(57)【要約】【目的】被駆動回路に寄生容量がする存在する場合であっても、高速で電流書き込みが可能な電流駆動ドライバ装置を提供する。【解決手段】電流駆動回路の各々は、データ信号に応じた電流値のデータ電流を供給する第１の電流源と、データ線の電圧の微分値を生成する微分回路を含み、上記微分値に応じた電流値のブースト電流を上記データ線に供給する第２の電流源と、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号に基づいてデータ電流をデータ線に供給する電流駆動回路を少なくとも１つ有する電流ドライバ装置であって、
前記電流駆動回路の各々は、
データ信号に応じた電流値のデータ電流を供給する第１の電流源と、
前記データ線の電圧の微分値を生成する微分回路を含み、前記微分値に応じた電流値のブースト電流を前記データ線に供給する第２の電流源と、を有することを特徴とする電流ドライバ装置。
【請求項２】
前記第２の電流源は、被駆動回路のキャパシタンス値に対する負性容量と等価な回路であることを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ装置。
【請求項３】
前記第２の電流源は、前記微分値を増幅する増幅器をさらに有し、当該増幅された微分値に応じた電流値のブースト電流を前記データ線に供給することを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ装置。
【請求項４】
前記第２の電流源のバイアス電流を除去するシンク回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ装置。
【請求項５】
前記第２の電流源は、可変電流源及び前記可変電流源に直列に接続されたトランジスタを含み、前記トランジスタの制御電圧によって前記ブースト電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の電流ドライバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバ回路、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子を含むアクティブマトリクス・ディスプレイ等の表示装置を駆動するドライバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）を用いた表示装置は有望な次世代ディスプレイして脚光を浴びている。近年、パッシブマトリクス有機発光素子（PM-OLED）ディスプレイは産業化されて多くの分野に応用されているが、携帯電話のメインディスプレイ等を含めて、高性能が要求され、種々の製品に幅広く応用されるためにはアクティブマトリクス型の有機発光素子（AM-OLED）ディスプレイの適用が必要である。
【０００３】
AM-OLEDはトランジスタが構成される材料、すなわち、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、マイクロクリスタルシリコン、高温ポリシリコン等によって分類される。一般的に多く使われているのはアモルファスシリコンと低温ポリシリコンである。アモルファスシリコンは工程費用が低いが、使用時間による閾値電圧シフトによって信頼性の問題がある。一方、低温ポリシリコンは閾値電圧バラツキの問題があるが、現在としては一番多く採用されている材料である。
【０００４】
このようなディスプレイ装置で使われている駆動回路は大きく分けて電圧駆動法と電流駆動法（又は電圧プログラム方式及び電流プログラム方式）によるものがある。電圧駆動法による駆動（ドライバ）回路はLSIが安価で、閾値電圧の補正が可能であるという長所があるが、移動度のバラツキを補正することはできない。従って、移動度のバラツキを低減しなければならないというプロセス上の問題があり、また、このために歩留まりが低くなるという問題がある。
【０００５】
一方、電流駆動方式（例えば、特許文献１）は閾値電圧だけでなく移動度のバラツキも補正することができることにより、低歩留まりの問題を解決する駆動法として注目される。ところが、電流駆動方式による駆動回路（ドライバ）ではデータラインの寄生容量のため、電流で書き込み時間が長くなるという問題がある。特に、低レベルの電流では時間がかかるという問題がある。
【０００６】
例えば、特許文献１にも記載されているように、各画素（ピクセル）の電気回路には、走査信号が印加される制御用（選択用）トランジスタ、データ電圧保持用のキャパシタ、及び、当該保持用キャパシタに接続されて発光素子駆動を行う駆動用トランジスタが設けられているのが一般的である。電流駆動方式の発光制御においては、データ電圧保持用のキャパシタにデータ信号に応じた電流を流し、当該保持電圧によって駆動用トランジスタを制御して発光制御を行う（例えば、特許文献１）。しかしながら、データ信号のライン（データライン）が接続される画素（ピクセル）の電気回路には寄生容量が存在し、かかる寄生容量のために保持キャパシタへのデータ書き込み（充電）が遅くなるという問題がある。
【０００７】
例えば、VGA級の解像度（640x480のサイズの表示解像度）のパネルで書き込みに許される時間は 30μsec程度であるが、電流値が低いほど充電する時間が増えて、場合によっては許容された時間以内に書き込むことができないという問題が生じる。
【０００８】
このような問題に対して、カナダの A． Nathanらは current conveyor IIを使った電流駆動方式を提案している（非特許文献１）。この方法では寄生容量による遅延をフィードバックを用いることにより解消するものである。この方法では比較用容量CYが寄生容量CPに比べわずかに小さくする時に最も遅延を小さくできる。しかし、比較用容量が大きくてドライバの面積が大きくなるという短所がある。
【０００９】
また、韓国の G．H．Choらは基準電流量を記憶した後、フィードバックを通じて電流の供給量を調節する方法を採用している（非特許文献２）。この方法では、時間分割によりデータを読んで、そのデータをベースに使う方法、及び、隣のラインのデータを読んで次のラインで使う方法などを採択しているが、このような方法もかなり複雑である。
【特許文献１】特開2005-31430号公報（[0062]−[0067]段落、図１３）
【非特許文献１】G.R. Chaji and A. Nathan, "A fast settling current driver based on the CCII for AMOLED displays," IEEE J. of Display Technology, vol. 1, no. 2, pp. 283-288, Dec. 2005.
【非特許文献２】Young-Suk Son, Sang-Kyung Kim, Yong-Joon Jeon, Young-Jin Woo, Jin-Yong Jeon, Geon-Ho Lee,  and Gyu-Hyeong Cho "A Novel Data-Driving Method and Circuit for AMOLED Displays" SID 2006  DIGEST 2006, 343.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被駆動回路に寄生容量が存在する場合であっても、高速で電流書き込みが可能な電流駆動ドライバ装置を提供することにある。特に、低電流の場合であっても高速で電流書き込みが可能なドライバ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のドライバ装置は、データ信号に基づいてデータ電流をデータ線に供給する電流駆動回路を少なくとも１つ有する電流ドライバ装置であって、
上記電流駆動回路の各々は、データ信号に応じた電流値のデータ電流を供給する第１の電流源と、データ線の電圧の微分値を生成する微分回路を含み、上記微分値に応じた電流値のブースト電流を上記データ線に供給する第２の電流源と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のドライバ回路においては、データ信号に応じた電流値のデータ電流を供給する第１の電流源に加え、データ線の電圧の微分値を生成する微分回路を含み、上記微分値に応じた電流値のブースト電流を上記データ線に供給する第２の電流源と、を有している。
【００１３】
すなわち、データ線（被駆動回路）に寄生容量が存在する場合であっても、当該寄生容量による充電を補償する第２の電流源が設けられている。従って、当該寄生容量による充電は相殺され、データ線に接続されたディスプレイ装置の画素回路等を高速に充電することができる。なお、当該第２の電流源は当該寄生容量に対して負性容量として動作するように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。
【実施例１】
【００１５】
以下に、本発明によるドライバ装置（データドライバ）について説明する。図１は、本発明の実施例１であるデータドライバ１０が用いられた装置の一例として、ディスプレイ装置５を模式的に示している。
【００１６】
当該ディスプレイ装置５には、データドライバ１０、表示パネル１１、走査ドライバ１２、コントローラ１５、及び発光素子駆動電源ＰＳ（以下、単に電源ＰＳともいう。）１６が設けられている。
【００１７】
表示パネル１１は、ｍ行ｎ列（ｍ×ｎ個：ｍ，ｎは１以上の整数）の画素からなるアクティブマトリクス型の表示パネルであり、各々が平行に配置された複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍ（Ｙｉ：ｉ＝１〜ｍ）と、当該複数の走査線に直交する複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎ（Ｘｊ：ｊ＝１〜ｎ）と、複数の画素ＰＸ1,1〜ＰＸm,nを有している。画素ＰＸ1,1〜ＰＸm,nは、走査線Ｙ１〜Ｙｍとデータ線Ｘ１〜Ｘｎとの交差部分に配置され、全て同一の構成を有する。また、画素ＰＸ1,1〜ＰＸm,nは電源線（図示しない）に接続されている。電源線には電源ＰＳ１６から発光素子駆動電圧（Ｖa）が各画素内の発光素子に供給される。
【００１８】
各画素ＰＸi,jの回路（以下、画素回路又はピクセル回路ＰＸi,jともいう。）は、上記したように走査線Ｙｉ及びデータ線Ｘｊに接続されている。そして、各ピクセル回路ＰＸi,jは、選択トランジスタ、データ保持用キャパシタ、駆動トランジスタ及び発光素子（例えば、有機エレクトロルミネッセンス発光素子（ＯＥＬ））を有している。また、選択トランジスタ及び駆動トランジスタは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって形成されている。
【００１９】
図２は、実施例１のデータドライバ（ドライバ装置）１０及び画素ＰＸi,j（ｊ＝1,..,j,..,n）のピクセル回路の等価回路を模式的に示すブロック図である。なお、以下においては、説明の簡便さのため、画素ＰＸi,jのピクセル回路についても符号ＰＸi,jを用い、ピクセル回路ＰＸi,jとして表す。
【００２０】
データドライバ１０は、電流駆動方式（電流プログラム方式）に適応した回路構成を有している。より具体的には、データドライバ１０は、表示パネル１１のデータ線Ｘ１〜Ｘｎに接続されるデータ電流出力端を有している。当該出力端は対応するデータ線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ接続される。データドライバ１０は、当該データ線Ｘｊ（ｊ＝１，．．，ｎ）にそれぞれデータ電流を供給するドライバ回路（電流駆動回路）１０(1)，．．，１０(j)，．．，１０(n)を有している。以下においては、一般的に、ドライバ回路１０(j)及びドライバ回路１０(j)に接続されたピクセル回路ＰＸi,jについて説明する。
【００２１】
なお、データドライバ１０は、外部回路（例えば、コントローラ１５）からの制御信号、データ信号等に応じてデータ電流を供給する。
【００２２】
ドライバ回路１０(j)には、データ電流Ｉdataをデータ線Ｘｊに供給する電流源１４（第１の電流源）が設けられている。すなわち、電流源１４はデータ信号（データ値）に応じた一定の電流（データ電流）Ｉdataを生成し、データ線Ｘｊに供給するように構成されている。
【００２３】
本実施例においては、電流源１４（第１の電流源）に加えて、さらに電流ブースト回路１５が設けられている。電流ブースト回路１５（第２の電流源）は、ブースト電流Ｉbsを生成し、データ線Ｘｊに供給する。すなわち、データ電流Ｉdataにブースト電流Ｉbsを加えた電流がデータ線Ｘｊに供給されるように構成されている。電流ブースト回路１５の構成及び動作、ブースト電流Ｉbsに関しては後に詳述する。なお、上記したように、かかる構成はドライバ回路１０(j)（ｊ＝１，．．，ｎ）について同様である。
【００２４】
データの各画素（ピクセル回路）への書き込み時において、電流源１４によりデータ電流Ｉdataが生成され、データ線Ｘｊに供給される。図２の等価回路に示すように、ピクセル回路ＰＸi,jのそれぞれには寄生容量（Ｃｐ）が存在する。従って、ピクセル回路（データ線Ｘｊ）の電圧をＶとすると、ピクセル回路の寄生容量（Ｃｐ）には
【００２５】
【数１】
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の電流が流れるため、ピクセル回路へのデータ書き込み（データ保持キャパシタの充電）が遅くなる。つまり、電流源１４からのデータ電流Ｉdataはその一部が寄生容量Ｃｐを充電するのに消費される。
【００２６】
図３は、本実施例の電流ブースト回路１５の一例を示すブロック図である。まず、始めに、電流ブースト回路１５の構成及びブースト動作の原理及び概略について図面を参照して説明する。本実施例においては、電流ブースト回路（以下、単にブースト回路ともいう。）１５は、微分回路１７及びＶ−Ｉ変換回路１８から構成されている。微分回路１７は、ピクセル回路の電圧Ｖの微分演算（Ｋ・ｄＶ／ｄｔ，Ｋは定数）を行う。
【００２７】
図４（ａ），（ｂ）は、ブースト電流Ｉbsがゼロ（Ｉbs＝０）の場合におけるピクセル回路の電圧Ｖ及びその微分演算曲線をそれぞれ模式的に示す図である。具体的には、データ電流Ｉd（＝Ｉdata＋Ｉbs＝Ｉdata）の供給によってピクセル回路の電圧Ｖは徐々に増加し、データ電流Ｉdの供給開始時点（ｔ＝０）から時間Ｔ１経過後にデータ書き込みが終了する。上記したように、ブースト電流Ｉbsがゼロ（Ｉbs＝０）の場合、ピクセル回路の寄生容量（Ｃｐ）への充電によってデータ保持キャパシタの充電が遅くなる。
【００２８】
Ｖ−Ｉ変換回路１８は、例えば、増幅器２１及び可変電流源２２から構成されている。そして、Ｖ−Ｉ変換回路１８は、当該微分演算結果（ｄＶ／ｄｔ）に応じた（例えば、微分演算結果（ｄＶ／ｄｔ）に比例した）ブースト電流Ｉbsを生成して、出力する。
【００２９】
例えば、微分回路１７を抵抗Ｒ０及びキャパシタＣ０からなる等価回路（図５に示す）で表した場合、Ｋ＝Ｃ０・Ｒ０である。また、増幅器２１の利得をＡ、電流源２２の相互コンダクタンスをｇmとした場合、負性容量（Ｃｎ）として、
Ｃｎ＝−Ｃｐ＝−（Ｃ０・Ｒ０）・Ａ・ｇm      （２）
であるように設定すれば、ピクセル回路の寄生容量（Ｃｐ）を相殺することができる（すなわち、Ｃｐ＋Ｃｎ＝０）。
【００３０】
つまり、ブースト回路１５は、負性容量（Ｃｎ＝−Ｃｐ）と等価な回路として動作する。すなわち、データドライバ１０において、データドライバ１０が接続されるディスプレイパネルの画素の寄生容量を所定のキャパシタンス値として設定し、これに対する負性容量として動作するように回路構成がなされていればよい。
【００３１】
具体的な数値例を挙げれば、例えば、ピクセル回路の寄生容量がＣｐ＝１０ｐＦのとき、Ｃ０＝０．２ｐＦ，Ｒ０＝１ｋΩ，ｇm＝−２×１０-3，Ａ＝−２５とすれば、負性容量Ｃｎ＝−１０ｐＦとなり、ピクセル回路の寄生容量（Ｃｐ）は相殺される。
【００３２】
図６（ａ）は、上記したように生成したブースト電流Ｉbsを模式的に示し、図６（ｂ）は、データ電流Ｉdataにブースト電流Ｉbsが加えられた電流Ｉd（＝Ｉdata＋Ｉbs）がデータ電流としてピクセル回路に供給された場合のピクセル回路の電圧（保持キャパシタの充電電圧）Ｖを模式的に示している。ブースト電流Ｉbsによる充電（図中、ハッチング部分）によって、書き込み（充電）電流を増強し、ピクセル回路へのデータ書き込みが高速化される。つまり、ブースト電流Ｉbsによる補償によって寄生容量（Ｃｐ）による充電は相殺され、高速に保持キャパシタに充電することができる（充電時間Ｔ２＜Ｔ１）ことが理解される。
【００３３】
従って、ピクセル回路（被駆動回路）の寄生容量の影響を受けず、高速で電流書き込みが可能な電流駆動用のドライバ装置を提供することができる。
【００３４】
図７は、電流ブースト回路１５の具体的な回路の一例を示す回路図である。微分回路１７は、抵抗Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２、キャパシタＣ０，差動増幅器２４から構成されている。Ｖ−Ｉ変換回路１８は、抵抗Ｒ３、トランジスタ２６及び差動増幅器２５から構成されている。
【００３５】
この場合、増幅器２５の利得をＡ，Ｖ−Ｉ変換回路１８の相互コンダクタンスをｇmとし、負性容量（Ｃｎ）として、
Ｃｎ＝−Ｃｐ＝−（Ｃ０・Ｒ０）・Ａ・ｇm
＝−（Ｃ０・Ｒ０）・（Ｒ１／Ｒ２）・（１／Ｒ３）
＝−Ｃ０（Ｒ０・Ｒ１）／（Ｒ２・Ｒ３）
であるように設定すれば、負性容量Ｃｎ（＝−Ｃｐ）によってピクセル回路の寄生容量（Ｃｐ）を相殺することができる。
【００３６】
従って、寄生容量の影響を受けず、高速で電流書き込みが可能な電流駆動用のドライバ装置を提供することができる。
【００３７】
なお、本実施例においては、Ｖ−Ｉ変換回路１８の抵抗Ｒ３はＶdb＝Ｖrf（差動増幅器２４の参照電圧）に接続されている。抵抗Ｒ３を、例えば、Ｖdd（第１の電流源の電源電圧）に接続した場合には、バイアス電流＝Ｒ３／（Ｖdd−Ｖrf）が流れる。従って、この場合、Ｖ−Ｉ変換回路１８の出力から当該バイアス電流を除去するシンク回路、すなわち、当該バイアス電流を接地レベル（ＧＮＤ）に流す定電流シンク回路を設けるようにすればよい。
【００３８】
さらに、差動増幅器（オペアンプ）２４がオフセット電圧を有する場合には、抵抗Ｒ３はＶdb＝Ｖrf（差動増幅器２４の参照電圧）に接続した場合でもバイアス電流が生じる。この場合、抵抗Ｒ３をＶrfから当該オフセット電圧分だけ異なる電圧に接続することによってバイアス電流を防ぐことができる。
【実施例２】
【００３９】
図８は、本発明の実施例２である電流ブースト回路１５の具体的な回路の一例を示す回路図である。
【００４０】
上記した実施例１におけるＶ−Ｉ変換回路１８において、可変電流源として動作するトランジスタ２６に直列に接続された抵抗Ｒ３をトランジスタＭ３に置き換えることによって高精度にブースト電流値を制御することができる。すなわち、トランジスタ２６に直列に接続されたトランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇをアナログ的に変化させることにより、抵抗Ｒ３に代わり、実効的に抵抗値を可変とすることができる。但し、トランジスタＭ３を線形領域で動作させる必要がある。
【００４１】
なお、ブースト回路１５に生じるバイアス電流を接地（ＧＮＤ）ラインに流す定電流シンク回路３１が設けられている。
【００４２】
あるいは、本実施例の改変例として、さらに広い抵抗値をカバーするために、チャネル幅Ｗの異なる複数のトランジスタを用意する。例えば、そのチャネル幅がＷ＝１，２，４，８のように重み付けされた複数のトランジスタを用い、各トランジスタの導通をデジタル的に制御する方法を用いても良い。すなわち、電流供給能力の異なる複数のトランジスタを用い、これらを組み合わせることによって広範囲かつ高精度にブースト電流値を制御することができる。
【００４３】
また、さらなる改変例として、差動増幅器（反転増幅オペアンプ）２４をソース接地増幅回路で置き換えることにより面積を小さくすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１であるデータドライバが用いられた装置の一例として、ディスプレイ装置を模式的に示している。
【図２】実施例１のデータドライバ（ドライバ装置）及び画素ＰＸi,jのピクセル回路の等価回路を模式的に示すブロック図である。
【図３】本実施例の電流ブースト回路の一例を示すブロック図である。
【図４】ブースト電流Ｉbsがゼロ（Ｉbs＝０）の場合におけるピクセル回路の電圧Ｖ（図４（ａ））及びその微分演算曲線（図４（ｂ））をそれぞれ模式的に示す図である。
【図５】抵抗Ｒ０及びキャパシタＣ０からなる微分回路の等価回路を示す図である。
【図６】生成されたブースト電流Ｉbs（図６（ａ））、電流Ｉd（＝Ｉdata＋Ｉbs）がデータ電流としてピクセル回路に供給された場合のピクセル回路の電圧（保持キャパシタの充電電圧）Ｖ（図６（ｂ））を模式的に示す図である。
【図７】電流ブースト回路の具体的な回路の一例を示す回路図である。
【図８】本発明の実施例２である電流ブースト回路の具体的な回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  データドライバ（ドライバ装置）
１０(j)  電流駆動回路
１４  第１の電流源
１５  電流ブースト回路
１７  微分回路
１８  Ｖ−Ｉ変換回路
２１  増幅器
２２  可変電流源
２４，２５  差動増幅器
２６，Ｍ３  トランジスタ
【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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【図７】
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【図８】
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