JP2003108073A - 自己発光型表示装置 - Google Patents
自己発光型表示装置Info
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- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
- G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
- G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
- G09G2300/0857—Static memory circuit, e.g. flip-flop
Abstract
複数の表示画素と、複数の表示画素の行に沿った複数の
走査線と、複数の表示画素の列に沿った複数の信号線
と、複数の表示画素に電源電圧を供給する電源部14と
を備え、各表示画素は自己発光素子、対応走査線からの
走査信号に応答して対応信号線からの映像信号を取込む
画素スイッチ、並びに自己発光素子および電源部14間
に接続され画素スイッチからの映像信号に対応する駆動
電流を自己発光素子に供給する駆動素子を含み、各自己
発光素子はさらに輝度調整スイッチ部15,SWを介し
て電源部14に接続される。
Description
lectro Luminescence)素子のような自己発光素子が表示
画面を構成する複数の表示画素に設けられる自己発光型
表示装置に関する。
型、高輝度という特徴を持つことから携帯用情報機器の
モニタディスプレイとして注目されている。典型的な有
機EL表示装置はマトリクス状に配置される複数の表示
画素に自己発光素子として有機EL素子を設け、これら
表示画素で構成される表示画面に画像を表示する。この
表示装置では、複数の走査線がこれら表示画素の行に沿
ってそれぞれ配置され、複数の信号線がこれら表示画素
の列に沿ってそれぞれ配置され、複数の画素スイッチが
これら走査線および信号線の交差位置近傍に配置され
る。
よび有機EL素子を含む。画素スイッチは対応走査線か
らの走査信号に応答して対応信号線からの映像信号を取
込むように接続される。駆動素子は画素スイッチからの
映像信号に対応する駆動電流を供給するように有機EL
素子および駆動電源線間に接続される。駆動素子および
画素スイッチはガラスや合成樹脂などから成る基板、導
電性を有する基板、あるいは半導体等の基板上にSiO
2やSiNなどの絶縁膜を形成した基板上に形成される
薄膜トランジスタで構成される。
有機化合物を含む薄膜である発光層をカソード電極およ
びアノード電極間に挟持した構造を有し、発光層に電子
および正孔を注入しこれらを再結合させることにより励
起子を生成させ、この励起子の失活時に生じる光放出に
より発光する。アノード電極はITO等で構成される透
明電極であり、カソード電極はアルミニウム等の金属で
構成される反射電極である。この構成により、有機EL
素子は10V以下の印加電圧でも100〜100000
cd/m2程度の輝度を得ることができる。
動素子である駆動用薄膜トランジスタの定電流特性を利
用して制御される。図12は駆動用薄膜トランジスタの
ゲート・ソース間電圧Vdsと駆動電流I1との関係を示
す。この電圧Vdsが変化すれば、図12に示すようにV
gs特性に従って流れる電流I1が決まるが、飽和領域で
動作させている場合には、電圧Vdsが変化しても電流I
1はほぼ一定となる。ここで、さらに図12に示す有機
EL素子のI−V特性を参照すると、電圧Vdsがある値
に決まれば、Vgs特性線とI−V特性線との交点が有機
EL素子の動作点となり、有機EL素子に電圧V1が印
加されて電流I1が流れる。有機EL素子の電流−輝度
特性はほぼリニアであり、電流が一定であれば、輝度も
一定となる。従って、I−V特性が変化しても、トラン
ジスタ特性が変わらなければ、電流、すなわち輝度は一
定となる。
り信号線Xから所定電位を電圧Vdsとして駆動用薄膜ト
ランジスタのゲートに印加すれば、図12のI−V特性
の等Vgs線との交点である有機EL素子の動作点を選択
できるため、多階調表示が可能となる。
表示装置では、一般にバックライトの輝度が使用環境に
依存した画像の見やすさや消費電力を最適化するために
調整される。例えば携帯情報端末を電池駆動にして持ち
歩くような場合、ユーザがバックライトを暗くする低消
費電力動作を選択したり、電池駆動時にこの動作への自
動切替をしたりして電池を節約している。このバックラ
イトの輝度は外部から供給される電源電圧を低下させる
ことにより暗くすることができる。
駆動に依存する自己発光素子である。このため、電源電
圧を変化させることにより有機EL素子の輝度を調整す
ることはできない。
域でオンオフする階調表示方式が知られる。この場合、
薄膜トランジスタのオン時間が所望の輝度あるいは階調
を得るために調整されるが、この時間調整だけで輝度お
よび階調を変化させようとすると、極めて僅かな間隔の
時間調整が必要となり、結果として輝度か階調のいずれ
かの設定が困難となる。
階調制御に関係なく輝度を調整可能な自己発光型表示装
置を提供することにある。
面を構成する複数の表示画素と、複数の表示画素の行に
沿った複数の走査線と、複数の表示画素の列に沿った複
数の信号線と、複数の表示画素に電源電圧を供給する電
源部とを備え、各表示画素は自己発光素子、対応走査線
からの走査信号に応答して対応信号線からの映像信号を
取込む画素スイッチ、並びに自己発光素子および電源部
間に接続され画素スイッチからの映像信号に対応する駆
動電流を自己発光素子に供給する駆動素子を含み、各自
己発光素子はさらに輝度調整スイッチ部を介して電源部
に接続される自己発光型表示装置が提供される。
子から独立な輝度調整スイッチ部を介して電源部に接続
される。このため、輝度調整スイッチ部が例えば所定周
期の1/2の割合で導通すれば、自己発光素子の輝度を
等価的に1/2にすることができる。すなわち、輝度調
整スイッチ部のオン時間により単位時間あたりの自己発
光素子の発光割合を調整して階調制御に関係なく自己発
光素子を所望の輝度(最大階調時の明るさ)に設定する
ことが可能である。
る有機EL表示装置について図面を参照して説明する。
を示し、図2は有機EL表示装置の表示画素PXの回路
構成を示す。この有機EL表示装置は、画像を表示する
ELモジュール12、ELモジュール12の駆動回路用
電源電圧を発生する駆動回路電源13、ELモジュール
12のEL用電源電圧を発生するEL電源14、ELモ
ジュール12を通常モードおよび静止画表示モードで動
作させる制御を行う制御装置15を備える。ELモジュ
ール12は表示画面となるEL表示部DSを構成する複
数の表示画素PX、これら表示画素PXの行に沿って配
置される複数の走査線Y、これら表示画素PXの列に沿
って配置される複数の信号線X、表示部DSの外側に配
置され複数の走査線Yを駆動する走査線ドライバYD、
および表示部DSの外側に配置され複数の信号線Xを駆
動する信号線ドライバXDを備える。各表示画素PX
は、有機EL素子16、および駆動素子17、および画
素スイッチ18を含む。画素スイッチ18は走査線Yお
よび信号線Xの交差位置近傍に配置され、走査線Yから
の走査信号に応答して信号線Xからの映像信号を取込む
ように接続される。駆動素子17は画素スイッチ18か
らの映像信号に対応する駆動電流を有機EL素子16に
供給するように駆動電源線Vddおよび基準電源線Vss間
でこの有機EL素子16に直列に接続される。有機EL
素子16は赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)
という3種発光色のいずれかで発光するように構成され
る。これら発光色は複数列の有機EL素子16に所定順
序で割り当てられる。画素スイッチ18は例えばNチャ
ネル薄膜トランジスタにより構成され、駆動素子17は
Pチャネル薄膜トランジスタにより構成される。走査線
ドライバYDおよび信号線ドライバXDは、画素スイッ
チ18および駆動素子17と同一工程で形成されるNチ
ャネル薄膜トランジスタおよびPチャネル薄膜トランジ
スタにより構成され、同一絶縁基板上に一体的に形成さ
れる。
により1フレーム期間(1F)において順次複数の走査
線Yに走査信号を供給する。すなわち、各走査線Yは互
いに異なる1水平走査期間において走査信号により駆動
される。信号線ドライバXDは制御装置15の制御によ
り各水平走査期間においてデジタル映像信号を順次階調
電圧に変換し、これら階調電圧を複数の信号線Xにアナ
ログ映像信号として出力する。
ら供給される走査信号により1水平走査期間に導通し、
走査信号が再び1フレーム期間後に供給されるまで非導
通となる。駆動素子17はこれら画素スイッチ18を介
して容量素子18に保持されたアナログ映像信号に対応
した駆動電流を有機EL素子16にそれぞれ供給する。
XDは電源電圧を受け取るために駆動回路電源13に接
続され、表示画素PXは電源電圧を受け取るために駆動
用電源線Vdd,Vssを介してEL電源14に接続され
る。
14および表示画素PX間の駆動用電源線Vddに挿入さ
れる輝度調整スイッチSWを備える。この輝度調整スイ
ッチSWは制御装置15からの輝度調整信号BCによっ
て一定の周期あるいは疑似ランダムでオンオフするよう
制御される。ここで、疑似ランダムとは、オン時間が一
定時間において等価的に所定割合になるような状態をさ
す。この輝度調整スイッチSWがオンしたときに発光す
る有機EL素子16を所定時間にわたって観察すると、
輝度調整スイッチSWのオン時間が例えば通算で所定時
間の1/2である場合に、等価的に有機EL素子16の
輝度が所定時間にわたって輝度調整スイッチSWをオン
させたときに得られる最大値の1/2となる。
EL素子16が駆動素子17から独立な輝度調整スイッ
チSWを介してEL電源14に接続される。このため、
輝度調整スイッチSWが例えば所定周期毎にこの所定周
期の1/2の期間だけ導通すれば、有機EL素子16の
輝度を等価的に1/2にすることができる。すなわち、
輝度調整スイッチSWのオン時間により単位時間あたり
の発光割合を調整して階調制御とは関係なく所望輝度に
有機EL素子16を設定することが可能である。
WがELモジュール12の外部に配置されるがELモジ
ュール12の回路基板となるガラス板上に形成されても
よい。但し、大電流が流れる場合には、この電流が一カ
所に集中しないように例えば複数の薄膜トランジスタを
輝度調整スイッチSWとして設ける必要がある。
L表示装置について説明する。
Xの回路構成を示す。この有機EL表示装置は図1に示
す有機EL表示装置に類似する。このため、図1に示す
有機EL表示装置と同様な部分が図3において同一参照
符号で示される。図1に示す輝度調整スイッチSWはこ
の実施形態で削除されるが、これを除く全体の構成は図
1の構成と同様である。この有機EL表示装置では、各
表示画素PXが図3に示すように輝度調整スイッチSW
の代わりに設けられる輝度調整スイッチ19を有する。
この輝度調整スイッチ19は有機EL素子16および駆
動素子17の間に直列に接続され、制御装置15からの
輝度調整信号BCにより制御される。輝度調整スイッチ
19は例えば駆動素子17と同様にPチャネル薄膜トラ
ンジスタにより構成される。この場合、輝度調整信号B
Cが低レベルであるときに輝度調整スイッチ19がオン
し、有機EL素子16を発光させる。このオン時間が図
4に示すように例えば所定周期の1/4,1/2,5/
8,3/4期間のように変更されると、この有機EL素
子16の輝度もこの変更に伴って最大値の1/4,1/
2,5/8,3/4に設定される。
度調整スイッチ19のオン時間により単位時間あたりの
発光割合を調整して階調制御に関係なく有機EL素子を
所望の輝度に設定することが可能である。
回路構成を示し、図6は図5に示す表示画素PXの平面
構造を概略的に示す。この変形例では、表示画素PXが
図5に示すようなスタティックメモリ部20と、メモリ
制御スイッチ21とを有する。メモリ制御スイッチ21
は駆動素子17のゲートおよびスタティックメモリ部2
0間に接続され、制御装置15からの輝度調整信号BC
により制御される。メモリ制御スイッチ21は例えば画
素スイッチ18と同様にNチャネル薄膜トランジスタに
より構成される。スタティックメモリ部20は第1イン
バータ20A、第2インバータ20B、およびスイッチ
素子20Cを含む。インバータ20Aおよび20Bの各
々は電源線VddおよびVss1間で直列に接続される一対
のPおよびNチャネル薄膜トランジスタで構成され、ス
イッチ素子20Cは走査線Yを介して駆動されるPチャ
ネル薄膜トランジスタで構成される。インバータ20A
は駆動素子17のゲートからの映像信号をメモリ制御ス
イッチ21を介して受け取って反転し、インバータ20
Bはインバータ20Aから得られる映像信号を反転し、
スイッチ素子20Cはインバータ20から得られる映像
信号をインバータ20Aに出力すると共に、メモリ制御
スイッチ21を介して駆動素子17のゲートに出力す
る。
に画素スイッチ18を介して信号線Xから駆動素子17
のゲートに印加される。メモリ制御スイッチ21はメモ
リ制御信号の制御により映像信号をスタティックメモリ
部20に供給する。スイッチ素子20Cは走査線Yが高
レベルであるときにオフ状態であるが、走査線Yが低レ
ベルになるとオンする。これにより、映像信号がは高電
位または低電位のいずれかであるようなデジタル形式で
スタティックメモリ部20に保持される。
ば、各表示画素PXが上述のようなスタティックメモリ
部20を持つ場合でも輝度調整が可能である。また、ス
タティックメモリ部20により静止画表示が可能となる
ため、信号線ドライバXDおよび走査線ドライバYDの
動作を停止させてさらに低消費電力化をはかることがで
きる。ちなみに、スタティックメモリ部20は輝度調整
スイッチSWと共通の電源線Vddに接続されるため、電
源線Vss1がメモリ動作を不安定にしないよう電源線Vs
sから独立に設けられる。
回路構成を示す。この変形例では、各表示画素PXが輝
度調整スイッチ19に加えて図5に示すようなスタティ
ックメモリ部20を持つ。この場合、輝度調整スイッチ
19を用いて表示画素PXの輝度調整が可能であるだけ
でなく、図1に示すような輝度調整スイッチSWに起因
するスタティックメモリ部20の不安定動作を確実に無
くすことができる。また、図5に示す変形例と同様にス
タティックメモリ部20により静止画表示が可能となる
ため、信号線ドライバXDおよび走査線ドライバYDの
動作を停止させてさらに低消費電力化をはかることがで
きる。
モリ部20は1ビットのデジタルメモリであるために2
値表示しかできないが、複数ビット構成にすればこれら
2値の中間値の表示を行うことも可能である。
L表示装置について説明する。
Xの輝度調整方式を概略的に示し、図9はこの有機EL
表示装置のELモジュール12の回路構成を示す。この
有機EL表示装置は図1に示す有機EL表示装置に類似
する。このため、図1に示す有機EL表示装置と同様な
部分が図8および図9において同一参照符号で示され
る。図1に示す輝度調整スイッチSWはこの実施形態で
削除されるが、これを除く全体の構成は図1の構成と同
様である。この有機EL表示装置では、複数の輝度調整
スイッチ23が輝度調整スイッチSWの代わりに設けら
れる。各輝度調整スイッチ23は図8に示すようにEL
モジュール12の回路基板となるガラス板上で1行の表
示画素PXに沿って配置される電源線Vddに挿入される
Pチャネル薄膜トランジスタである。
調整スイッチ23が図9に示すように一列に並べられ、
それぞれ表示画素PXの行に割り当てられる。これら輝
度調整スイッチ23は制御装置15からの輝度調整信号
BCによって一定の周期あるいは疑似ランダムでオンオ
フするよう制御される。各輝度調整スイッチ23は対応
する電源線Vddに接続される1行分の表示画素PXの有
機EL素子16に流れる駆動電流を一律にスイッチング
する。輝度調整スイッチ23のオン時間が例えば通算で
所定時間の1/2である場合に、等価的に有機EL素子
16の輝度が所定時間にわたって輝度調整スイッチSW
をオンさせたときに得られる最大値の1/2となる。
EL素子16が駆動素子17から独立な輝度調整スイッ
チ23を介してEL電源14に接続される。このため、
輝度調整スイッチ23が例えば所定周期毎にこの所定周
期の1/2の期間だけ導通すれば、有機EL素子16の
輝度を等価的に1/2にすることができる。すなわち、
輝度調整スイッチSWのオン時間により単位時間あたり
の発光割合を調整して階調制御とは関係なく所望輝度に
有機EL素子16を設定することが可能である。
L表示装置について説明する。
ュール12の回路構成を示し、図11はこの有機EL表
示装置全体の回路構成を示す。この有機EL表示装置は
図9に示す有機EL表示装置に類似する。このため、図
9に示す有機EL表示装置と同様な部分が図10および
図11において同一参照符号で示される。この有機EL
表示装置では、複数の表示画素PXが図11に示すよう
に表示画面の上部および下部でEL表示部1およびEL
表示部2を構成する2ブロックに区分され。複数の輝度
調整スイッチ23も図10に示すようにEL表示部1お
よびEL表示部2に対応して2分割され、制御装置15
から供給される輝度調整信号BC1およびBC2により
それぞれ制御される。輝度調整信号BC1およびBC2
は第3実施形態で用いられた輝度調整信号BCと同等の
ものである。尚、表示画面は必ずしも同じサイズの複数
ブロックに区分される必要はない。また、これらブロッ
クは表示画素PXの列方向だけでなく、列方向に区分さ
れてもよい。この場合、電源線Vddもこれらブロックに
対応して区分される。EL電源14はこれらブロックに
対応して区分された電源線Vddにそれぞれ挿入される複
数の輝度調整スイッチ23にEL用電源電圧を供給す
る。これら輝度調整スイッチ23はブロックサイズに見
合う電流供給能力を持つ必要があるため、薄膜トランジ
スタが輝度調整スイッチ23として形成される場合には
チャネル寸法が必要とされる電流供給能力に対応して決
定される。
置15からの輝度調整信号BC1およびBC2の制御に
より一定の周期あるいは疑似ランダムでオンオフするよ
う制御される。各輝度調整スイッチ23は対応する電源
線Vddに接続される1ブロック分の表示画素PXの有機
EL素子16に流れる駆動電流を一律にスイッチングす
る。輝度調整スイッチ23のオン時間が例えば通算で所
定時間の1/2である場合に、等価的に有機EL素子1
6の輝度が所定時間にわたって輝度調整スイッチSWを
オンさせたときに得られる最大値の1/2となる。
EL素子16がブロック毎に共通な輝度調整スイッチ2
3を介してEL電源14に接続される。このため、輝度
調整スイッチ23が例えば所定周期毎にこの所定周期の
1/2の期間だけ導通すれば、有機EL素子16の輝度
を等価的に1/2にすることができる。すなわち、輝度
調整スイッチSWのオン時間により単位時間あたりの発
光割合を調整して階調制御とは関係なく所望輝度に有機
EL素子16を設定することが可能である。また、EL
表示部1およびEL表示部2を異なる輝度に設定できる
ため、応用範囲を広げることが可能である。
C,BC1,またはBC2が制御装置15で発生され輝
度調整スイッチSW,19,または23に供給される
が、例えば有機EL表示装置の外部のホスト処理ユニッ
ト等から輝度調整スイッチSW,19,または23に供
給されるようにしてもよい。また、制御装置15は外光
を検知するために設けられるセンサの出力信号を参照
し、有機EL素子16の輝度を暗い場所で低下させるよ
うな輝度調整信号BCを発生してもよい。また、制御装
置15は電池残量を検知するために設けられるセンサの
出力信号を参照し、有機機EL素子16の輝度を電池残
量の減少に伴って低下させるような輝度調整信号BCを
発生してもよい。
に関係なく輝度を調整可能な自己発光型表示装置を提供
することができる。
の全体的回路を示す図である。
構成を示す図である。
の表示画素の回路構成を示す図である。
オフ状態と有機EL素子の輝度との関係を示すタイムチ
ャートである。
図である。
図である。
図である。
の表示画素の輝度調整方式を概略的に示す図である。
ュール全体の回路構成を示す図である。
置のELモジュールの回路構成を示す図である。
を持つ有機EL表示装置全体の回路構成を示す図であ
る。
ゲート・ソース間電圧と駆動電流との関係を示すグラフ
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 表示画面を構成する複数の表示画素と、
前記複数の表示画素の行に沿った複数の走査線と、前記
複数の表示画素の列に沿った複数の信号線と、前記複数
の表示画素に電源電圧を供給する電源部とを備え、各表
示画素は自己発光素子、対応走査線からの走査信号に応
答して対応信号線からの映像信号を取り込む画素スイッ
チ、並びに前記自己発光素子および前記電源部間に接続
され前記画素スイッチからの映像信号に対応する駆動電
流を自己発光素子に供給する駆動素子を含み、各自己発
光素子はさらに輝度調整スイッチ部を介して前記電源部
に接続されることを特徴とする自己発光型表示装置。 - 【請求項2】 前記輝度調整スイッチ部は前記表示画面
の外部に設けられる少なくとも1個のスイッチ素子およ
びこのスイッチ素子の導通期間を制御する制御回路を含
むことを特徴とする請求項1に記載の自己発光型表示装
置。 - 【請求項3】 前記輝度調整スイッチ部は前記複数の表
示画素にそれぞれ設けられる複数のスイッチ素子および
これらスイッチ素子の導通期間を制御する制御回路を含
むことを特徴とする請求項1に記載の自己発光型表示装
置。 - 【請求項4】 前記輝度調整スイッチ部は前記表示画面
内で各々一方向に並ぶ所定数の表示画素に割り当てられ
る複数のスイッチ素子および前記複数のスイッチ素子の
導通期間を制御する制御回路を含むことを特徴とする請
求項1に記載の自己発光型表示装置。 - 【請求項5】 前記輝度調整スイッチ部は前記表示画面
を区分するような複数ブロックの表示画素にそれぞれ割
り当てられる複数のスイッチ素子および前記複数のスイ
ッチ素子の導通期間を制御する制御回路を含むことを特
徴とする請求項1に記載の自己発光型表示装置。 - 【請求項6】 前記制御回路は外部信号を参照するよう
に構成されることを特徴とする請求項1乃至5に記載の
自己発光型表示装置。 - 【請求項7】 表示画面を構成する複数の表示画素と、
前記複数の表示画素の行に沿った複数の走査線と、前記
複数の表示画素の列に沿った複数の信号線と、前記複数
の表示画素に電源電圧を供給する電源部とを備え、各表
示画素は自己発光素子、対応走査線からの走査信号に応
答して対応信号線からの映像信号を取り込む画素スイッ
チ、前記画素スイッチによって取り込まれた映像信号を
保持するスタティックメモリ部、並びに前記自己発光素
子および前記電源部間に接続され前記画素スイッチおよ
び前記スタティックメモリ部からの映像信号に対応する
駆動電流を自己発光素子に供給する駆動素子を含み、各
自己発光素子はさらに輝度調整スイッチ部を介して前記
電源部に接続されることを特徴とする自己発光型表示装
置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001304723A JP2003108073A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 自己発光型表示装置 |
TW91122017A TW574529B (en) | 2001-09-28 | 2002-09-25 | Organic electro-luminescence display device |
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---|---|
JP2003108073A true JP2003108073A (ja) | 2003-04-11 |
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ID=19124604
Family Applications (1)
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JP2001304723A Pending JP2003108073A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 自己発光型表示装置 |
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Country | Link |
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