CN1556977A - 平面型显示装置 - Google Patents

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�˱�Т
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森幸夫
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Abstract

本发明的平面型显示装置，设有对沿各驱动线而排列的多个像素算出与各像素的位置对应发生的电压降的电压降运算部(27)，同时设有按照算出的电压降大小来修正供给各像素的输入信号的图像信号转换部(30)和查用表(31)，从而防止因电压降引起的串扰。

Description

平面型显示装置
技术领域
本发明涉及如有机场致发光显示装置或无机场致发光显示装置的平面型显示装置。
背景技术
近几年，正进行着对有机场致发光显示器(以下，称为有机EL显示器)或无机场致发光显示器(以下，称为无机EL显示器)等自发光式平面型显示器的开发，并对例如在携带电话机中采用有机EL显示器进行研究。
如图6和图7所示，有机EL显示器以玻璃基板(11)作为基底，在有机发光层(14)的两侧配置有机空穴输送层(15)和有机电子输送层(16)形成有机层(13)，同时在该有机层(13)的两侧配置阳极(12)和阴极(17)来构成，并通过在阳极(12)与阴极(17)之间施加预定的电压，使有机发光层(14)发光。
阳极(12)以透明的ITO(indium tin oxide：铟锡氧化物)为材料，阴极(17)例如以Al-Li合金为材料，分别条状地形成并在互相交叉的方向上配置成矩阵。另外，阳极(12)作为数据电极使用，阴极(17)作为扫描电极使用，通过在水平方向上延伸的一条扫描电极被选择的状态，在垂直方向上延伸的各数据电极上施加与输入数据对应的电压，在该扫描电极与各数据电极的交叉点使有机层(13)发光，从而进行一条线显示。然后，通过将扫描电极依次向垂直方向切换，在垂直方向上进行扫描，从而进行一帧的显示。
作为这样的有机EL显示器(1)的驱动方式，已知的有如上述的使用扫描电极和数据电极进行时分驱动的无源矩阵驱动型和在一个垂直扫描周期内维持各像素发光的有源矩阵驱动型。
另一方面，如图10和图11所示，在无机EL显示器的结构中：以由玻璃或陶瓷等构成的基板(110)作为基底，在无机发光层(140)的一侧配置电介质层(150)形成无机层(130)，同时在该无机层(130)的两侧配置第一电极(120)和第二电极(170)。通过在第一电极(120)与第二电极(170)之间施加交流电压，使无机发光层(140)发光。
如所周知，无机EL显示器与无源矩阵驱动型的有机EL显示器相同，采用扫描电极和数据电极进行时分驱动。而且，与有机EL显示器在电流流过其发光层时进行直流驱动不同，无机EL显示器在电流流过其发光层时进行交流驱动。
如图8所示，在有源矩阵驱动型的有机EL显示器中，构成每个像素(10)的一个有机EL元件(20)中设有起导通/截止作用的第一晶体管TR1、将输入数据转换成电流值的第二晶体管TR2、用作存储器的电容元件C，在第二晶体管TR2的源极连接驱动线(4)。另外，驱动电路(6)由驱动扫描电极的栅极驱动器(61)和驱动数据电极的源极驱动器(62)构成。
首先，由栅极驱动器(61)向各扫描电极依次施加电压，使与同一扫描电极连接的第一晶体管TR1成为导通状态，并与该扫描同步地向源极驱动器(62)供给数据(输入信号)。此时，第一晶体管TR1为导通状态，因此该数据存储在电容元件C中。
然后，根据该电容元件C中所存储的数据电荷量决定第二晶体管TR2的工作状态。例如，假设第二晶体管TR2成为工作状态，则电流经由该第二晶体管TR2向有机EL元件(20)供给。结果该有机EL元件(20)点亮。该点亮状态保持一个垂直扫描周期。
如上所述，有机EL显示器(1)为自发光式，只需使必要的像素点亮即可，因此，与需要使背光常时点亮的液晶显示器相比能够减少耗电。包含无机EL显示器在内的所有自发光式平面型显示装置均如此。
但是，例如如图9所示，在有机EL显示器(1)中，在其画面中央区域B显示白色，在其周围显示某个一定的中间色时，与显示中间色的左右区域相比，用虚线表示的驱动线(电力供给线)的上下区域A和A′的亮度低于与输入信号对应的亮度，存在所谓串扰(crosstalk)的问题。尽管在中央区域B其亮度也低于与输入信号对应的亮度，但不存在与之相对比的亮度，因此亮度下降不明显。
于是，本发明的目的在于提供可抑制串扰的平面型显示装置。
发明内容
以下，申请人就自发光式的平面型显示装置中发生如上述的串扰的原因进行说明。虽然在以下的说明中就有源矩阵驱动型的有机EL显示器中发生串扰的原因进行叙述，但同样适用于阐明无源矩阵驱动型的有机EL显示器或无机EL显示器中的串扰的产生原因。
在如图9所示的有机EL显示器的画面内，部分区域B显示为白色时，在配置于该区域B的多个第二晶体管的栅极上施加大的输入电压，与此相应地，从驱动线(4)向该第二晶体管的源极-漏极之间流入大的电流。
可是，在驱动线(4)中，从与其一端连接的电流源供给的电流单方向地流过驱动线(4)，并分流给各像素(10)的第二晶体管TR2，由于电流向各第二晶体管供给，因此，分流点中的电流值在最上游位置的分流点最大，在最下游位置的分流点最小。另外，流过驱动线(4)的电流受与驱动线(4)长度对应的电阻的影响，同时因该电阻而发生电压降。
如上所述，由于在驱动线中需要供给与发光量对应的电流，因此，在有机EL显示器中连接了向驱动线供给电流的电源电路或驱动电路。而且，在这些电源电路或驱动电路中也存在输出电阻，因此，除了与发光量对应地发生因驱动线的电阻而引起的电压降之外，还发生因电源电路或驱动电路的输出电阻而引起的电压降。
因此，在图9所示的例中，每像素的电压降在区域A最大，但总电压降在区域A′最大。这里所谓的总电压降是指用后述的公式1表示的电压降ΔV。也就是说，向上游侧的区域A和下游侧的区域A′中所配置的第二晶体管供给的电流小于在区域B中的电流，结果不能得到与输入信号对应的亮度而发生串扰。当然，在区域B中也发生电压降，但由于不存在邻接的对比的图像，因此亮度下降不明显。
在有关本发明的平面型显示装置中，各像素通过在发光层的两侧配置两个电极而构成，通过经驱动线向各像素供给驱动信号，在两个电极之间施加与输入信号对应的电压，从而使发光层发光，并且，在该装置中设有按照向各像素供给的驱动信号中所发生的电压降大小来修正输入信号的输入信号修正部件。而且，发光层由有机材料或无机材料形成。
具体地说，有关本发明的平面型显示装置，在夹着发光层的两侧配置一对电极，在由该发光层构成的多个像素的各像素中，由经驱动线供给的驱动信号向两电极之间施加与输入信号对应的电压，从而使发光层发光，其中设有：在各驱动线中，基于向各像素供给的输入信号，算出与各像素位置对应在驱动线中所发生的电压降的电压降算出部件；
按照所算出的电压降大小，修正向各像素供给的输入信号的输入信号修正部件。
在上述本发明的平面型显示装置中，由于各驱动线中与各像素的位置对应在驱动线中所发生的电压降被算出，按照该电压降的大小修正向各像素供给的输入信号，因此，各像素以与输入信号对应的亮度发光。
在有源矩阵型的有机EL显示装置中，阴极以片状形成，且阳极以条状形成。另外，由有机层构成的多个像素的各像素中配置：由阴极电压来导通/截止的第一晶体管TR1，通过第一晶体管导通来存储从阳极输入的信号的电容元件C，由从驱动线供给的驱动信号(电力)发生与所述输入信号对应的驱动电流的第二晶体管TR2。
在具体结构中，电压降算出部件基于与输入信号对应地流入各像素的电流大小和按照各像素的位置确定的电阻值算出电压降。
另外，在具体结构中，电压降算出部件具有按照红绿蓝各像素的材料特性确定的系数，按照该系数和与各像素对应的输入信号，算出流过各像素的电流大小。
在另一具体结构中，输入信号修正部件由第一换算部件和第二换算部件构成，第一换算部件将所算出的电压降大小换算成流过各像素的电流下降量，第二换算部件将从该第一换算部件得到的电流下降量换算成向各像素供给的输入信号的修正量。
在更具体的结构中，驱动线以和显示图像的扫描方向同方向延伸的条状形成。
如上所述，依据有关本发明的平面型显示装置，各像素与驱动线中所发生的电压降无关地，以与输入信号对应的亮度进行发光，因此，不会发生因该电压降而引起的串扰。
附图的简单说明
图1是表示有关本发明的有机EL显示装置的结构的框图。
图2是表示运算器的具体结构的框图。
图3是用于本发明的有源矩阵驱动型有机EL显示器的局部剖切透视图。
图4是用于本发明的另一有源矩阵驱动型有机EL显示器的局部剖切透视图。
图5是与各像素对应的驱动***的等效电路图。
图6是表示无源矩阵驱动型有机EL显示器的积层结构的图。
图7是无源驱动型有机EL显示器的局部剖切透视图。
图8是有源矩阵驱动型有机EL显示器的等效电路图。
图9是用以说明有源矩阵驱动型有机EL显示器的问题点的图。
图10是表示无源矩阵驱动型无机EL显示器的积层结构的图。
图11是无源矩阵驱动型无机EL显示器的局部剖切透视图。
最佳实施方式
以下，参照附图，具体说明本发明的有源矩阵型的有机EL显示器的实施例。如图1所示，有关本发明的有机EL显示装置中设有有源矩阵型的有机EL显示器(2)和向该有机EL显示器(2)供给驱动用电力的电源电路(3)。对该有机EL显示器(2)的输入信号，在经图1所示的修正电路C进行后述的修正处理后，向有机EL显示器(2)供给。
有机EL显示器(2)可采用如图3所示的将阳极(12)形成为在画面垂直方向上延伸的条状、将阴极(18)形成为片状的类型，或者如图4所示的将阳极(12)形成为在画面水平方向上延伸的条状、将阴极(18)形成为片状的类型，但在本实施例中采用如图4所示类型的有机EL显示器(2)。
在图1所示的修正电路C中，输入信号首先经A/D转换器(21)转换成数字数据之后，向第一存储器(22)和加法器(23)供给。第一存储器(22)暂时保存(写入)输入的数据，并经一个水平扫描周期(1H)之后向后级的运算器(24)输出(读出)数据，这样通过同时进行读出和写入来进行1H的延时处理。另外，加法器(23)只对输入的数据累计1H，输出到后级的运算器(24)。
在运算器(24)中，通过基于从第一存储器(22)输入的数据和从运算器(23)输入的累计值执行后述的运算处理，按照所述驱动线的电压降的大小对输入数据进行修正，并将修正后的数据暂时保存在第二存储器(25)中。然后，从第二存储器(25)读出的数据经D/A转换器(26)转换成模拟信号，并向有机EL显示器(2)供给。
这里，参照图5，就运算器(24)的数据修正原理进行说明。在图5中，在水平方向延伸的电力供给用的一条驱动线(4)上并列连接了与一条水平扫描线上的像素数(n)一致的多个第二晶体管TR2和有机EL元件(20)，各第二晶体管TR2的栅极上施加了与输入数据对应的灰度电压，按照该电压，对从驱动线(4)经第二晶体管TR2向有机EL元件(20)供给的电流加以控制。
这里假设：向驱动线(4)上的各第二晶体管的分流点如图所示从上游侧到下游侧为节点1～节点N、从与驱动线(4)的电流源(省略图示)的连接点(接触部)到节点1的电阻为R0、电流流过各像素时的电阻为R、流过各像素的电流为I1～In，则在各节点中的电压降ΔV1～ΔVn如以下公式1所示。
(公式1)
ΔV1＝(I1+I2+I3+…In-1+In)×R0
     +(I1+I2+I3+…In-1+In)×R
ΔV2＝(I1+I2+I3+…In-1+In)×R0
     +(I1+I2+I3+…In-1+In)×R
        +(I2+I3+…In-1+In)×R
ΔV3＝(I1+I2+I3+…In-1+In)×R0
     +(I1+I2+I3+…In-1+In)×R
        +(I2+I3+…In-1+In)×R
           +(I3+…In-1+In)×R
            ……
            ……
ΔVn-1＝(I1+I2+I3+…In-1+In)×R0
       +(I1+I2+I3+…In-1+In)×R
          +(I2+I3+…In-1+In)×R
             +(I3+…In-1+In)×R
            ……
                 ……
                  +(In-1+In)×R
ΔVn-1＝(I1+I2+I3+…In-1+In)×R0
       +(I1+I2+I3+…In-1+In)×R
          +(I2+I3+…In-1+In)×R
             +(I3+…In-1+In)×R
                 ……
                 ……
                  +(In-1+In)×R
                         +In×R
在上述的公式1，划下线的项表示在各节点的电压降式中附加于前一个节点的电压降式的项。通过将与上述公式中的电压降对应的电压加到施加于各第二晶体管TR2的栅极的灰度电压上，能够得到不受电压降影响的所期望的电流值即发光亮度。
假设由电阻R0引起的电压降为A、流过各像素的电流I1～In的总计值为I，则通过用前一个节点的电压降式置换各节点的电压降式，公式1可改写成如下公式2。
(公式2)
ΔV1＝A+ I×R
ΔV2＝ΔV1+ (节点1的电流值-I1)×R
ΔV3＝ΔV2+ (节点2的电流值-I2)×R
                 ……
                 ……
ΔVn-1＝ΔVn-2+ (节点n-2的电流值-In-2)×R
ΔVn＝ΔVn-1+ (节点n-1的电流值-In-1)×R
因此，作为图1所示的运算器(24)，采用图2所示的具体结构。在图2中，从所述第一存储器(22)输入的数据向电压降运算部(27)供给，同时从所述加法器(23)输入的数据保存到第四存储器(29)中。电压降运算部(27)基于作为电压降算出对象的节点的前一个节点电压降值和电流值，算出对象节点的电压降值和电流值，而算出的电压降值和电流值分别存储到第三存储器(28)和第四存储器(29)中。
电压降运算部(27)首先基于保存在第四存储器(29)中的数据(电流值I)，算出节点1的电压降值ΔV1和电流值，将其结果分别供给第三存储器(28)和第四存储器(29)。然后，电压降运算部(27)基于存储在第三存储器(28)中的节点1的电压降值ΔV1和存储在第四存储器(29)中的节点1的电流值，算出节点2的电压降值ΔV2和电流值，将其结果分别供给第三存储器(28)和第四存储器(29)。这样，依次算出各节点的电压降值和电流值。结果能够得到所有节点的电压降值。
另外，从电压降运算部(27)得到的各节点的电压降值供给图像信号转换部(30)。在图像信号转换部(30)上连接了查用表(31)，图像信号转换部(30)通过参照查用表(31)，对从电压降运算部(27)供给的电压降值进行信号转换。在查用表(31)中，规定了各第二晶体管TR2的源极-漏极之间的电压与电流的关系，同时规定了基极电压与源极-漏极间电流之间的关系。
图像信号转换部(30)通过参照查用表(31)，将各节点的电压降值转换成第二晶体管TR2的电流减少量，进而转换成为了补偿该电流减少量所需的基极电压的增大量，并将该结果加到从第一存储器(22)得到的原始输入数据而进行数据的修正，将修正后的数据输出到第二存储器(25)中。若图像信号转换部(30)的转换关系为线性关系、或可用函数表示时，可取代使用查用表(31)的信号转换而采用与常数相乘的处理或使用函数式的运算处理。
另外，在图1的电源电路(3)中存在输出电阻，因此，由于电源电路(3)的输出电阻而发生与因上述驱动线的布线电阻而产生的电压降相同的现象。因此，对于该电压降，也可以用与因驱动线的布线电阻而产生的电压降相同的方法进行修正。
依据上述本发明的有机EL显示装置，按照驱动线中所发生的电压降或电源电路(3)中所发生的电压降来修正对各像素的输入信号，因此，各像素与电压降无关地以与输入信号对应的亮度发光，不会发生因该电压降而引起的串扰。另外，驱动线(4)沿着水平扫描线配置，因此能够按每一水平扫描线进行上述的修正处理，从而简化了运算处理。
再者，本发明的各部结构并不仅限于上述实施例，在权利要求范围内、所述技术范围内可进行各种变更。例如，本发明并不仅限于适用有源矩阵驱动型的有机EL显示器，也可以适用于无源矩阵驱动型的有机EL显示器或无源矩阵驱动型的无机EL显示器。

Claims (16)

1.一种在发光层的两侧配置两个电极来构成各像素，通过从驱动电路经驱动线向各像素供给驱动信号，在两电极之间施加与输入信号对应的电压从而使发光层发光的平面型显示装置，其特征在于：
设有按照向各像素供给的驱动信号中发生的电压降的大小来修正输入信号的输入信号修正部件。
2.如权利要求1所述的平面型显示装置，其特征在于：
所述输入信号修正部件，设有算出与各像素位置对应发生的发光量的下降量的发光下降量算出部件，基于该算出结果修正输入信号。
3.如权利要求1所述的平面型显示装置，其特征在于：
所述输入信号修正部件，设有按照向各像素供给的输入信号和各像素位置来生成修正后的输入信号的修正输入信号生成部件。
4.如权利要求1所述的平面型显示装置，其特征在于：
所述输入信号修正部件，对给各像素的输入信号进行与各像素位置对应地在驱动线中所发生的电压降份额的补偿。
5.如权利要求1所述的平面型显示装置，其特征在于：
所述输入信号修正部件，对给各像素的输入信号进行向各驱动线供给驱动信号的驱动电路中所发生的电压降份额的补偿。
6.如权利要求1至5中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：发光层由有机材料形成。
7.如权利要求1至5中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：发光层由无机材料形成。
8.一种在夹着发光层的两侧配置一对电极，在由该发光层构成的多个像素的各像素中由经驱动线供给的驱动信号向两电极之间施加与输入信号对应的电压而使发光层发光的平面型显示装置，其特征在于设有：
在各驱动线中，基于向各像素供给的输入信号，算出与各像素位置对应地在驱动线中所发生的电压降的电压降算出部件；
按照所算出的电压降大小，修正供给各像素的输入信号的输入信号修正部件。
9.如权利要求8所述的平面型显示装置，其特征在于：发光层由有机材料形成。
10.如权利要求8所述的平面型显示装置，其特征在于：发光层由无机材料形成。
11.如权利要求8至10中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：在有源矩阵驱动中，阴极以片状形成，而阳极以条状形成。
12.如权利要求8至10中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：在无源矩阵驱动中，两个电极中的一方以水平方向延伸的条状形成，另一方以垂直方向延伸的条状形成。
13.如权利要求8至12中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：驱动线以和显示图像的扫描方向同方向延伸的条状形成。
14.如权利要求8至13中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：电压降算出部件基于与输入信号对应地流入各像素的电流大小和按照各像素的位置确定的电阻值算出电压降。
15.如权利要求8至13中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：电压降算出部件设有按照红绿蓝各像素的材料特性确定的系数，按照该系数和与各像素对应的输入信号，算出流过各像素的电流大小。
16.如权利要求8至15中任一项所述的平面型显示装置，其特征在于：输入信号修正部件由第一换算部件和第二换算部件构成，第一换算部件将所算出的电压降大小换算成流过各像素的电流下降量，第二换算部件将从该第一换算部件得到的电流下降量换算成向各像素供给的输入信号的修正量。
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