WO2006098007A1 - 電流駆動型発光表示装置 - Google Patents

電流駆動型発光表示装置 Download PDF

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Yoshiho Seo
Kenji Awamoto
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    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays

Definitions

  • the present invention relates to a display device in which a current drive type light emitting element is arranged in each cell.
  • each cell is provided with an element (light-emitting element LED) that emits light when a current flows, such as a light-emitting diode or organic electroluminescence (EL), for example. It emits light when a predetermined current is applied, thereby displaying an image.
  • an element light-emitting element LED
  • EL organic electroluminescence
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional current-driven light-emitting display device and its drive waveform.
  • a light emitting element LED such as a light emitting diode and a resistance element are provided in each cell at the intersection of Y electrode YO—Y2 and address electrode AO—A3. Color images can be displayed using RGB light emitting diodes.
  • the line drive is called passive drive.
  • the Y electrode is driven sequentially to the L level in synchronization with the scan cycle Ts, and the address electrode AO—A3 is selectively driven to the H level in synchronization with the drive.
  • the address electrode is driven to the H level, current flows through the light-emitting diode LED in each cell, causing light emission. Therefore, by driving the address electrodes in accordance with the image data, only desired cells can emit light.
  • each cell emits light only during the drive period Td within the scan period Ts during which the Y electrode is scanned within one frame period, so the emission duty ratio per line is small and sufficient. It is difficult to ensure a sufficient brightness.
  • a display device that uses an organic EL in each cell and is actively driven has also been proposed.
  • a thin film transistor (TFT) and an organic EL element are connected in series in each cell, and each horizontal line is connected during the writing period.
  • the gate capacitance of the thin film transistor is charged or discharged to write the desired gate voltage, and in the subsequent display period, the thin film transistor force also causes the organic EL element to emit light by flowing a current according to the gate voltage. Therefore, since the organic EL element emits light during periods other than the writing period, the light emission duty ratio is increased, enabling high luminance display.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-99000
  • an object of the present invention is to provide a current-driven light emitting display device that can be actively driven with a simple cell structure.
  • a plurality of scan electrodes, a plurality of address electrodes crossing the scan electrodes, a drive electrode, each scan electrode, and an address In a display device having a plurality of cells arranged at intersections of electrodes, a light emitting element and a capacitive element provided between the cell force driving electrode and a scanning electrode, and the light emitting element and capacitive element A switching element for selection provided between the connection node of the element and the address electrode. Then, the capacitive element is selectively discharged or charged through the address electrode and the selection switch element in the address period, and the drive electrode is driven in the display period following the address period, and the light emitting element is used to drive the capacitive element. The capacitive element is charged or discharged, and the light emitting element emits light due to the current required for charging or discharging during the display period.
  • a selection switch element for a selected cell in an address period The capacitive element is discharged (or charged) via, and the state is used to charge (or discharge) the capacitive element via the light emitting element during the subsequent display period. Therefore, active driving can be performed with a simple cell structure, and a current-driven light-emitting display device with high luminance can be provided.
  • the drive electrode in the display period, is driven so that the voltage between the drive electrode and the scan electrode is gradually increased. Is called.
  • driving is performed so that the voltage of the driving electrode gradually changes.
  • the luminance value is further controlled by the amount of charge or discharge charge of the capacitive element in the display period.
  • the selection element is a unidirectional element that conducts when biased in a forward direction, such as a diode.
  • the selection element is switch means whose conduction is controlled by an address selection line provided in parallel with the address electrode, for example, a transistor.
  • the selection element emits light while conducting when biased in a forward direction such as a light emitting diode or an organic EL element. It is a light emitting element.
  • a unidirectional light-emitting element As a selection element, the unidirectional light-emitting element emits light by the current that discharges or charges the capacitive element during the address period, and the display luminance can be increased.
  • a plurality of scan electrodes, a plurality of address electrodes crossing the scan electrodes, a drive electrode, each scan electrode, and an address In a display device having a plurality of cells arranged at intersections of electrodes, the cell includes a light emitting element and a capacitive element connected in series between the drive electrode and the scan electrode, and the light emitting element. And a selection diode element provided between the connection node of the element and the capacitive element and the address electrode.
  • the capacitive element is selectively discharged or charged through the address electrode and the selection diode element in the address period, and the capacitive element is connected through the drive electrode and the light emitting element in the display period following the address period.
  • the device is charged or discharged.
  • a current-driven light-emitting display device that can be actively driven with a simple cell structure can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional current-driven light-emitting display device and its drive waveform.
  • FIG. 2 is a diagram showing a structure and driving waveforms of the display device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a detailed driving operation in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining drive voltage conditions in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a structure and drive waveforms of a display device in a second embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a display device according to a third embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the structure and drive waveforms of the display device in the first embodiment.
  • This display device has a plurality of scanning electrodes YO—Y2 extending in the horizontal direction, a plurality of address electrodes AO—A3 intersecting the scanning electrodes and extending in the vertical direction, and a common driving electrode X.
  • the cell placed at the intersection of the electrode YO—Y2 and the address electrode AO—A3 consists of a light emitting diode, which is an organic EL element, a capacitive element Cp connected in series with the LED, It is composed of a diode D1 which is a selection switch element provided between the connection node and the address electrode.
  • the drive electrodes X are arranged in parallel facing each scanning electrode, and are common at the right end. It is in the shape of a comb tooth connected to. Alternatively, the drive electrode X may be formed in a lattice shape, as long as it can be driven in common.
  • the light emitting element LED is connected to the drive electrode X side, and the capacitive element Cp is connected between it and the scan electrode YO-Y2.
  • a diode D1 is connected between the connection node between the light emitting element LED and the capacitive element Cp and the address electrode AO-A3.
  • each subframe period SF1, SF2 is composed of an address period ADD and a display period DIS.
  • the capacitive elements of all cells are charged.
  • the drive electrode X is maintained at the ground
  • the scan electrodes YO-Y2 are sequentially driven to the H level
  • the address electrodes An are selectively driven in synchronization with the scan drive of the scan electrodes.
  • the address electrode corresponding to the selected cell is lowered by a predetermined starting voltage force, the selection diode D1 becomes conductive, and the capacitive element Cp is discharged through the selection diode D1.
  • the address electrode corresponding to the non-selected cell is not reduced by a predetermined starting voltage force, the selection diode D1 remains non-conductive, and the capacitive element Cp is not discharged.
  • address period ADD information on lighting or non-lighting of each cell is written.
  • a voltage gradually increasing is applied to the drive electrode X arranged in common in all cells.
  • a gradually increasing voltage is applied.
  • the capacitive element CP of the selected cell is discharged, so that the connection node force level between the light emitting element LED and the capacitive element Cp is reached. Therefore, the light emitting element LED becomes conductive, and the capacitive element CP is charged through the light emitting element LED.
  • the light emitting element LED emits light by this charging current.
  • the connection node is at the H level, and thus the light emitting element LED does not conduct and does not emit light.
  • the luminance gradation value of the cell can be controlled by a combination of multiple subframe periods. For example, if there are four identical sub-frame periods within one frame period, four gradation luminance values can be displayed. Also, by controlling the amount of charge that contributes to light emission during the display period in each subframe period, it is possible to display luminance values with different weights for each subframe period. By making the weighting ratio of luminance values 4: 2: 1 and binary values, 8 gradation luminance values can be displayed in 4 subframes.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed driving operation in the first embodiment.
  • Figure 3 shows one cell CEL, and the connection node between the light-emitting element LED and the capacitive element Cp is the M node.
  • the drive waveform shows the address electrode drive voltage Vad, the drive electrode X drive voltage Vx, the scan electrode Y drive voltage Vy, and the M node voltage Vm.
  • the node voltage Vm is shown together with the scan voltage Vy.
  • the node voltage Vm is indicated by a broken line (lit cell) and a dashed line (dark cell), and the scanning voltage Vy is indicated by a solid line.
  • each subframe period SF1, SF2 has an address period ADD and a display period DIS.
  • the capacitive element Cp is in the charged state, and the voltage Vm at the M node is at the charge level Vs! /.
  • This charge level Vs is the same as the drive voltage level Vs of the drive electrode described later.
  • the address electrode is set to the start voltage Vax, and the voltage Vx of the drive electrode X is set to the ground level GND.
  • a driving pulse of voltage Vsc is sequentially applied to the scanning electrode Y.
  • the voltage Vad of the address electrode is lowered by the voltage Va from the start voltage Vax for the selected cells and maintained at the start voltage Vax for the non-selected cells.
  • the node voltage Vm first rises from the charge level Vs by the voltage Vsc by the coupling operation due to the rise of the scan electrode voltage Vy.
  • the address electrode voltage Vad is maintained at the start voltage Vax, and the diode D1 remains reverse-biased and does not conduct.
  • the capacitive element Cp does not discharge and the node voltage Vm does not decrease (see the alternate long and short dash line). This completes the write operation to the capacitive element.
  • the scan electrode voltage Vy drops to the ground level
  • the node voltage Vm of both the selected and unselected cells decreases due to coupling.
  • the low and high levels of the node voltage Vm are maintained, the node Vm of the selected cell is at the ground level, and the node Vm of the unselected cell is at the Vs level.
  • the address period ADD all the scan electrodes Y are sequentially driven, and writing is performed to the capacitive elements of the cells in each line.
  • the common drive electrodes X are driven simultaneously in the next display period DIS.
  • the drive waveform of drive electrode X gradually rises from ground level GND to drive voltage level Vs.
  • the voltage Vy of all scan electrodes Y is maintained at the ground level.
  • the selected cell since the node voltage Vm is at the ground level, the light emitting element LED becomes forward biased and becomes conductive, and the capacitive element Cp is charged from the drive electrode X through the light emitting element LED.
  • the charging operation to the capacitive element continues, and the node voltage Vm rises following the rise of the drive electrode voltage Vx.
  • the light emitting element of the selected cell continues to emit light by the charging current during the display period DIS.
  • the node voltage Vm remains at the charge level Vs, and even if the drive electrode voltage Vx increases, the light emitting element LED does not become forward biased and remains non-conductive. It is. Therefore, the level of the node voltage Vm is maintained at the charge level Vs.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the conditions of the drive voltage in the first embodiment.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of a cell with 2 rows and 2 columns and a table showing voltage values of each electrode.
  • the circuit configuration diagram also shows the voltage at each electrode during the address period.
  • the table also shows the voltage values of the selected cell, half-selected cell, and non-selected cell after the display period and during the address period.
  • the scan electrode YO is driven and the address electrode AO is driven to the L level.
  • the address electrode Al remains at the H level.
  • cell CEL11 is the selected cell
  • cell CEL21 is the half-selected cell
  • cell CEL12 is the non-selected cell.
  • the scan electrode voltage Vy is driven to the voltage Vsc, and the M node is discharged until the forward bias of the diode Dl 1 disappears.
  • the node voltage Vm becomes the ground level in response to the decrease of the scan electrode voltage Vy from the voltage Vsc to the ground level.
  • the diode D1 needs to be reverse-biased, so the following condition is necessary from Va> Vm.
  • the diode D1 needs to be reverse-biased, so the following conditions are required from Va> Vm.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of the first embodiment. It differs from the previous example in that the polarity is reversed. In other words, in the cell structure, the directions of the light emitting element LED and the diode D1 are reversed.
  • the light emitting element LED is connected to the drive electrode X side and the capacitive element Cp is connected to the scan electrode Y side as in the previous example.
  • the drive pulse of the scan electrode Y becomes a negative voltage, and the voltage of the address electrode An is raised from the ground level to a predetermined level.
  • the voltage of the drive electrode X gradually decreases from the ground level to a negative voltage.
  • FIG. 6 is a diagram showing the structure and drive waveforms of the display device according to the second embodiment.
  • This display device is different from the first embodiment in that the selection diode in the cell is a light emitting element LED.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the drive waveforms are the same as in the first embodiment, and the operation and operating conditions are almost the same.
  • the capacitive element Cp of the selected cell lighted cell
  • the discharge current flows through the selection diode and emits light there. That is, the lighted cell emits light during both the address period and the display period. Therefore, A higher luminance value can be obtained.
  • the light emission operation during the display period is the same as in the first embodiment.
  • the light emitting element LED can be composed of a light emitting diode or an organic EL element.
  • a reverse polarity configuration can also be used.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a display device according to the third embodiment.
  • the selection switch element SL in the cell is composed of a thin film transistor TFT, and accordingly, selection electrodes AOs and Als are provided in parallel to the address electrodes AO and Al.
  • the address electrodes AO and Al are driven to make the thin film transistor TFT conductive.
  • the address electrodes AO and Al are driven to a predetermined level. As a result, the capacitive element CP of the selected cell is discharged and the level of the M node is lowered.
  • the selection electrodes AOs and A Is are not driven and all the thin film transistors TFT are turned off.
  • the voltage at the drive electrode X gradually increases, the capacitive element Cp is charged in the selected cell, the M node rises, and the light emitting element LED emits light.

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Abstract

 複数の走査電極と,走査電極に交差する複数のアドレス電極と,駆動電極と,各走査電極とアドレス電極の交差位置に配置される複数のセルとを有する表示装置において,各セルが,駆動電極と走査電極との間に設けられた発光素子及び容量性素子と,当該発光素子と容量性素子の接続ノードとアドレス電極との間に設けられた選択用スイッチ素子とを有する。そして,アドレス期間にアドレス電極及び選択用スイッチ素子を介して前記容量性素子が選択的に放電または充電され,アドレス期間に続く表示期間に駆動電極が駆動され発光素子を介して容量性素子が充電または放電され,当該表示期間の充電または放電に要する電流により発光素子が発光する。このように,アドレス期間で選択セルに対して選択用スイッチ素子を介して容量性素子を放電(または充電)し,それに続く表示期間で発光素子を介して容量性素子を充電(または放電)する。したがって,簡単なセル構造で,アクティブ駆動を行うことができ,高い輝度の電流駆動型発光表示装置を提供できる。

Description

電流駆動型発光表示装置
技術分野
[0001] 本発明は,各セルに電流駆動型発光素子を配置した表示装置に関する。
背景技術
[0002] 電流駆動型発光表示装置は,たとえば発光ダイオードや有機エレクト口ルミネッセ ンス (EL)など電流を流すことにより発光する素子 (発光素子 LED)を各セルに設け, それらのセルを順次選択し所定の電流を流すことで発光させ,それにより画像表示を 行う。
[0003] 図 1は,従来の電流駆動型発光表示装置とその駆動波形の一例を示す図である。
この例は, Y電極 YO— Y2とアドレス電極 AO— A3の交差位置にある各セルに,発光 ダイオードなどの発光素子 LEDと抵抗素子と設けて 、る。 RGBの発光ダイオードを 利用することでカラー画像を表示することができる。この例は,パッシブ駆動と呼ばれ るライン順次で駆動するものである。
[0004] 図 1の駆動波形に示されるとおり, Y電極をスキャン周期 Tsに同期して Lレベルに順 次駆動し,その駆動に同期してアドレス電極 AO— A3を選択的に Hレベルに駆動す る。アドレス電極が Hレベルに駆動されると,各セル内の発光ダイオード LEDに電流 が流れて発光が生じる。したがって,アドレス電極を画像データに応じて駆動すること で,所望のセルのみを発光させることができる。
[0005] このパッシブ駆動方法では,各セルは, 1フレーム期間内で Y電極が走査されてい るスキャン期間 Ts内の駆動期間 Tdのみで発光するので,ライン当たりの発光デュー ティ比が小さく,十分な輝度を確保することが困難である。
[0006] また,図 1の発光素子として,発光ダイオードの代わりに有機 ELを利用することもで きる力 同様に最大輝度が不十分であるという課題がある。
[0007] 各セルに有機 ELを利用し,アクティブ駆動する表示装置も提案されている。例えば ,特許文献 1に記載されるとおりである。この表示装置は,各セル内に,薄膜トランジ スタ (TFT)と有機 EL素子を直列に接続し,書き込み期間において,各水平ラインを 駆動しながら薄膜トランジスタのゲート容量を充電または放電して所望のゲート電圧 を書き込み,それに続く表示期間において,薄膜トランジスタ力も有機 EL素子にゲ ート電圧に応じた電流を流して発光させる。したがって,書き込み期間以外の期間に おいて,有機 EL素子が発光するので,発光デューティ比が高くなり高い輝度表示を 可能にする。
特許文献 1:特開 2003 - 99000号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 前述したとおり,図 1に記載された従来の発光ダイオードを利用した表示装置では
, ノッシブ駆動であるので,十分な輝度を確保することができない。
[0009] また,特許文献 1, 2に記載された表示装置はアクティブ駆動ではあるが,セル内に 発光素子に加えて駆動用のトランジスタ,書き込み時の選択トランジスタ,リセット用 のトランジスタなど多くの素子が必要であり,セル構造が複雑になるという課題がある
[0010] そこで,本発明の目的は,簡単なセル構造でアクティブ駆動可能な電流駆動型発 光表示装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 上記の目的を達成するために,本発明の第 1の側面によれば,複数の走査電極と, 前記走査電極に交差する複数のアドレス電極と,駆動電極と,各走査電極とアドレス 電極の交差位置に配置される複数のセルとを有する表示装置にぉ 、て,前記セル 力 駆動電極と走査電極との間に設けられた発光素子及び容量性素子と,当該発光 素子及び容量性素子の接続ノードとアドレス電極との間に設けられた選択用スィッチ 素子とを有する。そして,アドレス期間にアドレス電極及び選択用スィッチ素子を介し て前記容量性素子が選択的に放電または充電され,前記アドレス期間に続く表示期 間に前記駆動電極が駆動され前記発光素子を介して前記容量性素子が充電または 放電され,当該表示期間の充電または放電に要する電流により前記発光素子が発 光する。
[0012] 上記の第 1の側面によれば,アドレス期間で選択セルに対して選択用スィッチ素子 を介して容量性素子を放電 (または充電)し,その状態を利用して,それに続く表示 期間で発光素子を介して容量性素子を充電 (または放電)する。したがって,簡単な セル構造で,アクティブ駆動を行うことができ,高い輝度の電流駆動型発光表示装置 を提供することができる。
[0013] 上記の第 1の側面において,好ましい実施例によれば,前記表示期間において, 前記駆動電極の駆動が,当該駆動電極と走査電極との間の電圧を徐々に上昇させ るように行われる。具体例では,駆動電極の電圧が徐々に変化するよう駆動される。 これにより,容量性素子を充電または放電する電流が発光素子を介して連続的に流 れて発光輝度をより高くすることができる。また,この好ましい実施例で,さらに,前記 表示期間における容量性素子の充電または放電電荷量により輝度値が制御される。
[0014] さらに,上記の第 1の側面において,好ましい実施例によれば,前記選択素子は, ダイオードなどの順方向にバイアスされた時に導通する一方向性素子である。または ,前記選択素子は,アドレス電極と並列に設けられたアドレス選択線により導通制御 されるスィッチ手段であり,例えばトランジスタである。
[0015] また,上記の第 1の側面において,好ましい実施例によれば,前記選択素子は,発 光ダイオードや有機 EL素子などの順方向にバイアスされた時に導通しながら発光す る一方向性発光素子である。このような一方向性発光素子を選択素子として利用す ることで,アドレス期間において容量性素子を放電または充電する電流により,一方 向性発光素子が発光し,表示輝度と高くすることができる。
[0016] 上記の目的を達成するために,本発明の第 2の側面によれば,複数の走査電極と, 前記走査電極に交差する複数のアドレス電極と,駆動電極と,各走査電極とアドレス 電極の交差位置に配置される複数のセルとを有する表示装置にぉ 、て,前記セル が,前記駆動電極と走査電極との間に直列に接続された発光素子及び容量性素子 と,当該発光素子と容量性素子の接続ノードとアドレス電極との間に設けられた選択 用ダイオード素子とを有する。そして,アドレス期間にアドレス電極及び選択用ダイォ ード素子を介して前記容量性素子が選択的に放電または充電され,前記アドレス期 間に続く表示期間に前記駆動電極及び発光素子を介して前記容量性素子が充電ま たは放電される。 発明の効果
[0017] 簡単なセル構造でアクティブ駆動可能な電流駆動型発光表示装置を提供できる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]従来の電流駆動型発光表示装置とその駆動波形の一例を示す図である。
[図 2]第 1の実施の形態における表示装置の構造と駆動波形を示す図である。
[図 3]第 1の実施の形態における詳細な駆動動作を説明する図である。
[図 4]第 1の実施の形態における駆動電圧の条件を説明する図である。
[図 5]第 1の実施の形態の変形例を示す図である。
[図 6]第 2の実施の形態における表示装置の構造と駆動波形を示す図である。
[図 7]第 3の実施の形態の表示装置の構成図である。
符号の説明
[0019] AO— A3 :アドレス電極 YO— Y2 :走査電極
X:駆動電極 LED:発光素子
Cp:容量性素子 D1:選択用スィッチ素子
ADD:アドレス期間 DIS:表示期間
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下,図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し,本発明の 技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事 項とその均等物まで及ぶものである。
[0021] 図 2は,第 1の実施の形態における表示装置の構造と駆動波形を示す図である。こ の表示装置は,水平方向に延びる複数の走査電極 YO— Y2と,走査電極と交差し垂 直方向に延びる複数のアドレス電極 AO— A3と,共通の駆動電極 Xとを有し,走查電 極 YO— Y2とアドレス電極 AO— A3との交差位置に配置されるセルは,発光ダイォー ドゃ有機 EL素子力 なる発光素子 LEDと,それに直列に接続された容量性素子 Cp と,それらの接続ノードとアドレス電極との間に設けられた選択用スィッチ素子である ダイオード D1とで構成される。
[0022] 図 2の例では,駆動電極 Xが各走査電極に対向して並列に配列され,右端で共通 に接続された櫛歯形状になっている。あるいは,駆動電極 Xは格子状に形成されて いてもよく,共通に駆動可能な形状であればよい。そして,駆動電極 X側に発光素子 LEDが接続され,それと走査電極 YO— Y2との間に容量性素子 Cpが接続されてい る。また,発光素子 LEDと容量性素子 Cpとの接続ノードとアドレス電極 AO— A3との 間にダイオード D1が接続されている。
[0023] 図 2に示した駆動波形に基づいて,本実施の形態の表示装置の駆動方法を説明 する。まず,各サブフレーム期間 SF1, SF2は,アドレス期間 ADDと表示期間 DISと で構成される。サブフレーム期間が始まる時点では,全てのセルの容量性素子じ が 充電されている。そして,アドレス期間 ADDでは,駆動電極 Xがグランドに維持され, 走査電極 YO— Y2が順次 Hレベルに駆動され,その走査電極の走査駆動に同期し てアドレス電極 Anが選択的に駆動される。選択セルに対応するアドレス電極は所定 の開始電圧力 引き下げられ,選択用ダイオード D1が導通し,容量性素子 Cpが選 択用ダイオード D1を介して放電される。非選択セルに対応するアドレス電極は所定 の開始電圧力 引き下げられずに,選択用ダイオード D1が非導通のままとなり,容 量性素子 Cpは放電されない。以上のアドレス期間 ADDにより,各セルへの点灯また は非点灯の情報が書き込まれる。
[0024] 次に表示期間 DISでは,全セルに共通に配置された駆動電極 Xに徐々に変化する ,この例では徐々に上昇する電圧が印加される。このとき,選択セルの容量性素子 C Pは放電されて 、るので,発光素子 LEDと容量性素子 Cpとの接続ノード力 レベル になっている。よって発光素子 LEDが導通し,発光素子 LEDを介して容量性素子 C Pが充電される。この充電電流により発光素子 LEDが発光する。一方,非選択セルの 容量性素子 Cpは放電されていないので,接続ノードは Hレベルになっており,よって 発光素子 LEDは導通せず発光もしな ヽ。
[0025] 表示期間 DISが終了した時点で,全ての容量性素子 Cpは充電状態にリセットされ る。したがって,次のサブフレーム期間では,全ての容量性素子が充電している状態 から,上記と同じアドレス期間と表示期間の駆動が行われる。
[0026] 上記のサブフレーム期間 SF1, SF2を繰り返しながら,各サブフレーム期間のアド レス期間で点灯すべきセルを選択し,それに続く表示期間で発光駆動することで,セ ルを選択的に発光させることができる。したがって,サブフレーム期間毎に点灯セル を制御することで,複数のサブフレーム期間の組合せによりセルの輝度階調値を制 御することができる。たとえば, 1つのフレーム期間内に 4つの同じサブフレーム期間 があれば, 4階調の輝度値を表示することができる。また,各サブフレーム期間で表 示期間の発光に寄与する電荷量を制御することで,サブフレーム期間毎に重みの異 なる輝度値を表示することができる。輝度値の重み付け比を 4: 2: 1とバイナリー値の 関係にすることで, 4サブフレームで 8階調の輝度値を表示することができる。
[0027] 図 3は,第 1の実施の形態における詳細な駆動動作を説明する図である。図 3には , 1つのセル CELが示され,発光素子 LEDと容量性素子 Cpとの接続ノードが Mノー ドとなっている。そして,駆動波形には,アドレス電極の駆動電圧 Vadと,駆動電極 X の駆動電圧 Vxと,走査電極 Yの駆動電圧 Vyと, Mノードの電圧 Vmとが示される。便 宜上,ノード電圧 Vmは走査電圧 Vyと共に示される。ノード電圧 Vmは,破線 (点灯 セル)と一点鎖線 (消灯セル)とで示され,走査電圧 Vyは実線で示されて ヽる。
[0028] 図 3でも各サブフレーム期間 SF1, SF2がアドレス期間 ADDと表示期間 DISとを有 する。アドレス期間 ADDの開始時は,容量性素子 Cpは充電状態にあり, Mノードの 電圧 Vmは充電レベル Vsになって!/、る。この充電レベル Vsは後述する駆動電極の 駆動電圧レベル Vsと同じである。また,アドレス電極は開始電圧 Vaxにされ,駆動電 極 Xの電圧 Vxはグランドレベル GNDになっている。アドレス期間 ADDでは,走查電 極 Yに電圧 Vscの駆動パルスが順次印加される。そして,この走査駆動のタイミング に同期して,アドレス電極の電圧 Vadは,選択セルに対し開始電圧 Vaxから電圧 Va だけ引き下げられ,非選択セルに対し開始電圧 Vaxに維持される。
[0029] このアドレス期間 ADDの動作により,まず,ノード電圧 Vmは,走査電極電圧 Vyの 立ち上がりによるカップリング動作により充電レベル Vsから電圧 Vscだけ上昇する。 そして,選択セル(点灯セル)では,アドレス電極電圧 Vadが Vax-Vaに低下し,ダイ オード D1が順バイアスとなり導通し,容量性素子 Cpが放電する。容量性素子じ の 放電により,ノード電圧 Vmは Y電極の電圧レベルまで低下する (破線参照)。つまり, Vm=Vscとなる。一方,非選択セル(消灯セル)では,アドレス電極電圧 Vadが開始 電圧 Vaxに維持されて,ダイオード D1は逆バイアスのままで導通しない。したがって ,容量性素子 Cpは放電せず,ノード電圧 Vmは低下しない(一点鎖線参照)。これに より,容量性素子への書き込み動作が完了する。走査電極電圧 Vyがグランドレベル に下がると,選択、非選択セルのいずれのノード電圧 Vmもカップリングにより低下す る。ただし,ノード電圧 Vmの低レベル,高レベル状態は維持され,選択セルのノード Vmはグランドレベルに,非選択セルのノード Vmは Vsレベルになる。
[0030] アドレス期間 ADDでは,全ての走査電極 Yが順に駆動され,各ラインのセルの容 量性素子に書き込みが行われる。このアドレス期間が終了すると,次の表示期間 DIS で共通駆動電極 Xが一斉に駆動される。この駆動電極 Xの駆動波形は,図 3に示さ れるとおり,グランドレベル GNDから駆動電圧レベル Vsまで徐々に上昇する。このと き,全ての走査電極 Yの電圧 Vyはグランドレベルに維持されている。選択セル(点灯 セル)では,ノード電圧 Vmがグランドレベルにあるので,発光素子 LEDが順バイアス となり導通し,駆動電極 Xから発光素子 LEDを介して容量性素子 Cpが充電される。 つまり,容量性素子への充電動作が継続し,駆動電極電圧 Vxの上昇に追従してノ ード電圧 Vmも上昇する。その結果,選択セル (点灯セル)の発光素子は,表示期間 DISの充電電流により発光を継続する。
[0031] 一方,非選択セル(消灯セル)では,ノード電圧 Vmが充電レベル Vsのままであり, 駆動電極電圧 Vxが上昇しても,発光素子 LEDは順バイアスとならず,非導通のまま である。したがって,ノード電圧 Vmのレベルは充電レベル Vsのままに維持される。
[0032] 選択セル(点灯セル)の容量性素子 Cpは,グランドレベルカゝら駆動電圧レベル Vs まで充電されるので,その充電による電荷量 Qは,容量性素子 Cpの容量値を Cとす ると, Q = CVsとなり,この電荷量 Qが表示期間での輝度値に対応する。したがって, 駆動電極 Xの駆動電圧レベル Vsを選択することで,サブフレーム期間での輝度値を 帘 U御することができる。
[0033] 図 4は,第 1の実施の形態における駆動電圧の条件を説明する図である。図 4には , 2行 2列のセルの回路構成図と各電極の電圧値を示す表とが示されている。回路構 成図にはアドレス期間での各電極の電圧も示されている。また,表には,表示期間後 と,アドレス期間での選択セル,半選択セル,非選択セルの各電極の電圧値が示さ れている。今仮に,走査電極 YOが駆動され,アドレス電極 AOが Lレベルに駆動され ,アドレス電極 Alが Hレベルのままであるとする。この場合,セル CEL11が選択セル ,セル CEL21が半選択セル,セル CEL 12が非選択セルとする。
[0034] 本実施の形態において,つまり,アドレス駆動時において走査電極電圧 Vyが電圧 Vscまで駆動され,ダイオード Dl 1の順方向バイアスがなくなるまで Mノードが放電さ れるので,放電終了時点で Vm=Vax - Vaとなる。さらに,放電終了時点で容量性素 子 Cpの電荷をゼロにするためには,放電終了時点で Mノードの電圧 Vmは走查電 極電圧 Vyの電圧 Vscと等しくする必要がある(Vm= Vsc)。したがって,アドレス駆 動時には,アドレス電極電圧と走査電極電圧とを以下のとおり等しくする必要がある。 Vsc=Vax-Va (1)
この条件によって,走査電極電圧 Vyの電圧 Vscからグランドレベルへの低下に応 答してノード電圧 Vmがグランドレベルになる。
[0035] 次に,半選択セル CEL21では,ダイオード D1が逆バイアスになる必要があるので , Va>Vmから,次の条件が必要になる。
Vax-Va>Vs (2)
同様に,非選択セル CEL12でも,ダイオード D1が逆バイアスになる必要があるの で, Va>Vmから,次の条件が必要になる。
Vax>Vs+Vsc (3)
上記の(1) , (2)から,次の条件が必要になり,
Vsc >Vs (4)
また,上記の(3) , (5)から,次の条件が必要になる。
Vax> 2Vs (5)
要すれば,上記(1) (4) (5)から,走査電極 Yの駆動レベル Vscは,駆動電極 の 駆動レベル Vsより高くし,アドレス電極の電圧 Vadの開始電圧 Vaxは走査電極 Yの 駆動レベル Vscの 2倍よりも高くし,そして,式(1)の Vsc = Vax— Vaであればよい。こ の条件が満されれば,選択セル CEL11で Mノードが放電され,非選択セル CEL12 と半選択セル CEL21で Mノードが放電されない。そして,各サブフレーム期間で輝 度値を制御する場合は,駆動電極 Xの駆動レベル Vsを走査電極の駆動レベル Vsc 未満の範囲で選択することが必要になる。 [0036] 図 5は,第 1の実施の形態の変形例を示す図である。前述の例とは極性が逆になつ ている点で異なる。つまり,セル構造でいえば,発光素子 LEDとダイオード D1の向き が逆になつている。駆動電極 X側に発光素子 LEDが接続され,走査電極 Y側に容量 性素子 Cpが接続されているのは前述の例と同じである。
[0037] 駆動波形では,アドレス期間 ADDにおいて,走査電極 Yの駆動パルスが負電圧に なり,アドレス電極 Anの電圧はグランドレベルから所定のレベルに引き上げられる。 また,表示期間 DISにおいて,駆動電極 Xの電圧がグランドレベルから負電圧に徐 々に減少する。
[0038] 動作を簡単に説明すると,アドレス期間 ADDの開始時において,容量性素子 Cp は放電状態になり, Mノードは負の放電レベルになっている。そこで,選択セル (点 灯セル)で,走査電極 Yに負のパルスが印加され,アドレス電極 Anに正のパルスが 印加されると,ダイオード D1が導通し,容量性素子 Cpが充電されて Mノードのレべ ルが上昇する。非選択セル(消灯セル)では,アドレス電極に正のパルスが印加され ないので,容量性素子 Cpの充電は行われない。
[0039] 続いて,表示期間 DISにおいて,駆動電極 Xの電圧が引き下げられると,選択セル では発光素子 LEDが導通し,容量性素子 Cpが発光素子 LEDを介して放電する。こ の放電は, Mノードのレベルが駆動電極 Xのレベルの引き下げ変化に追従して行わ れる。これにより, Mノードのレベルも負に引き下げられる。そして,表示期間の駆動 が終了すると,選択セルの Mノードは負の放電レベルにリセットされる。
[0040] 以上のとおり,図 5の逆極性の例は,容量性素子 Cpの放電と充電が逆になつてい るが,前述の表示装置と実質的に同じ動作である。
[0041] 図 6は,第 2の実施の形態における表示装置の構造と駆動波形を示す図である。こ の表示装置は,セル内の選択用ダイオードが発光素子 LEDになっているところが, 第 1の実施の形態と異なる。それ以外の構成は,第 1の実施の形態と同じである。そ して,駆動波形は第 1の実施の形態と同じであり,動作及び動作条件もほぼ同じであ る。第 2の実施の形態によれば,アドレス期間において,選択セル (点灯セル)の容量 性素子 Cpが放電されるとき,放電電流が選択用ダイオードに流れ,そこでも発光す る。つまり,点灯セルでは,アドレス期間と表示期間の両方で発光する。したがって, より高い輝度値にすることができる。表示期間での発光動作は,第 1の実施の形態と 同じである。
[0042] この発光素子 LEDは,発光ダイオードや有機 EL素子で構成することができる。ま た,図 5の変形例と同様に,逆極性の構成にすることもできる。
[0043] 図 7は,第 3の実施の形態の表示装置の構成図である。この実施の形態では,セル 内の選択用スィッチ素子 SLが薄膜トランジスタ TFTで構成され,それに伴って,アド レス電極 AO, Alに並列に選択電極 AOs, Alsが設けられている。そして,アドレス期 間において,走査電極 YO, Y1が駆動されるタイミングで,選択セルに対応する選択 電極 AOs, Alsが駆動されて薄膜トランジスタ TFTを導通させる。それと共に,ァドレ ス電極 AO, Alも所定のレベルに駆動される。それにより,選択セルの容量性素子 C Pが放電され Mノードのレベルが低下する。表示期間においては,選択電極 AOs, A Isが駆動されずに全ての薄膜トランジスタ TFTが非導通となる。そして,駆動電極 X の電圧が徐々に上昇する伴い,選択セルでは容量性素子 Cpが充電され Mノードが 上昇し,発光素子 LEDが発光する。
[0044] 以上のとおり,実施の形態によれば,簡単なセル構造でアクティブ駆動可能な電流 駆動型発光表示装置を提供できる。
産業上の利用可能性
[0045] 本発明によれば,簡単なセル構造でアクティブ駆動可能な電流駆動型発光表示装 置を提供できる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の走査電極と,前記走査電極に交差する複数のアドレス電極と,駆動電極と, 各走査電極とアドレス電極の交差位置に配置される複数のセルとを有し,
前記セルが,駆動電極と走査電極との間に設けられた発光素子及び容量性素子と ,当該発光素子と容量性素子の接続ノードとアドレス電極との間に設けられた選択用 スィッチ素子とを有し,
アドレス電極及び選択用スィッチ素子を介して前記容量性素子が選択的に放電ま たは充電されるアドレス期間と、前記駆動電極が駆動され前記発光素子を介して前 記容量性素子が充電または放電され,この充電または放電に要する電流により前記 発光素子が発光する表示期間とを有する表示装置。
[2] 請求項 1において,前記表示期間にて,前記駆動電極の駆動が,当該駆動電極と 走査電極との間の電位差を徐々に大きくするように行われる表示装置。
[3] 請求項 1において,前記表示期間における容量性素子の充電または放電電荷量 により,表示輝度値が制御される表示装置。
[4] 請求項 1において,前記選択素子は,順方向にバイアスされた時に導通する一方 向性素子である表示装置。
[5] 請求項 1において、前記発光素子は、順方向にバイアスされた時に導通しながら発 光する一方向性発光素子である表示装置。
[6] 請求項 1において,前記選択素子は,前記アドレス電極と並列に設けられたァドレ ス選択線により導通制御されるスィッチ手段である表示装置。
[7] 請求項 1において,前記選択素子は,順方向にバイアスされた時に導通しながら発 光する一方向性素子である表示装置。
[8] 請求項 4において,前記一方向素子の j噴バイアス方向が前記接続ノードカもァドレ ス電極に向力う方向にある場合は,前記アドレス期間で容量性素子が選択的に放電 され,前記表示期間で当該放電されたセルにお!、て前記容量性素子が充電される 表示装置。
[9] 請求項 4において,前記一方向素子の順バイアス方向が前記アドレス電極力 接 続ノードに向力う方向にある場合は,前記アドレス期間で容量性素子が選択的に充 電され,前記表示期間で当該充電されたセルにおいて前記容量性素子が放電され る表示装置。
請求項 1において,前記表示期間において,前記駆動電極と走査電極との間の電 位差が徐々に大きくなるように前記駆動電極が駆動され,当該駆動電圧の終了値を 可変制御して表示期間での輝度値が制御される表示装置。
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