説明

ディスプレイ装置の駆動回路

【課題】発光素子を両側駆動方式で発光させることにより、発光素子の寿命を長くする。
【解決手段】階調データが示す階調に応じたスイッチング制御信号を生成する制御回路10と、複数の抵抗要素が直列に接続された第1の抵抗アレイと、制御回路10で生成されたスイッチング制御信号に応じて第1の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路とを含む第1の分圧回路12と、複数の抵抗要素が直列に接続された第2の抵抗アレイと、制御回路10で生成されたスイッチング制御信号に応じて第2の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路とを含む第2の分圧回路14と、を備えるディスプレイ装置の駆動回路によって上記課題を解決することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイ装置の駆動回路に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、フラットパネル型の液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、エレクトロ・ルミネセンス(EL)ディスプレイ装置が広く用いられている。このようなディスプレイ装置は、マトリックス状に配置された離散的な画素を含んでいる。
【0003】
ディスプレイ装置は、図7に示す等価回路で表すことができる。ロウドライバ40により複数のロウ電極線Lrowのうち1つが順次選択され、選択されたロウ電極線Lrowにロウ電圧Vrowが印加される。また、カラムドライバ42に対して外部回路から選択された行に含まれる各画素に対する階調データが入力され、その階調データに基づいて所定のモジュレーション電圧Vmがカラムドライバ42から各カラム電極線Lcolに印加される。選択されたロウ電極線Lrowに対応する各画素の発光素子には、ロウ電圧Vrowと各カラム電極線Lcolとの電位差が印加される。その結果、選択されたロウ電極線Lrow上の各画素の発光素子は、その電位差に応じた発光強度の光を出力する。各行を順次選択して上記処理を行うことによって、ディスプレイ装置の表示画面を走査して1フレームの画像を表示させることができる。
【0004】
図8に、従来のディスプレイ装置の駆動回路を示す。駆動回路50は、制御回路52、分圧回路54及び増幅回路56を含んで構成される。制御回路52は、論理回路やレベルシフト回路を含み、外部から発光素子の輝度の階調を示す階調データを受けて、階調データに応じたスイッチング制御信号を生成する。分圧回路54は、図9に示すように、直列に接続された複数の抵抗要素Rからなる抵抗アレイ60を備え、抵抗アレイ60の両端には基準電圧Vref及び接地電位GNDが印加されている。説明を簡単にするために、図9では、発光素子の輝度の階調が2ビット(0〜4の4階調)で表されるものとして3つの抵抗要素Rが直列に接続された抵抗アレイ60を示している。各抵抗要素Rの両端からスイッチング素子へ配線が引き出され、スイッチング素子のマトリックス回路64が構成される。スイッチング素子を、制御回路52からのスイッチング制御信号に基づいて、それぞれオン・オフに切り替えることによって基準電圧Vrefを分圧した電圧Voutが出力される。増幅回路56は、分圧回路54から電圧Voutを受けて、電圧Vsを所定の増幅率で増幅した駆動電圧VDRVを発光素子の端子へ出力する。これによって、発光素子が階調データで示される階調に応じた輝度で発光する。
【0005】
発光素子は、図10に示すように、ロウドライバ40から選択されたロウ電極線Lrowに印加される電圧Vrowと、カラムドライバ42からカラム電極線Lcolに印加される駆動電圧VDRVとの電位差が最大電位差ΔVMAXの場合に最も輝度が高くなり、最小電位差ΔVMINの場合に最も輝度が低くなる。なお、図10(a)には、電圧Vrowと駆動電圧VDRVとの極性が逆である場合を示し、図10(b)には、電圧Vrowと駆動電圧VDRVとの極性が等しい場合を示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記従来の駆動回路では、駆動電圧VDRVが接地電位に対して極性が定まった片側駆動を行っている。従って、各発光素子の両端に印加される電圧Vrowと駆動電圧VDRVとの電位差も最大電位差ΔVMAX〜最小電位差ΔVMINの範囲で常に同じ極性で印加され続けることとなる。このように、発光素子に一定の極性の電圧を印加し続けると、発光素子の寿命が短くなる問題を生ずる。
【0007】
また、分圧回路54に含まれるスイッチング素子には最大で基準電圧Vrefと接地電位GNDとの電位差が加わることとなるので、スイッチング素子は少なくとも基準電圧Vref以上の耐圧を有するものとする必要がある。
【0008】
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、上記課題の少なくとも1つを解決すべく、両側駆動方式の駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、発光素子を発光させる階調に対応する駆動電圧を生成し、前記駆動電圧を発光素子に供給することによって発光素子を発光させるディスプレイ装置の駆動回路であって、発光素子を発光される階調を示す階調データを受けて、当該階調データが示す階調に応じたスイッチング制御信号を生成する制御回路と、複数の抵抗要素が直列に接続された第1の抵抗アレイと、前記制御回路で生成されたスイッチング制御信号に応じて前記第1の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路と、を含み、前記第1の抵抗アレイの一端に接地電位が印加され、前記第1の抵抗アレイの他端に接地電位よりも高い電源電圧が印加される第1の分圧回路と、複数の抵抗要素が直列に接続された第2の抵抗アレイと、前記制御回路で生成されたスイッチング制御信号に応じて前記第2の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路と、を含み、前記第2の抵抗アレイの一端に接地電位が印加され、前記第2の抵抗アレイの他端に接地電位よりも低い電源電圧が印加される第2の分圧回路と、を備えることを特徴とする。
【0010】
ここで、前記制御回路は、前記階調データが示す階調が所定の閾値以上である場合に前記第1の分圧回路から接地電位以上の電圧が出力されるように前記第1の分圧回路へスイッチ制御信号を出力し、前記階調データが示す階調が前記閾値より小さい場合に前記第2の分圧回路から接地電位以下の電圧が出力されるように前記第2の分圧回路へスイッチ制御信号を出力する。これにより、発光素子を接地電位に対して正負両極の駆動電圧で駆動することができる。
【0011】
特に、前記第1の分圧回路及び前記第2の分圧回路は、R−2Rラダー型の分圧回路とすることによって、スイッチング素子の数を減らし、制御を簡素化することができる。
【0012】
上記本発明は、発光素子を発光させる際には、ロウ電極線に接地電位とは異なる電圧が印加された発光素子のカラム電極線に前記第1の分圧回路及び前記第2の分圧回路からの出力電圧に対応する駆動電圧を印加することによって、ロウ電極線とカラム電極線とに印加された電圧の電位差に応じた発光強度で発光する素子を適用範囲とする。特に、無機エレクトロ・ルミネセンス(EL)素子のように高い駆動電圧を必要とする発光素子において効果が顕著となる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、素子に印加される電圧の極性を変更する両側駆動方式を採用することによって、発光素子の寿命を長くすることができる。また、両側駆動方式とすることによって、制御を高速化することができる。さらに、スイッチング素子に必要とされる耐圧特性を下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明の実施の形態におけるディスプレイ装置の駆動回路100は、図1に示すように、制御回路10、第1の分圧回路12、第2の分圧回路14及び増幅回路16を含んで構成される。
【0015】
従来のディスプレイ装置の駆動回路は、接地電位に対して正負いずれか一方の極性の電圧のみを用いて発光素子を駆動する片側駆動方式であったのに対して、本実施の形態における駆動回路100は、正負両極の電圧を用いて発光素子を駆動させる両側駆動方式を採用している。
【0016】
制御回路10は、論理回路を含み、外部から発光素子の輝度の階調を示す階調データを受けて、階調データに応じたスイッチング制御信号を生成して第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14へ出力する。スイッチング制御信号は、第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14に含まれるスイッチング素子を切り替えて所望の電圧を出力させるために用いられる信号である。
【0017】
このとき、階調データが全階調の1/2より小さい場合にはNチャネル・スイッチング制御信号を生成して第2の分圧回路14に出力し、階調データが全階調の1/2以上である場合にはPチャネル・スイッチング制御信号を生成して第1の分圧回路12へ出力する。すなわち、階調データが所定の閾値(本実施の形態では、全階調256階調の1/2に当たる128階調)以上であるか否かに応じてNチャネル・スイッチング制御信号とPチャネル・スイッチング制御信号とを切り替えて出力する。
【0018】
第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14は、図2に示すように、直列に接続された複数の抵抗要素Rからなる抵抗アレイ20,22をそれぞれ備える。抵抗アレイ20の一端には、正の基準電圧Vref(+)が印加され、他端は抵抗R/2を介して接地電位に接続される。抵抗アレイ22の一端には、負の基準電圧Vref(-)が印加され、他端は抵抗R/2を介して接地電位に接続される。例えば、正の基準電圧Vref(+)は+4V、負の基準電圧Vref(-)は−4Vとされる。各抵抗要素Rの両端からはそれぞれ配線が引き出され、抵抗アレイ20,22の各抵抗要素Rの端子電圧を選択して取り出せるようにスイッチング素子のマトリックス回路26,28が構成されている。
【0019】
第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14の各スイッチング素子は、それぞれNチャネル・スイッチング制御信号とPチャネル・スイッチング制御信号に基づいてオン・オフ制御される。階調データが全階調の1/2より小さい場合にはNチャネル・スイッチング制御信号によりマトリックス回路28の各スイッチング素子がオン・オフ制御され、第2の分圧回路14の出力端子から階調データが示す階調に対応する電圧Voutが出力される。一方、階調データが全階調の1/2以上の場合にはPチャネル・スイッチング制御信号によりマトリックス回路26の各スイッチング素子がオン・オフ制御され、第1の分圧回路12の出力端子から階調データが示す階調に対応する電圧Voutが出力される。
【0020】
正の基準電圧Vref(+)から負の基準電圧Vref(-)までの電位差Vdifが256階調の分解能で表される場合、図3に示すように、階調データの範囲に応じて第1の分圧回路12又は第2の分圧回路14から電圧Voutが出力される。階調データが0から127までの範囲にあるときには、第2の分圧回路14において負の基準電圧Vref(-)から接地電位GNDまでを127個の抵抗要素Rで分圧して、階調データに相当する電圧値が出力されるように制御が行われる。階調データが128から255までの範囲であるときには、第1の分圧回路12において接地電位GNDから正の基準電圧Vref(+)までを127個の抵抗要素Rで分圧して、階調データに相当する電圧Voutが出力されるように制御が行われる。
【0021】
例えば、正の基準電圧Vref(+)が+4V、負の基準電圧Vref(-)が−4V、その電位差Vdifが−4V〜4V=8Vとした場合、階調データが0である場合にはVout=−4V、1である場合にはVout=−3.96863V、・・・127である場合にはVout=−1.569mVが出力されるようにNチャネル・スイッチング制御信号により第2の分圧回路14のスイッチング素子が制御される。また、128である場合にはVout=1.569mV、・・・255である場合にはVout=+4Vが出力されるようにPチャネル・スイッチング制御信号により第1の分圧回路12のスイッチング素子がオン・オフ制御される。
【0022】
増幅回路16は、第1の分圧回路12又は第2の分圧回路14から出力電圧Voutを受けて、出力電圧を所定の増幅率で増幅して駆動電圧VDRVを発光対象となる発光素子のカラム電極線Lcolへ出力する。
【0023】
従って、選択されたロウ電極線Lrowに接続されたEL素子には、図4に示すように、ロウ電極線Lrowに印加される電圧Vrowと、基準電位(接地電位)に対して正負の両極に振れる駆動電圧VDRVとの電位差が印加されることとなる。これによって発光素子が電圧Vrowと駆動電圧VDRVとの電位差ΔVMAX〜ΔVMINの範囲において階調に応じた強度で発光する。一方、選択されていないロウ電極線Lrowに接続された発光素子には、図5に示すように、基準電位(接地電位)に対して平均的に正負両極に振れる駆動電圧VDRVが印加される。従って、発光素子の寿命を従来よりも著しく長くすることができる。
【0024】
また、駆動電圧VDRVが正負の両極性に触れるように両側駆動方式で制御を行うので、正負のそれぞれの極において全階調の1/2の分解能をもたせるだけで良い。例えば、全階調が256階調であった場合、正側で128階調、負側で128階調の分解能をもたせるだけで良い。
【0025】
さらに、第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14に含まれるスイッチング素子には最大で基準電圧Vref(-)と接地電位GNDとの電位差又は接地電位GNDと基準電圧Vref(+)との電位差が掛かるだけであり、スイッチング素子は少なくとも基準電圧Vref(+)又は基準電圧Vref(-)以上の耐圧を有するものであれば良い。従って、従来の片側駆動方式に比べて耐電圧が低いスイッチング素子を用いることができる。
【0026】
また、図6に示すように、第1の分圧回路12及び第2の分圧回路14をR−2Rラダー抵抗回路で構成しても良い。R−2Rラダー抵抗回路を適用することにより、スイッチ・マトリックス回路で分圧回路を構成した場合に比べて、必要なスイッチング素子の数を減らすことができる。従って、制御を簡素化することができる。また、抵抗要素Rの精度があまり高くない場合でも分圧を比較的高い精度で行うことができる。
【0027】
なお、本発明の適用範囲は、両極性の印加電圧によって発光可能な素子を利用したディスプレイ装置であれば良い。ただし、無機ELディスプレイのように印加電圧の範囲が数十V程度になるディスプレイ装置では、正負の両側駆動とすることによって発光素子の寿命を延ばし、駆動回路に含まれる素子の必要耐圧を抑えることができる等の効果が顕著となる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施の形態におけるディスプレイ装置の駆動回路の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態における分圧回路の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における階調データと分圧回路の出力電圧との関係を説明する図である。
【図4】本発明の実施の形態における発光素子の両側駆動を説明する図である。
【図5】本発明の実施の形態における発光素子の両側駆動を説明する図である。
【図6】本発明の実施の形態における分圧回路の別例の構成を示す図である。
【図7】従来のディスプレイ装置の等価回路を示す図である。
【図8】従来のディスプレイ装置の駆動回路の構成を示す図である。
【図9】従来の分圧回路の構成を示す図である。
【図10】従来の発光素子の片側駆動を説明する図である。
【符号の説明】
【0029】
10 制御回路、12 第1の分圧回路、14 第2の分圧回路、16 増幅回路、20,22 抵抗アレイ、26,28 スイッチング素子のマトリックス回路、40 ロウドライバ、42 カラムドライバ、50 駆動回路、52 制御回路、54 分圧回路、56 増幅回路、60 抵抗アレイ、64 スイッチング素子のマトリックス回路、100 駆動回路。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子を発光させる階調に対応する駆動電圧を生成し、前記駆動電圧を発光素子に供給することによって発光素子を発光させるディスプレイ装置の駆動回路であって、
発光素子を発光される階調を示す階調データを受けて、当該階調データが示す階調に応じたスイッチング制御信号を生成する制御回路と、
複数の抵抗要素が直列に接続された第1の抵抗アレイと、前記制御回路で生成されたスイッチング制御信号に応じて前記第1の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路と、を含み、前記第1の抵抗アレイの一端に接地電位が印加され、前記第1の抵抗アレイの他端に接地電位よりも高い電源電圧が印加される第1の分圧回路と、
複数の抵抗要素が直列に接続された第2の抵抗アレイと、前記制御回路で生成されたスイッチング制御信号に応じて前記第2の抵抗アレイに含まれる抵抗要素の端子電圧のいずれかを選択して出力する選択回路と、を含み、前記第2の抵抗アレイの一端に接地電位が印加され、前記第2の抵抗アレイの他端に接地電位よりも低い電源電圧が印加される第2の分圧回路と、
を備えることを特徴とするディスプレイ装置の駆動回路。
【請求項2】
請求項1に記載のディスプレイ装置の駆動回路において、
前記制御回路は、前記階調データが示す階調が所定の閾値以上である場合に前記第1の分圧回路から接地電位以上の電圧が出力されるように前記第1の分圧回路へスイッチ制御信号を出力し、前記階調データが示す階調が前記閾値より小さい場合に前記第2の分圧回路から接地電位以下の電圧が出力されるように前記第2の分圧回路へスイッチ制御信号を出力することを特徴とするディスプレイ装置の駆動回路。
【請求項3】
請求項1又は2に記載のディスプレイ装置の駆動回路において、
前記第1の分圧回路及び前記第2の分圧回路は、R−2Rラダー型の分圧回路であることを特徴とするディスプレイ装置の駆動回路。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1つに記載のディスプレイ装置の駆動回路において、
前記発光素子は、ロウ電極線とカラム電極線とに印加された電圧の電位差に応じた発光強度で発光する素子であって、
発光素子を発光させる際には、ロウ電極線に接地電位とは異なる電圧が印加された発光素子のカラム電極線に前記第1の分圧回路及び前記第2の分圧回路からの出力電圧に対応する駆動電圧を印加することを特徴とするディスプレイ装置の駆動回路。
【請求項5】
請求項4に記載のディスプレイ装置の駆動回路において、
前記発光素子は、無機エレクトロ・ルミネセンス(EL)素子であることを特徴とするディスプレイ装置の駆動回路。


【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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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2006−72227(P2006−72227A)
【公開日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−258595(P2004−258595)
【出願日】平成16年9月6日(2004.9.6)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】