KR20050097933A - 표시 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

표시 소자에 전력을 공급하는 전원의 부담이 저감되며 또한 시인성이 우수한 표시가 가능한 표시 장치를 얻는다. 표시 화면(2)에는, 복수의 화소(11)가 배열되며, 각 화소는, 표시 소자(20) 및 상기 표시 소자에 영상 신호에 따른 양의 전류를 공급하는 구동 회로(Tr, C, SW1)를 구비한다. 표시 상태 검출 회로(3)에 의해 표시 화면(2)의 표시 상태를 1 프레임 기간 내에 2회 이상 검출하고, 조광 회로(4)에 의해, 구동 회로로부터 표시 소자(20)로의 전류 공급 시간을, 표시 상태 검출 회로(3)로부터의 출력에 따라 변화시키고, 또한 1 프레임 기간 내에 2회 이상 조광 제어를 행한다.

Description

표시 장치 및 그 제어 방법{DISPLAY DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은, 표시 장치에 관한 것으로, 특히 표시 소자의 광학 특성을 그것에 흘리는 전류에 의해 제어하는 표시 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
유기 EL(일렉트로루미네센스) 표시 장치에서는, 유기 EL 소자의 휘도는 유기 EL 소자에 흐르는 구동 전류에 의해 제어하고 있다. 즉, 구동 전류를 크게 하면, 유기 EL 소자의 휘도는 높아진다. 또한, 전체 화소에 대한 구동 전류의 합은, 화면 전체에서 최고 계조 표시를 행한 경우에 최대로 된다.
그런데, 전체 화소에 대한 구동 전류의 합의 최대값이 크면, 소비 전력이 커질뿐만 아니라, 고비용이며 또한 치수가 큰 전원 회로가 필요해진다. 또한, 이 경우, 표시 장치의 온도가 상승하여, 수명이 저하된다. 그 때문에, 전체 화소에 대한 구동 전류의 합의 최대값을 저감하는 것이 요망된다.
〈발명의 개시〉
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 표시 소자에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담이 저감되며, 또한 시인성이 우수한 표시가 가능한 표시 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 서로 대향한 한쌍의 전극 간에 배치되며, 흐르는 전류량에 따라 광학 특성이 변화되는 광학층을 포함하는 표시 소자와, 상기 표시 소자에 영상 신호에 따른 양의 전류를 공급하는 구동 회로를 각각 구비한 복수의 화소가 배열된 표시 화면과, 상기 표시 화면의 표시 상태를 1 프레임 기간 내에 2회 이상 검출하는 표시 상태 검출 회로와, 상기 구동 회로로부터 상기 표시 소자로의 전류 공급 시간을 상기 표시 상태 검출 회로로부터의 출력에 따라 변화시키며, 또한, 1 프레임 기간 내에 2회 이상 조광 제어를 행하는 조광 회로를 구비한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 도면.
도 2는, 전류 ΣDIDD와 신호 Ve, Ve' 간의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도 3a 및 도 3b는, 각각 신호 Ve'와 조광 회로(4)가 출력하는 사각형파 신호 간의 관계의 예를 나타내는 그래프.
도 4는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 조광을 행한 경우에 실현될 수 있는 휘도 및 소비 전력의 일례를 나타내는 그래프.
도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 도면.
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 도면.
도 7은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 도면.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는, 조광 회로에서 이용되는 주파수 신호의 예를 나타내는 도면.
〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서, 마찬가지이거나 또는 유사한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 표시 장치(1)는, 예를 들면 유기 EL 표시 장치이며, 표시 화면으로서 기능하는 유기 EL 패널(2)과, 표시 상태 검출 회로(3)와, 조광 회로(4)를 구비하고 있다.
유기 EL 패널(2)은 글래스 등의 절연성 기판(10)을 구비하고 있으며, 기판(10) 상에는 화소(11)가 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 기판(10) 상에는, 또한, 주사 신호선 드라이버(12)에 접속된 주사 신호선(13)과, 영상 신호선 드라이버(14)에 접속된 영상 신호선(15)이 서로 교차되도록 배치되어 있다. 예를 들면, 주사 신호선 드라이버(12)는 절연성 기판(10) 상에 일체적으로 형성되며, 후술하는 화소를 구성하는 TFT 소자 등과 동일한 공정에서 동시에 형성된다. 또한, 영상 신호선 드라이버는 TCP(Tape carrier package)로 구성됨과 함께, 표시 상태 검출 회로 등이 형성되는 PCB(Printed circuit board)와 유기 EL 패널을 접속한다. 또한, 영상 신호 드라이버는, 주사 신호선 드라이버와 마찬가지로 절연성 기판 상에 내장하거나, COF(chip on film)나 COG(chip on glass)로서 실장하여도 되지만, 화소를 전류 구동하는 경우에는, COG로 하는 것이 바람직하다.
화소(11)는, 입력되는 영상 신호에 따른 구동 전류를 출력하는 구동용 트랜지스터 Tr과, 캐패시터 C와, 선택용 스위치 SW1과, 출력 제어용 스위치 SW2와, 유기 EL 소자(20)로 구성되어 있다. 이들 중, 구동용 트랜지스터 Tr과 캐패시터 C와 선택용 스위치 SW1은 구동 회로를 구성하고 있다. 또한, 여기서는, 일례로서, 구동용 트랜지스터 Tr 및 출력 제어용 스위치 SW2는 p채널 트랜지스터이며, 선택용 스위치 SW1은 n채널 트랜지스터인 것으로 한다.
유기 EL 소자(20)는, 발광층을 포함한 유기물층을 양극과 음극 사이에 개재시킨 구조를 갖고 있다. 각각의 화소(11)에서, 유기 EL 소자(20)의 양극은 출력 제어용 스위치 SW2를 통해 구동 회로에 접속되어 있다. 또한, 유기 EL 소자(20)의 음극은 각 화소에 연속하여 형성되는 공통 전극으로서 설치되어 있다. 또한, 양극은, 제1 전원 전압 DVDD로 설정되는 제1 전원 단자에 접속하며, 음극은 제1 전원 전압 DVDD보다도 더 저전위의 제2 전원 전압 DVSS로 설정되는 제2 전원 단자에 접속된다.
표시 상태 검출 회로(3)는, 예를 들면, 유기 EL 패널(2)에 설치된 패널 외부 접속용 음극 단자(16)를 통해, 유기 EL 소자(20)의 음극에 접속되어 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 유기 EL 소자(20)의 음극은 공통 전극으로서 설치되어 있기 때문에, 표시 상태 검출 회로(3)에 유입되는 전류는, 개개의 유기 EL 소자(20)를 흐르는 구동 전류 DIDD의 전체 화소(11)에 대한 합 ΣDIDD와 동일하다. 표시 상태 검출 회로(3)는, 이 전류 ΣDIDD에 대응하는 전류 전압 변환한 신호, 예를 들면, 전류 ΣDIDD에 비례하는 전압 Ve를 출력한다. 표시 상태 검출 회로(3)는 전류 검출 회로, 혹은 전류 전압 변환 회로로 칭하여도 된다.
조광 회로(4)는, 예를 들면, 신호 증폭부(25)와, 주파수 신호 발생부(26)와, 콤퍼레이터(27)와, 인버터(28)를 구비하고 있다.
신호 증폭부(25)는, 표시 상태 검출 회로(3)의 출력 신호 Ve를 Ve'로 증폭한다.
주파수 신호 발생부(26)는, 사각형파와 같이 2치 사이에서 변화되는 주파수 신호가 아니며, 3치 이상의 사이에서 변화되는 주파수 신호, 바람직하게는 삼각파나 정현파 등과 같이 시간에 대하여 연속적으로, 또한 주기적으로 동일한 파형으로 반복하며 변화되는 주파수 신호를 발생한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 1 수평 주기마다 휘도 제어를 행하도록, 주파수 신호의 주기를 1 수평 주기와 일치시켰지만, 이것에 한정되지 않으며, 조광의 주기에 맞추어 주파수 신호의 주기를 정하면 된다. 단, 조광 주기는 주파수 신호의 주기의 정수배와 일치한다. 도 8a, 도 8b, 도 8c에 주파수 신호의 일례를 나타낸다. 도 8a에 도시한 바와 같은 1 수평 주기마다 제1 전위로부터 제2 전위로 변화되는 주파수 신호나, 도 8b에 도시한 바와 같은 1 수평 주기 내에 복수의 반복 패턴을 갖는 주파수 신호나, 도 8c에 도시한 바와 같은 사다리꼴 형상의 파형의 주파수 신호이어도 된다. 도 8a나 도 8b와 같이, 주파수 신호를 조광 주기의 개시에서부터 종료를 향하여 임의의 고전위로부터 임의의 저전위로 연속적으로 변화되는 파형으로 함으로써, 발광 기간의 개시 타이밍을 조광 주기의 타이밍과 정합하는 것이 가능해지므로, 신호 제어가 용이하게 된다.
콤퍼레이터(27)는 증폭 후의 신호 Ve'와 주파수 신호를 비교하여 거의 사각형파 형상의 신호(이하, 사각형파 신호라 함)를 발생하고, 인버터(28)는 그 사각형파 신호에 대하여 반전 등의 변환을 행한다. 조광 회로(4)는, 이 사각형파 신호를 모두 출력 제어용 스위치 SW2의 제어 단자(여기서는 게이트)에 공급하여, 출력 제어용 스위치 SW2의 도통/비도통을 제어한다.
상기의 표시 장치(1)에서는, 예를 들면, 이하에 설명한 바와 같이 표시를 행한다.
기입 기간에서는, 주사 신호선(13)으로부터 임의의 화소(11)의 선택용 스위치 SW1에 공급하는 주사 신호에 의해 선택용 스위치 SW1을 도통 상태로 하여, 영상 신호선(15)으로부터 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트에 영상 신호를 공급한다. 기입 기간은, 선택용 스위치 SW1을 비도통 상태로 함으로써 종료된다.
기입 기간에 계속되는 발광 기간에서는, 캐패시터 C는, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스의 전압을 거의 일정하게 유지한다. 이에 따라, 출력 제어용 스위치 SW2가 도통 상태에 있는 한, 유기 EL 소자(20)에는 영상 신호에 대응한 전류가 계속 흐른다. 발광 기간은, 다음 기입 기간이 시작될 때까지 계속된다.
상기의 표시 장치(1)에서는, 이러한 방법으로 표시를 행할 때, 예를 들면, 이하에 설명하는 조광을 행할 수 있다.
도 2는, 전류 ΣDIDD와 신호 Ve, Ve' 간의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 전류 ΣDIDD를 나타내고 있으며, 종축은 전압을 나타내고 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b는, 신호 Ve'와 조광 회로(4)가 출력하는 사각형파 신호 간의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 시간을 나타내며, 종축은 전압을 나타내고 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b는, 주파수 신호 발생부(26)가 삼각파 형상의 주파수 신호 A를 발생하는 경우를 상정하여 나타내고 있다.
도 1에 도시하는 표시 장치(1)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 신호 Ve, Ve'는 전류 ΣDIDD에 비례한다. 따라서, 화면에 고계조 표시부가 차지하는 면적비가 높은 경우에는, 전류 ΣDIDD는 커지기 때문에 신호 Ve'도 커진다.
신호 Ve'가 큰 경우, 신호 Ve'와 주파수 신호 A는, 예를 들면, 도 3a에 나타내는 관계를 갖는다. 이러한 관계 하에서는, 콤퍼레이터(27)가 신호 Ve'와 주파수 신호 A와의 대소를 비교함으로써 발생하는 사각형파 신호 B, 및 인버터(28)가 사각형파 신호 B를 변환함으로써 발생하는 사각형파 신호 C는, 각각, 도 3a에 나타내는 파형으로 된다. 즉, 출력 제어용 스위치 SW2를 도통 상태로 하고 있는 시간 T1은 보다 짧아지며, 출력 제어용 스위치 SW2를 비도통 상태로 하고 있는 시간 T2는 보다 길어진다.
한편, 화면에 저계조 표시부가 차지하는 면적비가 높은 경우에는, 전류 ΣDIDD는 작아지기 때문에 신호 Ve'도 작아진다. 신호 Ve'가 작은 경우, 신호 Ve'와 주파수 신호 A는, 예를 들면, 도 3b에 나타내는 관계를 갖는다. 이러한 관계 하에서는, 사각형파 신호 B 및 사각형파 신호 C는, 각각, 도 3b에 나타내는 파형으로 된다. 즉, 출력 제어용 스위치 SW2를 도통 상태로 하고 있는 시간 T1은 보다 길어지며, 출력 제어용 스위치 SW2를 비도통 상태로 하고 있는 시간 T2는 보다 짧아진다.
이상의 조광을 행하면, 이하에 설명한 바와 같이, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담이 저감됨과 함께, 시인성이 우수한 표시가 가능하게 된다.
도 4는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 조광을 행한 경우에 실현될 수 있는 휘도 및 소비 전력의 일례를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 화면 전체의 면적 S에 대한 최고 계조 표시부의 면적 S1의 비 S1/S를 나타내며, 종축은 전류 ΣDIDD 및 최고 계조 표시부를 구성하고 있는 각 화소(11)의 휘도 L을 나타내고 있다.
도 4에서, 파선(51a 내지 51c)은 휘도 L에 관한 데이터를 나타내며, 실선(52a 내지 52c)은 전류 ΣDIDD에 관한 데이터를 나타내고 있다. 구체적으로는, 파선(51a) 및 실선(52a)으로 나타내는 데이터는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 조광을 행한 경우에 얻어진 것이다. 또한, 파선(51b) 및 실선(52b)으로 나타내는 데이터는, 출력 제어용 스위치 SW2를 도통 상태로 하고 있는 시간 T1에 대한 출력 제어용 스위치 SW2를 비도통 상태로 하고 있는 시간 T2의 비 T2/T1을 면적비 S1/S의 크기에 관계없이 제로로 한 경우, 즉 출력 제어용 스위치 SW2를 항상 도통 상태로 한 경우에 얻어진 것이다. 또한, 파선(51c) 및 실선(52c)으로 나타내는 데이터는, 비 T2/T1을 면적비 S1/S의 크기에 관계없이 0.5로 한 경우에 얻어진 것이다.
도 4에 파선(51b) 및 실선(52b)으로 나타낸 바와 같이, 출력 제어용 스위치 SW2를 항상 도통 상태로 하면, 최고 계조 표시부를 구성하고 있는 개개의 화소(11)의 휘도 L은 면적비 S1/S에 의존하지 않으며 또한 충분히 높다. 그 때문에, 면적비 S1/S가 작은 경우에도, 시인성이 우수한 표시가 가능하다. 그러나, 이 방법에서는, 면적비 S1/S를 크게 하면, 전류 ΣDIDD가 현저히 커져서, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 큰 부담을 주게 된다.
또한, 파선(51c) 및 실선(52c)으로 나타낸 바와 같이, 비 T2/T1을 면적비 S1/S의 크기에 관계없이 0.5로 하면, 면적비 S1/S를 크게 하여도 전류 ΣDIDD가 현저히 커지지는 않는다. 따라서, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담이 경감된다. 그러나, 이 방법에서는, 출력 제어용 스위치 SW2를 항상 도통 상태로 하는 방법에 비해, 최고 계조 표시부를 구성하고 있는 각 화소(11)의 휘도 L이 거의 반감된다. 그 때문에, 면적비 S1/S가 작은 경우에, 시인성이 우수한 표시를 행할 수 없다.
이에 대하여, 파선(51a) 및 실선(52a)으로 나타낸 바와 같이, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 조광을 행하면, 표시부를 구성하고 있는 각 화소(11)의 휘도 L은, 면적비 S1/S의 증가에 따라 저하된다. 그 때문에, 면적비 S1/S를 크게 하여도 전류 ΣDIDD가 현저히 커지지 않아서, 출력 제어용 스위치 SW2를 항상 도통 상태로 하는 방법에 비해, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담이 경감된다. 또한, 표시부를 구성하고 있는 각 화소(11)의 휘도 L은 면적비 S1/S의 감소에 따라 높아지기 때문에, 면적비 S1/S가 작은 경우에도, 시인성이 우수한 표시가 가능하다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담을 저감하는 것 및 시인성이 우수한 표시를 행하는 것의 둘 다가 가능하게 된다.
이와 같이 하여, 각 화소를 흐르는 전류의 합계값 ΣDIDD에 따라, 전체 화소 공통으로 조광을 행할 수 있다. 또한, 항상 화소로의 피드백을 걸기 때문에, 표시 품위가 양호하며, 저소비 전력 구동이 가능하게 된다. 또한, 유기 EL 소자의 발열을 효과적으로 저감할 수 있다.
즉, 1 화면분의 표시 상태를 검출하여, 다음 프레임의 조광에 이용하는 것은 아니며, 1 프레임의 도중, 즉 1 화면의 기입의 도중에 복수회의 조광을 행한다. 이에 따라, 서서히 조광을 행할 수 있기 때문에, 표시 상태가 완전히 변하는 경우, 예를 들면 전체 화면 흑표시로부터 전체 화면 백표시를 행하는 경우라도, 표시 상태에 따른 조광 설정을 보다 충실하게 행할 수 있다. 또한, 밝기의 급격한 변화에 따른 시인 불량을 억제할 수 있다.
또한, 연속적으로 변화되는 주파수 신호와 표시 상태 검출 회로의 검출 결과를 비교하여 제어하기 때문에, 조광의 휘도 레벨은 미리 결정된 단계적인 제어뿐만 아니라, 모든 레벨의 휘도로 조정할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 기본적 개념을 구성하는 요건은, 이하와 같이 설명할 수 있다. (a) 표시 화면(2)에는, 서로 대향한 한쌍의 전극 간에 배치되며, 흐르는 전류량에 따라 광학 특성이 변화되는 광학층을 포함하는 표시 소자(20), 및 상기 표시 소자에 영상 신호에 따른 양의 전류를 공급하는 구동 회로(Tr, C, SW1)를 각각 구비한 복수의 화소(11)가 배열되어 있다. (b) 표시 상태 검출 회로(3)는, 표시 화면(2)의 표시 상태를 1 프레임 기간 내에 2회 이상 검출한다. (c) 그리고, 조광 회로(4)는, 전원으로부터 표시 소자에의 전력의 공급/비공급을 주기적으로 및 복수의 화소에 대하여 동시에 절환 가능하며, 또한 각 주기 내에서의 전력 공급 시간에 대한 전력 비공급 시간의 비를 상기 표시 상태 검출 회로(3)로부터의 출력에 따라 변화시키고, 또한, 1 프레임 기간 내에 2회 이상 조광 제어를 행하도록 출력 제어용 스위치에 제어 펄스를 공급한다.
즉, 복수의 유기 EL 소자(20)에 흐르는 총전류값을 검출하는 단계와, 적어도 1 수직 기간보다도 짧은 주기의 주파수 신호와 총전류값의 검출 결과를 비교하는 단계와, 비교 결과에 기초하는 제어 펄스(즉, 사각형파 신호)에 의해, 전체 화소에 대하여 동시에 출력 제어용 스위치의 도통·비도통 제어한다. 즉, 상기 총전류값에 따라 상기 제어 펄스의 펄스 듀티를 가변하는 단계를 갖는 것이다.
또한, 본 발명에서는, 조광 회로(4)의 실시 형태로서는, 여러가지 형태가 가능하다. 상기의 실시 형태에서는, 전압 검출 회로(3)는, 복수의 표시 소자에 흐르는 총전류값을 검출 전압으로 변환하여 출력하고 있다. 조광 회로(4)는, 상기 검출 전압을 증폭하는 증폭기(25)와, 이 증폭기(25)의 출력의 레벨과 기준 전위를 갖는 레벨 비교 신호를 비교하여, 레벨 차에 따라 상기 제어 펄스의 듀티를 가변하는 비교기(27)를 갖는다. 그러나, 상기 검출 전압에 따라, 펄스 듀티를 가변하는 방법으로서는, 각종 방식이 가능하다. 예를 들면, 프로그래머블 카운터의 프리셋값으로서 상기 검출 전압의 변환값을 이용하여, 프로그래머블 카운터의 세트, 리세트 출력을 펄스 폭 변환 출력(제어 펄스)으로서 이용하여도 된다.
또한, 제어 펄스는, 1 수직 기간보다도 짧은 주기이다. 이에 따라, 리얼타임에 의한 제어가 가능하게 된다. 즉, 예를 들면, 제어 펄스의 주기가, 1 수평 기간, 또는 2 수평 기간, 또는 3 수평 주기로 설정되어 있으면, 1 라인분, 또는 2 라인분, 또는 3 라인분의 각 데이터가 재기입되었을 때에, 이것에 추종하여 전체의 조광이 행해지게 된다. 물론, 제어 펄스의 주기는, 1 수평 기간보다도 짧은 주기, 예를 들면 1/2수평 주기, 혹은 1/3수평 주기이어도 된다. 또는, 1/2 수직 주기, 1/3 수직 주기, 1/4 수직 주기이어도 된다. 또한, 제어 펄스의 주기를 표시된 화상에 따라 절환하는 기능을 부가하여도 된다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 5에 도시하는 표시 장치(1)는, 예를 들면 유기 EL 표시 장치이며, 유기 EL 패널(2)과, 표시 상태 검출 회로(3)와, 조광 회로(4)를 구비하고 있다. 이 유기 EL 표시 장치(1)는, 유기 EL 패널(2)의 화소(11)의 구조, 특히 구동 회로의 구조가 상이한 것 이외에는, 도 1에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)와 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다.
유기 EL 패널(2)은 기판(10)을 구비하고 있으며, 기판(10) 상에는 화소(11)가 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 기판(10) 상에는, 또한, 주사 신호선 드라이버(12)에 접속된 주사 신호선(13) 및 제어선(17, 18)과, 영상 신호선 드라이버(14)에 접속된 영상 신호선(15)이 서로 교차되도록 배치되어 있다.
화소(11)는, 구동용 트랜지스터 Tr과, 캐패시터 C1, C2와, 선택용 스위치 SW1과, 출력 제어용 스위치 SW2와, 보정용 스위치 SW3, SW4와, 유기 EL 소자(20)로 구성되어 있다. 이들 중, 구동용 트랜지스터 Tr과 캐패시터 C1, C2와 선택용 스위치 SW1과 보정용 스위치 SW3, SW4는 구동 회로를 구성하고 있다. 또한, 여기서는, 일례로서, 구동용 트랜지스터 Tr, 출력 제어용 스위치 SW2 및 보정용 스위치 SW3, SW4는 p채널 트랜지스터이며, 선택용 스위치 SW1은 n채널 트랜지스터인 것으로 한다.
상기의 표시 장치(1)에서는, 예를 들면, 이하에 설명한 바와 같이 표시를 행한다.
기입 기간에서는, 보정용 스위치 SW4가 비도통 상태로 된 후, 먼저, 보정용 스위치 SW3을 도통 상태로 하여, 구동용 트랜지스터 Tr의 소스-드레인 간에 전류가 흐르지 않게 될 때까지 캐패시터 C1, C2에 전하를 공급한다. 이 상태에서는, 구동용 트랜지스터 Tr의 드레인-게이트 간은 접속되어 있기 때문에, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스의 전압은 그 임계값과 동등하게 된다. 또한, 그 동안, 주사 신호선 드라이버(12)로부터 주사 신호선(13)에 주사 신호를 공급하여 선택용 스위치 SW1을 도통 상태로 함과 함께, 영상 신호선 드라이버(14)로부터 영상 신호선(15)에 리세트 신호를 공급해둔다.
이상의 동작을 종료한 후, 보정용 스위치 SW3을 비도통 상태로 함과 함께, 영상 신호선 드라이버(14)로부터 영상 신호선(15)에 영상 신호를 공급한다. 이에 따라, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스 간의 전압은, 그 임계값으로부터 영상 신호와 리세트 신호의 차분만큼 변동된다. 그 후, 선택용 스위치 SW1을 비도통 상태로 함으로써, 기입 기간은 종료된다.
발광 기간에서는, 캐패시터 C1은, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스 간 전극을 거의 일정하게 유지한다. 이에 따라, 출력 제어용 스위치 SW2가 도통 상태에 있는 한, 유기 EL 소자(20)에는 영상 신호와 리세트 신호 간의 차분에 대응한 전류가 계속 흐른다. 발광 기간은, 다음 기입 기간이 시작될 때까지 계속된다.
이러한 방법으로 표시를 행하면, 구동 전류 DIDD에 구동용 트랜지스터 Tr의 임계값 Vth가 미치는 영향을 배제할 수 있다. 따라서, 화소(11) 간에서 구동용 트랜지스터 Tr의 임계값이 변동되고 있었다고 하여도, 그와 같은 변동이 구동 전류 DIDD에 미치는 영향을 최소로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 조광을 행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 유기 EL 소자(20)에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담을 저감하는 것 및 시인성이 우수한 표시를 행하는 것 둘 다가 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 표시 장치(1)는, 예를 들면 유기 EL 표시 장치이며, 유기 EL 패널(2)과, 표시 상태 검출 회로(3)와, 조광 회로(4)를 구비하고 있다. 이 유기 EL 표시 장치(1)는, 유기 EL 패널(2)의 화소(11)의 구조가 상이한 것 이외에는, 도 5에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)와 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 즉, 본 실시 형태의 화소(11)에서는, 출력 제어용 스위치 SW2가 전술한 보정용 스위치 SW4의 기능도 가지며, 출력 제어용 스위치 SW2의 제어는, 각 화소 행에 대응하여 비표시 영역에 배치된 OR 논리 회로(19)를 통해 행해진다.
유기 EL 패널(2)은 기판(10)을 구비하고 있으며, 기판(10) 상에는 화소(11)가 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 기판(10) 상에는, 또한, 주사 신호선 드라이버(12)에 접속된 주사 신호선(13) 및 제어선(17)과, 영상 신호선 드라이버(14)에 접속된 영상 신호선(15)이 서로 교차되도록 배치되어 있다.
화소(11)는, 구동용 트랜지스터 Tr과, 캐패시터 C1, C2와, 선택용 스위치 SW1과, 출력 제어용 스위치 SW2와, 보정용 스위치 SW3과, 유기 EL 소자(20)로 구성되어 있다. 이들 중, 구동용 트랜지스터 Tr과 캐패시터 C1, C2와 선택용 스위치 SW1과 출력 제어용 스위치 SW2와 보정용 스위치 SW3은 구동 회로를 구성하고 있다. 또한, 여기서는, 일례로서, 구동용 트랜지스터 Tr, 출력 제어용 스위치 SW2 및 보정용 스위치 SW3은 p채널 트랜지스터이며, 선택용 스위치 SW1은 n채널 트랜지스터인 것으로 한다.
또한, OR 논리 회로(19)는 각 화소 행에 따라 배치되며, 2 입력 단자는 각각 주사 신호선 드라이버(12)의 제어 신호 BCT1 출력 단자(제어 배선(18)) 및 조광 회로(4)의 출력 단자에 접속된다. 또한, OR 논리 회로(19)의 출력 단자는, 대응 화소 행의 출력 제어용 스위치 SW2의 제어 단자(게이트)에 접속한다. 이와 같이 하여, OR 논리 회로(19)는, 제어 신호 BCT1 및 조광 회로(4)의 출력(사각형파 신호)의 논리합을 제어 신호 BCT2로 하여 각 출력 제어용 스위치 SW2의 도통/비도통 제어를 행한다.
상기의 표시 장치(1)에서는, 예를 들면, 이하에 설명한 바와 같이 표시를 행한다.
기입 기간에서는, 먼저 출력 제어용 스위치 SW2가 조광 회로의 출력에 의하지 않고 비도통 상태로 되도록, 주사 신호선 드라이버(12)로부터 High 레벨의 제어 신호 BCT1이 출력된다. 이 상태를 유지한 채로, 보정용 스위치 SW3을 도통 상태로 하여, 구동용 트랜지스터 Tr의 소스-드레인 간에 전류가 흐르지 않게 될 때까지 캐패시터 C1, C2에 전하를 공급한다. 이 상태에서는, 구동용 트랜지스터 Tr의 드레인-게이트 간은 접속되어 있기 때문에, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스 간의 전압은 그 임계값과 동등하게 된다. 또한, 그 동안, 주사 신호선 드라이버(12)로부터 주사 신호선(13)에 주사 신호를 공급하여 선택용 스위치 SW1을 도통 상태로 함과 함께, 영상 신호선 드라이버(14)로부터 영상 신호선(15)에 리세트 신호를 공급해둔다.
이상의 동작을 종료한 후, 보정용 스위치 SW3을 비도통 상태로 함과 함께, 영상 신호선 드라이버(14)로부터 영상 신호선(15)에 영상 신호를 공급한다. 이에 따라, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스 간의 전압은, 그 임계값으로부터 영상 신호와 리세트 신호 간의 차분만큼 변동한다. 그 후, 선택용 스위치 SW1을 비도통 상태로 함으로써, 기입 기간은 종료된다.
발광 기간에서는, 캐패시터 C1은, 구동용 트랜지스터 Tr의 게이트-소스 간 전압을 거의 일정하게 유지한다. 또한, 이 기간에서는 Low 레벨의 제어 신호 BCT1이 출력되고, 출력 제어용 스위치 SW2의 제어는 조광 회로(4)로부터의 출력인 사각형파 제어 신호에 의해 제어되게 된다. 이에 따라, 출력 제어용 스위치 SW2가 도통 상태에 있는 한, 유기 EL 소자(20)에는 영상 신호와 리세트 신호 간의 차분에 대응한 전류가 계속 흐른다. 발광 기간은, 다음 기입 기간이 시작될 때까지 계속된다.
이와 같이 하여, 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과 외에 각 화소 내에서의 소자 점유 면적을 저감하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 7은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 7에 도시하는 표시 장치(1)는, 예를 들면 유기 EL 표시 장치이며, 유기 EL 패널(2)과, 표시 상태 검출 회로(3)와, 조광 회로(4)를 구비하고 있다. 이 유기 EL 표시 장치(1)는, 출력 제어용 스위치 SW2의 접속 상태가 다른 것 이외에는, 도 1에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)과 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 출력 제어용 스위치 SW2를 각 화소에 설치하는 것은 아니며, 복수의 화소에 공통으로 설치된다. 또한, 도 7에서는 전체 화소 공통으로 설치되는 경우에 대하여 도시하고 있다. 본 발명의 기본적 사고는, 표시 상태에 따라 유기 EL 소자(20) 전체의 발광 기간을 제어하는 것이므로, 도 7과 같이, 1개의 스위치 SW2를 전원으로부터 표시 소자로의 전력 공급 경로 상에 설치하여도 실현할 수 있다.
여기서는, 음극측의 전원 단자 DVSS와 표시 소자 사이에 출력 제어용 스위치를 배치하고 있으며, 출력 제어용 스위치는 예를 들면 p채널 트랜지스터이다.
이와 같이, 복수의 화소에 공통의 출력 제어용 스위치를 배치하는 것은, 소자 밀도가 저감되기 때문에 소자 어레이 기판의 설계상 유리하다.
출력 제어용 스위치 SW2는, 어레이 기판 내에 조립하는 것이 가능하다. 그러나, 만약, 기판 내에 스위치를 조립하면, 기판 주연(프레임)의 면적이 커지고, 또한 스위치의 온 저항이 커서 소비 전력이 증가되는 등의 문제점이 발생한다. 이 문제점을 피하기 위해서는, 출력 제어용 스위치 SW2는, 기판의 외부에 설치하는 편이 현실적이다.
제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서, 화소(11)의 구동 회로 등은, 도 1, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시하는 구성에 한정되지 않으며, 여러가지 구성을 취할 수 있다. 예를 들면, 전압 신호 구동 방식 대신에, 커런트 미러형이나 커런트 카피형의 전류 신호 구동 방식을 이용 가능하게 하여도 된다.
상기의 실시 형태에 따르면, 2차원 배열된 복수의 화소부의 구성 요소인 복수의 표시 소자와, 상기 복수의 표시 소자의 각 전류 경로에 직렬 접속된 복수의 스위치를 갖는다. 그리고, 복수의 표시 소자에 흐르는 총전류값을 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 복수의 스위치를, 적어도 1 수직 기간보다도 짧은 주기의 제어 펄스에 의해, 동시에 도통·비도통 제어하며, 또한, 상기 총전류값에 따라 상기 제어 펄스의 펄스 듀티를 가변하는 조광 회로를 구비한다.
상기의 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는, 신호 Ve'가 전류 ΣDIDD에 비례하도록 조광 회로(4)를 구성하였지만, 조광 회로(4)는, 신호 Ve'가 전류 ΣDIDD에 비례하도록 대수 변환하는 것이어도 된다. 또한, 신호 증폭부(25)의 저항을 서미스터로 치환하여, 온도 보상을 행하여도 된다.
또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 조광을 행하는 경우, 신호 Ve'의 최대값이 주파수 신호 A의 최대값보다도 작으며 또한 주파수 신호 A의 최소값보다도 크게 되도록 각종 설정을 행한다. 이 때, 신호 Ve'의 최소값은, 주파수 신호 A의 최소값보다도 커도 되며, 주파수 신호 A의 최소값과 동일하여도 되고, 주파수 신호 A의 최소값보다도 작아도 된다.
또한, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는 유기 EL 표시 장치(1)를 예시하였지만, 표시 소자가 한쌍의 전극과 이들 사이에 흐르는 전류의 크기에 따라 광학 특성이 변화되는 광학층을 포함하는 것이면, 앞서 설명한 효과는 다른 표시 장치에 의해서도 얻을 수 있다. 예를 들면, 앞의 효과는, 발광 다이오드 표시 장치나 전계 방출 표시 장치 등에 의해서도 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표시 소자에 전력을 공급하는 전원에 대한 부담이 저감되며 또한 시인성이 우수한 표시가 가능한 표시 장치가 제공된다.
본 발명은, 유기 EL(일렉트로루미네센스) 표시 장치, 발광 다이오드 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등에 유효하게 적용 가능하다.

Claims (13)

  1. 서로 대향한 한쌍의 전극 간에 배치되며, 흐르는 전류량에 따라 광학 특성이 변화되는 광학층을 포함하는 표시 소자, 및 상기 표시 소자에 영상 신호에 따른 양의 전류를 공급하는 구동 회로를 각각 구비한 복수의 화소가 배열된 표시 화면과,
    상기 표시 화면의 표시 상태를 1 프레임 기간 내에 2회 이상 검출하는 표시 상태 검출 회로와,
    상기 구동 회로로부터 상기 표시 소자로의 전류 공급 시간을 상기 표시 상태 검출 회로로부터의 출력에 따라 변화시키며, 또한, 1 프레임 기간 내에 2회 이상 조광 제어를 행하는 조광 회로
    를 갖는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 소자는, 발광층을 포함한 유기물층을 갖는 유기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표시 상태 검출 회로는, 상기 복수의 화소의 각 표시 소자에 흐르는 전류의 총전류값을 검출 전압으로 변환하여 출력하는 회로인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조광 회로는, 시간에 대하여 연속적으로 변화되며, 또한 소정 주기로 반복되는 주파수 신호와, 상기 표시 상태 검출 회로로부터의 출력 결과를 비교하여, 상기 전류 공급 기간을 제어하는 제어 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주파수 신호의 주기는, 1/2 수직 주기 이내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 한쌍의 전극의 각각에 소정의 전위를 공급하는 한쌍의 전원 단자와, 상기 표시 소자와 상기 한쌍의 전원 단자의 한쪽 사이에 접속되는 스위치를 포함하며, 상기 조광 회로로부터 출력되는 제어 펄스는 상기 스위치의 제어 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 복수의 화소의 각각에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 각각이, 입력되는 영상 신호에 따른 구동 전류를 출력하는 구동용 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위치는, 이 구동용 트랜지스터의 드레인과 상기 표시 소자 사이에 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 복수의 화소에 공통으로 설치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 화소와 상기 전원 단자 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한쌍의 전극의 한쪽은 각 화소 공통으로 연속하여 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    조광 회로는, 상기 총전류값이 커졌을 때에는, 상기 복수의 표시 소자의 도통 기간이 짧아지며, 상기 총전류값이 작아졌을 때에는, 상기 복수의 표시 소자의 도통 기간이 길어지도록, 상기 제어 펄스의 펄스 듀티를 가변하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 서로 대향한 한쌍의 전극 간에 배치되며, 흐르는 전류량에 따라 광학 특성이 변화되는 광학층을 포함하는 표시 소자, 및 상기 표시 소자에 영상 신호에 따른 양의 전류를 공급하는 구동 회로를 각각 구비한 복수의 화소가 배열된 표시 화면을 갖는 표시 장치의 제어 방법으로서,
    상기 표시 화면의 표시 상태를 1 프레임 기간 내에 2회 이상 검출하는 단계와,
    상기 구동 회로로부터 상기 표시 소자로의 전류 공급 시간을 상기 표시 상태 검출 회로로부터의 출력에 따라 변화시키고, 또한, 1 프레임 기간 내에 2회 이상 조광 제어를 행하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제어 방법.
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