CN101393719B - 显示装置、显示驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的显示装置和显示驱动方法不损害灰度性而简单地实现消耗功率的降低。在1帧的显示内容中不存在低灰度侧的情况下，通过提高信号振幅基准电压(Vofs电压)，在帧的所有像素电路中减少与信号值电压的电位差，从而一边确保帧的所有像素的灰度再现性，一边降低整体亮度。由此可一边抑制画质下降，一边简单地实现消耗功率的减少。尤其通过检测帧的像素中的最小灰度值，可知不存在从0％灰度到帧内的最小灰度值的范围的灰度，所以相应量地改变信号振幅基准电压。

Description

显示装置、显示驱动方法
技术领域
本发明涉及使用了有机电发光元件(有机EL元件)作为发光元件的显示装置、以及其显示驱动方法。
背景技术
[专利文献1]日本特开2005-301234号公报
平板显示器在计算机显示器、便携式终端、电视显像器等产品中广泛普及。当前，主要是大多采用着液晶显示面板，但仍然被指出视角窄或响应速度慢。另一方面，由自发光元件形成的有机电发光(Electroluminescence：以下、EL)显示器不仅能够克服所述的视角或响应性的课题，还能够实现不需要背光灯(back light)的薄形态、高亮度、高对比度(contrast)，因此期待作为代替液晶显示器的下一代显示装置。
在有机EL显示器中，与液晶显示器同样地，作为其驱动方式存在无源矩阵(passive matrix)方式和有源矩阵(active matrix)方式。前者的结构简单，但存在难以实现大型且高精度的显示器等问题，因此当前正积极地进行着有源矩阵方式的开发。该有源矩阵方式是根据设置在像素电路内部的有源元件(一般为薄膜晶体管：TFT)来控制流过各个像素电路内部的发光元件的电流。
有机EL显示器当前也有被实用化的，但消耗功率高依然被视为问题。对于所有的显示装置都可以公共地说，从降低装置整体的消耗功率，并且还能够削减电源系统的规模的观点出发，抑制消耗功率或抑制负载急速变动的影响被作为应努力的大课题而把握。
有机EL显示器是自发光显示器，画面内的平均显示亮度越高，则需要的消耗功率就越多。因此，至今为止难以实现明亮且美丽的显示、使一般的高画质化和低消耗功率化兼顾。
另外，在上述专利文献1中公开了一种显示装置，其在无源矩阵驱动方式的自发光显示器中，进行阈值电压的控制和视频信号的拉伸处理，以根据显示内容的整体的信号电平，对于信号电平在整体上高的视频，可进行相对高亮度显示，而对于信号电平整体上低的视频，可使其相对较暗，从而实现对比度改善和高亮度化。
这时，可进行阈值电压或视频信号处理来控制自发光型元件的两端电压，以通过直方图(histogram)分析来关注显示内容中存在的灰度，能够始终使用自发光型元件的电压-亮度特性的最适合的部分，但所有都是为了画质改善、即对比度改善和高亮度化而动作，不但没有减少消耗功率，反而进行使消耗功率增加的处理。此外，只能应用在无源矩阵驱动动作中。
发明内容
本发明的目的在于提出一种抑制画质下降的同时能够简单地降低消耗功率的办法。
本发明的显示装置包括：显示面板单元，在各个像素电路中将有机电发光元件用作发光元件，并且在各个像素电路中被驱动，以使上述有机电发光元件以与所输入的显示数据信号的信号值电压和信号振幅基准电压的电压差对应的亮度进行发光；电压控制单元，对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在每个规定期间进行灰度值检测，并使用检测出的灰度值，生成上述信号振幅基准电压的电压控制信息；以及信号振幅基准电压可变单元，基于在上述电压控制单元中生成的电压控制信息，改变提供给上述显示面板单元的各个像素电路的上述信号振幅基准电压的电压值。
此外，上述电压控制单元对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在作为上述规定期间的每个1帧期间进行灰度值检测，从而检测1帧内的最小灰度值，根据检测出的最小灰度值来计算像素电路中所输入的信号值电压，并使用计算出的信号值电压，生成上述信号振幅基准电压的电压控制信息。
此外，上述电压控制单元被提供上述信号振幅基准电压的上限值的信息，并生成使上述信号振幅基准电压在不超过上述上限值的范围内可变的上述电压控制信息。
此外，上述电压控制单元对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在作为上述规定期间的每个1帧期间检测每个显示色的最小灰度值，对检测出的每个显示色的最小灰度值分别计算像素电路中所输入的信号值电压，并使用计算出的各个信号值电压中的最小的信号值电压，生成上述信号振幅基准电压的电压控制信息。
此外，还包括显示数据延迟单元，使显示数据信号延迟用于进行基于上述电压控制单元和上述信号振幅基准电压可变单元的信号振幅基准电压的可变动作的时间后，提供给上述显示面板单元。
本发明的显示驱动方法，用于具有显示面板单元的显示装置中，所述显示面板单元的各个像素电路中将有机电发光元件用作发光元件，并且在各个像素电路中被驱动，以使上述有机电发光元件以与所输入的显示数据信号的信号值电压和信号振幅基准电压的电压差对应的亮度进行发光，该显示驱动方法包括：对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在每个规定期间进行灰度值检测的步骤；根据检测出的灰度值，生成上述信号振幅基准电压的电压控制信息的步骤；以及基于所生成的电压控制信息，改变提供给上述显示面板单元的各个像素电路的上述信号振幅基准电压的电压值的步骤。
在有源矩阵方式的有机EL显示器的像素电路中，根据所输入的显示数据信号的信号值电压和信号振幅基准电压(通常为固定电位)的电压差，作为恒流源起作用的有源元件(驱动晶体管)对有机EL元件流过电流，从而有机EL元件被发光驱动。以与由此所输入的信号值电压对应的亮度进行发光。
并且，有机EL元件的消耗功率是通过在有机EL中流过的电流上乘以有机EL元件的阳极-阴极间的电压而计算的。流过有机EL元件的电流相对于要发光的亮度是规定的，因此发光亮度越低，则消耗功率就越少。但是，如果过度地降低发光亮度，则必然会损害灰度再现性等，从而导致画质下降。
在本发明中，对基于显示数据信号而输入到像素电路的信号值不进行任何处理，通过改变通常被设为固定电位的信号振幅基准电压(决定视频信号振幅中的黑电平的Vofs电压)，控制整体的亮度从而实现低消耗功率化。
即，在显示内容中，不存在低灰度侧的情况下，通过升高信号振幅基准电压(Vofs电压)，在帧的所有像素电路中减少与信号值电压的电位差。这是在确保帧的所有像素的灰度再现性的同时降低整体灰度。由此，在抑制画质下降的同时，能够简单地实现消耗功率的减少。
更具体地说，若检测出在帧的像素中的最小灰度值，则可知从0％灰度(规格上的最低亮度)到帧内的最小灰度值范围的灰度不存在，因此，即使相应量地改变了信号振幅基准电压，也不会对显示的灰度产生影响，降低整体的亮度，能够减少消耗功率。
根据本发明，在每个规定期间(例如1帧)检测像素的灰度值，并基于灰度值而改变信号振幅基准电压。这不会损害显示内容的灰度性而降低整体的亮度。尤其，若检测每个帧的最小灰度值，则不会损害存在的灰度的再现性，并且，能够一边将亮度变动这样的画质考虑在内，一边适当地决定信号振幅基准电压的可升高程度。
由此，具有通过信号振幅基准电压的电压可变这样的简单控制，可实现将画质的降低抑制到最低限度的、抑制整体亮度、即抑制消耗功率的效果。
附图说明
图1是本发明实施方式的显示装置的结构的方框图。
图2是实施方式的有机EL显示面板模块的说明图。
图3是实施方式的像素电路的说明图。
图4(a)～(h)是实施方式的像素电路的动作的说明图。
图5是实施方式的信号振幅基准电压的变化引起的栅极-源极间电压变动的说明图。
图6是有机EL元件的I-V特性的说明图。
图7是在实施方式的动作中灰度性被维持的说明图。
图8是用于决定实施方式的信号振幅基准电压的处理的说明图。
图9是实施方式的振幅基准电压可变单元的说明图。
标号说明
1有机EL显示面板模块，2显示数据延迟单元，3最小灰度检测单元，4最小信号值计算单元，5振幅基准电压决定单元，6振幅基准电压可变单元，10像素电路，11数据驱动器，12、13、14、15栅极驱动器，20像素阵列单元，30有机EL元件，Cs保持电容，Tr1采样晶体管，Tr2驱动晶体管，Tr3开关晶体管，Tr4复位用晶体管，Tr5振幅基准设定用晶体管
具体实施方式
以下，说明本发明的显示装置、显示驱动方法的实施方式。
图1表示实施方式的显示装置的结构。本例的显示装置包括：将有机EL元件用作发光元件的有机EL显示面板模块1、显示数据延迟单元2、最小灰度检测单元3、最小信号值计算单元4、振幅基准电压决定单元5以及振幅基准电压可变单元6。
首先参照图2、图3、图4来叙述有机EL显示面板模块1。
图2表示有机EL显示面板模块1的结构的一个例子。该有机EL显示面板模块1包括像素电路10，该像素电路10以有机EL元件作为发光元件，以有源矩阵方式进行发光驱动。
如图2所示，有机EL显示面板模块1包括：像素电路10以列方向和行方向配置成矩阵状的像素阵列单元20、数据驱动器11、栅极驱动器12、13、14、15。
此外，信号线DTL1、DTL2...相对于像素阵列单元20以列方向排列，这些信号线将与由数据驱动器11选择和被提供的显示数据信号对应的信号值Vsig作为对于像素电路10的输入信号来提供。信号线DTL1、DTL2...排列了在像素阵列单元20中矩阵配置的像素电路10的列数的量。
此外，相对于像素阵列单元20，以行方向排列了扫描线WSL1、WSL2...，扫描线DSL1、DSL2...，扫描线AZ1L1、AZ1L2...，扫描线AZ2L1、AZ2L2...。这些扫描线WSL、DSL、AZ1L、AZ2L分别排列了在像素阵列单元20中矩阵配置的像素电路10的行数的量。
扫描线WSL(WSL1、WSL2...)是用于写入(写扫描)对像素电路10的信号值Vsig的扫描线，通过栅极驱动器12被驱动。栅极驱动器12以所设定的规定定时，对行状分布的各个扫描线WSL1、WSL2...顺序提供扫描脉冲WS，从而以行为单位线顺序地扫描像素电路10。
扫描线DSL(DSL1、DSL2...)通过栅极驱动器13被驱动。栅极驱动器13以规定定时分别对行状分布的各个扫描线DSL1、DSL2...提供用于有机EL元件的发光驱动的扫描脉冲DS。
扫描线AZ1L(AZ1L1、AZ1L2...)通过栅极驱动器14被驱动。栅极驱动器14以规定定时分别对行状分布的各个扫描线AZ1L1、AZ1L2...提供用于提供像素电路10的复位电压(Vrs)的扫描脉冲AZ1。
扫描线AZ2L(AZ2L1、AZ2L2...)通过栅极驱动器15被驱动。栅极驱动器15以规定定时分别对行状分布的各个扫描线AZ2L1、AZ2L2...提供用于对像素电路10提供信号振幅基准电压(Vofs)的扫描脉冲AZ2。
数据驱动器11与栅极驱动器12的线顺序扫描相匹配地，对以列方向分布的信号线DTL1、DTL2...提供作为对于像素电路10的输入信号的信号值(Vsig)。
图3表示像素电路10的结构。该像素电路10如图2的结构中的像素电路10那样被矩阵配置。另外，在图3中为了简化，仅表示了分布在信号线DTL和扫描线WSL、DSL、AZ1L、AZ2L交叉的部分的一个像素电路10。
作为实施方式，可采用的像素电路10的结构可以有多种，但在该例子中，像素电路10由作为发光元件即有机EL元件30、一个保持电容Cs、采样晶体管Tr1、驱动晶体管Tr2、开关晶体管Tr3、复位用晶体管Tr4、振幅基准设定用晶体管Tr5的5个薄膜晶体管(TFT)构成。各个晶体管Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5被设为n沟道TFT。
保持电容Cs的一个端子被连接到驱动晶体管Tr2的源极，另一端子被连接到同一驱动晶体管Tr2的栅极。
像素电路10的发光元件例如被设为二极管结构的有机EL元件30，具有阳极和阴极。有机EL元件30的阳极被连接到驱动晶体管Tr2的源极，阴极被连接到规定的接地布线(阴极电位Vcath)。
采样晶体管Tr1的漏极和源极中的一端被连接到信号线DTL，另一端被连接到驱动晶体管Tr2的栅极。此外，采样晶体管的栅极被连接到扫描线WSL。
开关晶体管Tr3的漏极和源极中的一端被连接到电源电压Vcc，另一端被连接到驱动晶体管Tr2的漏极。此外，开关晶体管Tr3的栅极被连接到扫描线DSL。
复位用晶体管Tr4的漏极和源极中的一端被连接到驱动晶体管Tr2的源极，另一端被连接到规定的复位电位Vrs。此外，复位用晶体管Tr4的栅极被连接到扫描线AZ1L。
振幅基准设定用晶体管Tr5的漏极和源极中的一端被连接到驱动晶体管Tr2的栅极，另一端被连接到信号振幅基准电压Vofs的供给线上。此外，振幅基准设定用晶体管Tr5的栅极被连接到扫描线AZ2L。
参照图4简单说明这样的像素电路10的动作。图4(a)表示提供给信号线DTL的信号值Vsig、图4(b)表示水平同步信号HS、图4(c)表示从扫描线WSL提供给采样晶体管Tr1的栅极的扫描脉冲WS、图4(d)表示从扫描线AZ1L提供给复位用晶体管Tr4的栅极的扫描脉冲AZ1、图4(e)表示从扫描线AZ2L提供给振幅基准设定用晶体管Tr5的栅极的扫描脉冲AZ2、图4(f)表示驱动晶体管Tr2的栅极电压Vg、图4(g)表示驱动晶体管Tr2的源极电压Vs、图4(h)表示从扫描线DSL提供给开关晶体管Tr3的栅极的扫描脉冲DS。
水平扫描的开始时刻由水平同步信号HS决定。并且，在图中的写入准备期间，通过扫描脉冲AZ1、AZ2，复位用晶体管Tr4和振幅基准设定用晶体管Tr5成为被导通的状态，由此，驱动晶体管Tr2的栅极电压Vg＝信号振幅基准电压Vofs，驱动晶体管Tr2的源极电压Vs＝复位电压Vrs。该信号振幅基准电压Vofs和复位电压Vrs的电位差被设定为比驱动晶体管Tr2的阈值电压Vth足够大。
接着，在规定定时，扫描脉冲AZ1成为低电平，且扫描脉冲DS成为高电平。即，复位用晶体管Tr4截止(off)，开关晶体管Tr3导通(on)。由此，在驱动晶体管Tr2的漏极上被施加电源电压Vcc，同时驱动晶体管Tr2的源极从复位电压Vrs被切断。这时，驱动晶体管Tr2的漏极-源极间流过电流，驱动晶体管Tr2的源极电压Vs逐渐上升。并且，在驱动晶体管Tr2的栅极-源极间电压Vgs达到阈值电压Vth的时刻，漏极-源极之间流过的电流停止(cutoff状态)，之后，源极电压Vs成为维持栅极-源极间电压Vgs成为阈值电压Vth的状态的电位。
这样，设栅极-源极间电压Vgs＝阈值电压Vth是为了消除每个元件的阈值电压Vth的偏差的影响。
然后，作为写入期间，在信号线DTL中通过数据驱动器11而被施加信号值Vsig，信号值Vsig被写入到像素电路10。
在该写入期间，扫描脉冲DS成为低电平，从而电源电压Vcc被停止施加。并且，扫描脉冲AZ2成为低电平，栅极电位在信号振幅基准电压Vofs上的固定被解除。然后，采样晶体管Tr1通过扫描脉冲WS而被导通，从而来自信号线DTL的信号值Vsig被写入到保持电容Cs。
在该写入期间，驱动晶体管Tr2的栅极电压根据信号值Vsig对保持电容Cs的写入而上升。结果，驱动晶体管Tr2的栅极-源极间电压Vgs成为Vth+(Vsig-Vofs)。
紧接着写入期间而进行作为发光期间的动作。在发光期间，扫描脉冲WS成为低电平，从而采样晶体管Tr1被截止，另一方面，开关晶体管Tr3通过扫描脉冲DS而被导通。由此，通过来自驱动电源电压Vcc的电流供给，有机EL元件30中流过与驱动晶体管Tr2在保持电容Cs中所保持的信号电位(即驱动晶体管Tr2的栅极-源极间电压)对应的电流，使有机EL元件30发光。驱动晶体管Tr2在饱和区域动作，作为对有机EL元件30提供与信号值Vsig对应的驱动电流的恒流源起作用。
另外，通过有机EL元件30中流过电流，有机EL元件30的两端电压VEL上升，因此在发光期间最初，驱动晶体管Tr2的栅极电压Vg和源极电压Vs伴随此而上升。即，源极电压Vs上升至Vcath+VEL的电位，栅极电压Vg从其源极电压Vs开始，一边保持Vth+(Vsig-Vofs)的电位差一边上升。
通过以上这样的动作，进行像素电路10的发光驱动。
返回到图1，说明本例的结构。
显示数据信号被提供给显示数据延迟单元2以及最小灰度检测单元3。
显示数据延迟单元2对显示数据信号给予规定时间的延迟后提供给有机EL显示面板模块1。该显示数据延迟单元2的延迟是为了使通过从最小灰度检测单元3到振幅基准电压可变单元6的动作的信号振幅基准电压Vofs的可变控制与显示内容适当地匹配反映，是使用帧存储器等来延迟考虑了从最小灰度检测单元3到振幅基准电压可变单元6的处理延迟的时间。
在有机EL显示面板模块1中，通过上述结构，基于被提供的显示数据信号来进行各个像素的发光驱动。
最小灰度检测单元3对每个像素的构成色检测显示数据信号的1帧内的最小灰度值。
这里检测的最小灰度值是指在给予某一帧的各个像素的亮度值中成为最低亮度的值，即对于在1帧内的、以最低亮度发光的像素的显示数据信号值。
对R(红)、G(绿)、B(蓝)的各个显示色检测这样的最小灰度值。
即，通过对1帧中的各个R像素电路的显示数据信号顺序进行比较处理，检测最低亮度的值作为R最小灰度值Smin_r。同样地，对于1帧中的各个G像素电路的显示数据信号中，检测最低亮度的值作为G最小灰度值Smin_g，并且对于1帧中的各个B像素电路的显示数据信号中，检测最低亮度的值作为B最小灰度值Smin_b。
然后，将该1帧中的每个颜色的最小灰度值Smin_r、Smin_g、Smin_b输出到最小信号值计算单元4。
另外，也可以在最小灰度检测单元3中准备帧存储器，临时存储1帧期间的显示数据信号值，从中检测R、G、B的各个颜色的最小灰度值。
最小信号值计算单元4将各个颜色的最小灰度值Smin_r、Smin_g、Smin_b分别换算成数据驱动器11的输出电压值(作为信号值Vsig的电压值)，从中选择最小值，并将其作为最小信号值(Vsig(Smin))而输出到振幅基准电压决定单元5。
振幅基准电压决定单元5根据所输入的最小信号值(Vsig(Smin))，决定提供给各个像素电路10的信号振幅基准电压Vofs。
具体来说，首先从每个帧的最小信号值(Vsig(Smin))减去0％灰度时的信号值(Vsig(0))，从而对每个帧计算用于表示0％灰度信号值Vsig(0)和最小信号值Vsig(Smin)的差为多少的差分(ΔVsig(MIN))。然后，在信号振幅基准电压Vofs的缺省值(Vofs_default)上相加差分ΔVsig(MIN)，从而决定提供给像素电路10的信号振幅基准电压Vofs的值。
但是，振幅基准电压决定单元5中被输入Vofs上限值信息，振幅基准电压决定单元5到底还是在不超过该Vofs上限值信息的值的范围内决定提供给像素电路10的信号振幅基准电压Vofs的值。即，选择上述那样在信号振幅基准电压Vofs的缺省值(Vofs_default)上相加了差分ΔVsig(MIN)的电压值，和作为Vofs上限值信息的电压值中的小值。
另外，在振幅基准电压决定单元5中，在信号振幅基准电压Vofs的缺省值(Vofs_default)上相加差分ΔVsig(MIN)，从而决定提供给像素电路10的信号振幅基准电压Vofs的值，这会使从0％灰度到最小灰度为止的灰度在显示上被填补，但由于该帧中不存在到最小灰度值为止的灰度，因此不会产生问题。
振幅基准电压可变单元6对作为规定的初始电压(Vofs_default)所设定的信号振幅基准电压Vofs进行电压值变换，变换为电压值(Vofs_ott)，并提供给有机EL显示面板模块1。从该振幅基准电压可变单元6输出的信号振幅基准电压Vofs(Vofs_ott)被公共地提供给有机EL显示面板模块1的所有像素电路10。
该振幅基准电压可变单元6将所输入的初始电压值(Vofs_default)变换为由振幅基准电压决定单元5决定的电压值(Vofs_out)，并将其作为信号振幅基准电压Vofs提供给有机EL显示面板模块1。电压变换方法的例子在后面叙述。
继续说明这样的本例的显示装置的动作。
首先，根据图5说明信号振幅基准电压Vofs的电位变化了的情况下的、驱动晶体管Tr2的栅极-源极间电压Vgs的变化，即进行了信号值Vsig的写入的栅极-源极间电压Vgs的变化。
在图5中，表示了驱动晶体管Tr2的栅极电压Vg和源极电压Vs，实线扩大表示了在上述图4中说明的电位变化，虚线表示在本例中信号振幅基准电压Vofs被改变时的电位变化。
首先看一下实线所示的通常情况的电位变化。这里所说的通常情况是指，信号振幅基准电压Vofs被设为所设定的初始电压值即缺省值(Vofs_default)的情况。
如先前也叙述的那样，首先在最初的写入准备期间被设为栅极电压Vg＝Vofs(＝Vofs_default)，源极电压Vs＝复位电压Vrs。
从该状态成为停止对源极电压Vs供给复位电压Vrs，在驱动晶体管Tr2的漏极上被提供电源电压Vcc的状态时，源极电压Vs的电位逐渐开始上升，栅极-源极间电压Vgs成为驱动晶体管Tr2的阈值电压Vth的电位状态时，电流Ids的流动停止(cut off状态)，之后，作为栅极-源极间电压Vgs，Vth电位被保持。
这里，通过停止对栅极提供信号振幅基准电压Vofs(＝Vofs_default)，代替为提供信号值Vsig，从而在栅极-源极间电压Vgs中，除了到此为止的阈值电压Vth之外，还被相加“Vsig-Vofs_default”电位，在产生有机EL元件30的两端电压VEL的同时会伴随自举(bootstrap)现象，但最终栅极-源极间电压Vgs中会被写入电压“Vth+(Vsig-Vofs_default)”。
由此，在发光期间，与栅极-源极间电压Vgs(＝Vth+(Vsig-Vofs_default))对应的电流会流过有机EL元件30，以与该栅极-源极间电压Vgs对应的亮度发光。
接着，考虑信号振幅基准电压Vofs从初始电压值Vofs_default上升到了电压值Vofs(MIN)的情况。该电压值Vofs(MIN)表示作为信号振幅基准电压Vofs(＝Vofs_out)，由图1的振幅基准电压可变单元6从初始电压值Vofs_default改变提供的某一电压值。
图5中用虚线表示着这一情况。
首先，在最初的写入准备期间被设为，栅极电压Vg＝Vofs(＝Vofs(MIN))，源极电压Vs＝复位电压Vrs。
然后，为了阈值Vth的偏差消除动作，停止对源极电压Vs供给复位电压Vrs，成为在驱动晶体管Tr2的漏极上被提供电源电压Vcc的状态。于是与上述的通常情况同样地，源极电压Vs上升，栅极-源极间电压Vgs成为驱动晶体管Tr2的阈值电压Vth的电位状态时，电流Ids的流动停止，之后，作为栅极-源极间电压Vgs，Vth电位被保持。
由图可知，通过栅极-源极间电压Vgs＝Vth，虚线情况下，源极电压Vs成为比实线的通常情况更高的电位。即，源极电压Vs也提高与信号振幅基准电压Vofs从初始电压值Vofs_default上升到电压值Vofs(MIN)相应的量。
这里进行信号值Vsig的写入，但如图所示，由于Vsig电压、Vth电压中不会引起变动，因此最终在栅极-源极间电压Vgs中被写入少了“Vofs(MIN)-Vofs_default”的电压。
由此，在发光期间，与栅极-源极间电压Vgs(＝Vth+(Vsig-Vofs(MIN))对应的电流会流过有机EL元件30，以与该栅极-源极间电压Vgs对应的亮度发光。
即，由虚线作为信号振幅基准电压Vofs＝Vofs(MIN)所示的情况，和由实线作为信号振幅基准电压Vofs＝Vofs_default所示的情况相比，栅极-源极间电压Vgs变小，有机EL元件30的发光亮度降低。并且，通过发光亮度降低，消耗功率减少。
这样，能够将栅极-源极间电压Vgs减少使信号振幅基准电压Vofs的电位上升的量，能够简单地控制整体亮度。并且，通过降低整体亮度，能够实现消耗功率的减少。
但这里需要注意的是，信号振幅基准电压Vofs的电位上升过度。在像素动作中，在写入准备期间的阈值电压Vth的特性偏差的消除动作中，在有机EL元件30的阳极电极上施加Vofs-Vth的电位，在该状态下若有机EL元件30中流过电流，则会对正确的消除动作带来障碍。图6中表示有机EL元件30的I-V特性，但如果作为有机EL元件30的两端电压VEL超过发光开始电压Vt，则有机EL元件30中开始流过电流。
因此，作为上限，信号振幅基准电压Vofs需要使Vofs-Vth不要超过有机EL元件的发光开始电压Vt。因此，如上所述，在振幅基准电压决定单元5中被设定考虑了这一点的Vofs上限值信息，信号振幅基准电压Vofs在不超过该上限值的范围内可变(上升)。
图7涉及到每个帧的最小灰度值和信号振幅基准电压Vofs的电位差的关系。
在本例中如上所述，通过提高信号振幅基准电压Vofs，作为结果而降低整体的发光亮度，从而实现节省功率。
并且在本例中，就算亮度降低，也不会导致显示图像的质量降低。
本例的动作的基本想法是，在构成1帧的灰度分布中，只有当不存在低灰度侧时，根据该不存在的范围，填补该不存在的范围的灰度再现性，从而使整体的灰度向低灰度侧滑动(slide)。这时所填补的灰度范围是该帧中不存在的范围，因此显示内容的灰度再现性被确保。
将此显示在图7中。图7中设横轴为灰度，纵轴为亮度。
在设某一显示器的灰度-亮度特性为图7的实线(假设曲线为2.2次方)所示时，某一帧的最小灰度值为由“A”所示的位置。这时，该帧中存在的灰度范围由箭头X表示。就实线的特性而言，为虚线所示的范围。
这里，若设灰度-数据驱动器11的输出电压(信号值Vsig)的关系为线性特性，则从最小灰度值下的信号值Vsig(MIN)到0％灰度下的信号值Vsig(0)之间的电压不会从数据驱动器11输出，即使将信号振幅基准电压Vofs提高相应的量，也不会对显示内容的灰度再现性带来影响。
因此，这里若将信号振幅基准电压Vofs的电位提高“Vsig(MIN)-Vsig(0)”的量，则对像素电路10，作为信号值Vsig所写入的电位的此时灰度特性会成为沿实线所示的一点划线所示的范围，灰度存在范围为箭头Y所示的范围。
即，这能够减少整体亮度，而不会损害存在的灰度再现性。
另外，若因该亮度变动幅度大，使整体亮度的变化变大，从而可辨认该变化，产生感到画质下降的顾虑时，通过对亮度变化幅度设置限制值来应对即可。
为此，只要如前述的那样设置信号振幅基准电压Vofs的电位的上限值即可。
此外，根据对于100％亮度的变化量来决定变化上限值也是一例。例如，该上限以不较大地损害画质为条件，考虑最大灰度下的发光亮度降低到3/4(75％)，设定为灰度值中相当于1/8(12.5％)的电位程度以下作为目标也可以。如果整体亮度为这种程度的变化，则不会使视听者感觉到画质下降。
如上所述，在本例中，检测帧中的最小灰度值，从而求出作为信号振幅基准电压Vofs的变化量，改变提供给各个像素电路10的信号振幅基准电压Vofs，从而在原样保持灰度再现性的基础上控制整体亮度，并减少消耗功率。
以下，由图8说明从检测最小灰度值开始到信号振幅基准电压Vofs的变化的动作步骤。
首先，作为处理<S1>，最小灰度检测单元3在显示数据信号的1帧内，对每个显示色检测最小灰度值Smin_r、Smin_g、Smin_b。
接着，作为处理<S2>，最小信号值计算单元4将最小灰度值Smin_r、Smin_g、Smin_b分别换算成数据驱动器11的输出电压值(作为信号值Vsig的电压值)，从中选择最小的值并将其设为最小信号值(Vsig(Smin))。
接着，作为处理<S3>，振幅基准电压决定单元5计算最小信号值(Vsig(Smin))和在该最小信号值Vsig(Smin)的颜色下的0％灰度时的信号值(Vsig(0))的差分(ΔVsig(MIN)＝Vsig(Smin)-Vsig(0))。
接着，作为处理<S4>，振幅基准电压决定单元5对信号振幅基准电压Vofs的缺省值(Vofs_default)相加差分ΔVsig(MIN)，从而计算应提供给像素电路10的信号振幅基准电压Vofs的电位(Vofs_out)(Vofs_out＝Vofs_default+ΔVsig(MIN))。
这样，决定根据最小灰度值的信号振幅基准电压Vofs(Vofs_out)，并将该信息输出到振幅基准电压可变单元6。由此在振幅基准电压可变单元6中，进行信号振幅基准电压Vofs的电压变换。
另外，如上所述，在计算出的电压值Vofs_out为超过Vofs上限值信息的值时，将应提供给像素电路10的信号振幅基准电压Vofs的电位设为其上限值。
图9表示振幅基准电压可变单元6的结构的一个例子。例如如图那样设为包括了电源可变控制单元51、数字电位器(digital potentiometer)52、电阻R1的结构。
电源可变控制单元51得到对于输入电压Vin进行电压可变了的输出电压Vout。
一般的电源可变控制电路大致区分为开关调节器(switching regulator)和串联调节器(series regulator)，但对输出电压Vout进行可变控制的方法基本相同。在想相对较多地取得电压可变量时，因效率的关系而几乎都选择开关调节器。
电源可变控制单元51中设置了用于以某一电位反馈输出电压的FB端子，通过使该电位保持为一定值的动作来稳定输出电压。FB电位一般为1～3V左右，因此通过对输出电压进行电阻分压，并连接到FB端子的结构，可进行电压可变控制。
即，由于FB电位决定为某一值(例如2V)，因此为了使输出电压可变，改变电阻分压的比即可。
为此，一方使用固定电阻R1，另一方使用可进行电阻值可变的数字控制的数字电位器52。振幅基准电压决定单元5将用于得到计算了的电压值Vofs_out的数字值提供给数字电位器52，通过对电阻值进行可变控制，作为输出电压Vout，得到电压值Vofs_out的信号振幅基准电压Vofs，这被提供给有机EL显示面板模块1的各个像素电路10。
上述图8的处理<S1>～<S4>在每个1帧期间进行，由此通过振幅基准电压可变单元6，信号振幅基准电压Vofs在1帧期间被可变控制。
这样，通过信号振幅基准电压Vofs被可变控制，在有机EL显示面板模块1中，在各个帧原样保持了灰度再现性，并减少整体亮度，消耗功率被减少。
另外，被可变控制的信号振幅基准电压Vofs的提供和、成为用于可变控制的基准的当前帧在有机EL显示面板模块1中的显示定时需要适当地符合。因此，先前叙述了为了校正从最小灰度检测单元3中的处理到振幅基准电压可变单元6中的信号振幅基准电压Vofs的可变控制的处理时间所引起的响应延迟而设置显示数据延迟单元2。
如下设定显示数据延迟单元2中的适当的延迟量。
引起延迟的原因分为“(1)从1帧的最小灰度值的检测开始到计算信号振幅基准电压Vofs的适当的电压值Vofs_out的延迟”、和“(2)从振幅基准电压可变单元6接受了电压值Vofs_out的信息开始到输出电压成为该电压值的延迟”。
关于上述(1)，为了计算1帧的最小灰度值，最低也会产生“1帧”的延迟。关于上述(2)，也依赖于电源变换电路的性能，将该响应延迟假定为“αH”(H为水平期间)(一般认为可以是数H程度)。因此，在显示数据延迟单元2中，进行1帧+αH的量的数据延迟即可。
如上所述，在本实施方式中，在每一帧检测像素的最小灰度值，并基于最小灰度值而改变信号振幅基准电压Vofs。这不会损害显示内容的灰度性而实现整体的亮度降低。由此，具有通过信号振幅基准电压的电压可变这样的简单控制，可实现将画质的降低抑制到最低限度的、抑制整体亮度、即抑制消耗功率的效果。
并且，为了能够实现低消耗功率化而不会视觉识别出自发光型平板显示器的画质下降，将显示装置设为电池动作设备，则会对使动作时间长时间化起作用，此外如果是从AC插座(consent)得到电源的设备，则能够对节电或电费的节约起作用。
作为实施方式，考虑有多样的变形例。
例如在上述例子中，表示了对所有的像素电路提供公共的信号振幅基准电压Vofs的结构，但作为像素电路10，排列有R(红)用像素电路、G(绿)用像素电路、B(蓝)用像素电路。也可以对这些每个颜色的像素电路分别单独设置信号振幅基准电压Vofs的线，对每个颜色进行上述信号振幅基准电压Vofs的可变处理。这时，基于对各个颜色的最小灰度值进行该颜色的信号振幅基准电压Vofs的可变控制即可。
此外，在上述例子中，在最小灰度检测单元3中检测了按色的最小灰度值，但也考虑以下方法，即检测最小灰度值而不区分颜色，并基于该最小灰度值，求出作为信号振幅基准电压Vofs的最佳的电压值Vofs_out。
进而，若认为就算未必将“最小”的灰度值作为基准，也可以填补多少某一程度(例如对可视觉识别的画质不产生影响的程度)的低亮度侧的灰度，则还考虑将最小灰度值附近的值作为基准来控制信号振幅基准电压Vofs。
此外，虽然以1帧期间单位进行了最小灰度值的检测、信号振幅基准电压Vofs的变换，但也可以例如以2帧期间等的其他单位期间来进行同样的动作。
此外，图3表示了有机EL显示面板模块1中的像素电路结构，但本发明也可以应用在采用图3以外的像素电路结构的情况。特别适合于以有源矩阵方式进行像素驱动的显示装置。
特别而言，只要是进行以下那样的动作的像素电路，则都可以应用本发明，即在进行了驱动晶体管的Vth特性消除动作后，在驱动晶体管的栅极上再现信号振幅基准电压Vofs的电位，源极上再现Vofs-Vth的电位，然后，通过将信号值Vsig的电位提供给栅极电位，从而作为栅极-源极间电压Vgs，写入“Vth+(Vsig-Vofs)”的电位。

Claims (5)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板单元，在各个像素电路中将有机电发光元件用作发光元件，并且在各个像素电路中被驱动，以使上述有机电发光元件以与所输入的显示数据信号的信号值电压和信号振幅基准电压的电压差对应的亮度进行发光；
电压控制单元，对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在每个规定期间进行灰度值检测，从而检测规定期间内的最小灰度值，并使用检测出的最小灰度值来计算像素电路中所输入的信号值电压，生成计算出的信号值电压与0％灰度时的信号值电压的差分作为上述信号振幅基准电压的电压控制信息；以及
信号振幅基准电压可变单元，将在上述电压控制单元中生成的电压控制信息与信号振幅基准电压的默认值相加，从而改变提供给上述显示面板单元的各个像素电路的上述信号振幅基准电压的电压值。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述电压控制单元被提供上述信号振幅基准电压的上限值的信息，并生成使上述信号振幅基准电压在不超过上述上限值的范围内可变的上述电压控制信息。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述电压控制单元对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在作为上述规定期间的每个1帧期间检测每个显示色的最小灰度值，对检测出的每个显示色的最小灰度值分别计算像素电路中所输入的信号值电压，并使用计算出的各个信号值电压中的最小的信号值电压，生成上述信号振幅基准电压的电压控制信息。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
显示数据延迟单元，使显示数据信号延迟用于进行基于上述电压控制单元和上述信号振幅基准电压可变单元的信号振幅基准电压的可变动作的时间后，提供给上述显示面板单元。
5.一种显示驱动方法，用于具有显示面板单元的显示装置中，所述显示面板单元的各个像素电路中将有机电发光元件用作发光元件，并且在各个像素电路中被驱动，以使上述有机电发光元件以与所输入的显示数据信号的信号值电压和信号振幅基准电压的电压差对应的亮度进行发光，该显示驱动方法的特征在于，包括：
对于提供给上述显示面板单元的显示数据信号，在每个规定期间进行灰度值检测，从而检测规定期间内的最小灰度值的步骤；
根据检测出的最小灰度值来计算像素电路中所输入的信号值电压，生成计算出的信号值电压与0％灰度时的信号值电压的差分作为上述信号振幅基准电压的电压控制信息的步骤；以及
将所生成的电压控制信息与信号振幅基准电压的默认值相加，从而改变提供给上述显示面板单元的各个像素电路的上述信号振幅基准电压的电压值的步骤。
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