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JPH11327490A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

Info

Publication number
JPH11327490A
JPH11327490A JP10155160A JP15516098A JPH11327490A JP H11327490 A JPH11327490 A JP H11327490A JP 10155160 A JP10155160 A JP 10155160A JP 15516098 A JP15516098 A JP 15516098A JP H11327490 A JPH11327490 A JP H11327490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
output
analog switch
effect transistor
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10155160A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Ichikawa
市川  修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YUNISUTEC KK
Original Assignee
YUNISUTEC KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YUNISUTEC KK filed Critical YUNISUTEC KK
Priority to JP10155160A priority Critical patent/JPH11327490A/ja
Publication of JPH11327490A publication Critical patent/JPH11327490A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子の電流定格を超えない電流値で、こ
の表示素子のもつ最大光度を低下させることなく、輝度
制御を可能とする。 【解決手段】 アナログスイッチとコンデンサとMOS
電界効果トランジスタと発光素子とにより構成し、アナ
ログスイッチを通してコンデンサに蓄積した輝度制御電
圧信号の電位をMOS電界効果トランジスタのゲート入
力に所定時間保持して与え、このゲート入力の電位の大
小によってMOS電界効果トランジスタのドレイン入
力、もしくはソース出力に直列接続した発光素子の電流
値を可変することにより、発光素子の輝度を制御しよう
とする表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電流を流すこと
によって発光する表示装置に係わり、特に電流の大小を
制御する事により、発光輝度を可変できる表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、このような発光素子を用いた表示
装置の輝度を制御するには、発光素子と直列に接続した
抵抗を備え、この発光素子と抵抗の両端に与える印加電
圧を可変する方法と、この印加電圧を高速でON/OF
Fし、点灯時間と非点灯時間の比率を制御する事で輝度
を可変するパルス駆動による方法とがある。
【0003】一般に前者の方法は、多数個並べた発光素
子の各々を独立して輝度を制御する場合、駆動回路が大
規模で複雑になるため、例えばネオンサイン等のように
表示装置全体の輝度を制御するに限られていた。
【0004】一方後者のパルス駆動方法は、前記発光素
子を縦横マトリックス状に多数個並べ、これを例えば横
方向に共通する配線を走査線とし、縦方向に共通する配
線のデータ線と定義すれば、まずデータ線の各々独立に
印加電圧を与え、所望の走査線を所定時間選択する。次
にこの各データ線の印加電圧を切り替えて次の走査線を
選択する。このように走査線に対応する各データ線の印
加電圧を切り替えるとともに、走査線の選択を切り替
え、これを人間の目にちらつきを感じさせない繰り返し
周波数で走査する線順次走査方式により文字や絵画を作
り出す方法が行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この線
順次駆動方式の採用にあっては、例えば走査線の数を1
6本としたときに発光素子の各々の点灯率は16分の1
になり、これは、走査線の切り替えを行わず常に点灯状
態とするスタティック駆動時の輝度に対し16分の1に
低下する。この輝度あるいは光度の低下を改善すために
は16倍の電流を流す事が必要となるが、しばしば発光
素子の定格超える条件となる場合が発生し、従って発光
素子の寿命を短くする原因にもなっていた。
【0006】この発明の目的は、発光素子の電流定格を
超えない電流値の範囲で、この表示素子のもつ最大光度
を低下させることなく、且つ、発光素子を多数個並べて
構成した表示装置にあっても、発光素子の各々を独立に
輝度制御できる表示装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する表示装
置は、アナログスイッチを通してコンデンサに蓄積され
た電位がMOS電界効果トランジスタのゲート入力に所
定時間保持して与えられ、この電位の大小によってMO
S電界効果トランジスタに流れる電流値を可変し、この
MOS電界効果トランジスタの例えばドレイン入力に接
続した発光素子の輝度を制御することを特徴とするもの
である。また、本発明が提供する表示装置は、アナログ
スイッチとコンデンサとMOS電界効果トランジスタと
発光素子とにより構成し、アナログスイッチを通してコ
ンデンサに蓄積した輝度制御電圧信号の電位をMOS電
界効果トランジスタのゲート入力に所定時間保持して与
え、このゲート入力の電位の大小によってMOS電界効
果トランジスタのドレイン入力、もしくはソース出力に
直列接続した発光素子の電流値を可変することにより、
発光素子の輝度を制御することを特徴とするものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】(実施例1)この発明の実施例を
図1、図2および図3を併用して説明する。図1は、実
施例による表示装置の回路構成を示し、電源VDDとG
NDと輝度制御電圧信号ADと書き込み制御信号WRC
からなる入力端子と、アナログスイッチ11と、コンデ
ンサ12と、Nチャンネル・エンハンスメント形MOS
電界効果トランジスタ13および発光素子14とにより
表示装置10が構成される。
【0009】図2は、図1における輝度制御電圧信号A
Dと、書き込み制御信号WRCと、ゲート電圧AGの変
化を示すタイミング図、また、図3は、ゲート電圧AG
に対する発光素子を流れる電流値を示すグラフである。
【0010】アナログスイッチ11は、電源VDDとG
ND(共に図示せず)を備え、入力111と出力112
とコントロール入力113により構成される。このアナ
ログスイッチの出力112は、コンデンサ12とMOS
電界効果トランジスタ13のゲート入力131 に接続
される。このMOS電界効果トランジスタ13のソース
出力132はGNDに接続し、ドレイン入力133は、
例えば、LEDからなる発光素子14のカソード電極1
42に接続され、さらに、この発光素子14のアノード
電極141は電源VDDに接続されている。
【0011】アナログスイッチ11のこのコントロール
入力113に与える電圧レベルを例えば、電源とGND
間の電圧が5Vであるときおよそ3.5V以上の電位を
“Hレベル”とし、およそ1V未満を“Lレベル”と定
義すれば、このコントロール入力113に接続された書
き込み信号WRCが“Hレベル”にあるとき、入力11
1と出力112間のインピーダンスは約200Ωとな
り、“Lレベル”にあるとき約1GΩとなる。
【0012】従って、書き込み信号WRCを“Hレベ
ル”としたとき、アナログスイッチ11を通してコンデ
ンサ12すなわちゲート電圧GAが輝度制御電圧信号A
Dの電位の90%に達するまでに必要な時間Δtは、 の式を展開すると として求められる。ここでコンデンサ12の容量を50
0pFとすればコントロール入力が“Hレベル”時のア
ナログスイッチのインピーダンスは200Ωとしている
から、Δtは約0.23μ秒となる。
【0013】一方、書き込み信号WRCを“Lレベル”
として、コンデンサ12に貯えられた電位が90%を保
持、すなわち10%減衰するまでの時間Tは、 同様に、この式を展開して時間Tを求めると、 となり、コントロール入力が“Lレベル”時におけるア
ナログスイッチのインピーダンスの1GΩと、コンデン
サ12の容量500pFを代入すれば、約53m秒とな
る。
【0014】一般に、この電界効果トランジスタ13に
は、ゲート入力131とソース出力132は漏れ電流が
考えられ、このため保持時間Tは53m秒より小さく見
込む必要があり、約20m秒として与えた結果、図2に
示すゲート電圧GAが得られた。これは、例えばLED
に流れる電流と発光輝度の関係は、その発光素子の持つ
定格電流の範囲でほぼ直線であることは周知であり、従
って、この実施例の表示装置により時間制御された条件
下で発光素子の輝度を制御することが可能となった。
【0015】(実施例2)次に、本発明による他の実施
例を図4、図5および図6を併用して説明する。図4
は、実施例2による表示装置の回路構成を示し、電源V
DDとGNDと輝度制御電圧信号ADとセレクト信号S
Lとクロック信号CKからなる入力端子と、論理積ゲー
ト15と、アナログスイッチ11と、コンデンサ12
と、Nチャンネル・エンハンスメント形MOS電界効果
トランジスタ13および発光素子14とにより表示装置
10が構成される。
【0016】このアナログスイッチ11のコントロール
入力111は2入力と1出力を持つ論理積ゲート15の
出力153に接続を成し、この論理積ゲート15の2つ
の入力はセレクト信号SLとクロック信号CKが接続さ
れ、このセレクト信号SLが“Hレベル”であってクロ
ック信号CKが信号が“Hレベル”であであるとき、輝
度制御電圧信号ADからの電位はアナログスイッチ11
を通してコンデンサ12にゲート電圧GAとして蓄積さ
れ、セレクト信号SLおよびクロック信号CKのいずれ
か、もしくは双方が“Lレベル”にあるとき、このコン
デンサ12に蓄積されたゲート電位GAは所定時間保持
され、MOS電界効果トランジスタ13および発光素子
14の電流値を制御することができる。
【0017】図5は、図4で示す表示装置10を例えば
縦横16×16個並べてマトリックス構成とした表示装
置100、図6は図5に示すマトリックス構成の表示装
置100を駆動するための信号走査タイミング図であ
る。
【0018】図5においてセレクト信号線SL1、SL
2、SL3、・・・SL16は、横方向に並ぶ表示装置
10のセレクト信号SLに共通して結線され、クロック
信号線CK1、CK2・・・CK16は縦方向に並ぶ表
示装置のクロック信号CKを共通に結線している。ま
た、電源VDDとGNDおよび輝度制御電圧信号ADはマ
トリックス構成された各表示装置10に共通して与えら
れる。
【0019】図5および図6において、このセレクト信
号線SL1、SL2、・・・SL16とクロック信号線
CK1、CK2・・・CK16および輝度制御電圧信号
ADの一連の走査方法は、まず、セレクト信号線SL1
を“Hレベル”とし、次にクロック信号線CK1を“H
レベル”にする。クロック信号線CK1は、例えば0.
5μ秒間“Hレベル”とし、再び“Lレベル”とする。
クロック信号CK2はクロック信号CK1を“Lレベ
ル”へ移行した後、0.5μ秒後に“Hレベル”とす
る。また、クロック信号線CK3はクロック信号線CK
2が“Lレベル”に移行した後の0.5μ秒後に“Hレ
ベル”とする。同様に、クロック信号線CK4〜CK1
6は0.5μ秒期間“Hレベル”とし、1μ秒毎に順次
切り替える。この一巡のクロック信号線の走査を完了す
るとセレクト信号線SL1が“Lレベル”となり、同時
にセレクト信号線SL2が“Hレベル”に移行するとと
もに、このセレクト信号線SL2が“Hレベル”期間中
に、前記同様にクロック信号線CK1〜CK16の一連
の走査が行われる。
【0020】このとき、各表示装置10に共通して与え
られる輝度制御電圧信号ADは、例えばクロック信号線
CK1〜CK16の動きに同期して切り替えられる4ビ
ットの並列デジタル信号が抵抗器のラダーネットワーク
等によりアナログ電圧に変換される。このようにして、
マトリックス状に並べられた表示装置10の各々独立
に、アナログ電圧に変換された輝度制御電圧信号ADが
選択的に送り込まれ、この電位に従って表示装置10の
各々の輝度が制御可能となる。
【0021】(実施例3)図7は、本発明の他の実施例
による表示装置の回路構成を示し、電源VDDとGND
と、第1の輝度制御電圧信号ADRと、この第1の輝度
制御電圧信号ADRが入力で接続を成す第1のアナログ
スイッチ11Rと、この第1のアナログスイッチ11R
の出力に接続される第1のコンデンサ12Rと、この第
1のコンデンサ12Rおよび第1のアナログスイッチ1
1Rの出力とゲート入力で接続を成す第1のMOS電界
効果トランジスタ13Rと、この第1のMOS電界効果
トランジスタ13Rのドレイン入力と電源VDDに接続
された第1の発光色を発光する発光素子14Rと、第2
の輝度制御電圧信号ADGと、この第2の輝度制御電圧
信号ADGが入力で接続を成す第2のアナログスイッチ
11Gと、この第2のアナログスイッチ11Gの出力に
接続される第2のコンデンサ12Gと、この第2のコン
デンサ12Gおよび第2のアナログスイッチ11Gの出
力とゲート入力で接続を成す第2のMOS電界効果トラ
ンジスタ13Gと、この第2のMOS電界効果トランジ
スタ13Gのドレイン入力と電源VDDに接続された第
2の発光色を発光する発光素子14Gと、第3の輝度制
御電圧信号ADBと、この第3の輝度制御電圧信号AD
Bが入力で接続を成す第3のアナログスイッチ11B
と、この第3のアナログスイッチ11Bの出力に接続さ
れる第3のコンデンサ12Bと、この第3のコンデンサ
12Bおよび第3のアナログスイッチ11Bの出力とゲ
ート入力で接続を成す第3のMOS電界効果トランジス
タ13Bと、この第3のMOS電界効果トランジスタ1
3Bのドレイン入力と電源VDDに接続された第3の発
光色を発光する発光素子14Bと、書き込み信号WRC
を備え、この書き込み制御信号WRCは、前記第1、第
2および第3のアナログスイッチのコントロール入力に
共通して接続を成し、この書き込み制御信号WRCが
“Hレベル”のときに、前記第1の輝度制御電圧信号A
DR、第2の輝度制御電圧信号ADGおよび第3の輝度
制御電圧信号ADBの各々に与えられる電位が、対応す
るMOS電界効果トランジスタのゲートに伝達保持さ
れ、第1、第2およひ第3の発光素子の各々に流れる電
流を制御する事によって表示装置の色調や明るさを可変
する事ができる。
【0022】(実施例4)図8は、本発明の他の実施例
による表示装置の回路構成を示し、前記実施例で述べた
MOS電界効果トランジスタ13に2つのゲート入力を
もつデュアルゲート形のMOS電界効果トランジスタを
用い、一方のゲート入力131には輝度制御電圧信号A
Dがアナログスイッチ11を通して得られたゲート電圧
GAが与えられ、他方のゲート入力134には、例えば
電源VDDの電圧を抵抗分圧器16によって作られる電
位が与えられる。このゲート入力134へ印加する電圧
の制御によってゲート入力131に与えるゲート電圧G
Aで決定する発光素子14およびMOS電界効果トラン
ジスタ13のドレイン入力133、ソース出力132を
流れる電流曲線を変更することができるので、図7に示
す実施例のように、複数の発光色で構成した多色表示可
能な表示装置にあっては、これらの異なる発光色を発光
する発光素子のしきい値電圧が異なる場合においても、
輝度変化特性を各色毎に制御できるため色調バランス整
合を可能にすることができる。
【0023】(実施例5)図9は、本発明の他の実施例
による表示装置の回路構成を示し、一方を前記アナログ
スイッチ11の出力112に、他方を電源VDDに接続
を成すコンデンサ12と、ゲート入力131とドレイン
入力133とソース出力132を備えたPチャンネル・
エンハンスメント形MOS電界効果トランジスタ13
と、このMOS電界効果トランジスタ13のソース出力
132とGND間に接続された発光素子14と、この
MOS電界効果トランジスタ13のゲート入力131
は、コンデンサ12およびアナログスイッチ11の出力
112に接続され、ドレイン入力133は電源VDDに
接続して表示装置を構成することにより、前記実施例と
同様に発光素子14に流れる電流を制御し、輝度を制御
することができる。
【0024】(実施例6)図10は、本発明の他の実施
例による表示装置の回路構成を示し、アナログスイッチ
11と、コンデンサ12と、MOS電界効果トランジス
タ13と、このMOS電界効果トランジスタ13のドレ
イン入力と電源VCC間に直列に接続された3つの発光
素子14X、14Y、14Zとにより構成され、光量を
多く得ようとする場合においても、LEDに与える電源
電圧を変更することで直列に接続した発光素子14X、
14Y、14Zの電流を制御することができる。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、マトリックス状に配
置構成された発光素子の各々を、独立に、且つリアルタ
イムに輝度制御を行って画像や映像を表現する大規模構
成の表示装置の実現にあっても従来のパルス駆動のよう
な極めて高速な信号の処理を必要としない。このため、
大規模な表示装置を構成する多数個の発光素子の各々を
流れるパルス状の電流が集合されて大電流となり、これ
によって引き起こされていた電磁波の発生が抑えられ
る。また、電流制御用の抵抗体が不要となるため無駄な
電力を消費しない。
【0026】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1による表示装置の回路構成
【図2】図1に示す輝度制御信号と書き込み制御信号
と、これによって得られるゲート電圧の変化を示すタイ
ミング図
【図3】図1および図2に従うゲート電圧に対応する発
光素子に流れる電流値の関係を示すグラフ
【図4】実施例2による表示装置の回路構成
【図5】図4に示す表示装置を多数個マトリックス配置
して構成する表示装置
【図6】図5に従うセレクト信号線とクロック信号線と
輝度制御信号の関係を示すタイミング図
【図7】実施例3による表示装置の回路構成
【図8】実施例4による表示装置の回路構成
【図9】実施例5による表示装置の回路構成
【図10】実施例6による表示装置の回路構成
【符号の説明】
10、100 表示装置 11、11R、11G、11B アナログスイッチ 111 アナログスイッチの入力 112 アナログスイッチの出力 113 アナログスイッチのコントロール入力 12、12R、12G、12B コンデンサ 13、13R、13G、13B 電界効果トランジスタ 131、134 電界効果トランジスタのゲート入力 132 電界効果トランジスタのソース出力 113 電界効果トランジスタのドレイン入力 14、14R、14G、14B、14X、14Y、14
Z 発光素子 141 発光素子のアノード電極 142 発光素子のカソード電極 15 論理積ゲート 151、152 論理積ゲートの入力 153 論理積ゲートの出力 16 抵抗分圧器 VDD、VCC 電源 GND 接地 AD、ADR、ADG、ADB 輝度制御電圧信号 WRC 書き込み制御信号 SL セレクト信号 CK クロック信号 SL1〜SL16 セレクト信号線 CK1〜CK16 クロック信号線 GA ゲート電圧

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1つの入力と1つの出力とコントロール入
    力を備え、この入力および出力は、一方を入力としたと
    き他方は出力として定義され、コントロール入力が“H
    レベル”であるとき入力と出力の間が低インピーダンス
    となり、コントロール入力が“Lレベル”にあるとき高
    インピーダンスとなる双方向アナログスイッチと、この
    アナログスイッチの出力とGND間に接続されたコンデ
    ンサと、ゲート入力とドレイン入力とソース出力を備え
    たNチャンネル・エンハンスメント形MOS電界効果ト
    ランジスタと、このMOS電界効果トランジスタのドレ
    イン入力と接続された発光素子と、この発光素子の他方
    の電極は電源に接続され、前記MOS電界効果トランジ
    スタのゲート入力は前記アナログスイッチの出力および
    コンデンサの接続点と接続され、ソース出力はGNDに
    接続され、前記アナログスイッチの入力は輝度制御電圧
    信号に接続され、コントロール入力は書き込み制御信号
    に接続して構成された事を特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】前記アナログスイッチのコントロール入力
    は2入力と1出力を持つ論理積ゲートの出力に接続し、
    この論理積ゲートの2つの入力はセレクト信号とクロッ
    ク信号が接続され、このセレクト信号が“Hレベル”で
    あってクロック信号が信号が“Hレベル”であであると
    き、輝度制御電圧信号からの電位をアナログスイッチを
    通して前記コンデンサに蓄積し、セレクト信号およびク
    ロック信号のいずれか、もしくは双方が“Lレベル”に
    あるとき、このコンデンサに蓄積された電位は所定時間
    保持され、この電位の条件下で前記MOS電界効果トラ
    ンジスタおよび前記発光素子の電流値を制御して輝度制
    御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 【請求項3】第1の輝度制御電圧信号と、この第1の輝
    度制御電圧信号が入力で接続を成す第1のアナログスイ
    ッチと、この第1のアナログスイッチの出力に接続され
    る第1のコンデンサと、この第1のコンデンサおよび第
    1のアナログスイッチの出力とゲート入力で接続を成す
    第1のMOS電界効果トランジスタと、この第1のMO
    S電界効果トランジスタのドレイン入力と電源に接続さ
    れた第1の発光色を発光する発光素子と、第2の輝度制
    御電圧信号と、この第2の輝度制御電圧信号が入力で接
    続を成す第2のアナログスイッチと、この第2のアナロ
    グスイッチの出力に接続される第2のコンデンサと、こ
    の第2のコンデンサおよび第2のアナログスイッチの出
    力とゲート入力で接続を成す第2のMOS電界効果トラ
    ンジスタと、この第2のMOS電界効果トランジスタの
    ドレイン入力と電源に接続された第2の発光色を発光す
    る発光素子と、第3の輝度制御電圧信号と、この第3の
    輝度制御電圧信号が入力で接続を成す第3のアナログス
    イッチと、この第3のアナログスイッチの出力に接続さ
    れる第3のコンデンサと、この第3のコンデンサおよび
    第3のアナログスイッチの出力とゲート入力で接続を成
    す第3のMOS電界効果トランジスタと、この第3のM
    OS電界効果トランジスタのドレイン入力と電源に接続
    された第3の発光色を発光する発光素子と、書き込み信
    号を備え、この書き込み制御信号は、前記第1、第2お
    よび第3のアナログスイッチのコントロール入力に共通
    して接続を成し、この書き込み制御信号が“Hレベル”
    のときに、前記第1、第2および第3の輝度制御電圧信
    号の各々に与えられる電位が、対応するMOS電界効果
    トランジスタのゲートに伝達保持され、第1、第2およ
    ひ第3の発光素子の各々に流れる電流を制御して輝度を
    制御することを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】前記MOS電界効果トランジスタは第1お
    よび第2の二つのゲートに入力を持つデュアルゲートN
    チャンネル・エンハンスメント形MOS電界効果トラン
    ジスタから成り、第1のゲート入力は前記アナログスイ
    ッチの出力および前記コンデンサに接続され、第2のゲ
    ート入力は電源もしくは、この電源を分圧して得られる
    可変可能な電位が与えられ、この第2のゲート入力に与
    える電位の大小に対応し、第1のゲート入力の電位で制
    御される発光素子の電流値の変化曲線を変更可能にする
    ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に
    記載の表示装置。
  5. 【請求項5】一方を前記アナログスイッチの出力に接続
    し、他方を電源に接続を成すコンデンサと、ゲート入力
    とドレイン入力とソース出力を備えたPチャンネル・エ
    ンハンスメント形MOS電界効果トランジスタと、この
    MOS電界効果トランジスタのソース出力とGND間に
    接続された発光素子と、この MOS電界効果トランジ
    スタのゲート入力は、コンデンサおよびアナログスイッ
    チの出力に接続され、ドレイン入力は電源に接続を成し
    て構成されたことを特徴とする表示装置。
  6. 【請求項6】前記発光素子は複数個のLEDが直列に接
    続されたことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項
    3、請求項4または請求項5に記載の表示装置。
JP10155160A 1998-05-20 1998-05-20 表示装置 Pending JPH11327490A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279748A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Samsung Electronics Co Ltd 表示装置
JP2009244526A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Sony Corp 表示装置
JP2010237262A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Kyocera Corp 画像表示装置

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