CN101447168B - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像显示装置及其驱动方法。仅用行存储器来确保较长的自发光元件的发光时间从而实现高亮度的图像显示。取连续多行(3行)为显示电压的写入期间(数据写入期间)，取复位脉冲为“高”状态。接着，汇集3行为三角波期间(三角波电压的写入期间)，仅发光控制脉冲为“高”状态。在三角波电压的写入期间，从第2次三角波电压的写入开始为三角波电压的改写，因此不需要从显示电压的改写期间(虚线部分)，能够确保较长的发光控制脉冲为“高”状态的发光期间。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及安装了EL(电致发光)元件或有机EL元件以及其他自发光类型显示元件即自发光元件的图像显示装置及其驱动方法。 
背景技术
在EL(电致发光)元件或有机EL元件为代表的自发光元件中，其发光亮度具有与流过自发光元件的电流量成比例的性质，通过控制流过自发光元件的电流量能够进行灰阶显示。能够配置多个这样的自发光元件来做成显示装置。 
另一方面，用于控制流过这样的自发光元件的电流量的驱动晶体管具有制造工序中产生的特性离差，该特性离差使得驱动电流有偏差，最终亮度有偏差，成为画质下降的主要原因。 
作为解决该问题的一种电路，专利文献1(特开2003-5709号公报)中公开了以下技术：在一水平期间(1行期间)内以驱动晶体管的特性为基准写入显示数据信号，然后输入控制发光定时的三角波，从而消除驱动晶体管的特性离差并控制发光时间进行灰阶显示。 
发明内容
专利文献1公开的发明是称作时间调制方式的驱动方法，该时间调制方式是通过比较数据电压(信号电压)与三角波电压的大小来控制发光时间的方式。在显示期间内将信号写入期间(信号电压写入期间、数据写入期间)与三角波输入期间(三角波电压输入期间、发光期间、点亮期间)分开，例如在一帧期间内或一水平期间内，将信号写入期间与发光期间分开。 
在这样的驱动中，为了在一帧期间内确保较长的发光时间，需要 通过设置帧存储器来缩短显示期间，确保较长的消隐期间，因此外围电路的规模变大。另外，为了在一水平期间内确保较长的发光时间，能够通过设置行缓冲器来实现。如后面在图4中所述那样，从信号电压改写为像素驱动电压(三角波)时不能发光，因此不能确保较长的发光时间。 
本发明的目的在于，提供一种图像显示装置及其驱动方法，仅用行存储器来确保较长的自发光元件的发光时间而进行高亮度显示。 
在每一水平消隐期间改写信号电压和三角波电压，因此不能发光的无用时间增加，因此本发明采用通过将各写入动作多行汇集来控制该无用时间的结构。本发明在现有结构上追加了与上述汇集的多行相当的行存储器、和用于极力缩短信号电压期间的高速读出电路。另外，设置以下电路：该电路用于控制连续多行进行信号电压的写入时各行的写入时的条件，例如针对三角波写入后连续的信号电压的写入时间的差异的每一行的写入时间，可使写入时间根据汇集的多行中的第几行而改变。 
能够在行上确保发光时间，而不需要帧存储器，因此，能够简化外围电路的结构，通过按每行控制写入时间来校正由行汇集引起的写入条件的错误，得到高亮度的图像显示。 
附图说明
本发明的这些以及其他特征、目的和优点将通过以下参照附图的说明而得以明确。
图1是采用了本发明的自发光元件的图像显示装置的一实施方式的结构图。 
图2是说明图1的自发光元件显示器的内部结构例的电路图。 
图3是说明图2的驱动反相器的信号电压的基准电压设定的图。 
图4是表示信号电压写入和基于三角波的点亮时间控制的工作的波形图。 
图5是反复汇集多行地进行信号电压的写入和三角波电压的写入 的本发明实施方式点亮时间控制的工作的波形图。 
图6是说明图1所示的水平图像存储电路的水平消隐期间即发光期间的确保工作的波形图。 
图7是说明图1的数据线驱动电路14的内部结构的一例的框图。 
图8是说明图7的三角波生成电路71的内部结构例的框图。 
图9是说明图7所示的数据线驱动电路14的工作的波形图。 
图10是说明可按行改变图7所示的数据线驱动电路14的驱动工作的写入期间的工作的波形图。 
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。 
以下，用附图详细说明本发明的一实施方式。图1是采用了本发明的自发光元件的图像显示装置的一实施方式的结构图。在图1中，符号1是垂直同步信号、2是水平同步信号、3是数据使能信号、4是显示数据、5是同步时钟。垂直同步信号1是显示1画面的周期(1帧周期)的信号，水平同步信号2是1水平周期的信号，数据使能信号3是表示显示数据4为有效的期间(显示有效期间)的信号，所有的信号都与同步时钟5同步输入。 
在本实施方式中，这些显示数据以在一画面中从左上端的像素起依次光栅扫描的形式被传输，1像素的信息作为由6位的数字数据构成的信息，将在后面说明。符号6是显示控制部、7是数据线控制信号、8是扫描线控制信号、9是存储电路控制信号、10是存储电路控制地址、11是存储数据、12是水平图像存储电路，13是读出数据。显示控制部6，作为写入控制信号生成用于将自发光元件显示器(后面将会说明)的至少1水平(1行)的显示数据4暂时存储于可存储的水平图像存储电路12中的存储电路控制信号9，作为写入地址生成存储电路控制地址10，并将它们与存储数据11一起输出。 
另外，为了按照自发光元件显示器的显示定时读出存储数据11作为读出数据13，作为读出控制信号生成存储电路控制信号9，作为 读出地址生成存储电路控制地址，并于读出数据13一起，作为数据线控制信号7、扫描线控制信号8输出。在本实施方式中，水平图像存储电路12作为存储读出1行的显示数据的电路，将在下面说明。 
符号14是数据线驱动电路，15是数据线驱动信号，16是扫描线驱动电路，17是扫描线驱动信号，18是发光电压生成电路，19是自发光元件发光电压，20是自发光元件显示器。自发光元件显示器20表示作为显示元件采用了发光二极管或有机EL等的显示器，具有矩阵状配置的多个自发光元件(像素)。自发光元件显示器20的显示工作，通过对由扫描线驱动电路16输出的扫描线驱动信号17选择出的行上的像素施加按照从数据线驱动电路14输出的数据线驱动信号15的信号电压和三角波信号，来控制发光时间。 
自发光元件根据被控制的时间，通过被施加自发光元件发光电压19而发光。数据线驱动电路14和扫描线驱动电路16可以分别由不同的LSI来实现，也可以由一个LSI来实现。另外，也可以与像素部形成在同一玻璃基板上。在本实施方式中，自发光元件显示器20作为具有240×320位的分辨率的显示器，将在下面说明。 
图2是说明图1的自发光元件显示器20的内部结构例的电路图，表示作为自发光元件采用了有机EL元件时的例子。在图2中，符号21是第1数据线，22是第2数据线，23是第1扫描线，24是第320扫描线，25是第1发光控制线，26是第320发光控制线，27是第1列发光电压供给线，28是第2列发光电压供给线，29是第1行第1列像素，30是第1行第2列像素，31是第320行第1列像素，32是第320行第2列像素。通过各数据线对由各扫描线选择的行的像素提供信号电压和三角波，按照信号电压和三角波的关系控制发光的时间。 
在此，仅对第1行第1列像素29示出像素内部的结构，但对于第1行第2列像素30及其他像素(包含未图示的像素的所有像素)，也是同样的结构。符号33是复位开关，34是写入电容，35是驱动反相器，36是发光控制开关，37是有机EL。复位开关33通过第1扫 描线23而成为“导通”状态，驱动反相器35的输入输出被短路，因此，根据形成各像素的驱动反相器35的晶体管的特性设定基准电压，并以此为基准将来自第1数据线21的信号电压存储于写入电容34。 
驱动反相器35，在信号电压写入后输入的三角波高于写入电容34中存储的信号电压时输出“低”状态，在该三角波低于该信号电压时输出“高”状态，在三角波输入时将发光控制开关36取为全部像素“导通”状态，从而有机EL37发光。另外，如前面说明的那样，自发光显示器20的像素数为240×320像素，因此，扫描线作为水平方向的线在垂直方向从第1扫描线23到第320扫描线24并列320条的线，数据线作为垂直方向的线在水平方向从第1数据线21、第2数据线22到第720数据线(未图示)并列720条(由R、G、B3点构成像素)的线，将在下面说明。 
自发光元件电压19从自发光元件显示器20的下侧提供，垂直方向(列方向)的线即从第1列发光电压供给线27、第2列发光电压供给线28到第720列发光电压供给线，在水平方向连接720条，将在下面说明。 
图3是说明图2的驱动反相器35的信号电压的基准电压设定的图。在图3中，符号38是驱动反相器35的输入输出特性，39是输入输出短路条件，40是驱动反相器35的信号电压写入基准电位，驱动反相器35在数据写入时输入输出短路，因此输入、输出电位为输入输出特性38与由Vin＝Vout的直线表示的输入输出短路条件39的交点即信号电压写入基准电位40。信号电压的写入以该信号电压写入基准电位40为基准来进行。 
图4是说明在每一水平期间反复进行数据写入和三角波输入的现有点亮时间控制工作的时序图。参照图2的电路说明图4。在图4中，将一水平期间分割为数据写入期间和三角波写入期间，在数据写入期间，使复位脉冲为“高”状态从而使复位开关33为“导通”状态，使发光控制脉冲为“高”状态从而使发光控制开关36为“导通”状态。在三角波写入期间，设置作为用于改写成三角波电压的时间的写 入期间，然后仅使发光控制脉冲为“高”状态。 
驱动反相器输入在数据电压写入期间为信号电压(Vsig)，使复位脉冲、发光控制脉冲为“高”状态，由此成为以驱动反相器35和有机EL37的特性为基准的技术列驱动反相器阈值电压。在三角波电压写入期间，写入的三角波电压分为多行从三角波高电压下降到三角波低电压，在上升到三角波高电压。 
在本实施方式中，三角波在1帧期间内从三角波高电压变化为三角波低电压、三角波高电压。1帧期间是频率60Hz的1周期(约16.7ms)，将在下面说明。在此，在三角波写入期间，在三角波的电平低于驱动反相器的阈值电压的期间，驱动反相器输出为“1”(发光期间)，在高于驱动反相器的阈值电压的期间为“0”(非发光期间)。此时，发光控制脉冲在三角波写入期间为“高”状态，发光控制开关36为“导通”状态，因此，在发光期间的三角波写入期间有机EL37发光。 
图5是说明汇集多行来反复进行信号电压的写入和三角波电压的写入的本发明实施方式的点亮时间控制工作的波形图。在此，汇集3行进行说明。3行连续(按每1行数，依次的3行)作为显示电压的写入期间(数据写入期间)，使复位脉冲为“高”状态，使复位开关33为“导通”状态。接着汇集3行为三角波期间(三角波电压写入期间)，仅发光脉冲为“高”状态。此时的驱动反相器35的工作与图4相同，因此省略说明。在此示出，在三角波电压的写入期间，从第二次三角波电压的写入起是三角波电压的改写，因此不需要从显示电压的改写期间(图5中的虚线部分)，与图4的情况相比能够确保发光控制脉冲为“高”状态的发光期间。 
图6是说明图1所示的水平图像存储电路的水平消隐期间即发光期间的确保工作的波形图。在图6中，相对于输入的水平同步信号、数据时钟信号，写入数据开始信号、写入时钟信号被高速化。在本实施方式中示出，在1.5行的输入期间读出3行的写入数据，将剩余的1.5行的充当水平消隐期间即发光期间。
图7是说明图1的数据线驱动电路14的内部结构的一例的框图。在图7中，符号60是数据转换电路，61是数据开始信号，62是数据时钟，63是显示串行数据，64是水平消隐期间信号，65是显示转换数据，数据转换电路60按照数据时钟62，以数据开始信号61为取入开始的基准在1水平期间内取入1行的显示串行数据63，作为显示转换数据65输出。 
符号66是1行锁存电路，67是水平锁存时钟，68是1行锁存数据，1行锁存电路66锁存1行的显示转换数据65，将其与水平锁存时钟67同步地作为1行锁存数据68输出，输出表示不输出1行锁存数据68的水平消隐期间信号64。符号69是灰阶电压选择电路，70是1行显示数据。灰阶电压选择电路69根据1行锁存数据选择64级灰阶电压中的1级，作为1行显示数据70输出。 
符号71是三角波生成电路，72是第1三角波信号，73是第2三角波信号，74是三角波切换信号，三角波生成电路71生成以1帧期间为1周期的第1三角波信号72、和周期相同相位不同的第2三角波信号73，并且生成表示将所生成的三角波输出给数据线的定时的三角波切换信号74。如先前所述，在本实施方式中，三角波的相位为奇数列与偶数列相反，因此将第1三角波信号72输出给奇数列的数据线，将相位相反的第2三角波信号73输出给偶数列数据线，将在下面说明。符号75是灰阶电压-三角波切换电路，按照三角波切换信号74，在奇数列切换1行显示数据70和第1三角波信号72，在偶数列切换1行显示数据70和第2三角波信号73，并作为数据线驱动信号15输出。 
图8是说明图7的三角波生成电路71的内部结构例的框图。在图8中，符号95是基准时钟生成电路，96是基准时钟，97是上下计数电路，98是第1计数输出，99是相位调整电路，100是第2计数输出，101是数字/模拟转换电路，102是三角波切换信号生成电路。基准时钟生成电路95生成用于生成第1三角波信号72和第2三角波信号73的基准时钟96。上下计数电路97在与基准时钟96同步地从任 意初始值开始下计数，达到“0”后，再进行上计数直到返回初始值为止，输出第1计数输出98。相位调整电路99将第1计数输出98的相位错开任意大小，作为第2计数输出100输出。 
在此，在本实施方式中，设任意的初始值为与显示数据同样的6位数据的最大值即“63”，第1计数输出98、第2计数输出100输出也为6位的数字数据，另外，使第2三角波信号73的相位与第1三角波信号72相反，第2计数输出100为第1计数输出98的反转输出，将在下面说明。 
图9是说明图7所示的数据线驱动电路14的工作的波形图。写入数据按照以写入数据开始定时为“高”状态的定时为基准的写入时钟被取入。例如，第n行写入数据在第n行数据取入开始定时的下一个写入时钟信号的上升沿开始取入。将1行的数据全部取入后，从水平锁存时钟信号的上升沿到下降沿为止输出1行锁存数据。 
示出例如第n行写入数据，在全部数据取入结束后下一行的水平锁存时钟信号波形的上升沿作为第n行锁存数据输出。图9中一并表示将时间轴延伸的情况。三角波切换信号在1行的1行锁存数据输出后，例如第1行～第3行的1行锁存数据输出后为“高”状态，输出三角波信号。因此，数据线驱动信号在数据写入期间输出1行显示数据，在三角波写入期间输出三角波信号。另外，在本实施方式中，1帧期间内的垂直消隐期间也是输出三角波信号的垂直消隐三角波写入期间。 
图10是说明可按行改变图7所示的数据线驱动电路14的驱动工作的写入期间的工作的波形图。按照水平锁存时钟信号的宽度，确定1行锁存数据的宽度，例如在第n-1行是紧接发光期间后的数据写入且第n行、第n-1行是连续的显示数据写入的情况下，改写所需的时间条件不同，因此用水平锁存时钟的宽度来调整。在此，设紧接发光期间后的数据写入比连续的显示数据写入要费时间，作为控制写入期间的方法之一，示出根据写入电压差进行时间控制(电压差大则时间长，电压差小则时间短)时的例子。写入时间控制不限于基于水平锁 存时钟信号的控制，用图5说明的复位脉冲宽度也是可控制的。另外，三角波切换输出控制也不限于设置在数据线驱动电路的内部，也可以与切换开关一起设置在数据线驱动电路的外部。 
以上，将以任意周期进行增减的电压作为三角波进行了说明，但也可以通过采用按三角波变化而以显示直线渐增或渐减的非线性波来强调或微调灰阶的变化来进行显示。 
通过以上的工作，在进行基于水平消隐发光的灰阶控制的自发光元件显示器中，能够延长发光时间而得到高亮度的图像显示。 
由于本发明在不偏离其实质和范围的情况下可以有许多明显不同的具体实施例，所以应当理解为本发明不仅限于具体的设备或实施例，在不脱离本发明精神的前提下，各种修改和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种图像显示装置，包括：
沿行方向和列方向呈矩阵状配置有多个像素的显示部；
用于向上述像素输入显示信号的多条信号线；以及
向上述信号线输出与显示数据对应的上述显示信号的信号线驱动电路，
其特征在于：
上述显示部在对N行像素写入上述显示信号后，对上述N行像素写入以1帧周期进行增减的三角波信号，对上述显示部的多个像素按每N行来反复进行控制上述N行像素的发光的工作，其中，N为3以上n/2以下的整数，n为列方向的像素数。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：
上述显示部对上述N行像素汇集写入上述三角波信号。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：
上述三角波信号的相位在相邻的像素列上不同。
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