JP5013056B2 - 画素の制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、ディスプレイ装置に関するものである。
エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ装置は、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)ディスプレイと高分子発光ダイオード(PLED)ディスプレイを含む。関連する駆動方法に従って、OLEDは、アクティブマトリクス式、またはパッシブマトリクス(PM)式であることができる。アクティブマトリクスOLED(AM−OLED)ディスプレイは、通常、薄型で軽量、高発光効率を有する自発光と、低駆動電圧の特徴を示す。また、AM−OLEDディスプレイは、広視覚、高コントラスト、高応答速度、フルカラーと、可撓性の利点を提供する。
AM−OLEDディスプレイは、電流によって駆動される。特に、AM−OLEDディスプレイの各マトリクスアレイの画素領域は、駆動TFTとして機能する少なくとも1つの薄膜トランジスタ(TFT)を含み、駆動電流を調整する。駆動電流は、コンデンサに保存の電位の変化に基づいて変調され、画素領域の輝度とグレーレベルを制御する。
グレーレベルは、レジスタを含む分圧器を用いることによって選ばれる。図1aは、従来の分圧器の概略図である。分圧器10は、高電圧源(Vcc)と低電圧源(Gnd)の間に直列に接続されたレジスタを含む。2つのレジスタ間の各分圧点は、特定のグレーレベルを示す対応する電圧を有する。
分圧器10の分圧点110は、AM−OLEDの最大輝度を表す最大のグレーレベルを提供することができる。1つの分圧器が1つの最大のグレーレベルしか提供しないことから、仮にユーザーがAM−OLEDの最大輝度を高く調整したい場合、AM−OLEDは、いくつかの分圧器を必要とする。
図1bは、もう1つの従来の分圧器の概略図である。2つのレジスタ間の電圧は、2つのレジスタの抵抗に基づいて調整されることができる。この場合、分圧器10によって提供された第1の最大のグレーレベルは、100ニット(nits)であり、分圧器12によって提供された第2の最大のグレーレベルは、150ニットであり、分圧器14によって提供された第3の最大のグレーレベルは、200ニットである。よって、AM−OLEDの輝度は、異なる最大のグレーレベルの提供によって調整されることができるが、しかし、AM−OLEDのコストと体積が増加される。
画素の制御システムを提供する。
画素の制御システムの実施例は、第1スタート信号に基づいて第1シフト信号を出力する第1シフトレジスタユニット、第1画素を点灯するために、第1シフト信号に基づいて第2シフト信号を出力する第2シフトレジスタユニット、第2シフト信号に基づいて第3シフト信号を出力する第3シフトレジスタユニットと、第1画素を制御し、第1、第2と、第3シフト信号に基づいて第1データ信号を受ける第1プロセッサを含むスキャンドライバを含み、第1スタート信号のデューティサイクルは、第1画素の発光の持続時間を決める。
画素の制御システムのもう1つの実施例は、画素にデータを提供するデータ信号ラインと、画素の発光時間を制御し、データ信号ラインより提供されたデータが第1期間と第2期間の間で異なる時、画素の輝度は、第3期間と第4期間の間で異なるスキャンドライバを含む。画素は、第3期間と第4期間の間、点灯される。
画素の制御システムのもう1つの実施例は、ディスプレイ装置を含む。ディスプレイ装置は、第1画素を含むディスプレイパネル、スタート信号を出力するELドライバ、第1データ信号を第1画素に出力するデータドライバと、第1スキャン信号と第2スキャン信号を第1画素に出力するスキャンドライバを含む。第1画素は、第1スキャン信号に基づいて第1データ信号を受け、第1画素は、第2スキャン信号に基づいて点灯される。スキャンドライバは、第1スタート信号に基づいて第1シフト信号を出力する第1シフトレジスタユニット、第1画素を点灯するために、第1シフト信号に基づいて第2シフト信号を出力する第2シフトレジスタユニット、第2シフト信号に基づいて第3シフト信号を出力する第3シフトレジスタユニットと、第1画素を制御し、第1、第2と、第3シフト信号に基づいて第1データ信号を受ける第1プロセッサを含む。第1スタート信号のデューティサイクルは、第1画素の発光の持続時間を決める。
本発明の画素の制御システムによれば、ディスプレイの画素の発光の持続時間は、スタート信号STVのデューティサイクルによって制御されることができる。ディスプレイパネルの輝度は、画素の発光の持続時間が長ければ明るく、逆の場合も同じである。よって、ユーザーは、実際の必要に応じてディスプレイパネルの輝度を調整することができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
画素制御システムを提供する。いくつかの実施例に説明されるように、ディスプレイの画素の輝度は、例えば、画素の発光の持続時間を増加することによって調節されることができる。図2aは、電子装置として統合される画素制御システムの実施例の概略図である。注意するのは、この電子装置は、例えばPDA、表示モニタ、ノート型パソコン、タブレットコンピュータ、または携帯電話などの各種の構成に提供されることができる。電子装置2は、ディスプレイ装置20と、デジタル/アナログコンバータ(DAC)25を含む。DAC25は、電力をディスプレイ装置20に供給する。
図2bは、ディスプレイ装置20の実施例の概略図である。図2bに示すように、ディスプレイ装置20は、画素P11〜Pmn、データドライバ22、スキャンドライバ23と、ELドライバ24を含むディスプレイパネル21を含み、集積回路(IC)によって統合されることができる。
データドライバ22は、データ信号D1〜Dmを画素P11〜Pmnに提供する。スキャンドライバ23は、ELドライバ24から出力されたスタート信号(STV)を受け、スキャン信号S1〜SnとXS1〜XSnによって画素P11〜Pmnを制御する。画素P11〜Pmnは、スキャン信号S1〜Snに基づいてデータ信号D1〜Dmを受け、画素P11〜Pmnは、スキャン信号XS1〜XSnに基づいて発光される。
図3は、スキャンドライバの実施例の概略図である。明確にするために、ディスプレイの2つの画素のみが表されている。図3に示す画素の構造が例として挙げられているが、その他の実施例では、その他の構造が用いられることができる。
スキャンドライバ23は、シフトレジスタ回路33とプロセッサ34〜37を含む。シフトレジスタ回路33は、シフトレジスタユニットVSR1〜VSR4を含む。各シフトレジスタユニットは、スタート信号STVのデューティーサイクルに基づいてシフト信号を出力する。
プロセッサ34は、ロジックユニット341と342を含む。ロジックユニット341の第1入力端子は、浮いた状態にあり、ロジックユニット341の第2入力端子は、シフト信号SS1を受ける。ロジックユニット342の第1入力端子は、ロジックユニット341の出力端子に接続され、ロジックユニット342の第2入力端子は、シフト信号SS1を受ける。ロジックユニット341の第1入力端子が浮いた状態にあることから、ロジックユニット342の出力端子は、画素を制御しない。プロセッサ35は、ロジックユニット351と352を含む。ロジックユニット351は、シフト信号SS1とSS2を受ける。ロジックユニット352は、ロジックユニット351の出力信号と、シフト信号SS3を受け、スキャン信号SD1を発生する。画素31は、スキャン信号SD1に基づいてデータ信号DSを受ける。シフト信号SS2もスキャン信号XSD1に対応する。画素31は、スキャン信号XSD1に基づいて発光される。
プロセッサ36は、ロジックユニット361と362を含む。ロジックユニット361は、シフト信号SS2とSS3を受ける。ロジックユニット362は、ロジックユニット361の出力信号と、シフト信号SS4を受け、スキャン信号SD2を発生する。画素32は、スキャン信号SD2に基づいてデータ信号DSを受ける。シフト信号SS3は、スキャン信号XSD2に対応する。画素32は、スキャン信号XSD2に基づいて発光される。
プロセッサ37は、ロジックユニット371と372を含む。ロジックユニット371は、シフト信号SS3とSS4を受ける。ロジックユニット372の第1入力端子は、ロジックユニット371の出力信号を受け、ロジックユニット372の第2入力端子は、浮いた状態にある。ロジックユニット372の第2入力端子が浮いた状態にあることから、ロジックユニット372の出力端子は、画素を制御しない。
この実施例では、ロジックユニット341、351、361と、371は、XORゲートからなり、ロジックユニット342、352、362と、372は、ANDゲートからなる。
図4は、図3に表されたスキャンドライバの実施例のタイミング図である。図3では、シフトレジスタユニットVSR1がスタート信号STVを受けた時、シフトレジスタユニットVSR1〜VSR4は、シフト信号SS1〜SS4をそれぞれ出力する。
画素31は、プロセッサ35によって受けたシフト信号SS1〜SS3に基づいてデータ信号DSを受ける。図4に示すように、期間P1では、シフト信号SS1のロジックレベルが低く、シフト信号SS2とSS3のロジックレベルが高いため、スキャン信号SD1のロジックレベルが高い。
スキャン信号SD1のロジックレベルが高いことから、トランジスタ311は、オンにされることができる。データ信号は、トランジスタ311を通してコンデンサ312に伝送され、コンデンサ312を充電する。トランジスタ313は、コンデンサ312の電圧が第1既定値に充電された時、オンにされ、駆動電流I1を出力する。スキャン信号XSD1のロジックレベルが高いことから、トランジスタ314は、期間P1でオンにされる。発光素子315は、駆動電流I1がトランジスタ314によって発光素子315に伝送された時、点灯される。
期間P2では、スキャン信号XSD1のロジックレベルが低いため、発光素子315が消滅される。スキャン信号SD2のロジックレベルが高いことから、コンデンサ322は、充電され、駆動電流I2がトランジスタ323によって提供される。発光素子325は、駆動電流I2を受け、スキャン信号SD2のロジックレベルが高い時、点灯される。
期間P3では、スキャン信号XSD2のロジックレベルが低いため、発光素子325が消滅される。期間P4では、スキャン信号XSD1のロジックレベルが高いため、トランジスタ314がオンにされる。コンデンサ312の電圧が第1既定値を維持することから、トランジスタ313は、発光素子315に提供される駆動電流I1を発生し、その素子をオンにする。
期間P5では、スキャン信号SD1のロジックレベルが高いことから、コンデンサ312は、再度、データ信号DSに基づいて充電され、コンデンサ312の電圧が第2既定値に充電される。トランジスタ313は、コンデンサ312の新しい電圧に基づいて新しい駆動電流I1を発生する。スキャン信号XSD1のロジックレベルもまた高いことから、発光素子315が点灯される。
期間P4では、コンデンサ312の電圧は、期間P1のトランジスタ311によって受けられたデータ信号DSによって決まる。期間P5では、コンデンサ312の電圧は、期間P5のトランジスタ311によって受けられたデータ信号DSによって決まる。発光素子315は、期間P4とP5で点灯されるが、仮に、期間P1のデータ信号DSが期間P5のデータ信号DSと異なる場合、期間P4の発光素子315の輝度は、期間P5の発光素子315の輝度と異なる。
期間P6では、スキャン信号XSD2のロジックレベルが高いため、トランジスタ324がオンにされる。コンデンサ322の電圧がトランジスタ323をオンにすることができることから、発光素子325は、駆動電流I2を受け、点灯される。
期間P7では、スキャン信号SD2のロジックレベルが高いことから、コンデンサ322は、データ信号DSに基づいて、再度充電される。トランジスタ323は、コンデンサ322の電圧に基づいて、新しい駆動電流I2を出力する。スキャン信号XSD2のロジックレベルも高いため、発光素子325も点灯される。
期間P6のコンデンサ322の電圧は、期間P2のコンデンサ321によって受けられるデータ信号DSによって決まる。期間P7のコンデンサ322の電圧は、期間P7のトランジスタ321によって受けられるデータ信号DSによって決まる。発光素子325は、期間P6とP7で点灯されるが、仮に、期間P2のデータ信号DSが期間P7のデータ信号DSと異なる場合、期間P6の発光素子325の輝度は、期間P7の発光素子325の輝度と異なる。
画素31を例にすると、スタート信号STVが期間P8で1サイクルのみを有することから、期間P1〜P4での発光素子315の発光状態は、明−暗−明である。仮に、トランジスタ314がPMOSトランジスタによって置き換えられ、またはスタート信号のサイクルが反転される場合、期間P1〜P4での発光素子315の発光状態は、暗−明−暗に変えられる。発光素子315の発光状態は、スタート信号STVが期間P8で2サイクル有することから、明−暗−明−暗−明である。
各発光状態の持続時間は、スタート信号STVのデューティサイクルによって決まる。ディスプレイパネルが画像を表示するのに16.63msを必要とし、且つ、ディスプレイパネルの全発光素子の発光状態が明−暗−明であると仮定する。発光状態の持続時間が16.63msの時、ディスプレイパネルの輝度は、100%であり、発光状態の持続時間が13.304msの時、ディスプレイパネルの輝度は、80%である。発光状態の持続時間が8.315msの時、ディスプレイパネルの輝度は、50%である。
例えば、期間P1、P4と、P5の間、発光素子315がスキャン信号XSD1に基づいて発光されると仮定する。発光素子315の発光の持続時間(期間P1、P4と、P5の時間)が13.304msの時、ディスプレイパネルの輝度は、50%である。よって、スタート信号STVのデューティサイクルは、発光素子の発光の持続時間を制御し、よって、ディスプレイパネルの輝度を制御する。このため、ユーザーは、実際の必要に応じてディスプレイパネルの輝度を調整し、消費電力を減少することができる。
図5は、スキャンドライバのもう1つの実施例の概略図である。各ロジックユニット342、352、362と、372は、垂直出力イネーブル信号(vertical output enable signal; ENBV)を更に受ける。各バッファ371〜374は、増幅機能を有する。バッファ371は、スキャン信号SD1を増幅し、トランジスタ311をオンにする。バッファ372は、スキャン信号XSD1を増幅し、トランジスタ314をオンにする。バッファ373は、スキャン信号SD2を増幅し、トランジスタ321をオンにする。バッファ374は、スキャン信号XSD1を増幅し、トランジスタ321をオンにする。
図6は、スキャンドライバのもう1つの実施例の概略図である。各画素は、赤色、緑色、青色をそれぞれ表示する3つのサブピクセルを含む。明確にするために、図6は、赤色、緑色、青色をそれぞれ表示するサブピクセル61〜63を含む1つの画素のみを表している。
各シフトレジスタユニットVSR1B〜VSR3Bは、シフトレジスタユニットVSR1Bがスタート信号STVBを受けた時、シフト信号を提供する。プロセッサ64は、シフトレジスタユニットVSR1B〜VSR3Bによって提供されたシフト信号を受け、スキャン信号SD1を発生する。サブピクセル61〜63は、スキャン信号SD1に基づいて、データ信号DSR、SDGと、DSBをそれぞれ受ける。シフトレジスタユニットVSR2Bによって提供されたシフト信号は、スキャン信号XSD1Bである。サブピクセル63は、スキャン信号XSD1Bに基づいて点灯される。
シフトレジスタユニットVSR1Rがスタート信号STVRを受けた時、シフトレジスタユニットVSR2Rによって提供されたシフト信号は、スキャン信号XSD1Rとして用いられる。サブピクセル61は、スキャン信号XSD1Rに基づいて点灯される。
シフトレジスタユニットVSR1Gがスタート信号STVGを受けた時、シフトレジスタユニットVSR2Gによって提供されたシフト信号は、スキャン信号XSD1Gとして用いられる。サブピクセル62は、スキャン信号XSD1Gに基づいて点灯される。
サブピクセル61〜63の発光の持続時間は、スタート信号STVR、STVGと、STVBのデューティサイクルによってそれぞれ制御される。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
従来の分圧器の概略図である。 従来の分圧器のもう1つの概略図である。 画素制御システムの実施例の概略図である。 図2aのシステムに用いるディスプレイ装置の実施例の概略図である。 スキャンドライバの実施例の概略図である。 図3のスキャンドライバのタイミング図である。 スキャンドライバのもう1つの実施例の概略図である。 スキャンドライバのもう1つの実施例の概略図である。
符号の説明
10、12、14 分圧回路
110 分圧点
2 電子装置
20 ディスプレイ装置
21 ディスプレイパネル
22 データドライバ
23 スキャンドライバ
25 デジタル/アナログコンバータ
33 シフトレジスタ回路
34〜37、64 プロセッサ
341、342、351、352、361、362、371、372 ロジックユニット
31、32 画素
311、313、314、321、323、324 トランジスタ
312、322 コンデンサ
315、325 発光素子
371〜374 バッファ
61〜63 サブピクセル
ENBV 垂直出力イネーブル信号
11〜Pmn 画素
1〜Dm、DS、DSR、SDG、DSB データ信号
STV、STVR、STVG、STVB スタート信号
SD1〜SDn、XS1〜XSn、XS1R、XS1G、XS1B スキャン信号
VSR1〜VSR4、VSR1R〜VSR3R、VSR1G〜VSR2G、VSR1B〜VSR2B シフトレジスタユニット
SS1〜SS4 シフト信号

Claims (7)

  1. 第1データ信号を受ける第1画素を制御する制御システムであって、
    前記制御システムは、スキャンドライバを含み、
    前記スキャンドライバは、
    第1スタート信号に基づいて第1シフト信号を出力する第1シフトレジスタユニットと、
    前記第1シフト信号に基づいて第2シフト信号を出力する第2シフトレジスタユニットと、
    前記第2シフト信号に基づいて第3シフト信号を出力する第3シフトレジスタユニットと、
    第1プロセッサとを含み、
    前記第1プロセッサは、第1ロジックユニット及び第2ロジックユニットを含み、
    前記第1ロジックユニットは、
    前記第1シフト信号を受ける第1入力端子と、
    前記第2シフト信号を受ける第2入力端子と、
    第1出力端子とを含み、
    前記第1出力端子は、前記第1シフト信号のロジックレベルが前記第2シフト信号のロジックレベルに等しい時、第1ロジックレベルを出力し、
    前記第1出力端子は、前記第1シフト信号のロジックレベルが前記第2シフト信号のロジックレベルと異なる時、第2ロジックレベルを出力し、
    前記第2ロジックユニットは、
    前記第1出力端子に接続された第3入力端子と、
    前記第3シフト信号を受ける第4入力端子と、
    第1スキャン信号を出力する第2出力端子とを含み、
    前記第2出力端子は、前記第1ロジックユニットの出力ロジックレベル、または前記第3シフト信号のロジックレベルが前記第1ロジックレベルに等しい時、第1ロジックレベルの第1スキャン信号を出力し、
    前記第2出力端子は、前記第1ロジックユニットの出力のロジックレベルと前記第3シフト信号のロジックレベルが前記第2ロジックレベルに等しい時、第2ロジックレベルの第1スキャン信号を出力し、
    前記第1画素は、
    第1コンデンサと、
    第1発光素子と、
    前記第2ロジックユニットの前記第2出力端子に接続されて、前記第2出力端子から前記第2ロジックレベルの前記第1スキャン信号が入力されたときに、前記第1データ信号に基づいて前記第1コンデンサを充電する第1トランジスタと、
    前記第1コンデンサに充電された電圧に基づいて駆動電流を出力する第2トランジスタと、
    前記第2シフトレジスタユニットに接続されて、前記第2ロジックレベルの前記第2シフト信号が入力されたときに、前記第トランジスタから出力される前記駆動電流を前記第1発光素子に出力する第トランジスタとを含み、
    前記第1画素の前記第1発光素子の発光の持続時間は、前記第1スタート信号のデューティサイクルによって決定されることを特徴とする制御システム。
  2. 前記第2ロジックユニットは、制御信号を受ける第5入力端子を更に含み、前記第2出力端子は、前記第1ロジックユニットの出力のロジックレベル、前記制御信号のロジックレベル、及び前記第3シフト信号のロジックレベルのいずれかが前記第1ロジックレベルに等しい時、前記第1ロジックレベルの前記第1スキャン信号を出力し、前記第2出力端子は、前記第1ロジックユニットの出力のロジックレベル、前記制御信号のロジックレベル、及び前記第3シフト信号のロジックレベルのいずれもが前記第2ロジックレベルに等しい時、前記第2ロジックレベルの前記第1スキャン信号を出力する請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記スキャンドライバは、
    第2スタート信号に基づいて第4シフト信号を出力する第4シフトレジスタユニットと、
    前記第4シフト信号に基づいて第5シフト信号を出力する第5シフトレジスタユニットと、
    第3スタート信号に基づいて第6シフト信号を出力する第6シフトレジスタユニットと、
    前記第6シフト信号に基づいて第7シフト信号を出力する第7シフトレジスタユニットとを更に含み、
    前記制御システムは、更に第2データ信号を受ける第2画素と第3データ信号を受ける第3画素とを制御し、
    前記第2画素は、
    第2コンデンサと、
    第2発光素子と、
    前記第2ロジックユニットの前記第2出力端子に接続されて、前記第2出力端子から前記第2ロジックレベルの前記第1スキャン信号が入力されたときに、前記第2データ信号に基づいて前記第2コンデンサを充電する第トランジスタと、
    前記第2コンデンサに充電された電圧に基づいて駆動電流を出力する第5トランジスタと、
    前記第5シフトレジスタユニットに接続されて、前記第2ロジックレベルの前記第5シフト信号が入力されたときに、前記第トランジスタから出力される駆動電流を前記第2発光素子に出力する第トランジスタとを含み、
    前記第3画素は、
    第3コンデンサと、
    第3発光素子と、
    前記第2ロジックユニットの前記第2出力端子に接続されて、前記第2出力端子から前記第2ロジックレベルの前記第1スキャン信号が入力されたときに前記第3データ信号に基づいて前記第3コンデンサを充電する第トランジスタと、
    前記第3コンデンサに充電された電圧に基づいて駆動電流を出力する第8トランジスタと、
    前記第7シフトレジスタユニットに接続されて、前記第2ロジックレベルの前記第7シフト信号が入力されたときに、前記第トランジスタから出力される前記駆動電流を前記第3発光素子に出力する第トランジスタとを含み、
    前記第2画素及び前記第3画素の発光の持続時間は、それぞれ前記第2スタート信号及び前記第3スタート信号のデューティサイクルに基づいて制御される請求項1に記載のシステム。
  4. 前記第1画素は、青色を表示し、前記第2画素は、赤色を表示し、前記第3画素は、緑色を表示する請求項3に記載の制御システム。
  5. 前記第1ロジックユニットは、XORゲートからなり、前記第2ロジックユニットは、ANDゲートからなる請求項1又は2に記載の制御システム。
  6. 前記第1画素及び前記制御システムを含むディスプレイ装置に電力を供給するデジタル/アナログコンバータを更に含む請求項1に記載の制御システム。
  7. 前記第1画素及び前記制御システムを含むディスプレイ装置に電力を供給する装置を更に含む請求項1に記載の制御システム。

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