での素子特性ばらつきに起因した電流ばらつきを減少させることができる。
【0197】
さらに、重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を実行するための2n階調の電流を、複数の電流範囲にぞれぞれ対応して設けられ、各々が対応の電流範囲内の一点での較正機能を有する複数のアナログ電流源によって分担して発生するので、表示信号のビット数よりも少ない個数の電流源によって全階調範囲の電流を出力することができる。したがって、デジタル電流源のみで全階調範囲の電流を出力する構成と比較して、回路面積を削減することができる。また、単一のアナログ電流源によって全階調範囲の電流を生成する場合と比較して、高階調すなわち大電流領域での素子特性ばらつきに起因した電流ばらつきを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に従う表示装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図2】 図1に示された画素の構成を示す回路図である。
【図3】 比較例として示されるデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図4】 本発明の実施の形態1に従うデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図5】 実施の形態1に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【図6】 本発明の実施の形態2に従うデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図7】 図6に示されたアナログ電流源発生回路の入力電圧−出力電流特性を説明する図である。
【図8】 実施の形態2に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【図9】 本発明の実施の形態3に従うデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図10】 実施の形態3に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【図11】 実施の形態4に従うデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図12】 実施の形態4に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【図13】 実施の形態5に従うデータ電流発生回路の構成を示す回路図である。
【図14】 実施の形態5に従うデータ電流発生回路の出力電流ばらつきを説明する図である。
【図15】 実施の形態6の第1の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【図16】 実施の形態6の第2の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【図17】 実施の形態6に従うデータ電流発生回路で用いられるデジタル電流源の構成を示す回路図である。
【図18】 実施の形態6の第3の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【図19】 実施の形態6の第4の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【図20】 実施の形態6の第5の構成例に従うデータ電流発生回路の構成を示すブロック図である。
【図21】 一般的な電流源回路の構成を示す回路図である。
【図22】 図21に示した電流源回路の入力電圧−出力電流特性を説明する図である。
【図23】 しきい値電圧のばらつきが補償された従来の電流源回路の構成を示す回路図である。
【図24】 図23に示した電流源回路の入力電圧−出力電流特性を説明する図である。
【符号の説明】
1 表示装置、2 画素、5 表示パネル部、10 行走査回路、15 ゲートドライバ、20 列走査回路、25 ソースドライバ、26 表示信号処理回路、28 信号伝達回路、30,30a,30b,31,31a,31b,32,32a,32b,33,33a,33b,34,34a,34b データ電流発生回路、70 デジタル電流源回路、100,100U,100L,400 アナログ電流源回路、310♯,320♯,330,340 I−V特性線、305,350 キャパシタ、303,355,360 スイッチ、370 基準電流スイッチ、D0〜D3 データビット、DL1〜DLv データ線、I0〜I15 電流(階調表示)、IR1,IR2 電流範囲、Idat データ電流、Io,Io1〜Io4 出力電流、Iref0〜Iref3,Irefa,Irefb 基準電流、OE,OEa,OEb 制御信号(電流出力動作)、OLED 有機発光ダイオード、SL1〜SLm 走査線、SMP,SMPa,SMPb 制御信号(較正動作)、301 n型TFT(電流駆動素子)、V0〜V15 電圧(階調表示用)、Vg ゲート電圧、Vin,Vin1,Vin2,Vin1♯,Vin2♯,Vina,Vinb,Vin1a,Vin1b,Vin2a,Vin2b,Vin1♯a,Vin1♯b,Vin2♯a,Vin2♯b 入力電圧、Vss 所定電圧、Vth しきい値電圧。
Claims (13)
- 重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、
各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、
前記複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、
前記走査部によって選択された少なくとも1つの前記画素に対して、前記表示信号に応じたデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、
前記データ電流発生回路は、
前記表示信号の下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)に応じて設定される入力電圧に対応した出力電流を生成するアナログ電流源と、前記表示信号の上位jビット(j:n−kの整数)にそれぞれ対応して設けられ、前記上位jビットにそれぞれ応じて第1から第jのビット重み付け電流の生成を実行または停止するj個のデジタル電流源とを含み、かつ、前記j個のデジタル電流源および前記アナログ電流源がそれぞれ生成する電流の和を前記データ電流として供給し、
前記アナログ電流源が生成する出力電流は、前記第1から第jのビット重み付け電流のうちの最小の1つよりも低い範囲内で制御される、表示装置。 - 前記アナログ電流源は、前記入力電圧と前記出力電流との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、
前記所定の一点は、前記アナログ電流源の出力電流が制御される前記範囲内に設けられる、請求項1記載の表示装置。 - 前記アナログ電流源は、
較正動作時に所定の初期電圧が印加される一方で電流出力時に前記入力電圧が印加される入力ノードと、
前記入力ノードの電圧変化を容量結合によって第1の内部ノードへ伝達するように接続された第1のキャパシタと、
所定電圧および第2の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第1の内部ノードと接続されたゲートを有する第1の電界効果型トランジスタと、
前記第1の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第2のキャパシタと、
前記第2の内部ノードと前記出力電流が生成される第1の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第1のスイッチ素子と、
前記第1および第2の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第2のスイッチ素子とを含む、請求項1または2記載の表示装置。 - 前記アナログ電流源は、
較正動作時に所定の初期電圧が印加される一方で電流出力時に前記入力電圧が印加される入力ノードと、
前記入力ノードの電圧変化を容量結合によって第1の内部ノードへ伝達するように接続された第1のキャパシタと、
所定電圧および第2の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第1の内部ノードと接続されたゲートを有する第1の電界効果型トランジスタと、
前記第1の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第2のキャパシタと、
前記第2の内部ノードと前記出力電流が生成される第1の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第1のスイッチ素子と、
前記第1および第2の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第2のスイッチ素子と、
前記較正動作時において、前記第2の内部ノードへ第1の基準電流を供給する第1の基準電流供給部とを含み、
前記第1の基準電流は、前記アナログ電流源の出力電流が制御される前記範囲内に設定される、請求項1または2記載の表示装置。 - 各前記デジタル電流源は、
所定電圧および第3の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有する第2の電界効果型トランジスタと、
前記第2の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第3のキャパシタと、
前記第2の電界効果型トランジスタのゲートおよびドレイン間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第3のスイッチ素子と、
前記較正動作時に、対応の前記ビット重み付け電流の基準レベルを示す第2の基準電流を前記第3の内部ノードへ供給する第2の基準電流供給部と、
前記第3の内部ノードと前記ビット重み付け電流が生成される第2の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時に両者を切離す一方で、前記電流出力時に前記上位jビットのうちの対応の1ビットに応じて両者を接続する第4のスイッチ素子とを含む、請求項3または4記載の表示装置。 - 前記第1から第jのビット重み付け電流は、2の累乗に従って段階的に設定される、請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。
- 重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、
各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、
前記複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、
前記走査部によって選択された少なくとも1つの前記画素に対して、前記表示信号に応じたデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、
前記データ電流発生回路は、
前記表示信号の下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)に応じて設定される第1の入力電圧に対応した第1の出力電流を生成する第1のアナログ電流源と、前記表示信号の上位jビット(j:n−kで示される整数)に応じて設定される第2の入力電圧に対応した第2の出力電流を生成する第2のアナログ電流源とを含み、かつ、前記第1および第2の出力電流の和を前記データ電流として供給し、
前記第1の出力電流の範囲は、前記第2の出力電流の範囲よりも低電流側に設定され、
前記第1および第2のアナログ電流源の各々は、前記入力電圧と前記第1および第2の出力電流の各々との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、
前記所定の一点は、前記第1および第2のアナログ電流源において、前記第1および第2の出力電流の範囲内にそれぞれ設定され、
第1の前記アナログ電流源は、
較正動作時に所定の初期電圧が印加される一方で電流出力時に前記第1の入力電圧が印加される第1の入力ノードと、
前記第1の入力ノードの電圧変化を容量結合によって第1の内部ノードへ伝達するように接続された第1のキャパシタと、
所定電圧および第2の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第1の内部ノードと接続されたゲートを有する第1の電界効果型トランジスタと、
前記第1の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第2のキャパシタと、
前記第2の内部ノードと前記第1の出力電流が生成される第1の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第1のスイッチ素子と、
前記第1および第2の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第2のスイッチ素子とを含み、
前記第2のアナログ電流源は、
前記較正動作時に所定の初期電圧に設定された後に、前記電流出力時に前記第2の入力電圧が印加される第2の入力ノードと、
前記第2の入力ノードの電圧変化を容量結合によって第3の内部ノードへ伝達するように接続された第3のキャパシタと、
所定電圧および第4の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第3の内部ノードと接続されたゲートを有する第2の電界効果型トランジスタと、
前記第2の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第4のキャパシタと、
前記第4の内部ノードと前記第2の出力電流が生成される第2の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第3のスイッチ素子と、
前記第3および第4の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第4のスイッチ素子と、
前記較正動作時において、前記第4の内部ノードへ基準電流を供給する基準電流供給部とを含み、
前記基準電流は、前記第2の出力電流の制御範囲内で設定される、表示装置。 - 重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、
各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、
前記複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、
前記走査部によって選択された少なくとも1つの前記画素に対して、前記表示信号に応じたデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、
前記データ電流発生回路は、
前記表示信号の下位kビット(k:2≦k≦(n−1)で示される整数)に応じて設定される第1の入力電圧に対応した第1の出力電流を生成する第1のアナログ電流源と、前記表示信号の上位jビット(j:n−kで示される整数)に応じて設定される第2の入力電圧に対応した第2の出力電流を生成する第2のアナログ電流源とを含み、かつ、前記第1および第2の出力電流の和を前記データ電流として供給し、
前記第1の出力電流の範囲は、前記第2の出力電流の範囲よりも低電流側に設定され、
前記第1および第2のアナログ電流源の各々は、前記入力電圧と前記第1および第2の出力電流の各々との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、
前記所定の一点は、前記第1および第2のアナログ電流源において、前記第1および第2の出力電流の範囲内にそれぞれ設定され、
前記第1および第2のアナログ電流源の各々は、
較正動作時に所定の初期電圧が印加される入力ノードと、
前記入力ノードの電圧変化を容量結合によって第1の内部ノードへ伝達するように接続された第1のキャパシタと、
所定電圧および第2の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第1の内部ノードと接続されたゲートを有する第1の電界効果型トランジスタと、
前記第1の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第2のキャパシタと、
前記第1および第2の出力電流の対応する一方が生成される出力ノードと前記第2の内部ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第1のスイッチ素子と、
前記第1および第2の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第2のスイッチ素子と、
前記較正動作時において、前記第2の内部ノードへ基準電流を供給する基準電流供給部とを含み、
前記第1および第2のアナログ電流源のそれぞれにおいて、前記基準電流は、前記第1および第2のアナログ電流源の出力電流の制御範囲内にそれぞれ設定され、
前記電流出力時に、前記第1のアナログ電流源の前記入力ノードへは前記第1の入力電圧が印加される一方で、前記第2のアナログ電流源の前記入力ノードへは前記第2の入力電圧が印加される、表示装置。 - 前記第2のアナログ電流源は、前記上位jビットに対して、(j−1)個以下の複数個配置され、
前記複数個の前記第2のアナログ電流源のそれぞれにおいて、前記入力電圧は、前記上位jビットの一部ずつに応じて設定される、請求項7または8記載の表示装置。 - 重み付けされたnビット(n:3以上の整数)の表示信号に基づいた階調表示を行なう表示装置であって、
各々が、供給された電流に応じた輝度を発する電流駆動型発光素子を有する複数の画素と、
前記複数の画素を所定の方式で周期的に選択するための走査部と、
前記走査部によって選択された少なくとも1つの前記画素に対して、前記表示信号に応じて第1から第2 n のレベルのうちの1つに設定されるデータ電流を供給するためのデータ電流発生回路とを備え、
前記第1から第2 n のレベルは、予めm個(m:2以上n未満の整数)の電流範囲に分割され、
前記データ電流発生回路は、前記m個の電流範囲にそれぞれ対応して設けられ、各々が入力電圧に対応した出力電流を生成するm個のアナログ電流源を含み、
前記表示装置は、前記表示信号に応じた前記入力電圧を、前記m個のアナログ電流源に与える信号処理回路をさらに備え、
前記信号処理回路は、前記表示信号に応じて、前記m個の電流範囲のうちの選択される1つに対応する前記アナログ電流源へ、前記出力電流が前記第1から第2 n のレベルのうちの1つとなるような前記入力電圧を与える一方で、他の前記アナログ電流源の各々へは前記出力電流が零となる前記入力電圧を与え、
前記m個のアナログ電流源の各々は、前記入力電圧と前記出力電流との対応を示す特性線上の所定の一点における較正機能を有し、
前記m個のアナログ電流源のそれぞれにおいて前記所定の一点は、前記m個の電流範囲のうちの対応する1つの範囲内に設定され、
前記m個のアナログ電流源の各々は、
較正動作時に所定の初期電圧に設定される一方で電流出力時に前記入力電圧が印加される入力ノードと、
前記入力ノードの電圧変化を容量結合によって第1の内部ノードへ伝達するように接続された第1のキャパシタと、
所定電圧および第2の内部ノードとそれぞれ接続されたソースおよびドレインを有し、かつ、前記第1の内部ノードと接続されたゲートを有する第1の電界効果型トランジスタと、
前記第1の電界効果型トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するように接続された第2のキャパシタと、
前記第2の内部ノードと前記出力電流が生成される第1の出力ノードとの間に設けられ、前記較正動作時にオフする一方で前記電流出力時にオンする第1のスイッチ素子と、
前記第1および第2の内部ノード間に設けられ、前記較正動作時にオンする一方で前記電流出力時にオフする第2のスイッチ素子と、
前記較正動作時において、前記第2の内部ノードへ基準電流を供給する基準電流供給部とを含み、
前記m個のアナログ電流源のそれぞれにおける前記基準電流は、対応の前記電流範囲内に設定される、表示装置。 - 前記m個のアナログ電流源のそれぞれにおける前記所定の一点は、各前記電流範囲の境界部において、異なる前記電流範囲に属する第k(k:2以上(2n−2)以下の整数)のレベルおよび第(k+1)のレベルの間での大小関係が逆転しないように考慮して設定される、請求項10記載の表示装置。
- 前記データ電流発生回路と前記複数の画素との間で前記データ電流を前記へ伝達するための複数のデータ線をさらに備え、
前記データ電流発生回路は、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられる、請求項1から11のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記データ電流発生回路は、複数系統設けられ、
前記複数系統のうちの1つおよび他の1つにおいて、前記較正動作および前記電流出力が並列に実行される、請求項3、4、5、7、8、および10のいずれか1項に記載の表示装置。
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