JP2005216493A - デュアルモード表示装置および表示方法 - Google Patents

デュアルモード表示装置および表示方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 表示パネルの構成を簡素化して、消費電力を低減させたデュアルモード表示装置及び表示方法を提供する。
【解決手段】 ディスプレイパネルの表示素子としてデュアルモード表示素子を用いる。また、デュアルモード表示素子をマトリクス駆動するディスプレイパネルのデータ線駆動回路側において、その表示モードに応じて階調電位に重畳されるバイアス電位を選択する。一方、アドレス線駆動回路側においても、その表示モードに応じて非選択ラインに印加する逆電圧の値を上記のバイアス電位に対応させて設定する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、例えば、液晶と有機エレクトロルミネッセンス(以下、単に“有機EL”と称する)の両表示機能を有するデュアルモード表示素子を用いた表示装置及びその表示方法等に関する。
表示素子に印加される電圧の値によって、液晶モードまたは有機ELモードの何れかの表示モードを呈するデュアルモード表示素子が、特許文献1に示されている。
デュアルモード表示素子は、有機EL材料として知られているキャリア輸送材料や有機発光材料に、ネマチック液晶等の液晶材料を混合することにより、若しくはキャリア輸送層や有機発光層に液晶層を積層することにより生成される。デュアルモード表示素子の概略構造を図1に示す。同図からも明らかな如く、同素子は、通常の有機EL素子と同様に、透明基板11の上で透明電極12に挟持されたキャリア輸送層13及び有機発光層14から構成されている。
キャリア輸送層13が液晶機能を有する場合、キャリア輸送層13は、ネマチック液晶層に低分子キャリア輸送材料を分散させた少なくとも1層の液晶層で形成され、有機発光層14は、少なくとも1層のポリマー又は、低分子分散ポリマーで形成される。一方、有機発光層14が液晶機能を有する場合、有機発光層14は、ネマチック液晶層を含む少なくとも1層の有機発光材料で形成され、キャリア輸送層13は、少なくとも1層のポリマー又は、低分子分散ポリマーで形成される。なお、キャリア輸送層13及び有機発光層14の双方に液晶層を設ける構造としても良い。
図1に示されるデュアルモード表示素子は、駆動電源15によって印加される電圧に応じてその表示モードが変化する。即ち、素子への印加電圧が有機EL材料の発光開始電圧よりも低い場合は、印加電圧によってキャリア輸送層13又は(及び)有機発光層14に含まれる液晶層のコントラストが変化するので同素子は液晶機能を呈する。一方、印加電圧が発光開始電圧を超えると有機EL素子として自ら発光を開始するため、同素子は有機EL表示素子として機能する。このように、デュアルモード表示素子は、印加電圧によってその表示モードを自由に選択できるので、例えば、周囲の明るさや使用状況、あるいは省電力の必要に応じて表示モードの切り換えが望まれる携帯電話やPOS端末等のディスプレイパネル用の表示素子として適するものである。
特開2002−25779号公報
本発明が解決しようとする課題には、その構成及び動作方式が簡易で、非選択ラインに接続された表示素子への電荷蓄積を減少させ省電力化を図ったデュアルモード表示装置、及び表示方法を提供することが一例として挙げられる。
請求項1に記載の発明は、有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、パネル上において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線及びデータ線と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路と、タイミング信号に応じて前記データ線の各々を画像データに応じた階調電位で駆動するデータ線駆動回路と、を含むデュアルモード表示装置であって、指令入力に応じてモード指定指令を生成するモード指定指令生成回路を含み、前記データ線駆動回路は、前記モード指定指令に応じたバイアス電位を前記階調電位に重畳し、前記アドレス線駆動回路は、前記アドレス線の各々に非駆動電位を供給し、かつ前記タイミング信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給することを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、パネル上において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線及びデータ線と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路と、タイミング信号に応じて前記データ線の各々を画像データに応じた階調電位で駆動するデータ線駆動回路と、を含む表示装置におけるデュアルモード表示方法であって、操作に応じてモード指定指令を生成するステップと、前記モード指定指令に応じたバイアス電位を前記階調電位に重畳するステップと、前記アドレス線の各々に非駆動電位を供給し、かつ前記タイミング信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明に基づく表示装置について第1の実施例を図2に示す。同図に示される表示装置は、表示パネル1、アドレス線群2、データ線群3、アドレス線駆動回路4、データ線駆動回路5、及びモード指定指令生成回路6から構成されている。
表示パネル1において、アドレス線群2を構成する各アドレス線(A1、A2、A3、…)と、データ線群3を構成する各データ線(D1、D2、D3、…)とは互いに交叉して敷設されている。そして、その交叉部の各々には、アドレス線とデータ線のそれぞれに接続されたデュアルモード表示素子1aが設けられている。
前述の如く、同素子は、アドレス線とデータ線によって印加される電圧値が所定の閾値以下であれば液晶表示機能を呈し、同閾値以上であれば有機EL表示機能を呈するものである。
一方、アドレス線群2を構成する各々のアドレス線(A1、A2、A3、…)はアドレス線駆動回路4に、データ線群3を構成する各データ線(D1、D2、D3、…)はデータ線駆動回路5にそれぞれ接続されている。また、アドレス線駆動回路4は、各々のアドレス線毎に走査選択スイッチ4aを備えており、データ線駆動回路5は、各データ線毎に階調電位供給回路5a及び表示モード切換スイッチ5bを備えている。
また、モード指定指令生成回路6は、所定の指令入力に従って液晶表示モードか有機EL表示モードかを指定するモード切換信号を生成する回路である。
次に、図2に示される表示装置の動作を説明する。アドレス線駆動回路4に接続されたアドレス線(A1、A2、A3、…)の各々は、通常、スイッチ4aを介して+10Vに接続されており、いわゆる非選択の状態となっている。表示動作が開始されると、図示せぬ制御回路から供給される走査選択信号によって、アドレス線群2のうち1つのアドレス線が順次選択され、選択されたアドレス線のスイッチ4aがアース側に切り換えられる。因みに、図2ではアドレス線A2が選択されており、その他のアドレス線は非選択の状態になっている。
一方、データ線駆動回路5には、所定のタイミングで図示せぬ制御回路から、1ライン分或いは1画面分、若しくは数画面分の画素データ信号が供給される。階調電位供給回路5aは、これに基づいて1ライン分の画素の輝度階調に応じた階調電位を0〜5Vの範囲で生成して、これを各データ線(D1、D2、D3、…)に供給する。さらに、モード指定指令生成回路6からはデータ線駆動回路5に対してモード切換信号が供給され、同信号に基づいてスイッチ5bの切り換えが為される。図2では、モード切換信号として液晶表示モードの指令が供給されており、これに応じて各データ線のスイッチ5bがアース側に切り換えられている。
すなわち、図2の表示装置では、アドレス線A2が走査選択信号により選択されており、同ラインに接続されているデュアルモード表示素子1aのアドレス線側は、アース電位に接続されている。一方、デュアルモード表示素子1aのデータ線側には、データ線駆動回路5から各々のデータ線毎に、これに重畳される各画素の階調度に応じた階調電位が0〜5Vの範囲で印加されている。このため、選択ラインA2に接続されているデュアルモード表示素子1aには、0〜5Vの範囲の駆動電圧が加わるので、同素子は液晶表示モードとして機能する。なお、アドレス線A2以外の非選択ラインは、アドレス線駆動回路4のスイッチ4aを介して、駆動電圧(0〜5V)以上の電位(10V)に接続されているので、これらの非選択ラインに接続されているデュアルモード表示素子1aに駆動電流が流れることはなく、従って、これらの素子が発光することはない。
一方、モード指定指令生成回路6からモード切換信号として、有機EL表示モードの指令が供給されている場合は、データ線駆動回路5のスイッチ5bがバイアス電源の5V側に切り換えられている。これによって、各々のデータ線に接続されているデュアルモード表示素子1aには、0〜5Vの階調電位に5Vのバイアス電圧が付加された5〜10Vの駆動電圧が印加される。即ち、選択ラインA2に接続されたデュアルモード表示素子1aには、表示モードの弁別閾値である5V以上の電圧が加わるので、同素子は有機EL表示モードとなる。なお、A2以外の非選択ラインについては、駆動電圧の最大値に等しい10Vの電位が、アドレス線駆動回路4のスイッチ4aを介して逆バイアスとして印加されているので、これらのラインに接続されているデュアルモード表示素子1aが発光することはない。
以上に説明したように、本実施例は、有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子1aと、パネル1において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線群2及びデータ線群3と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路4と、タイミング信号に応じて前記データ線の各々を画像データに応じた階調電位で駆動するデータ線駆動回路5と、を含むデュアルモード表示装置であって、操作に応じてモード指定指令を生成するモード指定指令生成回路6を含み、前記データ線駆動回路5は、前記モード指定指令に応じたバイアス電位を前記階調電位に重畳し、前記アドレス線駆動回路4は、前記アドレス線の各々に非駆動電位を供給し、かつ前記タイミング信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給することを特徴とする。
したがって、本実施例によれば、液晶表示機能と有機EL表示機能を兼ね備えたデュアルモード表示装置を、物理的に1つの表示素子を用いた簡易な構成で実現することができる。
次に、本発明による第2の実施例について以下に説明を行う。
ところで、前述した第1の実施例では、非選択ラインに接続されたデュアルモード表示素子1aに加わる逆電圧の値が表示モードにより異なっていた。例えば、液晶表示モードの場合は、データ線側から印加される駆動電圧の最大値が5Vであるのに対して、アドレス線側からスイッチ4aを介して印加される逆電圧が10Vとなる。即ち、デュアルモード表示素子1aの両電極間には、少なくとも
10V−5V=5V
以上の電位差が発生する。
デュアルモード表示素子1aは、図1に示される構造図からも明らかなように、その電極間に容量成分が形成され、両電極間に生じた電位差に比例した電荷がこの容量成分に蓄えられる。即ち、表示パネルにおける表示駆動処理を繰り返す毎に、かかる電荷蓄積による無駄な電力消費が発生して表示装置の電源効率の低下を招く原因ともなる。また、アドレス線が選択された際に大量の蓄積電荷がスイッチ4aを介してアースに放電されるため、過渡的な放電電流による雑音発生も考慮する必要がある。本実施例は、これらの点について改良を加えたものである。
本実施例に基づく表示装置の構成を図3に示す。同図に示される如く、本実施例の表示装置は、表示パネル10、アドレス線群20、データ線群30、アドレス線駆動回路40、データ線駆動回路50、及びモード指定指令生成回路60から構成されている。
表示パネル10において、アドレス線群20を構成する各々のアドレス線(A1、A2、A3、…)と、データ線群30を構成する各々のデータ線(D1、D2、D3、…)とは互いに交叉して敷設されている。そして、各交叉部毎に、アドレス線とデータ線の各々に接続されたデュアルモード表示素子10aが設けられている。
デュアルモード表示素子10aは、例えば、液晶表示機能を備えた有機EL材料であり、そのキャリア輸送層及び/又は有機発光層に液晶層を組み込むことによって液晶表示機能を有機EL素子に付与したものである。同素子は、アドレス線とデータ線によって印加される電圧値が所定の閾値以下であれば液晶表示機能を呈し、同閾値以上であれば有機EL表示機能を呈する。なお、本実施例では、この閾値電圧を5Vに想定しているが、本発明の実施がかかる事例に限定されるものでないことは言うまでもない。
一方、アドレス線群20を構成する各々のアドレス線(A1、A2、A3、…)はアドレス線駆動回路40に、データ線群30を構成する各データ線(D1、D2、D3、…)はデータ線駆動回路50にそれぞれ接続されている。また、アドレス線駆動回路40は、各々のアドレス線毎に走査選択スイッチ40a、及び表示モード切換スイッチ40bを備えており、データ線駆動回路50は、各データ線毎に階調電位供給回路50a、及びバイアス切換えスイッチ50bを備えている。
また、モード指定指令生成回路60は、所定の指令入力に従って液晶表示モードか有機EL表示モードかを指定するモード切換信号を生成する回路である。
次に、図3に基づいて、本実施例による表示装置の動作を説明する。アドレス線駆動回路40に接続されたアドレス線(A1、A2、A3、…)の各々は、通常、スイッチ40aを介してスイッチ40b側に接続されており、いわゆる非選択の状態となっている。表示動作が開始されると、図示せぬ制御回路から供給される走査選択信号によって、スイッチ40aが順次走査選択され、選択されたスイッチ40aにおいてスイッチの切換えが為されて、当該スイッチの接点がスイッチ40b側からアース電位側に切り換えられる。即ち、走査選択信号に従い、アドレス線群20のうち1つのアドレス線が順次選択され、選択されたアドレス線は、スイッチ40aを介してアース電位に接続される。因みに、図3ではアドレス線A2が選択されており、その他のアドレス線は非選択の状態になっている。
また、アドレス線駆動回路40には、モード指定指令生成回路60からモード切換信号が供給されており、同信号が液晶表示モードを指令する場合には、スイッチ40bが5V側に切り換えられ、有機EL表示モードを指令がする場合は、同スイッチが10V側に切り換えられる。図3では、制御回路から液晶表示モード指令が供給されているものと想定し、スイッチ40bは5V側に切り換えられている。
一方、データ線駆動回路50には、所定のタイミングで図示せぬ制御回路から、1ライン分或いは1画面分、若しくは数画面分の画素データ信号が供給される。階調電位供給回路50aは、これに基づいて1ライン分の画素の輝度階調に応じた階調電位を0〜5Vの範囲で生成して、これを各々のデータ線(D1、D2、D3、…)に供給する。
また、データ線駆動回路50には、モード指定指令生成回路60からモード切換信号が供給されており、同信号が液晶表示モードを指令する場合には、スイッチ50bがアース電位側に切り換えられ、有機EL表示モードの場合は、同スイッチがバイアス電源の5V側に切り換えられる。図3では、液晶表示モード指令が供給されているものと想定し、スイッチ50bはアース電位側に切り換えられている。
つまり、図3に示される表示装置では、アドレス線A2が走査選択信号により選択されており、同ラインに接続されているデュアルモード表示素子10aのアドレス線側は、スイッチ40a及びスイッチ40bを介して5Vに接続されている。一方、デュアルモード表示素子10aのデータ線側には、データ線駆動回路50から各々のデータ線毎に重畳される画素の階調度に応じた階調電位がバイアス電位を伴わない状態、つまり、0〜5Vの電位の範囲内で印加される。
それ故、選択ラインA2に接続されているデュアルモード表示素子10aには、アース電位に対して0〜5Vの範囲で駆動電圧が印加されることになる。そして、かかる駆動電圧は、前述した表示モード弁別の閾値電圧(5V)よりも低いので、これらの素子は液晶表示モードとして機能する。
一方、アドレス線A2以外の非選択ラインは、アドレス線駆動回路40のスイッチ40a、及びスイッチ40bを介して、駆動電圧(0〜5V)の最大電位と等しい5Vに接続される。それ故、これらの非選択ラインに接続されているデュアルモード表示素子10aに駆動電流が流れることはなく、これらの素子が発光するおそれはない。また、図4に示される如く、データ線駆動回路50から供給される駆動電位が最大値(5V)の場合を想定すると、非選択ラインに接続されているデュアルモード表示素子10aの両電極間電圧は0Vとなるため、同素子に電荷が蓄積されることはない。
次に、モード指定指令生成回路60からモード切換信号として、有機EL表示モードの指令が供給された場合は、アドレス線駆動回路40のスイッチ40bの接点が5V側から10V側に切り換えられる。また、データ線駆動回路50においても、同信号によってスイッチ50bがアース側から5V側に切り換えられる。
これによって、選択ラインA2に接続されたデュアルモード表示素子10aは、そのアドレス線側がアース電位に保持された状態で、そのデータ線側に0〜5Vの階調電位に5Vのバイアス電圧を重畳した電位が印加されることになる。即ち、選択ラインA2に接続されたデュアルモード表示素子10aには、結果的に、
(0〜5)V+5V=(5〜10)V
なる電圧が加わることになる。
つまり、選択ラインA2に接続されたデュアルモード表示素子10aは、表示モードの弁別閾値電位である5Vを超えた5〜10Vの電圧で駆動されるため、同素子は有機EL表示モードとして機能する。
一方、A2以外の非選択ラインについては、駆動電圧の最大値に等しい10Vの電位がアドレス線駆動回路40のスイッチ40a、及びスイッチ40bを介して逆バイアスとして印加されているので、これらのラインに接続されているデュアルモード表示素子10aが発光することはない。また、図5に示される如く、データ線駆動回路50から供給される駆動電位が最大値(10V)の場合を想定すると、非選択ラインに接続されているデュアルモード表示素子10aの両電極間電圧は0Vとなるため、液晶表示モードの場合と同様に、同素子に電荷が蓄積されることはない。
以上に説明したように、本実施例は、有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子10aと、パネル10において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線群20及びデータ線群30と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路40と、前記データ線の各々を駆動するデータ線駆動回路50とを含むデュアルモード表示装置であって、データ線駆動回路50は、データ線群30に含まれるデータ線毎にモード指定指令に応じたバイアス電位を伴う階調電位を供給する階調電位供給回路50aとバイアス設定スイッチ50bを含み、前記アドレス線駆動回路40は、アドレス線群20に含まれるアドレス線の各々に前記モード指定指令に応じた非駆動電位を供給し、かつ走査信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給する走査選択スイッチ40a、及び表示モード切換スイッチ40bとを含むことを特徴とする。
したがって、本実施例によれば、表示モードに関わりなく、非選択ラインに接続されたデュアルモード表示素子10aの両極間電圧を低下させることができるので、同素子に蓄積される電荷を減少させ、表示装置における無駄な消費電力を削減することができる。また、蓄積電荷放電時の放電雑音を減少させることも可能となる。
なお、図2及び図3に示される如く、両実施例ともにデータ線駆動回路5及び50に含まれる5Vのバイアス電源は、各々のデータ線毎に設けられているが、これらのバイアス電圧は共通の電源から供給するようにしても良い。
図1は、デュアルモード表示素子の概略構造を示す構成図である。 図2は、本発明に基づく第1の実施例による表示装置の構成を示すブロック図である。 図3は、本発明に基づく第2の実施例による表示装置の構成を示すブロック図である。 図4は、図3の実施例で液晶表示モード動作時におけるデュアルモード表示素子10aの両電極間電圧の様子を示す説明図である。 図5は、図3の実施例で有機EL表示モード動作時におけるデュアルモード表示素子10aの両電極間電圧の様子を示す説明図である。
符号の説明
1,10 表示パネル
1a,10a デュアルモード表示素子
2,20 アドレス線
3,30 データ線
4,40 アドレス線駆動回路
4a,40a 走査選択スイッチ
40b 表示モード切換スイッチ
5,50 データ線駆動回路
5a,50a 階調電位供給回路
5b,50b バイアス切換スイッチ
6,60 モード指定指令生成回路
11 透明基板
12 透明電極
13 キャリア輸送層
14 有機発光層
15 駆動電源


Claims (7)

  1. 有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、パネル上において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線及びデータ線と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路と、タイミング信号に応じて前記データ線の各々を画像データに応じた階調電位で駆動するデータ線駆動回路と、を含むデュアルモード表示装置であって、
    指令入力に応じてモード指定指令を生成するモード指定指令生成回路を含み、
    前記データ線駆動回路は、前記モード指定指令に応じたバイアス電位を前記階調電位に重畳し、
    前記アドレス線駆動回路は、前記アドレス線の各々に非駆動電位を供給し、かつ前記タイミング信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給することを特徴とするデュアルモード表示装置。
  2. 前記データ線駆動回路は、前記モード指定指令に応じて前記バイアス電位を設定するバイアス設定スイッチを含み、
    前記アドレス線駆動回路は、前記タイミング信号に応じて前記アドレス線に前記非駆動電位および駆動電位のいずれか一方を供給する走査選択スイッチを含むことを特徴とする請求項1に記載のデュアルモード表示装置。
  3. 前記アドレス線駆動回路は、前記非駆動電位の大きさを切り換える非駆動電位切換スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のデュアルモード表示装置。
  4. 前記非駆動電位切換スイッチは、前記モード指定指令が液晶動作モード指定の場合に前記非駆動電位を前記階調電位の最大値とし、前記モード指定指令が有機エレクトロルミネッセンス動作モード指定の場合に前記非駆動電位を前記階調電位の最大値に前記バイアス電位を重畳させた値とすることを特徴とする請求項3に記載のデュアルモード表示装置。
  5. 前記バイアス設定スイッチは、前記モード指定指令が液晶動作モード指定の場合に前記バイアス電位をアース電位とし、前記モード指定指令が有機エレクトロルミネッセンス動作モード指定の場合に前記バイアス電位を所定電位とすることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のデュアルモード表示装置
  6. 前記アドレス線駆動回路は、前記駆動電位を自在に調整し得ることを特徴とする請求項1に記載のデュアルモード表示装置
  7. 有機発光層及びキャリア輸送層の少なくとも一方に液晶層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、パネル上において前記有機エレクトロルミネッセンス素子を挟持して互いに交叉して設けられた複数のアドレス線及びデータ線と、前記アドレス線の各々を駆動するアドレス線駆動回路と、タイミング信号に応じて前記データ線の各々を画像データに応じた階調電位で駆動するデータ線駆動回路と、を含む表示装置におけるデュアルモード表示方法であって、
    指令入力に応じてモード指定指令を生成するステップと、
    前記モード指定指令に応じたバイアス電位を前記階調電位に重畳するステップと、
    前記アドレス線の各々に非駆動電位を供給し、かつ前記タイミング信号に応じて前記アドレス線を択一的に選択してこれに前記非駆動電位に代えて駆動電位を供給するステップと、を含むことを特徴とするデュアルモード表示方法。
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