JP2003534573A - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
切換モードにおいてディスプレイを動作させることにより、アクティブマトリクス(有機)LEDにおけるグレースケールの線形性及び出力効率が高められる。
Description
【0001】
本発明は、行電極と列電極とが交差する領域に画素のマトリクスを有し、各画
素が、ルミネセント素子と直列に、メモリ素子に基づく電流調整回路を少なくと
も有する表示装置に関する。
素が、ルミネセント素子と直列に、メモリ素子に基づく電流調整回路を少なくと
も有する表示装置に関する。
【0002】
このようなエレクトロルミネセンスをベースとする表示装置は、(ポリマ)半
導体有機材料にますます基づくようになっている。上記表示装置は、セグメント
化された画素(又は固定されたパターン)を介してルミネセンスを示すことも可
能であるが、マトリクスパターンによる表示も可能である。上記メモリ素子を介
した画素の調整は、画素により発せられるべき光の強度を決定する。追加のスイ
ッチング素子(所謂アクティブ駆動)が用いられる、メモリ素子による上記調整
は、ますます広く応用されている。
導体有機材料にますます基づくようになっている。上記表示装置は、セグメント
化された画素(又は固定されたパターン)を介してルミネセンスを示すことも可
能であるが、マトリクスパターンによる表示も可能である。上記メモリ素子を介
した画素の調整は、画素により発せられるべき光の強度を決定する。追加のスイ
ッチング素子(所謂アクティブ駆動)が用いられる、メモリ素子による上記調整
は、ますます広く応用されている。
【0003】
上記表示装置の応用の適切な分野は、例えば、携帯電話機、電子手帳などであ
る。
る。
【0004】
冒頭の段落において述べたタイプの表示装置は、国際特許出願公開公報WO9
9/42983号に記載されている。この文献では、LEDを通る電流が、ルミ
ネセント画素のマトリクスにおける1画素当たり2つのTFTトランジスタによ
って調整される。この目的のため、上記TFTトランジスタの1つを介してキャ
パシタの両端に電荷が生成される。このTFTトランジスタ及びキャパシタが、
メモリ素子を構成する。第1のTFTトランジスタが遮断されたのち、上記キャ
パシタの電荷が、第2のTFTトランジスタを通る電流、従って上述したLED
を通る電流を決定する。そののちの選択において、これが繰り返される。
9/42983号に記載されている。この文献では、LEDを通る電流が、ルミ
ネセント画素のマトリクスにおける1画素当たり2つのTFTトランジスタによ
って調整される。この目的のため、上記TFTトランジスタの1つを介してキャ
パシタの両端に電荷が生成される。このTFTトランジスタ及びキャパシタが、
メモリ素子を構成する。第1のTFTトランジスタが遮断されたのち、上記キャ
パシタの電荷が、第2のTFTトランジスタを通る電流、従って上述したLED
を通る電流を決定する。そののちの選択において、これが繰り返される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この駆動モードでは、LEDが非選択中も電流を伝達し、これは、電力損失に
なると共に、より早い経年変化(ageing)を招く。また、動画においてアーチフ
ァクトが生じる。
なると共に、より早い経年変化(ageing)を招く。また、動画においてアーチフ
ァクトが生じる。
【0006】
本発明の目的は、とりわけ、上述した問題がより小さい程度でしか発生しない
、冒頭の段落において述べたタイプの表示装置を提供することにある。
、冒頭の段落において述べたタイプの表示装置を提供することにある。
【0007】
この目的のため、上述したような表示装置が、電流調整回路及びルミネセント
素子の電流路に、少なくとも1つの独立して切換可能なスイッチを有することを
特徴としている。
素子の電流路に、少なくとも1つの独立して切換可能なスイッチを有することを
特徴としている。
【0008】
上記スイッチ(例えば、TFTトランジスタ又はバイポーラトランジスタ)に
より、上記ルミネセント素子に、所望のルミネセンスに対応する電流が供給され
る。上記駆動回路の一部の調整は、スイッチが閉じる前に行われる。この駆動回
路の部品(特に、メモリ素子に関連したキャパシタとトランジスタとの組合せ)
は、駆動値の事前調整とルミネセント素子を通る最終的な電流の決定との両方の
ために用いられる。この場合、上記ルミネセント素子は非常に短い間に電流を伝
達し得るので、該ルミネセント素子が所謂一定効率の範囲(constant efficienc
y range)において駆動されることが好ましいが、必ずしもこの範囲内で駆動さ
れる必要はない。ここでは、ダイオードの電圧の関数としての上記LEDの効率
が実際的には一定であり、発せられる光の量は、実際的にはLEDを通る電流に
線形的に比例する。これは、LEDの短い駆動パルスが十分であるように、高い
効率でグレー値を正確に調整する可能性を与える。
より、上記ルミネセント素子に、所望のルミネセンスに対応する電流が供給され
る。上記駆動回路の一部の調整は、スイッチが閉じる前に行われる。この駆動回
路の部品(特に、メモリ素子に関連したキャパシタとトランジスタとの組合せ)
は、駆動値の事前調整とルミネセント素子を通る最終的な電流の決定との両方の
ために用いられる。この場合、上記ルミネセント素子は非常に短い間に電流を伝
達し得るので、該ルミネセント素子が所謂一定効率の範囲(constant efficienc
y range)において駆動されることが好ましいが、必ずしもこの範囲内で駆動さ
れる必要はない。ここでは、ダイオードの電圧の関数としての上記LEDの効率
が実際的には一定であり、発せられる光の量は、実際的にはLEDを通る電流に
線形的に比例する。これは、LEDの短い駆動パルスが十分であるように、高い
効率でグレー値を正確に調整する可能性を与える。
【0009】
第1の態様では、当該表示装置は、電流調整回路及びルミネセント素子の電流
路に少なくともスイッチを有している。しかしながら、これは、各画素に1つの
スイッチを必要とし、開口(aperture)を犠牲にする。この理由のため、好まし
い態様は、上記スイッチが複数のルミネセント素子と動作電圧に関する接続点と
の間に存在することを特徴としている。
路に少なくともスイッチを有している。しかしながら、これは、各画素に1つの
スイッチを必要とし、開口(aperture)を犠牲にする。この理由のため、好まし
い態様は、上記スイッチが複数のルミネセント素子と動作電圧に関する接続点と
の間に存在することを特徴としている。
【0010】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に説明する実施態様から明ら
かであり、以下に説明する実施態様から理解されるであろう。なお、図は模式的
なものであり、対応する構成要素は、概して同一の参照符号により示されている
。
かであり、以下に説明する実施態様から理解されるであろう。なお、図は模式的
なものであり、対応する構成要素は、概して同一の参照符号により示されている
。
【0011】
図1は、本発明に係る表示装置1の一部の等価回路図を模式的に表したもので
ある。この表示装置は、n行(1,2,…,n)m列(1,2,…,m)のポリ
マLED又は有機LED14のマトリクスを有している。行及び列が言及される
場合、望まれるならば、それらは置き換えられてもよい。この表示装置は、更に
、行選択回路16とデータレジスタ15とを有している。外部から与えられる情
報17、例えばビデオ信号は、表示されるべき情報に依存して、供給ライン19
を介してデータレジスタ15の個別の部分15−1,…,15−nをチャージす
る処理ユニット18において処理される。
ある。この表示装置は、n行(1,2,…,n)m列(1,2,…,m)のポリ
マLED又は有機LED14のマトリクスを有している。行及び列が言及される
場合、望まれるならば、それらは置き換えられてもよい。この表示装置は、更に
、行選択回路16とデータレジスタ15とを有している。外部から与えられる情
報17、例えばビデオ信号は、表示されるべき情報に依存して、供給ライン19
を介してデータレジスタ15の個別の部分15−1,…,15−nをチャージす
る処理ユニット18において処理される。
【0012】
行の選択は、必要な選択電圧をこの例ではTFTトランジスタ又はMOSトラ
ンジスタ22のゲート電極であるライン8に供給することにより、該ライン8を
介して行選択回路16によって行われる。
ンジスタ22のゲート電極であるライン8に供給することにより、該ライン8を
介して行選択回路16によって行われる。
【0013】
データの書き込みは、選択中、理想的な電流源であるとみなされ得る電流源1
0が、例えばスイッチ9を介してデータレジスタ15によりオンに切り換えられ
ることによって行われる。電流値は、上記データレジスタの内容により決定され
る。電流源10は、複数の行に対して共通であってもよい。そうでない場合は、
スイッチ9は省かれ得る。本出願において「電流源に電気的に結合され得る」と
いう文言が用いられる場合、この場合も含まれるとみなされる。
0が、例えばスイッチ9を介してデータレジスタ15によりオンに切り換えられ
ることによって行われる。電流値は、上記データレジスタの内容により決定され
る。電流源10は、複数の行に対して共通であってもよい。そうでない場合は、
スイッチ9は省かれ得る。本出願において「電流源に電気的に結合され得る」と
いう文言が用いられる場合、この場合も含まれるとみなされる。
【0014】
アドレス中、ある電荷がトランジスタ21,22,23を介してキャパシタ2
4に供給される。このキャパシタは、以下に説明するように、駆動期間中に(該
キャパシタと共に上記メモリ回路を構成する)トランジスタ21、従ってLED
20を通る実際の電流の調整と、(この例では)画素(n,1)の輝度とを決定
する。行8の選択と列7への電圧の供給との間の相互の同期は、駆動ユニット1
8により駆動ライン14を介して行われる。
4に供給される。このキャパシタは、以下に説明するように、駆動期間中に(該
キャパシタと共に上記メモリ回路を構成する)トランジスタ21、従ってLED
20を通る実際の電流の調整と、(この例では)画素(n,1)の輝度とを決定
する。行8の選択と列7への電圧の供給との間の相互の同期は、駆動ユニット1
8により駆動ライン14を介して行われる。
【0015】
ある行(この例では行1)が選択された時点で、電流源10が電流の伝達を開
始する。選択中、列レジスタ15から(この例においては)ライン7を介して情
報が与えられる。この情報は、伝達される電流及び時間に依存してキャパシタ2
4が所定の電荷を得るように、(調整する)トランジスタ21,22,23を流
れる電流を決定する。キャパシタ24の他方の電極は、正電源ライン12に接続
されている。選択後(スイッチ22が閉じたのち)、このキャパシタは、(制御
)トランジスタ21のゲートにおける電圧を決定するある電荷を持つ。本発明に
よれば、全ての画素が調整された後、すなわち全てのトランジスタ21が同様に
調整されるときまで、ダイオード(LED)20は導通を開始しない。その時点
において(フレーム時間の終わりにおいて)、1つ又はそれ以上のLED20と
例えばグランドとの間の(この例ではライン13を介した)共通のスイッチ11
が短時間閉じられ、その結果、トランジスタ21及びLED20を通って電流が
流れることが可能となり、LEDは、調整された値に従って、ルミネセンスを示
す。上記スイッチは、ライン数の一部(1/2,1/4…)が書き込まれた後に
閉じられていてもよい(サブフレーム駆動という。)。
始する。選択中、列レジスタ15から(この例においては)ライン7を介して情
報が与えられる。この情報は、伝達される電流及び時間に依存してキャパシタ2
4が所定の電荷を得るように、(調整する)トランジスタ21,22,23を流
れる電流を決定する。キャパシタ24の他方の電極は、正電源ライン12に接続
されている。選択後(スイッチ22が閉じたのち)、このキャパシタは、(制御
)トランジスタ21のゲートにおける電圧を決定するある電荷を持つ。本発明に
よれば、全ての画素が調整された後、すなわち全てのトランジスタ21が同様に
調整されるときまで、ダイオード(LED)20は導通を開始しない。その時点
において(フレーム時間の終わりにおいて)、1つ又はそれ以上のLED20と
例えばグランドとの間の(この例ではライン13を介した)共通のスイッチ11
が短時間閉じられ、その結果、トランジスタ21及びLED20を通って電流が
流れることが可能となり、LEDは、調整された値に従って、ルミネセンスを示
す。上記スイッチは、ライン数の一部(1/2,1/4…)が書き込まれた後に
閉じられていてもよい(サブフレーム駆動という。)。
【0016】
その利点について、図2を参照して説明する。この図は、LEDの効率(の対
数)(実線)及びLEDを通る電流(破線)を、LEDの両端の電圧の関数とし
て示している。この図から、上記効率は電圧V1からある最大値に達することが
明らかである。LEDを通る電流(従って輝度)は、V1からほぼ指数関数的に
増加する。1つまたはそれ以上のスイッチ11が短絡されるので、所望の量の光
が、高い効率及び短い電流パルスで短時間に発せられ得る。
数)(実線)及びLEDを通る電流(破線)を、LEDの両端の電圧の関数とし
て示している。この図から、上記効率は電圧V1からある最大値に達することが
明らかである。LEDを通る電流(従って輝度)は、V1からほぼ指数関数的に
増加する。1つまたはそれ以上のスイッチ11が短絡されるので、所望の量の光
が、高い効率及び短い電流パルスで短時間に発せられ得る。
【0017】
調整可能な電流は、電圧V1に関連する電流I1(図2)よりも実際上常に大
きい値を有することが好ましい。この目的のため、トランジスタ21は、図3に
示したような特性を有する。この実施態様では、トランジスタ21は、ゲート電
圧Vg1〜Vg4に依存してI2とI2よりも大きいI3(図3)との間の電流
を供給するp型のTFTトランジスタである。上記I2ないしI3の範囲は、高
い効率の範囲内で全グレー値を調整するのに十分広い。この範囲における有機L
EDの線形的な電流の挙動は、グレー値の簡単な調整を可能にする。
きい値を有することが好ましい。この目的のため、トランジスタ21は、図3に
示したような特性を有する。この実施態様では、トランジスタ21は、ゲート電
圧Vg1〜Vg4に依存してI2とI2よりも大きいI3(図3)との間の電流
を供給するp型のTFTトランジスタである。上記I2ないしI3の範囲は、高
い効率の範囲内で全グレー値を調整するのに十分広い。この範囲における有機L
EDの線形的な電流の挙動は、グレー値の簡単な調整を可能にする。
【0018】
図1及び図4を参照して、この表示装置の動作について再度説明する。行1〜
ないし行n(図4(a),図4(b),図4(c))の連続選択中、列1〜m図
4(d)に関連する電流源10をオンに切り換えることにより、画素のそれぞれ
において、キャパシタ24にある電荷が供給される。データレジスタ15に蓄積
された情報は、上述した方法と同様にしてトランジスタ21,22,23を通る
電流を決定する。供給ライン12の電圧は、キャパシタの一方の電極、従って接
続部25が、電流源10がオフに切り換えられた後に保持される、範囲Vg1〜
Vg4内の電圧を受け取るようなものである。
ないし行n(図4(a),図4(b),図4(c))の連続選択中、列1〜m図
4(d)に関連する電流源10をオンに切り換えることにより、画素のそれぞれ
において、キャパシタ24にある電荷が供給される。データレジスタ15に蓄積
された情報は、上述した方法と同様にしてトランジスタ21,22,23を通る
電流を決定する。供給ライン12の電圧は、キャパシタの一方の電極、従って接
続部25が、電流源10がオフに切り換えられた後に保持される、範囲Vg1〜
Vg4内の電圧を受け取るようなものである。
【0019】
接続部25における電圧、従ってトランジスタ21のゲートにおける電圧は、
範囲Vg1〜Vg4内である。しかしながら、スイッチ11が開放されるので、
トランジスタ21は導通し得ない。このスイッチは、全画素がチャージされる期
間tchargeの後のフレーム期間tFが終わるまで閉じられない。スイッチ
11は、例えば短い期間tswitchの間、閉じられる。但し、この期間は、
関連するダイオード(LED)20が正しい調整状態でルミネセンスを示すのに
十分に長い。全ての(所望の)LEDがより高い効率で短時間オン状態であるの
で、この駆動モードにおける劣化は、従来のパッシブ又はアクティブ構造におけ
る劣化よりも少ない。
範囲Vg1〜Vg4内である。しかしながら、スイッチ11が開放されるので、
トランジスタ21は導通し得ない。このスイッチは、全画素がチャージされる期
間tchargeの後のフレーム期間tFが終わるまで閉じられない。スイッチ
11は、例えば短い期間tswitchの間、閉じられる。但し、この期間は、
関連するダイオード(LED)20が正しい調整状態でルミネセンスを示すのに
十分に長い。全ての(所望の)LEDがより高い効率で短時間オン状態であるの
で、この駆動モードにおける劣化は、従来のパッシブ又はアクティブ構造におけ
る劣化よりも少ない。
【0020】
駆動回路(図示せず)により、上記スイッチのデューティサイクルtswit ch
/tfは、望まれるならば、温度又は経年変化の関数として、効率がほぼ一
定(最適)であるように調整される。上記デューティサイクルを(カラー表示装
置においては)色毎に異なるように選択し、最適なカラーポイントを得ることも
可能である。
定(最適)であるように調整される。上記デューティサイクルを(カラー表示装
置においては)色毎に異なるように選択し、最適なカラーポイントを得ることも
可能である。
【0021】
スイッチ11は、単結晶シリコンで実現されることが好ましい。この場合には
、全部の数の画素を駆動するのに必要な大きな電流が、素早く供給され得る。こ
のスイッチは、例えば駆動ICで実現されてもよい。いくつかの並列なスイッチ
が使用されてもよい。
、全部の数の画素を駆動するのに必要な大きな電流が、素早く供給され得る。こ
のスイッチは、例えば駆動ICで実現されてもよい。いくつかの並列なスイッチ
が使用されてもよい。
【0022】
図5は、上記キャパシタの両端の電圧が電圧制御部により調整される変形例を
表すものである。キャパシタ24の両端の電圧(及び従ってLED20の調整)
は、ここでは、電圧源30,31からの電圧Vdata及びデータ電圧Vsel からの電圧に依存している。
表すものである。キャパシタ24の両端の電圧(及び従ってLED20の調整)
は、ここでは、電圧源30,31からの電圧Vdata及びデータ電圧Vsel からの電圧に依存している。
【0023】
本発明の範囲内において、種々の変形が勿論可能である。与えられた応用例に
おいては、LEDの駆動が開始される前に、全ての画素が予め調整される必要が
あるというわけではない。バイポーラトランジスタを用いた実現も可能である。
おいては、LEDの駆動が開始される前に、全ての画素が予め調整される必要が
あるというわけではない。バイポーラトランジスタを用いた実現も可能である。
【0024】
本発明の保護範囲は、説明した上記実施態様に限定されるものではない。本発
明は、新しい特徴のそれぞれ及び全て、並びに特徴の組み合わせのそれぞれ及び
全てに帰するものである。特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲
の保護範囲を限定するものではない。動詞「有する(comprise)」及びその活用
の使用は、特許請求の範囲に述べられている構成要素以外の他の構成要素の存在
を排除するものではない。構成要素の前に付された冠詞「a」又は「an」の使
用は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。
明は、新しい特徴のそれぞれ及び全て、並びに特徴の組み合わせのそれぞれ及び
全てに帰するものである。特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲
の保護範囲を限定するものではない。動詞「有する(comprise)」及びその活用
の使用は、特許請求の範囲に述べられている構成要素以外の他の構成要素の存在
を排除するものではない。構成要素の前に付された冠詞「a」又は「an」の使
用は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。
【図1】 本発明に係る表示装置を模式的に表した図である。
【図2】 電圧の関数として、効率及びLEDを通る電流を示した図である
。
。
【図3】 図1において用いられるトランジスタのトランジスタ特性を示す
図である。
図である。
【図4a】 関連するタイミング図である。
【図4b】 関連するタイミング図である。
【図4c】 関連するタイミング図である。
【図4d】 関連するタイミング図である。
【図4e】 関連するタイミング図である。
【図4f】 関連するタイミング図である。
【図5】 他の変形例を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/20 641 G09G 3/20 641R
670 670J
H05B 33/14 H05B 33/14 A
(72)発明者 ハンター イアイン エム
オランダ国 5656 アーアー アインドー
フェン プロフ ホルストラーン 6
(72)発明者 ジョンソン マーク ティー
オランダ国 5656 アーアー アインドー
フェン プロフ ホルストラーン 6
(72)発明者 ヤング エドワード ダブリュー エイ
オランダ国 5656 アーアー アインドー
フェン プロフ ホルストラーン 6
Fターム(参考) 3K007 AB03 AB11 AB17 BA06 DB03
GA04
5C080 AA06 BB05 DD05 DD26 DD29
EE19 FF11 JJ02 JJ03 JJ04
JJ05
Claims (7)
- 【請求項1】 行電極と列電極とが交差する領域に画素のマトリクスを有し
、各画素が、ルミネセント素子と直列に、メモリ素子に基づく電流調整回路を少
なくとも有する表示装置であって、 当該表示装置が、前記電流調整回路及び前記ルミネセント素子の電流路に、少
なくとも1つの独立して切換可能なスイッチを有することを特徴とする表示装置
。 - 【請求項2】 前記スイッチが、前記メモリ素子と前記ルミネセント素子と
の間に配置されたことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 【請求項3】 前記スイッチが、複数のルミネセント素子と動作電圧に関す
る接続点との間に配置されたことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 【請求項4】 前記メモリ素子とグレー値を調整する調整回路とが、共通の
スイッチを持つことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 【請求項5】 当該表示装置が、前記独立して切換可能なスイッチが閉じら
れている時間を変化させる駆動手段を有することを特徴とする請求項1記載の表
示装置。 - 【請求項6】 異なる色のルミネセント素子に関する前記駆動手段が、異な
る期間の間、関連する独立して切換可能なスイッチを閉じ得ることを特徴とする
請求項5記載の表示装置。 - 【請求項7】 前記ルミネセント素子が有機LED又はポリマLEDを有す
ることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
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2001
- 2001-04-18 WO PCT/EP2001/004395 patent/WO2001091094A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-04-18 JP JP2001587407A patent/JP2003534573A/ja active Pending
- 2001-04-18 CN CNB018013414A patent/CN1201280C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-18 EP EP01933848A patent/EP1290670A1/en not_active Withdrawn
- 2001-04-18 KR KR1020027000759A patent/KR20020019545A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-04-25 TW TW090109894A patent/TWI242761B/zh not_active IP Right Cessation
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