JP2003195816A - 有機ｅｌ表示装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光画素の駆動を入力信号レベルにかかわら
ず常に一定の条件で行うと、高輝度化、高コントラスト
化については発光素子の特性に依存する割合が大きく、
低消費電力化についても発光素子の特性に依存せざるを
得ない。 【解決手段】 発光画素が行列状に配置されてなる有機
ＥＬ表示装置において、画素領域の全画素の総電流値を
画素電流検出回路１５で検出し、その検出出力に基づい
て、映像信号処理回路１２でアナログＲＧＢ映像信号の
信号レベル、具体的にはクランプレベルとピークレベル
とを制御（ブライト型ＡＢＬ／ピーク型ＡＢＬ）するこ
とによって発光画素に流れる電流を制御するとともに、
発光時間制御回路１６によって発光画素の発光時間を制
御するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光画素の発光素
子（電気光学素子）として、有機材料のエレクトロルミ
ネッセンス(以下、有機ＥＬ(electroluminescence)と記
す)素子を用いた有機ＥＬ表示装置およびその制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットパネルディスプレイは、平面型
で奥行きがなく、軽量なディスプレイであり、今後のマ
ルチメディア時代を支えるデバイスとして期待されてい
る。フラットパネルディスプレイとしては、液晶ディス
プレイ、有機ＥＬディスプレイなどが代表的なものとし
て挙げられる。現在、フラットパネルディスプレイとし
て最も普及しているのが液晶ディスプレイである。ただ
し、この液晶ディスプレイについては、高画質化の妨げ
となる問題点がいくつか挙げられる。

【０００３】すなわち、従来の液晶ディスプレイでは、
バックライトを必要とするため、高輝度を得るにはその
発光輝度を上げる必要がある。発光輝度を上げると、表
示輝度は高くなるものの、液晶により完全に光を遮断す
ることが不可能なため、黒色の表示性能が悪化する。ま
た、液晶ディスプレイの最高輝度はバックライトにより
規定されるため、コントラストはバックライトの輝度で
必然的に決まる。したがって、ブラウン管（以下、ＣＲ
Ｔ(cathode ray tube)と記す）によるディスプレイのよ
うに、入力信号以外の方法により意図的にコントラスト
や輝度をコントロールすることは非常に困難である。

【０００４】さらに、液晶ディスプレイは、画素に書き
込まれた情報を１フィールド期間ホールドするホールド
型ディスプレイであるため、動画表示の画質という観点
からするとＣＲＴによるディスプレイに比べて大きく劣
っている。これは、ＣＲＴの表示光がインパルス的であ
るのに対して、液晶ディスプレイでは１フィールド期間
のホールドによって表示光の変化が原理的には階段状
（実際には、デバイスの応答時間の存在によって指数関
数的に変化）になり、動画を表示するとボケが知覚され
るからである。

【０００５】一方、有機ＥＬディスプレイは、その発光
画素の発光素子として、１０Ｖ以下の駆動電圧で、数１
００〜数１００００ｃｄ／ｍ²の輝度を得ることが可能
な有機ＥＬ素子を用いていることから、自発光タイプで
視野角依存性がなく、しかもコントラスト比が高く、か
つホールド型ディスプレイに比べて動画の表示性能が優
れているなどの特長を持つため、次世代のフラットパネ
ルディスプレイとして有望視されている。

【０００６】有機ＥＬディスプレイの駆動方式として
は、単純（パッシブ）マトリクス方式とアクティブマト
リクス方式とが挙げられる。ディスプレイの大型化・高
精細化を実現するには、単純マトリクス方式の場合は、
各画素の発光期間が走査線（即ち、垂直方向の画素数）
の増加によって減少するため、瞬間的に各画素の有機Ｅ
Ｌ素子が高輝度で発光することが要求される。一方、ア
クティブマトリクス方式の場合は、各画素が１フレーム
の期間に亘って発光を持続するため、ディスプレイの大
型化・高精細化が容易である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このアクティブマトリ
クス型有機ＥＬディスプレイにおいては、従来、発光画
素の駆動については入力信号（映像信号）レベルにかか
わらず常に一定の条件で行っていた。そのため、高輝度
化、高コントラスト化については有機ＥＬ素子の特性に
依存する割合が大きく、同様に低消費電力化についても
有機ＥＬ素子の特性に依存せざるを得なかった。しか
も、高輝度化のために有機ＥＬ素子に対して高い電圧を
印加したり、あるいは大きい電流を流し続けると、有機
ＥＬ素子の特性が劣化する傾向にあり、さらには消費電
力も増大するという問題が発生する。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、有機ＥＬ素子の特性
に依存することなく、高コントラスト化および低消費電
力化が可能な有機ＥＬ表示装置およびその制御方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、発光画素として有機ＥＬ素子が行列状
に配置されてなる有機ＥＬ表示装置において、発光画素
に流れる電流値を検出し、その検出した電流値に基づい
て発光画素に流れる電流を制御する構成を採っている。
好ましくは、発光画素に流れる電流の制御に加えて、検
出した電流値に基づいて発光画素の発光時間を制御する
ようにする。

【００１０】発光画素に流れる電流を制御する技術は、
ＣＲＴによる一般的なテレビジョン受像機において、過
電流保護や画質改善のために使用されているビーム電流
制御の技術である。ただし、その制御をかけ過ぎると、
黒階調あるいは白階調がつぶれてしまう。そこで、黒階
調あるいは白階調のつぶれが目立たない範囲内で発光画
素に流れる電流の制御を行う。好ましくは、その制御の
足りない分を発光時間の制御で補うようにする。この発
光時間の制御において、検出した電流値が大きいときに
は、発光画素の発光時間を短く設定することで、画面全
体の発光輝度および消費電力が抑制される。一方、検出
した電流値が小さいときには、発光画素の発光時間を長
く設定することで、高輝度化が図られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】［第１実施形態］図1は、本発明の第１実
施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成の概略を示すブロ
ック図である。図１から明らかなように、本実施形態に
係る有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬパネル１１、映像信
号処理回路１２、Ａ／Ｄ変換回路１３、駆動回路１４、
画素電流検出回路１５および発光時間制御回路１６を有
する構成となっている。

【００１３】図２に、有機ＥＬパネル１１の構成例を示
す。ここでは、図面の簡略化のために、Ｒ（赤）Ｇ
（緑）Ｂ（青）の各画素回路のうち、１色の画素回路の
みを例に採って示している。同図において、有機ＥＬパ
ネル１１は、透明ガラスなどの基板上に有機ＥＬ素子２
１を含む画素回路が行列状に多数配列された構成となっ
ている。具体的には、基板上に、透明導電膜からなる第
１の電極（例えば、陽極）が形成され、その上にさらに
正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が順
次堆積されることで有機層が形成され、この有機層上に
さらに低仕事関数の金属からなる第２の電極（例えば、
陰極）が形成されることで有機ＥＬ素子２１が形成され
ている。

【００１４】この有機ＥＬ素子２１において、第１の電
極と第２の電極との間に直流電圧を印加することによ
り、正孔が第１の電極（陽極）から正孔輸送層を経て、
電子が第２の電極（陰極）から電子輸送層を経てそれぞ
れ発光層内に注入され、この注入された正負のキャリア
によって発光層内の蛍光分子が励起状態となり、この励
起分子の緩和過程で発光が得られるようになっている。

【００１５】有機ＥＬ素子２１を含む画素回路におい
て、有機ＥＬ素子２１を駆動する能動素子として、一般
的に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;ＴＦ
Ｔ)が用いられる。画素回路は、通常、ＴＦＴを複数個
有するとともに、画素情報（輝度情報）を保持するキャ
パシタを有する構成となっている。ただし、ここでは、
図面の簡略化のために、画素回路として、有機ＥＬ素子
２１に対して直列に接続されて当該素子を駆動するため
のＴＦＴ２２のみを代表して示している。

【００１６】図２では図示を省略しているが、有機ＥＬ
パネル１１の基板上には垂直画素数に対応した本数のゲ
ート線と水平画素数に対応した本数のデータ線とがマト
リクス状に配線されており、その交差部分に有機ＥＬ素
子２１を含む画素回路が配されることになる。そして、
これら画素回路が垂直走査回路（図示せず）によって行
単位で順次選択され、その選択された１行分の画素回路
に対して図１の駆動回路１４から各列ごとにデータ線を
通して輝度情報が与えられることになる。

【００１７】選択された１行分の画素回路の各々におい
て、データ線から駆動用ＴＦＴ２２を通して輝度情報が
選択的に与えられることによって有機ＥＬ素子２１の駆
動が行われる。ここで、有機ＥＬ素子２１が例えば流れ
る電流によって輝度が変化する構成のデバイスであると
すると、有機ＥＬ素子２１に流れる電流は、駆動用ＴＦ
Ｔ２２とは別のＴＦＴ（図示せず）によって各画素の輝
度情報に応じて制御されることになる。

【００１８】有機ＥＬ素子２１の一端（本例では、カソ
ード）は全画素共通に接続され、さらに図１の画素電流
検出回路１５の入力端に接続されている。これにより、
画素電流検出回路１５には、全画素の有機ＥＬ素子２１
に流れる電流（総画素電流）が流入することになる。画
素電流検出回路１５は、全画素に流れる総画素電流を映
像信号の垂直周期、即ち１フィールド期間に亘って検出
し、かつ検出した電流値をその出力段の電流−電圧変換
回路部分にて電圧値（検出電圧）に変換して出力する。

【００１９】画素電流検出回路１５から出力される検出
電圧は、映像信号処理回路１２および発光時間制御回路
１６に供給される。映像信号処理回路１２は、入力され
る複合映像信号に対して、同期分離や色信号処理などの
各種の信号処理を行う。この映像信号処理回路１２で分
離された水平同期信号（Ｈ−ＳＹＮＣ）および垂直同期
信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）は発光時間制御回路１６に供給さ
れ、また生成されたアナログＲＧＢ映像信号はＡ／Ｄ変
換回路１３でデジタルＲＧＢ映像信号に変換されて駆動
回路１４に供給される。

【００２０】この映像信号処理回路１２はさらに、画素
電流検出回路１５から出力される検出電圧に基づいてア
ナログＲＧＢ映像信号の信号レベルを制御する処理も行
う。アナログＲＧＢ映像信号の信号レベルを制御するこ
とにより、有機ＥＬ素子２１に流れる電流が制御され
る。すなわち、画素電流検出回路１５→映像信号処理回
路１２→Ａ／Ｄ変換回路１３→駆動回路１４により、画
素電流検出回路１５が検出した電流値に基づいて有機Ｅ
Ｌ素子２１に流れる電流を制御するフィードバック制御
系が構成されている。

【００２１】ここで、映像信号の信号レベルの制御につ
いて述べる。この信号レベルの制御の技術は、ＣＲＴに
よる一般的なテレビジョン受像機において、過電流保護
や画質改善のために使用されているビーム電流制御、即
ちＡＢＬ(Automatic Brightness Limitter;自動輝度制
限)の技術である。したがって、映像信号処理回路１２
における信号レベルの制御系については、一例として、
特表２００１−５０８５５６号公報に記載された制御装
置を用いることが可能である。

【００２２】信号レベルの制御に関しては、図３に示す
１Ｈ（Ｈは水平走査期間）の複合映像信号の波形図にお
いて、クランプレベル（ペデスタルレベル）をコントロ
ールするブライト型ＡＢＬと、コントラスト（ピークレ
ベル）をコントロールするピーク型ＡＢＬとに分けられ
る。

【００２３】ブライト型ＡＢＬは、文字通りブライトネ
ス（輝度）を制御するため、クランプレベルを下げる方
向に大きく変化させると黒階調がつぶれてしまう欠点を
持っている。逆に、ピーク型ＡＢＬは、コントラストを
上げる方向に大きく変化させるとダイナミックレンジを
外れ、白階調がつぶれてしまう欠点を持っている。した
がって、アナログＲＧＢ映像信号の信号レベルを制御す
るに当たっては、ブライト型ＡＢＬとピーク型ＡＢＬと
をバランス良く用いることが重要である。

【００２４】一方、画素電流検出回路１５→発光時間制
御回路１６→駆動回路１４により、画素電流検出回路１
５が検出した電流値に基づいて有機ＥＬ素子２１の発光
時間を制御するフィードバック制御系が構成されてい
る。図４に、発光時間制御回路１６の構成の一例を示
す。本例に係る発光時間制御回路１６は、画素電流検出
回路１５から出力される検出電圧Ｖｄｅｔを基準電圧Ｖ
ｒｅｆと比較する比較器１６１と、この比較器１６１の
比較結果に基づいて有機ＥＬ素子２１の発光時間を制御
するデューティ制御回路１６２とを有する構成となって
いる。

【００２５】比較器１６１は、画素電流検出回路１５か
ら出力される検出電圧Ｖｄｅｔを基準電圧Ｖｒｅｆと比
較し、例えば、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆよ
りも高いときに高レベル、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧
Ｖｒｅｆ以下のときに低レベルの比較結果（デジタル信
号）を出力する。デューティ制御回路１６２は、比較器
１６１の比較結果が高レベルのときは有機ＥＬ素子２１
の発光時間を短く設定し、当該比較結果が低レベルのと
きは発光時間を長く設定するようにデューティ制御を行
う。

【００２６】次に、画素電流検出回路１５→発光時間制
御回路１６→駆動回路１４によるフィードバック制御系
の動作について、図５および図６の各波形図を用いて説
明する。なお、図５は、１フィールドにおける映像信号
と基準電圧Ｖｒｅｆとの関係を示す波形図である。ま
た、図６は、１フィールドにおけるデューティ制御によ
る発光期間−非発光期間の関係を示す波形図である。

【００２７】先ず、画素電流検出回路１５で全画素に流
れる電流値を１フィールド期間に亘って検出する。通
常、映像信号には垂直ブランキング区間が存在するた
め、入力信号（表示信号）と全画素に流れる電流とを比
較した場合、この垂直ブランキング区間において電流は
減少する。それ以外の部分については、入力信号および
画素の発光時間との関係に比例した出力が得られる。

【００２８】画素電流検出回路１５で検出された電流値
は、その出力段部分で電圧値に変換されて発光時間制御
回路１６に供給される。なお、画素電流検出回路１５の
出力段部分（電流−電圧変換回路部分）では、検出電圧
Ｖｄｅｔが入力信号に比例した成分と垂直ブランキング
区間の成分とを含んでいるため、それらの影響を考慮し
て電圧変換を行うようにする。

【００２９】発光時間制御回路１６（図４参照）におい
て、比較器１６１は、任意に設定した基準電圧Ｖｒｅｆ
と検出電圧Ｖｄｅｔとを比較する。この比較において、
比較器１６１は例えば、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖ
ｒｅｆよりも高いときに高レベル、検出電圧Ｖｄｅｔが
基準電圧Ｖｒｅｆ以下のときに低レベルのデジタル信号
を出力する。これにより、以降、すべてデジタル処理と
なるため、アナログ的なバラツキや偏差などを考慮する
必要はない。

【００３０】デューティ制御回路１６２は、比較器１６
１の比較結果が高レベルのとき、即ち検出電圧Ｖｄｅｔ
が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いときには、有機ＥＬ素子
２１の発光時間を短く設定することで、画面全体の発光
輝度および消費電力を抑制する。発光時間が短くなるこ
とにより、一般的な動作状態における消費電力の削減が
可能となる。

【００３１】一方、比較器１６１の比較結果が低レベル
のとき、即ち検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以下
のときには、有機ＥＬ素子２１の発光時間を長く設定す
ることで、高輝度化を図る。発光時間を長く設定するこ
とで、一般的な動作状態における最大輝度を大きくする
ことが可能となる。

【００３２】このように、有機ＥＬ素子２１を含む発光
画素が行列状に配列されてなる有機ＥＬパネル１１にお
いて、全画素の総画素電流を検出し、その検出した総画
素電流に基づく検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆと
の比較結果に応じて有機ＥＬ素子２１の発光時間を制御
するようにし、発光期間／非発光期間を適宜組み合わせ
ることにより、高コントラスト化と低消費電力化という
相反する条件を両立させることが可能となる。

【００３３】すなわち、小面積を光らせるときには、発
光期間を長く設定し、高輝度で有機ＥＬ素子２１を発光
させることにより、コントラスト感のあるインパクトの
ある画像を表示できる。また、大面積の明るい画面にお
いては、輝度を抑制することにより、画質を損なうこと
なく、有機ＥＬ素子２１の発熱や駆動電流による有機Ｅ
Ｌ素子２１の劣化を抑制することができるため、本有機
ＥＬ表示装置の長寿命化を図ることができる。

【００３４】また、発光時間制御回路１６における比較
器１６１の基準電圧Ｖｒｅｆの設定により、最大輝度と
消費電力とのどちらを重要視するかを任意に選択するこ
とができる。さらに、上記の制御においては、有機ＥＬ
素子２１の発光時間のみを制御するようにしているた
め、信号の階調表現に影響を与えることなく、入力信号
（表示信号）に応じた発光時間の最適な設定が可能とな
る。

【００３５】なお、本例に係る発光時間制御回路１６に
おいては、検出電圧Ｖｄｅｔを比較器１６１で単一の基
準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その比較結果に基づいて有機
ＥＬ素子２１の発光時間を２段階に制御するとしたが、
この２段階制御に限られるものではなく、電圧値が異な
るｎ個の基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎを用意し、こ
れらｎ個の基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎとの比較結
果に基づいて発光時間を多段階に制御する構成を採るこ
とも可能である。

【００３６】また、基準電圧Ｖｒｅｆの電圧値を可変と
し、入力信号に応じてその電圧値を切り替えるようにす
ることも可能である。一例として、テキスト表示と動画
表示とで基準電圧Ｖｒｅｆの電圧値を切り替えるように
することで、入力信号（表示する画像）に応じた最適な
表示を実現できる。

【００３７】以上説明した本実施形態に係る有機ＥＬ表
示装置において、その特徴とするところは、画素電流検
出回路１５が検出した電流値に基づいて、有機ＥＬ素子
２１に流れる電流を制御するフィードバック制御系と、
有機ＥＬ素子２１の発光時間を制御するフィードバック
制御系とを併用するようにした点にある。

【００３８】具体的には、前者のフィードバック制御系
による制御（ブライト型ＡＢＬ／ピーク型ＡＢＬ）で
は、先述したように、映像信号処理回路１２において、
アナログＲＧＢ映像信号の信号レベルをコントロールす
ることになるが、クランプレベルを下げる方向に大きく
変化させると黒階調がつぶれ、逆にコントラストを上げ
る方向に大きく変化させると白階調がつぶれてしまう。

【００３９】したがって、先ずブライト型ＡＢＬ／ピー
ク型ＡＢＬでは、黒階調がつぶれたり、白階調がつぶれ
たりする欠点が目立たない範囲内でアナログＲＧＢ映像
信号の信号レベルをコントロールする。そして、アナロ
グＲＧＢ映像信号の信号レベルのコントロールで足りな
い分を、後者のフィードバック制御系による発光時間の
制御、即ち画素電流検出回路１５が検出した電流値に基
づく有機ＥＬ素子２１の発光時間の制御を行うようにす
る。

【００４０】このように、有機ＥＬ素子２１に流れる電
流の制御と発光時間の制御とを組み合わせることによ
り、それぞれの欠点を補いつつ適正な量を制御すること
ができるため、最終的な有機ＥＬ素子２１の発光輝度の
制御幅を大きくすることができるとともに、視覚的に
も、発光画素の特性的にも最適な条件で、また寿命など
を意識した意図的な条件で有機ＥＬ素子２１を発光させ
ることができる。

【００４１】また、電流量と発光時間とを適切な範囲で
使用することができるため、動画表示に適した発光時間
と階調表現とを両立させることができる。すなわち、発
光時間を長くし過ぎると、液晶ディスプレイに代表され
るホールド型ディスプレイに比べて優れている筈の動画
の表示性能を悪化させることになる。したがって、デュ
ーティ制御の可変幅をあまり大きく設定せずに、動画表
示に適した発光時間を設定することが重要となる。具体
的には、発光時間をフィールド周波数（リフレッシュレ
ート）の１０％〜５０％の時間で制御するようにするの
が好ましい。

【００４２】また、アナログ／デジタル変換を必要とす
る回路構成においては、アナログブロックにおける制御
を大きくすると、その制御分が階調表現や色再現のロス
となってしまう。したがって、極力アナログブロックに
おける制御を少なくすることが望ましいことから、上述
した組み合わせによる制御を考慮した場合には、低階調
の表現における制御については、デジタル処理にて発光
時間を制御することによってロスなく制御を行い、高階
調においてはアナログブロックで信号レベルを制御する
ようにする。

【００４３】この場合、低階調においては発光時間を長
く、信号レベルについては最大に制御することで、階調
表現をロスすることなく、小面積の明るい部分を引き立
たせることが可能になる。逆に、明るいシーンにおいて
は発光時間を短く、また信号レベルを下げることによっ
て若干の階調表現のロスはあるものの、画面全体の輝度
を抑制することが可能である。どちらの制御において
も、発光時間の制御については、動画の表示特性を犠牲
にすることがないように、先述したように、フィールド
周波数の１０％〜５０％の時間で制御するようにする。

【００４４】［第２実施形態］図４は、本発明の第２実
施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成の概略を示すブロ
ック図であり、図中、図１および図２と同等部分には同
一符号を付して示している。

【００４５】本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、
有機ＥＬ素子１２を含む発光画素が行列状に配置されて
なる有機ＥＬパネル１１の画素領域を所定の領域単位で
分割し、その分割した領域毎に有機ＥＬ素子２１に流れ
る電流値を画素電流検出回路１５で検出し、この検出し
た領域毎の電流値に基づいて、有機ＥＬ素子２１に流れ
る電流を制御するとともに、有機ＥＬ素子２１の発光時
間を制御する構成を採っている。

【００４６】ここでは、説明の簡単化のため、８行３７
列の画素配列を例に採って説明するものとする。この８
行３７列の画素配列の画素領域において、１行毎に行単
位で領域を８分割し、その分割した領域毎に有機ＥＬ素
子２１に流れる電流値を画素電流検出回路１５で検出す
るようにしている。ここでは、８行３７列の画素配列を
例に採ったが、実際の有機ＥＬ表示装置においては、さ
らに多数の画素配列となることから、所定数の行毎に行
単位で領域を８分割することになる。ただし、分割数は
８分割に限られるものではなく、任意に設定可能であ
る。

【００４７】画素電流検出回路１５は、分割した領域毎
に検出した電流値をその出力段の電流−電圧変換回路部
分にて電圧値（検出電圧）に変換して出力する。画素電
流検出回路１５から出力される検出電圧は、映像信号処
理回路１２および発光時間制御回路１６に供給される。
その結果、画素電流検出回路１５→映像信号処理回路１
２→Ａ／Ｄ変換回路１３→駆動回路１４により、画素電
流検出回路１５が検出した電流値に基づいて有機ＥＬ素
子２１に流れる電流を制御するフィードバック制御系が
構成される。このフィードバック制御系での処理につい
ては、第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の場合と同
様である。

【００４８】また、画素電流検出回路１５→発光時間制
御回路１６→駆動回路１４により、画素電流検出回路１
５が検出した電流値に基づいて有機ＥＬ素子２１の発光
時間を制御するフィードバック制御系が構成される。こ
のフィードバック制御系での動作が、本実施形態の特徴
とする部分である。その動作について、図８および図９
の各波形図を用いて説明する。なお、図８は、１フィー
ルドにおける映像信号と基準電圧Ｖｒｅｆおよび検出デ
ータとの関係を示す波形図である。また、図９は、１フ
ィールドにおけるデューティ制御による発光期間−非発
光期間の関係を示す波形図である。

【００４９】先ず、画素領域を８分割し、その分割した
領域毎に有機ＥＬ素子２１に流れる電流値を検出すると
いうことは、１画面（１フィールド）を８分割し、画素
電流を１画面当たり８回検出することを意味している。
具体的には、画素電流検出回路１５は、図８のサンプリ
ングパルスに同期して、分割した領域毎に有機ＥＬ素子
２１に流れる電流値（画素電流）を検出する。

【００５０】以降、その検出した電流値を電圧値（検出
電圧Ｖｄｅｔ）に変換し、この検出電圧Ｖｄｅｔを、図
４の比較器１６１で基準電圧Ｖｒｅｆと比較する動作
が、分割した領域単位で順に行われる。なお、画素電流
検出回路１５および発光時間制御回路１６での処理動作
は、基本的に、第１実施形態の場合と同じである。そし
て、デューティ制御回路１６２において、比較器１６１
から順に供給される比較結果に基づいて有機ＥＬ素子２
１の発光時間の制御が行われる。

【００５１】上述したように、１画面を複数の領域に分
割し、その分割した各領域毎に画素電流を検出すること
により、１画面の全画素電流を検出するよりも検出時間
が短くなり、１画面をより細かくデューティ制御するこ
とが可能となるため、第１実施形態での発光時間制御に
係る作用効果に加えて、画面の明るさに速やかに追従す
る制御を実現できるとともに、よりダイナミックな画像
表示を実現できる、という作用効果が得られる。

【００５２】具体的な制御としては、例えば、検出した
８データすべてが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い場合、即
ち画面全体が明るい場合には、サンプリングした検出デ
ータがすべて高レベルとなる。このときは、制御ステッ
プ幅を大きくし、早く発光時間の下限値へ到達させるよ
うに制御を行う。

【００５３】ここで、制御ステップ幅について説明す
る。制御ステップ幅は、制御の分解能とも言える。垂直
走査周波数が例えば６０Ｈｚの場合、１フィールドは約
１６．６ｍｓであり、発光時間の上限と下限との差を５
０％とし、１％ステップ幅で制御とすると、全体が白の
画面から黒の画面に急に切り替わったときに制御にかか
る時間Ｔは、 Ｔ＝１６．６ｍｓ×５０＝８３０ｍｓ となる。

【００５４】本例の場合は、１画面につき８データで発
光時間の制御を行うため、発光時間の上限から下限への
制御にかかる時間は、約１００ｍｓ（≒８３０ｍｓ／
８）となる。したがって、ブラウン管のテレビジョンに
おけるビーム電流を制御することによる明るさ制御にか
かる時間がおよそ２００ｍｓであることと比較しても、
動画表示においてもまったく問題ない、即ち違和感を生
じさせないレベルにすることができる。

【００５５】本実施形態においては、発光画素が行列状
に配置されてなる画素領域を垂直方向において行単位で
分割するとしたが、垂直方向での分割に限られるもので
はなく、水平方向において列単位で分割したり、垂直お
よび水平の両方向において分割することも可能である。

【００５６】なお、上記各実施形態においては、発光画
素に流れる電流の制御と発光画素の発光時間の制御とを
併用した構成を前提として説明したが、これら制御を必
ずしも併用する必要はなく、例えば発光画素に流れる電
流の制御だけを用いる構成を採ることも可能である。こ
の場合には、発光画素に過電流が流れるのを阻止できる
ため発光画素の保護を図ることができ、加えてより優れ
た画質を得ることができる。

【００５７】また、上記各実施形態においては、ＲＧＢ
のうちの１色についての構成を例に採って説明したが、
実際には、これら各実施形態に係るフィードバック制御
系がＲＧＢの各色毎に設けられる。そして、各色毎に有
機ＥＬ素子に流れる電流値を検出し、その色毎の検出電
流値に基づいて、有機ＥＬ素子の電流および発光時間の
制御がＲＧＢ毎に行われることになる。

【００５８】これにより、ホワイトバランスに影響を与
えることなく、入力信号に応じた最適な設定が可能とな
る。ＲＧＢそれぞれの発光時間が異なる場合には、一定
の係数をかけることにより、ホワイトバランスに影響を
与えないようにすることができる。発光時間制御回路１
６においては、ＲＧＢの各色に対して別々の基準電圧を
設定するようにすることも可能である。

【００５９】また、有機ＥＬ素子に流れる電流値の検出
に当たっては、ＲＧＢの有機ＥＬ素子に流れる電流値を
各色毎に検出しても良く、またＲＧＢの有機ＥＬ素子に
流れる全画素分の総電流値を検出し、この総電流値に基
づいて有機ＥＬ素子の電流および発光時間をＲＧＢ毎に
制御するように構成することも可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光画素に流れる電流値を検出し、その検出した電流値
に基づいて発光画素に流れる電流を制御することによ
り、発光画素に過電流が流れるのを阻止できるため発光
画素の保護を図ることができ、加えてより優れた画質を
得ることができる。また、発光画素に流れる電流の制御
と発光画素の発光時間の制御とを併用することにより、
視覚的にも、発光画素の特性的にも最適な条件で、また
寿命などを意識した意図的な条件で画素を発光させるこ
とができるため、高コントラストでかつ長寿命な有機Ｅ
Ｌ表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置
の構成の概略を示すブロック図である。

【図２】有機ＥＬパネルの構成例を示す概略構成図であ
る。

【図３】１Ｈの複合映像信号の波形図である。

【図４】発光時間制御回路の構成の一例を示すブロック
図である。

【図５】第１実施形態に係る１フィールドにおける映像
信号と基準電圧Ｖｒｅｆとの関係を示す波形図である。

【図６】第１実施形態に係る１フィールドにおけるデュ
ーティ制御による発光期間−非発光期間の関係を示す波
形図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置
の構成の概略を示すブロック図である。

【図８】第２実施形態に係る１フィールドにおける映像
信号と基準電圧Ｖｒｅｆおよび検出データとの関係を示
す波形図である。

【図９】第２実施形態に係る１フィールドにおけるデュ
ーティ制御による発光期間−非発光期間の関係を示す波
形図である。

【符号の説明】

１１…有機ＥＬパネル、１２…映像信号処理回路、１４
…駆動回路、１５…画素電流検出回路、１６…発光時間
制御回路、２１…有機ＥＬ素子、２２…ＴＦＴ（薄膜ト
ランジスタ）、１６１…比較器、１６２…デューティ制
御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｅ ６４２Ｐ Ｈ０４Ｎ 5/70 Ｈ０４Ｎ 5/70 Ａ Ｂ Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ Ｆターム(参考） 3K007 AB05 AB11 AB17 DB03 GA04 5C058 AA12 BA02 BA08 BA26 BB07 BB25 5C080 AA06 BB05 CC03 DD03 DD26 EE19 EE29 FF11 GG08 JJ02 JJ04

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光画素に流れる電流値を検出する検出
   手段と、 前記検出手段が検出した電流値に基づいて前記発光画素
   に流れる電流を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする有機ＥＬ表示装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記検出手段が検出し
   た電流値に基づいて前記発光画素を駆動するアナログ映
   像信号の信号レベルを制御することを特徴とする請求項
   １記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記検出手段が検出し
   た電流値に基づいて、前記アナログ映像信号のクランプ
   レベルとピークレベルとを制御することを特徴とする請
   求項２記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記発光画素に流れる
   全画素分の総電流値を検出することを特徴とする請求項
   １記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記発光画素が行列状
   に配列されてなる画素領域を所定の領域単位で分割し、
   その分割した領域毎に前記発光画素に流れる電流値を検
   出することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装
   置。
6. 【請求項６】 発光画素に流れる電流値を検出する検出
   手段と、 前記検出手段が検出した電流値に基づいて前記発光画素
   に流れる電流を制御する第１の制御手段と、 前記検出手段が検出した電流値に基づいて前記発光画素
   の発光時間を制御する第２の制御手段とを備えたことを
   特徴とする有機ＥＬ表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１の制御手段は、前記検出手段が
   検出した電流値に基づいて前記発光画素を駆動するアナ
   ログ映像信号の信号レベルを制御することを特徴とする
   請求項６記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 【請求項８】 前記第１の制御手段は、前記検出手段が
   検出した電流値に基づいて、前記アナログ映像信号のク
   ランプレベルとピークレベルとを制御することを特徴と
   する請求項７記載の有機ＥＬ表示装置。
9. 【請求項９】 前記第２の制御手段は、前記検出手段が
   検出した電流値を基準値と比較する比較手段を有し、そ
   の比較手段の比較結果に基づいて前記発光画素の発光時
   間を制御することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ
   表示装置。
10. 【請求項１０】 前記検出手段は、前記発光画素に流れ
    る全画素分の総電流値を検出することを特徴とする請求
    項６記載の有機ＥＬ表示装置。
11. 【請求項１１】 前記検出手段は、前記発光画素が行列
    状に配列されてなる画素領域を所定の領域単位で分割
    し、その分割した領域毎に前記発光画素に流れる電流値
    を検出することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ表
    示装置。
12. 【請求項１２】 発光画素に流れる電流値を検出し、 その検出電流値に基づいて前記発光画素に流れる電流を
    制御することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の制御方
    法。
13. 【請求項１３】 前記検出電流値に基づいて前記発光画
    素を駆動するアナログ映像信号の信号レベルを制御する
    ことを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ表示装置の
    制御方法。
14. 【請求項１４】 前記検出電流値に基づいて前記アナロ
    グ映像信号のクランプレベルとピークレベルとを制御す
    ることを特徴とする請求項１３記載の有機ＥＬ表示装置
    の制御方法。
15. 【請求項１５】 前記発光画素に流れる電流値の検出に
    当たって、前記発光画素に流れる全画素分の総電流値を
    検出することを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ表
    示装置の制御方法。
16. 【請求項１６】 前記発光画素に流れる電流値の検出に
    当たって、前記発光画素が行列状に配列されてなる画素
    領域を所定の領域単位で分割し、その分割した領域毎に
    前記発光画素に流れる電流値を検出することを特徴とす
    る請求項１２記載の有機ＥＬ表示装置の制御方法。
17. 【請求項１７】 発光画素に流れる電流値を検出し、そ
    の検出電流値に基づいて前記発光画素に流れる電流を制
    御するとともに、前記発光画素の発光時間を制御するこ
    とを特徴とする有機ＥＬ表示装置の制御方法。
18. 【請求項１８】 前記検出電流値に基づいて前記発光画
    素を駆動するアナログ映像信号の信号レベルを制御する
    ことを特徴とする請求項１７記載の有機ＥＬ表示装置の
    制御方法。
19. 【請求項１９】 前記検出電流値に基づいて前記アナロ
    グ映像信号のクランプレベルとピークレベルとを制御す
    ることを特徴とする請求項１８記載の有機ＥＬ表示装置
    の制御方法。
20. 【請求項２０】 前記検出電流値を基準値と比較し、そ
    の比較結果に基づいて前記発光画素の発光時間を制御す
    ることを特徴とする請求項１７記載の有機ＥＬ表示装置
    の制御方法。
21. 【請求項２１】 前記発光画素に流れる電流値の検出に
    当たって、前記発光画素に流れる全画素分の総電流値を
    検出することを特徴とする請求項１７記載の有機ＥＬ表
    示装置の制御方法。
22. 【請求項２２】 前記発光画素に流れる電流値の検出に
    当たって、前記発光画素が行列状に配列されてなる画素
    領域を所定の領域単位で分割し、その分割した領域毎に
    前記発光画素に流れる電流値を検出することを特徴とす
    る請求項１７記載の有機ＥＬ表示装置の制御方法。