JPH03182793A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、容量性フラット・マトリクスデイスプレィパ
ネルと呼ばれる薄膜ＥＬ表示装置やプラズマデイスプレ
ィ表示装置などに好適に実施することができる駆動方法
に関する。

従来の技術 第４図は、従来の薄膜ＥＬ表示装置の構成を概略的に示
すブロック図である。表示パネルｌは薄膜ＥＬ素子から
成っている。この薄膜ＥＬ素子が、たとえば２電絶縁形
薄膜ＥＬ素子の場合には、ガラス基板上に帯状の透明電
極を平行に配列し、この上に誘電物質を積層し、さらに
その上にＥＬ層を積層して３層構造にし、その上に透明
電極と直交する方向に延びる帯状の背面電極を１行に配
列してｉｌｌ戊される。

表示パネル１では、薄１１１ｊＥＬ素子の透明電極がデ
ータ側電極Ｄ１〜Ｄ８とされ、また薄膜ＥＬ素子の背面
電極が走査誘電１３１〜Ｓ４とされる。

データ側スイッチ７７回２Ｂ　２は、各データ側電極Ｄ
１〜Ｄ８に個別的に変調電圧■。を印加するための回路
であり、各データ誘電ｉＤ１〜Ｄ８に個別的に接続され
たデータ側出力ボート群３と、各データ側電極Ｄ１〜Ｄ
８に対応する表示データを受は入れ、その表示データに
応じてデータ側出力ボート群３をオン／オフさせる論理
回路４とを有する。

走査側スイッチング回路５は、各走査側電極８１〜Ｓ４
にその線順次に従って書込み電圧Ｖ　ｗ　＋　＋Ｖ　ｖ
２　（Ｖ　ｗ　＋　−Ｖ　ｗ　２　＋　Ｖ　ｘの関係を
もつ）を印加する回路であり、各走査＠電［３１〜Ｓ４
に個別的に接続された走査側出力ボート群６と、走査側
出力ボート群６を走査側電極Ｓｌ〜Ｓ４の線順次に従っ
てオン／オフさせる論理回路７とを有する。

駆動回路８は、一定の基準電圧■。から表示パネル１駆
動用の高電圧を発生させる回路であり、データ側出力ボ
ート群３に変調電圧Ｖ８を供給するための変調駆動回路
９と、走査側出力ボート群６に書込み電圧Ｖ　ｗ　＋　
、　　Ｖ　ｗ　２を供給するための書込み駆動回路１０
とを有する。

駆動論理回路１１は、表示データ信号Ｄ、データ転送り
ロックＣＫ、水平同期信号Ｈ１垂直同期信号Ｖなどの入
力信号に基づいて、表示パネル１の駆動に必要な各種の
タイミング信号を発生するための回路である。

前記薄膜ＥＬ表示装置の基本的な表示駆動は第１および
第２の２つのフィールドにわたる区間を１周期とし、デ
ータ側電極Ｄ１〜Ｄ８には発光非発光を決める表示デー
タに対応する変調電圧Ｖ工を与える一方、走査側電極８
１〜Ｓ４には第１フイールドで書込み電圧Ｖ１を、また
第２フイールドで書込み電圧−Ｖ、２を線順次に与える
ことによって行われる。

この表示駆動によって、データ側電極Ｄ１〜Ｄ８と走査
側電極８１〜Ｓ４が交差する画素Ａに相当する部分に書
込み電圧■□、−■。２と変調電圧■ｏの重畳効果ある
いは相殺効果が生じ、画素Ａには実効電圧として発光し
きい値電圧Ｖ　＝−（Ｖ　＝ｈｓ　Ｖ　ｗ　２　）以上
の電圧Ｖ□あるいは発光しきい値電圧Ｖ　ｔｈ以下の電
圧Ｖｗ□が印加され、これによって各画素Ａが発光・非
発光の状態となり所定の表示が得られる。したがって、
１つの画素Ａに対しては、第１フイールドと第２フイー
ルドとでそれぞれ極性の反転した実効電圧が交互に印加
され、２つのフィールドを１周期として薄膜ＥＬ表示に
とって理想的とされる対称な交流駆動が行われることに
なる。

このような薄膜ＥＬ表示装置では、各画素Ａの輝度を複
数段階に変化させる駆動方法すなわち階調表示を行う方
法として、データ側電極Ｄ１〜Ｄ８に印加する変調電圧
ｖ９のパルス幅を変化させ、画素Ａにかかる実効電圧の
面積強度を制御するパルス幅変調方式や、変調電圧Ｖ、
Ｉの振幅を制御する振幅変調方式が知られている。

第５図は、パルス幅変調方式による階調表示の従来例の
場合に第４図における表示パネル１の任意の画素Ａに印
加される各電圧の波形図を示したものであり、そのうち
第５図（１）は走査側電極Ｓ２側に印加される書込み電
圧Ｖ□、−Ｖ、２の波形を、第５図（２）はデータ側電
極ＤＩ側に印加される変調電圧■。の波形を、第５図（
３）は走査側を極Ｓ２を基準としたとき画素Ａに印加さ
れる実効電圧の波形をそれぞれ示している。

この従来例の上記パルス幅変調方式では、ＩＩＩ調度を
取易くするために矩形波の電圧に最大振幅Ｖイのランプ
電圧を重畳した波形の電圧が書込み電圧として用いられ
ている。

この場合、走査側＄ｆｉＳ２に正極性の書込み電圧Ｖ□
が印加される第１フイールドでは、表示すべき階調輝度
が高くなるにつれてその書込み電圧Ｖ□の印加期間の間
に印加される変調電圧ＶＭのパルス幅はそれだけ短く設
定される。すなわち、変調電圧ｖ％の立上がり時点が第
５図（２）に示すようにＢＯ（非発光）からＢｌ、Ｂ２
．・・・、Ｂ７、・・・、Ｂ１５　（最大輝度）へと移
行するにつれて、第５図（３〉に示すように実効電圧の
面積強度は次第に増大してゆく。なお、第５図く３〉で
実線は、変調電圧Ｖ。の立上がり時点がＢ１５の最大輝
度の場合に対応する。

これに対して、走査側電極Ｓ２に負極性の書込み電圧−
Ｖｗ２が印加される第２フイールドでは、表示すべき階
調輝度が高くなるにつれてその書込み電圧−Ｖｗ、の印
加期間の間に印加される変調電圧Ｖ。のパルス幅はそれ
だけ長く設定される。すなわち、変調電圧ＶＮの立下が
り時点が第５図（２）に示すようにＢＯ（非発光）から
Ｂｌ、Ｂ２゜・・・、Ｂ７．・・・、Ｂ１５（最大輝度
）へと移行するにつれて、第５図（３）に示すように実
効電圧の面積強度は次第に増大してゆく。なお、第５図
（３）で実線は、変調電圧ＶＭの立下がり時点がＢ１５
の最大輝度の場合に対応する。

発明が解決しようとするｉ題 しかしながら、上述した薄膜ＥＬ表示装置の駆動方法で
は、低輝度表示の場合でも高輝度表示の場合でも、実効
電圧に寄与する変調電圧の振幅は常に一定（Ｖ８）であ
り、このため多くの電力が必要になるという問題点があ
った。

また、データ側電極に印加される変調電圧が大振幅の一
定電圧■。であることから、通常ＩＴＯ（インジュウム
錫酸化物）などの透明電極から成り相当大きいライン抵
抗を持つデータ側電極では、大振幅の変調電圧■９の印
加によって大電流が流れることになる。その結果、デー
タ側電極の抵抗弁による電圧降下が大きくなり、データ
側電極の両端〈変調電圧■９を出力するデータ側出力ボ
ート群３が接続されている端部とその反対側の端部）で
実際に印加される電圧の振幅に差が生じ、このため輝度
むらなどの現象が起こり表示品位を低下させるという問
題点もあった。

したがって本発明の目的は、階調表示における低輝度発
光時の消費電力を低減し、また変調電圧印加に起因する
輝度むらも軽減できる表示装置の駆動方法を提供するこ
とである。

課題を解決するための手段 本発明は、互いに交差する方向に配列した複数の走査側
電極と複数のデータ側電極との間に誘電層を介在させ、
データ側電極には表示データに応じてパルス幅を変化さ
せた変調電圧を印加し、走査側電極には線順次に書込み
電圧を印加して階調表示を行うようにした表示装置の駆
動方法において、 書込み電圧が印加されている間に変調電圧を階段状に変
化させ、低い階調輝度の発光時には低い変調電圧だけを
印加することを特徴とする表示装置の駆動方法である。

作　　用 本発明に従えば、表示すべき輝度レベルが低いほど変調
電圧の振幅は低くなるので、低輝度発光時の消費電力が
それだけ低減され、また変調電圧の振幅が低くなる分だ
け変調電圧印加に起因する輝度むらが低減される。

実施例 第１図は、本発明の一実施例である駆動方法が適用され
る薄１１ｉＥＬ表示装置における変調駆動口Ｆｌ＠　１
９　（第３図の一般的な薄膜ＥＬ表示装置における変調
駆動回路９に相当）の具体的な構成を示す回路図である
。変調駆動回路１９はＮチャネル形ＭＯＳトランジスタ
から成る４つのスイッチング素子２０，２１．２２．２
３と、３つのコンデンサ２４．２５　２６と、５つのダ
イオード２７２８．２９．３０．３１とで構成されてい
る。

すなわち、スイッチング素子２０のソースは接地され、
ドレインは直列に接続された２つのダイオード２８．３
０のうちの一方のダイオード３０のカソードに接続され
、もう一方のダイオード２８のアノードはスイッチング
素子２１のソースに接続され、そのスイッチング素子２
１のドレインは入力端子３２に接続されている。この入
力端子３２には、出力すべき電圧■。ｕｔの最大振幅■
。の１／４の電源電圧（１／４Ｖ、）が外部から与えら
れる。

上記入力端子３２と出力端子３３との間にはダイオード
２７，２９．３１がこれらの順序で直列に接続され、ダ
イオード２７のカソードとダイオード２８のアノードと
の間にはコンデンサ２４が接続され、スイッチング素子
２２のソースがダイオード２８のカソードに、そのドレ
インがダイオード２つのアノードにそれぞれ接続される
。

また、ダイオード２９のカソードとダイオード３０のア
ノードとの間にはコンデンサ２５が接続され、スイッチ
ング素子２３のソースがダイオード３０のカソードに、
そのトレインがダイオード３１のアノードにそれぞれ接
続される。スイッチング素子２０のトレインとダイオー
ド３１のカソードとの間にはコンデンサ２６が接続され
ている。

この場合の薄膜ＥＬ表示装置のそのほかの構成は第４図
に示す一般的な薄膜ＥＬ表示装置と同じであり、以下の
説明ではその他の回路部については第４図の薄膜ＥＬ表
示装置をそのまま参照する。

第２図は上記変調駆動回路１つの動作を示すタイミング
チャートであり、そのうち第２図〈１〉。

（２）、（３）、（４＞は第４図の駆動論理回路１１か
ら第１図におけるスイッチング素子２０゜２１．２２．
２３の各ゲートに与えられる信号Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの波形をそれぞれ示し、第２図（５）は出力
端子３３から取出される出力電圧Ｖ。、ＪＴの波形を示
す。

第３図は、この実施例の駆動方法（パルス幅変調方式ン
による階調表示の場合に第４図における表示パネル１の
任意の画素Ａに印加される各電圧の波形図であり、その
うち第３図（１）は走査側電極Ｓ２側に印加される書込
み電圧Ｖｖ１．　　Ｖｗ２の波形を、第３図（２〉はデ
ータ側電極Ｄｌ側に印加される変調電圧Ｖ。の波形を、
第３図（３）は走査側電極Ｓ２を基準としたとき画素Ａ
に印加される実効電圧の波形をそれぞれ示している。

次に、第２図、第３図を参照してこの実施例の駆動方法
による薄膜ＥＬ表示装置の階調表示動作について説明す
る。

第１図の変調駆動回路１９から第４図の薄膜ＥＬ表示装
置におけるデータ側スイッチング回路２のデータ側出力
ボート群３へは、１走査期ｍ１（１つの走査側電極に書
込み電圧が印加される期間）毎に第２図（５）に示すよ
うな階段状波形の電圧ＶｏＬＩ、が与えられる。

すなわち、第４［Ａの走査側電極Ｓ２に書込み電圧Ｖ□
、−Ｖｗ２の印加が開始されるタイミングで、変調駆動
回路１９のスイッチング素子２０のゲートに与えられる
信号Ａはオン信号（スイッチング素子をオン動作させる
ハイレベルの信号）となり、スイッチング素子２０がオ
ンしてコンデンサ２４〜２６が電圧Ｖ。（−１／４Ｖ、
）にチャージされる。上記信号Ａがオフ信号くスイッチ
ング素子をオフ動作させるローレベルの信号）に戻され
、次にスイッチング素子２１のゲートに与えられる信号
Ｂがオン信号となりスイッチング素子２１がオンすると
、出力電圧■。Ｕ、はコンデンサ２４〜２６のチャージ
電圧ＶＤに相当するレベルからこれに入力電圧■。を重
畳した電圧２Ｖ、に増大する。

続いてスイッチング素子２２のゲートに与えらｉする（
Ｅ　’Ｇ−ｃがオン信号となりスイッチング素子２２が
オンすると、出力電圧Ｖ。Ｕ、はさらにコンデンサ２・
１のチャージ電圧ＶＤ分だけ増大して３Ｖｏとなる。次
にスイッチング素子２３のゲートに与えられる（ｉｓ　
４−がオン信号に−なリスイツチング素子２３がオンす
ると出力電圧Ｖ。Ｕ？はさらにコンデンサ２５のチャー
ジ電圧ＶＤ分だけ増大して４Ｖｏとなる９次の１走査期
間に移って再びスイッチング素子２０がオンすると、各
コンデンサ２４〜２６の充電電荷が放電されて出力電圧
Ｖ。Ｕ、は元の電圧■。に戻る。このようにして、１走
査期間の間に変調駆動回路１９から出力されデータ側出
力ボート群３に与えられる出力電圧Ｖ。、Ｊアは第２図
（５）のような階段状波形となる。

この実施例では、第３図（１〉に示すように第１フイー
ルドにおいて走査制電［ＩＳ２に与えられる書込み電圧
Ｖ１は発光しきい値電圧相当の矩形波に最大振幅がＶ、
ｌのランプ波形を重畳した波形とされ、第２フイールド
の書込み電圧−Ｖｗ。は発光しきい値電圧相当の矩形波
とされる。

また、データ側出力ボート群３では、変調駆動回路１９
が与えられる出力電圧Ｖ。ｕｔの立上がりタイミングお
よび立下がりタイミングが、論理回路４から与えられる
表示データ（階調データ）に応じて設定され、その電圧
が変調電圧としてデータ側電極Ｓ２に印加される。

すなわち、第３１１Ｋ（２）に示すように第）フィール
ドでは表示すべき階調輝度がＢＯ（非発光）からＢｌ、
Ｂ７．Ｂ１５　（最高輝度〉と高くなるにつれて上記出
力電圧Ｖ。Ｕ、の立上がりタイミングは順次遅く、つま
り変調電圧のパルス幅は順次侠く設定されて行く一方、
第２フイールｊｚでは階調輝度がＢＯからＢ１５と高く
なるにつれて出力電圧ＶＯ２丁の立下がりタイミングは
順次遅く、つまり変調電圧のパルス幅は順次広く設定さ
れてゆく。

第１フイールドにおいて画素Ａに印加される実効電圧は
、書込み電圧の波形から変調電圧の波形を差し引いた形
となり、ＢＯ（非発光〉の表示では第３図（３）に破線
で示すように実効電圧の面積強度は最小で、階調輝度が
高くなるにつれて実効電圧の面積強度が増し、Ｂ１５（
最高輝度）の表示では実線で示すように実効電圧の面積
強度は最大となる。

また、第２フイールドにおいて画素Ａに印加される実効
電圧は、書込み電圧の波形に変調電圧の波形を重畳した
形となり、ＢＯ（非発光）の表示では第３図（３）に破
線で示すように実効電圧の面積強度は最小で、階調輝度
が高くなるにつれて実効電圧の面積強度が段階的に増し
、Ｂ１５（最高輝度）の表示では実線で示すように実効
電圧の面積強度は最大となる。

このようにして、表示データ（階調データ）に応した輝
度表示が行われるが、変調電圧の波形が階段状であるた
め、実効電圧に寄与する変調電圧の振幅は表示すべき階
調が低いほど低くなり、その結果、低輝度発光になるほ
ど消費電力は低減されることになる。

また、変調電圧の波形が階段状であることがら、変調電
圧の振幅がそれだけ軽減され、その結果、変調電圧の印
加されるデータ側電極での電流量が軽減されて、データ
側電極の抵抗分による電圧降下も少なくなり、データ側
電極の両端間で起る輝度むらが軽減される。

なお、上記実施例では、変調電圧の波形のステップ段数
が４段の場合について示したが、これよりも多い段数で
も少ない段数でもよい。

また、この実施例では、第１フイールドの書込み電圧の
波形を、矩形波にランプ波形を重畳した波形としている
が、ランプ波形の重畳の有無にかかわらず同様に適用で
きる。

さらに、上記実施例では薄膜ＥＬ表示装置の駆動の場合
について示したが、これに限らず液晶表示装置など他の
容量性７トリクスデイスプレイにも同様に適用可能であ
る。

発明の効果 以上のように本発明の表示装置の駆動方法によれば、デ
ータ側電極に印加する変調電圧を階段状としているので
、画素に印加される電圧（実効電圧）のうち変調電圧と
して寄与する電圧の振幅は、表示すべき階調輝度が低い
ほど低くなり、その結果、消費電力がそれだけ低減され
ることになる。

また、変調電圧の振幅が低く抑えられることから、デー
タ側電極に流れる電流量もそれだけ小さくなり、抵抗の
比較的大きい透明電極をデータ側電極とする場合でも、
その抵抗分による電圧降下が少なく、したがってデータ
側電極両端間での輝度むらがそれだけ軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である駆動方法が適用される
薄膜ＥＬ表示装置における変調駆動回路の具体的構成を
示す回路図、第２図はその変調駆動回路の動作を示すタ
イミングチャー１−　、第３図はその駆動方法による薄
膜ＥＬ表示装置の任意の画素での各印加電圧を示す波形
図、第４図は一般的な薄膜ＥＬ表示装置の概略的な構成
を示すブロック図、第５図は従来の駆動方法により薄膜
ＥＬ表示装置の任意の画素に印加される各電圧を示す波
形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに交差する方向に配列した複数の走査側電極と複数
   のデータ側電極との間に誘電層を介在させ、データ側電
   極には表示データに応じてパルス幅を変化させた変調電
   圧を印加し、走査側電極には線順次に書込み電圧を印加
   して階調表示を行うようにした表示装置の駆動方法にお
   いて、 書込み電圧が印加されている間に変調電圧を階段状に変
   化させ、低い階調輝度の発光時には低い変調電圧だけを
   印加することを特徴とする表示装置の駆動方法。