JP2004341263A - 自発光素子表示方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、自発光素子ディスプレイの画素制御方式において、動画ぼけを解消するとともに入力表示データのタイミングに関係なく、点燈期間の制御を行うことを課題とする。
【解決手段】本発明は、複数の自発行素子がマトリックス状に配置された自発光素子ディスプレイ20と、自発光素子を駆動するための駆動電圧を生成するための駆動電圧生成手段10と、該駆動電圧と三角波信号を切替、データ線へ出力するデータ線分割切替手段12と、駆動すべき自発光素子を選択するための書込み走査線駆動手段14と、画素の点燈タイミングを制御するための画素点燈制御線駆動手段18とを、奇数画素、偶数画素別に備える。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明は、複数の自発行素子がマトリックス状に配置された自発光素子ディスプレイ20と、自発光素子を駆動するための駆動電圧を生成するための駆動電圧生成手段10と、該駆動電圧と三角波信号を切替、データ線へ出力するデータ線分割切替手段12と、駆動すべき自発光素子を選択するための書込み走査線駆動手段14と、画素の点燈タイミングを制御するための画素点燈制御線駆動手段18とを、奇数画素、偶数画素別に備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示素子に印加する電流量、あるいは発光時間に応じて輝度を制御可能な表示装置に係り、特に、表示素子として発光ダイオード(LED)や有機EL(Electro Luminescence)等に代表される自発光素子を有する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−219146号公報に、自発光素子である有機EL素子を駆動する駆動トランジスタの特性ばらつき補償方法が開示されている。
【0003】
また、表示装置の標準化団体であるVESA(Video Electronics Standards Association)における表示データのタイミング仕様、「VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing Version 1.0, Revision 0.8」によると、表示データが転送される表示有効ライン数に対して、表示データが転送されないライン数、いわゆる「垂直帰線期間」は、解像度に関わらず1フレーム期間内の概ね5%程度となっていることが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−219146号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開平11−219146号公報では、有機EL素子表示装置において、駆動トランジスタの特性ばらつきを補償し、輝度むらの発生を軽減している。しかしながら本従来例では、良好な動画表示特性を実現することに関しては考慮されていない。有機EL素子の発光は、データの書込みから、次のフレームの書込みまで、ほぼ1フレームの期間継続されることとなる。しかしこのような画像の表示方法に対しては、視覚特性上の残像効果によっていわゆる「動画ぼけ」現象が生じるおそれがある。
【0006】
また、上記課題の解決のため、本発明に示すように、データ書込み期間と発光期間を切り替えることにより動画ぼけを解消する場合、データ書込み終了まで発光できないこととなり、「VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing Version 1.0, Revision 0.8」記載のタイミング仕様の場合、発光期間は1フレーム期間の5%程度しか確保できないこととなる。
【0007】
本発明の目的は、入力データの表示データ有効期間と、垂直帰線期間の比率に関わらず、自発光素子の発光期間を大きくし、発光電流を増加することなく発光輝度を高くする装置及び方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記、動画ぼけの課題は、発光手段を有する複数の画素により構成された表示部と、画素領域にアナログ表示信号を入力するための信号線と、信号線を介して該画素に入力されたアナログ表示信号を基に、上記発光手段を駆動するための発光駆動手段を有する画像表示装置において、各画素における発光駆動手段と発光手段との間に、発光手段の点点燈ないし非点燈を制御するための発光制御スイッチ手段を設けることによって解決する。
【0009】
また、発光期間確保の課題は、表示画面内の画素を奇数カラムの画素と偶数カラムの画素に分割し、奇数カラム画素書込み時、偶数カラム画素は書き込まず、奇数カラム画素書込み後、奇数カラム画素を発光状態としている間、偶数カラム画素に書込みを行うよう、上記発光制御スイッチを制御することによって解決する。あるいは、表示データを1画面分格納する画面格納手段を設け、該画面格納手段の読出し時に、垂直帰線を付加することにより解決する。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施形態である自発光素子表示装置の例である。図1において、1は垂直同期信号、2は水平同期信号、3はデータイネーブル信号、4は表示データ(動画でも静止画でも良い)、5は同期クロックである。垂直同期信号1は表示一画面周期(1フレーム周期)の信号、水平同期信号2は一水平周期の信号、データイネーブル信号3は表示データ4が有効である期間(表示有効期間)を示す信号で、全ての信号が同期クロック5に同期して入力される。本実施形態では、これら表示データが、一画面分が左上端の画素から順次ラスタスキャン形式で転送され、1画素分の情報は6ビットの階調データからなるものとして以下説明する。6は表示制御部、7はデータ線制御信号、8は分割点燈制御信号、9は走査線制御信号である。表示制御部6は垂直同期信号1、水平同期信号2、データイネーブル信号3、表示データ4、同期クロックから、データ線制御信号7、分割点燈制御信号8、走査線制御信号9を生成する。10はデータ線駆動手段、11は階調電圧信号、12はデータ線分割切替手段、13はデータ線駆動信号、14は書込み走査線駆動手段、15は書込み制御信号、16は駆動電圧生成手段、17は自発光素子駆動電圧、18は画素点燈制御線駆動手段、19は画素点燈制御信号、20は自発光素子ディスプレイである。自発光素子ディスプレイ20とは、表示素子として発光ダイオードや有機EL等を用いたディスプレイをいう。自発光素子ディスプレイ20は、マトリクス状に配置された複数の自発光素子(画素部)を有する。書込み走査線駆動手段14は、走査線制御信号8に従って、画素へのデータ書込み走査のタイミングを制御するよう、書込み制御信号15を出力する。画素点燈制御線駆動手段18は、走査線制御信号8に従って、画素へのデータ書込み時と、書込み終了後の発光タイミングを制御するよう、画素点燈制御信号19を出力する。駆動電圧生成手段16は、自発光素子を駆動する電圧を自発光素子駆動電圧17として供給する。自発光素子ディスプレイ20への表示動作は、書込み走査線駆動手段14から出力される書込み制御信号15によって選択された画素に、データ線分割切替手段12から切替出力される階調電圧信号11が書き込まれた信号電圧と、データ線分割切替手段12から切替出力される分割発光制御信号8のなかの三角波の印加と、画素点燈制御線駆動手段18から出力される画素点燈制御信号19によって動作する。なお、書込み走査線駆動手段14と画素点燈制御線駆動手段18は、一つ、あるいは別々のLSIで実現してもよいし、画素部と同一のガラス基板上に形成してもよい。自発光素子ディスプレイ20は、自発光素子に流れる電流量と、自発光素子の点燈時間によって、自発光素子が発光する輝度を調整することが可能である。自発光素子に流れる電流量が大きいほど自発光素子の輝度が高くなる。自発光素子の点燈時間が長くなるほど自発光素子の輝度が高くなる。本実施形態では、自発光素子ディスプレイ20は240×320画素の解像度を持つものとして以下説明する。
【0012】
図2は図1記載のデータ線分割切替手段12の内部構成の一実施形態である。図2において、21は三角波信号、22は奇数画素データ線切替信号、23は偶数画素データ線切替信号、24はデータ線駆動手段第1出力、25はデータ線駆動手段第2出力、26はデータ線駆動手段第3出力、27はデータ線駆動手段第4出力、28はデータ線駆動手段第5出力、29はデータ線駆動手段第6出力、30はデータ線駆動手段第719出力、31はデータ線駆動手段第720出力、32は奇数画素データ線切替スイッチ群、33は偶数画素データ線切替スイッチ群、34は第1データ線、35は第2データ線、36は第3データ線、37は第4データ線、38は第5データ線、39は第6データ線、40は第719データ線、41は第720データ線であり、データ線駆動手段出力、およびデータ線に関しては、第7から第718を図中では省略しているが、水平方向240画素解像度に対して、Red(R)、Green(G)、Blue(B)によるカラー表示のため、3倍の720本のデータ線駆動手段出力、およびデータ線を持つ。奇数画素データ線切替スイッチ群32は、奇数画素データ線切替信号22に従って、データ線駆動手段第1出力24と三角波信号21、データ線駆動手段第3出力26と三角波信号21、データ線駆動手段第5出力28と三角波信号21、データ線駆動手段第719出力30と三角波信号21、を各々切り替えて出力し、偶数画素データ線切替スイッチ群33は、偶数画素データ線切替信号23に従って、データ線駆動手段第2出力25と三角波信号21、データ線駆動手段第4出力27と三角波信号21、データ線駆動手段第6出力29と三角波信号21、データ線駆動手段第720出力31と三角波信号21、を各々切り替えて出力する。
【0013】
図3は図1記載の自発光素子ディスプレイ20の画素構成の一実施形態である。図3において、42が1画素、43が水平方向画素、44が垂直方向画素であり、R、G、Bの3ドットで1画素42を構成し、水平方向画素43は240×3の720ドット、垂直方向画素44は320ドットで構成される。また、前述の奇数画素、偶数画素の定義は、本実施形態では、図中網掛けで示すように、1ドットおきの垂直ラインとして分割することとして以下説明する。
【0014】
図4は図1記載の自発光素子ディスプレイ20の内部構成の一実施形態である。自発光素子として、有機EL素子を用いた場合の例を示す。図4において、45は奇数画素第1点燈制御線、46は奇数画素第320点燈制御線、47は偶数画素第1点燈制御線、48は偶数画素第320点燈制御線、49は奇数画素第1書込み制御線、50は奇数画素第320書込み制御線、51は偶数画素第1書込み制御線、52は偶数画素第320書込み制御線、53は第1列有機EL駆動電圧供給線、54は第2列有機EL駆動電圧供給線、55は第1行第1列画素、56は第1行第2列画素、57は第320行第1列画素、58は第320行第2列画素である。各々の走査線、および各々の書込み制御線によって選択される行の画素に、各々のデータ線を介して信号電圧、あるいは三角波を供給し、信号電圧と三角波に従って各列有機EL駆動電圧供給線から供給される有機EL駆動電圧によって点燈する画素の点燈時間を制御する。ここでは、画素の内部の構成を第1行第1列画素55と第1行第2列画素56にのみ示しているが、第320行第1列画素57、第320行第2列画素58についても同様の構成である。59は第1行第1列画素駆動部、60は第1行第1列書込み容量、61は第1行第1列駆動インバータ、62は第1行第1列書込み制御スイッチ、63は第1行第1列点燈制御スイッチ、64は第1行第1列有機ELである。第1行第1列画素駆動部59は、信号電圧に対応して第1行第1列有機EL64の点燈時間を制御するためのものである。第1行第1列書込み制御スイッチ62を、奇数画素第1書込み制御線49によってオン状態とし、第1行第1列書込み制御スイッチ62がオン状態となると、第1行第1列駆動インバータ61の入出力が短絡されることとなり、インバータを形成するトランジスタの特性に従った基準電圧が設定され、この基準電圧を基準として、第1データ線34からの信号電圧を、第1行第1列書込み容量60に蓄積する。第1行第1列駆動インバータ61は、書き込み後に入力される三角波が、第1行第1列書込み容量60に蓄積された信号電圧より高いときは第1行第1列有機EL64をオフ状態とし、書き込み後に入力される三角波が、第1行第1列書込み容量60に蓄積された信号電圧より低いときは第1行第1列有機EL64をオン状態とするとともに、第1行第1列点燈制御スイッチ63を、奇数画素第1点燈制御線45によってオン状態とすることによって、信号電圧に従った第1行第1列有機EL64の点燈時間制御を行う。65は第1行第2列画素駆動部、66は第1行第2列書込み容量、67は第1行第2列駆動インバータ、68は第1行第2列書込み制御スイッチ、69は第1行第2列点燈制御スイッチ、70は第1行第2列有機ELである。第1行第2列画素駆動部65は、第1行第1列画素駆動部59と同様、信号電圧に対応して第1行第2列有機EL70の点燈時間を制御するためのものである。第1行第2列書込み制御スイッチ68を、偶数画素第1書込み制御線51によってオン状態とすることと、第1行第2列点燈制御スイッチ69を、偶数画素第1点燈制御線47によってオン状態とすること以外は、第1行第1列画素駆動部59と同様の動作で、信号電圧に従った第1行第2列有機EL70の点燈時間制御を行う。また、先に説明したとおり、自発光素子ディスプレイ20の画素数は、240×320画素となっているため、奇数画素書込み制御線は、水平方向の線が、垂直方向に奇数画素第1書込み制御線49から奇数画素第320書込み制御線50まで320本、偶数画素書込み制御線は、偶数画素第1書込み制御線51から偶数画素第320書込み制御線52まで320本並び、奇数画素点燈制御線も同様に、水平方向の線が、垂直方向に奇数画素第1点燈制御線45から奇数画素第320点燈制御線46まで320本、偶数画素点燈制御線は、偶数画素第1点燈制御線47から偶数画素第320点燈制御線48まで320本並んでいるものとして、以下説明する。さらに、有機EL駆動電圧供給線は、自発光素子ディスプレイ20の下側に配置する。有機EL駆動電圧供給線には、垂直方向(列方向)の線(例えば、第1列有機EL駆動電圧供給線53や第2列有機EL駆動電圧供給線54)が、水平方向(行方向)にデータ線と同様の720本接続されるものとして、以下説明する。
【0015】
図5は図4記載の第1行第1列駆動インバータ61における信号電圧の基準電圧設定を示した図である。図5において、71は第1行第1列駆動インバータ61の入出力特性、72は入出力短絡条件、73は第1行第1列駆動インバータ61の信号電圧書込み基準電位である。第1行第1列駆動トランジスタ61は、データ書き込み時に入出力が短絡されるため、入力、出力の電位が、入出力特性71とVin=Voutの直線で示す入出力短絡条件72の交点である信号電圧書込み基準電位73となる。信号電圧の書き込みはこの信号電圧書込み基準電圧73を基準として行われる。第1行第2列駆動インバータ67、ならびにその他の画素駆動部の駆動インバータに関しても、各々のインバータを構成するトランジスタに従った同様の動作となる。
【0016】
図6は図4記載の第1行第1列画素駆動部59における、信号電圧書込みと三角波による点燈時間の制御の動作を示した図である。図6において、74は書込み制御パルス、75は画素点燈制御パルス、76は駆動インバータ入力、77は駆動インバータ閾値電圧、78は1ライン分データ書込み期間、79はデータ書込み期間、80は三角波期間、81は非点燈期間、82は点燈期間、83は1フレーム期間である。書込み制御パルス74は、図4における第1行第1列書込み制御スイッチ62をオン状態とし、図5における信号電圧書込み基準電圧73を設定する。同時に点燈制御パルス75が、図4における第1行第1列点燈制御スイッチ63をオン状態とし、信号電圧書込み基準電圧73を基準として、信号電圧をデータ線入力34を介して第1行第1列書込み容量60に書き込むことにより、書き込まれた電位Vsigが、第1行第1列駆動インバータ61の閾値電圧である駆動インバータ閾値電圧77となる。駆動インバータ入力76は、ここでは第1行第1列駆動インバータ61の入力波形を示しており、1ライン分データ書込み期間78の期間内で、同一制御線上の他の駆動インバータにも、その位置の表示データに従った信号電圧が入力されている。データ書込み期間79の期間内で他の期間は、その他の制御線の信号電圧が書き込まれていることとなる。データ書込み期間79の終了後、三角波期間80に、駆動インバータ入力76を三角波とすることにより、三角波のレベルが駆動インバータ閾値電圧77を上回る期間では、第1行第1列駆動インバータ61の出力は“0”、三角波のレベルが駆動インバータ閾値電圧77を下回る期間では、第1行第1列駆動インバータ61の出力は“1”となる。したがって、非点燈期間81では、第1行第1列有機EL64への電源供給は“オフ状態”となり、点燈期間52では、有機EL40への電源供給は“オン状態”となると同時に、点燈制御パルス75が、図4における第1行第1列点燈制御スイッチ63を、信号電圧の書込み終了後にオン状態としていることにより、信号電圧に従った点燈期間、点燈動作が行われることとなる。また、以上のデータ入力と三角波入力は、一定の周期で行われることとし、本実施形態では、60[Hz]の周波数となる1フレーム期間83の期間内で行われるものとして、以下説明する。
【0017】
図7は図6記載の点燈時間制御動作を、分割なしで奇数画素、偶数画素の区別なく行った場合の動作を示す図である。図7において、84は入力データ波形、85はデータ有効期間、86は垂直帰線期間であり、入力データ波形84はデータ有効期間85内で表示データを入力することを示している。本実施形態では、従来技術で記載した「帰線期間5%」から、240×320画素の解像度に対する垂直帰線期間86を垂直方向16画素分(以下16ライン分と呼ぶ)として、以下説明する。87は階調信号波形、88は第1書込み制御線パルス、89は第2書込み制御線パルス、90は第320書込み制御線パルスであり、第1書込み制御線パルス88から第320書込み制御線パルス90は、奇数画素第1書込み制御線49から奇数画素第320書込み制御線50まで、順次1ラインずつ選択するよう、“1”を出力する。偶数画素第1書込み制御線51から偶数画素第320書込み制御線52までも同様の動作である。91は第1点燈制御線パルス、92は第2点燈制御線パルス、93は第320点燈制御線パルスであり、第1点燈制御線パルス91から第320点燈制御線パルス93は、データ書込み時に同一ライン上の画素を点燈状態にするよう、書込み制御線パルスと同様に順次1ラインずつ選択するよう“1”を出力するとともに、全ラインの書込み終了後に表示画面上の全画素を点燈状態とするよう、すべての点燈制御パルスを“1”とする。ここでも、奇数画素、偶数画素の制御は同様である。94は三角波波形、95はデータ線切替パルス、96はデータ線駆動信号波形であり、三角波波形94は、データ有効期間85で表示データを全ライン分転送した後、垂直帰線期間86に階調電圧の最大値から最小値へと変化し、再び最大値へと戻る三角波である。データ線駆動信号波形96は、データ線切替パルス95に従って、階調信号波形87と三角波波形94を切り替えて出力する。ここでは、データ線切替パルス95は垂直帰線期間86において“1”となり、データ線駆動信号波形96はデータ線切替パルス95が“0”のときに階調信号波形87を、“1”のとき三角波波形94を出力するものとして、以下説明する。
【0018】
図8は図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図4記載の自発光ディスプレイ20の動作を示す図である。図8において、97は奇数画素第1書込み制御線パルス波形、98は奇数画素第2書込み制御線パルス波形、99は奇数画素第320書込み制御線パルス波形、100は偶数画素第1書込み制御線パルス波形、101は偶数画素第2書込み制御線パルス波形、102は偶数画素第320書込み制御線パルス波形である。奇数画素第1書込み制御線パルス波形97から奇数画素第320書込み制御線パルス波形99は、あるフレームにおいては1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力するが、その次のフレームでは奇数画素書込み制御線も選択しないよう“0”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。偶数画素第1書込み制御線パルス波形100から偶数画素第320書込み制御線パルス波形102は、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されているフレームにおいては、どの偶数画素書込み制御線も選択しないよう“0”を出力し、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されていないフレームにおいては、1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。103は奇数画素第1点燈制御線パルス波形、104は奇数画素第2点燈制御線パルス波形、105は奇数画素第320点燈制御線パルス波形、106は偶数画素第1点燈制御線パルス波形、107は偶数画素第2点燈制御線パルス波形、108は偶数画素第320点燈制御線パルス波形である。奇数画素第1点燈制御線パルス波形103から奇数画素第320点燈制御線パルス波形105は、あるフレームにおいては1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力するとともに、その次のフレームでは、すべての奇数画素を点燈状態とするよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。偶数画素第1点燈制御線パルス波形106から偶数画素第320点燈制御線パルス波形108は、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されているフレームにおいては、すべての偶数画素を点燈状態とするよう“1”を出力するとともに、奇数画素書込み制御線パルス波形がすべての奇数画素を点燈するよう“1”となっているフレームにおいては、1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。
【0019】
図9は図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図2記載のデータ線分割切替手段12の動作を示す図である。図9において、109は偶奇分割三角波波形、110は奇数画素データ線切替信号波形、111は偶数画素データ線切替信号波形、112は奇数画素データ線信号波形、113は偶数画素データ線信号波形、114は奇数画素データ書込み期間、115は奇数画素三角波期間、116は偶数画素データ書込み期間、117は偶数画素三角波期間である。偶奇分割三角波波形109は、1フレーム内で、階調信号の最大レベルから最小レベル一旦下がった後、最大レベルに戻る波形であり、本実施例では、各フレームのデータ有効期間85の間に最大→最小→最大と遷移する三角波である。奇数画素データ線切替信号波形110は図8で奇数画素書込み制御線パルス波形97から99が出力されている期間で“0”、奇数画素点燈制御線パルス波形103から105が全画面で“1”となっている期間で“1”とする。偶数画素データ線切替信号波形111は図8で偶数画素書込み制御線パルス波形100から102が出力されている期間で“0”、偶数画素点燈制御線パルス波形106から108が全画面で“1”となっている期間で“1”とする。奇数画素データ線信号波形112は、奇数画素データ線切替信号波形110に従って、奇数画素データ線切替信号波形110が“0”のときは書込みデータ波形87を、“1”のときは偶奇分割三角波波形109を、選択出力する。偶数画素データ線信号波形113は、偶数画素データ線切替信号波形111に従って、偶数画素データ線切替信号波形111が“0”のときは書込みデータ波形87を、“1”のときは偶奇分割三角波波形109を、選択出力する。奇数画素データ書込み期間114は入力データ4のデータ有効期間85と等しい320ライン分、奇数画素三角波期間115は入力データ4の2フレーム期間中のデータ有効期間85と垂直帰線期間86の2回分を合わせた352ライン分となる。偶数画素データ書込み期間116も、奇数画素と同様に、入力データ4のデータ有効期間85と等しい320ライン分、偶数画素三角波期間117は入力データ4の2フレーム期間中のデータ有効期間85と垂直帰線期間86の2回分を合わせた352ライン分となる。
【0020】
図10は図8、9記載の点燈時間制御動作を行った場合の、画素の点燈状態を示す図である。図10において、118は奇数画素点燈状態、119は偶数画素点燈状態、120は画素点燈輝度レベル、121は画素非点燈輝度レベル、122は偶数画素白表示時点燈期間、123は奇数画素白表示時点燈期間であり、奇数画素点燈状態118は、1フレームごとに画素点燈輝度レベル120と画素非点燈輝度レベル121を繰り返し、偶数画素点燈状態119は、奇数画素点燈状態118とは異なるフレームで画素点燈輝度レベル120と画素非点燈輝度レベル121を繰り返している。
【0021】
以下、図1〜10を用いて、本実施形態における自発光素子の点燈時間制御について説明する。
【0022】
まず、図1を用いて、表示データの流れを説明する。
【0023】
図1で、表示制御部6は、垂直同期信号1、水平同期信号2、データイネーブル信号3、表示データ4、同期クロック5に従って、データ線駆動信号7、分割点燈制御信号8、走査線制御信号9を生成する。データ線駆動手段10は、従来と同様の動作であり、6ビットの階調情報を含むデータ線駆動信号7を1ライン分(複数ライン分でもよい)ラッチし、自発光素子ディスプレイ20の画素を表示するための信号電圧に変換する。データ線分割切替手段12は、分割点燈制御信号8に従って、自発光素子ディスプレイ20の画素を表示するための信号電圧である階調電圧信号11と、後に示す三角波波形とを切り替えて、データ線駆動信号13として、自発光ディスプレイ20へ出力する。詳細は後で説明する。書込み走査線駆動手段14は、自発光素子ディスプレイ20の書込み制御線を順次選択するよう、書込み信号15を出力する。駆動電圧生成手段16は、有機ELを点燈するための駆動電圧を生成するための基準となる自発光素子駆動電圧17を生成する。画素点燈制御線駆動手段18は、自発光素子ディスプレイ20の画素内に設けた点燈制御スイッチを、走査線ごとに制御するための画素点燈制御信号19を生成する。詳細は後で説明する。最後に、自発光素子ディスプレイ20において、走査線駆動信号17、データ書込み制御信号21によって選択された走査線上の画素が、データ線駆動信号15の信号電圧と三角波信号、および有機EL駆動電圧19に従って点燈する。詳細は後で説明する。
【0024】
図2から6を用いて、図1記載の自発光ディスプレイ20の点燈動作の詳細について説明する。
【0025】
図2で、奇数画素データ線切替スイッチ群32は、奇数画素に接続される第1データ線34、第3データ線36、第5データ線38から、第719データ線40までに接続され、奇数画素データ線切替信号22に従って、各々データ線駆動手段10の出力の奇数画素へ出力されるデータ線駆動手段第1出力24、データ線駆動手段第3出力26、データ線駆動手段第5出力28から、データ線駆動手段第719出力30と、三角波信号21とを、切り替えて出力する。詳細は後で説明する。
【0026】
図3で、本実施例では、奇数画素は網掛けを施したドットを示している。本実施形態では、R、G、B別々のドット毎に偶数、奇数を分割しているが、R、G、Bを1画素として考え、奇数、偶数画素をRGBを1画素単位として考えてもよい。
【0027】
図4で、奇数画素第1書込み制御線49を介して第1行第1列書込み制御スイッチ62をオン状態とすると、第1行第1列駆動インバータ61の入出力が短絡されるため、図5に示す特性に従って、信号電圧書込み基準電位73が、第1行第1列駆動インバータ61の入出力電位差の中間電位となる。このとき、奇数画素第1点燈制御線45を介して、点燈制御線選択電圧が供給されると、第1行第1列点燈制御スイッチ63がオン状態となり、第1データ線34を介してデータの信号電圧を、信号電圧書込み基準電位73を基準として第1行第1列書込み容量60に蓄積し、図6に示す駆動インバータ閾値電圧77となる。図4で、第1行第1列駆動インバータ61は、入力電圧が閾値電圧を上回っている場合は“0”を出力、下回っている場合には“1”を出力する。したがって、第1データ線34を介して三角波21を階調電圧信号11から切り替えて入力することにより、第1行第1列駆動インバータ61は、図6に示すように、三角波21の電圧レベルが駆動インバータ閾値電圧77を上回る非点燈期間81では“0”を出力し、下回る点燈期間82では“1”となる。図4で、第1行第1列有機EL64は、第1行第1列駆動インバータ61の出力が“0”のときはオフ状態、“1”で、かつ第1行第1列点燈制御スイッチ63がオン状態のとき、オン状態となり、有機EL駆動電圧17に従って駆動電流が流れることにより点燈する。以上のように、点燈、非点燈を信号電圧に従った時間制御を行うことにより、階調表示行う。ここで、第1行第1列駆動インバータ61は論理回路記号で記述しているが、一般的にCMOSトランジスタで構成される。ただし、図5に示す特性を持つインバータであれば、構成は問わない。第1行第2列画素56の内部回路も同様の動作である。
【0028】
図7から10を用いて、本発明の点燈時間制御動作の詳細について説明する。
【0029】
図7で、階調信号11は、入力データ4と同様のデータ有効期間85と、垂直帰線期間86を持ち、1ライン分のデータを順次出力する。これは、本実施形態が、フレームメモリ等の画面格納手段を持たず、データ線駆動手段10が、従来と同様に、1ライン分のデータをラッチし、順次出力しているためである。これに対し、書込み制御線信号15は、データに合わせて1ラインずつ書込み制御線を順次選択するよう選択パルスを出力する。点燈制御信号19も同様に選択パルスを出力するとともに、データ書込み後に点燈状態とするため、全制御線同時にパルスを出力している。したがって、この書込み終了後のパルス出力時が三角波期間80となり、本実施形態では垂直帰線期間86である16ライン分となる。つまり、従来の入力データタイミング仕様の場合、点燈期間は最長でも16ライン分ということになる。
【0030】
図8で、奇数画素書込み制御線パルスは、あるフレームでは図7と同様に、1ラインずつ順次選択パルスを出力するが、次のフレームでは、選択パルスを一切出力しない。逆に、偶数画素書込み制御線パルスは奇数画素書込み制御線パルスが出力されているフレームでは、選択パルスを出力せず、奇数画素書込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームでは、1ラインずつ順次選択パルスを出力する。したがって、書込み動作としては、奇数画素と、偶数画素をフレーム交互に行っていることとなる。合わせて、奇数画素点燈制御線パルス、偶数画素点燈制御線パルスは、各々、書込み制御線パルスが選択パルスを出力しているフレームでは、同様に1ラインずつ順次選択パルスを出力し、書込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームでは、全画素点燈制御線にパルスを出力する。
【0031】
図9で、三角波21は、データ有効期間85の間に最大値→最小値→最大値と遷移する三角波であり、奇数画素データ線切替信号22、偶数画素データ線切替信号23が“1”のときデータ線信号として出力される。データ切替信号は各々、図8で書き込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームで“1”となるため、2フレームのうち1フレームを三角波期間とすることが可能となる。したがって、本実施形態では、352ライン分を最長の点燈期間とすることができる。
【0032】
図10で、本実施形態では、奇数画素点燈状態118と、偶数画素点燈状態119は、入力データ4の垂直帰線期間86に比べて長くなっており、かつ、1フレーム交互に点燈、非点燈を繰り返すことを示している。
【0033】
波信号66、および三角波切替信号67を生成する。ここで、本実施形態では、三角波信号をデジタル的にカウンタ出力から生成したが、帰線期間内に増減する信号であれば、生成するための構成は限定するものではない。また、本実施形態では、帰線期間のデータ駆動信号を三角波として説明したが、三角波の代わりに、任意の定電圧レベルを出力することにより、帰線期間においてプリチャージが必要な駆動方法に対しても適用可能である。
【0034】
以上、本実施形態では、画素の分割方法を、奇数画素と、偶数画素で分割しているが、画面の左右、上下といった2分割でもよいし、さらに分割数は2に限定されるものではなく、RGBごとに3分割してもよい。また、データ線駆動手段10を従来と同様の動作としているが、書込み動作が奇数画素と偶数画素に分割されていることから、データ線駆動手段10の動作をそれに合わせて、データを分割して出力することとしてもよい。
【0035】
上記本発明の第1の実施形態によれば、書込み期間と点燈期間が分割されることとなり、動画ぼけを防ぐことができるとともに、入力データに垂直帰線期間が従来のように短い場合でも、データ書込み後の点燈期間を長く取ることが可能となり、有機EL素子に点燈のために流す電流量を抑制することができる。これにより、低消費電力、超寿命化といった効果も奏する。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
図11は本発明の第2の実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【0037】
図11において、1は垂直同期信号、2は水平同期信号、3はデータイネーブル信号、4は表示データ、5は同期クロックであり、全て第1の実施形態と同一のものである。124は画面格納対応表示制御部、125は格納・読出しコマンド信号、126は格納・読出しアドレス、127は格納データ、128は画面格納手段、129は画面読出しデータ、130は画面格納対応データ線制御信号、131は画面格納対応点燈制御信号、132は画面格納対応走査線制御信号、133はデータ線切替手段、134は画面格納対応データ線駆動信号、135は画面格納対応書込み走査線駆動手段、136は画面格納対応書込み制御信号、137は画面格納対応画素点燈制御線駆動手段、138は画面格納対応画素点燈制御信号、139は画面格納対応自発光素子ディスプレイである。画面格納対応表示制御部124は、表示データを一旦画面格納部128に格納するよう、格納・読出しコマンド信号125、格納・読出しアドレス126を生成し、画面読出しデータ129を読み出す。データ線駆動手段10の動作は第1の実施形態と同様である。データ線切替手段133は、画面格納対応点燈制御信号131に従って、データ線駆動手段10からの出力である階調電圧信号11と後述する三角波とを切り替えて出力する。画面格納対応書込み走査線駆動手段135、画面格納対応点燈制御手段137は、各々帰線期間を長くした場合に対応して、画面格納対応書込み制御信号136、画面格納対応点燈制御信号138を生成する。画面格納対応自発光ディスプレイ139は、画面格納対応書込み走査線駆動手段135から出力される画面格納対応書込み制御信号136によって選択された画素に、データ線切替手段133から切替出力される階調電圧信号11が書き込まれた信号電圧と、データ線切替手段133から切替出力される画面格納対応点燈制御信号131のなかの三角波の印加と、画面格納対応点燈制御線駆動手段137から出力される画面格納対応点燈制御信号138によって動作する。
【0038】
図12は図11記載のデータ線切替手段133の内部構成の一実施形態である。図12において、140は画面格納対応三角波信号、141は画面格納対応データ線切替信号、142はデータ線切替スイッチ群であり、データ線切替スイッチ群142は、画面格納対応データ線切替信号141に従って、データ線駆動手段第1出力24と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第3出力26と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第5出力28と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第719出力30と画面格納対応三角波信号140、を各々切り替えて出力する。
【0039】
図13は図11記載の画面格納対応自発光素子ディスプレイ139の内部構成の一実施形態である。図13において、143は第1点燈制御線、144は第320点燈制御線、145は第1書込み制御線、146は第320書込み制御線であり、点燈制御線、書き込み制御線が奇数画素、偶数画素で共通となった以外は、第1の実施形態と同様の構成である。
【0040】
図14は本実施形態における点燈時間制御動作を示す図である。図14において、147は画面格納対応階調信号波形、148は画面格納対応第1書込み制御線パルス、149は画面格納対応第2書込み制御線パルス、150は画面格納対応第320書込み制御線パルスであり、画面格納対応第1書込み制御線パルス148から画面格納対応第320書込み制御線パルス150は、第1書込み制御線145から第320書込み制御線146まで、順次1ラインずつ選択するよう、“1”を出力する。151は画面格納対応第1点燈制御線パルス、152は画面格納対応第2点燈制御線パルス、153は第320点燈制御線パルスであり、画面格納対応第1点燈制御線パルス151から画面格納対応第320点燈制御線パルス153は、データ書込み時に同一ライン上の画素を点燈状態にするよう、書込み制御線パルスと同様に順次1ラインずつ選択するよう“1”を出力するとともに、全ラインの書込み終了後に表示画面上の全画素を点燈状態とするよう、すべての点燈制御パルスを“1”とする。154は画面格納対応三角波波形、155は画面格納対応データ線切替パルス、156は画面格納対応データ線駆動信号波形であり、画面格納対応三角波波形154は、表示データを全ライン分転送した後、階調電圧の最大値から最小値へと変化し、再び最大値へと戻る三角波である。画面格納対応データ線駆動信号波形156は、画面格納対応データ線切替パルス155に従って、画面格納対応階調信号波形147と画面格納対応三角波波形154を切り替えて出力する。ここでも、第1の実施形態と同様に、画面格納対応データ線切替パルス95は表示データ終了後に“1”となり、画面格納対応データ線駆動信号波形156は画面格納対応データ線切替パルス155が“0”のときに画面格納対応階調信号波形147を、“1”のとき画面格納対応三角波波形154を出力するものとして、以下説明する。
【0041】
以下、図11〜14を用いて、本実施形態における自発光素子の点燈時間制御について説明する。
【0042】
図11で、画面格納対応表示制御部124は、表示データ4を画面格納手段128に一旦格納し、図14に示すように、垂直帰線期間を1フレームの約半分となるよう、画面格納手段128からの読出しを制御し、画面格納対応データ線制御信号130を出力するとともに、この垂直帰線期間を長くしたタイミングに合わせて、画面格納対応点燈制御信号131、画面格納対応書込み制御信号132を出力する。
【0043】
図12で、データ線切替手段133のなかのデータ線切替スイッチ群142は、図14に示すように、画面格納対応データ線切替信号141に従って、階調電圧信号11と画面格納対応三角波信号140を切り替えて、画面格納対応データ線駆動信号134として出力する。
【0044】
図13で、奇数画素、偶数画素の分割がなく、書込み制御線、点燈制御線の本数が異なる以外は、第1の実施形態と同様である。
【0045】
図14で、図11に示す画面格納手段128によって垂直帰線期間を長くすることにより、三角波期間を長くすることが可能となることを示している。
【0046】
以上、本実施形態では、画面格納後の垂直帰線期間を1フレームの約半分としているが、さらに長くすることにより、有機EL素子に流す電流量をさらに低減させてもよいし、短くすることにより動作速度を低減することも可能である。
【0047】
上記本発明の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に動画ぼけを防ぐことができるとともに、入力データの垂直帰線期間が短い場合でも、データ書込み後の点燈期間を長く取ることが可能となり、第1の実施形態と比較して、書込み制御線、および点燈制御線の本数を減らすことができるという効果を奏する。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、入力表示データのタイミング仕様に関係なく、データ書込み後に有機EL素子を点燈させる駆動方式によって動画ぼけを解消するとともに、点燈期間を長く取ることにより、有機EL素子に流れる電流量を抑制し、低消費電力化、長寿命化を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【図2】図1記載のデータ線分割切替手段12の内部構成の一実施形態である。
【図3】図1記載の自発光素子ディスプレイ20の画素構成の一実施形態である。
【図4】図1記載の自発光素子ディスプレイ20の内部構成の一実施形態である。
【図5】図4記載の第1行第1列駆動インバータ61における信号電圧の基準電圧設定を示した図である。
【図6】図4記載の第1行第1列画素駆動部59における、信号電圧書込みと三角波による点燈時間の制御の動作を示した図である。
【図7】図6記載の点燈時間制御動作を、分割なしで奇数画素、偶数画素の区別なく行った場合の動作を示す図である。
【図8】図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図4記載の自発光ディスプレイ20の動作を示す図である。
【図9】図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図2記載のデータ線分割切替手段12の動作を示す図である。
【図10】図8、9記載の点燈時間制御動作を行った場合の、画素の点燈状態を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【図12】図11記載のデータ線切替手段133の内部構成の一実施形態である。
【図13】図11記載の画面格納対応自発光素子ディスプレイ139の内部構成の一実施形態である。
【図14】本実施形態における点燈時間制御動作を示す図である。
【符号の説明】
1…垂直同期信号、2…水平同期信号、3…データイネーブル信号、4…表示データ、5…同期クロック、6…表示制御部、7…データ線制御信号、8…分割点燈制御信号、9…走査線制御信号、10…データ線駆動手段、11…階調電圧信号、12…データ線分割切替手段、13…データ線駆動信号、14…書込み走査線駆動手段、15…書込み制御信号、16…駆動電圧生成手段、17…自発光素子駆動電圧、18…画素点燈制御線駆動手段、19…画素点燈制御信号、20…自発光素子ディスプレイ、21…三角波信号、22…奇数画素データ線切替信号、23…偶数画素データ線切替信号、24…データ線駆動手段第1出力、25…データ線駆動手段第2出力、26…データ線駆動手段第3出力、27…データ線駆動手段第4出力、28…データ線駆動手段第5出力、29…データ線駆動手段第6出力、30…データ線駆動手段第719出力、31…データ線駆動手段第720出力、32…奇数画素データ線切替スイッチ群、33…偶数画素データ線切替スイッチ群、34…第1データ線、35…第2データ線、36…第3データ線、37…第4データ線、38…第5データ線、39…第6データ線、40…第719データ線、41…第720データ線、42…1画素、43…水平方向画素、44…垂直方向画素、45…奇数画素第1点燈制御線、46…奇数画素第320点燈制御線、47…偶数画素第1点燈制御線、48…偶数画素第320点燈制御線、49…奇数画素第1書込み制御線、50…奇数画素第320書込み制御線、51…偶数画素第1書込み制御線、52…偶数画素第320書込み制御線、53…第1列有機EL駆動電圧供給線、54…第2列有機EL駆動電圧供給線、55…第1行第1列画素、56…第1行第2列画素、57…第320行第1列画素、58…第320行第2列画素、59…第1行第1列画素駆動部、60…第1行第1列書込み容量、61…第1行第1列駆動インバータ、62…第1行第1列書込み制御スイッチ、63…第1行第1列点燈制御スイッチ、64…第1行第1列有機EL、65…第1行第2列画素駆動部、66…第1行第2列書込み容量、67…第1行第2列駆動インバータ、68…第1行第2列書込み制御スイッチ、69…第1行第2列点燈制御スイッチ、70…第1行第2列有機EL、71…第1行第1列駆動インバータ61の入出力特性、72…入出力短絡条件、73…第1行第1列駆動インバータ61の信号電圧書込み基準電位、74…書込み制御パルス、75…画素点燈制御パルス、76…駆動インバータ入力、77…駆動インバータ閾値電圧、78…1ライン分データ書込み期間、79…データ書込み期間、80…三角波期間、81…非点燈期間、82…点燈期間、83…1フレーム期間、84…入力データ波形、85…データ有効期間、86…垂直帰線期間、87…階調信号波形、88…第1書込み制御線パルス、89…第2書込み制御線パルス、90…第320書込み制御線パルス、91…第1点燈制御線パルス、92…第2点燈制御線パルス、93…第320点燈制御線パルス、94…三角波波形、95…データ線切替パルス、96…データ線駆動信号波形、97…奇数画素第1書込み制御線パルス波形、98…奇数画素第2書込み制御線パルス波形、99…奇数画素第320書込み制御線パルス波形、100…偶数画素第1書込み制御線パルス波形、101…偶数画素第2書込み制御線パルス波形、102…偶数画素第320書込み制御線パルス波形、103…奇数画素第1点燈制御線パルス波形、104…奇数画素第2点燈制御線パルス波形、105…奇数画素第320点燈制御線パルス波形、106…偶数画素第1点燈制御線パルス波形、107…偶数画素第2点燈制御線パルス波形、108…偶数画素第320点燈制御線パルス波形、109…偶奇分割三角波波形、110…奇数画素データ線切替信号波形、111…偶数画素データ線切替信号波形、112…奇数画素データ線信号波形、113…偶数画素データ線信号波形、114…奇数画素データ書込み期間、115…奇数画素三角波期間、116…偶数画素データ書込み期間、117…偶数画素三角波期間、118…奇数画素点燈状態、119…偶数画素点燈状態、120…画素点燈輝度レベル、121…画素非点燈輝度レベル、122…偶数画素白表示時点燈期間、123…奇数画素白表示時点燈期間、124…画面格納対応表示制御部、125…格納・読出しコマンド信号、126…格納・読出しアドレス、127…格納データ、128…画面格納手段、129…画面読出しデータ、130…画面格納対応データ線制御信号、131…画面格納対応点燈制御信号、132…画面格納対応走査線制御信号、133…データ線切替手段、134…画面格納対応データ線駆動信号、135…画面格納対応書込み走査線駆動手段、136…画面格納対応書込み制御信号、137…画面格納対応画素点燈制御線駆動手段、138…画面格納対応画素点燈制御信号、139…画面格納対応自発光素子ディスプレイ、140…画面格納対応三角波信号、141…画面格納対応データ線切替信号、142…データ線切替スイッチ群、143…第1点燈制御線、144…第320点燈制御線、145…第1書込み制御線、146…第320書込み制御線、147…画面格納対応階調信号波形、148…画面格納対応第1書込み制御線パルス、149…画面格納対応第2書込み制御線パルス、150…画面格納対応第320書込み制御線パルス、151…画面格納対応第1点燈制御線パルス、152…画面格納対応第2点燈制御線パルス、153…第320点燈制御線パルス、154…画面格納対応三角波波形、155…画面格納対応データ線切替パルス、156…画面格納対応データ線駆動信号波形。
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示素子に印加する電流量、あるいは発光時間に応じて輝度を制御可能な表示装置に係り、特に、表示素子として発光ダイオード(LED)や有機EL(Electro Luminescence)等に代表される自発光素子を有する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−219146号公報に、自発光素子である有機EL素子を駆動する駆動トランジスタの特性ばらつき補償方法が開示されている。
【0003】
また、表示装置の標準化団体であるVESA(Video Electronics Standards Association)における表示データのタイミング仕様、「VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing Version 1.0, Revision 0.8」によると、表示データが転送される表示有効ライン数に対して、表示データが転送されないライン数、いわゆる「垂直帰線期間」は、解像度に関わらず1フレーム期間内の概ね5%程度となっていることが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−219146号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開平11−219146号公報では、有機EL素子表示装置において、駆動トランジスタの特性ばらつきを補償し、輝度むらの発生を軽減している。しかしながら本従来例では、良好な動画表示特性を実現することに関しては考慮されていない。有機EL素子の発光は、データの書込みから、次のフレームの書込みまで、ほぼ1フレームの期間継続されることとなる。しかしこのような画像の表示方法に対しては、視覚特性上の残像効果によっていわゆる「動画ぼけ」現象が生じるおそれがある。
【0006】
また、上記課題の解決のため、本発明に示すように、データ書込み期間と発光期間を切り替えることにより動画ぼけを解消する場合、データ書込み終了まで発光できないこととなり、「VESA and Industry Standards and Guidelines for Computer Display Monitor Timing Version 1.0, Revision 0.8」記載のタイミング仕様の場合、発光期間は1フレーム期間の5%程度しか確保できないこととなる。
【0007】
本発明の目的は、入力データの表示データ有効期間と、垂直帰線期間の比率に関わらず、自発光素子の発光期間を大きくし、発光電流を増加することなく発光輝度を高くする装置及び方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記、動画ぼけの課題は、発光手段を有する複数の画素により構成された表示部と、画素領域にアナログ表示信号を入力するための信号線と、信号線を介して該画素に入力されたアナログ表示信号を基に、上記発光手段を駆動するための発光駆動手段を有する画像表示装置において、各画素における発光駆動手段と発光手段との間に、発光手段の点点燈ないし非点燈を制御するための発光制御スイッチ手段を設けることによって解決する。
【0009】
また、発光期間確保の課題は、表示画面内の画素を奇数カラムの画素と偶数カラムの画素に分割し、奇数カラム画素書込み時、偶数カラム画素は書き込まず、奇数カラム画素書込み後、奇数カラム画素を発光状態としている間、偶数カラム画素に書込みを行うよう、上記発光制御スイッチを制御することによって解決する。あるいは、表示データを1画面分格納する画面格納手段を設け、該画面格納手段の読出し時に、垂直帰線を付加することにより解決する。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施形態である自発光素子表示装置の例である。図1において、1は垂直同期信号、2は水平同期信号、3はデータイネーブル信号、4は表示データ(動画でも静止画でも良い)、5は同期クロックである。垂直同期信号1は表示一画面周期(1フレーム周期)の信号、水平同期信号2は一水平周期の信号、データイネーブル信号3は表示データ4が有効である期間(表示有効期間)を示す信号で、全ての信号が同期クロック5に同期して入力される。本実施形態では、これら表示データが、一画面分が左上端の画素から順次ラスタスキャン形式で転送され、1画素分の情報は6ビットの階調データからなるものとして以下説明する。6は表示制御部、7はデータ線制御信号、8は分割点燈制御信号、9は走査線制御信号である。表示制御部6は垂直同期信号1、水平同期信号2、データイネーブル信号3、表示データ4、同期クロックから、データ線制御信号7、分割点燈制御信号8、走査線制御信号9を生成する。10はデータ線駆動手段、11は階調電圧信号、12はデータ線分割切替手段、13はデータ線駆動信号、14は書込み走査線駆動手段、15は書込み制御信号、16は駆動電圧生成手段、17は自発光素子駆動電圧、18は画素点燈制御線駆動手段、19は画素点燈制御信号、20は自発光素子ディスプレイである。自発光素子ディスプレイ20とは、表示素子として発光ダイオードや有機EL等を用いたディスプレイをいう。自発光素子ディスプレイ20は、マトリクス状に配置された複数の自発光素子(画素部)を有する。書込み走査線駆動手段14は、走査線制御信号8に従って、画素へのデータ書込み走査のタイミングを制御するよう、書込み制御信号15を出力する。画素点燈制御線駆動手段18は、走査線制御信号8に従って、画素へのデータ書込み時と、書込み終了後の発光タイミングを制御するよう、画素点燈制御信号19を出力する。駆動電圧生成手段16は、自発光素子を駆動する電圧を自発光素子駆動電圧17として供給する。自発光素子ディスプレイ20への表示動作は、書込み走査線駆動手段14から出力される書込み制御信号15によって選択された画素に、データ線分割切替手段12から切替出力される階調電圧信号11が書き込まれた信号電圧と、データ線分割切替手段12から切替出力される分割発光制御信号8のなかの三角波の印加と、画素点燈制御線駆動手段18から出力される画素点燈制御信号19によって動作する。なお、書込み走査線駆動手段14と画素点燈制御線駆動手段18は、一つ、あるいは別々のLSIで実現してもよいし、画素部と同一のガラス基板上に形成してもよい。自発光素子ディスプレイ20は、自発光素子に流れる電流量と、自発光素子の点燈時間によって、自発光素子が発光する輝度を調整することが可能である。自発光素子に流れる電流量が大きいほど自発光素子の輝度が高くなる。自発光素子の点燈時間が長くなるほど自発光素子の輝度が高くなる。本実施形態では、自発光素子ディスプレイ20は240×320画素の解像度を持つものとして以下説明する。
【0012】
図2は図1記載のデータ線分割切替手段12の内部構成の一実施形態である。図2において、21は三角波信号、22は奇数画素データ線切替信号、23は偶数画素データ線切替信号、24はデータ線駆動手段第1出力、25はデータ線駆動手段第2出力、26はデータ線駆動手段第3出力、27はデータ線駆動手段第4出力、28はデータ線駆動手段第5出力、29はデータ線駆動手段第6出力、30はデータ線駆動手段第719出力、31はデータ線駆動手段第720出力、32は奇数画素データ線切替スイッチ群、33は偶数画素データ線切替スイッチ群、34は第1データ線、35は第2データ線、36は第3データ線、37は第4データ線、38は第5データ線、39は第6データ線、40は第719データ線、41は第720データ線であり、データ線駆動手段出力、およびデータ線に関しては、第7から第718を図中では省略しているが、水平方向240画素解像度に対して、Red(R)、Green(G)、Blue(B)によるカラー表示のため、3倍の720本のデータ線駆動手段出力、およびデータ線を持つ。奇数画素データ線切替スイッチ群32は、奇数画素データ線切替信号22に従って、データ線駆動手段第1出力24と三角波信号21、データ線駆動手段第3出力26と三角波信号21、データ線駆動手段第5出力28と三角波信号21、データ線駆動手段第719出力30と三角波信号21、を各々切り替えて出力し、偶数画素データ線切替スイッチ群33は、偶数画素データ線切替信号23に従って、データ線駆動手段第2出力25と三角波信号21、データ線駆動手段第4出力27と三角波信号21、データ線駆動手段第6出力29と三角波信号21、データ線駆動手段第720出力31と三角波信号21、を各々切り替えて出力する。
【0013】
図3は図1記載の自発光素子ディスプレイ20の画素構成の一実施形態である。図3において、42が1画素、43が水平方向画素、44が垂直方向画素であり、R、G、Bの3ドットで1画素42を構成し、水平方向画素43は240×3の720ドット、垂直方向画素44は320ドットで構成される。また、前述の奇数画素、偶数画素の定義は、本実施形態では、図中網掛けで示すように、1ドットおきの垂直ラインとして分割することとして以下説明する。
【0014】
図4は図1記載の自発光素子ディスプレイ20の内部構成の一実施形態である。自発光素子として、有機EL素子を用いた場合の例を示す。図4において、45は奇数画素第1点燈制御線、46は奇数画素第320点燈制御線、47は偶数画素第1点燈制御線、48は偶数画素第320点燈制御線、49は奇数画素第1書込み制御線、50は奇数画素第320書込み制御線、51は偶数画素第1書込み制御線、52は偶数画素第320書込み制御線、53は第1列有機EL駆動電圧供給線、54は第2列有機EL駆動電圧供給線、55は第1行第1列画素、56は第1行第2列画素、57は第320行第1列画素、58は第320行第2列画素である。各々の走査線、および各々の書込み制御線によって選択される行の画素に、各々のデータ線を介して信号電圧、あるいは三角波を供給し、信号電圧と三角波に従って各列有機EL駆動電圧供給線から供給される有機EL駆動電圧によって点燈する画素の点燈時間を制御する。ここでは、画素の内部の構成を第1行第1列画素55と第1行第2列画素56にのみ示しているが、第320行第1列画素57、第320行第2列画素58についても同様の構成である。59は第1行第1列画素駆動部、60は第1行第1列書込み容量、61は第1行第1列駆動インバータ、62は第1行第1列書込み制御スイッチ、63は第1行第1列点燈制御スイッチ、64は第1行第1列有機ELである。第1行第1列画素駆動部59は、信号電圧に対応して第1行第1列有機EL64の点燈時間を制御するためのものである。第1行第1列書込み制御スイッチ62を、奇数画素第1書込み制御線49によってオン状態とし、第1行第1列書込み制御スイッチ62がオン状態となると、第1行第1列駆動インバータ61の入出力が短絡されることとなり、インバータを形成するトランジスタの特性に従った基準電圧が設定され、この基準電圧を基準として、第1データ線34からの信号電圧を、第1行第1列書込み容量60に蓄積する。第1行第1列駆動インバータ61は、書き込み後に入力される三角波が、第1行第1列書込み容量60に蓄積された信号電圧より高いときは第1行第1列有機EL64をオフ状態とし、書き込み後に入力される三角波が、第1行第1列書込み容量60に蓄積された信号電圧より低いときは第1行第1列有機EL64をオン状態とするとともに、第1行第1列点燈制御スイッチ63を、奇数画素第1点燈制御線45によってオン状態とすることによって、信号電圧に従った第1行第1列有機EL64の点燈時間制御を行う。65は第1行第2列画素駆動部、66は第1行第2列書込み容量、67は第1行第2列駆動インバータ、68は第1行第2列書込み制御スイッチ、69は第1行第2列点燈制御スイッチ、70は第1行第2列有機ELである。第1行第2列画素駆動部65は、第1行第1列画素駆動部59と同様、信号電圧に対応して第1行第2列有機EL70の点燈時間を制御するためのものである。第1行第2列書込み制御スイッチ68を、偶数画素第1書込み制御線51によってオン状態とすることと、第1行第2列点燈制御スイッチ69を、偶数画素第1点燈制御線47によってオン状態とすること以外は、第1行第1列画素駆動部59と同様の動作で、信号電圧に従った第1行第2列有機EL70の点燈時間制御を行う。また、先に説明したとおり、自発光素子ディスプレイ20の画素数は、240×320画素となっているため、奇数画素書込み制御線は、水平方向の線が、垂直方向に奇数画素第1書込み制御線49から奇数画素第320書込み制御線50まで320本、偶数画素書込み制御線は、偶数画素第1書込み制御線51から偶数画素第320書込み制御線52まで320本並び、奇数画素点燈制御線も同様に、水平方向の線が、垂直方向に奇数画素第1点燈制御線45から奇数画素第320点燈制御線46まで320本、偶数画素点燈制御線は、偶数画素第1点燈制御線47から偶数画素第320点燈制御線48まで320本並んでいるものとして、以下説明する。さらに、有機EL駆動電圧供給線は、自発光素子ディスプレイ20の下側に配置する。有機EL駆動電圧供給線には、垂直方向(列方向)の線(例えば、第1列有機EL駆動電圧供給線53や第2列有機EL駆動電圧供給線54)が、水平方向(行方向)にデータ線と同様の720本接続されるものとして、以下説明する。
【0015】
図5は図4記載の第1行第1列駆動インバータ61における信号電圧の基準電圧設定を示した図である。図5において、71は第1行第1列駆動インバータ61の入出力特性、72は入出力短絡条件、73は第1行第1列駆動インバータ61の信号電圧書込み基準電位である。第1行第1列駆動トランジスタ61は、データ書き込み時に入出力が短絡されるため、入力、出力の電位が、入出力特性71とVin=Voutの直線で示す入出力短絡条件72の交点である信号電圧書込み基準電位73となる。信号電圧の書き込みはこの信号電圧書込み基準電圧73を基準として行われる。第1行第2列駆動インバータ67、ならびにその他の画素駆動部の駆動インバータに関しても、各々のインバータを構成するトランジスタに従った同様の動作となる。
【0016】
図6は図4記載の第1行第1列画素駆動部59における、信号電圧書込みと三角波による点燈時間の制御の動作を示した図である。図6において、74は書込み制御パルス、75は画素点燈制御パルス、76は駆動インバータ入力、77は駆動インバータ閾値電圧、78は1ライン分データ書込み期間、79はデータ書込み期間、80は三角波期間、81は非点燈期間、82は点燈期間、83は1フレーム期間である。書込み制御パルス74は、図4における第1行第1列書込み制御スイッチ62をオン状態とし、図5における信号電圧書込み基準電圧73を設定する。同時に点燈制御パルス75が、図4における第1行第1列点燈制御スイッチ63をオン状態とし、信号電圧書込み基準電圧73を基準として、信号電圧をデータ線入力34を介して第1行第1列書込み容量60に書き込むことにより、書き込まれた電位Vsigが、第1行第1列駆動インバータ61の閾値電圧である駆動インバータ閾値電圧77となる。駆動インバータ入力76は、ここでは第1行第1列駆動インバータ61の入力波形を示しており、1ライン分データ書込み期間78の期間内で、同一制御線上の他の駆動インバータにも、その位置の表示データに従った信号電圧が入力されている。データ書込み期間79の期間内で他の期間は、その他の制御線の信号電圧が書き込まれていることとなる。データ書込み期間79の終了後、三角波期間80に、駆動インバータ入力76を三角波とすることにより、三角波のレベルが駆動インバータ閾値電圧77を上回る期間では、第1行第1列駆動インバータ61の出力は“0”、三角波のレベルが駆動インバータ閾値電圧77を下回る期間では、第1行第1列駆動インバータ61の出力は“1”となる。したがって、非点燈期間81では、第1行第1列有機EL64への電源供給は“オフ状態”となり、点燈期間52では、有機EL40への電源供給は“オン状態”となると同時に、点燈制御パルス75が、図4における第1行第1列点燈制御スイッチ63を、信号電圧の書込み終了後にオン状態としていることにより、信号電圧に従った点燈期間、点燈動作が行われることとなる。また、以上のデータ入力と三角波入力は、一定の周期で行われることとし、本実施形態では、60[Hz]の周波数となる1フレーム期間83の期間内で行われるものとして、以下説明する。
【0017】
図7は図6記載の点燈時間制御動作を、分割なしで奇数画素、偶数画素の区別なく行った場合の動作を示す図である。図7において、84は入力データ波形、85はデータ有効期間、86は垂直帰線期間であり、入力データ波形84はデータ有効期間85内で表示データを入力することを示している。本実施形態では、従来技術で記載した「帰線期間5%」から、240×320画素の解像度に対する垂直帰線期間86を垂直方向16画素分(以下16ライン分と呼ぶ)として、以下説明する。87は階調信号波形、88は第1書込み制御線パルス、89は第2書込み制御線パルス、90は第320書込み制御線パルスであり、第1書込み制御線パルス88から第320書込み制御線パルス90は、奇数画素第1書込み制御線49から奇数画素第320書込み制御線50まで、順次1ラインずつ選択するよう、“1”を出力する。偶数画素第1書込み制御線51から偶数画素第320書込み制御線52までも同様の動作である。91は第1点燈制御線パルス、92は第2点燈制御線パルス、93は第320点燈制御線パルスであり、第1点燈制御線パルス91から第320点燈制御線パルス93は、データ書込み時に同一ライン上の画素を点燈状態にするよう、書込み制御線パルスと同様に順次1ラインずつ選択するよう“1”を出力するとともに、全ラインの書込み終了後に表示画面上の全画素を点燈状態とするよう、すべての点燈制御パルスを“1”とする。ここでも、奇数画素、偶数画素の制御は同様である。94は三角波波形、95はデータ線切替パルス、96はデータ線駆動信号波形であり、三角波波形94は、データ有効期間85で表示データを全ライン分転送した後、垂直帰線期間86に階調電圧の最大値から最小値へと変化し、再び最大値へと戻る三角波である。データ線駆動信号波形96は、データ線切替パルス95に従って、階調信号波形87と三角波波形94を切り替えて出力する。ここでは、データ線切替パルス95は垂直帰線期間86において“1”となり、データ線駆動信号波形96はデータ線切替パルス95が“0”のときに階調信号波形87を、“1”のとき三角波波形94を出力するものとして、以下説明する。
【0018】
図8は図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図4記載の自発光ディスプレイ20の動作を示す図である。図8において、97は奇数画素第1書込み制御線パルス波形、98は奇数画素第2書込み制御線パルス波形、99は奇数画素第320書込み制御線パルス波形、100は偶数画素第1書込み制御線パルス波形、101は偶数画素第2書込み制御線パルス波形、102は偶数画素第320書込み制御線パルス波形である。奇数画素第1書込み制御線パルス波形97から奇数画素第320書込み制御線パルス波形99は、あるフレームにおいては1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力するが、その次のフレームでは奇数画素書込み制御線も選択しないよう“0”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。偶数画素第1書込み制御線パルス波形100から偶数画素第320書込み制御線パルス波形102は、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されているフレームにおいては、どの偶数画素書込み制御線も選択しないよう“0”を出力し、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されていないフレームにおいては、1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。103は奇数画素第1点燈制御線パルス波形、104は奇数画素第2点燈制御線パルス波形、105は奇数画素第320点燈制御線パルス波形、106は偶数画素第1点燈制御線パルス波形、107は偶数画素第2点燈制御線パルス波形、108は偶数画素第320点燈制御線パルス波形である。奇数画素第1点燈制御線パルス波形103から奇数画素第320点燈制御線パルス波形105は、あるフレームにおいては1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力するとともに、その次のフレームでは、すべての奇数画素を点燈状態とするよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。偶数画素第1点燈制御線パルス波形106から偶数画素第320点燈制御線パルス波形108は、奇数画素書込み制御線パルス波形が出力されているフレームにおいては、すべての偶数画素を点燈状態とするよう“1”を出力するとともに、奇数画素書込み制御線パルス波形がすべての奇数画素を点燈するよう“1”となっているフレームにおいては、1ラインずつ順次選択するよう“1”を出力し、この動作をフレームごとに繰り返す。
【0019】
図9は図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図2記載のデータ線分割切替手段12の動作を示す図である。図9において、109は偶奇分割三角波波形、110は奇数画素データ線切替信号波形、111は偶数画素データ線切替信号波形、112は奇数画素データ線信号波形、113は偶数画素データ線信号波形、114は奇数画素データ書込み期間、115は奇数画素三角波期間、116は偶数画素データ書込み期間、117は偶数画素三角波期間である。偶奇分割三角波波形109は、1フレーム内で、階調信号の最大レベルから最小レベル一旦下がった後、最大レベルに戻る波形であり、本実施例では、各フレームのデータ有効期間85の間に最大→最小→最大と遷移する三角波である。奇数画素データ線切替信号波形110は図8で奇数画素書込み制御線パルス波形97から99が出力されている期間で“0”、奇数画素点燈制御線パルス波形103から105が全画面で“1”となっている期間で“1”とする。偶数画素データ線切替信号波形111は図8で偶数画素書込み制御線パルス波形100から102が出力されている期間で“0”、偶数画素点燈制御線パルス波形106から108が全画面で“1”となっている期間で“1”とする。奇数画素データ線信号波形112は、奇数画素データ線切替信号波形110に従って、奇数画素データ線切替信号波形110が“0”のときは書込みデータ波形87を、“1”のときは偶奇分割三角波波形109を、選択出力する。偶数画素データ線信号波形113は、偶数画素データ線切替信号波形111に従って、偶数画素データ線切替信号波形111が“0”のときは書込みデータ波形87を、“1”のときは偶奇分割三角波波形109を、選択出力する。奇数画素データ書込み期間114は入力データ4のデータ有効期間85と等しい320ライン分、奇数画素三角波期間115は入力データ4の2フレーム期間中のデータ有効期間85と垂直帰線期間86の2回分を合わせた352ライン分となる。偶数画素データ書込み期間116も、奇数画素と同様に、入力データ4のデータ有効期間85と等しい320ライン分、偶数画素三角波期間117は入力データ4の2フレーム期間中のデータ有効期間85と垂直帰線期間86の2回分を合わせた352ライン分となる。
【0020】
図10は図8、9記載の点燈時間制御動作を行った場合の、画素の点燈状態を示す図である。図10において、118は奇数画素点燈状態、119は偶数画素点燈状態、120は画素点燈輝度レベル、121は画素非点燈輝度レベル、122は偶数画素白表示時点燈期間、123は奇数画素白表示時点燈期間であり、奇数画素点燈状態118は、1フレームごとに画素点燈輝度レベル120と画素非点燈輝度レベル121を繰り返し、偶数画素点燈状態119は、奇数画素点燈状態118とは異なるフレームで画素点燈輝度レベル120と画素非点燈輝度レベル121を繰り返している。
【0021】
以下、図1〜10を用いて、本実施形態における自発光素子の点燈時間制御について説明する。
【0022】
まず、図1を用いて、表示データの流れを説明する。
【0023】
図1で、表示制御部6は、垂直同期信号1、水平同期信号2、データイネーブル信号3、表示データ4、同期クロック5に従って、データ線駆動信号7、分割点燈制御信号8、走査線制御信号9を生成する。データ線駆動手段10は、従来と同様の動作であり、6ビットの階調情報を含むデータ線駆動信号7を1ライン分(複数ライン分でもよい)ラッチし、自発光素子ディスプレイ20の画素を表示するための信号電圧に変換する。データ線分割切替手段12は、分割点燈制御信号8に従って、自発光素子ディスプレイ20の画素を表示するための信号電圧である階調電圧信号11と、後に示す三角波波形とを切り替えて、データ線駆動信号13として、自発光ディスプレイ20へ出力する。詳細は後で説明する。書込み走査線駆動手段14は、自発光素子ディスプレイ20の書込み制御線を順次選択するよう、書込み信号15を出力する。駆動電圧生成手段16は、有機ELを点燈するための駆動電圧を生成するための基準となる自発光素子駆動電圧17を生成する。画素点燈制御線駆動手段18は、自発光素子ディスプレイ20の画素内に設けた点燈制御スイッチを、走査線ごとに制御するための画素点燈制御信号19を生成する。詳細は後で説明する。最後に、自発光素子ディスプレイ20において、走査線駆動信号17、データ書込み制御信号21によって選択された走査線上の画素が、データ線駆動信号15の信号電圧と三角波信号、および有機EL駆動電圧19に従って点燈する。詳細は後で説明する。
【0024】
図2から6を用いて、図1記載の自発光ディスプレイ20の点燈動作の詳細について説明する。
【0025】
図2で、奇数画素データ線切替スイッチ群32は、奇数画素に接続される第1データ線34、第3データ線36、第5データ線38から、第719データ線40までに接続され、奇数画素データ線切替信号22に従って、各々データ線駆動手段10の出力の奇数画素へ出力されるデータ線駆動手段第1出力24、データ線駆動手段第3出力26、データ線駆動手段第5出力28から、データ線駆動手段第719出力30と、三角波信号21とを、切り替えて出力する。詳細は後で説明する。
【0026】
図3で、本実施例では、奇数画素は網掛けを施したドットを示している。本実施形態では、R、G、B別々のドット毎に偶数、奇数を分割しているが、R、G、Bを1画素として考え、奇数、偶数画素をRGBを1画素単位として考えてもよい。
【0027】
図4で、奇数画素第1書込み制御線49を介して第1行第1列書込み制御スイッチ62をオン状態とすると、第1行第1列駆動インバータ61の入出力が短絡されるため、図5に示す特性に従って、信号電圧書込み基準電位73が、第1行第1列駆動インバータ61の入出力電位差の中間電位となる。このとき、奇数画素第1点燈制御線45を介して、点燈制御線選択電圧が供給されると、第1行第1列点燈制御スイッチ63がオン状態となり、第1データ線34を介してデータの信号電圧を、信号電圧書込み基準電位73を基準として第1行第1列書込み容量60に蓄積し、図6に示す駆動インバータ閾値電圧77となる。図4で、第1行第1列駆動インバータ61は、入力電圧が閾値電圧を上回っている場合は“0”を出力、下回っている場合には“1”を出力する。したがって、第1データ線34を介して三角波21を階調電圧信号11から切り替えて入力することにより、第1行第1列駆動インバータ61は、図6に示すように、三角波21の電圧レベルが駆動インバータ閾値電圧77を上回る非点燈期間81では“0”を出力し、下回る点燈期間82では“1”となる。図4で、第1行第1列有機EL64は、第1行第1列駆動インバータ61の出力が“0”のときはオフ状態、“1”で、かつ第1行第1列点燈制御スイッチ63がオン状態のとき、オン状態となり、有機EL駆動電圧17に従って駆動電流が流れることにより点燈する。以上のように、点燈、非点燈を信号電圧に従った時間制御を行うことにより、階調表示行う。ここで、第1行第1列駆動インバータ61は論理回路記号で記述しているが、一般的にCMOSトランジスタで構成される。ただし、図5に示す特性を持つインバータであれば、構成は問わない。第1行第2列画素56の内部回路も同様の動作である。
【0028】
図7から10を用いて、本発明の点燈時間制御動作の詳細について説明する。
【0029】
図7で、階調信号11は、入力データ4と同様のデータ有効期間85と、垂直帰線期間86を持ち、1ライン分のデータを順次出力する。これは、本実施形態が、フレームメモリ等の画面格納手段を持たず、データ線駆動手段10が、従来と同様に、1ライン分のデータをラッチし、順次出力しているためである。これに対し、書込み制御線信号15は、データに合わせて1ラインずつ書込み制御線を順次選択するよう選択パルスを出力する。点燈制御信号19も同様に選択パルスを出力するとともに、データ書込み後に点燈状態とするため、全制御線同時にパルスを出力している。したがって、この書込み終了後のパルス出力時が三角波期間80となり、本実施形態では垂直帰線期間86である16ライン分となる。つまり、従来の入力データタイミング仕様の場合、点燈期間は最長でも16ライン分ということになる。
【0030】
図8で、奇数画素書込み制御線パルスは、あるフレームでは図7と同様に、1ラインずつ順次選択パルスを出力するが、次のフレームでは、選択パルスを一切出力しない。逆に、偶数画素書込み制御線パルスは奇数画素書込み制御線パルスが出力されているフレームでは、選択パルスを出力せず、奇数画素書込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームでは、1ラインずつ順次選択パルスを出力する。したがって、書込み動作としては、奇数画素と、偶数画素をフレーム交互に行っていることとなる。合わせて、奇数画素点燈制御線パルス、偶数画素点燈制御線パルスは、各々、書込み制御線パルスが選択パルスを出力しているフレームでは、同様に1ラインずつ順次選択パルスを出力し、書込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームでは、全画素点燈制御線にパルスを出力する。
【0031】
図9で、三角波21は、データ有効期間85の間に最大値→最小値→最大値と遷移する三角波であり、奇数画素データ線切替信号22、偶数画素データ線切替信号23が“1”のときデータ線信号として出力される。データ切替信号は各々、図8で書き込み制御線パルスが選択パルスを出力しないフレームで“1”となるため、2フレームのうち1フレームを三角波期間とすることが可能となる。したがって、本実施形態では、352ライン分を最長の点燈期間とすることができる。
【0032】
図10で、本実施形態では、奇数画素点燈状態118と、偶数画素点燈状態119は、入力データ4の垂直帰線期間86に比べて長くなっており、かつ、1フレーム交互に点燈、非点燈を繰り返すことを示している。
【0033】
波信号66、および三角波切替信号67を生成する。ここで、本実施形態では、三角波信号をデジタル的にカウンタ出力から生成したが、帰線期間内に増減する信号であれば、生成するための構成は限定するものではない。また、本実施形態では、帰線期間のデータ駆動信号を三角波として説明したが、三角波の代わりに、任意の定電圧レベルを出力することにより、帰線期間においてプリチャージが必要な駆動方法に対しても適用可能である。
【0034】
以上、本実施形態では、画素の分割方法を、奇数画素と、偶数画素で分割しているが、画面の左右、上下といった2分割でもよいし、さらに分割数は2に限定されるものではなく、RGBごとに3分割してもよい。また、データ線駆動手段10を従来と同様の動作としているが、書込み動作が奇数画素と偶数画素に分割されていることから、データ線駆動手段10の動作をそれに合わせて、データを分割して出力することとしてもよい。
【0035】
上記本発明の第1の実施形態によれば、書込み期間と点燈期間が分割されることとなり、動画ぼけを防ぐことができるとともに、入力データに垂直帰線期間が従来のように短い場合でも、データ書込み後の点燈期間を長く取ることが可能となり、有機EL素子に点燈のために流す電流量を抑制することができる。これにより、低消費電力、超寿命化といった効果も奏する。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
図11は本発明の第2の実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【0037】
図11において、1は垂直同期信号、2は水平同期信号、3はデータイネーブル信号、4は表示データ、5は同期クロックであり、全て第1の実施形態と同一のものである。124は画面格納対応表示制御部、125は格納・読出しコマンド信号、126は格納・読出しアドレス、127は格納データ、128は画面格納手段、129は画面読出しデータ、130は画面格納対応データ線制御信号、131は画面格納対応点燈制御信号、132は画面格納対応走査線制御信号、133はデータ線切替手段、134は画面格納対応データ線駆動信号、135は画面格納対応書込み走査線駆動手段、136は画面格納対応書込み制御信号、137は画面格納対応画素点燈制御線駆動手段、138は画面格納対応画素点燈制御信号、139は画面格納対応自発光素子ディスプレイである。画面格納対応表示制御部124は、表示データを一旦画面格納部128に格納するよう、格納・読出しコマンド信号125、格納・読出しアドレス126を生成し、画面読出しデータ129を読み出す。データ線駆動手段10の動作は第1の実施形態と同様である。データ線切替手段133は、画面格納対応点燈制御信号131に従って、データ線駆動手段10からの出力である階調電圧信号11と後述する三角波とを切り替えて出力する。画面格納対応書込み走査線駆動手段135、画面格納対応点燈制御手段137は、各々帰線期間を長くした場合に対応して、画面格納対応書込み制御信号136、画面格納対応点燈制御信号138を生成する。画面格納対応自発光ディスプレイ139は、画面格納対応書込み走査線駆動手段135から出力される画面格納対応書込み制御信号136によって選択された画素に、データ線切替手段133から切替出力される階調電圧信号11が書き込まれた信号電圧と、データ線切替手段133から切替出力される画面格納対応点燈制御信号131のなかの三角波の印加と、画面格納対応点燈制御線駆動手段137から出力される画面格納対応点燈制御信号138によって動作する。
【0038】
図12は図11記載のデータ線切替手段133の内部構成の一実施形態である。図12において、140は画面格納対応三角波信号、141は画面格納対応データ線切替信号、142はデータ線切替スイッチ群であり、データ線切替スイッチ群142は、画面格納対応データ線切替信号141に従って、データ線駆動手段第1出力24と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第3出力26と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第5出力28と画面格納対応三角波信号140、データ線駆動手段第719出力30と画面格納対応三角波信号140、を各々切り替えて出力する。
【0039】
図13は図11記載の画面格納対応自発光素子ディスプレイ139の内部構成の一実施形態である。図13において、143は第1点燈制御線、144は第320点燈制御線、145は第1書込み制御線、146は第320書込み制御線であり、点燈制御線、書き込み制御線が奇数画素、偶数画素で共通となった以外は、第1の実施形態と同様の構成である。
【0040】
図14は本実施形態における点燈時間制御動作を示す図である。図14において、147は画面格納対応階調信号波形、148は画面格納対応第1書込み制御線パルス、149は画面格納対応第2書込み制御線パルス、150は画面格納対応第320書込み制御線パルスであり、画面格納対応第1書込み制御線パルス148から画面格納対応第320書込み制御線パルス150は、第1書込み制御線145から第320書込み制御線146まで、順次1ラインずつ選択するよう、“1”を出力する。151は画面格納対応第1点燈制御線パルス、152は画面格納対応第2点燈制御線パルス、153は第320点燈制御線パルスであり、画面格納対応第1点燈制御線パルス151から画面格納対応第320点燈制御線パルス153は、データ書込み時に同一ライン上の画素を点燈状態にするよう、書込み制御線パルスと同様に順次1ラインずつ選択するよう“1”を出力するとともに、全ラインの書込み終了後に表示画面上の全画素を点燈状態とするよう、すべての点燈制御パルスを“1”とする。154は画面格納対応三角波波形、155は画面格納対応データ線切替パルス、156は画面格納対応データ線駆動信号波形であり、画面格納対応三角波波形154は、表示データを全ライン分転送した後、階調電圧の最大値から最小値へと変化し、再び最大値へと戻る三角波である。画面格納対応データ線駆動信号波形156は、画面格納対応データ線切替パルス155に従って、画面格納対応階調信号波形147と画面格納対応三角波波形154を切り替えて出力する。ここでも、第1の実施形態と同様に、画面格納対応データ線切替パルス95は表示データ終了後に“1”となり、画面格納対応データ線駆動信号波形156は画面格納対応データ線切替パルス155が“0”のときに画面格納対応階調信号波形147を、“1”のとき画面格納対応三角波波形154を出力するものとして、以下説明する。
【0041】
以下、図11〜14を用いて、本実施形態における自発光素子の点燈時間制御について説明する。
【0042】
図11で、画面格納対応表示制御部124は、表示データ4を画面格納手段128に一旦格納し、図14に示すように、垂直帰線期間を1フレームの約半分となるよう、画面格納手段128からの読出しを制御し、画面格納対応データ線制御信号130を出力するとともに、この垂直帰線期間を長くしたタイミングに合わせて、画面格納対応点燈制御信号131、画面格納対応書込み制御信号132を出力する。
【0043】
図12で、データ線切替手段133のなかのデータ線切替スイッチ群142は、図14に示すように、画面格納対応データ線切替信号141に従って、階調電圧信号11と画面格納対応三角波信号140を切り替えて、画面格納対応データ線駆動信号134として出力する。
【0044】
図13で、奇数画素、偶数画素の分割がなく、書込み制御線、点燈制御線の本数が異なる以外は、第1の実施形態と同様である。
【0045】
図14で、図11に示す画面格納手段128によって垂直帰線期間を長くすることにより、三角波期間を長くすることが可能となることを示している。
【0046】
以上、本実施形態では、画面格納後の垂直帰線期間を1フレームの約半分としているが、さらに長くすることにより、有機EL素子に流す電流量をさらに低減させてもよいし、短くすることにより動作速度を低減することも可能である。
【0047】
上記本発明の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に動画ぼけを防ぐことができるとともに、入力データの垂直帰線期間が短い場合でも、データ書込み後の点燈期間を長く取ることが可能となり、第1の実施形態と比較して、書込み制御線、および点燈制御線の本数を減らすことができるという効果を奏する。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、入力表示データのタイミング仕様に関係なく、データ書込み後に有機EL素子を点燈させる駆動方式によって動画ぼけを解消するとともに、点燈期間を長く取ることにより、有機EL素子に流れる電流量を抑制し、低消費電力化、長寿命化を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【図2】図1記載のデータ線分割切替手段12の内部構成の一実施形態である。
【図3】図1記載の自発光素子ディスプレイ20の画素構成の一実施形態である。
【図4】図1記載の自発光素子ディスプレイ20の内部構成の一実施形態である。
【図5】図4記載の第1行第1列駆動インバータ61における信号電圧の基準電圧設定を示した図である。
【図6】図4記載の第1行第1列画素駆動部59における、信号電圧書込みと三角波による点燈時間の制御の動作を示した図である。
【図7】図6記載の点燈時間制御動作を、分割なしで奇数画素、偶数画素の区別なく行った場合の動作を示す図である。
【図8】図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図4記載の自発光ディスプレイ20の動作を示す図である。
【図9】図6記載の点燈時間制御動作を、奇数画素、偶数画素で分割して行った場合の、図2記載のデータ線分割切替手段12の動作を示す図である。
【図10】図8、9記載の点燈時間制御動作を行った場合の、画素の点燈状態を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施形態である自発光素子表示装置の例である。
【図12】図11記載のデータ線切替手段133の内部構成の一実施形態である。
【図13】図11記載の画面格納対応自発光素子ディスプレイ139の内部構成の一実施形態である。
【図14】本実施形態における点燈時間制御動作を示す図である。
【符号の説明】
1…垂直同期信号、2…水平同期信号、3…データイネーブル信号、4…表示データ、5…同期クロック、6…表示制御部、7…データ線制御信号、8…分割点燈制御信号、9…走査線制御信号、10…データ線駆動手段、11…階調電圧信号、12…データ線分割切替手段、13…データ線駆動信号、14…書込み走査線駆動手段、15…書込み制御信号、16…駆動電圧生成手段、17…自発光素子駆動電圧、18…画素点燈制御線駆動手段、19…画素点燈制御信号、20…自発光素子ディスプレイ、21…三角波信号、22…奇数画素データ線切替信号、23…偶数画素データ線切替信号、24…データ線駆動手段第1出力、25…データ線駆動手段第2出力、26…データ線駆動手段第3出力、27…データ線駆動手段第4出力、28…データ線駆動手段第5出力、29…データ線駆動手段第6出力、30…データ線駆動手段第719出力、31…データ線駆動手段第720出力、32…奇数画素データ線切替スイッチ群、33…偶数画素データ線切替スイッチ群、34…第1データ線、35…第2データ線、36…第3データ線、37…第4データ線、38…第5データ線、39…第6データ線、40…第719データ線、41…第720データ線、42…1画素、43…水平方向画素、44…垂直方向画素、45…奇数画素第1点燈制御線、46…奇数画素第320点燈制御線、47…偶数画素第1点燈制御線、48…偶数画素第320点燈制御線、49…奇数画素第1書込み制御線、50…奇数画素第320書込み制御線、51…偶数画素第1書込み制御線、52…偶数画素第320書込み制御線、53…第1列有機EL駆動電圧供給線、54…第2列有機EL駆動電圧供給線、55…第1行第1列画素、56…第1行第2列画素、57…第320行第1列画素、58…第320行第2列画素、59…第1行第1列画素駆動部、60…第1行第1列書込み容量、61…第1行第1列駆動インバータ、62…第1行第1列書込み制御スイッチ、63…第1行第1列点燈制御スイッチ、64…第1行第1列有機EL、65…第1行第2列画素駆動部、66…第1行第2列書込み容量、67…第1行第2列駆動インバータ、68…第1行第2列書込み制御スイッチ、69…第1行第2列点燈制御スイッチ、70…第1行第2列有機EL、71…第1行第1列駆動インバータ61の入出力特性、72…入出力短絡条件、73…第1行第1列駆動インバータ61の信号電圧書込み基準電位、74…書込み制御パルス、75…画素点燈制御パルス、76…駆動インバータ入力、77…駆動インバータ閾値電圧、78…1ライン分データ書込み期間、79…データ書込み期間、80…三角波期間、81…非点燈期間、82…点燈期間、83…1フレーム期間、84…入力データ波形、85…データ有効期間、86…垂直帰線期間、87…階調信号波形、88…第1書込み制御線パルス、89…第2書込み制御線パルス、90…第320書込み制御線パルス、91…第1点燈制御線パルス、92…第2点燈制御線パルス、93…第320点燈制御線パルス、94…三角波波形、95…データ線切替パルス、96…データ線駆動信号波形、97…奇数画素第1書込み制御線パルス波形、98…奇数画素第2書込み制御線パルス波形、99…奇数画素第320書込み制御線パルス波形、100…偶数画素第1書込み制御線パルス波形、101…偶数画素第2書込み制御線パルス波形、102…偶数画素第320書込み制御線パルス波形、103…奇数画素第1点燈制御線パルス波形、104…奇数画素第2点燈制御線パルス波形、105…奇数画素第320点燈制御線パルス波形、106…偶数画素第1点燈制御線パルス波形、107…偶数画素第2点燈制御線パルス波形、108…偶数画素第320点燈制御線パルス波形、109…偶奇分割三角波波形、110…奇数画素データ線切替信号波形、111…偶数画素データ線切替信号波形、112…奇数画素データ線信号波形、113…偶数画素データ線信号波形、114…奇数画素データ書込み期間、115…奇数画素三角波期間、116…偶数画素データ書込み期間、117…偶数画素三角波期間、118…奇数画素点燈状態、119…偶数画素点燈状態、120…画素点燈輝度レベル、121…画素非点燈輝度レベル、122…偶数画素白表示時点燈期間、123…奇数画素白表示時点燈期間、124…画面格納対応表示制御部、125…格納・読出しコマンド信号、126…格納・読出しアドレス、127…格納データ、128…画面格納手段、129…画面読出しデータ、130…画面格納対応データ線制御信号、131…画面格納対応点燈制御信号、132…画面格納対応走査線制御信号、133…データ線切替手段、134…画面格納対応データ線駆動信号、135…画面格納対応書込み走査線駆動手段、136…画面格納対応書込み制御信号、137…画面格納対応画素点燈制御線駆動手段、138…画面格納対応画素点燈制御信号、139…画面格納対応自発光素子ディスプレイ、140…画面格納対応三角波信号、141…画面格納対応データ線切替信号、142…データ線切替スイッチ群、143…第1点燈制御線、144…第320点燈制御線、145…第1書込み制御線、146…第320書込み制御線、147…画面格納対応階調信号波形、148…画面格納対応第1書込み制御線パルス、149…画面格納対応第2書込み制御線パルス、150…画面格納対応第320書込み制御線パルス、151…画面格納対応第1点燈制御線パルス、152…画面格納対応第2点燈制御線パルス、153…第320点燈制御線パルス、154…画面格納対応三角波波形、155…画面格納対応データ線切替パルス、156…画面格納対応データ線駆動信号波形。
Claims (10)
- マトリクス状に配置された複数の表示素子と、データ線に駆動電圧を与えるためのデータ線駆動回路と、前記駆動電圧を与えるべき前記表示素子を選択するための走査線駆動回路と、点燈すべき前記表示素子を選択するための点燈制御線駆動回路を備えた自発光素子表示装置において、
前記点燈制御線駆動回路が、入力表示データの垂直帰線期間に関係なく、点燈すべき前記表示素子を選択する時間を設定可能である、
ことを特徴とする自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子を分割し、分割した領域ごとに、前記データ線切替手段、前記走査線駆動回路、前記点燈制御線駆動回路を設ける、
ことを特徴とする、請求項1記載の自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子の分割を、奇数画素と偶数画素とする、
ことを特徴とする、請求項2記載の自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子の分割を、奇数ラインと偶数ラインとする、
ことを特徴とする、請求項2記載の自発光素子表示装置。 - マトリクス状に配置された複数の表示素子と、一画面分のデータを格納するための画面格納手段と、データ線に駆動電圧を与えるためのデータ線駆動回路と、前記駆動電圧を与えるべき前記表示素子を選択するための走査線駆動回路と、点燈すべき前記表示素子を選択するための点燈制御線駆動回路を備えた自発光素子表示装置において、
入力表示データの垂直帰線期間に関係なく、前記点燈制御線駆動回路が点燈すべき前記表示素子を選択する時間を設定可能となるよう、前記画面格納手段からの読出しデータの垂直帰線期間を設定可能とする、
ことを特徴とする自発光素子表示装置。 - マトリクス状に配置された複数の表示素子と、データ線に駆動電圧を与えるためのデータ線駆動回路と、前記駆動電圧を与えるべき前記表示素子を選択するための走査線駆動回路と、点燈すべき前記表示素子を選択するための点燈制御線駆動回路を備えた自発光素子表示装置において、
前記表示素子が、入力データの垂直帰線期間に関係なく任意の期間点燈する、ことを特徴とする自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子を分割し、分割した領域ごとに、任意の期間点燈する、
ことを特徴とする、請求項6記載の自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子の分割を、奇数画素と偶数画素とする、
ことを特徴とする、請求項7記載の自発光素子表示装置。 - 前記複数の表示素子の分割を、奇数ラインと偶数ラインとする、
ことを特徴とする、請求項7記載の自発光素子表示装置。 - マトリクス状に配置された複数の表示素子と、一画面分のデータを格納するための画面格納手段と、データ線に駆動電圧を与えるためのデータ線駆動回路と、前記駆動電圧を与えるべき前記表示素子を選択するための走査線駆動回路と、点燈すべき前記表示素子を選択するための点燈制御線駆動回路を備えた自発光素子表示装置において、
前記表示素子が、入力表示データの垂直帰線期間に関係なく任意の期間点燈する、
ことを特徴とする自発光素子表示装置。
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