JP4939608B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のデータ線およびこれに直交するように複数の走査線が配置されると共に、前記各データ線と各走査線の交差位置に例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子による表示画素がそれぞれ配置されたパッシブ駆動型表示パネルを含む表示装置に関する。

携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの情報機器の普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力化を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たす表示パネルとして多くの製品に採用されてきた。

一方、昨今においては自発光型素子であるという特質を生かした有機ＥＬ素子が実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。これは素子の発光層に、良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって、実用に耐え得る高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。

前記した有機ＥＬ素子は、基本的にはガラス等の透明基板上に、例えばＩＴＯによる透明電極と発光機能層、およびアルミ合金などによる背面電極とが順次積層されることで構成されている。そして、前記発光機能層は有機化合物による単一の発光層、あるいは有機正孔輸送層と発光層による二層構造、または有機正孔輸送層と発光層および有機電子輸送層からなる三層構造、さらには前記透明電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、また前記金属電極と電子輸送層との間に電子注入層を挿入した多層構造になされる場合もある。

そして、一般的には前記透明電極を陽極端子とし、背面電極を陰極端子として駆動電流が供給される。この時に前記発光機能層において発生する光は、前記透明電極および透明基板を介して外部に導出される。

前記した有機ＥＬ素子は、電流・輝度特性が温度変化に対して安定しているのに対して、電圧・輝度特性が温度変化に対する依存性が高いこと、また、有機ＥＬ素子は過電流を受けた場合に劣化が激しく、発光寿命を短縮させるなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、素子をマトリクス状に配列したパッシブ駆動型表示パネルが、すでに一部において実用化されている。

図１は従来の前記したパッシブ駆動型表示パネルとこれを発光駆動するドライバＩＣの接続構成例を示したものであり、図２は表示パネルの積層構成例を模式的に示したものである。なお、図１においては紙面の都合により表示パネルの中央部における大部分の画素の表示を省略した状態で示しており、また図２においては同じく紙面の都合によりデータ線Ａ１〜Ａ６、走査線Ｋ１〜Ｋ６に対応する部分を模式的に示している。

図１に示すようにパッシブ駆動型表示パネル１は、列方向に複数のデータ線Ａ１〜Ａｍが配置され、行方向に複数の走査線Ｋ１〜Ｋｎが配置されると共に、前記各データ線と各走査線の交差位置に表示画素として機能する前記有機ＥＬ素子（ダイオードのマークで示す。）が配置されている。

そして画素を構成する各有機ＥＬ素子は、その陽極端子が列方向に沿うデータ線Ａ１〜Ａｍにそれぞれ接続され、その陰極端子が行方向に沿う走査線Ｋ１〜Ｋｎにそれぞれ接続された構成にされる。すなわち、図２に示すようにデータ線と走査線との交差位置におけるデータ線と走査線との間に、前記した有機発光機能層を含む有機ＥＬ素子が形成されている。

前記した表示パネル１における各データ線Ａ１〜Ａｍのそれぞれは、図１に示すようにドライバＩＣ２を構成するデータ線ドライバ３に接続され、各走査線Ｋ１〜Ｋｎは走査線ドライバ４Ａおよび４Ｂに接続されてそれぞれ駆動される。なお、図１および図２に示した構成においては、Ｋ１〜Ｋｎで示す各走査線のうち奇数番の走査線が走査線ドライバ（Ａ）４Ａによって走査され、偶数番の走査線が走査線ドライバ（Ｂ）４Ｂによって走査されるように構成されている。

これにより、映像信号に基づいて各走査線を所定の周期で走査電位に設定しながら所望のデータ線に対して定電流が供給される。したがって、マトリクス状に配置された各有機ＥＬ素子からなる画素を走査ごとに選択的に発光させることができ、表示パネル上に前記映像信号に基づく画像を表示させることができる。

ところで図１および図２に示した従来の表示装置において、例えば列方向に１２８本、行方向に６４本の解像度を持たせるドットマトリクス型表示パネルを例にした場合、モノクロ（単色）表示の場合においては、表１に示すようにデータ線は１２８本必要であり、走査線は６４本必要となる。したがって、この表示パネルをドライブするドライバＩＣには、１２８＋６４＝１９２の端子数が必要となる。

また同様の条件における２色のサブピクセル（２色カラー）からなる表示パネルにおいては、表１に示すようにデータ線は１２８×２＝２５６本必要であり、走査線は６４本必要となる。したがって、この表示パネルをドライブするドライバＩＣには、２５６＋６４＝３２０の端子数が必要となる。

さらに同様の条件における３色のサブピクセル（例えばＲＧＢフルカラー）からなる表示パネルにおいては、表１に示すようにデータ線は１２８×３＝３８４本必要であり、走査線は６４本必要となる。したがって、この表示パネルをドライブするドライバＩＣには、３８４＋６４＝４４８の端子数が必要となる。

前記したようにドライバＩＣには、パネルのデータ線と走査線に対して信号を供給するための多数の端子を配列するが必要があり、ドライバＩＣにおいてはチップの全体面積に対する前記複数の端子が占める面積の割合が非常に大きい。すなわち、前記ＩＣのチップサイズは現実的には内部回路に依存されるよりも、端子数に依存される場合が多い。したがって表示パネル１における画素数が多くなれば、ドライバＩＣに備える端子数も多くなり、これに応じてチップサイズが大きくなり、結果的にＩＣの価格が高騰する。

一方、前記したドライバＩＣにおけるデータ線ドライバの出力回路は定電流源であり、隣接するデータ線間における定電流特性のバラツキが表示品位を左右するために、定電流特性のバラツキを一定の範囲内に抑える必要がある。このためにデータ線の端子数が多いほど、バラツキが一定範囲を超える定電流源の出現割合が増大し、これがドライバＩＣの歩留まりを下げる大きな要因になっている。

したがって、前記した技術的な観点より、前記したドライバＩＣにおいては、第１にデータ線ドライバにおける端子数をより少なくさせることが重要であり、第２にデータ線ドライバおよび走査線ドライバに具備される合計端子数を少なくさせることが望まれる。

ところで、前記したドライバＩＣに具備される合計端子数を少なくさせることを主目的とするものではないものの、結果として走査線数を削減させることができるスタック構造と呼ばれる表示パネルとこれを駆動する駆動回路の構成が知られている。

図３および図４はその例を説明するものであり、図３は表示パネルとこれを発光駆動するドライバＩＣの接続構成例を示し、図４は表示パネルの積層構成例を模式的に示したものである。なお、図３および図４においては、すでに説明した図１および図２の各部と同様の機能を果たす部分を同一符号で示している。

前記したスタック構造の表示パネル１によると、特に図４に示されたように２走査線分に対応した共通の走査電極（Ｋ１とＫ２、Ｋ３とＫ４、Ｋ５とＫ６、……）が形成されており、またデータ線Ａ１〜Ａ６は、前記した有機ＥＬ素子からなる各画素列の両側に対となって配列されている。すなわち、データ線Ａ１とＡ２に着目した場合、データ線Ａ１は図の上から奇数番目の画素に接続され、またデータ線Ａ２は偶数番目の画素に接続されている。これは図４に示すように他のデータ線Ａ３〜Ａ６についても同様に構成されている。

そして、各データ線には図３に示すようにデータ線ドライバ３より定電流が供給され、２走査線分に対応した共通の走査線に対しては走査線ドライバ４Ａ，４Ｂよりそれぞれ走査信号が供給される。

前記したスタック構造の表示パネルを用いた表示装置によると、１走査線に割り当て可能な走査時間を２倍にすることができるので、これに対応して例えば有機ＥＬ素子による各画素の瞬時の発光輝度を下げることができる。したがって各画素を構成する前記ＥＬ素子の寿命を延命させることができると共に、パネル全体の消費電力も低減させることが可能となる。

前記したスタック構造の表示パネルについては、例えば次に示す特許文献１および２などに開示されている。
特開２００１−３１３１８２号公報 特開２００３−０４３９５２号公報

前記したスタック構造の表示パネルを備えた表示装置によると、２走査線を共通にドライブするので結果として走査線ドライバ側の端子数を低減させることができる。しかしながら、スタック構造の表示パネルにおいてはデータ線ドライバにおける端子数を低減させることはできず、前記したように例えば３色のサブピクセル（例えばＲＧＢフルカラー）からなる表示パネルをドライブする場合においては、その端子数ならびに定電流源の数も多大となる。したがって、定電流源の数の増加に伴いＩＣの歩留まりの低下も甚だしくなるという問題が残されている。

したがって、この発明は前記したとおり、データ線ドライバにおける端子数をより少なくさせると共に、走査線ドライバにおける端子数を加えた合計端子数を少なくさせることができる表示パネルとドライバＩＣからなる表示装置を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる表示装置の好ましい基本形態は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線と複数の走査線とが互いに直交するようにして基板上に配列されると共に、前記各データ線と各走査線の交差位置において、前記データ線と走査線とにそれぞれ接続された表示画素を備えた表示パネルと、前記データ線を介して前記各画素に選択的に表示信号を供給するデータ線ドライバと、前記各走査線に選択的に走査信号を与えることで走査を実行する走査線ドライバとを具備した表示装置であって、組となる２本のデータ線と単独のデータ線とが交互に配列されて、前記データ線ドライバより表示信号が供給されるように構成されると共に、前記組となる２本のデータ線に接続された２つの画素と単独のデータ線に接続された１つの画素は、互いに発光色が異なるように設定されて、１つのカラー表示画素が形成され、前記組となる２本のデータ線に接続された２つの画素のうちの１つの画素の発光駆動電流値が、他の２つの画素の発光駆動電流値よりも大であり、発光駆動電流値が大である前記画素は、他の２つの画素とは異なる走査線に接続されている点に特徴を有する。

従来のパッシブ駆動型表示パネルを利用した表示装置の回路構成図である。 図１に示す表示パネルの積層構成例を示した模式図である。 従来のスタック構造の表示パネルを利用した表示装置の回路構成図である。 図３に示すスタック構造の表示パネルにおける積層構成例を示した模式図である。 この発明にかかる表示装置の第１の実施の形態を示した回路構成図である。 図５に示す表示パネルの積層構成例を示した模式図である。 この発明にかかる表示装置の第２の実施の形態を示した回路構成図である。 同じく第３の実施の形態を示した回路構成図である。

符号の説明

１ 表示パネル
２ ドライバＩＣ
３ データ線ドライバ
４Ａ，４Ｂ 走査線ドライバ
Ａ１〜Ａｍ データ線（データ電極線）
Ｋ１〜Ｋｎ 走査線（走査電極線）

以下、この発明にかかる表示装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図５および図６はこの発明にかかる表示装置の第１の実施の形態を示したものであり、図５は表示パネルとこれを発光駆動するドライバＩＣの接続構成例を示し、図６は表示パネルの積層構成例を模式的に示したものである。

そして、図５においては紙面の都合により表示パネルの中央部における大部分の画素の表示を省略した状態で示しており、また図６においては同じく紙面の都合によりデータ線Ａ１〜Ａ６、走査線Ｋ１〜Ｋ８に対応する部分を模式的に示している。なお、以下に説明するこの発明にかかる実施の形態においては、すでに説明した図１および図２に示した各部と同一または相当する部分を同一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適宜省略する。

この図５および図６に示す実施の形態においては、列方向に配置されたデータ線は、２本のデータ線を組としてドライバＩＣ２を構成するデータ線ドライバ３より表示信号（定電流）が供給されるように構成されている。すなわち、表示パネル１においては図６に示すように、隣接する奇数と偶数番のデータ線（Ａ１とＡ２、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、……）が組となって幅広のデータ電極線が構成（成膜）されている。

そして、組となる幅広のデータ電極線に対向するように行方向に配置された奇数と偶数番の走査電極線（Ｋ１とＫ２、Ｋ３とＫ４、Ｋ５とＫ６、……）との間に例えば有機化合物による画素が形成され、この画素は前記組となるデータ線の幅方向に互いに隣接した状態で形成されている。すなわち、図５および図６に示すように、前記組となるデータ線に接続された表示画素はそれぞれ異なる走査線に接続されている。

前記した構成によると、例えば走査線Ｋ１の走査時においては、組となるデータ線における一方の画素（図６において左側の画素）が発光可能な状態になされる。次に走査線Ｋ２の走査時においては、組となるデータ線における他方の画素（図６において右側の画素）が発光可能な状態になされる。以下同様に、奇数番の走査線の走査時においては、組となるデータ線における左側の画素が、偶数番の走査線の走査時においては、組となるデータ線における右側の画素が発光可能な状態になされる。

したがって、前記した走査線の走査に同期して図５に示すデータ線ドライバ３より、走査対象となる各画素に対して適宜表示信号（定電流）が供給されることで、当該画素は発光状態になされる。前記した走査線の走査ならびに走査に同期したデータ線ドライバからの定電流の供給の繰り返しにより、表示パネル１に配列された各ＥＬ素子による画素はあたかも連続発光しているようにして点灯制御される。

なお、図５および図６に示した実施の形態においては、Ｋ１〜Ｋｎで示す各走査線のうち奇数番の走査線が走査線ドライバ（Ａ）４Ａによって走査され、偶数番の走査線が走査線ドライバ（Ｂ）４Ｂによって走査されるように構成されている。

また、図５および図６に示す実施の形態においては、組となるデータ線に互いに隣接して配置された各素子は例えば、Ｒ（赤）とＢ（青）の発光色の組み合わせからなるサブピクセルで構成され、この一対のサブピクセルにより２色カラーの画素を構成させた例を示している。

次に図７はこの発明にかかる表示装置の第２の実施の形態を示したものであり、表示パネルとこれを発光駆動するドライバＩＣの接続構成例を示したものである。なお、この図７においては図５に示した各部に相当する部分を同一符号で示している。そして、図７に示した第２の実施の形態におけるすでに説明した図５に示す例との差異は走査線の引き出し形態が異なる点にある。

すなわち、図５に示した第１の実施の形態においては、前記したとおりＫ１〜Ｋｎで示す各走査線のうち奇数番の走査線が走査線ドライバ（Ａ）４Ａによって走査され、偶数番の走査線が走査線ドライバ（Ｂ）４Ｂによって走査されるように構成されている。これに対して図７に示した第２の実施の形態においては、Ｋ１〜Ｋｎで示す各走査線のうち隣接する２本の走査線ごとに走査線ドライバ（Ａ）および（Ｂ）側に引き出されるように構成されている。

なお、図７に示した実施の形態においても、組となるデータ線に互いに隣接して配置された各素子は例えば、Ｒ（赤）とＢ（青）の発光色の組み合わせからなるサブピクセルで構成され、この一対のサブピクセルにより２色カラーの画素が形成されている。

図８はこの発明にかかる表示装置の第３の実施の形態を示したものであり、同じく表示パネルとこれを発光駆動するドライバＩＣの接続構成例を示したものである。なおこの図８においても図５に示した各部に相当する部分を同一符号で示している。

図８に示す実施の形態においては、符号Ａ２およびＡ３、……Ａｍ−１およびＡｍで示すように２本のデータ線を組としてドライバＩＣ２を構成するデータ線ドライバ３よりそれぞれ表示信号（定電流）が供給されるように構成されている。そして、前記組となるデータ線に接続された表示画素はそれぞれ異なる走査線に接続されている。すなわち、前記構成はすでに説明した図５〜図７に示した構成と同様である。

図８に示す実施の形態においては前記した構成に加え、組となる２本のデータ線の各間に、符号Ａ１、Ａｍ−２で示した単独のデータ線が配置されており、組となる２本のデータ線に接続された２つの画素と単独のデータ線に接続された１つの画素とにより、１つのカラー表示画素が形成されている。

すなわち、図８に示したように、Ｒ（赤），Ｂ（青），Ｇ（緑）で示す３つのサブピクセルにより１つのカラー表示画素を形成している。そして、図８に示す実施の形態においては１つのカラー画素を構成するサブピクセルＢとＧの陽極端子が組となるデータ線に接続され、それぞれの陰極端子は異なる走査線に接続されている。またサブピクセルＲの陽極端子は単独のデータ線に接続され、陰極端子はサブピクセルＢと共通の走査線に接続されている。

換言すれば、１つのカラー表示画素を形成する３つのサブピクセルのうち、サブピクセルＧについては、他の２つのサブピクセルとは別の走査線に接続された構成にされている。

これは、１つのカラー表示画素を構成する前記したＲ，Ｂ，Ｇのサブピクセルのうち、特にサブピクセルＧにおいては、他の２色の発光素子に比較して発光駆動電流値が大であることによるものである。すなわち、発光駆動電流値が最も大きなサブピクセルＧが接続された走査線と、他のサブピクセルＲ，Ｂとが接続された走査線とを分けることにより、走査線に流れる電流値をできるだけ均等にすることで、走査線の電圧降下による表示品位への影響を低減させることができる。

以下においては、以上説明したこの発明にかかる表示装置におけるドライバＩＣにおけるデータ線ドライバおよび走査線ドライバにおいて必要な端子数について、従来の表示装置（図１および図２）と比較しながら説明することにする。

先ず、図５〜図７に示した表示装置によると、すでに説明した図１および図２に示した表示装置と同様に列方向に１２８本、行方向に６４本の解像度を持たせるドットマトリクス型表示パネルを実現させようとした場合、モノクロ（単色）表示の場合においては、表２に示すように組となるデータ線は６４本必要であり、走査線は１２８本必要となる。したがって、この表示パネルをドライブするドライバＩＣには、６４＋１２８＝１９２の端子数が必要となる。

すなわち、モノクロ表示の場合においては、ドライバＩＣに必要な合計端子数は従来（表１）と同様になるものの、組となるデータ線の端子数は従来（表１）に比較して半減させることができ、これに応じてデータ線ドライバに搭載される定電流源の数も半減させることができる。

また同様の解像度の条件における２色のサブピクセル（２色カラー）からなる表示パネルにおいては、表２に示すように組となるデータ線および走査線共に１２８本必要となり、この場合においては、ドライバＩＣに必要な合計端子数は従来（表１）に示された３２０端子に対して２５６端子で実現可能となる。しかもデータ線の端子数は従来に比較して半減させることができる。

さらに同様の解像度の条件における図８に示した３色のサブピクセル（ＲＧＢフルカラー）による表示装置によると、表２に示すように組となるデータ線と単独のデータ線を合わせて２５６本必要であり、走査線は１２８本必要となる。したがって、この表示パネルをドライブするドライバＩＣには、２５６＋１２８＝３８４の端子数が必要となる。

これを従来例の表１と比較すると、ドライバＩＣに必要な合計端子数は従来（表１）においては４４８端子が必要であるのに対して３８４端子で実現可能となる。このうち、データ線の端子数は従来（表１）においては３８４端子が必要であるのに対して２５６端子で実現可能となる。

前記した表１および表２の比較から理解されるように、異なる発光色のサブピクセルを持たせたカラー表示パネルほど、データ線の数は多くなるものの、この発明にかかる表示装置によると、特にデータ線（データ線ドライバの端子数）を低減させることができる。またこれに走査線（走査線線ドライバの端子数）を加えたドライバＩＣに必要な合計端子数も低減させることができる。

なお、以上の比較は、列方向に１２８本、行方向に６４本の解像度を持たせるドットマトリクス型表示パネルを例にしているが、次に示す表３は列方向に２５６本、行方向に６４本の解像度を持たせるモノクロ（単色）表示のドットマトリクス型表示パネルを例にした場合の比較結果を示している。

前記した条件によると、従来の図１および図２に示す表示装置においては、表３に示したようにデータ線の端子数は２５６端子が必要であるのに対して、この発明にかかる表示装置においては１２８端子で実現可能となる。そして、ＩＣの合計端子数で比較しても、従来においては表３に示したように合計端子数は３２０端子が必要であるのに対して、この発明にかかる表示装置においては２５６端子で実現可能となる。

したがって、データ線の数が多い表示パネルを備えた表示装置ほど、たとえモノクロ表示の場合であってもデータ線（データ線ドライバの端子数）を低減させることができ、走査線（走査線ドライバの端子数）を加えたドライバＩＣに必要な合計端子数を低減させることができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、２本のデータ線を組としてデータ線ドライバより表示信号（定電流）が供給されるように構成されているが、これは３本もしくはそれ以上の数のデータ線を組として構成することもできる。また以上説明した実施の形態においては、表示パネルに配列される画素として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、前記画素として電流駆動型の他の発光素子を用いても、同様の作用効果を得ることができる。

Claims (1)

1. 複数のデータ線と複数の走査線とが互いに直交するようにして基板上に配列されると共に、前記各データ線と各走査線の交差位置において、前記データ線と走査線とにそれぞれ接続された表示画素を備えた表示パネルと、前記データ線を介して前記各画素に選択的に表示信号を供給するデータ線ドライバと、前記各走査線に選択的に走査信号を与えることで走査を実行する走査線ドライバとを具備した表示装置であって、
   組となる２本のデータ線と単独のデータ線とが交互に配列されて、前記データ線ドライバより表示信号が供給されるように構成されると共に、
   前記組となる２本のデータ線に接続された２つの画素と単独のデータ線に接続された１つの画素は、互いに発光色が異なるように設定されて、１つのカラー表示画素が形成され、前記組となる２本のデータ線に接続された２つの画素のうちの１つの画素の発光駆動電流値が、他の２つの画素の発光駆動電流値よりも大であり、発光駆動電流値が大である前記画素は、他の２つの画素とは異なる走査線に接続されていることを特徴とする表示装置。

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