CN1816836B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

提供一种显示装置及其驱动方法。在有源矩阵型显示装置中，减轻像素部中的电压降引起的亮度分布的产生，得到均匀的显示。该显示装置具有设置在像素部外围的多个电流供给路径，其特征在于：利用从上述多个电路供给路径之中选择的任一个电流供给路径，向上述像素部供给电流，此外，通过随时间切换上述被选择的电流供给路径，在时间上使电压分布平均化。

Description

显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及利用配置成矩阵状的多个像素进行图像的显示的显示装置及其驱动方法。

背景技术

以液晶显示器(LCD)、电致发光(EL)显示器等为首的显示装置，近年来正在实现大画面化、高精细化，而且通过将像素部和用来控制像素部的外围电路一体地形成在基板上而实现电路的高集成化。

电致发光(EL)元件是通过在自身中流过电流而进行发光的元件，利用它制造的显示装置具有自发光型特有的广视野角、高亮度的优点，作为下一代的显示装置受到期待。

另外，在基板上一体地形成了像素部和外围驱动电路的有源矩阵型显示装置，与无源矩阵型显示装置相比，更倾向于大画面化、高精细化，将会成为今后的主流。

在图4(A)中示出有源矩阵型EL显示装置的基本结构。在基板401上，设置有像素部402。在像素部402的外围，设置有源信号线驱动电路403、栅信号线驱动电路404。经柔性印刷基板(FPC)405，从外部进行向源信号线驱动电路403及栅信号线驱动电路404的信号输入、以及向EL元件的电流供给等。

如图4(B)所示，像素部402将多个像素411配置成矩阵状，通过控制各像素的发光状态，进行图像的显示。各像素分别具有开关用TFT415、驱动用TFT416，根据来自源信号线412、栅信号线413的信号进行控制。使开关用TFT415接通，影像信号输入到驱动用TFT416的栅电极时，与它对应的电流由电流供给线414，经驱动用TFT 416供给EL元件417，进行发光。

有源矩阵型EL显示装置，根据供给EL元件的电流值改变亮度。也有将它用于灰度等级显示的方法，但是TFT在制造时在面内容易产生阈值和迁移率的偏差，因此，即使输入同样的灰度等级信号，也有在面内产生亮度偏差的情况。此外，还有数字时间灰度等级方式，其中，驱动用TFT仅用ON(通)、OFF(断)这两个状态进行控制，通过控制向EL元件供给电流的时间来显示灰度等级。关于数字时间灰度等级方式，专利文献1中有详细的记载。

向各个像素具有的EL元件417供给电流时，通常地，如图4(B)中的箭头所示，从外部经过FPC，从设置在显示区域的外围的布线通过各电流供给线，供给各像素。虽然不是必须要按照图4(B)所示的路径供给，但是考虑到布线电阻等，通常，优选是电流供给的路径的输入源尽量多。

专利文献1：日本专利申请特开2001-343933号公报

具有如图4(B)所示的电流路径时，理想的是从上下两侧围绕的电流供给线均匀地向像素部供给电流。但是在实际上，流过更接近FPC的A路径的电流量远比流过B路径的电流量大，产生画面的从上到下、以及从左右端部到中心部的电压降造成的梯度。如果示意地图示，就是如图5(A)所示的梯度。尤其是在下侧，由于外围的围绕，尽管存在电流供给路径，但是产生大的电压降。

在此，图5(B)示出像素部500中的驱动用TFT、EL元件、电流供给线的结构的示意图。作为例子，设驱动用TFT502是P型TFT。如图5(B)所示，根据驱动用TFT502的栅-源间电压VGS和源-漏间电压VDS决定EL元件的亮度控制。也就是说，在图5(C)所示的曲线图中，A表示的点是工作点，由驱动用TFT502和EL元件的阳极-阴极间电压VEL对电流供给线的电位V阳极和对置电极的电位V阴极间的电压进行分压。

另外，根据驱动用TFT502是工作在饱和区还是工作在线性区，各驱动条件也不同。

如图5(C)的<i>所示，把工作点确定成驱动用TFT502工作在饱和区时，即使EL元件503劣化，电压电流特性由实线变成如虚线，工作点的电流值的变化也小，因此亮度变化也小。也就是说，对于EL元件503的劣化，可以具有容限。此外，根据该容限，即使在对置电极504一侧产生电压降，在某种程度上，具体来说在驱动用TFT502的工作区从饱和区移到线性区之前电流值不变，因此可以抑制亮度变化。另一方面，因为驱动用TFT502的VDS变高，所以具有整体的驱动电压(阳极-阴极间电压)变高，功耗变大的缺点。

另一方面，如图5(C)的<ii>所示，把工作点确定成驱动用TFT502工作在线性区时，驱动用TFT502的VDS变得非常小，可以降低整体的驱动电压(阳极-阴极间电压)。此外，即使驱动用TFT502的VGS稍微变动，也难以影响画质。但是，如前者，对于EL元件503的劣化，直接影响亮度变化。

在此，考虑在电流供给线501或者对置电极504中产生上述电压降的情况。电流供给线501一侧的电压降影响驱动用TFT502的源电位。也就是说，在画面的上部和下部中，在驱动用TFT502的源电位上产生差异，即VGS产生差异。具体来说，与画面的上部相比，下部的驱动用TFT502的VGS变小，电流值变小。即，画面的上部和下部中，产生亮度差。这在驱动用TFT502在饱和区工作时更明显。

另一方面，在EL元件503的特性不变时，对置电极504一侧的电压降影响驱动用TFT502的漏电位。也就是说，在画面的上部和下部中，驱动用TFT502的漏电位产生差异，即VDS产生差异。具体来说，与画面的上部相比，下部的驱动用TFT502的VDS变小，电流值变小。此时，也在画面的上部和下部中，产生亮度差。这在驱动用TFT502在线性区工作时更明显。

这样，布线电阻引起的面内的电压降明显影响显示质量。在面内消耗的电流值越大，该现象越明显。也就是说，这是在大画面化中不可避免的课题。

发明内容

本发明正是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不需要附加成为功耗增加的原因的电压补偿电路等、可以使面内电压分布均匀、得到良好显示质量的显示装置以及其驱动方法。

如上所述，在画面上部和下部的两者设置电流路径时，根据布线电阻的大小，上侧的路径占主导地位，得不到理想的电压梯度。

于是，在本发明中，完全分离向画面上部的电流供给路径和向画面下部的电流供给路径。此外，使从画面上部的电流供给和从画面下部的电流供给的定时(timing)改变，抵消在面内产生的电压降，结果，可以在面内得到良好的电压分布。

本发明的结构如下。

本发明的显示装置的特征在于，具有：

将多个像素配置为矩阵状的像素部；

设置在上述像素部外围的多个电流供给路径；

从上述多个电流供给路径至少选择一个或更多个的开关。

本发明的显示装置的驱动方法的特征在于：

该显示装置具有：

将多个像素配置为矩阵状的像素部、

设置在上述像素部外围的多个电流供给路径；

利用从上述多个电流供给路径之中选择的任一个电流供给路径，向上述像素部供给电流；

对上述被选择的电流供给路径，可以随时间进行切换。

此时，优选为以至少在一帧期间内至少一次的周期进行上述电流供给路径的切换。

根据本发明，在以EL显示装置为首的有源矩阵型显示装置中，可以抑制由布线电阻产生的面内电压降引起的亮度分布，得到良好的显示。另外，本发明在面内的消耗电流越大，效果越好，可以对以后将进一步进步的高精细化、大画面化做出很大贡献。

附图说明

图1示出本发明的一个实施方式。

图2示出与像素部的电压降有关的模拟结果。

图3示出本发明的一个实施方式。

图4示出有源矩阵型显示装置的结构以及像素部的结构。

图5示出像素部的电压降和EL元件的动作状态。

(符号说明)

101：像素部；102：第一电流供给路径；103：第二电流供给路径；111：虚线框；112：虚线框；301：像素部；302：第一电流供给路径；303：第二电流供给路径；304：驱动用电源；305：开关；311：驱动用电源；312：驱动用电源；313：开关；401：基板；402：像素部；403：源信号线驱动电路；404：栅信号线驱动电路；405：FPC；411：像素；412：源信号线；413：栅信号线；414：电流供给线；415：开关用TFT；416：驱动用TFT；417：EL元件；500：像素部；501：电流供给线；502：驱动用TFT；503：EL元件；504：对置电极

具体实施方式

在图1(A)中，示出本发明的实施方式。与图4(B)相同地，具有从像素部101的上下输入电流的路径。但是在本实施方式中，从像素部101的上侧输入的路径为第一电流供给路径102，从像素部101的下侧输入的路径为第二电流供给路径103，在基板上配置为互相独立的路径。

如图1(B)所示，第一电流供给路径102、第二电流供给路径103在帧期间进行至少一次电流供给的ON、OFF切换。在某一帧期间中，在以虚线框111表示的期间内，由第一电流供给路径102进行电流供给，第二电流供给路径103成为路径被断开的状态。另一方面，在以虚线框112表示的期间内，由第二电流供给路径103进行电流供给，第一电流供给路径102成为路径被断开的状态。

在由第一电流供给路径102进行电流供给时，像素部101中的电压分布如图1(C)的<i>所示。具体来说，在电流路径之中，从最接近FPC的画面的右上、左上方，向着中央下端产生电压降。另一方面，由第二电流供给路径103进行电流供给时，像素部101中的电压分布如图1(C)的<ii>所示。具体来说，在电流路径之中，从最接近FPC的画面的右下、左下方，向着中央上端产生电压降。此时，图1(C)的<ii>中，为了简单地说明原理，示出的是对图1(C)的<i>进行上下翻转的分布，但实际上由于从FPC到画面下端的围绕部分引起的布线电阻的影响，与图1(C)的<i>相比，整体的电压降变大。

上述两个状态，即在图1(C)的<i>、<ii>中示出的状态在帧期间内交替地出现。对连续地显示画面的期间的电压分布进行平均化时，像素部101中的电压分布看起来如图1(C)的<iii>，可以知道画面端部和中央部的电位差变小。

如上所述，图1(C)的<i>、<ii>的状态，实际上，与图1(C)的<i>的电压降相比，图1(C)的<ii>的电压降的分布由于从FPC到画面下端的围绕部分引起的布线电阻的影响，整体的电压降更大。因此，与仅仅从围绕着像素部的上下两侧的电流供给线供给电流、使面内产生的电压降抵消而平均化的情况相比，可以减小像素部101中的电压分布的梯度。具体来说，以从第一电流供给路径102向着像素部的中央的电压降和从第二电流供给电路向着像素部的中央的电压降的梯度不同的份量，使面内产生的电压降抵消，因此像素部101中的电压分布的梯度变小。

在图1(A)示出的结构中，从像素部的上下两侧的电流供给线一直进行电流供给时，根据电流供给路径的布线电阻大小，会有在上下电流供给线中有一个占主导地位的情况。通过随时间切换电流供给路径，可以不使任一个电流供给路径的电压降的梯度对像素部占主导地位地工作，使电压降的梯度更有效地平均化。

另外，作为切换电流供给路径的定时的指标，通常，在有源矩阵型显示装置中，为了让使用者感觉不到画面的闪烁，进行一秒钟60帧左右的画面扫描。进行电流供给路径的切换时，根据电压分布的变化，像是进行了画面的改写似地动作，因此，如果切换次数少，就有可能让使用者识别成闪烁。因此，优选为至少在该一帧期间内，进行至少一次的如图1(B)所示的电流供给路径的ON、OFF切换。该切换次数越多，越难以识别为闪烁，越能提高显示质量。

另外，在图1(B)中，第一电流供给路径102、第二电流供给路径103互相错开地设置了ON、OFF定时，但也可以出现两者的ON或两者的OFF期间重叠的期间。

另外，图3(A)示出显示装置外部的电源等。对于像素部301，进行第一电流供给路径302、第二电流供给路径303的电流供给路径的切换时，可以只设置一个驱动用电源304，由开关305进行与电流供给路径的连接、断开的切换，也可以如图3(B)那样设置多个驱动用电源311、312，由开关313分别进行与电流供给路径的连接、断开的切换。

(实施例1)

图2(A)～(C)示出根据本发明的实施方式进行模拟的结果。图2(A)～(C)示出在假定横向为320、纵向为240(QVGA)的像素部中，在像素部的整个表面上完全发光时的阳极电位的电压降。面对的里面一侧相当于画面的上端，跟前一侧相当于画面下端。图2(A)示出由第一电流供给路径进行电流供给的期间的电压分布，图2(B)示出由第二电流供给路径进行电流供给的期间的电压分布，图2(C)示出将两者平均化时的电压分布。

在图2(A)中，电压降最小的画面右上、左上部分和电压降最大的画面中央下端之间产生0.13V左右的电位差。另外，在整个区域中存在梯度。与以往一样，从像素部上下两侧进行电流供给时，也会由于围绕的布线电阻，从像素部上侧的电流供给路径占主导地位，从像素部下侧的电流供给路径不能充分起到作为电流供给路径的作用，因此出现类似于图2(A)所示的电压分布。

在图2(B)中，电压降最小的画面右下、左下部分和电压降最大的画面中央上端之间产生0.08V左右的电位差。在整个画面上的电压梯度比图2(A)更接近平坦，但是外围的围绕部分引起的电压降的影响大，与图2(A)相比，电位在整体上低约1V左右。

图2(C)是随时间切换第一电流供给路径以及第二电流供给路径而对像素部进行电流供给，将两者平均化的图。与前面的图2(A)相比，电压降最小的画面右上、左上部分和电压降最大的画面中央部分之间的电位差为0.08V左右，其差比图2(A)的小。另外，面内的梯度也比较平坦的区域变大。

如上所述，本发明使像素部的电压分布更平坦，作为结果可以减小驱动用TFT的VGS变化，因此可以减小面内的亮度分布。另外，本发明具有随时间切换连接到不同的像素部的电流供给路径的结构，因此可以以独立的状态使用各个电流供给路径。因此，一侧的电流供给路径中的电流值、电压降不会影响另一侧的电流供给电路中的电流值、电压降，可以使电压降的梯度平均化。消耗电流越大，电压降的影响越大，因此，本发明在提高大画面、高精细的有源矩阵型显示装置的画质方面做出很大贡献。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的多个电流供给路径；以及

从上述多个电流供给路径至少选择一个或更多个电流供给路径的、设置在上述像素部外围的开关。

2.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第一电流供给路径；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第二电流供给路径；以及

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个电流供给路径的、设置在上述像素部外围的开关。

3.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第一电流供给路径；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第二电流供给路径；

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个电流供给路径的、设置在上述像素部外围的第一开关；以及

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个电流供给路径的、设置在上述像素部外围的第二开关。

4.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的多个电流供给路径；以及

从上述多个电流供给路径至少选择一个或更多个电流供给路径、且随时间切换上述多个电流供给路径的、设置在上述像素部外围的开关。

5.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第一电流供给路径；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第二电流供给路径；以及

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个、且随时间切换上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径的、设置在上述像素部外围的开关。

6.一种显示装置，其特征在于，具有：

具有多个像素的像素部；

与上述多个像素连接的电流供给线；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第一电流供给路径；

设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第二电流供给路径；

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个、且随时间切换上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径的、设置在上述像素部外围的第一开关；以及

选择上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径中的任一个、且随时间切换上述第一电流供给路径和上述第二电流供给路径的、设置在上述像素部外围的第二开关。

7.一种显示装置的驱动方法，该显示装置具有：具有多个像素的像素部；与上述多个像素连接的电流供给线；设置在上述像素部外围的开关；和设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的多个电流供给路径，

其特征在于：

利用通过上述开关从上述多个电流供给路径之中选择的任一个电流供给路径，向上述像素部供给电流；

对上述被选择的电流供给路径随时间进行切换。

8.根据权利要求7所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：

以至少在一帧期间内至少一次的周期进行上述电流供给路径的切换。

9.一种显示装置的驱动方法，该显示装置具有：具有多个像素的像素部；与上述多个像素连接的电流供给线；设置在上述像素部外围的开关；设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第一电流供给路径；和设置在上述像素部外围的、针对上述电流供给线的第二电流供给路径，

其特征在于：

利用通过上述开关从上述第一电流供给路径和第二电流供给路径之中选择的任一个电流供给路径，向上述像素部供给电流；

对上述被选择的电流供给路径随时间进行切换。

10.根据权利要求9所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：

以至少在一帧期间内至少一次的周期进行上述电流供给路径的切换。

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