KR20140119747A - 구동 장치 및 표시 장치 - Google Patents

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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의하면, 표시 패널(2)이 갖는 복수의 게이트 신호 라인(G)을 순차 주사하는 주사 기간과, 복수의 게이트 신호 라인(G)의 순차 주사를 휴지하는 휴지 기간을 각각 설정함으로써, 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 변경하는 리프레시 레이트 변경부(15)와, 주사 기간과 휴지 기간의 비에 따라, 상기 주사 기간에 있어서 각 게이트 신호 라인을 구동하는 구동 시간을 제어하는 구동량 제어부(20)를 구비한다.

Description

구동 장치 및 표시 장치{DRIVE DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 구동 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 전자 서적 단말기, 스마트폰, 휴대 전화, PDA(휴대형 정보 단말기), 랩탑형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 게임기, 차량용 내비게이션 장치 등의 각종 정보 단말기에 있어서는, 액정 표시 장치 등의 비교적 박형의 표시 장치가 많이 이용되고 있다. 이러한 표시 장치에 있어서는, 소비 전력을 저하시키는 것과 표시 화질을 향상시키는 것이 공통의 과제로 되어 있다. 따라서 종래, 표시 장치에 관하여 이와 같은 과제를 해결하는 것을 목적으로 한 다양한 기술이 고안되어 있다.
예를 들어, 표시 화질을 향상시키기 위한 기술로서 리프레시 레이트를 높이는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 동화상을 표시할 때 리프레시 레이트를 「60㎐(즉, 60fps) 」에서 「120㎐(즉, 120fps)」로 높임으로써, 보다 매끄러운 움직임을 표현할 수 있음과 아울러, 플리커 등의 표시 문제의 발생을 억제할 수 있다.
그러나, 리프레시 레이트가 높아짐에 따라, 그만큼 표시 패널의 주사 횟수가 증가하기 때문에 소비 전력이 증가하게 된다. 이 때문에, 표시 화질의 향상보다도 소비 전력의 저감을 중시하는 경우에는, 반대로 리프레시 레이트를 낮추는 등의 기술이 사용되는 경우가 있다.
예를 들어 하기 특허문헌 1에는, 의사 윤곽이 발생하기 쉬울 때 또는 그것이 두드러지는 영상 표시 시에는, 적극적으로 리프레시 레이트를 고속화하여 화질을 개선하고, 의사 윤곽이 발생하기 어려운 경우 또는 발생하더라도 두드러지지 않는 영상의 경우에는, 적극적으로 리프레시 레이트를 낮춰 저소비 전력화하는 기술이 개시되어 있다.
한편, 액정 표시 장치에 있어서는, 액정의 응답 시간에 대한 기입 시간이 짧으면 그 전압 유지율이 저하되고, 결과적으로 콘트라스트비의 저하를 초래하는 것이 알려져 있다. 특히 최근에는, 표시 패널의 고해상도화가 현저하며, 이에 수반하여 각 주사선에 대한 기입 시간이 짧아지고 있기 때문에, 이러한 문제가 발생하기 쉽다.
따라서, 이러한 문제를 해결하도록 하기 인용 문헌 2에는, 2선 동시 구동법(더블 스캔식)을 사용하여 각 주사선에 대하여 2회의 기입을 행함으로써, 액정의 전압 유지율을 높이는 등의 기술이 개시되어 있다.
일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공개 제2010-145810호 공보(공개일: 2010년 7월 1일）」 일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공개 평10-96893호 공보(공개일: 1998년 4월 14일）」
(종래의 표시 장치에 의한 리프레시 레이트의 변경예)
여기서 도 5를 참조하여, 종래의 표시 장치에 의한 리프레시 레이트의 변경예를 설명한다. 도 5는, 종래의 표시 장치에 의한 리프레시 레이트의 변경예를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는, 프레임 기간의 구성 및 각 프레임 기간에 있어서의 각 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타내는 것이다. 이 중, 도 5의 (a)는 통상 구동 시를 나타낸다. 또한, 도 5의 (b)는 리프레시 레이트의 변경 시(통상 구동 시의 1/2)를 나타낸다. 또한, 도 5의 (c)는 리프레시 레이트의 변경 시(통상 구동 시의 1/3)를 나타낸다.
한편, 도 5의 (a) 내지 (c)에 있어서, Vsync는 프레임 기간마다 발생하는 수직 동기 신호의 펄스 파형을 나타낸다. 또한, Vg(0)은 1행째(선두 행)의 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다. 또한, Vg(m)은 m행째의 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다. 그리고, Vg(M)은 M행째(말미 행)의 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다.
이 도 5에서는, 종래의 표시 장치에 의하여, 복수의 게이트 신호 라인을 주사하지 않는 프레임 기간(이하, 「휴지 기간」이라고 나타냄)을 설정함으로써, 표시 패널의 리프레시 레이트를 변경하는 예를 나타내고 있다.
예를 들어 종래의 표시 장치에서는, 통상 구동 시(즉, 기준의 리프레시 레이트에 의한 표시 패널의 구동 시)에는, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 복수의 게이트 신호 라인을 주사하는 프레임 기간(이하, 「주사 기간」이라고 나타냄)이 복수 연속하여 설정된다. 예를 들어, 통상 구동 시의 리프레시 레이트가 60㎐인 경우에는, 1초 동안 60회의 주사 기간이 연속하여 설정된다.
그리고 종래의 표시 장치는, 리프레시 레이트 변경 시에는, 일부의 프레임 기간을 휴지 기간으로 변경한다. 예를 들어, 리프레시 레이트를 60㎐에서 30㎐로 변경하는 경우에는, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 하나의 주사 기간과 하나의 휴지 기간이 교대로 설정되어 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1로 되도록, 리프레시 레이트 변경 전의 복수의 프레임 기간 중 해당하는 프레임 기간을 주사 기간에서 휴지 기간으로 변경한다. 이에 따라 1초당 주사 횟수가 30으로 되어, 표시 패널의 리프레시 레이트는 60㎐에서 30㎐로 변경되게 된다.
마찬가지로 리프레시 레이트를 60㎐에서 20㎐로 변경하는 경우에는, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이 하나의 주사 기간과 두 휴지 기간이 교대로 설정되어 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2로 되도록, 리프레시 레이트 변경 전의 복수의 프레임 기간 중 해당하는 프레임 기간을 주사 기간에서 휴지 기간으로 변경한다. 이에 따라 1초당 주사 횟수가 20으로 되어, 표시 패널의 리프레시 레이트는 60㎐에서 20㎐로 변경되게 된다.
이와 같이, 휴지 기간을 설정하는 것에 의하여 리프레시 레이트를 변경함으로써 표시 패널의 주사 기간을 단시간화할 수 있기 때문에, 주사 기간의 길이를 조정함으로써 리프레시 레이트를 변경하는 것보다도 소비 전력을 삭감할 수 있다.
여기서 도 5의 (a) 내지 (c)에 나타낸 바와 같이, 리프레시 레이트의 변경 전후에 있어서, 각 게이트 신호 라인의 구동 기간(ON 전압(Hi 레벨 전압)이 인가되어 있는 기간)의 길이는 변화하지 않는다. 이에 비하여, 리프레시 레이트의 변경 전후에 있어서, 각 게이트 신호 라인의 비구동 기간(상기 구동 기간 이외의 기간이며, OFF 전압(Lo 레벨 전압)이 인가되어 있는 기간)의 길이는 변화한다.
예를 들어, 도 5의 (a) 내지 (c)에 나타내는 예에서는, 리프레시 레이트에 관계없이 각 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 수는 「1」이며, 그 펄스 폭도 고정된 채로 되어 있다.
이에 비하여, 예를 들어 리프레시 레이트를 1/2로 변경(예를 들어, 60㎐에서 30㎐로 변경)했을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1로 되도록 하나의 주사 기간과 하나의 휴지 기간이 교대로 설정되기 때문에, 각 게이트 신호 라인의 비구동 기간의 길이는 두 휴지 기간 분량(예를 들어 2/60초)으로 연장된다.
또한, 리프레시 레이트를 1/3로 변경(예를 들어, 60㎐에서 20㎐로 변경)했을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2로 되도록 하나의 주사 기간과 두 휴지 기간이 교대로 설정되기 때문에, 각 게이트 신호 라인의 비구동 기간의 길이는 세 휴지 기간 분량(예를 들어 3/60초)으로 연장된다.
이와 같이, 휴지 기간을 설정함으로써 리프레시 레이트를 변경하는 구성을 채용했을 경우, 종래의 표시 장치에서는, 리프레시 레이트의 변경에 수반하여 각 게이트 신호 라인의 구동 기간의 길이와 비구동 기간의 길이의 듀티 비(이하, 「ON/OFF 비율」이라고 나타냄)가 변동되어 버린다. 특히 최근에는, 화소의 스위칭 소자의 OFF 특성의 향상에 수반하여 휴지 기간을 장시간화하는 것이 가능하게 되어 있기 때문에, 이러한 ON/OFF 비율의 변동이 발생하기 쉽게 되어 있다.
또한, 상기 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 단순히 각 게이트 신호 라인에 대한 주사 시의 기입 횟수를 증가시키기만 하게 되면, 역시 각 게이트 신호 라인의 ON/OFF 비율이 변동되어 버린다.
그리고 이러한 ON/OFF 비율의 변동은, 각 화소를 구성하는 스위칭 소자의 임계값 전압의 변동을 초래해 버린다.
각 화소의 스위칭 소자는, 그 스위칭 소자를 미리 정해진 ON/OFF 비율로 동작시켰을 때, 미리 정해진 ON 전압 및 OFF 전압에서 동작하도록 설계되어 있다. 이 때문에, 상기한 바와 같이 표시 패널의 리프레시 레이트를 크게 변경하거나, 각 게이트 신호 라인에 대한 주사 시의 기입 횟수를 증가시키거나 해 버리면, 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율도 크게 변경되어 버리고, 이에 따라 각 스위칭 소자의 임계값 전압에 어긋남이 발생해 버린다. 그 결과, 각 스위칭 소자가 미리 정해진 ON 전압 및 OFF 전압에서 동작할 수 없게 되어 버린다.
(스위칭 소자의 임계값 전압의 변동)
여기서 도 6 및 도 7을 참조하여, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율의 변동에 의한, 그 임계값 전압이 변동하는 예에 대하여 설명한다. 도 6은, 표시 패널의 화소에 사용되는 스위칭 소자의 특성을 나타내는 도면이다. 도 7은, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율과 임계값 전압 Vth의 안정도를 표시 패널의 화상 해상도별로 나타내는 표이다. 이때의 구동 방법은 휴지 구동을 사용하지 않은 예이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 어떠한 스위칭 소자를 VGA 사이즈(640×480 화소)의 표시 패널에 사용했을 경우, 그 스위칭 소자의 ON/OFF 비율은 「0.17％」로 된다. 이 경우, 도 7에 있어서 상기 임계값 전압 Vth의 안정도가 「◎」로 나타나 있는 바와 같이, 스위칭 소자를 정상적으로 동작시킬 수 있다.
예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 소정의 전압 Vgh를 인가했을 때는 ON 상태에서 안정되고, 소정의 전압 Vgl을 인가했을 경우에는 OFF 상태에서 안정된다. 즉, 이 스위칭 소자는, 그 ON/OFF 비율이 「0.17％」로 되는 표시 패널에 사용했을 경우에, 상기 전압 Vgh 및 상기 전압 Vgl에 의하여 안정되게 동작하는 것임을 알 수 있다.
한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, XGA 사이즈(1024×768 화소), FHD 사이즈(1920×1080 화소), QXGA 사이즈(2048×1536 화소), QFHD 사이즈(3840×2160 화소), 8K4K 사이즈(7680×4320 화소)와 같이 표시 패널의 화상 해상도가 높아짐에 따라, 상기 ON/OFF 비율은 「0.11％」, 「0.08％」, 「0.05％」, 「0.04％」, 「0.02％」와 같이 점차 작아진다.
이 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 ON/OFF 비율이 작아짐에 따라 상기 임계값 전압 Vth가 저전압측으로 시프트되어 간다. 이 시프트량이 크면, 스위칭 소자가 정상적으로 동작할 수 없게 되어 버린다. 예를 들어, 상기 ON/OFF 비율이 「0.08％」 이하로 되면, 도 7에 있어서 임계값 전압 Vth의 안정도가 「△」 또는 「×」로 나타나 있는 바와 같이, 스위칭 소자를 정상적으로 동작시킬 수 없게 된다.
예를 들어, 상기 전압 Vgl을 인가했음에도 불구하고, 스위칭 소자가 ON 상태에서 OFF 상태로 전환되지 않는 등의 문제가 발생하여 버린다.
이러한 ON/OFF 비율의 저하에 의한 스위칭 소자의 동작 문제는, 표시 패널의 화상 해상도가 높아졌을 경우 뿐만 아니라, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 리프레시 레이트의 변경에 의하여 주사 기간과 휴지 기간의 비가 변경되었을 경우에도 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 표시 패널의 리프레시 레이트 변경에 수반하는 스위칭 소자의 동작 문제가 발생하기 어려운 표시 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 구동 장치는, 복수의 화소를
갖는 표시 패널을 구동하는 구동 장치로서, 상기 표시 패널이 갖는 복수의 게이트 신호 라인을 순차 주사하는 주사 기간과, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 순차 주사를 휴지하는 휴지 기간을 각각 설정함으로써 상기 표시 패널의 리프레시 레이트를 변경하는 리프레시 레이트 변경 수단과, 상기 주사 기간과 상기 휴지 기간의 비에 따라, 상기 주사 기간에 있어서 각 게이트 신호 라인을 구동하는 구동 시간을 제어하는 구동량 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 표시 패널의 리프레시 레이트 변경에 따라, 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 적절한 것으로 조정할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제할 수 있다. 따라서, 표시 패널의 리프레시 레이트 변경에 수반하는 스위칭 소자의 동작 문제가 발생하기 어려운 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 따른 표시 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 표시 장치에 의한, 리프레시 레이트의 변경예 및 각 게이트 신호 라인의 구동 기간의 길이의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 2에 따른 표시 장치에 의한, 리프레시 레이트의 변경예 및 각 게이트 신호 라인의 구동 기간의 길이의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 4는 산화물 반도체를 사용한 TFT를 포함하는, 각종 TFT의 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 표시 장치에 의한 리프레시 레이트의 변경예를 나타내는 도면이다.
도 6은 표시 패널의 화소에 사용되는 스위칭 소자의 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 스위칭 소자의 ON/OFF 비율과 임계값 전압의 안정도를 표시 패널의 해상도별로 나타내는 표이다.
(실시 형태 1)
본 발명에 따른 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 우선, 본 발명에 따른 실시 형태 1에 대하여 설명한다.
(표시 장치의 구성)
먼저 도 1을 참조하여, 실시 형태 1에 따른 표시 장치(1)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 1은, 실시 형태 1에 따른 표시 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 표시 장치(1)는 표시 패널(2), 디스플레이 구동 회로(10) 및 전원 생성 회로(28)를 구비하고 있다. 이 중, 디스플레이 구동 회로(10)는 타이밍 컨트롤러(12), 주사선 구동 회로(14), 신호선 구동 회로(16) 및 공통 전극 구동 회로(18)를 구비하고 있다.
이 표시 장치(1)는 전자 서적 단말기, 스마트폰, 휴대 전화, PDA, 랩탑형 퍼스널 컴퓨터, 휴대게임기, 차량용 내비게이션 장치 등에 있어서, 각종 정보를 표시하기 위한 표시 장치로서 탑재되는 것이다. 본 실시 형태에서는, 표시 장치(1)로서 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 채용하고 있다. 따라서, 본 실시 형태의 표시 패널(2)은 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널이며, 상술한 기타 구성 요소는 이러한 액정 표시 패널을 구동하도록 구성되어 있다.
(표시 패널)
표시 패널(2)은 복수의 화소, 복수의 게이트 신호 라인 G 및 복수의 소스 신호 라인 S를 구비하고 있다.
복수의 화소는, 복수의 화소 열 및 복수의 화소 행을 포함하는, 소위 격자형으로 배치되어 있다.
복수의 게이트 신호 라인 G는, 화소 열 방향(화소 열을 따른 방향)으로 병설되어 있다. 복수의 게이트 신호 라인 G의 각각은, 복수의 화소 행 중 대응하는 화소 행의 각각의 화소에 대하여 전기적으로 접속되어 있다.
복수의 소스 신호 라인 S는, 화소 행 방향(화소 행을 따른 방향)으로 병설되어 있으며, 모두 복수의 게이트 신호 라인 G의 각각과 직교하고 있다. 복수의 소스 신호 라인 S의 각각은, 복수의 화소 열 중 대응하는 화소 열의 각각의 화소에 대하여 전기적으로 접속되어 있다.
도 1에 도시하는 예에서는, 표시 패널(2)에는 N열×M행으로 배치된 복수의 화소가 형성되어 있는 것에 따라, N개의 소스 신호 라인 S 및 M개의 게이트 신호 라인 G가 형성되어 있다.
(주사선 구동 회로)
주사선 구동 회로(14)는 복수의 게이트 신호 라인 G를 순차 선택하여 주사한다. 구체적으로는, 주사선 구동 회로(14)는 복수의 게이트 신호 라인 G를 순차 선택하고, 선택한 게이트 신호 라인 G에 대하여 당해 게이트 신호 라인 G 상의 각 화소에 구비된 스위칭 소자(TFT)를 ON으로 전환하기 위한 ON 전압을 공급한다.
(신호선 구동 회로)
신호선 구동 회로(16)는 게이트 신호 라인 G가 선택되고 있는 동안, 그 게이트 신호 라인 G 상의 각 화소에 대하여, 대응하는 소스 신호 라인 S로부터 화상 데이터에 따른 소스 신호를 공급한다. 구체적으로 설명하면, 신호선 구동 회로(16)는 입력된 영상 신호에 기초하여, 선택된 게이트 신호 라인 G 상의 각 화소에 출력해야 하는 전압의 값을 산출하고, 그 값의 전압을 소스 출력 증폭기(도시를 생략함)로부터 각 소스 신호 라인 S를 향하여 출력한다. 그 결과, 선택된 게이트 신호 라인 G 상의 각 화소에 대하여 소스 신호가 공급되고, 이 소스 신호가 기입되게 된다.
(공통 전극 구동 회로)
공통 전극 구동 회로(18)는 복수의 화소의 각각에 설치되어 있는 공통 전극에 대하여, 당해 공통 전극을 구동하기 위한 소정의 공통 전압을 공급한다.
(타이밍 컨트롤러)
타이밍 컨트롤러(12)에는, 외부(도 1에 도시하는 예에서는, 시스템측 컨트롤부(30)라고 하고 있지만, 이에 제한되지 않음)로부터 영상 신호 및 제어 신호가 입력된다. 여기서 말하는 영상 신호란, 클럭 신호, 동기 신호, 화상 데이터 신호를 포함하고 있다. 또한, 제어 신호에는 리프레시 레이트의 변경 지시가 포함되는 경우가 있다. 그리고, 타이밍 컨트롤러(12)는 이 영상 신호 및 제어 신호에 따라, 도 1에 있어서 실선 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 각 구동 회로가 동기하여 동작하기 위한 각종 제어 신호를 각 구동 회로에 대하여 출력한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(12)는 주사선 구동 회로(14)에 대하여 게이트 스타트 펄스 신호, 게이트 클럭 신호 GCK 및 게이트 출력 제어 신호 GOE를 공급한다. 주사선 구동 회로(14)는 게이트 스타트 펄스 신호를 수취하면, 복수의 게이트 신호 라인 G의 주사를 개시한다. 그리고, 주사선 구동 회로(14)는 게이트 클럭 신호 GCK 및 게이트 출력 제어 신호 GOE에 따라, 각 게이트 신호 라인 G에 대하여 순차 ON 전압을 공급해 간다.
또한, 타이밍 컨트롤러(12)는 신호선 구동 회로(16)에 대하여 소스 스타트 펄스 신호, 소스 래치 스트로브 신호 및 소스 클럭 신호를 출력한다. 신호선 구동 회로(16)는 소스 스타트 펄스 신호에 기초하여, 입력된 각 화소의 화상 데이터를 소스 클럭 신호에 따라 레지스터에 축적하고, 다음 소스 래치 스트로브 신호에 따라 각 소스 신호 라인 S에 대하여 화상 데이터에 따른 소스 신호를 공급한다.
(전원 생성 회로)
전원 생성 회로(28)는, 외부(도 1에 도시하는 예에서는, 시스템측 컨트롤부(30)라고 하고 있지만, 이에 제한되지 않음)로부터 공급된 입력 전원으로부터 주사선 구동 회로(14), 신호선 구동 회로(16) 및 공통 전극 구동 회로(18)가 필요로 하는 전압의 각각을 생성한다. 그리고, 도 1에 있어서 점선 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 전원 생성 회로(28)는 주사선 구동 회로(14), 신호선 구동 회로(16) 및 공통 전극 구동 회로(18)의 각각에 대하여 생성한 전압을 공급한다.
(표시 장치(1)의 추가 기능)
여기서, 표시 장치(1)가 구비하는 추가 기능에 대하여 설명한다. 표시 장치(1)는 리프레시 레이트 변경부(15) 및 구동량 제어부(20)를 더 구비하고 있다. 도 1에 도시하는 예에서는, 리프레시 레이트 변경부(15) 및 구동량 제어부(20)는 타이밍 컨트롤러(12)에 구비되어 있지만, 이에 한정되지 않고 타이밍 컨트롤러(12) 이외의 회로 등에 구비되어 있어도 된다.
(리프레시 레이트 변경부(15))
리프레시 레이트 변경부(15)는 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 변경한다. 리프레시 레이트란, 표시 패널(2)의 표시를 재기입하는 빈도를 나타내는 것이다. 예를 들어, 리프레시 레이트가 「60㎐」인 경우에는 1초 동안에 60회 표시 패널(2)의 표시를 재기입하고(즉, 1초 동안에 60프레임을 표시함), 리프레시 레이트가 「30㎐」인 경우에는 1초 동안에 30회 표시 패널(2)의 표시를 재기입한다는(즉, 1초 간에(30) 프레임을 표시함) 것이다.
일반적으로 표시 패널에 있어서는, 리프레시 레이트가 높아질수록 표시 화질이 좋아지는 한편, 재기입의 빈도가 높아지기 때문에 소비 전력이 높아진다. 따라서, 예를 들어 동화상을 표시하는 경우나 고화질 모드가 선택되었을 경우 등, 표시 화질을 우선하는 경우에는 리프레시 레이트가 높게 설정되고, 정지 화상을 표시하는 경우나 저소비 전력 모드가 선택되었을 경우 등, 저소비 전력을 우선하는 경우에는 리프레시 레이트가 낮게 설정되는 경우가 있다.
본 실시 형태에서는, 표시 장치(1)는 리프레시 레이트의 변경 지시를 외부 장치(예를 들어 시스템 컨트롤부(30))로부터 수취한다. 이에 따라, 리프레시 레이트 변경부(15)가 리프레시 레이트를 변경한다.
표시 패널(2)의 리프레시 레이트가 변경되면, 표시 장치(1)의 각 부는 타이밍 컨트롤러(12)로부터의 각종 제어 신호에 따라, 변경 후의 리프레시 레이트로 표시 패널(2)이 표시 동작을 행하도록 표시 패널(2)을 구동하게 된다.
(구동량 제어부(20))
구동량 제어부(20)는, 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 결정 짓는, 주사 기간과 휴지 기간의 비에 따라, 각 게이트 신호 라인 G에 공급하는 전하량을 제어한다.
구체적으로는, 구동량 제어부(20)는 복수의 게이트 신호 라인 G의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율(구동 기간의 길이와 비구동 기간의 길이의 듀티 비)이 일정하게 유지되도록, 각 게이트 신호 라인 G에 공급하는 전하량을 제어한다. 특히, 본 실시 형태의 구동량 제어부(20)는 각 당해 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이를 제어함으로써, 각 게이트 신호 라인 G에 공급하는 전하량을 제어한다.
여기서 말하는 게이트 신호 라인 G의 구동 기간이란, 그 게이트 신호 라인 G에 ON 전압(Hi 레벨 전압)이 인가되어 있는 기간을 의미한다. 한편, 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간이란, 상기 구동 기간 이외의 기간이며, 즉, 그 게이트 신호 라인 G에 OFF 전압(Lo 레벨 전압)이 인가되어 있는 기간을 의미한다.
(리프레시 레이트의 변경예 및 구동 기간의 길이의 제어예)
이하, 도 2를 참조하여 실시 형태 1에 따른 표시 장치(1)에 의한, 리프레시 레이트의 변경예 및 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이의 제어예를 설명한다. 도 2는, 실시 형태 1에 따른 표시 장치(1)에 의한, 리프레시 레이트의 변경예 및 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는, 프레임 기간의 구성 및 각 프레임 기간에 있어서의 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타내는 것이다. 이 중, 도 2의 (a)는 통상 구동 시를 나타낸다. 또한, 도 2의 (b)는 리프레시 레이트의 변경 시(통상 구동 시의 1/2)를 나타낸다. 또한, 도 2의 (c)는 리프레시 레이트의 변경 시(통상 구동 시의 1/3)를 나타낸다. 이하, 통상 구동 시의 리프레시 레이트가 60㎐인 것으로 가정하여 설명한다.
한편, 도 2의 (a) 내지 (c)에 있어서, Vsync는 프레임 기간마다 발생하는 수직 동기 신호의 펄스 파형을 나타낸다. 또한, Vg(0)은 1행째(선두 행)의 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다. 또한, Vg(m)은 m행째의 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다. 그리고, Vg(M)은 M행째(말미 행)의 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 파형을 나타낸다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시)
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 통상 구동 시(즉, 리프레시 레이트가 60㎐인 경우)의 경우, 휴지 기간이 설정되지 않고, 복수의 주사 기간이 연속하여 설정된다. 각 주사 기간에 있어서, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 수는 「1」이다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는, 「1」 펄스 분량이며, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「1」 프레임 기간 분량(즉, 1/60초)이다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은 「1:1」이다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시의 1/2)
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리프레시 레이트가 통상 구동 시의 1/2(즉, 30㎐)로 변경되었을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1로 되도록 하나의 주사 기간과 하나의 휴지 기간이 교대로 설정된다.
이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「2」 프레임 기간 분량(즉, 2/60초)으로 연장된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 수는, 구동량 제어부(20)의 제어에 의하여 「2」로 증가된다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는, 「2」 펄스 분량으로 변경된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은, 리프레시 레이트의 변경 전과 마찬가지로 「1:1」로 유지된다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시의 1/3)
도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 리프레시 레이트가 통상 구동 시의 1/3(즉, 20㎐)로 변경되었을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2로 되도록 하나의 주사 기간과 두 휴지 기간이 교대로 설정된다.
이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「3」 프레임 기간 분량(즉, 3/60초)으로 연장된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 수는, 구동량 제어부(20)의 제어에 의하여 「3」으로 증가된다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는, 「3」 펄스 분량으로 변경된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은, 리프레시 레이트의 변경 전과 마찬가지로 「1:1」로 유지된다.
요컨대 표시 장치(1)는, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:0인 경우(60㎐의 경우)에는 상기 펄스 수를 「1」로 하고, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1인 경우(30㎐의 경우)에는 상기 펄스 수를 「2」로 하며, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2인 경우(20㎐의 경우)에는 상기 펄스 수를 「3」으로 한다. 표시 장치(1)는, 이와 같이 상기 비에 따라 적용하는 상기 펄스 수를, 미리 상기 비와 대응 지어 메모리 등에 저장해 두어도 되고, 상기 비가 변경될 때마다 산출해도 된다.
(효과)
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)(리프레시 레이트 변경부(15))는, 각 게이트 신호 라인 G의 주사를 휴지하는 휴지 기간을 설정함으로써, 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 낮추는 구성을 채용하고 있다.
이와 같이, 리프레시 레이트가 변경되면 주사 기간과 휴지 기간의 비가 변경되는데, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 이 변경에 따라 각 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 수를 변경함으로써, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
특히 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 발생시키는 상기 펄스 수를 변경함으로써 상기 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 간단한 구성에 의하여 비용을 억제하면서 상기 ON/OFF 비율을 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.
(실시 형태 2)
이어서, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 실시 형태 2에 대하여 설명한다. 실시 형태 1에서는, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 수를 제어함으로써, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이를 제어하는 것으로 하였다. 이 실시 형태 2에서는, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 폭을 제어함으로써, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이를 제어하는 예를 설명한다. 또한 이하에서는, 실시 형태 2에 따른 표시 장치(1)에 관하여, 실시 형태 1에 따른 표시 장치(1)와의 차이에 대해서만 설명한다. 그 외의 점에 대해서는, 실시 형태 1의 표시 장치(1)와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 또한, 실시 형태 1(도 2)의 설명과 마찬가지로 이하, 통상 구동 시의 리프레시 레이트가 60㎐인 것으로 하여 설명한다.
(리프레시 레이트의 변경예 및 구동 기간의 길이의 제어예)
도 3은, 실시 형태 2에 따른 표시 장치(1)에 의한, 리프레시 레이트의 변경예 및 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이의 제어예를 나타내는 도면이다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시)
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 통상 구동 시(즉, 리프레시 레이트가 60㎐인 경우)의 경우, 휴지 기간이 설정되지 않고 복수의 주사 기간이 연속하여 설정된다. 각 주사 기간에 있어서, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 폭은 「1」 펄스 분량이다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는 「1」 펄스 분량이며, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「1」 프레임 기간 분량(즉, 1/60초)이다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은 「1:1」이다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시의 1/2)
도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리프레시 레이트가 통상 구동 시의 1/2(즉, 30㎐)로 변경되었을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1로 되도록 하나의 주사 기간과 하나의 휴지 기간이 교대로 설정된다.
이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「2」 프레임 기간 분량(즉, 2/60초)으로 연장된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 폭은, 구동량 제어부(20)의 제어에 의하여 「2」 펄스 분량으로 증가된다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는, 「2」 펄스 분량으로 변경된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은, 리프레시 레이트의 변경 전과 마찬가지로 「1:1」로 유지된다.
(리프레시 레이트: 통상 구동 시의 1/3)
도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 리프레시 레이트가 통상 구동 시의 1/3(즉, 20㎐)로 변경되었을 경우, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2로 되도록 하나의 주사 기간과 두 휴지 기간이 교대로 설정된다.
이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 비구동 기간의 길이는, 「3」 프레임 기간 분량(즉, 3/60초)으로 연장된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 폭은, 구동량 제어부(20)의 제어에 의하여 「3」 펄스 분량으로 증가된다. 즉, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이는, 「3」 펄스 분량으로 변경된다. 이에 따라, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율은, 리프레시 레이트의 변경 전과 마찬가지로 「1:1」로 유지된다.
요컨대 표시 장치(1)는, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:0인 경우(60㎐의 경우)에는 상기 펄스 폭을 「1」 펄스 분량으로 하고, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:1인 경우(30㎐의 경우)에는 상기 펄스 폭을 「2」 펄스 분량으로 하며, 주사 기간과 휴지 기간의 비가 1:2인 경우(20㎐의 경우)에는 상기 펄스 폭을 「3」 펄스 분량으로 한다. 표시 장치(1)는, 이와 같이 상기 비에 따라 적용하는 상기 펄스 폭을, 미리 상기 비와 대응 지어 메모리 등에 저장해 두어도 되고, 상기 비가 변경될 때마다 산출해도 된다.
(효과)
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)(리프레시 레이트 변경부(15))는, 각 게이트 신호 라인 G의 주사를 휴지하는 휴지 기간을 설정함으로써 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 낮추는 구성을 채용하고 있다.
이와 같이, 리프레시 레이트가 변경되면 주사 기간과 휴지 기간의 비가 변경되는데, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 이 변경에 따라 각 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 폭을 변경함으로써, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
특히, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 발생시키는 상기 펄스 폭을 변경함으로써 상기 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 간단한 구성에 의하여 비용을 억제하면서, 또한 세밀하게 상기 ON/OFF 비율을 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.
(표시 패널(2)의 화소)
이어서, 상기 각 실시 형태에 따른 표시 장치(1)가 구비하는 표시 패널(2)의 화소에 대하여 설명한다.
상기 각 실시 형태의 표시 장치(1)에 있어서는, 표시 패널(2)이 구비하는 복수의 화소의 각각의 TFT로서 소위 산화물 반도체를 사용한 TFT를 채용하고 있으며, 특히 상기 산화물 반도체로서 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 아연(Zn)을 포함하여 구성되는 산화물인, 소위 IGZO(InGaZnOx)가 사용되고 있는 TFT를 채용하고 있다. 이하, 산화물 반도체를 사용한 TFT의 우위성을 설명한다.
(TFT 특성)
도 4는, 산화물 반도체를 사용한 TFT를 포함하는 각종 TFT의 특성을 나타내는 도면이다. 이 도 4에서는, 산화물 반도체를 사용한 TFT, a-Si(amorphous silicon)를 사용한 TFT 및 LTPS(Low Temperature Poly Silicon)를 사용한 TFT의 각각의 특성을 나타낸다.
도 4에 있어서, 횡축(Vg)은 상기 각 TFT에 있어서 게이트에 공급되는 ON 전압의 전압값을 나타내고, 종축(Id)은 상기 각 TFT에 있어서의 소스-드레인 간의 전류량을 나타낸다.
특히, 도면 중에 있어서 「TFT-on」으로 나타나 있는 기간은, ON 전압의 전압값에 따른 트랜지스터의 ON 상태를 나타내고, 도면 중에 있어서 「TFT-off」로 나타나 있는 기간은, OFF 전압의 전압값에 따른 트랜지스터의 OFF 상태를 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이 산화물 반도체를 사용한 TFT는, a-Si를 사용한 TFT보다도 ON 상태일 때의 전자 이동도가 높다.
도시는 생략하지만 구체적으로는, a-Si를 사용한 TFT는, 그 TFT-on 시의 Id 전류가 1㎂인 것에 비하여, 산화물 반도체를 사용한 TFT는, 그 TFT-on 시의 Id 전류가 20 내지 50㎂ 정도이다.
이 점에서 산화물 반도체를 사용한 TFT는, a-Si를 사용한 TFT보다도 ON 상태의 시의 전자 이동도가 20 내지 50배 정도 높아, ON 특성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 산화물 반도체를 사용한 TFT는, OFF 상태일 때의 누설 전류가, a-Si를 사용한 TFT보다도 적다.
도시는 생략하지만 구체적으로는, a-Si를 사용한 TFT는, 그 TFT-off 시의 Id 전류가 10㎀인 것에 비하여, 산화물 반도체를 사용한 TFT는, 그 TFT-off 시의 Id 전류가 0.1pA 정도이다.
이 점에서 산화물 반도체를 사용한 TFT는, OFF 상태일 때의 누설 전류가, a-Si를 사용한 TFT의 1/100 정도이므로, 누설 전류가 거의 발생하지 않아, OFF 특성이 매우 우수한 것임을 알 수 있다.
상기 각 실시 형태의 표시 장치(1)는, 이러한 산화물 반도체(특히, IGZO)를 사용한 TFT를 각 화소에 채용하고 있다.
이에 따라 상기 각 실시 형태의 표시 장치(1)는, 각 화소의 TFT의 ON 특성이 우수한 것으로 되기 때문에, 보다 소형의 TFT로 화소를 구동할 수 있으므로, 각 화소에 있어서 TFT가 차지하는 면적의 비율을 작게 할 수 있다. 즉, 각 화소에 있어서의 개구율을 높여, 백라이트 광의 투과율을 높일 수 있다. 그 결과, 소비 전력이 적은 백라이트를 채용하거나, 백라이트의 휘도를 억제하거나 할 수 있으므로, 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
또한 상기 각 실시 형태의 표시 장치(1)는, 각 화소의 TFT의 ON 특성이 우수한 것으로 되기 때문에, 각 화소에 대한 소스 신호의 기입 시간을 보다 단시간화할 수도 있으므로, 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 용이하게 높일 수 있다.
또한 상기 각 실시 형태의 표시 장치(1)는, 각 화소의 TFT의 OFF 특성이 우수한 것으로 되기 때문에, 표시 패널의 복수의 화소의 각각의 소스 신호가 기입되어 있는 상태를 장기간 유지할 수 있으므로, 높은 표시 화질을 유지하면서 표시 패널(2)의 리프레시 레이트를 용이하게 낮출 수 있는 것이다.
(변형예)
이하, 실시 형태의 변형예를 설명한다.
(변형예 1)
실시 형태에서는, 표시 장치(1)는 외부 장치로부터의 지시에 따라, 리프레시 레이트를 변경하는 것으로 하였다. 이에 한정되지 않고, 예를 들어 표시 장치(1)는, 표시해야 하는 영상 데이터의 내용에 기초하여 리프레시 레이트를 스스로 변경하는 것도 가능하다.
이 경우, 예를 들어 표시 장치(1)는 영상 데이터를 프레임 메모리에 저장해 두고, 이 프레임 메모리에 저장되어 있는 영상 데이터에 기초하여 리프레시 레이트를 변경해도 된다. 또한, 표시 장치(1)는 리프레시 레이트의 변경 조건을 미리 메모리 등에 저장해 두고, 이 변경 조건에 기초하여 리프레시 레이트를 변경해도 된다. 또한, 리프레시 레이트의 변경 조건은 다양해도 된다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 공지 기술에 의하여 영상 데이터의 움직임량을 산출하여, 이 움직임량이 적은 경우에는 리프레시 레이트를 낮추고, 이 움직임량이 많은 경우에는, 리프레시 레이트를 높이도록 해도 된다.
또한, 프레임별로 화소값의 총합을 체크섬(checksum)값으로서 산출하고, 이 체크섬값을 이전의 프레임의 체크섬값과 비교함으로써, 리프레시 레이트를 변경하도록 해도 된다. 예를 들어, 체크섬값의 차가 상한 임계값 이상인 경우에는 리프레시 레이트를 높이도록 해도 되고, 체크섬값의 차가 하한 임계값 이하인 경우에는 리프레시 레이트를 낮추도록 해도 된다.
(변형예 2)
실시 형태에서는, 표시 장치(1)는 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간의 길이(즉, 구동 펄스의 펄스 수 또는 펄스 폭)를 제어함으로써, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것으로 하였다. 이에 한정되지 않고, 표시 장치(1)는 각 화소의 구동 전압(ON 전압 및 OFF 전압 중 적어도 어느 한쪽)을 제어함으로써, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것과 마찬가지 효과를 발휘할 수 있다.
스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지한다는 것은, 즉, 스위칭 소자가 ON 상태일 때 화소에 공급되는 제1 전하량과, 스위칭 소자가 OFF 상태일 때 화소에 공급되는 제2 전하량의 비를 일정하게 유지한다는 것이다. 여기서, 상기 제1 전하량을 S1이라고 하고, 상기 제2 전하량을 S2라고 하면, S1 및 S2는 이하 식 (1) 및 (2)에 의하여 구해진다.
S1=Vgon×Ton … (1)
S2=Vgoff×Toff … (2)
상기 식 (1)에 있어서, Ton은 1회의 기입 시의 구동 기간(ON 전압이 인가되어 있는 기간)의 길이를 나타낸다. 또한, Vgon은 상기 구동 기간에 있어서 화소에 인가되는 전압값을 나타낸다.
상기 식 (2)에 있어서, Toff는 1회의 기입 시의 비구동 기간(OFF 전압이 인가되어 있는 기간)의 길이를 나타낸다. 또한, Vgoff는 상기 비구동 기간에 있어서 화소에 인가되는 전압값의 절대값을 나타낸다.
스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지한다는 것은, S2/S1을 일정하게 유지한다는 것이라고 생각된다. 따라서, 예를 들어 비구동 기간(즉, 상기 Toff)이 연장됨으로써 상기 S2가 증가했을 경우에는, 이에 따라 상기 S1을 증가시킴으로써 상기 S2/S1을 일정하게 유지할 수 있다.
이 경우, 구동 기간(즉, 상기 Ton)을 연장함으로써 상기 S1을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전압값 Vgon을 증가시키는 것에 의해서도 상기 S1을 증가시킬 수 있다.
또한, 비구동 기간(즉, 상기 Toff)이 연장됨으로써 상기 S2가 증가했다고 하더라도, 이에 따라 상기 전압값 Vgoff를 감소시킴으로써 상기 증가분을 상쇄하여, 상기 S2/S1을 일정하게 유지할 수도 있다.
어떠한 경우에도 표시 장치(1)는 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것과 마찬가지 효과를 발휘할 수 있고, 따라서 신뢰성 문제의 하나로 되는, 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 변형예 2의 표시 장치(1)(구동량 제어부(20))는, 화소가 구동되는 기간인 구동 기간에 화소에 공급하는 제1 전하량(S1)과, 상기 구동 구간 이외의 비구동 기간에 화소에 공급하는 제2 전하량(S2)의 비가, 리프레시 레이트의 변경 전후에 일정하게 유지되도록 복수의 화소의 각각에 인가하는 ON 전압값(Vgon)을 제어함으로써, 제1 전하량(S1)을 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 변형예 2의 표시 장치(1)는 각 화소의 ON 전압값을 제어함으로써, 각 화소에 있어서의 제1 전하량(S1)과 제2 전하량(S2)의 비를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 변경하지 않고, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것과 마찬가지 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 변형예 2의 표시 장치(1)(구동량 제어부(20))는, 화소가 구동되는 기간인 구동 기간에 화소에 공급하는 제1 전하량(S1)과, 상기 구동 구간 이외의 비구동 기간에 화소에 공급하는 제2 전하량(S2)의 비가, 리프레시 레이트의 변경 전후에 일정하게 유지되도록 복수의 화소의 각각에 인가하는 OFF 전압값(Vgoff)을 제어함으로써, 제2 전하량(S2)을 제어할 수도 있다.
이에 따라 본 변형예 2의 표시 장치(1)는, 각 화소의 OFF 전압값을 제어하는 것에 의해서도 각 화소에 있어서의 제1 전하량(S1)과 제2 전하량(S2)의 비를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 변경하지 않고, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것과 마찬가지 효과를 발휘할 수 있다.
(보충 설명)
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도, 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들어, 실시 형태에 나타낸 리프레시 레이트 등의 각종 설정값은, 단순한 예시에 불과하다. 따라서, 이들 설정값은 표시 장치의 특성이나 사용 목적 등에 따라, 당연히 적절한 값으로 변경될 수 있는 것이다.
또한, 실시 형태 1에서 설명한 펄스 폭의 변경, 실시 형태 2에서 설명한 펄스 수의 변경, 변형예 2에서 설명한 상기 전압값 Vgon의 변경, 변형예 2에서 설명한 상기 전압값 Vgoff의 변경 중, 임의의 복수의 방법을 조합함으로써 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하도록 해도 된다.
예를 들어, 실시 형태 1에서 설명한 펄스 폭의 변경과, 실시 형태 2에서 설명한 펄스 수의 변경의 양쪽을 조합함으로써, 각 게이트 신호 라인 G의 ON/OFF 비율을, 리프레시 레이트의 변경 전후에 일정하게 유지하는 것도 가능하다. 예를 들어, 게이트 신호 라인의 구동 기간이 펄스 폭 「1」 및 펄스 수 「1」에 의하여 규정되어 있을 때, 그 구동 기간을 3배로 변경하는 경우, 펄스 수를 「1」로 한 채, 펄스 폭을 「3」으로 변경해도 되고, 펄스 폭을 「1」로 한 채, 펄스 수를 「3」으로 변경해도 되며, 펄스 폭을 「1.5」로 변경함과 아울러, 펄스 수를 「2」로 변경해도 된다.
또한, 예를 들어 상기 구동 기간을 1.5배로 변경하는 경우, 펄스 수를 「1」로 한 채, 펄스 폭을 「1.5」로 변경해도 되고, 펄스 폭을 「0.75」로 변경함과 아울러, 펄스 수를 「2」로 변경해도 된다.
또한 실시 형태에서는, 산화물 반도체(특히, IGZO)를 사용한 TFT를 각 화소에 채용하고 있는 표시 장치에 본 발명을 적용하는 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, a-Si를 사용한 TFT나 LTPS를 사용한 TFT 등의, 다른 TFT를 각 화소에 채용하고 있는 표시 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
각 실시 형태에서는 리프레시 레이트를 낮추는 예를 설명했지만, 물론 실시 형태의 표시 장치(1)는, 단위 시간당 주사 기간 수를 증가시킴으로써 리프레시 레이트를 높일 수도 있다. 이 경우, 표시 장치(1)는, 리프레시 레이트를 낮추는 경우와는 반대로, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 펄스의 펄스 수를 저감시키거나 펄스 폭을 좁혀 가거나 하는 것에 의하여, 각 게이트 신호 라인 G의 구동 기간을 저감시킴으로써, 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(1)는 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제할 수 있다.
(정리)
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 구동 장치는, 복수의 화소를 갖는 표시 패널을 구동하는 구동 장치로서, 상기 표시 패널이 갖는 복수의 게이트 신호 라인을 순차 주사하는 주사 기간과, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 순차 주사를 휴지하는 휴지 기간을 각각 설정함으로써, 상기 표시 패널의 리프레시 레이트를 변경하는 리프레시 레이트 변경 수단과, 상기 주사 기간과 상기 휴지 기간의 비에 따라, 상기 주사 기간에 있어서 각 게이트 신호 라인을 구동하는 구동 시간을 제어하는 구동량 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구동 장치에 의하면, 표시 패널의 리프레시 레이트를 변경했을 경우에도, 상기 주사 기간과 상기 휴지 기간의 비에 따라, 상기 주사 기간에 있어서의 각 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어함으로써, 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 적절한 것으로 조정할 수 있다. 이에 따라, 이 구동 장치에 의하면, 신뢰성 문제의 하나로 되는 스위칭 소자의 임계값 전압의 시프트를 억제할 수 있다.
또한 상기 구동 장치에 있어서, 상기 구동량 제어 수단은, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간과, 당해 게이트 신호 라인의 상기 구동 시간 이외의 비구동 시간의 비가, 리프레시 레이트의 변경 전후에 일정하게 유지되도록 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 구동 시간과 상기 비구동 시간의 비를 일정하게 유지한다는 것은, 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 일정하게 유지하는 것과 마찬가지 효과를 발휘할 수 있다는 것이다. 따라서 이 구성에 의하면, 보다 확실하게 각 스위칭 소자의 ON/OFF 임계값의 시프트를 억제할 수 있다. 또한, 상기 구동 시간과 상기 비구동 시간의 비가 완전히 일정하게 유지되지 않더라도, 적어도 상기 ON/OFF 임계값의 어긋남을 허용 범위 내에 넣는 제어이면, 이 제어는 여기서 규정하는 「일정하게 유지되도록 제어한다」의 범주에 포함된다.
또한 상기 구동 장치에 있어서, 상기 구동량 제어 수단은, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 폭을 제어함으로써 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 비교적 간단한 구성에 의하여 상기 전하량을 제어할 수 있기 때문에, 비용을 억제하면서 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 적절한 것으로 조정할 수 있다. 또한, 상기 전하량을 단계 없이 제어할 수 있기 때문에, 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 세밀하게 조정할 수 있다.
또한 상기 구동 장치에 있어서, 상기 구동량 제어 수단은, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 수를 제어함으로써 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 비교적 간단한 구성에 의하여 상기 전하량을 제어할 수 있기 때문에, 비용을 억제하면서 각 스위칭 소자의 ON/OFF 비율을 적절한 것으로 조정할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 복수의 화소를 갖는 표시 패널과, 상기 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 표시 장치에 의하면, 상기 구동 장치와 마찬가지 효과를 발휘하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
상기 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 화소의 각각이 갖는 스위칭 소자의 반도체층에는, 산화물 반도체가 사용되고 있는 것이 바람직하다. 특히, 상기 표시 장치에 있어서, 상기 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 아연(Zn)을 포함하여 구성되는 산화물인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 각 화소의 ON 특성 및 OFF 특성이 매우 우수한 것으로 되어, 리프레시 레이트의 대폭적인 증감이 용이하게 가능해지기 때문에, 리프레시 레이트의 변경에 수반하는, ON/OFF 임계값의 어긋남이 발생하기 쉽고, 따라서 이 어긋남을 해소할 필요성이 높아진다. 이 때문에, 이러한 표시 장치에 있어서 본 실시 형태의 표시 장치를 적용함으로써, 보다 유용한 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 의한 구동 장치 및 표시 장치는, 복수의 게이트 신호 라인을 순차 주사함으로써, 매트릭스형으로 배치된 복수의 화소의 각각의 스위칭 소자를 화소 행 단위로 구동하는, 소위 매트릭스형 각종 표시 장치에 있어서 이용 가능하다.
1: 표시 장치
2: 표시 패널
10: 디스플레이 구동 회로(구동 장치)
12: 타이밍 컨트롤러
14: 주사선 구동 회로
15: 리프레시 레이트 변경부(리프레시 레이트 변경 수단)
16: 신호선 구동 회로
18: 공통 전극 구동 회로
20: 구동량 제어부(구동량 제어 수단)
28: 전원 생성 회로
30: 시스템측 컨트롤부

Claims (7)

  1. 복수의 화소를 갖는 표시 패널을 구동하는 구동 장치로서,
    상기 표시 패널이 갖는 복수의 게이트 신호 라인을 순차 주사하는 주사 기간과, 상기 복수의 게이트 신호 라인의 순차 주사를 휴지하는 휴지 기간을 각각 설정함으로써, 상기 표시 패널의 리프레시 레이트를 변경하는 리프레시 레이트 변경 수단과,
    상기 주사 기간과 상기 휴지 기간의 비에 따라, 상기 주사 기간에 있어서 각 게이트 신호 라인을 구동하는 구동 시간을 제어하는 구동량 제어 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동량 제어 수단은,
    상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간과, 당해 게이트 신호 라인의 상기 구동 시간 이외의 비구동 시간의 비가, 리프레시 레이트의 변경 전후에 일정하게 유지되도록 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는
    것을 특징으로 하는 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동량 제어 수단은,
    상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 폭을 제어함으로써 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는
    것을 특징으로 하는 구동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동량 제어 수단은,
    상기 복수의 게이트 신호 라인의 각각에 대하여, 당해 게이트 신호 라인의 구동 펄스의 펄스 수를 제어함으로써 당해 게이트 신호 라인의 구동 시간을 제어하는
    것을 특징으로 하는 구동 장치.
  5. 복수의 화소를 갖는 표시 패널과,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각이 갖는 스위칭 소자의 반도체층에는, 산화물 반도체가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 아연(Zn)을 포함하여 구성되는 산화물인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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