JP3973471B2 - デジタル駆動型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルを具えた表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、有機ＥＬディスプレイという)の開発が進んでおり、例えば携帯電話機に有機ＥＬディスプレイを採用することが検討されている。
図３３及び図３４に示す如く、有機ＥＬディスプレイ(１)は、ガラス基板(11)上に、有機発光層(14)を挟んで有機正孔輸送層(15)及び有機電子輸送層(16)を配置して有機層(13)を形成すると共に、該有機層(13)の両側に陽極(12)及び陰極(17)を配置して構成されており、陽極(12)と陰極(17)の間に所定の電圧を印加することによって、有機発光層(14)を発光させるものである。
【０００３】
陽極(12)は透明なＩＴＯ(indium tin oxide)を材料とし、陰極(17)は例えばＡｌ−Ｌｉ合金を材料として、それぞれストライプ状に形成され、互いに交叉する方向にマトリクス配置されている。
又、陽極(12)はデータ電極、陰極(17)は走査電極として用いられ、水平方向に伸びる１本の走査電極が選ばれた状態で、垂直方向に伸びる各データ電極に、入力データに応じた電圧を印加することによって、該走査電極と各データ電極の交叉点で有機層(13)を発光させて、１ライン分の表示を行なう。そして、走査電極を順次垂直方向へ切り替えることによって垂直方向に走査し、１フレーム分の表示を行なう。
【０００４】
この様な有機ＥＬディスプレイの駆動方式としては、上述の如く走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動するパッシブマトリクス駆動型の他に、各画素の発光を１垂直走査期間に亘って維持するアクティブマトリクス駆動型が知られている。
【０００５】
アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイにおいては、図４に示す如く、各画素(52)に、有機層の一部によって構成される有機ＥＬ素子(50)と、有機ＥＬ素子(50)に対する通電を制御する駆動用トランジスタＴＲ２と、走査電極による走査電圧ＳＣＡＮの印加に応じて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、該書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となることによってデータ電極からのデータ電圧ＤＡＴＡが印加されて電荷を蓄積する容量素子Ｃとが配備され、該容量素子Ｃの出力電圧が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに印加されている。
【０００６】
先ず、各走査電極に順次電圧を印加し、同一走査電極に繋がっている複数の第１トランジスタＴＲ１を導通状態にし、この走査に同期して各データ電極にデータ電圧(入力信号)を印加する。このとき、第１トランジスタＴＲ１が導通状態であるので、該データ電圧は容量素子Ｃに蓄積される。
次に、この容量素子Ｃに蓄積されたデータ電圧の電荷量によって第２トランジスタＴＲ２の動作状態が決まる。例えば、第２トランジスタＴＲ２がオンになったときは、該第２トランジスタＴＲ２を経て有機ＥＬ素子(50)にデータ電圧に応じた大きさの電流が供給される。この結果、データ電圧に応じた明るさで該有機ＥＬ素子(50)が点灯する。この点灯状態は、１垂直走査期間に亘って保持されることになる。
【０００７】
上述の如く、有機ＥＬ素子(50)にデータ電圧に応じた大きさの電流を供給して、該有機ＥＬ素子(50)をデータ電圧に応じた明るさで点灯させるアナログ駆動方式の有機ＥＬディスプレイに対し、有機ＥＬ素子(50)にはデータ電圧に応じたデューティ比を有するパルス電流を供給することによって多階調を表現する、デジタル駆動型の有機ＥＬディスプレイが提案されている(例えば特開平１０−３１２１７３号)。
【０００８】
デジタル駆動型の有機ＥＬディスプレイにおいては、図６(ａ)に示す如く、１画面の表示周期である１フィールド(若しくは１フレーム)を複数(Ｎ)のサブフィールド(若しくはサブフレーム)ＳＦに分割し、各サブフィールドＳＦは、走査期間と発光期間によって構成する。ここで、１つのフィールドに含まれる走査期間は全て同じ長さを有しているが、発光期間は、２のｎ乗(ｎ＝０，１，２，・・・Ｎ−１)の長さに変化している。図示する例(Ｎ＝４)では４つの発光期間がそれぞれ８，４，２，１の長さに設定されており、各発光期間のオン／オフによって１６階調の表現が可能となっている。
【０００９】
上述のサブフィールド駆動においては、各サブフィールドＳＦにおいて、走査期間内に、図５に示す如く各画素(53)を構成する書込み用トランジスタＴＲ１に走査電圧を印加して、容量素子Ｃにそのサブフィールドの２値データを書き込み、その後の発光期間に、駆動用トランジスタＴＲ２により、有機ＥＬ素子(50)に対して２値データに応じて電流を供給する。
尚、サブフィールド駆動においては、図５に示す如く各画素(53)を構成する駆動用トランジスタＴＲ２に電流を供給するラインに、オン／オフスイッチＳＷを設けることによって、各画素のＥＬ素子(50)の各サブフィールドにおける発光開始時刻及び発光終了時刻を揃えることが出来る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサブフィールド駆動法を採用した有機ＥＬディスプレイにおいては、１フィールド内の複数のサブフィールドのそれぞれで全水平走査線に対する走査が必要であるため、多階調化に伴って高速の走査が必要となる問題や、擬似輪郭が発生する問題があった。
そこで本発明の目的は、多階調化のために高速の走査は不要であり、擬似輪郭が発生することのないデジタル駆動型の表示装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査ドライバーとデータドライバーを接続して構成される。そして、表示パネルの各画素は、
電流又は電圧の供給を受けて発光する表示素子と、
走査ドライバーからの走査電圧が印加されて導通状態となる書込み素子と、
書込み素子が導通状態となることによってデータドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持されている電圧の大きさに応じた時間だけ、前記表示素子に電流又は電圧を供給する駆動手段
とを具えている。
【００１２】
具体的には、前記駆動手段は、所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果に応じて前記表示素子に電流又は電圧を供給するものである。
例えば、前記駆動手段は、
オン／オフ制御信号の入力に応じて、前記表示素子に対する通電をオン／オフする駆動素子と、
所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果を表わす出力信号を前記駆動素子へオン／オフ制御信号として供給する比較素子
とによって構成することが出来る。
【００１３】
上記本発明のデジタル駆動型表示装置においては、１画面の表示周期内の走査期間にて、各画素を構成する書込み素子に走査ドライバーからの走査電圧を印加して、書込み素子を導通状態とすることによって、電圧保持手段に、データドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧が保持される。
一方、１画面の表示周期内の発光期間内には、所定の変化カーブを有するランプ電圧が比較素子に印加され、該比較素子は、前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧(データ電圧)とを比較する。ここで、ランプ電圧は所定の変化カーブで変化するので、データ電圧の大きさに応じた時点でランプ電圧とデータ電圧の大小関係が逆転することになる。従って、比較素子の出力信号は、データ電圧に応じた期間だけ、ハイ又はローの何れか一方の値をとることになる。即ち、データ電圧がパルス幅変調されて、駆動素子に対するオン／オフ制御信号が作成されることになる。該オン／オフ制御信号によって駆動素子がオン／オフ制御され、表示素子への通電がオン／オフされることになる。
【００１４】
具体的には、表示素子は有機ＥＬ素子であって、１画面の表示周期内に１つの走査期間と１つの発光期間が設けられ、走査期間に、走査ドライバーによって各画素の書込み素子に対する走査電圧の印加が行なわれて、各画素の電圧保持手段にデータ電圧が保持され、発光期間に、比較素子による前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧との比較が行なわれて、各画素の有機ＥＬ素子への通電がオン／オフされる。
【００１５】
具体的構成において、ランプ電圧は、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオンさせることとなる第１の値と、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオフさせることとなる第２の値との間で変化可能であって、１画面の表示周期内で、走査期間には第２の値を維持し、走査期間以外の発光期間内に、第１の値と第２の値の間で変化する。
従って、走査期間には、駆動素子がオフとなり、有機ＥＬ素子への通電は常にオフとなる。走査期間以外の発光期間内には、データ電圧に応じた期間だけ駆動素子がオンとなり、有機ＥＬ素子への通電がオンとなる。
【００１６】
例えば、ランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で漸増し若しくは漸減する変化カーブを有するものであって、該変化カーブが直線の場合には、データ電圧の大きさに比例した時間だけ有機ＥＬ素子を発光させることが出来る。
変化カーブを任意の曲線とすれば、データ電圧の大きさに対する有機ＥＬ素子の発光時間を任意に調整することが可能であって、例えばγ補正を考慮した変化カーブを採用すれば、γ補正回路を別途設けることなく、必要なγ補正を施すことが出来る。
【００１７】
又、第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値を経て一方の値に戻る変化カーブを採用すれば、１画面の表示周期内において、走査期間以外の発光期間の中央部で有機ＥＬ素子を発光させることが出来る。
【００１８】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値に変化する変化カーブを有し、偶数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記他方の値から前記一方の値に変化する変化カーブを有する構成を採用することが出来る。
該構成によれば、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とが互いにずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００１９】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の内の１色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値に変化する変化カーブを有し、他の２色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記他方の値から前記一方の値に変化する変化カーブを有する構成を採用することが出来る。
該構成によれば、前記１色のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、前記他の２色のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子を発光する期間とが互いにずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００２０】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素と偶数番号のライン上に並ぶ画素との間で、１画面の表示周期内の走査期間と発光期間の順序が相互に入れ替わっている構成を採用することが出来る。
該構成によれば、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とが、１画面の表示期間の前半と後半にずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００２１】
更に又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の各色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧の変化率(傾斜)が色毎に異なっている構成を採用することが出来る。
該構成によれば、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の各色のライン上に並ぶ画素について、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させることが出来、これによって、ホワイトバランスの調整が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るデジタル駆動型表示装置によれば、１画面の表示周期内に全水平走査線に対する走査を１回行なうだけで多階調表現が可能であるので、高速の走査は不要であり、然も擬似輪郭が発生することはない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を有機ＥＬ表示装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、図１に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル(５)に、走査ドライバー(３)とデータドライバー(４)を接続して構成されている。
ＴＶ受信機等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路(６)へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られるＲＧＢ３原色の映像信号が、有機ＥＬディスプレイ(２)のデータドライバー(４)へ供給される。
【００２４】
又、映像信号処理回路(６)から得られる水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsyncがタイミング信号発生回路(７)へ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー(３)及びデータドライバー(４)へ供給される。
更に、タイミング信号発生回路(７)から得られるタイミング信号がランプ電圧発生回路(８)へ供給され、これによって、後述の如く有機ＥＬディスプレイ(２)の駆動に用いられるランプ電圧が生成され、該ランプ電圧が表示パネル(５)の各画素へ供給される。
尚、図１に示す各回路、各ドライバー及び有機ＥＬディスプレイには電源回路(図示省略)が接続されている。
【００２５】
表示パネル(５)は、図３に示す回路構成の画素(51)をマトリクス状に配列して構成されている。各画素(51)は、有機層によって構成される有機ＥＬ素子(50)と、ゲートに対するオン／オフ制御信号の入力に応じて有機ＥＬ素子(50)に対する通電をオン／オフする駆動用トランジスタＴＲ２と、前記走査ドライバーからの走査電圧がゲートに印加されて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となることによって前記データドライバーからのデータ電圧が印加される容量素子Ｃと、前記ランプ電圧発生回路から供給されるランプ電圧と容量素子Ｃの出力電圧とが正負一対の入力端子に供給されて、両電圧を比較するコンパレータ(９)とを具え、コンパレータ(９)の出力信号が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートへ供給されている。
【００２６】
駆動用トランジスタＴＲ２のソースには電流供給ライン(54)が接続され、駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子(50)に接続されている。書込み用トランジスタＴＲ１の一方の電極(例えばソース)には前記データドライバーが接続され、書込み用トランジスタＴＲ１の他方の電極(例えばドレイン)は、容量素子Ｃの一端に接続されると共に、コンパレータ(９)の反転入力端子に接続されている。コンパレータ(９)の非反転入力端子には前記ランプ電圧発生回路(８)の出力端子が接続されている。
【００２７】
上記有機ＥＬディスプレイ(２)においては、図６(ｂ)に示す様に、１フィールド期間が、前半の走査期間と、後半の発光期間とに分割される。
走査期間には、各水平ラインについて、各画素(51)を構成する書込み用トランジスタＴＲ１に走査ドライバーからの走査電圧が印加され、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となり、これによって、容量素子Ｃには、データドライバーからのデータ電圧が印加され、該電圧が電荷として蓄積される。この結果、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する全ての画素に対して、１フィールド分のデータが設定されることになる。
【００２８】
又、ランプ電圧発生回路(８)は、図６(ｃ)に示す如く１フィールド期間毎に、前半の走査期間ではハイの電圧値を維持し、後半の発光期間では、ローの電圧値からハイの電圧値まで直線的に変化するランプ電圧を発生する。
前半の走査期間に、ランプ電圧発生回路(８)からのハイの電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、反転入力端子への入力電圧に拘わらず図６(ｄ)に示す如く常にハイとなる。
又、後半の発光期間にランプ電圧発生回路(８)からのランプ電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されると同時に、容量素子Ｃの出力電圧(データ電圧)がコンパレータ(９)の反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、図６(ｄ)に示す如く両電圧の比較結果に応じてロー及びハイの２つの値をとる。即ち、ランプ電圧がデータ電圧を下回っている期間はコンパレータの出力がローとなり、ランプ電圧がデータ電圧を上回っている期間はコンパレータの出力がハイとなる。ここで、コンパレータの出力がローとなる期間の長さは、データ電圧の大きさに比例することになる。
【００２９】
この様にして、コンパレータ(９)の出力がデータ電圧の大きさに比例する期間だけローとなることによって、該期間だけ駆動用トランジスタＴＲ２がオンとなり、有機ＥＬ素子(50)への通電がオンとなる。
この結果、表示パネル(５)を構成する各画素(51)の有機ＥＬ素子(50)は、１フィールド期間内で、各画素(51)に対するデータ電圧の大きさに比例する期間だけ発光することになり、これによって多階調の表現が実現される。
【００３０】
上述の如く、本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、１フィールド期間内に１回の走査を行なうだけで多階調表現が行なわれるので、高速の走査は不要であり、然も擬似輪郭が発生することはない。
又、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、デジタル駆動方式を採用しているので、駆動用トランジスタＴＲ２の特性のばらつきに影響され難く、然も、電源電圧の低減による低消費電力化が可能である。
【００３１】
尚、上記実施例では、ランプ電圧の変化カーブを増大方向の直線としたが、任意の曲線とすることによって、データ電圧の大きさに対する有機ＥＬ素子(50)の発光時間を任意に調整することも可能である。例えば図６(ｅ)の▲１▼に示す様に、γ補正を考慮した変化カーブを採用すれば、γ補正回路を別途設けることなく、必要なγ補正を施すことが出来る。
【００３２】
又、図６(ｅ)の▲２▼に示す様に、ランプ電圧の変化カーブの傾斜を逆にすることによって、ランプ期間の後半に発光期間を設けることが可能である。
又、コンパレータ(９)に対する２つの入力を正負逆転させた場合には、図６(ｅ)の▲３▼又は▲４▼に示す様に、ランプ電圧も正負逆転させればよい。
又、ランプ電圧の変化カーブとして、図６(ｅ)の▲５▼に示す様にローからハイを経てローに戻る三角波状の変化カーブを採用すれば、ランプ期間の中央部で有機ＥＬ素子(50)を発光させることが出来る。
【００３３】
又、図７(ａ)(ｂ)に示す様に、１フィールド期間の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧と、偶数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧とを、変化率が正負逆の変化カーブで変化させることによって、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とを互いにずらすことが出来る。これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００３４】
又、図７(ｃ)に示す如く、ＲＧＢ３原色の内、１色(例えばＧ)のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧と、他の２色(例えばＲ及びＢ)のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧とを、変化率が正負逆の変化カーブで変化させることによって、上記と同様に、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００３５】
又、図８(ａ)(ｂ)に示す様に、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についての１フィールド期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素についての１フィールド期間とを、互いに２分の１周期だけずらすことによって、奇数番号のライン上に並ぶ画素についての発光期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素について発光期間とを、互いに２分の１周期だけずらすことが出来る。これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。又、走査速度を低下させることが出来る。
又、図３２(ａ)(ｂ)に示す様に、ＲＧＢ毎に走査期間と発光期間をずらすことも可能であって、これによって、電流量を分散させることが出来ると共に、ＲＧＢ毎にランプ電圧を変えることが出来る。
【００３６】
更に又、図９(ａ)(ｂ)に示す如く、ＲＧＢ３原色の各色のライン上に並ぶ画素について、ランプ電圧の変化率(傾斜)を色毎に変えることによって、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させることも可能であって、これによってホワイトバランスの調整が可能である。この場合、図２に示す如く、３原色の各色のライン毎に、Ｒランプ電圧発生回路(81)、Ｇランプ電圧発生回路(82)及びＢランプ電圧発生回路(83)を設ける。
【００３７】
図１０は、コンパレータ(９)の具体的構成を表わしている。図示の如く、コンパレータ(９)は複数のトランジスタＴＲ３〜ＴＲ７から構成されている。トランジスタＴＲ３のゲートには、定電圧供給ラインＣＯＮＳＴから一定の電圧が印加されて、定電流源が構成されている。トランジスタＴＲ４のゲートにはコンデンサＣの出力電圧(データ電圧)が印加され、トランジスタＴＲ５のゲートにはランプ電圧が印加されている。トランジスタＴＲ６及びＴＲ７はそれぞれ抵抗としての機能を発揮するものである。
データ電圧がランプ電圧を上回っている状態では、トランジスタＴＲ４に電流が流れて、コンパレータ出力はハイとなるが、ランプ電圧がデータ電圧を上回っている状態では、トランジスタＴＲ５に電流が流れて、コンパレータ出力はローとなる。
上記コンパレータ(９)においては、図１１に示す如く走査期間内にデータ電圧が変化した後、発光期間内にランプ電圧の値が徐々に上昇して、ランプ電圧がデータ電圧を上回ることにより、コンパレータ出力はハイからローに切り替わって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。
【００３８】
図１２に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す抵抗成分としての一方のトランジスタＴＲ６を省略したものである。該コンパレータ(９)によっても同様に、ランプ電圧がデータ電圧を上回ることにより、コンパレータ出力はハイからローに切り替わって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。
【００３９】
図１３に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７の結線状態を図示の如く変更したものである。該コンパレータ(９)によっても同じ機能が得られる。
図１４に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す定電流源となるトランジスタＴＲ３と、抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７の配置を、正負逆転させたものであって、プラス側に定電流源となるトランジスタＴＲ３′、マイナス側に抵抗成分としてのトランジスタＴＲ６′、ＴＲ７′を配置している。これに伴って、電圧比較用の一対のトランジスタＴＲ４′、ＴＲ５′はｐチャンネル型が採用され、抵抗成分としてのトランジスタＴＲ６′、ＴＲ７′はｎチャンネル型が採用されている。
【００４０】
図１５に示すコンパレータ(９)は、図１４に示す駆動用トランジスタＴＲ２を省略して、電圧比較用の一対のトランジスタＴＲ４′、ＴＲ５′の内、一方のトランジスタＴＲ５′のドレインに有機ＥＬ素子(50)を接続して、該トランジスタＴＲ５′によって有機ＥＬ素子(50)に流れる電流をオン／オフするものである。
【００４１】
図１６に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す定電流源としてのトランジスタＴＲ３をプラス側に配置したものであって、これに伴ってｐチャンネル型のトランジスタＴＲ３′が採用されている。
図１７に示すコンパレータ(９)は、抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７としてデプレッション型のトランジスタを採用したものである。
【００４２】
図１８に示すコンパレータ(９)は、発光オン／オフ用の一対のトランジスタＴＲ８、ＴＲ９と、抵抗成分としてのデプレッション型のトランジスタＴＲ１０とを具えている。発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲートにはデータ電圧が印加され、ソースにはランプ電圧が印加され、ドレインにはトランジスタＴＲ１０を介して電圧源Ｖｃｃが接続されている。又、発光オフ用のトランジスタＴＲ９のゲートには一定の直流電圧ＤＣが印加され、ソースにはランプ電圧が印加され、ドレインにはデータ電圧が印加されている。
【００４３】
図１９に示す如く、走査期間においてデータ電圧(Ａ点の電圧)が変化した後、発光期間において、ランプ電圧が低下してデータ電圧(Ａ点の電圧)との差が増大し、発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ８が導通して、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｂ点の電圧)が低下し、これによって駆動用トランジスタＴＲ２が導通して、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れ、発光が開始される。
その後、更にランプ電圧が低下して直流電圧ＤＣとの差が増大し、発光オフ用のトランジスタＴＲ９のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ９が導通して、発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲート−ソース間の電位差を低下させる。これによって該トランジスタＴＲ８がオフとなり、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｂ点の電圧)が上昇する。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)の通電が停止されて、発光が終了することになる。
【００４４】
上記コンパレータ(９)においては、発光オン用のトランジスタＴＲ８と発光オフ用のトランジスタＴＲ９とが採用されているので、仮に画素間で両トランジスタのゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈにバラツキがあったとしても、画素内で両トランジスタのスレッショルドレベルＶｔｈが揃っていれば、図１９に示す如く発光オンの時期と発光オフの時期が同様にずれるので、発光期間にバラツキが生じることはない。
【００４５】
図２０に示すコンパレータ(９)は、図１８に示すＢ点と駆動用トランジスタＴＲ２との間に、一対のゲート電圧オン／オフ用のトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２を介在させたものである。又、直流電圧ＤＣ及びランプ電圧が、図１８とは正負逆転されており、これに伴ってトランジスタＴＲ８′、ＴＲ９′、ＴＲ１０′としてｐチャンネル型のトランジスタが採用されている。
Ｂ点の電位が閾値を上回ると、ゲート電圧オン用のトランジスタＴＲ１１が導通して、Ｃ点の電位がローとなり、Ｂ点の電位が閾値を下回ると、ゲート電圧オフ用のトランジスタＴＲ１２が導通して、Ｃ点の電位がハイとなる。
【００４６】
従って、図２１に示す如く、走査期間においてデータ電圧(Ａ点の電圧)が変化した後、発光期間において、ランプ電圧が上昇してデータ電圧(Ａ点の電圧)との差が増大し、発光オン用のトランジスタＴＲ８′のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ８′が導通する。これによてＢ点の電圧が上昇し、ゲート電圧オン用のトランジスタＴＲ１１が導通して、Ｃ点の電位がローとなる。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２が導通して、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れ、発光が開始される。
その後、更にランプ電圧が上昇して直流電圧ＤＣとの差が増大し、発光オフ用のトランジスタＴＲ９′のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ９′が導通して、発光オン用のトランジスタＴＲ８′のゲート−ソース間の電位差を低下させる。これによって該トランジスタＴＲ８′がオフとなり、Ｂ点の電圧が低下し、ゲート電圧オフ用のトランジスタＴＲ１２が導通して、Ｃ点の電位がハイとなる。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)の通電が停止されて、発光が終了することになる。
【００４７】
上記コンパレータ(９)においては、発光オン用のトランジスタＴＲ８′と発光オフ用のトランジスタＴＲ９′とが採用されているので、仮に画素間で両トランジスタのゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈにバラツキがあったとしても、画素内で両トランジスタのスレッショルドレベルＶｔｈが揃っていれば、図２１に示す如く発光期間にバラツキが生じることはない。然も、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｃ点の電圧)は、発光期間中、一定値を維持するので、駆動用トランジスタＴＲ２の動作に高い信頼性が得られる。
【００４８】
上述の各実施例では、有機ＥＬディスプレイ(２)の外部に設けたランプ電圧発生回路(８)からランプ電圧の供給を受けているが、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する各画素の内部でランプ電圧を発生させることも可能である。
例えば図２２に示すランプ電圧発生回路(80)は、スイッチングパルスＳＷを受けてオン／オフするトランジスタＴＲ１３と、該トランジスタＴＲ１３が導通することによって充電されるコンデンサＣ１と、放電用の抵抗として機能するデプレッション型のトランジスタＴＲ１４とを具え、コンデンサＣ１の放電時の電圧をランプ電圧として、コンパレータの＋端子に印加するものである。
スイッチングパルスＳＷは図２３に示す如く発光期間内でハイからローに切り替わるものであって、スイッチングパルスＳＷがハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、スイッチングパルスＳＷがローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。コンデンサＣ１は放電に伴って徐々に電圧が降下し、図２３に示す如くコンパレータ(９)の＋端子に印加される電圧がランプ電圧となるのである。
【００４９】
図２４に示すランプ電圧発生回路(80)は、図２２に示すトランジスタＴＲ１３を正電源側から負電源側に移設したものであって、コンデンサＣ１の放電時の電圧をランプ電圧として、コンパレータの＋端子に印加するものである。
スイッチングパルスＳＷは図２５に示す如く発光期間内でハイからローに切り替わるものであって、スイッチングパルスＳＷがハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、スイッチングパルスＳＷがローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。コンデンサＣ１は放電に伴って徐々に電圧が上昇し、図２５に示す如くコンパレータ(９)の＋端子に印加される電圧がランプ電圧となるのである。
【００５０】
図２６に示すランプ電圧発生回路(80)は、図２２に示すデプレッション型トランジスタＴＲ１４に直列にトランジスタＴＲ１５を接続して、該トランジスタＴＲ１５のゲートに第２のスイッチングパルスＳＷ２を供給するものである。
第１のスイッチングパルスＳＷ１は図２７に示す如く走査期間内でローからハイに切り替わるものであって、該スイッチングパルスＳＷ１がハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、該スイッチングパルスＳＷ１がローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。
又、第２のスイッチパルスＳＷ２は発光期間内でローからハイに切り替わるものであって、該スイッチパルスＳＷ２がローの期間は、トランジスタＴＲ１５がオフとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１４に電流が流れることを阻止する。該スイッチングパルスＳＷ２がハイの期間は、トランジスタＴＲ１５がオンとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１４に電流が流れることを許容する。この様に、走査期間にトランジスタＴＲ１４に電流が流れることがないので、電力消費が節減される。
【００５１】
上述の各実施例では、コンパレータ(９)の＋端子にランプ電圧を印加しているが、該＋端子には一定電圧を印加する一方、データ電圧に応じてランプ電圧のレベルを変化させ、該ランプ電圧をコンパレータ(９)の−端子に印加することによって、発光期間を制御することも可能である。
例えば図２８に示す如く、コンデンサＣの出力端に、スイッチングパルスＳＷによってオン／オフ制御されるトランジスタＴＲ１６を介して、抵抗素子としてのデプレッション型のトランジスタＴＲ１７を接続した構成を採用することが出来る。
該構成において、スイッチングパルスＳＷは走査期間にロー、発光期間にハイとなるものであって、該スイッチングパルスＳＷがローの期間には、トランジスタＴＲ１６がオフとなって、コンデンサＣが充電される。又、該スイッチングパルスＳＷがハイの期間には、トランジスタＴＲ１６がオンとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１７によってコンデンサＣの放電が行なわれる。
【００５２】
従って、図２９に示す如く、走査期間においてコンパレータ(９)の−端子に印加される電圧は、データ電圧に応じてレベルが変化し、該データ電圧は、スイッチングパルスＳＷがローからハイに切り替わってコンデンサＣの放電が行なわれる過程で、徐々に低下することになる。
−端子の電圧が＋端子の電圧を上回っている状態ではコンパレータ(９)の出力がローとなって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。その後、−端子の電圧が＋端子の電圧を下回ると、コンパレータ(９)の出力がハイとなって、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)に流れる電流が遮断される。この結果、データ電圧の大きさに応じて、有機ＥＬ素子(50)の発光期間が変化することになる。
【００５３】
図６や図７に示す実施例では、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する全ての画素について、前半の走査期間内でデータの書込みを行なった後、後半の発光期間でデータに応じた発光制御を行なっているため、ある程度は高速の走査が必要となる。又、図８に示す実施例では、奇数ラインと偶数ラインで走査期間と発光期間を入れ替えているため、走査速度は低下するが、走査速度に制限がある場合は、発光期間が短くなってしまう欠点がある。
【００５４】
そこで、図３０及び図３１に示す実施例では、水平ライン毎にランプ電圧の位相をずらすことによって、各水平ラインについてのデータ書込み直後に各水平ラインについての発光を行なっている。図３０に示す如く、ランプ電圧発生回路(８)から出力されるデジタル信号としてのランプ電圧は、水平ライン毎に遅延回路(84)とＤＡコンバータ(85)を経て、各水平ラインの各画素に供給される。これによって、各水平ラインに供給されるランプ電圧は、図３１に示す様に第１ラインから最終ラインまで一定の遅延時間ずつ位相がずれることになる。尚、データドライバー(４)から供給されるデータの書込みは、各水平ラインのランプ電圧が上昇する直前に行なわれる。
従って、各水平ラインについてのランプ電圧は、図３１の如く１フレーム期間に亘ってローからハイ(若しくはハイからロー)に変化する緩やかな傾斜を有するものとなり、１フレーム期間の殆どを発光期間とすることが出来る。
又、全ての水平ラインについての走査は、１フレーム期間の殆どを費やして行なうことが出来るので、走査速度は遅いものであってもよい。
更に又、画素毎の発光時刻が分散するため、表示パネル内の電源ラインの電圧降下の影響が軽減されることになる。
【００５５】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、表示素子として有機ＥＬ素子を用いているが、これに限らず、電流の供給を受けて発光するものであれば、他の種々の表示素子を採用して、本発明の表示装置を構成することも可能である。
又、コンパレータ(９)が十分な電流駆動能力を有している場合には、駆動用トランジスタＴＲ２は省略して、コンパレータ(９)の出力端子を直接に有機ＥＬ素子(50)に接続する構成を採用することも可能である。この場合、図６(ｅ)▲３▼に示すランプ電圧を採用し、或いは図６(ｃ)に示すランプ電圧を作用するときには、図３に示すコンパレータ(９)の非反転入力端子と反転入力端子の接続を逆にする必要がある。該構成によれば、表示素子として電圧駆動型素子を採用することが可能である。
又、図１０に示すコンパレータにおいて、定電圧供給ラインＣＯＮＳＴの電圧をトランジスタＴＲ３のソース電位に設定することにより、走査期間にはコンパレータ(９)に電流を流さない構成も採用可能である。これによって、消費電力の節減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の他の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ表示装置の表示パネルを構成する各画素の回路図である。
【図４】従来のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイを構成する各画素の回路図である。
【図５】サブフィールド駆動法を採用した有機ＥＬディスプレイを構成する各画素の回路図である。
【図６】従来と本発明における走査期間と発光期間のタイミングと、本発明におけるランプ電圧の種々の波形例を示す図である。
【図７】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の他の波形例を示す図である。
【図８】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の更に他の波形例を示す図である。
【図９】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の更に他の波形例を示す図である。
【図１０】コンパレータの具体的構成を示す回路図である。
【図１１】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図１２】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１３】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１４】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１５】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１６】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１７】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１８】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１９】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図２０】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図２１】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図２２】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の具体的構成を示す図である。
【図２３】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２４】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の他の具体的構成を示す図である。
【図２５】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２６】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の他の具体的構成を示す図である。
【図２７】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２８】データ電圧に応じてランプ電圧のレベルを変化させる画素の回路図である。
【図２９】該回路の動作を示す波形図である。
【図３０】水平ライン毎にランプ電圧の位相をずらす有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】該有機ＥＬ表示装置の動作を示す波形図である。
【図３２】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の他の波形例を示す図である。
【図３３】パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイの積層構造を示す図である。
【図３４】パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイの一部破断斜視図である。
【符号の説明】
(２) 有機ＥＬディスプレイ
(３) 走査ドライバー
(４) データドライバー
(５) 表示パネル
(51) 画素
(50) 有機ＥＬ素子
ＴＲ１ 書込み用トランジスタ
ＴＲ２ 駆動用トランジスタ
Ｃ 容量素子
(９) コンパレータ
(６) 映像信号処理回路
(７) タイミング信号発生回路
(８) ランプ電圧発生回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルを具えた表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、有機ＥＬディスプレイという)の開発が進んでおり、例えば携帯電話機に有機ＥＬディスプレイを採用することが検討されている。
図３３及び図３４に示す如く、有機ＥＬディスプレイ(１)は、ガラス基板(11)上に、有機発光層(14)を挟んで有機正孔輸送層(15)及び有機電子輸送層(16)を配置して有機層(13)を形成すると共に、該有機層(13)の両側に陽極(12)及び陰極(17)を配置して構成されており、陽極(12)と陰極(17)の間に所定の電圧を印加することによって、有機発光層(14)を発光させるものである。
【０００３】
陽極(12)は透明なＩＴＯ(indium tin oxide)を材料とし、陰極(17)は例えばＡｌ−Ｌｉ合金を材料として、それぞれストライプ状に形成され、互いに交叉する方向にマトリクス配置されている。
又、陽極(12)はデータ電極、陰極(17)は走査電極として用いられ、水平方向に伸びる１本の走査電極が選ばれた状態で、垂直方向に伸びる各データ電極に、入力データに応じた電圧を印加することによって、該走査電極と各データ電極の交叉点で有機層(13)を発光させて、１ライン分の表示を行なう。そして、走査電極を順次垂直方向へ切り替えることによって垂直方向に走査し、１フレーム分の表示を行なう。
【０００４】
この様な有機ＥＬディスプレイの駆動方式としては、上述の如く走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動するパッシブマトリクス駆動型の他に、各画素の発光を１垂直走査期間に亘って維持するアクティブマトリクス駆動型が知られている。
【０００５】
アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイにおいては、図４に示す如く、各画素(52)に、有機層の一部によって構成される有機ＥＬ素子(50)と、有機ＥＬ素子(50)に対する通電を制御する駆動用トランジスタＴＲ２と、走査電極による走査電圧ＳＣＡＮの印加に応じて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、該書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となることによってデータ電極からのデータ電圧ＤＡＴＡが印加されて電荷を蓄積する容量素子Ｃとが配備され、該容量素子Ｃの出力電圧が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートに印加されている。
【０００６】
先ず、各走査電極に順次電圧を印加し、同一走査電極に繋がっている複数の第１トランジスタＴＲ１を導通状態にし、この走査に同期して各データ電極にデータ電圧(入力信号)を印加する。このとき、第１トランジスタＴＲ１が導通状態であるので、該データ電圧は容量素子Ｃに蓄積される。
次に、この容量素子Ｃに蓄積されたデータ電圧の電荷量によって第２トランジスタＴＲ２の動作状態が決まる。例えば、第２トランジスタＴＲ２がオンになったときは、該第２トランジスタＴＲ２を経て有機ＥＬ素子(50)にデータ電圧に応じた大きさの電流が供給される。この結果、データ電圧に応じた明るさで該有機ＥＬ素子(50)が点灯する。この点灯状態は、１垂直走査期間に亘って保持されることになる。
【０００７】
上述の如く、有機ＥＬ素子(50)にデータ電圧に応じた大きさの電流を供給して、該有機ＥＬ素子(50)をデータ電圧に応じた明るさで点灯させるアナログ駆動方式の有機ＥＬディスプレイに対し、有機ＥＬ素子(50)にはデータ電圧に応じたデューティ比を有するパルス電流を供給することによって多階調を表現する、デジタル駆動型の有機ＥＬディスプレイが提案されている(例えば特開平１０−３１２１７３号)。
【０００８】
デジタル駆動型の有機ＥＬディスプレイにおいては、図６(ａ)に示す如く、１画面の表示周期である１フィールド(若しくは１フレーム)を複数(Ｎ)のサブフィールド(若しくはサブフレーム)ＳＦに分割し、各サブフィールドＳＦは、走査期間と発光期間によって構成する。ここで、１つのフィールドに含まれる走査期間は全て同じ長さを有しているが、発光期間は、２のｎ乗(ｎ＝０，１，２，・・・Ｎ−１)の長さに変化している。図示する例(Ｎ＝４)では４つの発光期間がそれぞれ８，４，２，１の長さに設定されており、各発光期間のオン／オフによって１６階調の表現が可能となっている。
【０００９】
上述のサブフィールド駆動においては、各サブフィールドＳＦにおいて、走査期間内に、図５に示す如く各画素(53)を構成する書込み用トランジスタＴＲ１に走査電圧を印加して、容量素子Ｃにそのサブフィールドの２値データを書き込み、その後の発光期間に、駆動用トランジスタＴＲ２により、有機ＥＬ素子(50)に対して２値データに応じて電流を供給する。
尚、サブフィールド駆動においては、図５に示す如く各画素(53)を構成する駆動用トランジスタＴＲ２に電流を供給するラインに、オン／オフスイッチＳＷを設けることによって、各画素のＥＬ素子(50)の各サブフィールドにおける発光開始時刻及び発光終了時刻を揃えることが出来る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサブフィールド駆動法を採用した有機ＥＬディスプレイにおいては、１フィールド内の複数のサブフィールドのそれぞれで全水平走査線に対する走査が必要であるため、多階調化に伴って高速の走査が必要となる問題や、擬似輪郭が発生する問題があった。
そこで本発明の目的は、多階調化のために高速の走査は不要であり、擬似輪郭が発生することのないデジタル駆動型の表示装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査ドライバーとデータドライバーを接続して構成される。そして、表示パネルの各画素は、
電流又は電圧の供給を受けて発光する表示素子と、
走査ドライバーからの走査電圧が印加されて導通状態となる書込み素子と、
書込み素子が導通状態となることによってデータドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持されている電圧の大きさに応じた時間だけ、前記表示素子に電流又は電圧を供給する駆動手段
とを具えている。
【００１２】
具体的には、前記駆動手段は、所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果に応じて前記表示素子に電流又は電圧を供給するものである。
例えば、前記駆動手段は、
オン／オフ制御信号の入力に応じて、前記表示素子に対する通電をオン／オフする駆動素子と、
所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果を表わす出力信号を前記駆動素子へオン／オフ制御信号として供給する比較素子
とによって構成することが出来る。
【００１３】
上記本発明のデジタル駆動型表示装置においては、１画面の表示周期内の走査期間にて、各画素を構成する書込み素子に走査ドライバーからの走査電圧を印加して、書込み素子を導通状態とすることによって、電圧保持手段に、データドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧が保持される。
一方、１画面の表示周期内の発光期間内には、所定の変化カーブを有するランプ電圧が比較素子に印加され、該比較素子は、前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧(データ電圧)とを比較する。ここで、ランプ電圧は所定の変化カーブで変化するので、データ電圧の大きさに応じた時点でランプ電圧とデータ電圧の大小関係が逆転することになる。従って、比較素子の出力信号は、データ電圧に応じた期間だけ、ハイ又はローの何れか一方の値をとることになる。即ち、データ電圧がパルス幅変調されて、駆動素子に対するオン／オフ制御信号が作成されることになる。該オン／オフ制御信号によって駆動素子がオン／オフ制御され、表示素子への通電がオン／オフされることになる。
【００１４】
具体的には、表示素子は有機ＥＬ素子であって、１画面の表示周期内に１つの走査期間と１つの発光期間が設けられ、走査期間に、走査ドライバーによって各画素の書込み素子に対する走査電圧の印加が行なわれて、各画素の電圧保持手段にデータ電圧が保持され、発光期間に、比較素子による前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧との比較が行なわれて、各画素の有機ＥＬ素子への通電がオン／オフされる。
【００１５】
具体的構成において、ランプ電圧は、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオンさせることとなる第１の値と、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオフさせることとなる第２の値との間で変化可能であって、１画面の表示周期内で、走査期間には第２の値を維持し、走査期間以外の発光期間内に、第１の値と第２の値の間で変化する。
従って、走査期間には、駆動素子がオフとなり、有機ＥＬ素子への通電は常にオフとなる。走査期間以外の発光期間内には、データ電圧に応じた期間だけ駆動素子がオンとなり、有機ＥＬ素子への通電がオンとなる。
【００１６】
例えば、ランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で漸増し若しくは漸減する変化カーブを有するものであって、該変化カーブが直線の場合には、データ電圧の大きさに比例した時間だけ有機ＥＬ素子を発光させることが出来る。
変化カーブを任意の曲線とすれば、データ電圧の大きさに対する有機ＥＬ素子の発光時間を任意に調整することが可能であって、例えばγ補正を考慮した変化カーブを採用すれば、γ補正回路を別途設けることなく、必要なγ補正を施すことが出来る。
【００１７】
又、第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値を経て一方の値に戻る変化カーブを採用すれば、１画面の表示周期内において、走査期間以外の発光期間の中央部で有機ＥＬ素子を発光させることが出来る。
【００１８】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値に変化する変化カーブを有し、偶数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記他方の値から前記一方の値に変化する変化カーブを有する構成を採用することが出来る。
該構成によれば、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とが互いにずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００１９】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の内の１色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値に変化する変化カーブを有し、他の２色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記他方の値から前記一方の値に変化する変化カーブを有する構成を採用することが出来る。
該構成によれば、前記１色のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、前記他の２色のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子を発光する期間とが互いにずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００２０】
又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素と偶数番号のライン上に並ぶ画素との間で、１画面の表示周期内の走査期間と発光期間の順序が相互に入れ替わっている構成を採用することが出来る。
該構成によれば、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とが、１画面の表示期間の前半と後半にずれることになり、これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００２１】
更に又、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の各色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧の変化率(傾斜)が色毎に異なっている構成を採用することが出来る。
該構成によれば、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の各色のライン上に並ぶ画素について、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させることが出来、これによって、ホワイトバランスの調整が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るデジタル駆動型表示装置によれば、１画面の表示周期内に全水平走査線に対する走査を１回行なうだけで多階調表現が可能であるので、高速の走査は不要であり、然も擬似輪郭が発生することはない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を有機ＥＬ表示装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、図１に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル(５)に、走査ドライバー(３)とデータドライバー(４)を接続して構成されている。
ＴＶ受信機等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路(６)へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られるＲＧＢ３原色の映像信号が、有機ＥＬディスプレイ(２)のデータドライバー(４)へ供給される。
【００２４】
又、映像信号処理回路(６)から得られる水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsyncがタイミング信号発生回路(７)へ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー(３)及びデータドライバー(４)へ供給される。
更に、タイミング信号発生回路(７)から得られるタイミング信号がランプ電圧発生回路(８)へ供給され、これによって、後述の如く有機ＥＬディスプレイ(２)の駆動に用いられるランプ電圧が生成され、該ランプ電圧が表示パネル(５)の各画素へ供給される。
尚、図１に示す各回路、各ドライバー及び有機ＥＬディスプレイには電源回路(図示省略)が接続されている。
【００２５】
表示パネル(５)は、図３に示す回路構成の画素(51)をマトリクス状に配列して構成されている。各画素(51)は、有機層によって構成される有機ＥＬ素子(50)と、ゲートに対するオン／オフ制御信号の入力に応じて有機ＥＬ素子(50)に対する通電をオン／オフする駆動用トランジスタＴＲ２と、前記走査ドライバーからの走査電圧がゲートに印加されて導通状態となる書込み用トランジスタＴＲ１と、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となることによって前記データドライバーからのデータ電圧が印加される容量素子Ｃと、前記ランプ電圧発生回路から供給されるランプ電圧と容量素子Ｃの出力電圧とが正負一対の入力端子に供給されて、両電圧を比較するコンパレータ(９)とを具え、コンパレータ(９)の出力信号が駆動用トランジスタＴＲ２のゲートへ供給されている。
【００２６】
駆動用トランジスタＴＲ２のソースには電流供給ライン(54)が接続され、駆動用トランジスタＴＲ２のドレインは有機ＥＬ素子(50)に接続されている。書込み用トランジスタＴＲ１の一方の電極(例えばソース)には前記データドライバーが接続され、書込み用トランジスタＴＲ１の他方の電極(例えばドレイン)は、容量素子Ｃの一端に接続されると共に、コンパレータ(９)の反転入力端子に接続されている。コンパレータ(９)の非反転入力端子には前記ランプ電圧発生回路(８)の出力端子が接続されている。
【００２７】
上記有機ＥＬディスプレイ(２)においては、図６(ｂ)に示す様に、１フィールド期間が、前半の走査期間と、後半の発光期間とに分割される。
走査期間には、各水平ラインについて、各画素(51)を構成する書込み用トランジスタＴＲ１に走査ドライバーからの走査電圧が印加され、書込み用トランジスタＴＲ１が導通状態となり、これによって、容量素子Ｃには、データドライバーからのデータ電圧が印加され、該電圧が電荷として蓄積される。この結果、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する全ての画素に対して、１フィールド分のデータが設定されることになる。
【００２８】
又、ランプ電圧発生回路(８)は、図６(ｃ)に示す如く１フィールド期間毎に、前半の走査期間ではハイの電圧値を維持し、後半の発光期間では、ローの電圧値からハイの電圧値まで直線的に変化するランプ電圧を発生する。
前半の走査期間に、ランプ電圧発生回路(８)からのハイの電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、反転入力端子への入力電圧に拘わらず図６(ｄ)に示す如く常にハイとなる。
又、後半の発光期間にランプ電圧発生回路(８)からのランプ電圧がコンパレータ(９)の非反転入力端子に印加されると同時に、容量素子Ｃの出力電圧(データ電圧)がコンパレータ(９)の反転入力端子に印加されることによって、コンパレータ(９)の出力は、図６(ｄ)に示す如く両電圧の比較結果に応じてロー及びハイの２つの値をとる。即ち、ランプ電圧がデータ電圧を下回っている期間はコンパレータの出力がローとなり、ランプ電圧がデータ電圧を上回っている期間はコンパレータの出力がハイとなる。ここで、コンパレータの出力がローとなる期間の長さは、データ電圧の大きさに比例することになる。
【００２９】
この様にして、コンパレータ(９)の出力がデータ電圧の大きさに比例する期間だけローとなることによって、該期間だけ駆動用トランジスタＴＲ２がオンとなり、有機ＥＬ素子(50)への通電がオンとなる。
この結果、表示パネル(５)を構成する各画素(51)の有機ＥＬ素子(50)は、１フィールド期間内で、各画素(51)に対するデータ電圧の大きさに比例する期間だけ発光することになり、これによって多階調の表現が実現される。
【００３０】
上述の如く、本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、１フィールド期間内に１回の走査を行なうだけで多階調表現が行なわれるので、高速の走査は不要であり、然も擬似輪郭が発生することはない。
又、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、デジタル駆動方式を採用しているので、駆動用トランジスタＴＲ２の特性のばらつきに影響され難く、然も、電源電圧の低減による低消費電力化が可能である。
【００３１】
尚、上記実施例では、ランプ電圧の変化カーブを増大方向の直線としたが、任意の曲線とすることによって、データ電圧の大きさに対する有機ＥＬ素子(50)の発光時間を任意に調整することも可能である。例えば図６(ｅ)の▲１▼に示す様に、γ補正を考慮した変化カーブを採用すれば、γ補正回路を別途設けることなく、必要なγ補正を施すことが出来る。
【００３２】
又、図６(ｅ)の▲２▼に示す様に、ランプ電圧の変化カーブの傾斜を逆にすることによって、ランプ期間の後半に発光期間を設けることが可能である。
又、コンパレータ(９)に対する２つの入力を正負逆転させた場合には、図６(ｅ)の▲３▼又は▲４▼に示す様に、ランプ電圧も正負逆転させればよい。
又、ランプ電圧の変化カーブとして、図６(ｅ)の▲５▼に示す様にローからハイを経てローに戻る三角波状の変化カーブを採用すれば、ランプ期間の中央部で有機ＥＬ素子(50)を発光させることが出来る。
【００３３】
又、図７(ａ)(ｂ)に示す様に、１フィールド期間の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧と、偶数番号のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧とを、変化率が正負逆の変化カーブで変化させることによって、奇数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素の有機ＥＬ素子が発光する期間とを互いにずらすことが出来る。これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００３４】
又、図７(ｃ)に示す如く、ＲＧＢ３原色の内、１色(例えばＧ)のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧と、他の２色(例えばＲ及びＢ)のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧とを、変化率が正負逆の変化カーブで変化させることによって、上記と同様に、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。
【００３５】
又、図８(ａ)(ｂ)に示す様に、１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素についての１フィールド期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素についての１フィールド期間とを、互いに２分の１周期だけずらすことによって、奇数番号のライン上に並ぶ画素についての発光期間と、偶数番号のライン上に並ぶ画素について発光期間とを、互いに２分の１周期だけずらすことが出来る。これによって、１画面を構成する複数の有機ＥＬ素子へ流れる電流の総量を時間的に分散させることが出来る。又、走査速度を低下させることが出来る。
又、図３２(ａ)(ｂ)に示す様に、ＲＧＢ毎に走査期間と発光期間をずらすことも可能であって、これによって、電流量を分散させることが出来ると共に、ＲＧＢ毎にランプ電圧を変えることが出来る。
【００３６】
更に又、図９(ａ)(ｂ)に示す如く、ＲＧＢ３原色の各色のライン上に並ぶ画素について、ランプ電圧の変化率(傾斜)を色毎に変えることによって、データ電圧に対する発光期間の比率を色毎に変化させることも可能であって、これによってホワイトバランスの調整が可能である。この場合、図２に示す如く、３原色の各色のライン毎に、Ｒランプ電圧発生回路(81)、Ｇランプ電圧発生回路(82)及びＢランプ電圧発生回路(83)を設ける。
【００３７】
図１０は、コンパレータ(９)の具体的構成を表わしている。図示の如く、コンパレータ(９)は複数のトランジスタＴＲ３〜ＴＲ７から構成されている。トランジスタＴＲ３のゲートには、定電圧供給ラインＣＯＮＳＴから一定の電圧が印加されて、定電流源が構成されている。トランジスタＴＲ４のゲートにはコンデンサＣの出力電圧(データ電圧)が印加され、トランジスタＴＲ５のゲートにはランプ電圧が印加されている。トランジスタＴＲ６及びＴＲ７はそれぞれ抵抗としての機能を発揮するものである。
データ電圧がランプ電圧を上回っている状態では、トランジスタＴＲ４に電流が流れて、コンパレータ出力はハイとなるが、ランプ電圧がデータ電圧を上回っている状態では、トランジスタＴＲ５に電流が流れて、コンパレータ出力はローとなる。
上記コンパレータ(９)においては、図１１に示す如く走査期間内にデータ電圧が変化した後、発光期間内にランプ電圧の値が徐々に上昇して、ランプ電圧がデータ電圧を上回ることにより、コンパレータ出力はハイからローに切り替わって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。
【００３８】
図１２に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す抵抗成分としての一方のトランジスタＴＲ６を省略したものである。該コンパレータ(９)によっても同様に、ランプ電圧がデータ電圧を上回ることにより、コンパレータ出力はハイからローに切り替わって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。
【００３９】
図１３に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７の結線状態を図示の如く変更したものである。該コンパレータ(９)によっても同じ機能が得られる。
図１４に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す定電流源となるトランジスタＴＲ３と、抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７の配置を、正負逆転させたものであって、プラス側に定電流源となるトランジスタＴＲ３′、マイナス側に抵抗成分としてのトランジスタＴＲ６′、ＴＲ７′を配置している。これに伴って、電圧比較用の一対のトランジスタＴＲ４′、ＴＲ５′はｐチャンネル型が採用され、抵抗成分としてのトランジスタＴＲ６′、ＴＲ７′はｎチャンネル型が採用されている。
【００４０】
図１５に示すコンパレータ(９)は、図１４に示す駆動用トランジスタＴＲ２を省略して、電圧比較用の一対のトランジスタＴＲ４′、ＴＲ５′の内、一方のトランジスタＴＲ５′のドレインに有機ＥＬ素子(50)を接続して、該トランジスタＴＲ５′によって有機ＥＬ素子(50)に流れる電流をオン／オフするものである。
【００４１】
図１６に示すコンパレータ(９)は、図１０に示す定電流源としてのトランジスタＴＲ３をプラス側に配置したものであって、これに伴ってｐチャンネル型のトランジスタＴＲ３′が採用されている。
図１７に示すコンパレータ(９)は、抵抗成分としての一対のトランジスタＴＲ６、ＴＲ７としてデプレッション型のトランジスタを採用したものである。
【００４２】
図１８に示すコンパレータ(９)は、発光オン／オフ用の一対のトランジスタＴＲ８、ＴＲ９と、抵抗成分としてのデプレッション型のトランジスタＴＲ１０とを具えている。発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲートにはデータ電圧が印加され、ソースにはランプ電圧が印加され、ドレインにはトランジスタＴＲ１０を介して電圧源Ｖｃｃが接続されている。又、発光オフ用のトランジスタＴＲ９のゲートには一定の直流電圧ＤＣが印加され、ソースにはランプ電圧が印加され、ドレインにはデータ電圧が印加されている。
【００４３】
図１９に示す如く、走査期間においてデータ電圧(Ａ点の電圧)が変化した後、発光期間において、ランプ電圧が低下してデータ電圧(Ａ点の電圧)との差が増大し、発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ８が導通して、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｂ点の電圧)が低下し、これによって駆動用トランジスタＴＲ２が導通して、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れ、発光が開始される。
その後、更にランプ電圧が低下して直流電圧ＤＣとの差が増大し、発光オフ用のトランジスタＴＲ９のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ９が導通して、発光オン用のトランジスタＴＲ８のゲート−ソース間の電位差を低下させる。これによって該トランジスタＴＲ８がオフとなり、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｂ点の電圧)が上昇する。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)の通電が停止されて、発光が終了することになる。
【００４４】
上記コンパレータ(９)においては、発光オン用のトランジスタＴＲ８と発光オフ用のトランジスタＴＲ９とが採用されているので、仮に画素間で両トランジスタのゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈにバラツキがあったとしても、画素内で両トランジスタのスレッショルドレベルＶｔｈが揃っていれば、図１９に示す如く発光オンの時期と発光オフの時期が同様にずれるので、発光期間にバラツキが生じることはない。
【００４５】
図２０に示すコンパレータ(９)は、図１８に示すＢ点と駆動用トランジスタＴＲ２との間に、一対のゲート電圧オン／オフ用のトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２を介在させたものである。又、直流電圧ＤＣ及びランプ電圧が、図１８とは正負逆転されており、これに伴ってトランジスタＴＲ８′、ＴＲ９′、ＴＲ１０′としてｐチャンネル型のトランジスタが採用されている。
Ｂ点の電位が閾値を上回ると、ゲート電圧オン用のトランジスタＴＲ１１が導通して、Ｃ点の電位がローとなり、Ｂ点の電位が閾値を下回ると、ゲート電圧オフ用のトランジスタＴＲ１２が導通して、Ｃ点の電位がハイとなる。
【００４６】
従って、図２１に示す如く、走査期間においてデータ電圧(Ａ点の電圧)が変化した後、発光期間において、ランプ電圧が上昇してデータ電圧(Ａ点の電圧)との差が増大し、発光オン用のトランジスタＴＲ８′のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ８′が導通する。これによてＢ点の電圧が上昇し、ゲート電圧オン用のトランジスタＴＲ１１が導通して、Ｃ点の電位がローとなる。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２が導通して、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れ、発光が開始される。
その後、更にランプ電圧が上昇して直流電圧ＤＣとの差が増大し、発光オフ用のトランジスタＴＲ９′のゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈを上回ると、該トランジスタＴＲ９′が導通して、発光オン用のトランジスタＴＲ８′のゲート−ソース間の電位差を低下させる。これによって該トランジスタＴＲ８′がオフとなり、Ｂ点の電圧が低下し、ゲート電圧オフ用のトランジスタＴＲ１２が導通して、Ｃ点の電位がハイとなる。この結果、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)の通電が停止されて、発光が終了することになる。
【００４７】
上記コンパレータ(９)においては、発光オン用のトランジスタＴＲ８′と発光オフ用のトランジスタＴＲ９′とが採用されているので、仮に画素間で両トランジスタのゲート−ソース間のスレッショルドレベルＶｔｈにバラツキがあったとしても、画素内で両トランジスタのスレッショルドレベルＶｔｈが揃っていれば、図２１に示す如く発光期間にバラツキが生じることはない。然も、駆動用トランジスタＴＲ２のゲート電圧(Ｃ点の電圧)は、発光期間中、一定値を維持するので、駆動用トランジスタＴＲ２の動作に高い信頼性が得られる。
【００４８】
上述の各実施例では、有機ＥＬディスプレイ(２)の外部に設けたランプ電圧発生回路(８)からランプ電圧の供給を受けているが、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する各画素の内部でランプ電圧を発生させることも可能である。
例えば図２２に示すランプ電圧発生回路(80)は、スイッチングパルスＳＷを受けてオン／オフするトランジスタＴＲ１３と、該トランジスタＴＲ１３が導通することによって充電されるコンデンサＣ１と、放電用の抵抗として機能するデプレッション型のトランジスタＴＲ１４とを具え、コンデンサＣ１の放電時の電圧をランプ電圧として、コンパレータの＋端子に印加するものである。
スイッチングパルスＳＷは図２３に示す如く発光期間内でハイからローに切り替わるものであって、スイッチングパルスＳＷがハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、スイッチングパルスＳＷがローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。コンデンサＣ１は放電に伴って徐々に電圧が降下し、図２３に示す如くコンパレータ(９)の＋端子に印加される電圧がランプ電圧となるのである。
【００４９】
図２４に示すランプ電圧発生回路(80)は、図２２に示すトランジスタＴＲ１３を正電源側から負電源側に移設したものであって、コンデンサＣ１の放電時の電圧をランプ電圧として、コンパレータの＋端子に印加するものである。
スイッチングパルスＳＷは図２５に示す如く発光期間内でハイからローに切り替わるものであって、スイッチングパルスＳＷがハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、スイッチングパルスＳＷがローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。コンデンサＣ１は放電に伴って徐々に電圧が上昇し、図２５に示す如くコンパレータ(９)の＋端子に印加される電圧がランプ電圧となるのである。
【００５０】
図２６に示すランプ電圧発生回路(80)は、図２２に示すデプレッション型トランジスタＴＲ１４に直列にトランジスタＴＲ１５を接続して、該トランジスタＴＲ１５のゲートに第２のスイッチングパルスＳＷ２を供給するものである。
第１のスイッチングパルスＳＷ１は図２７に示す如く走査期間内でローからハイに切り替わるものであって、該スイッチングパルスＳＷ１がハイの期間に、前記トランジスタＴＲ１３が導通して、コンデンサＣ１が充電され、該スイッチングパルスＳＷ１がローの期間に、前記トランジスタＴＲ１３がオフとなって、コンデンサＣ１が放電される。
又、第２のスイッチパルスＳＷ２は発光期間内でローからハイに切り替わるものであって、該スイッチパルスＳＷ２がローの期間は、トランジスタＴＲ１５がオフとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１４に電流が流れることを阻止する。該スイッチングパルスＳＷ２がハイの期間は、トランジスタＴＲ１５がオンとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１４に電流が流れることを許容する。この様に、走査期間にトランジスタＴＲ１４に電流が流れることがないので、電力消費が節減される。
【００５１】
上述の各実施例では、コンパレータ(９)の＋端子にランプ電圧を印加しているが、該＋端子には一定電圧を印加する一方、データ電圧に応じてランプ電圧のレベルを変化させ、該ランプ電圧をコンパレータ(９)の−端子に印加することによって、発光期間を制御することも可能である。
例えば図２８に示す如く、コンデンサＣの出力端に、スイッチングパルスＳＷによってオン／オフ制御されるトランジスタＴＲ１６を介して、抵抗素子としてのデプレッション型のトランジスタＴＲ１７を接続した構成を採用することが出来る。
該構成において、スイッチングパルスＳＷは走査期間にロー、発光期間にハイとなるものであって、該スイッチングパルスＳＷがローの期間には、トランジスタＴＲ１６がオフとなって、コンデンサＣが充電される。又、該スイッチングパルスＳＷがハイの期間には、トランジスタＴＲ１６がオンとなって、抵抗素子としてのトランジスタＴＲ１７によってコンデンサＣの放電が行なわれる。
【００５２】
従って、図２９に示す如く、走査期間においてコンパレータ(９)の−端子に印加される電圧は、データ電圧に応じてレベルが変化し、該データ電圧は、スイッチングパルスＳＷがローからハイに切り替わってコンデンサＣの放電が行なわれる過程で、徐々に低下することになる。
−端子の電圧が＋端子の電圧を上回っている状態ではコンパレータ(９)の出力がローとなって、駆動用トランジスタＴＲ２が導通し、有機ＥＬ素子(50)に電流が流れることになる。その後、−端子の電圧が＋端子の電圧を下回ると、コンパレータ(９)の出力がハイとなって、駆動用トランジスタＴＲ２がオフとなり、有機ＥＬ素子(50)に流れる電流が遮断される。この結果、データ電圧の大きさに応じて、有機ＥＬ素子(50)の発光期間が変化することになる。
【００５３】
図６や図７に示す実施例では、有機ＥＬディスプレイ(２)を構成する全ての画素について、前半の走査期間内でデータの書込みを行なった後、後半の発光期間でデータに応じた発光制御を行なっているため、ある程度は高速の走査が必要となる。又、図８に示す実施例では、奇数ラインと偶数ラインで走査期間と発光期間を入れ替えているため、走査速度は低下するが、走査速度に制限がある場合は、発光期間が短くなってしまう欠点がある。
【００５４】
そこで、図３０及び図３１に示す実施例では、水平ライン毎にランプ電圧の位相をずらすことによって、各水平ラインについてのデータ書込み直後に各水平ラインについての発光を行なっている。図３０に示す如く、ランプ電圧発生回路(８)から出力されるデジタル信号としてのランプ電圧は、水平ライン毎に遅延回路(84)とＤＡコンバータ(85)を経て、各水平ラインの各画素に供給される。これによって、各水平ラインに供給されるランプ電圧は、図３１に示す様に第１ラインから最終ラインまで一定の遅延時間ずつ位相がずれることになる。尚、データドライバー(４)から供給されるデータの書込みは、各水平ラインのランプ電圧が上昇する直前に行なわれる。
従って、各水平ラインについてのランプ電圧は、図３１の如く１フレーム期間に亘ってローからハイ(若しくはハイからロー)に変化する緩やかな傾斜を有するものとなり、１フレーム期間の殆どを発光期間とすることが出来る。
又、全ての水平ラインについての走査は、１フレーム期間の殆どを費やして行なうことが出来るので、走査速度は遅いものであってもよい。
更に又、画素毎の発光時刻が分散するため、表示パネル内の電源ラインの電圧降下の影響が軽減されることになる。
【００５５】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、表示素子として有機ＥＬ素子を用いているが、これに限らず、電流の供給を受けて発光するものであれば、他の種々の表示素子を採用して、本発明の表示装置を構成することも可能である。
又、コンパレータ(９)が十分な電流駆動能力を有している場合には、駆動用トランジスタＴＲ２は省略して、コンパレータ(９)の出力端子を直接に有機ＥＬ素子(50)に接続する構成を採用することも可能である。この場合、図６(ｅ)▲３▼に示すランプ電圧を採用し、或いは図６(ｃ)に示すランプ電圧を作用するときには、図３に示すコンパレータ(９)の非反転入力端子と反転入力端子の接続を逆にする必要がある。該構成によれば、表示素子として電圧駆動型素子を採用することが可能である。
又、図１０に示すコンパレータにおいて、定電圧供給ラインＣＯＮＳＴの電圧をトランジスタＴＲ３のソース電位に設定することにより、走査期間にはコンパレータ(９)に電流を流さない構成も採用可能である。これによって、消費電力の節減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の他の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ表示装置の表示パネルを構成する各画素の回路図である。
【図４】従来のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイを構成する各画素の回路図である。
【図５】サブフィールド駆動法を採用した有機ＥＬディスプレイを構成する各画素の回路図である。
【図６】従来と本発明における走査期間と発光期間のタイミングと、本発明におけるランプ電圧の種々の波形例を示す図である。
【図７】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の他の波形例を示す図である。
【図８】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の更に他の波形例を示す図である。
【図９】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の更に他の波形例を示す図である。
【図１０】コンパレータの具体的構成を示す回路図である。
【図１１】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図１２】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１３】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１４】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１５】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１６】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１７】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１８】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図１９】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図２０】コンパレータの他の具体的構成を示す回路図である。
【図２１】該コンパレータの動作を示す波形図である。
【図２２】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の具体的構成を示す図である。
【図２３】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２４】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の他の具体的構成を示す図である。
【図２５】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２６】画素に内蔵したランプ電圧発生回路の他の具体的構成を示す図である。
【図２７】該ランプ電圧発生回路の動作を示す波形図である。
【図２８】データ電圧に応じてランプ電圧のレベルを変化させる画素の回路図である。
【図２９】該回路の動作を示す波形図である。
【図３０】水平ライン毎にランプ電圧の位相をずらす有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】該有機ＥＬ表示装置の動作を示す波形図である。
【図３２】本発明における走査期間と発光期間のタイミングとランプ電圧の他の波形例を示す図である。
【図３３】パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイの積層構造を示す図である。
【図３４】パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイの一部破断斜視図である。
【符号の説明】
(２) 有機ＥＬディスプレイ
(３) 走査ドライバー
(４) データドライバー
(５) 表示パネル
(51) 画素
(50) 有機ＥＬ素子
ＴＲ１ 書込み用トランジスタ
ＴＲ２ 駆動用トランジスタ
Ｃ 容量素子
(９) コンパレータ
(６) 映像信号処理回路
(７) タイミング信号発生回路
(８) ランプ電圧発生回路
Claims (11)
- 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査ドライバーとデータドライバーを接続して構成され、表示パネルの各画素は、
電流又は電圧の供給を受けて発光する表示素子と、
走査ドライバーからの走査電圧が印加されて導通状態となる書込み素子と、
書込み素子が導通状態となることによってデータドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持されている電圧の大きさに応じた時間だけ、前記表示素子に電流又は電圧を供給する駆動手段
とを具え、前記駆動手段は、
オン／オフ制御信号の入力に応じて、前記表示素子に対する通電をオン／オフする駆動素子と、
所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果を表わす出力信号を前記駆動素子へオン／オフ制御信号として供給する比較素子
とを具え、
１画面の表示周期内に１つの走査期間と１つの発光期間が設けられ、走査期間に、走査ドライバーによって各画素の書込み素子に対する走査電圧の印加が行なわれて、各画素の電圧保持手段にデータ電圧が保持され、発光期間に、前記駆動手段による前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧との比較が行なわれて、各画素の表示素子がオン／オフ制御され、
ランプ電圧は、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオンさせることとなる第１の値と、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオフさせることとなる第２の値との間で変化可能であって、１画面の表示周期内で、走査期間には第２の値を維持し、走査期間以外の発光期間内に、第１の値と第２の値の間で変化し、
１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の内の１色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間で一方の値から他方の値に変化する変化カーブを有し、他の２色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記他方の値から前記一方の値に変化する変化カーブを有していることを特徴とするデジタル駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査ドライバーとデータドライバーを接続して構成され、表示パネルの各画素は、
電流又は電圧の供給を受けて発光する表示素子と、
走査ドライバーからの走査電圧が印加されて導通状態となる書込み素子と、
書込み素子が導通状態となることによってデータドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持されている電圧の大きさに応じた時間だけ、前記表示素子に電流又は電圧を供給する駆動手段
とを具え、前記駆動手段は、
オン／オフ制御信号の入力に応じて、前記表示素子に対する通電をオン／オフする駆動素子と、
所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果を表わす出力信号を前記駆動素子へオン／オフ制御信号として供給する比較素子
とを具え、
１画面の表示周期内に１つの走査期間と１つの発光期間が設けられ、走査期間に、走査ドライバーによって各画素の書込み素子に対する走査電圧の印加が行なわれて、各画素の電圧保持手段にデータ電圧が保持され、発光期間に、前記駆動手段による前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧との比較が行なわれて、各画素の表示素子がオン／オフ制御され、
ランプ電圧は、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオンさせることとなる第１の値と、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオフさせることとなる第２の値との間で変化可能であって、１画面の表示周期内で、走査期間には第２の値を維持し、走査期間以外の発光期間内に、第１の値と第２の値の間で変化し、
１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、奇数番号のライン上に並ぶ画素と偶数番号のライン上に並ぶ画素との間で、１画面の表示周期内の走査期間と発光期間の順序が相互に入れ替わっていることを特徴とするデジタル駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査ドライバーとデータドライバーを接続して構成され、表示パネルの各画素は、
電流又は電圧の供給を受けて発光する表示素子と、
走査ドライバーからの走査電圧が印加されて導通状態となる書込み素子と、
書込み素子が導通状態となることによってデータドライバーからのデータ電圧が印加されて、該電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持されている電圧の大きさに応じた時間だけ、前記表示素子に電流又は電圧を供給する駆動手段
とを具え、前記駆動手段は、
オン／オフ制御信号の入力に応じて、前記表示素子に対する通電をオン／オフする駆動素子と、
所定の変化カーブを有するランプ電圧と前記電圧保持手段の出力電圧とを比較して、その結果を表わす出力信号を前記駆動素子へオン／オフ制御信号として供給する比較素子
とを具え、
１画面の表示周期内に１つの走査期間と１つの発光期間が設けられ、走査期間に、走査ドライバーによって各画素の書込み素子に対する走査電圧の印加が行なわれて、各画素の電圧保持手段にデータ電圧が保持され、発光期間に、前記駆動手段による前記ランプ電圧と電圧保持手段の出力電圧との比較が行なわれて、各画素の表示素子がオン／オフ制御され、
ランプ電圧は、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオンさせることとなる第１の値と、データ電圧に拘わらず比較素子の出力信号が駆動素子を常にオフさせることとなる第２の値との間で変化可能であって、１画面の表示周期内で、走査期間には第２の値を維持し、走査期間以外の発光期間内に、第１の値と第２の値の間で変化し、
１画面を構成する複数の水平又は垂直ラインの内、３原色の各色のライン上に並ぶ画素についてのランプ電圧は、前記第１の値と第２の値の間の変化率が色毎に異なっていることを特徴とするデジタル駆動型表示装置。 - 前記駆動素子は、オン／オフ制御信号をゲートに受けて表示素子に対する通電をオン／オフする駆動用トランジスタによって構成され、前記書込み素子は、走査電圧をゲートに受けて導通状態となる書込み用トランジスタによって構成され、前記電圧保持手段は、データ電圧を電荷として蓄積する容量素子によって構成され、比較素子は、ランプ電圧発生回路から供給されるランプ電圧と前記容量素子の出力電圧とを正負一対の入力端子に受けて、比較結果を表わすハイ／ローの信号を出力端子から前記駆動用トランジスタのゲートへ出力するコンパレータによって構成されている請求項１乃至請求項３の何れかに記載のデジタル駆動型表示装置。
- コンパレータは、ランプ電圧発生回路から供給されるランプ電圧と前記容量素子の出力電圧とがそれぞれのゲートに印加される一対の電圧比較用トランジスタと、両電圧比較用トランジスタに電流を供給する電流源と、両電圧比較用トランジスタに流れる電流の抵抗となる抵抗要素とを具え、何れか一方の電圧比較用トランジスタに電流が流れることによって電圧変化が発生する点を出力端子としている請求項４に記載のデジタル駆動型表示装置。
- 何れか一方の電圧比較用トランジスタが駆動用トランジスタとなって、表示素子に対する通電をオン／オフする請求項５に記載のデジタル駆動型表示装置。
- コンパレータは、発光オン／オフ用の一対のトランジスタを具え、発光オン用のトランジスタはランプ電圧と容量素子の出力電圧との差が所定の閾値を越えたときオンとなって、駆動用トランジスタをオンとし、発光オフ用のトランジスタはランプ電圧と所定の直流電圧との差が所定の閾値を越えたときオンとなって、駆動用トランジスタをオフとする請求項４に記載のデジタル駆動型表示装置。
- ランプ電圧発生回路は、表示パネルの外部に設けられている請求項４乃至請求項７の何れかに記載のデジタル駆動型表示装置。
- ランプ電圧発生回路は、表示パネルの各画素に設けられており、表示パネルの外部から供給されるスイッチングパルスの供給を受けて、該パルスのハイ若しくはローの期間にコンデンサの充電若しくは放電によってランプ電圧を発生する請求項４乃至請求項７の何れかに記載のデジタル駆動型表示装置。
- ランプ電圧発生回路は、走査期間内に前記コンデンサの充電に伴って流れる電流を遮断するトランジスタを具えている請求項９に記載のデジタル駆動型表示装置。
- 表示素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１乃至請求項１０の何れかに記載のデジタル駆動型表示装置。
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