(57)【要約】【課題】  有機ＥＬ素子の駆動電圧が変化するとデータ信号の出力波形が不安定になる。【解決手段】走査線駆動回路２０によって走査線Ｓｊが０Ｖになると、有機ＥＬ素子１０ｉｊは、定電圧回路３６が供給するプリチャージ電圧、およびそれに引き続き供給される定電流回路３４からのＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉによって階調に応じたパルス幅で自発光を行う。調整回路４６は、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給期間にモニター電圧Ｖｍを取得することによって、有機ＥＬ素子１０ｉｊの駆動電圧Ｖｆをモニターし、定電圧回路３６に帰還させることにより、プリチャージ電圧の調整を行う。【選択図】  図２
2007003954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する定電圧回路と、
前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で前記発光素子を駆動する定電流回路と、
前記定電流回路による駆動の結果、前記発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する調整回路と、
を含むことを特徴とする表示制御回路。
【請求項２】
前記調整回路は、
前記モニター電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力値を保持するサンプルアンドホールド回路と、
前記サンプルアンドホールド回路の保持値をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器と、
前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号値を前記プリチャージ電圧として設定するプリチャージ電圧制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示制御回路。
【請求項３】
所望の輝度に応じて前記定電流回路による駆動期間を制御するパルス幅変調回路を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示制御回路。
【請求項４】
走査線を行、データ線を列とするマトリクス状に配置され、それぞれが画素に対応する複数の発光素子と、
前記発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する少なくとも１つの定電圧回路と、
各列に少なくとも１つ設けられ、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で前記発光素子を駆動する定電流回路と、
前記定電流回路による駆動の結果、前記発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、前記定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する少なくとも１つの調整回路と、
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記調整回路は、
前記モニター電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力値を保持するサンプルアンドホールド回路と、
前記サンプルアンドホールド回路の保持値をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器と、
前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号値を前記プリチャージ電圧として設定するプリチャージ電圧制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
各列に少なくとも１つ設けられ、所望の輝度に応じて前記定電流回路による駆動期間を制御するパルス幅変調回路を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記調整回路は、前記調整回路が設けられた発光素子の駆動期間が、前記サンプルアンドホールド回路によるサンプリングタイミングを含んでいるか否かを判定する判定回路をさらに含み、
前記判定回路で発光素子の駆動期間がサンプリングタイミングを含んでいると判定されたときに限り、前記プリチャージ電圧制御回路がプリチャージ電圧を設定することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記調整回路は、ソフトウェアから前記プリチャージ電圧制御回路の動作許否を指示するレジスタをさらに含み、
動作許可の指示が前記レジスタにおいて検出されたとき限り、前記プリチャージ電圧制御回路がプリチャージ電圧を設定することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項９】
請求項１から３のいずれかに記載の表示制御回路が、１つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１０】
請求項４から８のいずれかに記載の表示装置のうち、少なくとも前記定電圧回路、前記定電流回路および前記調整回路が１つの半導体基板上に一体集積化された半導体集積回路を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス型表示装置に関し、特にパッシブマトリクス型表示装置の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶テレビ、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等に使用されるディスプレイは、その多くが発光素子をマトリクス型に配置したマトリクス型表示装置を採用している。このようなマトリクス型表示装置は、マトリクスの行に対応した走査線と、列に対応したデータ線を有する。２つの信号線の交差する箇所に、２つの信号線に挟まれるように発光素子が配置される。そしてデータ線および走査線に各発光素子の発光を制御するデータ信号および走査信号を印加することによって発光を制御する。
【０００３】
発光素子として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＥＬ（Electro Luminescence）など電流によって輝度が制御されるデバイスを用いる場合には、データ線に電流源または電圧源を接続して各発光素子に発光階調に基づいた電流を供給することによってその輝度を制御する。
【０００４】
ここで、各発光素子が配置されるデータ線と走査線の交点には、２種類の信号線によって形成される寄生容量が存在する。したがって、例えばデータ線に定電流源を接続し、発光素子にパルス幅変調された定電流の発光制御信号を供給して発光させる場合を考えると、データ線と走査線間の電位差が発光素子の発光しきい値電圧よりも低い期間は、定電流の発光制御信号は寄生容量を充電するために消費される。この充電に要する期間は非発光期間となる。このように、パルス幅変調されたデータ信号により輝度を制御する場合においては、寄生容量の存在により所望の階調で発光させることが難しくなるという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１に記載されるようなプリチャージ法が提案されている。プリチャージ法は、走査信号による行の選択がなされた直後に、データ信号の供給に先立ってデータ線に定電圧源を接続して発光素子を充電、すなわちプリチャージし、その後発光制御信号により所望の階調で発光素子を発光させる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１１９７０号公報
【特許文献２】特開平１１−８０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プリチャージのために印加される電圧は、その後のデータ信号による発光素子の駆動が円滑に行われるように、当該発光素子の駆動電圧に鑑み設定することができる。しかしながら発光素子を連続駆動させることによる発熱や、製造工程における特性ばらつきなどに起因し、表示装置における素子の発光効率が変化すると、発光素子の駆動電圧が変化してしまう。このとき、当初設定した電圧値のままプリチャージを行うと、プリチャージの電圧とその後の駆動電圧との間に電位差が発生してしまい、発光素子の出力波形が安定せず、結果として発光輝度が変化してしまうという問題があった。
【０００８】
また、プリチャージを必要以上に大きい電圧で行うことにより、表示装置の寿命を無駄に悪化させてしまう場合があるという問題があった。
【０００９】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光期間の開始直後から安定的な出力波形を確保し、高精度な輝度制御を行うことが可能な表示制御回路、表示装置、および半導体集積回路の提供にある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、表示装置の寿命悪化をもたらす要因を可能な限り排除し、場合によっては寿命の向上を可能とする表示制御回路、表示装置、および半導体集積回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある態様は表示制御回路に関する。この回路は、発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する定電圧回路と、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で発光素子を駆動する定電流回路と、定電流回路による駆動の結果、発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する調整回路と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この態様によれば、発光素子の駆動電圧の変化に対応してプリチャージ電圧を調整することができ、発光素子の出力波形を安定化させることができる。
【００１３】
本発明の別の態様は表示装置に関する。この装置は、走査線を行、データ線を列とするマトリクス状に配置され、それぞれが画素に対応する複数の発光素子と、複数の発光素子を所定の電圧に充電するためのプリチャージ電圧を供給する少なくとも１つの定電圧回路と、各列に少なくとも１つ設けられ、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を引き継ぐ形で発光素子を駆動する定電流回路と、定電流回路による駆動の結果、発光素子の両端に生じる電圧に対応する所定のモニター電圧に基づいて、定電圧回路の供給するプリチャージ電圧を調整する少なくとも１つの調整回路と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
この態様によれば、マトリクス状に配置された複数の発光素子に対して印加されるプリチャージ電圧を、発光素子の駆動電圧の変化に対応させて調整することができ、全体的に安定した波形を出力できる表示装置を実現することができる。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光素子を早いタイミングで安定的に発光させることができる。また、場合により表示装置の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１
図１は、第１の実施の形態に係るマトリクス型表示装置１００の構成を示す。このマトリクス型表示装置１００は、有機ＥＬ素子１０ｉｊ、走査線駆動回路２０、データ線駆動回路３０、駆動制御回路４０、走査線Ｓ１〜Ｓｎ、データ線Ｄ１〜Ｄｍを含む。ここで添え字のｍ、ｎはそれぞれ発光素子の行数および列数を表す自然数であり、ｉ、ｊは１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎを満たす自然数である。以降の図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１８】
ｎ本の走査線Ｓ１〜Ｓｎ（以下、総称して走査線Ｓと略す）と、ｍ本のデータ線Ｄ１〜Ｄｍ（以下、総称してデータ線Ｄと略す）は、格子状に配置されている。データ線Ｄｉと走査線Ｓｊの各交点には発光素子として有機ＥＬ素子１０ｊｉが両信号線に挟まれて形成されており、ｍ行×ｎ行のマトリクス状に発光素子が配置されている。
【００１９】
ｊ行ｉ列目の発光素子である有機ＥＬ素子１０ｊｉは、データ線Ｄｉの電位がハイレベルに、走査線Ｓｊの電位がローレベルに設定されると電流が流れて発光し、この電流が流れる期間に対応して発光階調が制御される。本実施の形態では走査線Ｓｊのローレベル時の電位は接地電位の０Ｖとする。
【００２０】
走査線Ｓ１〜Ｓｎには、走査線駆動回路２０が接続されている。走査線駆動回路２０には、駆動制御回路４０からの走査制御信号Ｓｃｎｔが入力される。走査線駆動回路２０は、１行目からｎ行目の走査線Ｓのうち、発光させる行に対応する走査線の電位を所定の走査選択期間Ｔｓｌの間ローレベル０Ｖとし、発光させる行を選択する。この間、発光させない行の走査線の電位はすべてハイレベルＶｃｏｍとされる。走査線駆動回路２０は、１行目からｎ行目までの走査線Ｓの電位を繰り返し順番にローレベル０Ｖに設定し、各行に配置される有機ＥＬ素子１０を発光させていく。
【００２１】
データ線Ｄ１〜Ｄｍには、データ線駆動回路３０が接続されている。データ線駆動回路３０は、駆動制御回路４０からのデータ制御信号Ｄｃｎｔに基づいて、各データ線Ｄ１〜Ｄｍに供給するパルス幅変調されたデータ信号を生成する。各データ線Ｄ１〜Ｄｍには、それぞれの発光階調に対応してハイレベルの期間が変化するパルス幅変調されたデータ信号Ｉｐｗｍ（以下ＰＷＭデータ信号という）が供給され、このＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍによって有機ＥＬ素子１０の発光階調が制御される。これに先立ち、各データ線Ｄ１〜Ｄｍには、データ線駆動回路３０よりプリチャージ電圧が印加される。たとえば、ｊ行目の走査線Ｓの電位がローレベルとなったとき、ｊ行ｉ列目の有機ＥＬ素子１０ｊｉには、まず所定期間プリチャージ電圧が印加され、次いでＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉが供給される。有機ＥＬ素子１０ｊｉはそのハイレベルの期間に対応した階調により発光することになる。
【００２２】
このようにして、走査信号により１行目からｎ行目までの発光素子を順番に選択し、各列にはデータ信号を供給することにより、マトリクス型表示装置１００全体の表示が制御される。
【００２３】
駆動制御回路４０は、走査線駆動回路２０に走査制御信号Ｓｃｎｔを、データ線駆動回路３０にデータ制御信号Ｄｃｎｔをそれぞれ出力する。マトリクス型表示装置１００はこの走査制御信号Ｓｃｎｔに同期して発光する行が順次切り替えられていく。また、データ制御信号Ｄｃｎｔは、走査制御信号Ｓｃｎｔと同期しており、１列からｍ列すべての有機ＥＬ素子１０の発光階調のデータが含まれた信号である。
【００２４】
図２は、図１のマトリクス型表示装置１００において、ｊ行ｉ列目の１つの有機ＥＬ素子１０ｉｊに関連する走査線駆動回路２０およびデータ線駆動回路３０の構成をより詳細に示している。有機ＥＬ素子１０ｉｊは、走査線Ｓｊの電位がローレベル０Ｖとなり、定電圧回路３６からプリチャージ電圧が、それに引き続き定電流回路３４側からＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉがデータ線Ｄｉに供給されると、階調に応じた期間、自発光する。本実施の形態では、有機ＥＬ素子１０ｉｊの駆動電圧Ｖｆに対応したモニター電圧Ｖｍの値に基づき、調整回路４６によって次の発光タイミングにおけるプリチャージ電圧を調整することにより、駆動電圧Ｖｆの変化に応じたプリチャージ電圧の制御を行う。
【００２５】
図２において有機ＥＬ素子１０ｉｊは、発光デバイスＥＬと寄生容量Ｃとを含み、データ線Ｄｉおよび走査線Ｓｊとの間に生ずる寄生容量Ｃが、発光デバイスＥＬと並列に存在する様子が示されている。
【００２６】
走査線駆動回路２０は走査線駆動タイミング制御回路４４を含む。走査線駆動タイミング制御回路４４は、駆動制御回路４０から出力される走査制御信号Ｓｃｎｔに基づき、走査線Ｓｊの電位をローレベル０Ｖとして当該走査線Ｓｊを選択するか、ハイレベルＶｃｏｍとして選択しないかを切り替える。
【００２７】
データ線駆動回路３０は、パルス制御回路３２、定電流回路３４、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路３８、駆動電流タイミング制御回路４１、定電圧回路３６、プリチャージ電圧タイミング制御回路４２、スイッチＳＷを含む。データ線駆動回路３０はさらに、調整回路４６を含む。
【００２８】
パルス制御回路３２は、駆動制御回路４０から出力されるデータ制御信号Ｄｃｎｔに基づいてＰＷＭ回路３８を制御するためのパルス幅変調されたＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍを生成する。さらにパルス制御回路３２は、スイッチＳＷを制御するための切り替え信号Ｓｓｗ、駆動電流タイミング制御回路４１を制御するための切り替え信号Ｓｃｕｒ、プリチャージ電圧タイミング制御回路４２を制御するための切り替え信号Ｓｐｃを生成する。１つのパルス制御回路３２によって全てのデータ線Ｄ１〜Ｄｍに対するパルス制御を行うことができるため、パルス制御回路３２はデータ線駆動回路３０に少なくとも１つ備えていればよい。
【００２９】
ＰＷＭ回路３８は、ＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍに基づき、定電流回路３４からの定電流信号をパルス幅変調することによりＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉを生成する。駆動電流タイミング制御回路４１は、切り替え信号Ｓｃｕｒに基づき、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉをデータ線Ｄｉに供給するか、データ線Ｄｉを接地して電位を０Ｖにすることで以前の発光データをリセットするか、の切り替えを行う。定電流回路３４、ＰＷＭ回路３８、および駆動電流タイミング制御回路４１は、有機ＥＬ素子１０毎の輝度制御に関連するため、全てのデータ線Ｄにそれぞれに設ける。
【００３０】
定電圧回路３６は、有機ＥＬ素子１０ｉｊの寄生容量Ｃを充電するためのプリチャージ電圧Ｖｐｃを、定電圧信号としてデータ線Ｄｉに供給するための電圧源である。このプリチャージ電圧Ｖｐｃが寄生容量Ｃに印加されると、その電位はデータ線および走査線の配線抵抗Ｒとで決まるＣＲ時定数τ＝ＣＲに従って上昇する。プリチャージ電圧タイミング制御回路４２は、切り替え信号Ｓｐｃに基づき、定電圧回路３６の動作に従いプリチャージ電圧Ｖｐｃの信号をデータ線Ｄｉへ供給するか、データ線Ｄｉを接地して電位を０Ｖにすることで以前にチャージした電荷を放電するか、の切り替えを行う。定電圧回路３６はデータ線駆動回路３０に少なくとも１つ設ける。定電圧回路３６が１つの場合は、すべてのデータ線Ｄのプリチャージ電圧Ｖｐｃが同一の値に設定される。一方、定電圧回路３６が複数の場合は、それぞれが受け持つデータ線Ｄのプリチャージ電圧Ｖｐｃを個々に設定できる。プリチャージ電圧タイミング制御回路４２は有機ＥＬ素子１０毎の輝度制御に関連するため、全てのデータ線Ｄのそれぞれに設ける。
【００３１】
スイッチＳＷは、データ線Ｄｉに供給する信号を、定電流回路３４側のＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉとするか、定電圧回路３６からのプリチャージ信号とするか、の切り替えを行うスイッチである。以降、スイッチＳＷが定電流回路３４側に接続した状態を第１状態、定電圧回路３６側に接続した状態を第２状態とする。スイッチＳＷの状態は、走査信号と同期した切り替え信号Ｓｓｗにより制御され、所定のタイミングで第１状態と第２状態とが切り替えられる。
【００３２】
このマトリクス型表示装置１００では、スイッチＳＷが第２状態にある期間に、寄生容量Ｃをプリチャージすることになる。したがってプリチャージ電圧Ｖｐｃの値は、スイッチＳＷが第２状態に設定されるプリチャージ期間Ｔｐｃに、有機ＥＬ素子１０の両端電圧を所望の値、例えば駆動電圧Ｖｆまで上昇させるように決定する。プリチャージ電圧Ｖｐｃの初期値は寄生容量Ｃと配線抵抗Ｒで形成されるＣＲ回路の時定数τ＝ＣＲを求めて計算により決定してもよい。プリチャージ期間Ｔｐｃが十分である場合は、設定時の駆動電圧Ｖｆの値をプリチャージ電圧Ｖｐｃの初期値としてもよい。あるいは実験的に決定してもよい。
【００３３】
調整回路４６はＡ／Ｄ変換器４８、サンプリング制御回路５０、サンプルアンドホールド回路５２、D／Ａ変換器５４、およびプリチャージ電圧制御回路５６を含む。調整回路４６はデータ線駆動回路３０に１つまたは複数個設ける。例えば定電圧回路３６を複数個設けた場合は、定電圧回路３６ごとに調整回路４６を設けてもよい。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器４８は、スイッチＳＷが第1状態に設定される電流駆動期間内の所定のタイミングで、ＰＷＭ回路３８側のノードａと接地電位であるノードｂとの電位差を検出し、デジタル信号に変換してサンプリング制御回路５０のサンプルアンドホールド回路５２に与える。
【００３５】
ここでノードａとノードｂとの電位差は、スイッチＳＷが第1状態にある際は有機ＥＬ素子１０ｉｊの駆動電圧Ｖｆにおよそ等しいとみなすことができる。従って発熱などにより有機ＥＬ素子１０ｉｊの駆動特性が変化した際、この電位差をモニターすることによって駆動電圧Ｖｆの変化を検出することができる。以降、ノードａとノードｂとの電位差をモニター電圧Ｖｍと呼ぶ。モニター電圧Ｖｍのサンプルアンドホールド回路５２による取り込みタイミングは、サンプリング制御回路５０によって制御される。
【００３６】
サンプルアンドホールド回路５２によって保持された、あるタイミングのモニター電圧Ｖｍのデジタル信号は、サンプリング制御回路５０から所定のタイミングで出力される。このとき、モニター電圧Ｖｍをある期間にわたり複数個取り込んだ場合は、例えばその平均値を出力値とする。出力された値はＤ／Ａ変換器５４によってアナログ値へと変換され、プリチャージ電圧制御回路５６に出力される。プリチャージ電圧制御回路５６は取得したアナログ値をプリチャージ電圧Ｖｐｃの帰還値として定電圧回路３６に設定する。
【００３７】
プリチャージ電圧Ｖｐｃの帰還値は、モニター電圧Ｖｍと等しくなくてもよい。このときサンプリング制御回路５０には、プリチャージ期間Ｔｐｃに有機ＥＬ素子１０の両端電圧が駆動電圧Ｖｆに到達するのに必要なプリチャージ電圧Ｖｐｃの最適値を算出しなおすなどの所定の計算を行う回路をさらに設けてもよい（図示せず）。例えば、寄生容量Ｃと配線抵抗Ｒで形成されるＣＲ回路の時定数τ＝ＣＲに基づきプリチャージ電圧Ｖｐｃの最適値を算出してもよい。この場合、プリチャージ電圧制御回路５６は、その最適値をプリチャージ電圧Ｖｐｃの帰還値として定電圧回路３６に設定する。
【００３８】
サンプリング制御回路５０からの帰還値の出力タイミングは実行される調整態様によってあらかじめ設定される。例えば走査線Ｓごとにプリチャージ電圧Ｖｐｃの調整を行う場合は、ある走査線Ｓｊが選択された際に取り込んだモニター電圧Ｖｍの値に基づく帰還値の出力を、次に同走査線Ｓｊが選択された際に行う。これにより、走査線Ｓごとにプリチャージ電圧Ｖｐｃの帰還値が設定される。この例では、出力タイミングを発生させる信号が走査信号と同期しており、サンプルアンドホールド回路５２には走査線Ｓ１〜Ｓｎまでのｎ個のモニター電圧Ｖｍが保持されることになる。
【００３９】
以上のように構成されたマトリクス型表示装置１００の動作について説明する。図３および図４はマトリクス型表示装置１００の各信号波形の一例として、有機ＥＬ素子１０ｉｊの温度が高温側にシフトした際の各波形のタイムチャートを示している。なお、時間軸および電圧軸はいずれも見易さのために適宜、拡大縮小して示している。
【００４０】
図３は、調整回路４６によるプリチャージ電圧Ｖｐｃの調整を行う前の段階を示している。図３における波形は上から、走査線Ｓｊの電位Ｖｓｊ、有機ＥＬ素子１０ｉｊに供給されるプリチャージ電圧Ｖｐｃ、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉによって有機ＥＬ素子１０ｉｊに生じる駆動電圧Ｖｆ、結果的に得られる有機ＥＬ素子１０ｉｊの出力電圧波形Ｖｏｕｔである。
【００４１】
まず時刻Ｔ０において走査線Ｓｊの選択期間Ｔｓｌが開始すると、走査線駆動タイミング制御回路４４によって走査線Ｓｊの電位ＶｓｊはハイレベルＶｃｏｍからローレベル、すなわち接地電位０Ｖに設定される。走査線Ｓｊに接続された各有機ＥＬ素子１０は、電位Ｖｓｊが０Ｖである走査選択期間Ｔｓｌの間、データ信号により発光制御される。
【００４２】
時刻Ｔ０において、有機ＥＬ素子１０ｉｊに接続したスイッチＳＷは、プリチャージのために定電圧回路３６側に接続した状態、すなわち第２状態に設定されている。このとき、プリチャージ電圧タイミング制御回路４２によってデータ線Ｄｉの電位を接地電位０Ｖとすることにより、前回の発光タイミングにおいて保持された電荷が放電される。
【００４３】
次に時刻Ｔ１において、プリチャージ電圧タイミング制御回路４２がスイッチＳＷへの接続線を定電圧回路３６側に切り替えることにより、プリチャージ電圧Ｖｐｃがデータ線Ｄｉに印加される。これにより、有機ＥＬ素子１０ｉｊの寄生容量Ｃの充電が開始される。そして有機ＥＬ素子１０ｉｊの出力電圧波形Ｖｏｕｔが立ち上がる。このときのプリチャージ電圧ＶｐｃをＶｐｃ１とする。
【００４４】
次に時刻Ｔ１から所定のプリチャージ期間Ｔｐｃを経た時刻Ｔ２において、スイッチＳＷは第1状態、すなわち定電流回路３４側に接続する。そして発光階調に応じたパルス幅Ｔｅを有するＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉがデータ線Ｄｉに供給され、有機ＥＬ素子１０ｉｊの電流駆動が開始する。このとき有機ＥＬ素子１０ｉｊには、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの定電流値と発光効率とに依存する駆動電圧Ｖｆがその両端に発生する。有機ＥＬ素子１０ｉｊの温度が高温になると、この駆動電圧Ｖｆは低電圧側にシフトする。図３においては、標準温度、例えば２５℃における駆動電圧Ｖｆを破線Ｖｆ＿ｎｒｍ、高温時、例えば６０℃のときの駆動電圧Ｖｆを実線Ｖｆ＿ｈｉで示している。
【００４５】
ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給に先立ち印加されるプリチャージ電圧Ｖｐｃ１は、標準温度における駆動電圧Ｖｆ＿ｎｒｍを基準に、時定数τや実験などに基づき設定される。従って、破線で示した、標準温度における出力電圧波形Ｖｏｕｔ＿ｎｒｍは、プリチャージ電圧Ｖｐｃによる波形の立ち上がりと、駆動電圧Ｖｆによる波形の定常状態とが滑らかにつながる。しかしながら高温時の駆動では、駆動電圧Ｖｆによる波形の定常状態が標準温度時より低電圧側にシフトしているため、プリチャージ電圧ＶｐｃがＶｐｃ１のままでは、出力電圧波形は実線のＶｏｕｔ＿ｈｉで示されるごとく立ち上がりにオーバーシュートが発現してしまう。
【００４６】
そこで所定のタイミングＴ３から所定時間Ｔｓｍにおいて駆動電圧Ｖｆに対応するモニター電圧Ｖｍを取り込み、調整回路４６によって次の選択期間Ｔｓｌにおけるプリチャージ電圧Ｖｐｃに帰還させる。図４は、調整回路４６によってプリチャージ電圧Ｖｐｃの調整が行われた後の段階の各波形を示している。図４に示されている波形および、それぞれの波形をもたらす回路の切り替えは図３で説明したのと同様であるため、説明は省略する。但し図４におけるプリチャージ電圧Ｖｐｃは、調整回路４６によって設定された帰還値である。
【００４７】
図３で示した駆動電圧Ｖｆは標準温度における駆動電圧Ｖｆより減少しているため、プリチャージ電圧Ｖｐｃの帰還値は図３で示した調整前のプリチャージ電圧Ｖｐｃ１より小さい値、Ｖｐｃ２となる。プリチャージ電圧ＶｐｃをＶｐｃ２とすることにより、図４に示すように、プリチャージ電圧Ｖｐｃによる出力電圧波形Ｖｏｕｔの立ち上がりと、駆動電圧Ｖｆによる出力電圧波形Ｖｏｕｔの定常状態とが滑らかにつながった、安定した出力電圧波形Ｖｏｕｔ＿ｈｉ’を得ることができる。
【００４８】
図３および図４では有機ＥＬ素子１０ｉｊが高温側にシフトした場合について示したが、寒冷地における駆動などで低温側にシフトした場合は、逆の現象が生じる。すなわち有機ＥＬ素子１０ｉｊの駆動電圧Ｖｆが上昇するため、プリチャージ電圧Ｖｐｃが標準温度における設定では足りず、出力電圧波形Ｖｏｕｔの立ち上がりにアンダーシュートが発現する。この場合も、調整回路４６が上昇した駆動電圧Ｖｆをモニターしてプリチャージ電圧Ｖｐｃを増加させる方向で再設定することにより、出力電圧波形Ｖｏｕｔが安定化する。
【００４９】
高温時の駆動において出力電圧波形Ｖｏｕｔにオーバーシュートが発現すると、有機ＥＬ素子１０の輝度が設定値より高くなる。例えばある実験では、動作温度を６０℃とすると、２５℃における発光輝度と比較し１２％の輝度上昇がみられた。高輝度での駆動を続けていると輝度劣化が加速し、高温駆動に起因する表示装置の寿命短縮がさらに加速されてしまう。本実施の形態ではプリチャージ電圧Ｖｐｃを適正化することにより、輝度劣化の加速を抑制し、表示装置の寿命短縮を軽減させることができる。
【００５０】
図３および図４では、１度のモニター電圧Ｖｍの取り込みによってプリチャージ電圧Ｖｐｃを調整し、出力電圧波形Ｖｏｕｔのオーバーシュートを抑制した。実際にはこの動作を繰り返し行うことで徐々にプリチャージ電圧Ｖｐｃを最適値へ収束させ、最終的にオーバーシュートをなくしていく態様としてよい。従ってモニター電圧Ｖｍの取り込みを開始するタイミングＴ３は、出力電圧波形Ｖｏｕｔが厳密に駆動電圧Ｖｆの値となるタイミングまで待つ必要はなく、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給開始時刻Ｔ２以後であればよい。
【００５１】
また、データ線駆動回路３０に含まれる一部または全ての回路を、１つの半導体基板上に一体集積化し、半導体集積回路としてマトリクス型表示装置１００に組み込んでもよい。
【００５２】
以上述べたように本実施の形態によれば、素子の温度変化や製造工程などに起因する有機ＥＬ素子の駆動特性の変化によってもたらされる駆動電圧の変化をモニターし、その変化に応じてプリチャージ電圧を調整することにより、即座に定常状態が得られる安定した出力電圧波形を得ることができる。これにより、有機ＥＬ素子の輝度が安定化する。さらに、もとより表示装置の寿命に悪影響のある高温駆動時においては、出力電圧波形がオーバーシュートすることによる輝度の増加を抑制できるため、さらなる寿命の悪化を防止することができる。また本実施の形態は、外部の構成部品を追加する必要がない。そのため、外部供給電圧を設けることによってプリチャージ電圧を制御したり、温度保償回路を追加してプリチャージ電圧にフィードバックをかけたりする場合と比較すると、製造コストを増大させることなく比較的容易に、上述のような顕著な効果を得ることができる。
【００５３】
実施の形態２
実施の形態１では、モニター電圧Ｖｍの調整回路４６による取り込みは、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給開始時刻Ｔ２以後であればよいとした。ところが選択期間Ｔｓｌにわたって有機ＥＬ素子１０ｉｊの発光がない場合や、輝度の低いデータのためパルス幅Ｔｅが十分でない場合などには、取込んだモニター電圧Ｖｍに駆動電圧Ｖｆを反映しない値が含まれてしまうことが考えられる。そこで本実施の形態ではサンプリング制御回路５０に、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給期間Ｔｅとモニター電圧Ｖｍの取り込み期間Ｔｓｍとを比較する判定回路を設け、より確実に適正なモニター電圧Ｖｍの取り込みを行う。調整回路４６におけるモニター電圧Ｖｍに係る処理以外は、実施の形態１で説明したのと同様の構成および動作となる。ここでは実施の形態１と異なる点に主眼を置き説明する。
【００５４】
図５は実施の形態１の図２に対応する図であり、ある有機ＥＬ素子１０ｉｊに対する走査線駆動回路２０およびデータ線駆動回路３０の構成を示している。図５における調整回路４６のサンプリング制御回路５０は、判定回路５８を含む点で図２と異なる。判定回路５８は、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給終了時刻、すなわち図３の（Ｔ２＋Ｔｅ）と、モニター電圧Ｖｍの取り込み終了時刻、すなわち図３の（Ｔ３＋Ｔｓｍ）とを比較する図示しないコンパレータを内蔵する。そしてＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給終了時刻がモニター電圧Ｖｍの取り込み終了時刻より遅い場合にのみ、サンプリング制御回路５０からプリチャージ電圧制御回路５６への帰還値の出力を許可する。このときサンプリング制御回路５０にはＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍがパルス制御回路３２から供給される。サンプリング制御回路５０はＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍに基づき、発光期間ごとにＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給終了時刻を算出し、判定回路５８に供給する。
【００５５】
これにより、有機ＥＬ素子１０ｉｊが駆動していない期間のモニター電圧Ｖｍが調整回路４６によって取り込まれた場合でも、そのモニター電圧Ｖｍはプリチャージ電圧Ｖｐｃの調整には用いられないため、駆動電圧Ｖｆと関係のない不適正なプリチャージ電圧Ｖｐｃが設定されるのを防ぐことができる。したがって、より確実にプリチャージ電圧を適正値へ収束させることができ、実施の形態１と同様の効果を効率的に得ることができる。
【００５６】
実施の形態３
実施の形態２では、有機ＥＬ素子１０ｉｊが接続された走査線Ｓｊが選択され、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉによって有機ＥＬ素子１０ｉｊが駆動している期間において、所定のタイミングでモニター電圧Ｖｍを取り込んだ。本実施の形態では、マトリクス型表示装置１００に接続された図示しないプロセッサが実行しているアプリケーションソフトウェア、またはマトリクス型表示装置１００を制御するオペレーティングシステム（ＯＳ）などから、モニター電圧Ｖｍを取り込むタイミングを指示する。調整回路４６におけるモニター電圧Ｖｍに係る処理以外は、実施の形態１で説明したのと同様の構成および動作となる。ここでは実施の形態１と異なる点に主眼を置き説明する。
【００５７】
図６は実施の形態１の図２に対応する図であり、ある有機ＥＬ素子１０ｉｊに対する走査線駆動回路２０およびデータ線駆動回路３０の構成を示している。図６における調整回路４６のサンプルアンドホールド回路５２は、レジスタ６０を含む点で図２と異なる。レジスタ６０は、アプリケーションソフトウェアなどプロセッサからの設定によって、モニター電圧Ｖｍを取り込むタイミング情報を保持する。例えばサンプルアンドホールド回路５２に図示しないタイマをさらに設け、レジスタ６０に設定された所定時間の経過がタイマにより検出されたら、モニター電圧Ｖｍを取り込むようにする。
【００５８】
このときソフトウェアなどによって、プリチャージ電圧調整用画像をマトリクス型表示装置１００に表示させるようにしてもよい。プリチャージ電圧調整用画像は例えば、有機ＥＬ素子１０ｉｊが最大発光階調となる画像である。これによりＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉのパルス幅Ｔｅが最大値となり、駆動電圧Ｖｆが真値に収束したタイミングでモニター電圧Ｖｍを取り込むことが容易になる。従って、１度のモニター電圧Ｖｍの取得で確度の高いプリチャージ電圧帰還値を得ることができ、少ない調整回数で出力電圧波形を安定化させることができる。
【００５９】
本実施の形態ではモニター電圧Ｖｍの取り込みタイミングをソフトウェアなどの指示で行うため、モニター電圧Ｖｍの取り込みに対して都合のよい画像データを出力したタイミングを選ぶことができ、適正なモニター電圧Ｖｍを確実に取得することができる。したがって、より確実にプリチャージ電圧を適正値へ収束させることができ、実施の形態１と同様の効果を効率的に得ることができる。
【００６０】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６１】
本実施の形態では、発光素子として有機ＥＬ素子を例に説明を行ったが、これには限定されず、その他のＥＬ素子、ＬＥＤなど、データ線および走査線間の寄生容量によりプリチャージが必要とされるような発光素子全般に適用することができる。
【００６２】
実施の形態２における判定回路５８を、マトリクス型表示装置１００に接続されたプロセッサとする構成でもよい。この場合、プロセッサが実行しているアプリケーションソフトウェアなどの制御のもと、発光前のタイミングで画素の輝度情報からＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給終了時刻を算出し、モニター電圧Ｖｍの取り込み終了時刻と比較することができる。そして判定回路５８は、ＰＷＭデータ信号Ｉｐｗｍｉの供給終了時刻がモニター電圧Ｖｍの取り込み終了時刻より遅い場合にのみ、調整回路４６によるモニター電圧Ｖｍの取り込みを許可する構成としてよい。この場合も実施の形態２と同様に、駆動電圧Ｖｆと関係のない不適正なプリチャージ電圧Ｖｐｃが設定されるのを防ぐことができ、実施の形態１と同様の効果を効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施の形態に係るマトリクス型表示装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における走査線駆動回路およびデータ線駆動回路の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における、プリチャージ電圧の調整を行う前の各信号波形のタイムチャートを示す図である。
【図４】第１の実施の形態における、プリチャージ電圧の調整を行った後の各信号波形のタイムチャートを示す図である。
【図５】第２の実施の形態における走査線駆動回路およびデータ線駆動回路の構成をより詳細に示す図である。
【図６】第３の実施の形態における走査線駆動回路およびデータ線駆動回路の構成をより詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  有機ＥＬ素子、  ２０  走査線駆動回路、  ３０  データ線駆動回路、  ３２  パルス制御回路、  ３４  定電流回路、  ３６  定電圧回路、  ３８  ＰＷＭ回路、  ４０  駆動制御回路、  ４６  調整回路、  ４８  Ａ／Ｄ変換器、  ５０  サンプリング制御回路、  ５２  サンプルアンドホールド回路、  ５４  Ｄ／Ａ変換器、  ５６  プリチャージ電圧制御回路、５８  判定回路、  ６０  レジスタ、  １００  マトリクス型表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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