JP4213376B2

JP4213376B2 - 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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Publication number: JP4213376B2
Application number: JP2001319005A
Authority: JP
Inventors: 仁志柘植
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: JP2003122304A

Description

【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５５ａ、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６０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ＥＬ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４７ｅ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４７ａ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（８２）、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１２７ａ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（１２３）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１２７ｃ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１２７ｃ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２３８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１４３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１４５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Ｖｄｄ２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２０３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２０８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２８Ａ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１８１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ＲＡＭ１７４及び変換テーブル１７６へ出力する。データＲＡＭ１７４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ＲＡＭ１７４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１７６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（ＴＦＤ、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
【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
【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
【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
２５ＥＬ電源線
２６ＥＬ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
１２５ＥＬ電源線
１２６ＥＬ素子
１２７トランジスタ

Claims

複数の画素がマトリクス状に配置され、各前記画素に電流に応じて発光する有機発光素子が配置された表示画面を有するアクティブマトリクス型表示装置であって、
映像信号を出力するソースドライバと、
各前記画素に形成され、前記映像信号に応じた電流を前記有機発光素子に供給する駆動用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタと前記有機発光素子との電流経路に形成された第１のスイッチング素子と、
各前記画素毎に前記ソースドライバから前記駆動用トランジスタへの前記映像信号の出力経路に形成された第２のスイッチング素子と、
各前記画素の選択及び非選択に応じて前記第２のスイッチング素子を導通及び非導通としかつ各前記画素の表示及び非表示に応じて前記第１のスイッチング素子を導通及び非導通とするゲートドライバと、を具備し、
前記ソースドライバ及びゲートドライバは、前記表示画面に第１の表示領域と第２の表示領域とを形成し、前記第１の表示領域において、１フレームの期間内に前記第２のスイッチング素子及び前記第１のスイッチング素子を導通させて表示を行い、前記第２の表示領域において、少なくとも前記第１のスイッチング素子を１フレームの全期間に渡って非導通として表示を行わないことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
前記第１の表示領域における行数が第１の表示行数である場合と前記第１の表示領域における行数が前記第１の表示行数と異なる第２の表示行数である場合とで、１画素行を選択する水平走査期間を異ならせることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス型表示装置。
前記第１の表示領域における行数が第１の表示行数である場合と前記第１の表示領域における行数が前記第１の表示行数と異なる第２の表示行数である場合とで、前記第１の表示領域の有機発光素子に印加する電圧を変化させることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス型表示装置。
前記第１の表示領域における行数が第１の表示行数である場合と前記第１の表示領域における行数が前記第１の表示行数と異なる第２の表示行数である場合とで、前記ソースドライバ回路から出力する映像信号の大きさを異ならせることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス型表示装置。