JP2003122304A - アクティブマトリクス型表示装置及びその駆動方法と携帯情報端末 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置及びその駆動方法と携帯情報端末

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JP2003122304A
JP2003122304A JP2001319005A JP2001319005A JP2003122304A JP 2003122304 A JP2003122304 A JP 2003122304A JP 2001319005 A JP2001319005 A JP 2001319005A JP 2001319005 A JP2001319005 A JP 2001319005A JP 2003122304 A JP2003122304 A JP 2003122304A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 EL素子などを用いた表示装置において、部
分表示時における非表示部がトランジスタのオフ時のリ
ーク電流により、黒の輝度が表示領域表示パターンに依
存して上昇する、自発光素子であるので輝度に応じた電
力を必要とするといった問題点がある。 【解決手段】 EL素子が電流により発光することか
ら、EL電源線125からEL素子126への配線経路
上に、電流遮断手段であるトランジスタ127cを設け
127dのリーク電流による駆動用トランジスタ127
のドレイン電流変化によるEL素子126の輝度変化を
防止した。また、非表示行では電流遮断手段であるトラ
ンジスタ127cにより非表示状態を作ることで走査線
数を少なくし、ゲート信号線電力を低減した。ソース信
号線においても同一階調データに対し流れる電流値を色
数、時間、表示領域の大きさにより変化させることで低
電力化を図った。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光素子
など、電流量により階調表示を行う表示装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】有機発光素子は、自発光素子であるた
め、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要で
あり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置と
して期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】有機発光素子のよう
に、素子の発光強度と素子に印加される電界が比例関係
とならず、素子の発光強度と素子を流れる電流密度が比
例関係にあるため、素子の膜厚のばらつき及び入力信号
値のばらつきに対し、発光強度のばらつきは電流制御に
より階調表示を行う方が小さくすることができる。
【0004】携帯情報端末などに用いる場合、電源の容
量が限られるため低電力駆動が求められる。一般に、キ
ー入力操作、通話などの期間に比べて外部入力がない期
間(待ち受け期間)の方が長いことから、待ち受け期間
での低電力化の方法を考案することが、駆動時間を延ば
すために有効であると言える。
【0005】そのための方法として、液晶表示装置では
画面の一部分のみを表示させる部分表示モードと言われ
るモードがあり、図8に示すように表示部52のうちの
一部の行が常に非点灯状態(非表示領域55b)とな
り、待ち受け時に最低限必要な情報のみを表示領域55
a、55cのように表示状態とする方法がある。
【0006】また、折畳式の端末においても、閉じた状
態においてメールの受信などがわかるような小さな表示
部を設けてある場合がある。そこで図22のように、小
さな表示部の代わりに穴61を設け、表示部60の表示
を穴61を通して見る方法もある。この場合、表示部6
0は60bのみの部分表示を行えばよい。
【0007】このように、携帯情報端末における部分表
示は限られた電源を有効に使うための必須条件である。
【0008】有機発光素子を用いた表示装置においても
同様に、非表示領域55bを設けることにより低電力化
を図ることを考え、有機発光素子の特性を生かして非表
示状態では消費電力がほとんど0という利点を用いたシ
ステム構成にすることを考案する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、待ち
受け時に表示部、非表示部とも電源電圧もしくは画素に
流れる電流を小さくしたことを特徴とする。
【0010】非表示画素に流れる電流を小さくすると同
時に、寿命を延ばす観点から逆方向電圧を印加する機能
を有する。
【0011】また、透過型液晶表示装置において携帯情
報端末を作成したときに、キー操作などを一定期間行わ
ないとバックライトを消して低電力化する方法がある
が、有機発光素子を用いた表示装置においても同様に、
一定期間後には輝度を低下させ、低電力化させるように
した。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明を行う。
【0013】(実施の形態1)図2は本発明の第1の実
施の形態における表示装置のブロック図である。
【0014】表示領域記憶手段12を設け、表示部16
の表示領域の大きさ及び位置を変更できるようにし、パ
ーシャル切り替え部13により、全画面表示モードか部
分表示モードかを選択できるようにした。
【0015】表示領域記憶手段12はコントローラ11
により指定された表示領域の大きさ及び開始行を記憶す
る。
【0016】パーシャル切り替え部13の出力は表示行
の数により水平走査期間を変化させるようにソースドラ
イバ15及びゲートドライバ17に入力され、表示領域
の情報が送信される。
【0017】また、ゲートドライバ17では非表示行と
表示行で異なる出力となる。
【0018】表示部16は、例えば図3に示すように画
素がマトリクス状に配置され、この画素ごとの構成は、
例えば図1、4、5、6、7に示すような画素構成のう
ちの1つが形成されている。
【0019】非表示行において、各画素のトランジスタ
のうちEL素子に接続されているトランジスタを常に非
導通状態とすることで、EL素子に電流が流れず非発光
状態とすることができる。以下に5つの画素構成を例に
して動作説明を行う。
【0020】図4は1フレームの1水平走査期間でゲー
ト信号線1(22)に導通状態を示す信号を印加し、駆
動用トランジスタ27aにソース信号線21を流れる電
流と同じ電流を流すようにプログラムする。残りの期間
でゲート信号線1(22)を非導通状態とし、ゲート信
号線2(23)を導通状態として、駆動用トランジスタ
27aに流れた電流をEL素子26に流す。ソース信号
線に流れる電流値を変化させることで階調制御を行う。
【0021】図8に示すように、画面の一部のみを表示
させる部分表示時において、上記の走査で非表示部に黒
を表す電流を流してもよいが、簡単に非表示部を形成す
るために非表示領域においては1フレームの全ての期間
にゲート信号線2(23)を非導通状態として、EL素
子26に電流を流さないようにすればよい。ゲート信号
線1(22)も同様に非導通状態とする。
【0022】これにより、ゲート信号線1(22)及び
2(23)には常に非導通信号が流れるため、ゲート信
号線に存在する浮遊容量の充放電による電力がなくな
る。
【0023】非表示部に黒を書き込むとした場合に、黒
書き込みにおいてソース信号線21に流れる電流が少な
く、駆動用トランジスタ27aの見かけの抵抗が大きく
なることからソース信号線21に寄生する容量と積によ
る波形なまりの影響から、十分に黒を示す電流が書き込
めないという問題を回避することができ、黒表示時の輝
度が低い表示が可能となる。
【0024】液晶表示装置において発生するトランジス
タのオフリーク電流による輝度変化においても、EL素
子26にはトランジスタ27dに流れる電流が多くても
数nA程度であり、EL素子26が発光する電流値より
も小さいため、オフリーク電流に対して輝度変化しない
という利点がある。
【0025】このような表示を行うために、本発明のゲ
ートドライバ17は、部分表示時において図9に示すよ
うな出力ができるようにしたことを特徴とする。
【0026】この図9ではi+1行目からj行目までが
非表示行であり、この期間はゲート信号線1、2とも非
導通信号を流し、その他の表示行においては順次走査し
ている。
【0027】なお、この例ではi行目の次の表示行であ
るj+1行目を選択する間、全行が選択されていないよ
うになっているが、水平走査期間を変化させ、i行目の
次にすぐ、j+1行目を選択するようにしてもよい。
【0028】このようなゲート信号線を発生させる一例
の回路を図10に示す。図10(a)はトランスファー
ゲートを用いたラッチ部227であり、図10(b)に
各ゲート信号線を出力するためのブロック図を示す。
【0029】クロックの周期は1水平走査期間の長さと
同じであり、クロックA221aとクロックB221b
は互いに反転した出力となる。イネーブル信号222は
ハイアクティブであり、非表示行にハイレベル、表示行
にローレベルが入力される。
【0030】選択部228はゲート信号線出力をラッチ
部227を出力するか、イネーブル信号222を出力す
るかを選択し、表示行ではラッチ部227の出力を、非
表示行ではイネーブル信号222に基づく出力を選択す
る。なお、イネーブル信号222に基づく出力はゲート
信号線1及びゲート信号線2が非導通となるレベルを出
力する。図10(b)の構成は1画素に存在するゲート
信号線の数だけあれば、図9の波形を実現することが可
能となる。図9の波形では、イネーブル信号222は選
択部228にのみ入力され、ラッチ部227のイネーブ
ル信号は必要ない。一方、i行目の次の水平走査期間で
j+1行目を走査する場合には、ラッチ部227のイネ
ーブル信号222を用いて、非表示部のラッチ部227
をラッチなしでデータを受け渡すようにすればよい。
【0031】なお、図10に示した回路は一例であり、
このような波形を出力できる回路であれば本発明を実施
することができる。
【0032】図5は駆動用トランジスタ47aからEL
素子46への電流の接続を制御するスイッチングトラン
ジスタ47dと並列にスイッチングトランジスタ47e
を配置し、スイッチングトランジスタ47eを介してE
L素子46に逆バイアス電源線48から供給される電圧
を印加できるようにした画素構成を示す。
【0033】スイッチングトランジスタ47dがP型ト
ランジスタである場合、スイッチングトランジスタ47
eをN型トランジスタとすることで、ゲート信号線2
(43)がローレベルの時には駆動用トランジスタ47
aを流れる電流をEL素子46に流し、ハイレベルの時
には逆バイアス電圧を印加できる。
【0034】図9と同様な波形をゲート信号線に印加し
た場合、非表示行ではスイッチングトランジスタ47d
が非導通、スイッチングトランジスタ47eが導通状態
となるため、逆バイアス電源線48にEL素子46のカ
ソード電位よりも低い電圧を印加することで逆方向電圧
を印加することができ、寿命を長くすることができる。
なお、逆方向電圧を印加することで寿命が伸びることは
文献(Applied Physics Letters, Vol.69, No.15,
P.2160〜2162, 1996)などで知られている。
【0035】従って、図5の構成を用いることは図4の
構成の場合の、電力低下、非表示部の輝度減少に加え、
寿命を長くすることができるという利点をもつようにな
る。
【0036】図6は図4と同様に、ソース信号線81に
流れる電流によって蓄積容量84の電荷を制御し、駆動
用トランジスタ87a及び87cに流れる電流を制御す
ることで、EL素子86の輝度を変化させ、階調表示を
行う回路である。
【0037】表示行においては各ゲート信号線1(8
2)、2(83)、3(88)は図11(a)のように
なり、1水平走査期間でゲート信号線1及び2に導通状
態を示す信号を出し、ソース信号線81から電流を蓄積
容量84へ流す(選択期間)。次に非導通状態として、
蓄積容量84に蓄えた電荷を保持し、ゲート信号線3に
導通状態を示す信号を出し、スイッチングトランジスタ
87eを介してEL素子86に電流を流す。
【0038】一方、非表示行においては、3本のゲート
信号線に図11(b)に示すように非導通状態を示す信
号を出力してEL素子86に流れる電流をほぼなくし、
非表示状態とする。
【0039】この方法においても、非表示部を表示部と
同様にゲート信号線を出力し、ソース信号線に黒表示電
流を流す場合、駆動用トランジスタ87aの見かけの抵
抗が大きく、この抵抗とソース信号線の浮遊容量との積
による波形のなまりが白信号よりも大きくなるため、1
水平走査期間内に所定の電流値を変化させずに蓄積容量
84に誤った値の電荷が蓄積されることで、輝度が上昇
するという問題がある。
【0040】本発明によるゲート信号線3及びスイッチ
ングトランジスタ87eを付加し、非表示時にはこのス
イッチングトランジスタ87eを非導通状態とすること
で、上記問題点を解消し、黒がしまった表示を可能とす
る。また、図5と同様に逆バイアス電源をEL素子86
のアノード電極に接続できるようにすることで、非表示
行では常に逆バイアス電圧を印加でき、寿命を長くする
ことが出来るという効果も得られる。
【0041】図1はソース信号線121の電圧を蓄積容
量124に蓄え、蓄えられた電荷量により駆動用トラン
ジスタ127aに流れる電流が変化し、EL素子126
の輝度を変化させることで階調表示を行う場合の画素構
成を示したものである。本発明ではスイッチングトラン
ジスタ127cを設けたことが特徴である。
【0042】従来の構成で非表示行を形成するには、少
なくとも10フレームごとに黒を表示する信号電圧を蓄
積容量124に記憶させる必要があった。これは、例え
ば一度、蓄積容量124に黒を示す電圧を蓄積させ、ス
イッチングトランジスタ127bを非導通状態としたと
しても、スイッチングトランジスタ127bには非導通
時にもリーク電流(オフリーク電流)が流れるため、蓄
積容量124にかかる電圧(=駆動用トランジスタ12
7aのゲート電圧)がソース信号線121の電圧と等し
くなるように変化してしまうためである。従って、ソー
ス信号線121に白を示す電圧が印加された場合、スイ
ッチングトランジスタ127bのリーク電流により徐々
に駆動用トランジスタ127aのゲート電位が白を示す
電圧値に変化し、EL素子126に白と同一階調の電流
が流れるので、非表示部の輝度が表示部の映像信号に合
わせて変化してしまうという問題が発生する。
【0043】本発明においては、ゲート信号線2(12
3)及びスイッチングトランジスタ127cを駆動用ト
ランジスタ127aとEL素子126の電流経路上に挿
入し、非表示行において、スイッチングトランジスタ1
27cを非導通状態とすることでスイッチングトランジ
スタ127bのオフリーク電流による駆動用トランジス
タ127aの電流値の変化の影響を受けずに黒表示が可
能となる。図12に表示領域行及び非表示領域行でのゲ
ート信号線波形を示す。
【0044】また、仮にスイッチングトランジスタ12
7cにオフリーク電流が発生してもその値は数nA程度
であるため黒表示可能となる。このように、スイッチン
グトランジスタ127cを付加することでオフリーク電
流による表示品位の低下を防ぐことが可能となる。
【0045】また、この画素構成においても図13に示
すように、スイッチングトランジスタ127cが非導通
時にEL素子126に逆方向電圧が印加できるようにス
イッチングトランジスタ237と逆バイアス電源線23
8を配置して、EL素子126に逆方向電圧を印加する
ことで寿命を延ばすことが可能である。なお、本構成で
は簡単にスイッチングトランジスタ237と127cを
それぞれN型とP型で構成したが、逆でもよく、また両
方ともN型もしくはP型として、一方のスイッチングト
ランジスタのゲート入力に他方の反転信号を入れてもよ
い。
【0046】図7は駆動用トランジスタ107aの導通
閾値電圧が画素間でばらついたとしても、同一のドレイ
ン電流が流れるように容量108を設けて補正できるよ
うにした構成である。表示行については図14(a)に
示す。蓄積容量104に蓄えられた電荷に応じてEL素
子106に電流が流れる。
【0047】非表示行では図14(b)に示すように、
ゲート信号線3(108)によりスイッチングトランジ
スタ107dを非導通状態としてEL素子106に電流
を流さないようにすることで、非表示部で黒表示させる
ことができる。
【0048】また、この画素構成においてもスイッチン
グトランジスタ107dと排他的に動作するトランジス
タをEL素子106と逆バイアス電源との間に設けるこ
とで非表示行のEL素子106に逆方向電圧を印加する
ことができ、寿命を延ばすことが可能となる。
【0049】(実施の形態2)図15は部分表示時にお
ける低電力化を実現する回路構成を示したものである。
【0050】ソースドライバ146及びゲートドライバ
147に全画面表示を行わせるか、表示領域記憶手段1
43で記憶された行を表示させるかを選択するパーシャ
ル切り替え部144の出力をEL電源部145に出力
し、全画面表示時と部分表示時でEL電源の電圧値を変
化させるようにした。このEL電源部145は各画素に
接続されたEL電源線に接続され、EL素子に印加され
る電圧は駆動用トランジスタを介してこのEL電源部1
45より供給される。駆動用トランジスタでの電圧降下
を除くと、図16(b)に示すようにEL素子152に
電圧が印加され、EL電源部145の出力を変化させる
ことにより電源電圧Vdd(151)が変化する。
【0051】図16(a)は典型的なEL素子の電流−
輝度(153(a))、電流−電圧(154)特性であ
る。必要な輝度が最大Lwまでいるとすると、そのとき
にEL素子152に流れる電流は153(a)の直線か
らIwとなり、そのときにEL素子152にかかる電圧
はVwとなる。従って、電源電圧Vdd(151)に必
要な電圧は少なくともVw、EL素子のばらつきなどの
マージンを見ればVdd1程度である。
【0052】ここで、電源電圧Vdd(151)をVd
d2に下げたとすると、EL素子152にかかる電圧が
Vdd2以上となる輝度は発生せず、153(b)の一
点鎖線に示すように、ある輝度以上は電流値を上げても
上昇しない。つまり、白付近の階調はほとんど同じ輝度
となる。
【0053】部分表示時においては必要最低限の情報の
みを表示することが多いため、表示階調数は2から8階
調であり、最大表示可能階調数である64階調と比べて
少ないため1階調あたりの輝度変化が大きく、Vdd2
を調整することで153(b)の一点鎖線のような電流
−輝度特性となっても表示に影響がなくなる。また、部
分表示時に必要な階調のとり方を調整することで、表示
に影響しないVdd2の範囲を大きくすることが可能で
ある。このように、電源電圧の低下により低電力駆動を
実現することができる。
【0054】(実施の形態3)部分表示時において全画
面表示時よりも表示階調数が少ない場合、階調間の輝度
変化量は大きくなる。これは図16(a)において電源
電圧Vdd(151)をVdd2とした場合でも、一定
輝度となる電流値をとる階調数が少なくなる。例えば、
表示階調数が4分の1になれば、4分の1の階調のみが
同一輝度となる。それゆえ、色数が少なくなるにつれて
電流値を低くとっても153(b)の一点鎖線の特性に
よる表示劣化が少なくなるため、電源電圧を低くするこ
とができる。
【0055】一般に、表示装置の各電源はある基準とな
る電圧値を数倍昇圧もしくは降下することにより生成し
ている。EL電源値の値は、基準となる電圧値の整数倍
であれば、表示装置全体の電力を有効に使うことができ
る。そこで、電源電圧Vdd(151)の電圧値は基準
電源の整数倍のうちの1つとし、部分表示時では全画面
表示に比べて倍率が小さい電圧を使うようにすれば、電
源電圧を生成するために余分に必要となる電力が小さく
なり、かつEL素子152で消費される電力も小さくす
ることができる。
【0056】(実施の形態4)図17は本発明の第4の
実施の形態を示すブロック図と1画素回路を示したもの
である。
【0057】ソース信号線201には入力データに応じ
てデジタルアナログ変換機209及び出力バッファ20
3を通してデータに応じた電圧値が印加される。この
時、ソース信号線に印加される最大電圧値は電圧生成部
204で出力されたVrefにより決められる。EL電
源線208には電圧生成部204で出力されたVddが
印加される。
【0058】部分表示時においては、必要最低限の情報
がなるべく少ない電力で表示される必要があるため、白
表示時の輝度は全画面表示時に比べ低くてもよい。
【0059】輝度を下げるということはEL電源線20
8の電圧が等しいならば、ソース信号線電圧を高くする
必要がある。一方で、EL電源線208とVrefを同
じ電圧値だけ低下させても同一輝度を得ることは可能で
ある。輝度が低下すればEL素子206にかかる電圧も
小さくなり、表示可能である。全電源の電圧を低下させ
るには電圧生成部に入力される基準電源V1を低下させ
ればよい。基準電源の制御信号入力として、パーシャル
切り替え部200a、データ形式検出手段200bの出
力を用いれば、表示領域の大きさ及び色数などで、電源
電圧を変化させることができ、部分表示で色数が少ない
場合に最も基準電源V1を低くするようにできる。これ
により、画質優先、電力優先を切り替えて表示できる表
示装置を実現できる。
【0060】なお、データ形式検出手段200bでは入
力データに対し、制御ビットもしくはパケットを検出
し、例えば図18のようにデータが送られてきたとする
と、色数の情報が入った183の内容を判定することで
色数を識別することが可能である。
【0061】(実施の形態5)図19は本発明の第6の
実施の形態におけるブロック図を表したものである。複
数の発振器161とそのうちの1出力を選択する切り替
え回路162及び分周回路163を持つことが本発明の
特徴である。
【0062】切り替え回路162及び分周回路163は
パーシャル切り替え部167により出力を制御され、全
画面表示時と部分表示時において発振周波数を変化させ
ることができ、フレーム周波数や水平走査期間を可変さ
せることができる。
【0063】フレーム周波数を下げることは各信号線の
充放電電力を低下させることができる。
【0064】また、フレーム周波数を同一とし、表示行
数の変化に応じて水平走査期間を長くすることができ
る。これは特にソース信号線の電流値に応じてEL素子
の階調表示を行う場合において、例えば図4の画素構成
を持つ表示装置において駆動用トランジスタ27aの見
かけの抵抗が大きくソース信号線21の容量との積によ
る時定数が大きくなり、水平走査期間内に立ちあがりに
くいことに対し、本発明により発振周波数を変化させる
ことで水平走査期間を長くすることは、所定の輝度を表
示させやすくすることに対し有効である。また、図6の
画素構成においても、駆動用トランジスタ87aの見か
けの抵抗値が高いため、同様に本発明の効果を得ること
ができる。
【0065】一般に、全画面表示時に比べ部分表示時で
は表示色数が少なくなる。この場合、階調表示方式とし
て、フレームレートコントロール法(FRC)を用いる
と、全画面表示時と部分表示時ではフリッカのない表示
が可能な最低フレーム周波数が異なり、部分表示時には
15Hz、4096色全画面表示時においては80Hz
である(全画面表示時での表示色が増加すれば当然、フ
レーム周波数も高くなる)。本発明において、発振器1
(161a)を全画面表示時の発振器とし、発振器2
(161b)を部分表示時の発振器とし、最適発振周波
数とすることで、部分表示時のフレーム周波数を低下さ
せることができる。
【0066】(実施の形態6)ソース信号線の電流値に
より階調制御を行う場合、例えば図4のような画素構成
が考えられる。ゲート信号線1(22)の操作によりあ
る1水平走査期間にソース信号線に流れる電流と同一電
流が駆動用トランジスタ27aに流れるように、接点2
8Aの電位を変化させる。この時、接点28Aの電位を
変化させるための電荷は駆動用トランジスタ27aを通
して供給される。ソース信号線に流れる電流が数μA以
下の場合、駆動用トランジスタ27aの電流−電圧特性
から出される見かけの抵抗値は非常に大きく、そのた
め、浮遊容量との積が大きくなるので変化に要する時間
が250μ秒以上となる。そのため、220行でフレー
ム周波数60Hzでは入力データに対し、階調表示がで
きないという問題点があった。
【0067】これを解決するための方法として、所定階
調のX倍(ここでのXは2以上の自然数)の電流を流
し、駆動用トランジスタ27aの見かけの抵抗値を下
げ、ソース信号線電流の変化を速くするようにした。所
定輝度への調整はゲート信号線2(23)に印加される
パルス幅を調整し、EL素子26に電流が流れる期間を
制御することで行った。この時のソース信号線及びゲー
ト信号線の波形を図20(a)に示す。
【0068】部分表示時に水平走査期間を長くできるよ
うにした実施の形態5においては、ソース信号線の電流
値の変化に要する時間が遅くなってもよい。フレーム周
波数を一定とした場合、表示行が半分であれば水平走査
期間はおよそ倍となる。
【0069】ここで、部分表示行がおよそ全画面の3分
の1以下であるなら、仮にフレーム周波数が60Hzで
あっても、1水平走査期間は230μ秒以上であること
から、全画面表示時に比べ書き込み電流の倍率を下げる
ことができる。1水平走査期間が250μ秒以上あれ
ば、所定電流通り書き込めばよい。この方法を用いれ
ば、書き込み時に必要な電流値が低下すること、ある時
間においてEL素子を流れる電流値が少なくなればEL
素子にかかる電圧も低下することから、EL電源線25
に印加する電圧値も低下させることができ、消費電力を
小さくすることができる。例えば、10倍電流で書き込
んでいたのを、所定電流で書き込んだ場合、EL電源電
圧は30%程度減少し、これにより消費電力は30%低
下した。
【0070】(実施の形態7)図21は本発明の第7の
形態を実施するための入力データ処理部及びソース信号
線出力部を示したものである。
【0071】本発明の特徴は、データRAM174から
送られてきたデータに対し、ソース信号線へ送る電流値
の設定を変換テーブル176で変更できるようにし、変
換テーブル176の動作はタイマー175及び、データ
形式検出手段173、パーシャル切り替え部172の出
力により変化できるようにしたことである。
【0072】例えば、タイマー175においては、図8
及び図22の情報端末などでボタン操作を行ったときに
信号を検知し、ボタン操作後には所定輝度で表示を行う
が、一定時間後には変換テーブル176の値を変化さ
せ、所定輝度の10%以上60%以下に絞るように表示
データ値に対する電流源177の選択の仕方を変化させ
ることができる。これにより、ユーザにより操作が行わ
れているときには表示優先で階調表示を行い、一定時間
後には輝度を低下させ、電流値の低下により低電力駆動
を行えるようにすることで、限られた電源を有効に使え
るようにできる。
【0073】なお、この方法は、携帯情報機器以外で
も、モニターなどに用いて省電力モードとして適用する
こともでき、消費電力が下がることから地球環境保全に
も役立つ。
【0074】また、データ形式検出手段173では入力
される表示データを検出し、色数、動画静止画などの判
定を行う。これは、例えば図18のようにデータが送信
されるとすれば、各パケットの開始を示すフラグ部18
1の検出、更にヘッダ部182、色数183や制御信号
184の値を検出することで、判定可能である。
【0075】このようにして判定した結果をデータRA
M174及び変換テーブル176へ出力する。データR
AM174ではデータ形式検出手段173の出力をもと
に、色数などに応じてRAMに格納する方法を選択し、
限られた容量を有効に使用することが可能となる。
【0076】一方、変換テーブル176ではデータ形式
検出手段173で検出した表示階調数に応じて、階調−
輝度特性を変化させることができる。これにより、表示
階調ごとに最適な階調特性を得ることが可能となる。
【0077】また、タイマー175とデータ形式検出手
段173を組み合わせることで、表示階調数が少ない場
合には、キー操作時などユーザが表示画面を見る場合
と、一定時間後での表示輝度を変化させることが可能で
ある。例えば図23のように、16階調表示可能な表示
装置において4階調表示を行う場合、階調0、15の他
に2階調をとることが多い。キー操作中やキー操作後の
一定期間ではこのように階調をとり、タイマー175に
より一定期間後には例えば階調0から3の4階調表示を
行うようにする。この操作を行えば、EL素子に流れる
最大の電流値がI15からI3まで低下できるため低電
力駆動が可能となる。なお、輝度と電力はトレードオフ
の関係にあるため、電力と必要輝度に応じて、4階調の
とり方を変化させてもよい。
【0078】低電力化の方法として他に、電流源177
の各電流値を小さくすることでも実現可能である。電流
値を小さくするかの判定手段としてタイマー175、デ
ータ形式検出手段173を用いる。この場合、表示階調
数に関わらず最大輝度を低下できるので、低電力化でき
る。
【0079】(実施の形態8)図21の構成において、
パーシャル切り替え部172の出力を図2のようにソー
スドライバ、ゲートドライバに送るとともに、データR
AM174及び変換テーブル176に送ることで、部分
表示時におけるデータRAM174領域の有効活用を図
ることができる。例えば、データRAM174には1画
面分のデータが格納できるとすると、部分表示時には全
画面に対する表示割合に応じて、複数画面分のデータを
蓄積できる。これにより、外部より表示データをデータ
RAM174に転送する必要がなくなり、低電力化を図
ることができる。
【0080】また、変換テーブル176においても、全
画面表示時と部分表示時で表示階調数が同じである同一
階調データに対し、選択する電流源177を変化させる
ことができるようにするため、全画面表示時には画質優
先、部分表示時には電力優先で表示させるといった設定
が可能となる。
【0081】図21には示していないが、外部調整手段
を設け、タイマー175の時間設定、変換テーブル17
6の設定を外部から調整できるようにしてもよい。
【0082】また、本発明のいずれの形態においても、
図3のソースドライバ71及びゲートドライバ70を低
温ポリシリコンを用いて表示装置のガラス基板に形成し
てもよい。もしくは、ソースドライバ71及びゲートド
ライバ70を半導体回路として作成し、表示パネルと組
み合わせてもよい。また、一方のドライバを低温ポリシ
リコンで表示装置のガラス基板に形成し、他方を半導体
回路として形成し、表示パネルと組み合わせる方法でも
よい。
【0083】また、図24のようにドライバICを一方
向に搭載してもよい。このように搭載することは、図8
もしくは図22に示した携帯情報端末においてX−Yの
2方向におくことに比べ、機器に対し左右対称に表示部
を配置できるという利点がある。
【0084】この例ではスイッチング素子として、Pチ
ャネルのスイッチング素子を例にして説明を行ったが、
Nチャネルのスイッチング素子、もしくはその組み合わ
せによっても、同様に実現可能である。例えば、図4に
示した画素構成の場合、ゲート信号線1(22)及びゲ
ート信号線2(23)に印加させる電圧値にNチャネル
スイッチング素子を用いた場合は、ロジックレベルで考
えるとPチャネルスイッチング素子の信号の反転信号を
入れればよく、ソース信号線21を流れる電流について
は電流を流す向きを逆にし、EL電源線25から供給さ
れる電圧は画素回路上、最も低い電位とする。これを図
25(a)に示し、非表示行でのゲート信号線波形を図
25(b)に示す。なお、図4の他の図1、図6及び図
7の構成においても同様にNチャネルトランジスタを用
いても実現可能である。
【0085】本発明において、スイッチング素子として
用いたトランジスタは薄膜トランジスタを例にして説明
を行ったが、薄膜トランジスタに限らず、バリスタ、サ
イリスタ、リングダイオード、薄膜ダイオード(TF
D、MIM)などを用いても同様な効果が得られる。
【0086】また、表示素子としてEL素子で説明を行
ったが、有機電界発光素子や無機エレクトロルミネッセ
ンス素子、発光ダイオードなどを用いてもよい。
【0087】
【発明の効果】以上のように本発明は、EL電源線から
の電流を調整する駆動用トランジスタとEL素子との間
に電流遮断手段を設け、駆動用トランジスタの電流変化
に対し、非表示部の輝度が上昇しないようにし、非表示
行に黒書き込みを行わなくても黒表示が可能となった。
これにより、非表示部におけるクロストークを防止でき
た。
【0088】また、駆動用トランジスタとEL素子の間
の電流経路を遮断している間にEL素子に逆方向電圧を
印加できる構成としたことで、寿命を長くすることがで
きた。
【0089】表示色数が少ない場合には、階調のとり方
を変化させたり、電源電圧を下げることにより低電力化
を図り、タイマーによりある期間後には輝度を低下させ
ることや、複数の発振器を搭載し、表示色、表示領域に
より異なる発振器を用いて駆動周波数を変化させること
で低電力化できるようになった。
【0090】本発明により、非表示部の黒輝度上昇の防
止、長寿命化、低電力化が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】ソース信号線電圧により階調制御を行う画素構
成の場合に、駆動用トランジスタとEL素子の間に電流
切断手段を設けた例を示した図
【図2】本発明の第1の実施の形態による全画面もしく
は部分表示切り替えに必要な制御信号ブロックを示した
【図3】本発明の表示装置の構成を示した図
【図4】本発明に適用できる画素構成の一形態を示した
【図5】EL素子に逆バイアス電圧を印加できる画素構
成の例を示した図
【図6】カレントミラー画素構成における本発明を実施
するための画素構成を示した図
【図7】ソース信号線電圧により階調制御を行い、駆動
用トランジスタの閾値電圧のばらつきを補正する機能を
入れた画素構成の例を示した図
【図8】携帯情報端末における部分表示を適用した例を
示した図
【図9】図4に示す画素構成と本発明の形態を用いて部
分表示を行った時のゲート信号線の波形を示した図
【図10】本発明の実施の形態1によるゲート信号線生
成部を実現する1つの例のブロック図
【図11】カレントミラー画素構成での表示行及び非表
示行のゲート信号線の波形を示した図
【図12】本発明の形態を用い、図1の画素構成の場合
におけるゲート信号線波形を示した図
【図13】ソース信号線に流れる電圧に応じて階調表示
を行う場合に、EL素子に逆方向電圧を印加できるよう
にした画素構成を示した図
【図14】図7の回路構成において本発明の実施の形態
による表示行及び非表示行のゲート信号線波形を示した
【図15】表示領域の大きさによりEL電源電圧を変化
させることができるようにするためのブロック図
【図16】EL素子の電流−電圧−輝度特性を示した図
【図17】基準電圧と電圧生成部及び電圧出力とソース
信号線及び画素の関係を示した図
【図18】表示データ入力の形式の一例を示した図
【図19】本発明の実施の形態の1つである発振周波数
を可変できるようにしたブロック図
【図20】実施の形態6において全画面表示時と部分表
示時におけるソース及びゲート信号線の印加パターンを
示した図
【図21】階調数、表示領域の大きさ、及び時間により
同一入力データに対して異なる電流出力を選択できるよ
うにした図
【図22】折りたたみ型の携帯情報端末における部分表
示を行う例を示した図
【図23】階調と電流値の関係を示した図
【図24】表示装置に駆動用半導体回路を配置した例を
示した図
【図25】Nチャネルトランジスタで構成した場合の図
【符号の説明】
11 コントローラ 12 表示領域記憶手段 13 パーシャル切り替え部 14 データRAM 15 ソースドライバ 16 表示部 17 ゲートドライバ 21 ソース信号線 22 ゲート信号線1 23 ゲート信号線2 24 蓄積容量 25 EL電源線 26 EL素子 27 トランジスタ 28 接点 121 ソース信号線 122 ゲート信号線1 123 ゲート信号線2 124 蓄積容量 125 EL電源線 126 EL素子 127 トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 612 G09G 3/20 612D 612U 621 621D 624 624B 631 631U 641 641D 670 670J H05B 33/14 H05B 33/14 A Fターム(参考) 3K007 AB02 AB05 AB11 AB17 BA06 DB03 GA01 GA04 5C080 AA06 BB05 CC03 DD26 DD29 EE28 EE29 FF11 GG12 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK07 KK47 5C094 AA07 AA22 AA31 AA48 AA52 AA53 AA54 AA56 BA03 BA27 CA19 CA25 DA09 DB01 DB04 FA01 FB01 FB20 GA10

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示装置であって、 電源から供給される電流を制御する駆動用トランジスタ
    と、 電流により階調表示を行う表示素子と、 スイッチング素子を具備し、 前記スイッチング素子により、前記駆動用トランジスタ
    から前記表示素子への電流経路を遮断できるようにした
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 アクティブマトリクス型表示装置であっ
    て、 電源から供給される電流をソース信号線を流れる電流値
    により制御する駆動用トランジスタと、 ソース信号線から前記駆動用トランジスタに電流経路を
    形成する信号線接続トランジスタと、 前記駆動用トランジスタの電流を表示素子に供給する経
    路を形成するEL接続トランジスタと、 表示領域を設定するコントローラと、 前記設定された表示領域を記憶する表示領域記憶手段
    と、 表示領域の大きさを切り替え指定するパーシャル切り替
    え部を具備し、 前記信号線接続トランジスタもしくは前記EL接続トラ
    ンジスタは、前記パーシャル切り替え部の出力により指
    定された非表示領域において、非導通となることを特徴
    とするアクティブマトリクス型表示装置。
  3. 【請求項3】 アクティブマトリクス型表示装置であっ
    て、 ゲート電極がソース信号線に信号線接続トランジスタを
    介して接続され、 ソース信号線電圧により電源から供給される電流を制御
    する駆動用トランジスタと、 前記駆動用トランジスタの電流を表示素子に供給する経
    路を形成するEL接続トランジスタと、 表示領域を設定するコントローラと、 前記設定された表示領域を記憶する表示領域記憶手段
    と、 表示領域の大きさを切り替え指定するパーシャル切り替
    え部を具備し、 前記信号線接続トランジスタもしくは前記EL接続トラ
    ンジスタは、前記パーシャル切り替え部の出力により指
    定された非表示領域において、非導通となることを特徴
    とするアクティブマトリクス型表示装置。
  4. 【請求項4】 表示装置であって、 電源から供給される電流を制御する駆動用トランジスタ
    と、 電流により階調表示を行う表示素子と、 スイッチング素子を具備し、 表示装置の一部分のみを表示する場合に、非表示行では
    前記スイッチング素子により、前記駆動用トランジスタ
    から前記表示素子への電流経路を遮断し、 前記表示素子に表示電流方向とは逆方向の電流が流れる
    ように電圧を印加するようにしたことを特徴とする表示
    装置。
  5. 【請求項5】 マトリクス型表示装置において、 表示領域記憶手段と、 表示領域を全画面とするか前記表示領域記憶手段により
    決められた行のみを表示するかを選択するパーシャル切
    り替え部と、 入力データの表示色数を検出するためのデータ形式検出
    手段と、 表示素子に電源を供給するEL電源部を具備し、 前記EL電源部の電圧はパーシャル切り替え部の出力も
    しくは表示色数により変化することを特徴とするマトリ
    クス型表示装置。
  6. 【請求項6】 マトリクス型表示装置において、 表示領域記憶手段と、 表示領域を全画面とするか前記表示領域記憶手段により
    決められた行のみを表示するかを選択するパーシャル切
    り替え部と、 入力データの表示色数を検出するためのデータ形式検出
    手段と、 表示素子に電源を供給するEL電源を具備し、 前記EL電源はある電圧を整数倍に昇圧して生成され、 前記EL電源の電圧の生成倍率がパーシャル切り替え部
    の出力もしくは表示色数により変化することを特徴とす
    るマトリクス型表示装置。
  7. 【請求項7】 マトリクス型表示装置であって、 電源から供給される電流値をゲート電極の電圧値により
    制御する駆動用トランジスタと、 前記ゲート電極とソース信号線を接続するための信号線
    接続トランジスタと、 前記駆動用トランジスタから供給された電流により表示
    を行う表示素子と、 前記電源及びソース信号線に印加する電圧を生成するた
    めの基準電源と、 入力データの色数を検出するデータ形式検出手段と、 表示領域を規定するパーシャル切り替え部を具備し、 前記基準電源をパーシャル切り替え部もしくはデータ形
    式検出手段の出力により変化させ、色数もしくは表示領
    域により前記ソース信号線電圧及び前記電源の値を変化
    させるようにしたことを特徴とするマトリクス型表示装
    置。
  8. 【請求項8】 マトリクス型表示装置であって、 電源から供給される電流を制御する駆動用トランジスタ
    と、 ソース信号線と前記駆動用トランジスタの電流経路を形
    成する信号線接続トランジスタと、 前記駆動用トランジスタから表示素子への電流経路を形
    成するEL接続トランジスタと、 表示領域情報を格納する表示領域記憶手段と、 前記表示領域記憶手段により指定された一部のみを表示
    するか、全領域を表示するかを選択するパーシャル切り
    替え部を具備し、 前記EL接続トランジスタは 非表示行では常に非導通状態となり、 表示行では、パーシャル切り替え部の出力により一部の
    み表示の時には前記信号線接続トランジスタと導通、非
    導通状態が排他的に行われ、 全画面表示時には、前記ソース信号線電流値が所定電流
    値のX倍であるとき、1フレームのX分の1の期間のみ
    導通状態となることを特徴とするマトリクス型表示装
    置。
  9. 【請求項9】 マトリクス型表示装置であって、 複数の発振器と、 前記複数の発振器のうちの1つを選択する切り替え手段
    と、 分周回路と、 表示領域を変化させるパーシャル切り替え部を具備し、 前記切り替え手段及び前記分周回路は前記パーシャル切
    り替え部の出力により変化し、 表示領域の大きさによりフレーム周波数もしくは水平走
    査期間が変化することを特徴とするマトリクス型表示装
    置。
  10. 【請求項10】 マトリクス型表示装置であって、 一定時間を計測するタイマーと、 入力データの色数を検出するデータ形式検出手段と、 入力データとソース信号線出力の関係を決定する変換テ
    ーブルを具備し、 前記変換テーブルは、前記タイマーと前記データ形式検
    出手段の出力により異なる値を持ち、 前記タイマーの操作により時間によって、同一入力デー
    タに対しソース信号線に出力される値が変化することを
    特徴とするマトリクス型表示装置。
  11. 【請求項11】 マトリクス型表示装置であって、 表示領域を全画面とするか一部のみを表示するかを選択
    するパーシャル切り替え部と、 入力データに対する、ソース信号線出力の値を設定する
    変換テーブルを具備し、 前記変換テーブルは前記パーシャル切り替え部の出力に
    より値を変化させ、 同一入力データに対し、ソース信号線に出力する値が全
    画面表示時と、一部のみ表示時で異なることを特徴とす
    るマトリクス型表示装置。
  12. 【請求項12】 請求項1もしくは請求項4のいずれか
    に記載の表示装置と、復調部と、アンテナと、ボタンと
    を具備することを特徴とする携帯情報端末。
  13. 【請求項13】 電源から供給される電流を制御する駆
    動用トランジスタにより階調制御を行う有機発光素子を
    用いた表示装置の駆動方法であって、 前記駆動用トランジスタと前記有機発光素子は接続トラ
    ンジスタで接続され、表 示部のうちの非表示となる行
    では、 前記駆動用トランジスタを流れる電流を切断するよう
    に、前記接続トランジスタのゲート信号線電圧を制御し
    たことを特徴とする表示装置の駆動方法。
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