CN102216973A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置(1)，具备：显示单元(11)，其具有被配置成矩阵状的多个显示元件；比例决定单元(16)，其按显示单元(11)的每一线决定使该多个显示元件的各个显示元件不进行基于图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的黑插入率；信号变换单元(15)，其按照由比例决定单元(16)所决定的黑插入率变换图像信号的大小；信号输出单元(12)，其将由信号变换单元(15)进行了变换的图像信号、和非图像信号输出给显示单元(11)；以及扫描单元(13)，其按每一线向显示单元(11)输出扫描信号，使得进行了变换的图像信号和非图像信号按比例决定单元(16)所决定的黑插入率而被输入到多个显示元件的各个显示元件。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动方法，特别涉及保持型的显示装置及其驱动方法。
背景技术
在如液晶和有机EL显示器(有机电致发光显示器)的保持型显示装置中，与如CRT显示器的脉冲(impulse)型显示装置不同，在帧期间内图像持续，因此产生运动图像不鲜明的问题。也即是，在保持型显示装置的情况下，在帧期间内图像作为静止画面被保持显示，按每一帧切换画面而显示运动图像。因此，在从帧到帧的过渡期间中，静止画面无缝地进行切换，对于使用者来说，前一帧的图像成为残像，会感觉到两帧的图像发生了重叠的二重图像而认为是运动图像模糊。
作为解决上述运动图像模糊的手段，提出了在一帧期间内按预定的比率插入黑画面，以减轻由认为当前帧图像与之前的帧的残像重叠而引起的运动图像模糊的技术，并且得到了实用化。
在此，对在一帧期间内按预定的比率插入黑画面的技术进行说明。
图9是说明黑插入技术的图(graph，坐标图)。横轴表示图像信号数据。另外，纵轴表示一帧的亮度(brightness)。表示横轴的图像信号数据例如是输入灰度等级从0到255的数字值。在图9中，在黑插入率为0％的情况下、也即是在一帧期间内不进行黑插入的情况下，作为图像信号数据的输入灰度等级的0～255，在一帧中与亮度0～100％对应。与此相对，例如，在一帧期间内的40％中插入了黑画面的情况下、也即是黑插入率为40％的情况下，作为图像信号数据的输入灰度等级的0～255，在一帧中与亮度0～60％对应。另外，例如，在一帧期间内的80％中插入了黑画面的情况下、也即是黑插入率为80％的情况下，作为图像信号数据的输入灰度等级的0～255，在一帧中与亮度0～20％对应。也即是，为了使使用者认识一帧的亮度，不仅能够通过使0～255的输入灰度等级变化地进行发光显示来使所认识的亮度不同，即使是同一输入灰度等级也能够通过使黑插入率变化来使所认识的亮度不同。例如，在如下两种情况下，使用者所认识的一帧的亮度是相同的，所述两种情况分别为：在一帧期间内的50％中以255的输入灰度等级使之发光、在剩余的50％中以0灰度等级插入了黑画面的情况；和在一帧的整个期间中以127的输入灰度等级使之进行了发光的情况。但是，在帧期间插入了黑画面的前者的情况，具有能够减轻运动图像模糊的优点。
在专利文献1中，公开了如下的黑插入技术：在OCB(Optically Compensated Birefringence，光学补偿双折射)型液晶显示装置中，为了防止由于驱动电压变成低电压持续状态而发生的逆转变，不仅在消隐(blanking)期间定期地施加高电压，在图像信号写入期间也定期地施加高电压。由此，使得能够将用于防止逆转变的高电压期间设定得较长。
另外，在专利文献2中，公开了如下的技术：在保持型显示装置中，在一帧期间内按预定的比率插入黑画面而改善运动图像的画质，并且，将对于一帧期间内的黑插入率设定成适合各种使用状况的值。
专利文献1：日本特开2006-018138号公报
专利文献2：日本特开2008-268886号公报
发明内容
但是，在上述的专利文献1和专利文献2所记载的黑插入技术中，按帧单位决定黑插入率。换言之，图像写入定时和黑插入定时都按行依次(行顺序)来进行驱动。
另外，按帧单位固定黑插入率，因此，例如变为按照同一帧内的最大亮度而决定黑插入率。由此，在为同一帧内亮度差大的图像的情况下，对于亮度高的部分，能降低运动图像模、改善画质，而对于亮度低的部分，黑插入率并不那么提高，提高灰度等级数等的有助于改善画质的程度较低。
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种显示装置及其驱动方法，即使是具有所有灰度等级的图像，也能够减轻运动图像模糊，并且，能够同样地得到高质量的图像。
为了实现上述目的，本发明的一种方式涉及的显示装置的特征在于，具备：显示单元，其具有被配置成矩阵状、基于输入的图像信号进行发光的多个显示元件；比例决定单元，其按所述矩阵的每一线决定使所述多个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的比例；信号变换单元，其按照由所述比例决定单元所决定的比例，按所述每一线变换图像信号的大小；信号输出单元，其将由所述信号变换单元进行了变换的图像信号输出给所述显示单元；以及扫描单元，其按所述每一线向所述显示单元输出扫描信号，使得所述进行了变换的图像信号基于所述比例而被输入到所述多个显示元件的各个显示元件。
根据本发明的显示装置及其驱动方法，通过按线单位细致地设定黑插入率，从而能够部分地提高低亮度的区域的黑插入率。因此，能够消除运动图像模糊，并且，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。
附图说明
图1是本发明实施方式涉及的显示装置的功能框图。
图2是本发明实施方式涉及的显示装置的工作流程图。
图3是说明本发明实施方式涉及的显示装置的黑插入率的决定的图。
图4是本发明实施方式1涉及的显示单元所具有的发光像素的电路结构图。
图5是本发明实施方式1涉及的显示装置的工作时间图。
图6是本发明实施方式2涉及的显示单元所具有的发光像素的电路结构图。
图7是本发明实施方式2涉及的显示装置的工作时间图。
图8是内置了本发明的显示装置的薄型平板电视的外观图。
图9是说明黑插入技术的图。
标号说明
1  显示装置
11、21  显示部
12  信号输出部
13  扫描部
14  定时控制器
15  信号变换器
16  比例决定部
111  驱动晶体管
112  选择晶体管
113  有机EL元件
114  数据线
115  选通线
116  正电源线
117  负电源线
218  电容器
219  控制线
具体实施方式
(1)本发明的一种方式涉及的显示装置，具备：显示单元，其具有被配置成矩阵状、基于输入的图像信号进行发光的多个显示元件；比例决定单元，其按所述矩阵的每一线决定使所述多个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的比例；信号变换单元，其按照由所述比例决定单元所决定的比例，按所述每一线变换图像信号的大小；信号输出单元，其将由所述信号变换单元进行了变换的图像信号输出给所述显示单元；以及扫描单元，其按所述每一线向所述显示单元输出扫描信号，使得所述进行了变换的图像信号基于所述比例而被输入到所述多个显示元件的各个显示元件。
根据本方式，在一帧期间内使所述多个显示元件的各个显示元件不进行按照所述图像信号的发光的期间的比例的最佳化不是如以往那样按每帧，而是按每线来进行，因此，特别是在显示同一帧内亮度差大的图像的情况下，能够提高亮度低的行的所述比例。由此，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。因此，通过按线单位细致地设定所述比例，能够消除运动图像模糊，并且能够提高暗灰度等级下的析像度。
(2)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(1)所述的显示装置中，使所述多个显示元件的各个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间是不依赖于所述图像信号、相当于最低灰度等级的信号的电信号被输入到所述多个显示元件的各个显示元件的期间。
根据本方式，使所述多个显示元件的各个显示元件不进行按照所述图像信号的发光的期间是相当于最低灰度等级的图像信号电信号被输入到所述多个显示元件的各个显示元件的期间，由此，所述比例定义为黑插入率。
(3)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(1)或者(2)所述的显示装置中，还具备信号确定单元，该信号确定单元从所述一线中的变换前的图像信号中确定每一线的最大亮度信号，所述比例决定单元基于所述最大亮度信号按每一线决定所述比例。
根据本方式，通过确定一线中的最大亮度信号来决定每线的黑插入率。例如，能够通过将上述一线中的最大亮度信号作为最大的输入灰度等级进行缩放(scaling)，从而按每线使灰度等级数最大化。
(4)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(3)所述的显示装置中，由所述信号确定单元所确定的所述最大亮度信号的亮度越低，所述比例决定单元将由所述比例决定单元所决定的所述比例设得越高。
根据本方式，能够通过提高亮度低的线的黑插入率，增加暗灰度等级下的灰度等级数。
(5)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(4)所述的显示装置中，由所述信号确定单元所确定的一线的所述最大亮度信号的亮度越低，所述信号变换单元将图像信号变换为亮度越比该一线的图像信号所具有的亮度高的图像信号。
根据本实施方式，能够通过在提高低亮度的线的黑插入率的同时相应地增加暗灰度等级下的灰度等级数，实现在一帧期间中原本应该显示的亮度。
(6)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(5)所述的显示装置中，所述信号变换单元，将由所述信号确定单元所确定的一线的所述最大亮度信号变换为最高灰度等级的信号，按与从所述最大亮度信号向所述最高灰度等级的信号的变换比率相同的比率，变换所述一线所具有的其他的图像信号。
根据本方式，按照低亮度的线的黑插入率，将最大亮度信号变换成最高灰度等级的图像信号，因此能够最大限度地增加暗灰度等级下的灰度等级数。另外，按与从所述最大亮度信号向所述最高灰度等级的图像信号的变换比率相同的比率，对所述一线所具有的其他的图像信号进行变换。由此，在变换前的图像信号不进行黑插入地被输出到显示单元的情况下、和变换后的图像信号按上述预定的黑插入率被输出到显示单元的情况下，使用者所认识的一帧的亮度是相同的。
(7)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(1)所述的显示装置中，所述显示元件是有机电致发光元件。
(8)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(1)所述的显示装置中，还具备：多条选通线，配置于所述每一线；和多条数据线，配置于与所述多条选通线正交的方向，在所述多条选通线的各条选通线与所述多条数据线的各条数据线的交点配置所述显示元件，所述信号输出单元对所述多条数据线的各条数据线输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号，所述扫描单元对所述多条选通线的各条选通线输出所述扫描信号。
根据本方式，经由多条数据线向所述显示元件供给从信号输出单元输出的变换后的图像信号。另外，经由多条选通线向所述显示单元供给扫描信号，该扫描信号是对将所述变换后的图像信号供给到显示元件的定时进行控制的扫描信号。
(9)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(8)所述的显示装置中，所述信号输出单元可以对于所述多条数据线的各条数据线，交替地向所述显示单元输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号、和非图像信号，所述扫描单元包括：第一扫描单元，其与由所述信号变换单元进行了变换的图像信号向所述显示单元的输出同步，按线依次输出第一扫描信号；和第二扫描单元，其与所述非图像信号的输出同步，输出第二扫描信号，使得对所述多个显示元件的各个显示元件输入所述非图像信号的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
根据本方式，按线依次向显示元件供给从所述信号输出单元输出的变换后的图像信号。另一方面，按照黑插入期间在一帧期间内所占的比例向显示元件供给从所述信号输出单元输出的所述非图像信号，所述黑插入期间是使所述多个显示元件的各个显示元件不进行按照所述图像信号的发光的期间。由此，能够利用从数据线按预定的间隔供给的非图像信号来设定每线的黑插入期间，因此，不需要添加用于规定该黑插入期间的控制线，能够实现像素电路的简化。
(10)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(9)所述的显示装置中，所述显示单元可以包括被配置成矩阵状的多个发光像素，所述多个发光像素各自具备：所述显示元件；和与所述显示元件电连接、决定该显示元件的发光的驱动元件，所述信号输出单元输出的所述非图像信号是将所述驱动元件和所述显示元件电切断的信号。
根据本方式，在被配置成矩阵状的各个显示元件电连接驱动元件。由此，不仅能够通过来自设置于显示单元外的信号输出单元和扫描单元的信号来在发光像素内控制发光期间，也能够通过控制上述驱动元件来控制发光期间。
(11)另外，本发明的一种方式的显示装置，在上述(8)所述的显示装置中，所述显示单元可以包括被配置成矩阵状的多个发光像素，所述多个发光像素各自具备：所述显示元件；与所述显示元件电连接、决定该显示元件的发光的驱动元件；电容器；以及与所述扫描单元电连接、用于控制所述电容器的第一电极的电位的控制线，所述驱动元件是在栅电极电连接了所述电容器的第二电极的薄膜晶体管，所述信号输出单元，对于所述多条数据线的各条数据线，向所述显示单元输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号，所述扫描单元具备：第一扫描单元，其与由所述信号变换单元进行了变换的图像信号向所述显示单元的输出同步，接线依次输出第一扫描信号；和第二扫描单元，其输出使所述控制线的电位变化的第二扫描信号，使得通过所述控制线将所述驱动元件设为截止状态的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
根据本方式，根据从扫描单元输出的第一扫描信号，按线依次向显示元件供给从所述信号输出单元输出的变换后的图像信号。另一方面，通过根据从扫描单元输出的第二扫描信号使设置于各发光像素的薄膜晶体管的栅电压变化、将薄膜晶体管设为截止状态，从所述信号输出单元输出的图像信号被变换成使显示元件不发光的非图像信号。按照非图像信号期间在一帧期间内所占的比例，向显示单元输出该向控制线输出的第二扫描信号。由此，能够通过与驱动元件连接的控制线的电压变化来设定每线的黑插入期间。因此，不需要向数据线交替地输出图像信号和非图像信，信号输出单元和扫描单元输出的信号切换的频率不会变高，因此信号输出负荷降低。另外，非图像信号期间的设定不受向数据线输出非图像信号的定时的制约，因此能够更高精度地设定黑插入期间。
(12)另外，本发明的一种方式的显示装置的驱动方法是具备显示单元显示装置的驱动方法，所述显示单元具有被配置成矩阵状、基于输入的图像信号进行发光的多个显示元件，该驱动方法包括：比例决定步骤，按所述矩阵的每一线决定使所述多个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的比例；信号变换步骤，按照通过所述比例决定步骤决定的所述比例，变换每一线的图像信号的大小；信号输出步骤，将通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号输出给所述显示单元；扫描步骤，按所述每一线向所述显示单元输出扫描信号，使得通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号基于所述比例而被输入到所述多个显示元件的各个显示元件。
(13)另外，本发明的一种方式的显示装置的驱动方法，在上述(12)所述的显示装置的驱动方法中，在所述信号输出步骤中，向所述显示单元交替地输出通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号、和非图像信号，在所述扫描步骤中，与所述进行了变换的图像信号的输出同步，按线依次向所述显示单元输出第一扫描信号，与所述非图像信号的输出同步，向所述显示单元输出第二扫描信号，使得对所述多个显示元件的各个显示元件输入所述非图像信号的期间相对于一帧期间的比例变成所述比例。
(14)另外，本发明的一种方式的显示装置的驱动方法，在上述(12)所述的显示装置的驱动方法中，所述显示单元包括被配置成矩阵状的多个发光像素，所述多个发光像素各自具备：所述显示元件；电容器；在栅电极电连接了所述电容器的第二电极、决定该显示元件的发光的驱动晶体管；以及用于控制所述电容器的第一电极的电位的控制线，在所述信号输出步骤中，将通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号输出给所述显示单元，在所述扫描步骤中，与所述进行了变换的图像信号的输出同步，按线依次向所述显示单元输出第一扫描信号，并且输出使所述控制线的电位变化的第二扫描信号，使得通过所述控制线将所述驱动元件设为截止状态的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
以下，基于附图对本发明优选的实施方式进行说明。以下，在所有附图中对相同或相当的要素标记相同的标号，省略其重复的说明。
(实施方式1)
图1是本发明实施方式涉及的显示装置的功能框图。图1所示的显示装置1包括：显示单元11、信号输出单元12、扫描单元13、定时控制器14、信号变换单元15以及比例决定单元16。
以下，对各单元的功能和结构进行说明。
显示单元11包括被配置成矩阵状的多个发光像素，各发光像素具有显示元件。在此，所说的显示元件是根据与外单元输入的图像信号对应的电信号进行发光的元件，例如，有机电致发光(以下记为“EL”)元件和液晶元件属于这种元件。
比例决定单元16具有如下功能：按构成显示单元11的每一线即每一行，决定非图像信号期间在一帧期间内所占的比例，所述非图像信号期间是使上述显示元件不进行按照上述图像信号的发光的期间。在此，所说的非图像信号期间是使上述显示元件不进行按照上述图像信号的发光的非图像信号被输入到该显示元件的期间，例如，是在一像素行显示黑的期间。具体而言，比例决定单元16参照输入给显示装置1的图像信号，决定每一像素行的黑插入率。以后，将非图像信号期间在一帧期间内所占的比例记为黑插入率。
虽然未在图1中示出，但显示装置1，优选在比例决定单元16的前段或者比例决定单元16的内部，设置从输入的图像信号中确定每线的最大亮度信号的信号确定单元。
信号变换单元15具有如下功能：按照由比例决定单元16所决定的黑插入率，变换图像信号的大小，向信号输出单元12输出进行了变换的图像信号。具体的变换方法，使用图3进行说明。
定时控制器14具有对信号输出单元12和扫描单元13进行控制的功能。具体而言，定时控制器14对信号输出单元12，指示向显示单元11输出进行了变换的图像信号的定时。另外，定时控制器14对扫描单元13，指示将从信号输出单元12向显示单元11输出的变换后的图像信号向显示单元11具有的多个显示元件输入的定时。进一步，定时控制器14根据由比例决定单元16所决定的黑插入率，对扫描单元13指示向显示单元11所具有的多个显示元件输入非图像信号的定时。
信号输出单元12具有如下功能：将在信号变换单元15进行了变换的图像信号、以及使之不进行按照该图像信号的发光的非图像信号输出给显示单元11。
扫描单元13具有如下功能：按每一线向显示单元11输入扫描信号，使得上述进行了变换的图像信号和非图像信号，按由比例决定单元16所决定的黑插入率输入到多个显示元件的各显示元件。
上述的定时控制器14的控制功能可以包含在信号输出单元12和扫描单元13中。在该情况下，可以没有定时控制器14，也可以是由信号输出单元12和扫描单元13分担各功能的方式、或者是信号输出单元12和扫描单元13具有定时控制器14的全部功能的方式。
根据上述的实施方式，对于使一帧期间内的黑插入率最佳化，不是如以往那样按每帧而是按每像素行使一帧期间内的黑插入率最佳化，因此，特别是在显示同一帧内亮度差大的图像的情况下，能够提高低亮度的像素行的黑插入率。由此，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。因此，通过按线单位细致地设定黑插入率，能够消除运动图像模糊，并且，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。
接着，使用图2和图3来说明从上述的黑插入率的决定到图像信号的变换的过程(process)。
图2是本发明实施方式涉及的显示装置的工作流程图。
首先，信号确定单元对所输入的图像信号检测每线的最大亮度(S10)。
图3是说明本发明实施方式涉及的显示装置的黑插入率的决定过程的图(graph，坐标图)。横轴表示图像信号数据。另外，纵轴表示各图像信号数据的一帧的亮度。表示横轴的图像信号数据例如是输入灰度等级从0到255的数字值。在图3中，假定为：预定的像素行中的原来的图像信号数据为具有如A～E的输入灰度等级的数据。在上述的步骤S10中，信号确定单元检测上述预定的像素行中的最大亮度信号为E。
接着，比例决定单元16按每一线决定黑插入率(S20)。在图3所示的例子中，最大亮度信号E应该表示的一帧的亮度为60％，因此，比例决定单元16将该预定的像素行中的黑插入率决定为40％。该决定是基于如下两种情况下使用者所认识的亮度相等而作出的，所述两种情况分别为：在一帧的整个期间中显示了60％的亮度时；和在一帧期间的60％中显示了100％的亮度、在一帧期间的40％中显示了0％的亮度(黑灰度等级)时。
接着，信号变换单元15按照通过步骤S20决定的黑插入率，对图像信号进行变换(S30)，并向信号输出单元12进行输出。在图3示出的例子中，将该预定的像素行中的最大亮度信号E变换为具有最大输入灰度等级(255)的信号E’。也即是，在显示该信号的期间中，最大亮度信号E以亮度100％进行显示。同样地，属于同一线的图像信号数据A～D也按与最大亮度信号E的变换比率相同的变换比率而分别被变换为图像信号数据A’～D’。
最后，信号变换单元15将通过步骤S30进行了变换的图像信号(在图3中为A’～E’)、和非图像信号输出给显示单元11(S40)。
另外，扫描单元13按每一像素行向显示单元11输出扫描信号，使得通过步骤S30进行了变换的图像信号(在图3中为A’～E’)、和非图像信号按上述黑插入率而被分别输入到多个显示元件的各显示元件(S40)。
根据上述说明的从黑插入率的决定到图像信号的变换的过程，比例决定单元16优选：由信号确定单元所确定的预定的线的最大亮度信号的亮度越低，将该线的黑插入率设得越高。通过提高亮度低的线的黑插入率，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。
另外，信号变换单元15优选：所确定的一线的最大亮度信号的亮度越低，将该一线的图像信号的变换比率(放大率)设得越高。由此，通过与提高亮度低的线的黑插入率的量相应地增加暗灰度等级下的灰度等级数，以使能够在一帧期间中实现原本应该显示的亮度。
接着，对实现基于在显示装置1中决定的黑插入率和进行了变换的图像信号的显示工作的各发光像素的结构和工作进行说明。
图4是本发明实施方式1涉及的显示单元具有的发光像素的基本电路结构图。图4示出的显示单元11的发光像素被配置成矩阵状，各发光像素具备驱动晶体管111、选择晶体管112、有机EL元件113、数据线114、选通线115、正电源线116以及负电源线117。驱动晶体管111的漏电极与正电源线116连接，源电极与有机EL元件113的阳极连接。另外，选择晶体管112的漏电极与数据线114连接，栅电极与选通线115连接，源电极与驱动晶体管111的栅电极连接。
另外，配置于各像素行的选通线115与图1示出的扫描单元13连接，配置于各像素列的数据线114与图1示出的信号输出单元12连接。
在上述结构中，当从扫描单元13向选通线115输入扫描信号、将选择晶体管112设为导通状态时，根据从信号输出单元12经由数据线114供给的图像信号电压，驱动晶体管111的电导模拟性(analog，连续性)地变化，与该图像信号电压的发光灰度等级对应的驱动电流被供给到有机EL元件113的阳极，流向阴极。由此，有机EL元件113发光，作为图像进行显示。
选择晶体管112、驱动晶体管111是用于使与图像信号的电压值对应的驱动电流流至有机EL元件113所需的基本电路构成要素，但本实施方式的像素电路不限定于上述的方式。另外，在上述的基本电路构成要素例如添加保持从数据线114供给的信号电压的电容器等的情况，也包含在本发明实施方式涉及的像素电路中。
图5是本发明实施方式1涉及的显示装置的工作时间图。在图5中，横轴表示时间。另外，在纵向，按从上往下的顺序，示出数据线114的电压电平、配置于(n-1)行的选通线G(n-1)的电压电平、(n-1)行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n-1)、配置于n行的选通线G(n)的电压电平、n行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n)、配置于(n+1)行的选通线G(n+1)的电压电平、(n+1)行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n+1)的波形图。
在此，信号输出单元12在一帧期间中，按行依次向数据线114输出整个行的图像信号数据。另外，在本实施方式中，信号输出单元12对数据线114，按行单位交替地输出上述的进行了变换的图像信号和黑插入信号(图5中相当于0％的信号)。
首先，在时刻t01，扫描单元13使选通线G(n-1)的电压电平从低变化成高，将(n-1)行的选择晶体管112设为导通状态。由此，(n-1)行的驱动晶体管111变成导通状态，使与施加在栅电极上的进行了变换的图像信号的电压电平对应的驱动电流在(n-1)行的有机EL元件113中流动。此时，(n-1)行的有机EL元件113将由比例决定单元16或者信号确定单元确定的最大亮度信号被进行了变换而得到的亮度取为100％进行发光。
接着，在时刻t02，扫描单元13使选通线G(n-1)的电压电平从高变化成低，将(n-1)行的选择晶体管112设为截止状态。此时，在(n-1)行的驱动晶体管111的栅电极上，保持着在时刻t01所施加的电压电平。对于图4示出的基本像素电路，该电压保持功能例如通过在驱动晶体管111的栅极-源极之间连接电容器来实现。
通过上述时刻t01～t02的工作，执行(n-1)行上的所有列的预定的发光工作。
接着，扫描单元13在时刻t03～t04对选通线G(n)执行与上述的时刻t01～t02的工作相同的工作。由此，在n行也执行预定的发光工作。
接着，扫描单元13在时刻t05～t06对选通线G(n+1)执行与上述的时刻t01～t02的工作相同的工作。由此，在(n+1)行执行预定的发光工作。
也即是，在上述的时刻t01～t06，扫描单元13与由信号输出单元12进行的变换后的图像信号的输出同步，按线依次向显示单元11输出第一扫描信号。
接着，在时刻t07，扫描单元13使选通线G(n)的电压电平从低变化成高，将n行的选择晶体管112设为导通状态。在时刻t07，数据线114的电压电平为黑插入信号电平，因此n行的驱动晶体管111变成截止状态，n行的有机EL元件113停止发光。以后，到扫描单元13在时刻t13使选通线G(n)的电压电平从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n)，n行的各发光像素不发光而变成黑显示。
接着，在时刻t09，扫描单元13使选通线G(n-1)和选通线G(n+1)的电压电平从低变化成高，将(n-1)行和(n+1)行的选择晶体管112设为导通状态。在时刻t09，数据线114的电压电平为非图像信号电平，因此(n-1)行和(n+1)行的驱动晶体管111变成截止状态，(n-1)行和(n+1)行的有机EL元件113停止发光。以后，关于(n-1)行的像素行，到扫描单元13在时刻t11使选通线G(n-1)的电压电平从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n-1)，(n-1)行的各发光像素不发光而变成黑显示。另外，关于(n+1)行的像素行，到扫描单元13在时刻t15使选通线G(n+1)的电压电平从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n+1)，(n+1)行的各发光像素不发光而变成黑显示。
在图5示出的工作时间图中，各行的最大亮度信号下的亮度假定为按(n-1)行、(n+1)行、n行的顺序从高变低。因此，输入到显示装置1的图像信号的变换比率(放大率)以n行、(n+1)行、(n-1)行的顺序从大变小，黑插入期间为B(n)＞B(n+1)＞B(n-1)。
也即是，上述的时刻t07～t15时的扫描单元13，与由信号输出单元12进行的黑插入信号的输出同步，向显示单元11输出第二扫描信号，使得黑插入期间相对于一帧期间的比例变成由比例决定单元16所决定的黑插入率。
通过上述的工作，扫描单元13并用行依次驱动和任意驱动，所述行依次驱动是经由选通线115按行依次向有机EL元件113输入变换后的图像信号，所述任意驱动是根据按每像素行决定的黑插入率在任意的时刻向有机EL元件113输入黑插入信号。
根据本实施方式，按线依次向有机EL元件113供给从信号输出单元12输出的变换后的图像信号。另一方面，按照黑插入率向有机EL元件113供给从信号输出单元12输出的非图像信号。由此，能够利用从数据线114以预定的时间间隔供给的黑插入信号来设定每线的黑插入期间，所以不需要添加用于规定该黑插入期间的控制线，能够实现像素电路的简化。
(实施方式2)
本实施方式与实施方式1相比，向发光元件供给使之不进行按照该图像信号的发光的非图像信号的供给方法不同。
图6是本发明实施方式2涉及的显示单元具有的发光像素的基本电路结构图。图6示出的显示单元21的发光像素被配置成矩阵状，各发光像素具备驱动晶体管111、选择晶体管112、有机EL元件113、数据线114、选通线115、正电源线116、负电源线117、电容器218以及控制线219。
图6示出的显示单元21与图4示出的显示单元11相比，结构上不同点在于：添加有具有偏置电压施加功能的电容器和控制线219。以下，省略与实施方式1的相同点的说明，对不同点进行说明。
电容器218第一电极与控制线219连接、第二电极与驱动晶体管111的栅电极连接、是具有按照控制线219的电压电平对驱动晶体管111的栅电极施加偏置电压的功能的电容器。另外，电容器218具有保持从数据线114供给的图像信号电压的功能。
控制线219与扫描单元13连接，具有对电容器218的第一电极施加从扫描单元13输出的电位的功能。
在上述结构中，当从扫描单元13向选通线115输入第一扫描信号、将选择晶体管112设为导通状态时，根据从信号输出单元12经由数据线114供给的图像信号电压，驱动晶体管111的电导模拟性地变化，与该图像信号电压的发光灰度等级对应的驱动电流被供给到有机EL元件113的阳极，流向阴极。由此，有机EL元件113发光，作为图像进行显示。
另外，能够从扫描单元13对控制线219输入第二扫描信号，经由电容器218将驱动晶体管111的栅电极的电位设定成使驱动晶体管111变成截止状态的电位。由此，能够将从信号输出单元12经由数据线114供给的图像信号，取为使之不进行按照该图像信号的发光的非图像信号而提供给有机EL元件113。
在本实施方式中，信号输出单元12按每像素行对由信号变换单元15进行了变换的图像信号进行输出，但对显示单元21不进行经由数据线非图像信号即黑插入信号的输出。
选择晶体管112、驱动晶体管111是为了使与图像信号的电压值对应的驱动电流在有机EL元件113中流动而所需的基本电路构成要素，但本实施方式涉及的像素电路不限于上述的方式。另外，在上述的基本电路构成要素添加其他的电路构成要素的情况，也包含在本发明的实施方式涉及的像素电路中。
图7是本发明实施方式2涉及的显示装置的工作时间图。在图7中，横轴表示时间。另外，在纵向，按从上往下的顺序，示出数据线114的电压电平、配置于(n-1)行的选通线G(n-1)的电压电平、配置于(n-1)行的控制线C(n-1)的电压电平、(n-1)行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n-1)、配置于n行的选通线G(n)的电压电平、配置于n行的控制线C(n)的电压电平、n行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n)、配置于(n+1)行的选通线G(n+1)的电压电平、配置于(n+1)行的控制线C(n+1)的电压电平、(n+1)行上的有机EL元件的发光亮度水平L(n+1)的波形图。
在此，在一帧期间中，信号输出单元12按行依次向数据线114输出整个行的图像信号数据。另外，在本实施方式中，信号输出单元12对数据线114，在上述的进行了变换的图像信号以外，不输出黑插入信号(图5中相当于0％的信号)。
首先，在时刻t21，扫描单元13使选通线G(n-1)的电压电平从低变化成高，将(n-1)行的选择晶体管112设为导通状态。另外，同时地，扫描单元13使控制线C(n-1)的电压电平从低变化成高，将施加在(n-1)行的驱动晶体管111的栅电极上的偏置电压设为高状态。由此，(n-1)行的驱动晶体管111变成导通状态，使与施加于栅电极的进行了变换的图像信号的电压电平对应的驱动电流在(n-1)行的有机EL元件113中流动。此时，(n-1)行的有机EL元件113将由信号确定单元所确定的最大亮度信号进行了变换而得到的亮度作为100％进行发光。
接着，在时刻t22，扫描单元13使选通线G(n-1)的电压电平从高变化成低，将(n-1)行的选择晶体管112设为截止状态。此时，在(n-1)行的驱动晶体管111的栅电极上，保持着在时刻t21施加的电压电平。
通过上述时刻t21～t22的针对(n-1)行的工作，在(n-1)行的所有列执行预定的发光工作。
接着，扫描单元13在时刻t22～t23对选通线G(n)和控制线C(n)执行与上述时刻t21～t22的针对(n-1)的工作相同的工作。由此，在n行也执行预定的发光工作。
接着，扫描单元13在时刻t23～t24对选通线G(n+1)和控制线C(n+1)执行与上述时刻t21～t22的针对(n-1)行的工作相同的工作。由此，在(n+1)行执行预定的发光工作。
也即是，在上述的时刻t21～t24，扫描单元13与由信号输出单元12进行的变换后的图像信号的输出同步，按线依次向显示单元11输出第一扫描信号。
接着，在时刻t25，扫描单元13使控制线C(n)的电压电平从高变化成低，将施加在n行的驱动晶体管111的栅电极上的偏置电压设为低状态。由此，n行的驱动晶体管111变成截止状态，施加于栅电极的进行了变换的图像信号被变换成使之不进行按照该图像信号的发光的非图像信号而被输入至n行的有机EL元件113。此时，n行的有机EL元件113停止发光。以后，到扫描单元13在时刻t28使选通线G(n)和控制线C(n)的电压电平一同从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n)，n行的各发光像素变成黑显示。
接着，在时刻t26，扫描单元13使控制线C(n-1)和控制线C(n+1)的电压电平从高变化成低，将施加在(n-1)行和(n+1)行的驱动晶体管111的栅电极上的偏置电压设为低状态。由此，(n-1)行和(n+1)行的驱动晶体管111变成截止状态，施加于栅电极的进行了变换的图像信号被变换成使之不进行按照该图像信号的发光的非图像信号而被输入至(n-1)行和(n+1)行的有机EL元件113。此时，(n-1)行和(n+1)行的有机EL元件113停止发光。以后，关于(n-1)行的像素行，到扫描单元13在时刻t27使选通线G(n-1)和控制线C(n-1)的电压电平一同从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n-1)，(n-1)行的各发光像素变成黑显示。
另外，关于(n+1)行的像素行，在时刻t29到扫描单元13使选通线G(n+1)和控制线C(n+1)的电压电平一同从低变化成高为止的期间成为黑插入期间B(n+1)，(n+1)行的各发光像素变成黑显示。
在图7示出的工作时间图中，各行的最大亮度信号中的亮度假定为以(n-1)行、(n+1)行、n行的顺序从高变低。因此，输入给显示装置1的图像信号的变换比率(放大率)，以n行、(n+1)行、(n-1)行的顺序从大变小，黑插入期间为B(n)＞B(n+1)＞B(n-1)。
也即是，上述时刻t25～t29时的扫描单元13输出使控制线219的电位变化的第二扫描信号，将驱动晶体管111设为截止状态，使得有机EL元件不进行按照图像信号的发光的期间变成与由比例决定单元16所决定的黑插入率对应的期间。
通过上述的工作，扫描单元13并用行依次驱动和任意驱动，所述行依次驱动是经由选通线115按行依次向有机EL元件113输入变换后的图像信号，所述任意驱动是根据按每像素行决定的黑插入率，在任意的时刻经由控制线219向有机EL元件113输入不进行按照图像信号的发光的黑插入信号。
根据本实施方式，根据从扫描单元输出的第一扫描信号，按线依次向显示元件供给从信号输出单元12输出的变换后的图像信号。另一方面，根据从扫描单元13输出的第二扫描信号，使设置于各发光像素的驱动晶体管111的栅电压变化，将驱动晶体管111设为截止状态，由此，从信号输出单元12输出的图像信号被变换成不进行按照该图像信号的发光的非图像信号。按照黑插入率向显示单元11输出该向控制线219输出的第二扫描信号。由此，能够通过与驱动晶体管111连接的控制线219的电压变化来设定每线的黑插入期间。因此，不需要向数据线114交替地输出图像信号和非图像信号，信号输出单元12和扫描单元13输出的信号切换的频率不会变高，所以信号输出负荷降低。另外，非图像信号期间的设定不受在数据线输出非图像信号的定时的制约，因此能够更高精度地设定黑插入期间。
以上，基于实施方式1和实施方式2对本发明涉及显示装置进行了说明，但本发明的显示装置不受上述的实施方式1和实施方式2限定。组合实施方式1和实施方式2中的任意的构成要素而实现的其他的实施方式、对实施方式1和实施方式2在不脱离本发明的主旨的范围内实施本领域的技术人员能够想到的各种变形而得到的变形例、以及内置了本发明涉及的显示装置的各种设备也包含于本发明。
例如，在实施方式1和实施方式2中，比例决定单元16按每一像素行决定黑插入率，但也可以不是按每一像素行，而是按每块决定黑插入率。在此，所说的块由2行以上的像素行构成。进一步，显示单元在一帧期间应该显示的像素区域内，具有2个以上的块。在该情况下，也能够在显示同一帧内亮度差大的图像时，提高亮度低的块的黑插入率。由此，能够增加暗灰度等级下的灰度等级数。因此，通过按块单位细致地设定黑插入率，能够消除运动图像模糊，并且能够提高暗灰度等级下的析像度。
另外，在实施方式1和实施方式2中，比例决定单元16按每一像素行决定黑插入率，但也可以不是按每一像素行，而是按每一像素列决定黑插入率。在该情况下，作为显示装置的显示方式，不是行单位的扫描方式，而是按列单位的扫描方式为前提。
另外，在实施方式1和实施方式2中，作为不进行按照图像信号的发光的非图像信号而采用了黑数据，但该非图像信号不受最低灰度等级的图像信号数据的限制。
另外，在以上所述的实施方式中，作为在选择晶体管的栅极的电压电平为高的情况下变成导通状态的n型晶体管进行了描述，但即使是由p型晶体管形成上述元件、使扫描线的极性反转的图像显示装置，也能实现与上述的各实施方式同样的效果。
另外，例如，本发明涉及的显示装置可以内置于如图8示出的薄型平板电视内。通过内置本发明涉及的显示装置，能实现没有运动图像模糊、即使是暗灰度等级也能够进行析像度高的图像显示的薄型平板电视。
产业上的利用可能性
本发明对在帧期间内图像持续的保持型显示装置是有用的，特别是对要求高质量的运动图像的有源型有机EL平板显示器是有用的。

Claims (14)

1.一种显示装置，具备：
显示单元，其具有被配置成矩阵状、基于输入的图像信号进行发光的多个显示元件；
比例决定单元，其按所述矩阵的每一线决定使所述多个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的比例；
信号变换单元，其根据由所述比例决定单元所决定的比例，按所述每一线变换图像信号的大小；
信号输出单元，其将在所述信号变换单元进行了变换的图像信号输出给所述显示单元；以及
扫描单元，其按所述每一线向所述显示单元输出扫描信号，使得所述进行了变换的图像信号基于所述比例而被输入到所述多个显示元件的各个显示元件。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
使所述多个显示元件的各个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间是不依赖于所述图像信号、相当于最低灰度等级的信号的电信号被输入到所述多个显示元件的各个显示元件的期间。
3.根据权利要求1或者2所述的显示装置，还具备：
信号确定单元，所述信号确定单元从所述一线中的变换前的图像信号中，确定每一线的最大亮度信号，
所述比例决定单元，基于所述最大亮度信号按每一线决定所述比例。
4.根据权利要求3所述的显示装置，
由所述信号确定单元所确定的所述最大亮度信号的亮度越低，所述比例决定单元将由所述比例决定单元所决定的所述比例设得越高。
5.根据权利要求4所述的显示装置，
由所述信号确定单元所确定的一线的所述最大亮度信号的亮度越低，所述信号变换单元将图像信号变换为亮度越比所述一线的图像信号所具有的亮度高的图像信号。
6.根据权利要求5所述的显示装置，
所述信号变换单元，将由所述信号确定单元所确定的一线的所述最大亮度信号变换为最高灰度等级的信号，按与从所述最大亮度信号向所述最高灰度等级的信号的变换比率相同的比率，变换所述一线所具有的其他的图像信号。
7.根据权利要求1所述的显示装置，
所述显示元件为有机电致发光元件。
8.根据权利要求1所述的显示装置，还具备：
多条选通线，配置于所述每一线；和
多条数据线，配置于与所述多条选通线正交的方向，
在所述多条选通线的各条选通线分别与所述多条数据线的各条数据线的交点配置所述显示元件，
所述信号输出单元对所述多条数据线的各条数据线输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号，
所述扫描单元对所述多条选通线的各条选通线输出所述扫描信号。
9.根据权利要求8所述的显示装置，
所述信号输出单元，对于所述多条数据线的各条数据线，交替地向所述显示单元输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号、和非图像信号，
所述扫描单元包括：
第一扫描单元，其与由所述信号变换单元进行了变换的图像信号向所述显示单元的输出同步，按线依次输出第一扫描信号；和  
第二扫描单元，其与所述非图像信号的输出同步，输出第二扫描信号，使得对所述多个显示元件的各个显示元件输入所述非图像信号的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
10.根据权利要求9所述的显示装置，
所述显示单元包括被配置成矩阵状的多个发光像素，
所述多个发光像素各自具备：
所述显示元件；和
与所述显示元件电连接、决定所述显示元件的发光的驱动元件，
所述信号输出单元输出的所述非图像信号是将所述驱动元件和所述显示元件电切断的信号。
11.根据权利要求8所述的显示装置，
所述显示单元包括被配置成矩阵状的多个发光像素，
所述多个发光像素各自具备：
所述显示元件；
与所述显示元件电连接、决定所述显示元件的发光的驱动元件；
电容器；以及
与所述扫描单元电连接、用于控制所述电容器的第一电极的电位的控制线，
所述驱动元件是在栅电极电连接了所述电容器的第二电极的薄膜晶体管，
所述信号输出单元，对于所述多条数据线的各条数据线，向所述显示单元输出由所述信号变换单元进行了变换的图像信号，
所述扫描单元具备：
第一扫描单元，其与由所述信号变换单元进行了变换的图像信号向所述显示单元的输出同步，按线依次输出第一扫描信号；和
第二扫描单元，其输出使所述控制线的电位变化的第二扫描信号，使得通过所述控制线将所述驱动元件设为截止状态的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
12.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置具备显示单元，所述显示单元具有被配置成矩阵状、基于输入的图像信号进行发光的多个显示元件，所述驱动方法包括：
比例决定步骤，按所述矩阵的每一线决定使所述多个显示元件不进行基于所述图像信号的发光的期间在一帧期间内所占的比例；
信号变换步骤，根据通过所述比例决定步骤决定的所述比例，变换每一线的图像信号的大小；
信号输出步骤，将通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号输出给所述显示单元；
扫描步骤，按所述每一线向所述显示单元输出扫描信号，使得通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号基于所述比例而被输入到所述多个显示元件的各个显示元件。
13.根据权利要求12所述的显示装置的驱动方法，
在所述信号输出步骤中，向所述显示单元交替地输出通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号、和非图像信号，
在所述扫描步骤中，与所述进行了变换的图像信号的输出同步，按线依次向所述显示单元输出第一扫描信号，与所述非图像信号的输出同步，向所述显示单元输出第二扫描信号，使得对所述多个显示元件的各个显示元件输入所述非图像信号的期间相对于一帧期间的比例变成所述比例。
14.根据权利要求12所述的显示装置的驱动方法，
所述显示单元包括被配置成矩阵状的多个发光像素，所述多个发光像素各自具备：所述显示元件；电容器；在栅电极电连接了所述电容器的第二电极、决定所述显示元件的发光的驱动晶体管；以及用于控制所述电容器的第一电极的电位的控制线，
在所述信号输出步骤中，将通过所述信号变换步骤进行了变换的图像信号输出给所述显示单元，
在所述扫描步骤中，与所述进行了变换的图像信号的输出同步，按线依次向所述显示单元输出第一扫描信号，并且输出使所述控制线的电位变化的第二扫描信号，使得通过所述控制线将所述驱动元件设为截止状态的期间相对于一帧期间的比例变成由所述比例决定单元所决定的所述比例。
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