JP3877049B2 - Image display apparatus and driving method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,有機半導体膜などの発光薄膜に駆動電流を流すことによって発光させる電気光学素子の発光動作を制御する薄膜トランジスタなどのスイッチング素子で制御するアクティブマトリクス型の画像表示装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年,高度情報化社会の到来に伴い,パーソナルコンピュータ,カーナビ、携帯情報端末,情報通信機器あるいはこれらの複合製品の需要が増大している。これらの製品には,薄型,軽量,低消費電力のディスプレイが好適であり,液晶表示装置あるいは自発光型のEL(エレクトロルミネッセンス)素子またはLED(発光ダイオード)素子などの電気光学素子による表示装置が用いられている。
【0003】
後者の自発光型の電気光学素子による表示装置には,視認性がよいこと,視角特性が広いこと,高速応答で動画表示に適することなどの特長があるので,映像表示が主要になってくる今後,特に好適と考えられている。特に,近年の有機物を発光層とする有機EL素子または有機LED素子(以下、これらを総称してOLEDと称する)の発光効率の急速な向上と,映像通信を可能にするネットワーク技術の進展との2つがあいまって,OLEDディスプレイへの期待は,高まるばかりである。
【0004】
OLEDディスプレイにおける電力効率を高めるためには,後述のように薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)によるアクティブマトリクス駆動が有効である。OLEDディスプレイをアクティブマトリクス構造として作製し駆動する技術は,例えば、特開平4−328791号公報、特開平8−241048号公報および米国特許USP5550066号に記載されており,また、駆動電圧関係については国際特許公報WO98/36407号などに開示されている。
【0005】
OLEDディスプレイの典型的な画素は,2つのTFT(スイッチトランジスタとドライバトランジスタ)と1つの蓄積容量で構成されるアクティブ素子駆動回路によりOLEDの発光輝度を制御するものである。画素は,画像信号を供給されるn本のデータ線と走査信号を供給されるm本の走査線(ゲート線)をm行n列のマトリクスを形成しその各交点近傍に画素を配置する。
【0006】
画素を駆動するには,m行のゲート線に順次走査信号(ゲート電圧)を印加しスイッチングトランジスタをターンオンさせ、1フレーム期間Tf内に垂直方向の走査を1回終えて,再び1行目のゲート線にターンオン電圧が印加される。
【0007】
この駆動スキームでは,1本のゲート線にターンオン電圧が印加される時間は,Tf/m以下となる。一般的には,1フレーム期間Tfの値としては,1/60秒程度が用いられる。あるゲート線にターンオン電圧が印加されているときは,そのゲート線に接続されたスイッチングトランジスタは全てオン状態となり,それに同期してn列のデータ線には同時に画像信号(データ電圧)が印加される。これはいわゆる線順次走査方式と呼ばれ,アクティブマトリクス液晶では一般的に用いられているものである。
【0008】
データ電圧はゲート線にターンオン電圧が印加されている間に蓄積容量(コンデンサ)に蓄えられ,1フレーム期間はほぼそれらの値に保たれる。蓄積容量の電圧値は,ドライバトランジスタのゲート電圧を規定し,したがって,ドライバトランジスタを流れる電流値が制御され一定の電流がOLEDを流れ発光が生じる。OLEDは電圧を印加されると,発光が始まるまでの応答時間は1μs以下であることが通常であり,動きの速い画像(動画像)にも追随できる。
【0009】
さて,アクティブマトリクス駆動では,1フレーム期間に亘って発光が行われることで高効率を実現している。これと,TFTを設けずにOLEDのダイオード電極をそれぞれ垂直走査線,水平走査線に直結して駆動する単純マトリクス駆動による効率とを比較すると差異は明確である。
【0010】
単純マトリクス駆動では垂直走査線が選択されている期間にのみOLEDに電流が流れるので,その短い期間の発光のみで1フレーム期間の発光と同等の輝度を得るためには,アクティブマトリクス駆動に比べて略垂直走査線数倍の発光輝度が必要となる。それには,必然的に駆動電圧,駆動電流を大きくせねばならず,発熱など消費電力ロスが大きくなって電力効率が低下するのを免れない。
【0011】
このように,アクティブマトリクス駆動は,単純マトリクス駆動に比べ低消費電力化の観点から優位であると考えられている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、OLEDが高速応答がゆえに動画に適すると考えられてきている。しかしながら,従来技術によるOLEDのアクティブマトリクス駆動は液晶ディスプレイ(LCD)の駆動方法と同じであり,画素は1フレーム期間に亘って表示をする、つまりOLEDを発光させるホールド型の表示方式である。
【0013】
LCDについては,「電子情報通信学会技術研究報告」EID96―34,19頁から26頁(1996年,6月)に記載されているように,ホールド型の表示方式に起因して,動画表示時に動物体のエッジがぼける現象が避けられない。
【0014】
動画像のエッジぼけの課題は,LCDについて指摘されたものであるが,その発生原因はホールド表示のためである。したがって、OLEDをアクティブマトリクス駆動でホールド表示すると動画像のエッジぼけが同様に問題になる。
【0015】
このように,従来技術はOLEDのように電気光学素子をアクティブマトリクス駆動する際に動画表示時のエッジぼけに配慮がなされておらず,画質が劣化するという問題点を有する。
【0016】
本発明の目的は,電気光学素子をアクティブマトリクス駆動する際に動画表示時のエッジぼけを抑制し画質を向上させることのできる画像表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、1画像を表示するために複数のゲート線の走査後に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにしたことにある。換言すると、本発明は1フレームと次の1フレームの間に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにしたことにある。
【0018】
本発明の望ましい実施形態は、1画像を表示する1フレーム期間内に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにする。
【0019】
本発明は1画像を表示するために複数のゲート線の走査後に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにしているので、この消光期間中の視線移動時には白背景の積分がなくなりエッジのぼけ,すなわち,動画の表示特性が大幅に改善される。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、画像表示装置の構成を説明し,次に駆動方法について述べる。
【0021】
図1は画像表示装置1の全体のレイアウトを模式的に示すブロック図で,図2は図1の表示部に構成されたアクティブマトリクスの等価回路図である。
【0022】
図1において、画像表示装置1は基板6のほぼ中央部に表示部2が構成されている。表示部2の上側にはデータ線7に対して画像信号を供給するデータ駆動回路3が設けられ、左側にゲート線8に対して走査信号(ゲート電圧)を供給する走査駆動回路4が設けられている。また、右側には電流供給駆動回路5が設けられている。これらの駆動回路3、4、5は、Nチャネル型とPチャネル型のTFTによる相補型回路から構成されるシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、アナログスイッチ回路などからなる。
【0023】
画像表示装置1は、液晶表示装置のアクティブマトリクスと同様に基板6の上に複数のゲート線8と、ゲート線8の延在方向に対して交差する方向に延在させた複数のデータ線7が設けられている。図2に示す如くゲート線8(G1,G2,…,Gm)とデータ線7(D1,D2,…,Dn)との交差するところにマトリクス状に画素20が配置されている。
【0024】
画素20は図3に拡大して示すように、Nチャネル型のTFTからなるスイッチトランジスタ21のゲート電極がゲート線8に接続され、スイッチトランジスタ21のソース電極、ドレイン電極の一方がデータ線7に接続され,他方が蓄積容量23の一端に接続されている。蓄積容量23の一端はNチャネル型のTFTからなるドライバトランジスタ22のゲート電極にも接続されている。
【0025】
ドライバトランジスタ22のソース電極はデータ線7と同じ方向に延在する共通電位線9に接続され、ドレイン電極はOLED24の一方の電極に接続されている。OLED24の他方の電極は全画素20に共通の電流供給線10に接続され電位Vaに保たれている。OLED24は、陽極が通常透明電極で形成され、OLED層での発光はTFTが形成されたガラス基板を通して外に取り出される構造となる。
【0026】
この構成において、ゲート線8(G1,G2,…,Gm)に加えられる走査信号によってスイッチトランジスタ21がオン状態になると,データ線7から画像信号がスイッチトランジスタ21を介して蓄積容量23に書き込まれる。したがって、ドライバトランジスタ22のゲート電極は、スイッチトランジスタ21がオフ状態になっても蓄積容量23により画像信号に相当する電位に保持される。
【0027】
ドライバトランジスタ22は、定電流性に優れるソース接地モードでの駆動状態に保たれ続けて、電流供給線10からの電流がOLED24に流れる。OLED24は発光状態に維持される。このときの発光輝度は、蓄積容量23に書き込まれる画像データに依存する。OLED24の発光停止は、ドライバトランジスタ22をオフ状態にすることによってなされる。
【0028】
次に、画像表示装置の駆動方法について図4および図5を用いて説明する。
【0029】
図4に本発明による画像表示装置を駆動する駆動装置の構成を示す。
【0030】
図4において、図1と同一符号のものは相当物を示し、走査駆動回路4とデータ駆動回路3には表示制御コントローラ11からタイミング制御信号(クロック信号)が与えられる。データ駆動回路3は表示制御コントローラ11から画像信号も与えられる。
【0031】
表示制御コントローラ11のタイミング(クロック周波数)はタイミング調整回路12によって調整される。タイミング調整回路12は1フレームの基本周波数を4倍化したクロック周波数に設定する。これにより,表示制御コントローラ11は画像メモリ13からのデータ読み出しを4倍化し,両駆動回路3、4におけるシフトレジスタのフレームスタート制御信号のタイミングをt=0、Tf/4、Tf、5Tf/4…にする。
【0032】
この構成において、ゲート線G1、G2、…Gmには走査駆動回路4から図5に示したようにスイッチトランジスタ21を順次ターンオンするゲート電圧VG1,VG2,…,VGmが加えられる。ゲート電圧VG1,VG2,…,VGmは電圧値(低電圧レベル)VGLから電圧値(高電圧レベル)VGHに変化する。
【0033】
一方、データ線D1,D2,…,Dnにはデータ駆動回路3からゲート電圧VG1,VG2,…,VGmに同期して画像信号のデータ電圧VD1、VD2、…、VDnが加えられる。画像信号電圧VD1、VD2、…、VDnは電圧値(高電圧レベル)VDHから電圧値(低電圧レベル)VDLの間の値が設定される。電圧値VDLは通常共通電位線9の電圧以下である。電流供給線10の電圧Vaと共通電位線9の電圧は一定に保たれている。
【0034】
このようにして駆動するのであるが、この駆動方法は従来技術と同様の線順次走査である。
【0035】
さて、本発明では1画面(1画像)の走査に要する期間が1フレーム期間Tfの1/4と短縮されている。したがって、ゲート線8の1本あたりの選択時間は、Tf/4mと短くなる。1画面の走査が終わって次にゲート線G1が選択されると,今度はドライバトランジスタ22をオフ状態にする電圧値VDLのデータ電圧VD1、VD2、…、VDnがすべてのデータ線D1,D2,…,Dnに印加される。
【0036】
このような電圧スキームにすると、1フレーム期間の約1/4は発光期間となり、残りの3/4は消光期間(非発光期間)となる。OLED24の実効的な発光時間が短くなり表示画像が暗くなるのを防止するために、データ電圧の波高値は4倍の電流となるようにする。1フレーム期間Tfの値は16ms程度なので、発光にあてられる期間は4ms程度になるが,OLED24のもつ高速応答のゆえにこの期間ほぼすべてに亘って発光が可能である。
【0037】
このようにして画像表示装置を駆動するのであるが、動画像のエッジぼけを抑制できることについて説明する。
【0038】
まず、理解を容易にするために動画のエッジぼけが発生することについて図6を用いて説明する。
【0039】
図6(a)に示すように、動画像として白背景の中で黒の長方形が図示左から右の矢印方向に一定速度で移動する映像について考える。この動画像をホールド型の表示をした場合、1フレーム間隔毎に表示内容が書き換えられ、その表示内容が1フレーム期間保持されるという点に留意して動画像のエッジを含む部分の一水平ラインについて拡大して着目する。
【0040】
図6(b)はこの拡大部分の時間変化をTf毎に模式的に示したものである。図6(b)に示すように、長方形のエッジ部は時間経過に対して階段状に移動しながら表示される。図6(b)はエッジが1フレームあたりに4画素移動する例を示している。
【0041】
この表示画面を見るユーザの目は、図6(b)の矢印Aに示すように動画像に追従して連続的に視線移動する。この視線移動の途中には,白背景も認識されてしまうので,ユーザが知覚する動画像の輝度信号は、これら白信号と黒信号の積分値となる。すなわち黒い長方形のエッジ部がぼやけてしまうことになる。
【0042】
一方、本発明の駆動による画像の見え方を図6(b)の1行の画素について示したのが図7である。
【0043】
図7において、例えば、時刻t=t0+Tf/4からt=t0+Tfの間は消光されるが、この消光期間中の視線移動時には白背景の積分がなくなるのでエッジのぼけ,すなわち,動画の表示特性が大幅に改善されることになる。
【0044】
なお、上述の実施の形態では,発光期間と消光期間の比を1:3としたが,蛍光体の残光(<〜3ms)を見るCRTの表示特性に画質劣化がないことから,タイミング調整回路12により,さらに発光期間を短くすることにより本発明の効果をより大きくすることができる。
【0045】
図8に本発明の他の実施の形態を示す。
【0046】
図8において、図4の実施の形態と異なる点は,電流供給線駆動回路15を設け表示制御コントローラ11の制御下におくようにしたことである。各電流供給線10においては,図9に示すように消光のためのゲート電圧に連動して電流供給線10の供給電圧を切替えるスイッチ16が設けられている。
【0047】
図10に表示部2の画素マトリクス図を示す。図10において図2と異なるところはOLED24のアノード電極を行毎に束ねた電流供給線A1,A2,…Amを設け,それぞれの電流供給線A1,A2,…Amに与える電圧VA1,VA2,…VAmを一定ではなく複数の値としたことである。
【0048】
この構成の動作を図11に示すタイムチャートを参照して説明する。この実施形態においても発光期間と消光期間を設けることは図4に示す実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0049】
1フレームの発光期間を終了した後,ゲート線8を再選択のタイミングで一旦ドライバトランジスタ22を非飽和領域でオンさせる電圧を加え,同時に電流供給線駆動回路15によって電流供給線A1,A2,…Amに与える電圧VA1,VA2,…VAmを低電圧レベルVALに引き下げる。低電圧レベルVALの値は共通電位線9の電圧レベルより低く設定する。
【0050】
電流供給線A1,A2,…Amの電圧VA1,VA2,…VAmを低電圧レベルVALにするとOLED24の画素電極の電位は略共通電位線9の電圧レベルになるので,OLED24の両端の電圧は,発光時のバイアスの向きと逆になる。この時点で,ドライバトランジスタ22をターンオフすれば,この逆バイアス印加状態が消光期間にわたり保たれることになる。このような電圧印加は,電流供給線10がストライプ状にゲート線8と平行に結ばれていることにより実現できる。
【0051】
OLED24は,順バイアスの直流を印加し続けると徐々に空間電荷などが生成されて輝度が低下するが、本実施の形態のように逆バイアス印加すれば空間電荷生成を妨げることができるので長寿命にできる。
【0052】
図8、図10に示す実施の形態におけるストライプ状電流供給線10の形成について図12および図13を用いて説明する。画像表示装置1の画素部の平面構造を図12に,図12のA−A’に沿った断面構造を図13に示す。
【0053】
ガラス基板6には,スイッチトランジスタ21とドライバトランジスタ22を形成するための島状のシリコン膜が形成され,その表面にはゲート絶縁膜が形成されている。ゲート絶縁膜上には,ゲート電極,ゲート線8,蓄積容量23用電極が形成され,その後ゲート電極に自己整合的にソース・ドレイン領域が形成される。しかる後に第1の層間絶縁膜30が設けられ,コンタクトホールを介してデータ線7,共通電位線9,蓄積容量23用電極が形成されている。
【0054】
さらに、第2の層間絶縁膜31のコンタクトホールを介して画素電極であるOLED24の陰極24K、有機層24Oを設けた後,対向電極である透明な陽極24Aとこれを結ぶ(接続された、カバーされた)電流供給線10が設けられている。この電流供給線10は,行方向すなわちゲート線8の延在する方向に延在させてある。
【0055】
OLED発光素子24は,ドライバトランジスタ22のドレインに接続された金属層の上に接続されたリチウム含有アルミニウムあるいはカルシウムなどの金属膜からなる陰極24K,有機半導体層24O,インジウム含有酸化膜による透明陽極24Aを積層した構造にしている。
【0056】
図14に図8に示す実施の形態で駆動する他の例を示す。図14は図11と比較すると明らかなように、駆動電圧波形は、発光期間と消光期間が1:3で設けられていること、および電流供給線10の電圧VA1,VA2,…VAmが消光期間中に低電圧レベルVALとなっていることは同じである。
【0057】
図14の形態によるデータ駆動電圧では,ゲート再選択パルスに同期させたドライバトランジスタ22のターンオン電圧の印加からそのドライバトランジスタ22をターンオフするときの電圧レベルをVDLよりもさらに低くし,特に共通電位線9や画素電極の電位よりも低くすることに特徴がある。
【0058】
この状態でゲート線8の電圧を非選択状態にすると,ドライバトランジスタ22のゲート電圧は,ソース・ドレインの電圧よりも低く保たれることになる。すなわち,発光時は正のゲート電圧で駆動されていたドライバトランジスタ22は、消光時は負のゲート電圧が印加されることになり,トランジスタのゲート絶縁膜への電荷注入による特性シフトおよびそれに伴う表示画質劣化を防止することができる。
【0059】
以上のように,本発明の画像表示装置は1画像を表示するために複数のゲート線の走査後に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにしているので、この消光期間中の視線移動時には白背景の積分がなくなるのでエッジのぼけ,すなわち,動画の表示特性が大幅に改善される。
【0060】
また、上述の実施の形態では、発光走査終了後に消光走査しているのでアクティブマトリクス駆動に一般的に用いられる画素の構成を変更することなく動画の表示特性を向上させることができる。
【0061】
さらに、OLED24に逆バイアス印加するようにしているので空間電荷生成を妨げることができるので長寿命にでき、表示輝度劣化の小さい画像表示装置を得ることができる。
【0062】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものでなく、例えば,図15に示すようにドライバトランジスタ22をPチャネル型とし,基板6側から光を取り出す構造でも本発明を適用できることは勿論のことである。
【0063】
また、上述の実施の形態は1画像を表示する1フレーム期間内に電気光学素子を消光させる消光期間を形成しているが、要するに、1画像を表示するために複数のゲート線の走査後に電気光学素子を消光させる消光期間を形成すればよいことは明らかなことである。
【0064】
【発明の効果】
以上述べてきたように,本発明は1画像を表示するために複数のゲート線の走査後に電気光学素子を消光させる消光期間を形成して画素を駆動するようにしているので、この消光期間中の視線移動時には白背景の積分がなくなるのでエッジのぼけ,すなわち,動画の表示特性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像表示装置の一例を示すブロック図である。
【図2】 アクティブマトリクスの等価回路図である。
【図3】 アクティブマトリクス駆動の画素の一例図である。
【図4】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図5】 本発明の駆動動作を説明するためのタイムチャートである。
【図6】 従来駆動における動画のエッジぼけを説明する図である。
【図7】 本発明による動画のエッジぼけを解消を説明する図である。
【図8】 本発明の他の一実施例を示す構成図である。
【図9】 図8の構成を説明するための図である。
【図10】 本発明の他の実施例におけるアクティブマトリクスの等価回路図である。
【図11】 本発明の他の実施例の駆動動作を説明するためのタイムチャートである。
【図12】 本発明による画像表示装置の画素部の平面構造を説明する図である。
【図13】 本発明による画像表示装置の画素部の断面構造を説明するための図である。
【図14】 本発明の他の実施例における他の駆動動作を説明するためのタイムチャートである。
【図15】 本発明を適用する画像表示装置の画素部の他の断面構造例を説明する図である。
【符号の説明】
1…画像表示装置、2…表示部、3…データ駆動回路、4…走査駆動回路、5…電流供給駆動回路、6…基板、7…データ線、8…ゲート線、9…共通電位線、10…電流供給線、20…画素、21…スイッチトランジスタ、22…ドライバトランジスタ、23…蓄積容量、24…OLED発光素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an active matrix image display apparatus controlled by a switching element such as a thin film transistor for controlling the light emitting operation of an electro-optical element that emits light by passing a driving current through a light emitting thin film such as an organic semiconductor film, and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the advent of the advanced information society, the demand for personal computers, car navigation systems, portable information terminals, information communication devices, or composite products of these has increased. For these products, thin, light, and low power consumption displays are suitable, and liquid crystal display devices or display devices using electro-optic elements such as self-luminous EL (electroluminescence) elements or LED (light emitting diode) elements. It is used.
[0003]
The latter display device using a self-luminous electro-optic element has features such as good visibility, wide viewing angle characteristics, and high-speed response and suitable for video display. It is considered particularly suitable in the future. In particular, the rapid improvement of the luminous efficiency of organic EL elements or organic LED elements (hereinafter collectively referred to as OLEDs) using organic substances as the light emitting layer, and the progress of network technology enabling video communication. Together, the expectations for OLED displays are only rising.
[0004]
In order to increase the power efficiency in the OLED display, active matrix driving by a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is effective as will be described later. Techniques for manufacturing and driving an OLED display as an active matrix structure are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-328791 and 8-24048 and US Pat. No. 5,555,0066. It is disclosed in the patent publication WO98 / 36407.
[0005]
A typical pixel of the OLED display is one in which the emission luminance of the OLED is controlled by an active element driving circuit composed of two TFTs (switch transistor and driver transistor) and one storage capacitor. In the pixel, n data lines to which image signals are supplied and m scanning lines (gate lines) to which scanning signals are supplied form a matrix of m rows and n columns, and the pixels are arranged in the vicinity of their intersections.
[0006]
In order to drive the pixels, a scanning signal (gate voltage) is sequentially applied to the m rows of gate lines to turn on the switching transistors, complete one vertical scan within one frame period Tf, and then again to the first row. A turn-on voltage is applied to the gate line.
[0007]
In this driving scheme, the time during which the turn-on voltage is applied to one gate line is Tf / m or less. Generally, about 1/60 second is used as the value of one frame period Tf. When a turn-on voltage is applied to a certain gate line, all the switching transistors connected to that gate line are turned on, and an image signal (data voltage) is simultaneously applied to the n columns of data lines in synchronization therewith. The This is called a so-called line-sequential scanning method and is generally used in active matrix liquid crystal.
[0008]
The data voltage is stored in the storage capacitor (capacitor) while the turn-on voltage is applied to the gate line, and is maintained at these values for one frame period. The voltage value of the storage capacitor defines the gate voltage of the driver transistor. Therefore, the current value flowing through the driver transistor is controlled, and a constant current flows through the OLED to cause light emission. When a voltage is applied to the OLED, the response time until light emission starts is usually 1 μs or less, and it is possible to follow a fast moving image (moving image).
[0009]
In the active matrix driving, high efficiency is realized by emitting light over one frame period. The difference is clear when comparing this with the efficiency of the simple matrix driving in which the OLED diode electrode is directly connected to the vertical scanning line and the horizontal scanning line without providing the TFT.
[0010]
In simple matrix driving, current flows in the OLED only during the period when the vertical scanning line is selected. Therefore, in order to obtain the same luminance as light emission in one frame period only by light emission in that short period, compared with active matrix drive. The light emission luminance approximately the number of vertical scanning lines is required. In order to do so, the drive voltage and drive current must be increased, and it is inevitable that power consumption loss such as heat generation will increase and power efficiency will decrease.
[0011]
Thus, active matrix driving is considered to be superior to simple matrix driving from the viewpoint of low power consumption.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art has been considered that OLED is suitable for moving images because of its high-speed response. However, the active matrix driving of the OLED according to the prior art is the same as the driving method of the liquid crystal display (LCD), and the pixels are displayed over one frame period, that is, a hold type display method in which the OLED emits light.
[0013]
As described in “Electronic Information and Communication Engineers Technical Research Report” EID96-34, pages 19 to 26 (1996, June), LCDs are displayed at the time of video display due to the hold-type display method. The phenomenon that the edge of the animal body is blurred is inevitable.
[0014]
The problem of moving image edge blurring has been pointed out for LCDs, but the cause is due to hold display. Therefore, when the OLED is hold-displayed by active matrix driving, the edge blur of the moving image becomes a problem as well.
[0015]
As described above, the conventional technique has a problem that image quality deteriorates because no consideration is given to edge blurring during moving image display when an electro-optic element such as an OLED is driven in an active matrix.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image display apparatus capable of suppressing edge blur at the time of moving image display and improving image quality when driving an electro-optic element in an active matrix, and a driving method thereof.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the present invention is that, in order to display one image, a pixel is driven by forming an extinction period in which the electro-optic element is extinguished after scanning a plurality of gate lines. In other words, the present invention is to drive the pixels by forming an extinction period in which the electro-optical element is extinguished between one frame and the next one frame.
[0018]
According to a preferred embodiment of the present invention, a pixel is driven by forming a quenching period in which the electro-optic element is quenched within one frame period for displaying one image.
[0019]
In the present invention, in order to display one image, a pixel is driven by forming an extinction period in which the electro-optic element is extinguished after scanning a plurality of gate lines. Integration is lost and blurring of edges, that is, the display characteristics of moving images is greatly improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the image display device will be described, and then the driving method will be described.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall layout of the
[0022]
In FIG. 1, the
[0023]
Similar to the active matrix of the liquid crystal display device, the
[0024]
In the
[0025]
The source electrode of the
[0026]
In this configuration, when the
[0027]
The
[0028]
Next, a method for driving the image display apparatus will be described with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 4 shows a configuration of a driving device for driving the image display device according to the present invention.
[0030]
4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote equivalents, and a timing control signal (clock signal) is given to the
[0031]
The timing (clock frequency) of the
[0032]
In this configuration, gate voltages VG1, VG2,..., VGm for sequentially turning on the
[0033]
On the other hand, data voltages VD1, VD2,..., VDn of image signals are applied to the data lines D1, D2,..., Dn from the
[0034]
The driving is performed in this way, and this driving method is line sequential scanning similar to the conventional technique.
[0035]
In the present invention, the period required for scanning one screen (one image) is shortened to 1/4 of one frame period Tf. Therefore, the selection time per
[0036]
In such a voltage scheme, about 1/4 of one frame period is a light emission period, and the remaining 3/4 is an extinction period (non-light emission period). In order to prevent the effective light emission time of the
[0037]
Although the image display device is driven in this way, the fact that edge blur of a moving image can be suppressed will be described.
[0038]
First, the occurrence of edge blurring of a moving image will be described with reference to FIG. 6 for easy understanding.
[0039]
As shown in FIG. 6A, consider an image in which a black rectangle moves as a moving image at a constant speed in the arrow direction from the left to the right in the drawing. When this moving image is displayed in a hold type, the display content is rewritten every one frame interval, and the display content is held for one frame period. Focus on expanding.
[0040]
FIG. 6B schematically shows the time change of the enlarged portion for each Tf. As shown in FIG. 6B, the rectangular edge portion is displayed while moving in a staircase pattern over time. FIG. 6B shows an example in which the edge moves 4 pixels per frame.
[0041]
The user's eyes who see this display screen continuously move his / her line of sight following the moving image as indicated by an arrow A in FIG. Since the white background is also recognized during the movement of the line of sight, the luminance signal of the moving image perceived by the user is an integrated value of the white signal and the black signal. That is, the black rectangular edge is blurred.
[0042]
On the other hand, FIG. 7 shows the appearance of an image by driving according to the present invention for the pixels in one row of FIG. 6B.
[0043]
In FIG. 7, for example, the light is extinguished from time t = t0 + Tf / 4 to t = t0 + Tf. However, when the line of sight moves during this extinction period, the white background is not integrated, so that the blurring of the edge, that is, the moving image display characteristic is It will be greatly improved.
[0044]
In the above-described embodiment, the ratio of the light emission period to the quenching period is set to 1: 3. However, since there is no image quality deterioration in the display characteristics of the CRT that observes the afterglow (<˜3 ms) of the phosphor, the timing adjustment is performed. The
[0045]
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.
[0046]
8 is different from the embodiment of FIG. 4 in that a current supply
[0047]
FIG. 10 shows a pixel matrix diagram of the
[0048]
The operation of this configuration will be described with reference to the time chart shown in FIG. Also in this embodiment, providing the light emission period and the extinction period is the same as the embodiment shown in FIG.
[0049]
After the end of the light emission period of one frame, a voltage for once turning on the
[0050]
When the voltages VA1, VA2,... VAm of the current supply lines A1, A2,... Am are set to the low voltage level VAL, the potential of the pixel electrode of the
[0051]
In the
[0052]
The formation of the stripe-shaped
[0053]
An island-like silicon film for forming the
[0054]
Furthermore, after providing the
[0055]
The OLED
[0056]
FIG. 14 shows another example of driving in the embodiment shown in FIG. 14 clearly shows that the drive voltage waveform has a light emission period and a quenching period of 1: 3, and that the voltages VA1, VA2,... VAm of the
[0057]
In the data drive voltage according to the form of FIG. 14, the voltage level when turning off the
[0058]
If the voltage of the
[0059]
As described above, the image display apparatus of the present invention drives the pixels by forming a quenching period in which the electro-optic element is quenched after scanning a plurality of gate lines in order to display one image. When the line of sight moves during the period, the integration of the white background is lost, so the blurring of the edge, that is, the display characteristics of the moving image is greatly improved.
[0060]
In the above-described embodiment, since the extinction scan is performed after the light emission scan is completed, the moving image display characteristics can be improved without changing the configuration of pixels generally used for active matrix driving.
[0061]
Furthermore, since a reverse bias is applied to the
[0062]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the present invention can be applied to a structure in which the
[0063]
In the above-described embodiment, the extinction period in which the electro-optic element is extinguished is formed within one frame period for displaying one image. In short, in order to display one image, the electric light is scanned after scanning a plurality of gate lines. It is obvious that a quenching period for quenching the optical element may be formed.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the pixel is driven by forming an extinction period in which the electro-optic element is extinguished after scanning a plurality of gate lines in order to display one image. When moving the line of sight, the integration of the white background is eliminated, so that the blurring of the edge, that is, the display characteristics of the moving image can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an image display device of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an active matrix.
FIG. 3 is an example of an active matrix driving pixel;
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a time chart for explaining a driving operation of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining edge blur of a moving image in conventional driving.
FIG. 7 is a diagram for explaining edge blurring of a moving image according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of FIG. 8;
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of an active matrix in another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a time chart for explaining a driving operation of another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a planar structure of a pixel portion of an image display device according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining a cross-sectional structure of a pixel portion of an image display device according to the present invention.
FIG. 14 is a time chart for explaining another driving operation in another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating another cross-sectional structure example of a pixel portion of an image display device to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
1画像を表示するために前記複数のゲート線に前記走査信号を供給した後に、前記複数のゲート線に前記走査信号を供給すると共に前記複数のデータ線に負電圧の前記画像信号を供給して前記電気光学素子を消光させる消光期間を形成して前記画素が駆動され、前記消光期間は前記第2の薄膜トランジスタのゲートに負電圧が印加されることを特徴とする画像表示装置。An image display device comprising a plurality of gate lines to which scanning signals are supplied and a plurality of data lines to which image signals are supplied crossing each other and formed in a matrix, and comprising pixels including electro-optic elements and thin film transistors. The pixel includes a first thin film transistor to which a scanning signal is supplied through the gate line, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line through the first thin film transistor, and a storage capacitor. An N-channel second thin film transistor to which the image signal is supplied, and the pixel electrode and the counter electrode when the pixel electrode is electrically connected to the common potential line through the second thin film transistor. An electro-optic element that emits light by a driving current flowing between them,
After supplying the scanning signal to the plurality of gate lines to display one image, the scanning signal is supplied to the plurality of gate lines and the negative image signal is supplied to the plurality of data lines. An image display device, wherein the pixel is driven by forming a quenching period for quenching the electro-optic element, and a negative voltage is applied to the gate of the second thin film transistor during the quenching period.
1画像を表示する1フレーム期間と次の1画像を表示する1フレーム期間の間に前記電気光学素子を消光させる消光期間を形成し、前記消光期間には、前記複数のゲート線に前記走査信号を供給されると共に前記複数のデータ線に前記走査信号に同期させて前記複数のデータ線に前記電気光学素子の負電圧の消光用画像信号を供給されるように前記画素が駆動され、前記消光期間は前記第2の薄膜トランジスタのゲートに負電圧が印加されることを特徴とする画像表示装置。An image display device that displays a moving image including a plurality of gates to which scanning signals are supplied and a plurality of data lines to which image signals are supplied intersects to form a matrix and includes pixels including electro-optic elements and thin film transistors The pixel includes a first thin film transistor to which a scanning signal is supplied via the gate line, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via the first thin film transistor, An N-channel second thin film transistor to which the image signal held by the storage capacitor is supplied and the pixel electrode when the pixel electrode is electrically connected to a common potential line through the second thin film transistor And an electro-optic element that emits light by a driving current flowing between the counter electrode and the counter electrode,
An extinction period for extinguishing the electro-optic element is formed between one frame period for displaying one image and one frame period for displaying the next one image. In the extinction period, the scanning signal is applied to the plurality of gate lines. And the pixel is driven so that a negative voltage extinction image signal of the electro-optic element is supplied to the plurality of data lines in synchronization with the scanning signal. An image display device, wherein a negative voltage is applied to the gate of the second thin film transistor during the period.
1画像を表示するために前記複数のゲート線に前記走査信号を供給した後に、前記複数のゲート線に前記走査信号を供給すると共に前記複数のデータ線に負電圧の前記画像信号を供給して前記電気光学素子を消光させる消光期間を形成して前記画素を駆動し、前記消光期間は前記第2の薄膜トランジスタのゲートに負電圧を印加するようにしたことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。A plurality of data lines to which image signals are supplied intersect with a plurality of gate lines to which scanning signals are supplied to form a matrix, and include a pixel including an electro-optic element and a thin film transistor, and the pixels include the gate lines. A first thin film transistor to which a scanning signal is supplied via, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via the first thin film transistor, and the image signal held by the storage capacitor is supplied a second thin film transistor of N channel type that is, light emission by the driving current flowing between the pixel electrode and the counter electrode when the pixel electrode is electrically connected to the common potential line through said second thin film transistor In the driving method of the image display device comprising the electro-optic element
After supplying the scanning signal to the plurality of gate lines to display one image, the scanning signal is supplied to the plurality of gate lines and the negative image signal is supplied to the plurality of data lines. A driving method of an image display device, wherein the pixel is driven by forming a quenching period for quenching the electro-optic element, and a negative voltage is applied to the gate of the second thin film transistor during the quenching period. .
1画像を表示する1フレーム期間内に前記電気光学素子を消光させる消光期間を形成し、前記消光期間には前記複数のゲート線に前記走査信号を供給すると共に前記走査信号に同期させて前記複数のデータ線に前記電気光学素子の負電圧の消光用画像信号を供給して前記画素を駆動し、前記消光期間は前記第2の薄膜トランジスタのゲートに負電圧を印加するようにしたことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。A plurality of data lines to which image signals are supplied intersect with a plurality of gate lines to which scanning signals are supplied to form a matrix, and include a pixel including an electro-optic element and a thin film transistor, and the pixels include the gate lines. A first thin film transistor to which a scanning signal is supplied via, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via the first thin film transistor, and the image signal held by the storage capacitor is supplied a second thin film transistor of N channel type that is, light emission by the driving current flowing between the pixel electrode and the counter electrode when the pixel electrode is electrically connected to the common potential line through said second thin film transistor In the driving method of the image display device comprising the electro-optic element
An extinction period for extinguishing the electro-optic element is formed within one frame period for displaying one image. In the extinction period, the scanning signal is supplied to the plurality of gate lines and the plurality of the scanning signals are synchronized with the scanning signal. A negative voltage extinction image signal of the electro-optic element is supplied to the data line to drive the pixel, and a negative voltage is applied to the gate of the second thin film transistor during the extinction period. Method for driving an image display device.
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