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JP2014182345A - 階調電圧発生回路及び表示装置 - Google Patents

階調電圧発生回路及び表示装置 Download PDF

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圭 木村
Junichi Yamashita
淳一 山下
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Sony Corp
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Abstract

【課題】電源公差による輝度変化を抑えることが可能な階調電圧発生回路、及び、当該階調電圧発生回路をデジタル/アナログ変換の際のアナログ電圧(階調電圧)の生成に用いる表示装置を提供する。
【解決手段】階調電圧発生回路を、複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路と、ラダー抵抗回路に対して直列に接続された電流源と、を備える構成とすることにより、電源公差による輝度変化を抑える。
【選択図】 図5

Description

本開示は、階調電圧発生回路及び表示装置に関する。
デジタル映像信号を入力とする表示装置は、入力されるデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するデジタル/アナログ変換回路を備えている。デジタル/アナログ変換回路には、デジタル映像信号のビット数に対応した複数の階調電圧の中から、デジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換する階調電圧選択型のものがある。そして、複数の階調電圧を発生する階調電圧発生回路として、複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部(ノード)から、電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路を用いる構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−233109号公報
ところで、ラダー抵抗回路による抵抗分圧によって階調電圧を生成すると、階調電圧発生回路の基準電圧(電源電圧)の電源公差により、階調電圧の電圧値が抵抗分圧比で変化する。そして、例えば、発光素子を駆動する駆動トランジスタにPチャネル型トランジスタを用いた場合、駆動トランジスタのソース電位の変化量と、ゲート電位(階調電圧の電圧値)の変化量とが異なるため、駆動トランジスタのオーバードライブ電圧が変わり、その結果、輝度が変化する。
そこで、本開示は、電源公差による輝度変化を抑えることが可能な階調電圧発生回路、及び、当該階調電圧発生回路をデジタル/アナログ変換の際のアナログ電圧(階調電圧)の生成に用いる表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本開示の階調電圧発生回路は、
複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路と、
ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源と、
を備える。
また、上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
発光素子を含む画素回路が配置されて成る画素部と、
複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路、及び、ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源を有する階調電圧発生回路と、
階調電圧発生回路で発生される複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換し、当該アナログ映像信号によって発光素子を駆動する駆動部と、
を備える。
上記の構成の階調電圧発生回路あるいは表示装置では、定電流源の電流値Iとラダー抵抗回路の抵抗値Rによる、階調電圧発生回路の基準電圧(電源電圧)からのIRドロップによって階調電圧を生成することになるために、基準電圧と階調電圧の電位差は一定になる。これにより、電源公差が起きたとしても、駆動トランジスタのゲート−ソース間の電位差は変化しないため、駆動トランジスタが飽和領域で動作している限り、輝度は変わらない。
本開示によれば、電源公差が起きたとしても、駆動トランジスタのゲート−ソース間の電位差は変化しないため、電源公差による輝度変化を抑えることができる。
図1は、本開示の適用例に係るアクティブマトリクス型有機EL表示装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。 図2は、DA変換回路内蔵の駆動部の構成の一例を示す回路図である。 図3は、アクティブマトリクス型有機EL表示装置における画素(画素回路)の構成の一例を示す回路図である。 図4Aは、電源公差によって階調電圧の電圧値が抵抗分圧比で変化する様子を示す図であり、図4Bは、階調電圧の電圧値の変化によって駆動トランジスタから有機EL素子に供給される電流Ioledが変わることについて説明する図である。 図5Aは、本開示の実施形態に係る階調電圧発生回路の構成を示す回路図であり、図5Bは、本実施形態に係る階調電圧発生回路の作用、効果を説明する図である。 図6は、実施例1に係る定電流源の回路構成を示す回路図である。 図7は、実施例2に係る定電流源の回路構成を示す回路図である。
以下、本開示の技術を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
1.本開示の階調電圧発生回路及び表示装置、全般に関する説明
2.本開示の技術が適用される表示装置
2−1.システム構成
2−2.DA変換回路内蔵の駆動部
2−3.画素回路
2−4.電源公差について
3.実施形態の説明
3−1.実施例1
3−2.実施例2
4.本開示の構成
<1.本開示の階調電圧発生回路及び表示装置、全般に関する説明>
本開示の階調電圧発生回路は、
複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路と、
ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源と、
を備える。
また、本開示の階調電圧発生回路は、
発光素子を含む画素回路が配置されて成り、複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換し、当該アナログ映像信号によって発光素子を駆動する表示装置において、複数の階調電圧を発生する階調電圧発生回路として用いられる。
画素回路の発光素子として、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に、有機EL素子と略称する)を例示することができる。有機EL素子は、電流駆動型の発光素子(電気光学素子)の一例である。電流駆動型の発光素子としては、有機EL素子の他に、無機EL素子、LED素子、半導体レーザー素子などを例示することができる。
有機EL素子を画素(画素回路)の発光部(発光素子)として用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、単に、有機EL表示装置と略称する)は、次のような特長を持っている。すなわち、有機EL素子が10V以下の印加電圧で駆動できるために、有機EL表示装置は低消費電力である。有機EL素子が自発光素子であるために、有機EL表示装置は、同じ平面型の表示装置である液晶表示装置に比べて、画像の視認性が高く、しかも、バックライト等の照明部材を必要としないために軽量化及び薄型化が容易である。更に、有機EL素子の応答速度が数μsec程度と非常に高速であるために、有機EL表示装置は動画表示時の残像が発生しない。
上述した好ましい構成、形態を含む本開示の階調電圧発生回路及び表示装置にあっては、定電流源について、電流出力アンプから成る構成とすることができる。電流出力アンプについては、ラダー抵抗回路に対して直列に接続された電流源トランジスタと、電流源トランジスタの一方のソース/ドレイン電極に接続された基準抵抗と、電流源トランジスタと基準抵抗との接続ノードの電圧の所定の基準電圧に対する差電圧に応じて電流源トランジスタを駆動する差動アンプと、を有する構成とすることができる。このとき、所定の基準電圧を、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧とするのが好ましい。
また、上述した好ましい構成、形態を含む本開示の階調電圧発生回路及び表示装置にあっては、基準抵抗について、ラダー抵抗回路の各抵抗の近傍に形成されている構成とすることができる。このとき、基準抵抗をラダー抵抗回路の各抵抗と同一の部材で形成する、あるいは又、ラダー抵抗回路の各抵抗と同一のプロセスにて形成するのが好ましい。
あるいは又、上述した好ましい構成、形態を含む本開示の階調電圧発生回路及び表示装置にあっては、差動アンプに与える所定の基準電圧を、複数の電圧の中から選択して設定する電圧設定部を有する構成とすることができる。そして、電圧設定部について、第1電源と第2電源との間に直列に接続された複数の抵抗から成り、各抵抗の端部から複数の電圧を出力する電圧出力部と、複数の電圧の中から1つを選択して、電流源トランジスタに流れる電流を決める電圧とする電圧選択部と、を有する構成とすることができる。このとき、電圧選択部については、差動アンプの特性ばらつきに応じて複数の電圧のうちの1つを選択する構成とすることができる。
あるいは又、上述した好ましい構成、形態を含む本開示の表示装置にあっては、画素回路について、P型トランジスタから成り、ゲート電位に応じた電流を発光素子に供給する駆動トランジスタを有する構成とすることができる。また、画素回路の電源とラダー抵抗回路の電源とが共通である構成とすることができる。また、ラダー抵抗回路の各抵抗の抵抗値は、画素部のガンマ特性に応じて決定される構成とすることができる。
<2.本開示の技術が適用される表示装置>
ここでは、本開示の技術が適用される表示装置として、電流駆動型の発光素子の一例である有機EL素子を、画素(画素回路)の発光部(発光素子)とするアクティブマトリクス型有機EL表示装置を例に挙げて説明するものとする。但し、本開示の技術は、有機EL表示装置への適用に限られるものではない。すなわち、本開示の技術は、階調電圧発生回路で発生される複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換し、当該アナログ映像信号によって発光素子を駆動する表示装置全般に対して適用可能である。
[2−1.システム構成]
図1は、本開示の適用例に係るアクティブマトリクス型有機EL表示装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。
図1に示すように、本適用例に係るアクティブマトリクス型有機EL表示装置は、発光素子(発光部)を含む画素10が行列状(マトリクス状)に2次元配置されて成る画素部20と、例えば2つの行走査部30A,30Bと、階調電圧発生回路40と、駆動部50と、を備えている。画素部20には、行列状の画素配置に対して、画素行毎に走査線21が配線され、画素列毎に信号線22が配線されている。
行走査部30A,30Bは、画素部20の左右両側に設けられている。これらの行走査部30A,30Bは、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部20の各画素10を行単位で選択するための走査信号を走査線21に対して画素部20の左右両側から順次出力する。尚、ここでは、画素部20の左右両側に行走査部30A,30Bを配置するとしたが、左右の一方側にのみ行走査部30A/30Bを配置する構成を採ることも可能である。但し、走査線21における走査信号の伝搬遅延等を考慮した場合、画素部20の左右両側に行走査部30A,30Bを配置するのが好ましい。
階調電圧発生回路40は、その詳細については後述するが、複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路から構成されている。ラダー抵抗回路は、駆動部50に入力されるデジタル映像信号のビット数に対応した数の階調電圧を生成する。一例として、デジタル映像信号が8ビットの場合、ラダー抵抗回路は256個の階調電圧を生成する。
駆動部50は、デジタル/アナログ変換回路(以下、DA変換回路と記述する場合もある)を内蔵しており、階調電圧発生回路40で発生される複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換する。駆動部50から出力されるアナログ映像信号は、行走査部30A,30Bによって選択走査された画素行に対して信号線22を通して供給され、当該画素行の各画素10の発光素子を発光駆動する。
[2−2.DA変換回路内蔵の駆動部]
図2は、DA変換回路内蔵の駆動部の構成の一例を示す回路図である。図2には、階調電圧発生回路40における複数の抵抗が直列に接続されて成るラダー抵抗回路41の回路例についても図示している。ここでは、一例として、デジタル映像信号が8ビットで、これに対応して階調電圧発生回路40が256個の階調電圧VGO〜VG255を発生する場合を例に挙げて示している。
図2に示すように、駆動部50は、シフトレジスタ51、DA変換回路52、及び、アンプ53から成る単位回路が、画素列毎に、即ち、信号線22毎に設けられた構成となっている。シフトレジスタ51は、画素列毎に、8ビットの映像データData[7:0]を出力する。DA変換回路52は、階調電圧発生回路40から与えられる256個の階調電圧VGO〜VG255の中から、シフトレジスタ51から出力される映像データData[7:0]に対応する1つの階調電圧を選択して出力する。アンプ53は、DA変換回路52から出力される階調電圧を増幅し、アナログ映像信号Vsigとして信号線22に出力することによって画素10の発光素子を発光駆動する。
階調電圧発生回路40において、ラダー抵抗回路41は、デジタル映像信号のビット数に対応した数の抵抗が、第1電源(高電位側の電源)Vccと、第2電源(低電位側の電源、本例では、グランドGND)との間に直列に接続された構成となっている。第1電源の電圧Vccは、階調電圧発生回路40(ラダー抵抗回路41)の基準電圧となる。ここで、ラダー抵抗回路41の各抵抗の抵抗値は、例えば、画素部20のガンマ特性に応じて決定される。また、ラダー抵抗回路41の高電位側の電源は、画素(画素回路)10の高電位側の電源Vccと共通となっている。
[2−3.画素回路]
図3は、アクティブマトリクス型有機EL表示装置における画素(画素回路)の構成の一例を示す回路図である。
図3に示すように、画素10は、電流駆動型の発光素子の一例である有機EL素子11と、有機EL素子11に電流を流すことによって当該有機EL素子11を駆動する駆動回路とによって構成されている。有機EL素子11は、全ての画素10に対して共通に配線された共通電源線24にカソード電極が接続されている。
有機EL素子11を駆動する駆動回路は、駆動トランジスタ12、サンプリングトランジスタ13、発光制御トランジスタ14、保持容量15、及び、補助容量16を有する構成となっている。尚、ガラス基板のような絶縁体上ではなく、シリコンのような半導体上に形成することを想定し、駆動トランジスタ12として、Pチャネル型のトランジスタを用いている。また、本回路例では、サンプリングトランジスタ13及び発光制御トランジスタ14についても、駆動トランジスタ12と同様に、Pチャネル型のトランジスタを用いている。
本回路例では、画素トランジスタとして、駆動トランジスタ12及びサンプリングトランジスタ13の他に、発光制御トランジスタ14を有している。従って、図1に示す行走査部30A,30Bに加えて、発光制御トランジスタ14を駆動する駆動走査部60を備えている。駆動走査部60は、発光制御トランジスタ14を行単位で駆動するための発光制御信号を、画素行毎に配線された制御線23に出力する。
上記の構成の画素10において、サンプリングトランジスタ13は、行走査部30A,30Bから与えられる走査信号による駆動の下に、駆動部50から信号線22を通して供給される映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングすることによって画素内に書き込む。発光制御トランジスタ14は、駆動トランジスタ12に対して直列に接続されている。より具体的には、発光制御トランジスタ14は、電源Vccと駆動トランジスタ12のソース電極との間に接続されており、駆動走査部60から与えられる発光制御信号による駆動の下に、有機EL素子11の発光/非発光の制御を行なう。
保持容量15は、駆動トランジスタ12のゲート電極とソース電極との間に接続されており、サンプリングトランジスタ13によるサンプリングによって書き込まれた信号電圧Vsigを保持する。駆動トランジスタ12は、保持容量15が保持した信号電圧Vsigに応じた駆動電流を有機EL素子11に流すことによって有機EL素子11を発光駆動する。補助容量16は、駆動トランジスタ12のソース電極と、固定電位のノード、例えば、電源Vccとの間に接続されており、信号電圧Vsigを書き込んだときに駆動トランジスタ12のソース電位が変動するのを抑制する作用を為す。
ここで、有機EL素子11は、電流駆動型の発光素子のため、デバイスに流れる電流値をコントロールすることによって発光の階調を得る。有機EL素子11に流れる電流値のコントロールに当たっては、駆動トランジスタ12のゲート電極に映像信号の信号電圧Vsigを書き込み、駆動トランジスタ12を電流源として使用する際のオーバードライブ電圧をコントロールするようにしている。オーバードライブ電圧は、所望の階調を得る電圧よりも高い電圧である。
尚、本回路例では、駆動トランジスタ12及びサンプリングトランジスタ13の他に、発光制御トランジスタ14を有する画素回路を例に挙げたが、画素回路としては、発光制御トランジスタ14を持たない回路構成とすることも可能である。また、画素トランジスタとしてPチャネル型のトランジスタを用いる画素回路を例示したが、Nチャネル型のトランジスタを用いる画素回路を排除するものではない。
[2−4.電源公差について]
ところで、階調電圧発生回路40において、ラダー抵抗回路41による抵抗分圧によって階調電圧を生成すると、階調電圧発生回路40の電源Vccの電源公差により、階調電圧の電圧値が抵抗分圧比で変化する(図4A参照)。ここで、例えば、有機EL素子11を駆動する駆動トランジスタ12をPチャネル型トランジスタで構成し、階調電圧発生回路40の電源と画素10の電源が共通(Vcc)の場合を考える。この場合、駆動トランジスタ12のソース電位の変化量と、ゲート電位(階調電圧の電圧値)の変化量とが異なるため、駆動トランジスタ12のオーバードライブ電圧が変わる。その結果、駆動トランジスタ12から有機EL素子11に供給される電流Ioledが変わるため、輝度が変化する(図4B参照)。これは、電源公差による輝度変化のため、表示パネルの市場での輝度ばらつきとなる。
図4Aに簡略的に示すラダー抵抗回路41において、全抵抗値をRgamとし、信号電圧(階調電圧)Vsigを与える抵抗値をRsigとしている。電源公差をΔVとするとき、電源VccがΔVだけ変化するのに対して、階調電圧の電圧値が抵抗分圧比(=Rsig/Rgam)で変化する。
図4Bに、有機EL素子11に流れる所望の電流Ioledを与える式(1)と、電源公差ΔVによる変化後に有機EL素子11に流れる電流Ioled’を与える式(2)を示す。これらの式(1),(2)において、μは駆動トランジスタ12のチャネルを構成する半導体薄膜の移動度、Vthは閾値電圧、Vgsはゲート−ソース間電圧である。また、Wは駆動トランジスタ12のチャネル幅、Lはチャネル長、Coxは単位面積当たりのゲート容量である。
<3.実施形態の説明>
この電源公差ΔVによる輝度変化を抑えるべく為されたのが本開示の技術である。図5Aは、本開示の実施形態に係る階調電圧発生回路の構成を示す回路図である。図5Aに示すように、本実施形態に係る階調電圧発生回路40は、複数の抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧、例えば256個の階調電圧VG0〜VG256を出力するラダー抵抗回路41に対して、直列に接続された定電流源70を有する構成となっている。
上記の構成の本実施形態に係る階調電圧発生回路40では、図5Bに示すように、定電流源70の電流値Iとラダー抵抗回路41の抵抗値R(Rgam)による、基準電圧VccからのIRドロップによって階調電圧VG0〜VG256を生成することになる。そのため、基準電圧Vccと階調電圧VG0〜VG256の電位差は一定になる。これにより、電源公差ΔVが起きたとしても、駆動トランジスタ12のゲート−ソース間の電位差は変化しないため、駆動トランジスタ12が飽和領域で動作している限り、輝度は変わらない。従って、電源公差ΔVによる輝度変化を抑えることができる。
以下に、定電流源70についての具体的な実施例について説明する。
[3−1.実施例1]
図6は、実施例1に係る定電流源の回路構成を示す回路図である。実施例1では、定電流源70として、電流出力アンプ80を用いている。図6に示すように、電流出力アンプ80は、電流源トランジスタ81、基準抵抗82、及び、差動アンプ83を有する構成となっている。
電流源トランジスタ81は、ラダー抵抗回路41に対して直列に接続されている。より具体的には、電流源トランジスタ81は、ラダー抵抗回路41の最も低電位側の抵抗の開放端に一方のソース/ドレイン電極が接続されている。基準抵抗82は、電流源トランジスタ81に対して直列に接続されている。より具体的には、基準抵抗82は、一端が電流源トランジスタ81の他方のソース/ドレイン電極に接続され、他端が低電位側の電源(本例では、グランドGND)に接続されている。差動アンプ83は、基準電圧Vrefを非反転(+)入力とし、電流源トランジスタ81と基準抵抗82との接続ノードNの電圧を反転(−)入力としており、当該接続ノードNの電圧の基準電圧Vrefに対する差電圧に応じて電流源トランジスタ81を駆動する。
上記の構成の電流出力アンプ80において、基準電圧Vrefとしては、基準電圧回路の一種である、電源公差ΔVの影響を受けない、周知のバンドギャップリファレンス回路の出力電圧を用いるのが好ましい。バンドギャップリファレンス回路の出力電圧は、一般的に、1.25[V]である。この出力電圧は、シリコンのバンドギャップエネルギーに起因する。
また、基準抵抗82については、ラダー抵抗回路41の各抵抗の近傍に、各抵抗と同一の部材(例えば、ポリ抵抗)で、各抵抗と同一のプロセスにて形成されるのが好ましい。このようにして基準抵抗82を形成することで、基準抵抗82の抵抗値のばらつきを、ラダー抵抗回路41の各抵抗の抵抗値のばらつきとほぼ等しくすることができる。
ここで、基準抵抗82の抵抗値をRrefとし、基準抵抗82に流れる電流をIrefとすると、電流Irefは、
ref=Vref/Rref
なる式で与えられる。また、ラダー抵抗回路41で得られる階調電圧(信号電圧)Vsigは、
sig=Rsig・Iref
=(Rsig/Rref)Vref
で与えられる。
ところで、ラダー抵抗回路41の各抵抗や基準抵抗82には抵抗値のばらつきがある。この抵抗ばらつき係数をαとすると、基準抵抗82に流れる電流Irefは、
ref=Vref/αRref
となる。
これに対して、定電流源70として電流出力アンプ80を用いていることで、ラダー抵抗回路41で得られる階調電圧(信号電圧)Vsigは、
sig=αRsig・Iref
=(αRsig/αRref)Vref
=(Rsig/Rref)Vref
となる。上記の式から明らかなように、電圧−電流変換時、電流−電圧変換時にそれぞれ抵抗値の項を含んでいるため、抵抗ばらつき係数αの項が消去される。
すなわち、ラダー抵抗回路41に対して定電流源70を直列に接続し、当該定電流源70として電流出力アンプ80を用いることで、ラダー抵抗回路41の抵抗値のばらつきをキャンセルすることができる。これにより、階調電圧発生回路40、即ち、ラダー抵抗回路41で生成される階調電圧(信号電圧)Vsigを、ラダー抵抗回路41の抵抗値のばらつきによらず一定にすることができる。
[3−2.実施例2]
実施例1では、差動アンプ83の非反転(+)入力となる基準電圧Vrefとして、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧(バンドギャップリファレンス電圧)を用いるとしたが、このバンドギャップリファレンス電圧(基準電圧)Vrefにも固体差がある。
この基準電圧Vrefの固体差の影響を排除すべく為されたのが実施例2である。図7は、実施例2に係る定電流源の回路構成を示す回路図である。実施例2では、電流出力アンプ80に加えて、差動アンプ83の非反転(+)入力となる基準電圧を、複数の電圧の中から選択して設定する電圧設定部90用いる構成を採っている。
電圧設定部90は、電圧出力部91、電圧選択部92、及び、選択情報記憶部93を有する構成となっている。電圧出力部91は、複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から複数の電圧を出力するラダー抵抗回路から構成されている。ラダー抵抗回路は、高電位側電源である第1電源と、低電位側電源である第2電源(本例では、グランドGND)との間に接続されており、第1電源の電圧を基準電圧Vrefとし、この基準電圧Vrefを複数の電圧の中の最大の電圧としている。基準電圧Vrefとして、バンドギャップリファレンス電圧を用いることができる。
電圧選択部92は、ラダー抵抗回路の各抵抗の端部(ノード)に一端が接続され、他端が共通に接続された複数のスイッチ素子(例えば、トランジスタ)から成り、選択情報記憶部93から与えられる選択情報に基づいて複数の電圧の中から1つを選択する。電圧選択部92で選択された電圧は、差動アンプ83にその非反転入力として与えられる。選択情報記憶部93には、あらかじめ、基準電圧Vrefの固体差や差動アンプ83などの特性ばらつきに対応した選択情報が記憶される。
上述した実施例2によれば、実施例1と同様に、定電流源70として電流出力アンプ80を用いることで、当該電流出力アンプ80の作用によって、ラダー抵抗回路41の抵抗値のばらつきに起因する階調電圧VG0〜VG256の電圧値の変化を補正することができる。加えて、差動アンプ83の非反転(+)入力となる基準電圧を、複数の電圧の中から選択して設定することで、基準電圧Vrefの固体差や差動アンプ83などの特性ばらつきについても補正できる利点がある。
<4.本開示の構成>
尚、本開示は以下のような構成を取ることもできる。
[1]複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路と、
ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源と、
を備える階調電圧発生回路。
[2]定電流源は、電流出力アンプから成る上記[1]に記載の階調電圧発生回路。
[3]電流出力アンプは、
ラダー抵抗回路に対して直列に接続された電流源トランジスタと、
電流源トランジスタの一方のソース/ドレイン電極に接続された基準抵抗と、
電流源トランジスタと基準抵抗との接続ノードの電圧の所定の基準電圧に対する差電圧に応じて電流源トランジスタを駆動する差動アンプと、
を有する上記[2]に記載の階調電圧発生回路。
[4]所定の基準電圧は、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧である上記[3]に記載の階調電圧発生回路。
[5]基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗の近傍に形成されている上記[3]または上記[4]に記載の階調電圧発生回路。
[6]基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗と同一の部材で形成されている上記[5]に記載の階調電圧発生回路。
[7]基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗と同一のプロセスにて形成されている上記[5]または上記[6]に記載の階調電圧発生回路。
[8] 差動アンプに与える所定の基準電圧を、複数の電圧の中から選択して設定する電圧設定部を有する上記[3]乃至上記[7]のいずれかに記載の階調電圧発生回路。
[9]電圧設定部は、
第1電源と第2電源との間に直列に接続された複数の抵抗から成り、各抵抗の端部から複数の電圧を出力する電圧出力部と、
複数の電圧の中から1つを選択して、差動アンプに与える所定の基準電圧とする電圧選択部と、
を有する上記[8]に記載の階調電圧発生回路。
[10]電圧設定部は、差動アンプの特性ばらつきに応じて複数の電圧のうちの1つを選択する上記[9]に記載の階調電圧発生回路。
[11]発光素子を含む画素回路が配置されて成る画素部と、
複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路、及び、ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源を有する階調電圧発生回路と、
階調電圧発生回路で発生される複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換し、当該アナログ映像信号によって発光素子を駆動する駆動部と、
を備える表示装置。
[12]画素回路は、P型トランジスタから成り、ゲート電位に応じた電流を発光素子に供給する駆動トランジスタを有する上記[11]に記載の表示装置。
[13]画素回路の電源とラダー抵抗回路の電源とが共通である上記[11]または上記[12]に記載の表示装置。
[14]発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である上記[12]乃至上記[14]のいずれかに記載の表示装置。
[15]ラダー抵抗回路の各抵抗の抵抗値は、画素部のガンマ特性に応じて決定される上記[11]乃至上記[14]のいずれかに記載の表示装置。
10・・・画素(画素回路)、11・・・有機EL素子、12・・・駆動トランジスタ、13・・・サンプリングトランジスタ、14・・・発光制御トランジスタ、15・・・保持容量、16・・・補助容量、20・・・画素部、21・・・走査線、22・・・信号線、23・・・制御線、24・・・共通電源線、30A,30B・・・行走査部、40・・・階調電圧発生回路、41・・・ラダー抵抗回路、50・・・駆動部、60・・・駆動走査部、70・・・定電流源、80・・・電流出力アンプ、81・・・電流源トランジスタ、82・・・基準抵抗、83・・・差動アンプ、90・・・電圧設定部、91・・・電圧出力部、92・・・電圧選択部、93・・・選択情報記憶部

Claims (15)

  1. 複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路と、
    ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源と、
    を備える階調電圧発生回路。
  2. 定電流源は、電流出力アンプから成る請求項1に記載の階調電圧発生回路。
  3. 電流出力アンプは、
    ラダー抵抗回路に対して直列に接続された電流源トランジスタと、
    電流源トランジスタの一方のソース/ドレイン電極に接続された基準抵抗と、
    電流源トランジスタと基準抵抗との接続ノードの電圧の所定の基準電圧に対する差電圧に応じて電流源トランジスタを駆動する差動アンプと、
    を有する請求項2に記載の階調電圧発生回路。
  4. 所定の基準電圧は、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧である請求項3に記載の階調電圧発生回路。
  5. 基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗の近傍に形成されている請求項3に記載の階調電圧発生回路。
  6. 基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗と同一の部材で形成されている請求項5に記載の階調電圧発生回路。
  7. 基準抵抗は、ラダー抵抗回路の各抵抗と同一のプロセスにて形成されている請求項5に記載の階調電圧発生回路。
  8. 差動アンプに与える所定の基準電圧を、複数の電圧の中から選択して設定する電圧設定部を有する請求項3に記載の階調電圧発生回路。
  9. 電圧設定部は、
    第1電源と第2電源との間に直列に接続された複数の抵抗から成り、各抵抗の端部から複数の電圧を出力する電圧出力部と、
    複数の電圧の中から1つを選択して、差動アンプに与える所定の基準電圧とする電圧選択部と、
    を有する請求項8に記載の階調電圧発生回路。
  10. 電圧選択部は、差動アンプの特性ばらつきに応じて複数の電圧のうちの1つを選択する請求項9に記載の階調電圧発生回路。
  11. 発光素子を含む画素回路が配置されて成る画素部と、
    複数の抵抗が直列に接続されて成り、各抵抗の端部から電圧値が異なる複数の階調電圧を出力するラダー抵抗回路、及び、ラダー抵抗回路に対して直列に接続された定電流源を有する階調電圧発生回路と、
    階調電圧発生回路で発生される複数の階調電圧の中から、入力されるデジタル映像信号に対応した1つの階調電圧を選択することによってアナログ映像信号に変換し、当該アナログ映像信号によって発光素子を駆動する駆動部と、
    を備える表示装置。
  12. 画素回路は、P型トランジスタから成り、ゲート電位に応じた電流を発光素子に供給する駆動トランジスタを有する請求項11に記載の表示装置。
  13. 画素回路の電源とラダー抵抗回路の電源とが共通である請求項11に記載の表示装置。
  14. 発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項11に記載の表示装置。
  15. ラダー抵抗回路の各抵抗の抵抗値は、画素部のガンマ特性に応じて決定される請求項12に記載の表示装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104809984B (zh) * 2015-05-15 2016-04-06 京东方科技集团股份有限公司 源极驱动电路、源极驱动装置、显示面板及显示装置
JP2017151197A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 ソニー株式会社 ソースドライバ、表示装置、及び、電子機器
KR102330866B1 (ko) * 2017-08-23 2021-11-24 엘지디스플레이 주식회사 표시장치의 휘도 보상 시스템 및 그 휘도 보상 방법
KR102736610B1 (ko) * 2019-07-23 2024-12-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 오버드라이빙 데이터 획득 방법, 표시 장치의 구동 방법, 및 표시 장치
JP7286498B2 (ja) * 2019-09-24 2023-06-05 ラピスセミコンダクタ株式会社 レベル電圧生成回路、データドライバ及び表示装置
CN113140191A (zh) 2021-04-16 2021-07-20 武汉华星光电技术有限公司 一种显示装置
CN114203116B (zh) * 2021-12-06 2022-12-06 豪威触控与显示科技(深圳)有限公司 灰阶调节方法、源极驱动电路及显示装置
US12081232B2 (en) * 2022-05-30 2024-09-03 Novatek Microelectronics Corp. Digital-to-analog conversion device and operation method thereof

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2260045A (en) * 1991-09-25 1993-03-31 Nat Semiconductor Corp Current source/sink MOSFET circuit
US6380794B1 (en) * 2000-03-24 2002-04-30 Sige Microsystems Inc. Hybrid circuit having current source controlled by a comparator
JP2003228332A (ja) * 2002-02-06 2003-08-15 Toshiba Corp 表示装置
JP3807322B2 (ja) * 2002-02-08 2006-08-09 セイコーエプソン株式会社 基準電圧発生回路、表示駆動回路、表示装置及び基準電圧発生方法
JP2004163673A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Toshiba Corp 表示装置
JP2004170787A (ja) * 2002-11-21 2004-06-17 Toshiba Corp 表示装置およびその駆動方法
JP2004354625A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Renesas Technology Corp 自発光表示装置及び自発光表示用駆動回路
JP4836469B2 (ja) * 2005-02-25 2011-12-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 階調電圧発生回路
EP1856685A2 (en) * 2005-03-02 2007-11-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Active matrix display devices and methods of driving the same
KR100696693B1 (ko) * 2005-04-13 2007-03-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP4647448B2 (ja) * 2005-09-22 2011-03-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 階調電圧発生回路
JP2007233109A (ja) 2006-03-02 2007-09-13 Sony Corp 表示装置および表示装置の駆動方法
TWI372379B (en) * 2007-12-31 2012-09-11 Au Optronics Corp Liquid crystal display apparatus and bandgap reference circuit thereof
JP2013160823A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Funai Electric Co Ltd 階調電圧発生回路および液晶表示装置
JP2014182346A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Sony Corp 階調電圧発生回路及び表示装置

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