JP3953544B2 - El表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、EL(エレクトロルミネッセンス)素子によりマトリクス表示を行うEL表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、マトリクス表示を行うEL表示装置において、フレーム周波数を上げるために、ELパネルを上下2つの表示領域(上半分の表示領域を上画面、下半分の表示領域を下画面という)に分割して表示動作を行うようにしたデュアルスキャン方式のものが知られている。ここで、その駆動方法としては、オープンドレイン型のものとプッシュプル動作型のものがある。
【0003】
前者のものとしては、例えば米国特許第4,739,320号公報に示すものがあり、1つのFETにより走査電極に走査電圧を印加してリフレッシュ駆動を行うようにしている。これに対し、後者のものとしては、例えば特開平2−67592号公報あるいは特開平6−276400号公報に示すものがあり、2つのFETを用いたプッシュプル動作により走査電極に走査電圧を印加して、フィールド毎に極性を反転させた駆動を行うようにしている。
【0004】
前者のオープンドレイン型のものでは、リフレッシュ駆動を行っているためコントラストが悪く、また走査電圧が正負で対象とならないため焼き付けを起こす可能性があるという問題があり、このような問題からすればプッシュプル動作型のものが優れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
プッシュプル動作型の場合、正負のフィールドの切り換え時に、走査ドライバICの出力トランジスタであるFETの寄生ダイオードを通してEL素子全体にデータ電圧Vm分の充放電を行うため、充放電の時間が必要になる。この充放電の時間は、EL素子の発光に寄与しないので、長時間にすることはできない。
【0006】
デュアルスキャン方式の場合には、フレーム周波数が2倍になるため、その充放電に使用できる時間は半分になる。このため、その充放電の時間が十分に確保できない場合には、走査電圧が低下してしまうことになる。
この場合、従来のデュアルスキャン方式では、上画面、下画面とも上から下に向かう走査方向で走査を行うようにしているため、上画面と下画面の上端部分では走査電圧が低下して輝度が落ち、上画面と下画面の下端部分では所望の走査電圧を得て十分な輝度となる。その結果、上画面と下画面との境界部分で輝度差が生じてしまうという問題が生じる。
【0007】
なお、上記したオープンドレイン型のものでは、フィールド反転駆動を行っていないため、フィールド切り換え時の充放電がなく、上記したような輝度差が生じるようなことはない。
本発明は上記問題に鑑みたもので、プッシュプル動作により走査電極に走査電圧を印加してフィールド毎に極性を反転させた駆動を行い、画面分割によりマトリクス表示を行うEL表示装置において、分割した画面の境界部分での輝度差を少なくすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1乃至4に記載の発明においては、プッシュプル動作によりフィールド毎に異なる極性にて走査電圧を印加する走査駆動手段を備え、画面分割した一方の画面での第1の走査方向と他方の画面での第2の走査方向とを逆向きにし、また走査電極駆動手段の出力段が、それぞれ寄生ダイオードが形成されているPチャンネルFETとNチャンネルFETとによりプッシュプル動作を行うように構成され、フィールドの切り換え時に、寄生ダイオードを通して全ての走査電極が充放電されることを特徴としている。
【0009】
従って、フィールド切り換え時において、一方の画面に属する複数の走査電極のうち画面分割位置に近い走査電極と、他方の画面に属する複数の走査電極のうち画面分割位置に近い走査電極に対して、ほぼ同レベルの走査電圧が印加されるため、分割した画面の境界部分での輝度差を少なくすることができる。
特に、請求項2に記載の発明においては、第1、第2の走査方向が画面分割位置に向かう方向になるようにしているから、輝度が低下する部分を、画面分割位置から離れた位置、すなわち使用者の目が届きにくい画面の端にすることができるため、違和感の少ない表示とすることができる。
【0010】
また、請求項4に記載の発明においては、一方の画面に属する走査電極に印加する走査電圧と、他方の画面に属する走査電極に印加する走査電圧とを、共通の電圧供給線から供給するようにしているから、一方の画面と他方の画面での走査電圧のレベルを同じにして、輝度差をより少なくすることができる。
【0011】
このような特徴によっても、請求項1に記載したのと同じ効果を奏することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の一実施形態を示すEL表示装置の全体構成を示す。
図1において、ELパネル1には、行方向に走査電極21 〜2n が形成され、列方向にデータ電極31 〜3m が形成されている。走査電極とデータ電極とが交差する位置には画素としてのEL素子が形成されており、走査電極とデータ電極の駆動によりドットマトリクス表示を行うように構成されている。また、データ電極31 〜3m は、画面分割位置で分断して形成されており、これによりELパネル1が上画面1aと下画面1bに分割されている。
【0013】
このELパネル1の表示駆動を行うために、走査電極駆動回路4、5およびデータ電極駆動回路6、7が設けられている。
走査電極駆動回路4は、上画面1aの走査電極を駆動する上画面走査電極駆動回路であって、シフトレジスタ41とドライバ部421 〜42n/2 から構成されている。シフトレジスタ41は、走査電極を選択するための選択信号をdatain端子から入力し、順次シフトしてdataout端子から出力する。ドライバ部421 〜42n/2 は、選択信号のシフトに伴って走査電極に走査電圧を順次印加する。
【0014】
走査電極駆動回路5は、下画面1bの走査電極を駆動する下画面走査電極駆動回路であって、シフトレジスタ51とドライバ部521 〜52n/2 から構成されており、走査電極駆動回路4と同様の作動を行う。但し、シフトレジスタ51において、datain端子からdataout端子に向かう方向を、シフトレジスタ51と逆にしている。このことにより、走査電極駆動回路4は、走査電極に対し下方向に走査電圧を順次印加し、走査電極駆動回路5は、走査電極に対し上方向に走査電圧を順次印加する。
【0015】
データ電極駆動回路6は、上画面1aのデータ電極を駆動する上画面データ電極駆動回路であって、シフトレジスタ61とドライバ部621 〜62m から構成されており、上画面表示データに応じて上画面1aのデータ電極に、電圧Vmと接地電圧を選択的に出力する。
データ電極駆動回路7は、下画面1bのデータ電極を駆動する下画面データ電極駆動回路であって、データ電極駆動回路6と同様に、シフトレジスタ71とドライバ部721 〜72m から構成されており、下画面表示データに応じて下画面1bのデータ電極に、電圧Vmと接地電圧を選択的に出力する。
【0016】
なお、走査電極駆動回路4、5、データ電極駆動回路6、7におけるそれぞれのシフトレジスタは、制御信号を受けてシフト動作する。
図2に、ELパネル1と、走査電極駆動回路4、5およびデータ電極駆動回路6、7の出力段の構成を示している。
走査電極21 〜2n とデータ電極31 〜3m の交差位置に形成されたEL素子111、112、…、121、…は容量性の素子であるため、図ではコンデンサの記号で表している。
【0017】
走査電極駆動回路4、5とデータ電極駆動回路6、7の出力段は、PチャンネルFET(符号にaを付したもの)とNチャンネルFET(符号にbを付したもの)とによりプッシュプル動作を行うように構成されており、PチャンネルFETとNチャンネルFETのそれぞれには、寄生ダイオード(符号にc、dを付したもの)が形成されている。
【0018】
走査電極駆動回路4、5には、図1に示すように、走査電圧を供給するための電圧供給回路8が設けられている。この電圧供給回路8は、スイッチング素子81、82と、電圧(Vr−Vm)を有する電源83とから構成されている。
正フィールドで動作させる時には、スイッチング素子81をオフ、スイッチング素子82をオンさせて、電圧供給線HVCCを書き込み電圧Vr(=Vr−Vm+Vm)とし、電圧供給線HGNDを電圧Vmとする。電圧供給線HVCCは、PチャンネルFETソース側共通線であり、電圧供給線HGNDは、NチャンネルFETソース側共通線である。
【0019】
また、負フィールドで動作させる時には、スイッチング素子81をオン、スイッチング素子82をオフさせて、電圧供給線HVCCを接地電圧とし、電圧供給線HGNDを電圧(−Vr+Vm)とする。
上記構成において、EL素子を発光させるには、走査電極とデータ電極との間に交流のパルス電圧を印加する必要があり、このためフィールド毎に正負に極性反転するパルス電圧を各走査電極に印加している。以下、図3に示すタイミングチャートを参照して、正負フィールドでの動作について説明する。
(正フィールド)
スイッチング素子81をオフ、スイッチング素子82をオンにし、データ電極駆動回路6、7の全てのデータ電極に接続されているPチャンネルFETをオフ、NチャンネルFETをオンにする。この時、走査電極駆動回路4、5の出力段FETの寄生ダイオード421 d、422 d、…52n dを通して、全ての走査電極が充電される。EL素子は容量性素子であるため、図3のAで示す部分において、電圧供給線HVCC、HGNDの電圧波形になまりが生じ、走査電極駆動回路4、5からの出力電圧が所望の電源電圧より低くなってしまう。この電圧波形のなまりがひどいと、フィールドが切り換わった最初の数ラインで、発光輝度が低下してしまうことになる。
【0020】
このため、本実施形態では、上画面1aと下画面1bで走査方向を逆にしている。すなわち、上画面1aでは最上端の走査電極21 から下方向に順に走査電圧を印加し、下画面1bでは最下端の走査電極2n から上方向に順に走査電圧を印加している。
まず、上画面1aの1ライン目においては、走査電極21 に接続されているPチャンネルFET421 aをオンにして、走査電極21 の電圧をVrにする。また、下画面1bの1ライン目においては、走査電極2n に接続されているPチャンネルFET52n aをオンにして、走査電極2n の電圧をVrにする。他の走査電極に接続されている出力段FETを全てオフにしそれらの走査電極をフローティング状態にする。
【0021】
また、データ電極駆動回路6、7においては、データ電極のうち発光させたいEL素子のデータ電極に接続されているPチャンネルFETをオフ、NチャンネルFETをオンにし、発光させたくないEL素子のデータ電極に接続されているPチャンネルFETをオン、NチャンネルFETをオフにする。
このことにより、走査電極21 、2n において、発光させたいEL素子のデータ電極の電圧が接地電圧になるため、EL素子にしきい値電圧以上の電圧VrがかかりEL素子が発光する。また、発光させたくないEL素子のデータ電極の電圧がVmになるため、EL素子には電圧(Vr−Vm)が印加される。この電圧(Vr−Vm)は、しきい値電圧より低く設定されているため、EL素子は発光しない。
【0022】
この後、走査電極21 に接続されているPチャンネルFET421 aをオフにし、NチャンネルFET421 bをオンにすることにより、走査電極21 上のEL素子に蓄積した電荷を放電する。同様に、走査電極2n に接続されているPチャンネルFET52n aをオフにし、NチャンネルFET52n bをオンにすることにより、走査電極2n 上のEL素子に蓄積した電荷を放電する。このようにして、上画面1a、下画面1bそれぞれの1ライン目の発光駆動が終了する。
【0023】
この後、上画面の2ライン目である走査電極22 、下画面の2ライン目である走査電極2n-1 に対して、1ライン目と同様の動作を行う。
以後、同様にして、上画面1a、下画面1bの最後の走査電極2n/2 、2n/2+1 に至るまで上記動作を繰り返す。すなわち、線順次走査を行う。
(負フィールド)
スイッチング素子81をオン、スイッチング素子82をオフにし、データ電極駆動回路6、7の全てのデータ電極に接続されているPチャンネルFETをオン、NチャンネルFETをオフにする。この時、走査電極駆動回路4、5の出力段FETの寄生ダイオード421 c、422 c、…52n cを通して、全ての走査電極が放電される。この場合も、図3のBで示すように、電圧供給線HVCC、HGNDの電圧波形がなまってしまい、希望の電源電圧にならない。
【0024】
なお、この負フィールドの動作においては、電圧供給線HVCCの電圧は、接地電圧になり、電圧供給線HGNDの電圧は(−Vr+Vm)となる。従って、表示選択を行う行の走査電極には電圧(−Vr+Vm)が印加される。また、データ電極側においては、正フィールドとは逆に、発光させたいデータ電極に電圧Vmを印加し、発光させたくないデータ電極の電圧を接地電圧にする。
【0025】
従って、電圧(−Vr+Vm)が印加されている走査電極に対し、データ電極に電圧Vmが印加されると、それに対するEL素子に−Vrの電圧が印加されEL素子が発光する。また、データ電極の電圧が接地電圧であると、EL素子に、しきい値電圧より低い電圧(−Vr+Vm)が印加されるため、EL素子は発光しない。
【0026】
上記した正負フィールドの駆動により1サイクルの表示動作が終了し、これを繰り返し行う。
本実施形態においては、電圧供給線HVCC、HGNDの電圧を用いて走査電極に走査電圧を印加するようにしているため、また上画面1aと下画面1bで同じタイミングで選択されている走査電極は表示領域において上下対称となりデータ電極による配線抵抗が等しくなるため、上画面1aと下画面1bで同じタイミングで印加される走査電圧は等しくなる。ELパネル1での各EL素子の輝度特性が等しいとすると、上画面1aと下画面1bで走査された2つの走査電極での発光輝度が等しくなる。また、上述したように、上画面1aでの走査方向を下向きに、下画面1bでの走査方向を上向きにしているため、上画面1aと下画面1bの境界部分において、発光輝度を揃えることができ、輝度差を低減することができる。
【0027】
次に、上記した走査電極駆動回路4の具体的な構成について説明する。
図4に、その構成を示す。走査電極駆動回路4として、本実施形態では、μPD16302として市販されている走査ドライバICを用いている。
この走査ドライバICに用いられるシフトレジスタ41a〜41nは、データ入力端子A(又はB)から入力された選択信号(以下、行選択パルス信号という)を、CLK信号により順次シフトして、S1 端子からS40端子に向けて(又はS40端子からS1 端子に向けて)順に出力する。この場合、R/Lバー(なお、バーは負論理信号を表す、以下同じ)端子がハイレベルの時には、シフト方向がS1 端子からS40端子方向になり、R/Lバー端子がローレベルの時には、シフト方向がS40端子からS1 端子方向になる。
【0028】
本実施形態では、それぞれのシフトレジスタ41a〜41nのR/Lバー端子をハイレベルにして、シフト方向を全てS1 端子からS40端子方向にしている。また、1つのシフトレジスタの出力端子数が40であるため、上段のシフトレジスタの出力端子Bを次段のシフトレジスタの入力端子Aに接続して、上画面1aの走査電極数に対応した数で出力を行うようにしている。従って、シフトレジスタ41aの入力端子Aがdatain端子になり、シフトレジスタ41nの入力端子Bがdataout端子になる。
【0029】
また、本実施形態においては、ブランキング(BLK)信号、出力イネーブル信号となるOEバー信号を常にローレベルにしている。
表1に、行選択パルス信号、BLK信号、OEバー信号、PCバー信号(PチャネルFET、NチャネルFETを選択する信号)、出力Oの真理値表を示す。なお、Hはハイレベル信号、Lはローレベル信号、×はHレベル信号又はLレベル信号、Zは全ての出力をハイインピーダンスにすることを意味している。
【0030】
【表1】
図4に示す構成において、行選択パルス信号が初段のシフトレジスタ41aに入力されると、その行選択パルス信号が順次シフトされて出力される。図5に正フィールドでのタイミグチャートを示し、図6に負フィールドでのタイミングチャートを示す。表1の真理値表から分かるように、行選択パルス信号が出力されている期間において、PCバー信号のH、Lレベルの切り換えに応じてPチャネルFETとNチャネルFETがオンする期間が切り換わり、それに応じた電圧が出力端子Oから出力される。なお、図中のZはハイレベル期間を示し、PはPチャネルFETをオンさせて充電を行っている期間を示し、NはNチャネルFETをオンさせて放電を行っている期間を示す。
【0031】
一方、走査電極駆動回路5も、上記と同様の構成であるため、その詳細構成については図示しないが、この走査電極駆動回路5においては、全てのシフトレジスタのR/Lバー端子をローレベルにして、シフト方向を全てS40端子からS1 端子方向にしている。従って、上述したように、下画面1bの最下端の走査電極から上方向に走査電圧を順次出力することができる。
【0032】
なお、上記実施形態においては、上画面1aでは最上端側から下画面1bでは最下端側から順に走査電圧を印加するようにしたものを示したが、逆に上画面1aでは最下端側から下画面1bでは最上端側から順に走査電圧を印加するようにしてもよい。この場合、分割画面の境界部分では両方とも輝度が低下しているため、その部分での輝度差を低減することができる。図7に、その場合の正負フィールドでの駆動タイミングチャート(図3に対応させたもの)を示す。
【0033】
また、走査電極駆動回路4、5を上画面、下画面に対応させて設けるものに限らず、1つの走査電極駆動回路で、その出力線を上画面、下画面の走査電極に共通させるようにしてもよい。例えば、上画面の最上端の走査電極と下画面の最下端の走査電極に接続された出力線から走査電圧を出力するようにし、順次内側の走査電極線同士に接続された出力線から走査電圧を出力するようにする。このようにすれば、上画面と下画面に対して走査方向を逆にすることができる。この場合、走査方向は上画面、下画面の境界部分から共に離れる方向としてもよい。
【0034】
さらに、高精彩の画像表示とする場合には、走査線数が増えて走査電極間のピッチが狭くなるため、走査電極駆動回路4、5のそれぞれにおいて、偶数の走査電極を駆動する駆動回路と奇数の走査電極を駆動する駆動回路をELパネル1の左右に設けるようにしてもよい。
さらに、走査電極駆動回路4、5、データ電極駆動回路6、7において、その出力段をFETにて構成するものを示したが、サイリスタ、バイポーラトランジスタ等で構成してもよい。但し、その場合には、ダイオードを設けてELパネル1の充放電を行えるようにする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すEL表示装置の構成図である。
【図2】ELパネル1と、走査電極駆動回路4、5およびデータ電極駆動回路6、7の出力段の構成を示す図である。
【図3】正負フィールドでの動作説明に供するタイミングチャートである。
【図4】走査電極駆動回路4の具体的構成を示す構成図である。
【図5】走査電極駆動回路4の正フィールドでの動作説明に供するタイミングチャートである。
【図6】走査電極駆動回路4の負フィールドでの動作説明に供するタイミングチャートである。
【図7】本発明の他の実施形態の動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
1…ELパネル、21 〜2n …走査電極、31 〜3m …データ電極、
4、5…走査電極駆動回路、6、7…データ電極駆動回路、
8…電圧供給回路。
Claims (6)
- 複数の走査電極(21、…、2n)と複数のデータ電極(31〜3m)とが互いに交差する方向に配列され、前記走査電極と前記データ電極とが交差する位置にEL素子(111、112、…、121、…)が形成され、前記複数のデータ電極が画面分割位置で分断して形成されているELパネル(1)と、
前記画面分割された一方の画面(1a)に属する複数の走査電極に対し第1の走査方向に走査電圧を順次印加すると同時に、他方の画面(1b)に属する複数の走査電極に対し第2の走査方向に走査電圧を順次印加する走査電極駆動手段(4、5)と、
前記複数のデータ電極にデータ電圧を印加するデータ電極駆動手段(6、7)とを備え、
前記走査電極駆動手段は、プッシュプル動作によりフィールド毎に異なる極性にて前記走査電圧を印加するものであって、前記第1の走査方向と前記第2の走査方向とが逆向きになるように構成されており、
前記走査電極駆動手段の出力段は、それぞれ寄生ダイオードが形成されているPチャンネルFETとNチャンネルFETとにより前記プッシュプル動作を行うように構成され、前記フィールドの切り換え時に、前記寄生ダイオードを通して全ての走査電極が充放電されることを特徴とするEL表示装置。 - 前記走査電極駆動手段は、前記第1、第2の走査方向が前記画面分割位置に向かう方向になるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置。
- 前記走査電極駆動手段は、前記一方の画面に属する複数の走査電極のうち走査電圧を印加する走査電極を選択する選択信号をシフトして出力する第1のシフト手段(41)と、前記他方の画面に属する複数の走査電極のうち走査電圧を印加する走査電極を選択する選択信号をシフトして出力する第2のシフト手段(51)とを備え、前記第1、第2のシフト手段のシフト方向を逆方向にして、前記第1の走査方向と前記第2の走査方向とが逆向きになるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のEL表示装置。
- 前記一方の画面に属する走査電極に印加する走査電圧と、前記他方の画面に属する走査電極に印加する走査電圧とを、共通の電圧供給線から供給するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のEL表示装置。
- 前記走査電極駆動手段に前記走査電圧を供給する電圧供給手段(8)を備え、前記電圧供給回路は、第1、第2のスイッチング素子(81、82)と電圧(Vr−Vm)を有する電源(83)とから構成されており、正フィールドで動作させる時には、前記第1のスイッチング素子(81)をオフ、前記第2のスイッチング素子(82)をオンさせて前記PチャンネルFETのソース共通線(HVCC)を書き込み電圧Vrとし、前記NチャンネルFETのソース側共通線(HGND)を電圧Vmとし、負フィールドで動作させる時には、前記第1のスイッチング素子をオン、前記第2のスイッチング素子をオフさせて前記PチャンネルFETのソース共通線を接地電圧とし、前記NチャンネルFETのソース側共通線を電圧(−Vr+Vm)とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のEL表示装置。
- 前記データ電極駆動手段の出力段は、PチャンネルFETとNチャンネルFETとによりプッシュプル動作を行うように構成されており、前記負フィールドから前記正フィールドへの切り換え時に、前記データ電極駆動手段の全てのPチャンネルFETをオフ、全てのNチャンネルFETをオンにして全てのデータ電極の電圧を接地電圧とし、前記正フィールドから前記負フィールドへの切り換え時に、前記データ電極駆動手段の全てのPチャンネルFETをオン、全てのNチャンネルFETをオフにして全てのデータ電極の電圧を電圧Vmとすることを特徴とする請求項5に記載のEL表示装置。
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