JP2005062485A - 有機ｅｌ表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ素子は寿命があるため、同じ画素を長い期間点灯させ続けるとその画素のみが劣化し焼きつきが起こると言う問題がある。
【解決手段】 静止画はデータの変化を見れば良い。しかし、画面全部のデータを見るにはフレームメモリを持つ必要があり、小型デバイスへの利用は難しい。そこでデータを様々な形で結合させ、加算することにより加算データの比較で静止画の検出を行う。
静止画を検出すると、波形分割回路により間欠駆動の黒表示の部分を細かく分割することにより、ちらつきをなくす。また、静止画が長く続くと発光量を落とすためにゲートドライバにより有機ＥＬパネルの発光量を落とす。最終的には有機ＥＬ素子を発光させるトランジスタを強制的にＯＦＦにできる信号線を休止回路により操作し、有機ＥＬ素子のやきつきを防止する。
【選択図】 図７１

Description

本発明は、有機または無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いたＥＬ表示パネルなどの自発光表示パネルに関するものである。また、これらの表示パネルなどの駆動回路（ＩＣ）に関するものである。ＥＬ表示パネルなどの駆動方法と駆動回路およびそれらを用いた情報表示装置などに関するものである。

一般に、アクティブマトリクス型表示装置では、多数の画素をマトリクス状に並べ、与えられた映像信号に応じて画素毎に光強度を制御することによって画像を表示する。たとえば、電気光学物質として液晶を用いた場合は、各画素に書き込まれる電圧に応じて画素の透過率が変化する。電気光学変換物質として有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いたアクティブマトリクス型の画像表示装置は画素に書き込まれる電流に応じて発光輝度が変化する。

液晶表示パネルは、各画素はシャッタとして動作し、バックライトからの光を画素であるシャッタでオンオフさせることにより画像を表示する。有機ＥＬ表示パネルは各画素に発光素子を有する自発光型である。そのため、有機ＥＬ表示パネルは、液晶表示パネルに比べて画像の視認性が高い、バックライトが不要、応答速度が速い等の利点を有する。

有機ＥＬ表示パネルは各発光素子（画素）の輝度は電流量によって制御される。つまり、発光素子が電流駆動型あるいは電流制御型であるという点で液晶表示パネルとは大きく異なる。

有機ＥＬ表示パネルも単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式の構成が可能である。前者は構造が単純であるものの大型かつ高精細の表示パネルの実現が困難である。しかし、安価である。後者は大型、高精細表示パネルを実現できる。しかし、制御方法が技術的に難しい、比較的高価であるという課題がある。現在では、アクティブマトリクス方式の開発が盛んに行われている。アクティブマトリクス方式は、各画素に設けた発光素子に流れる電流を画素内部に設けた薄膜トランジスタ（トランジスタ）によって制御する（例えば、特許文献１参照。）。

このアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示パネルは、画素１６は発光素子であるＥＬ素子１５、第１のトランジスタ１１ａ、第２のトランジスタ１１ｂおよび蓄積容量１９からなる。発光素子１５は有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である。本発明では、ＥＬ素子１５に電流を供給（制御）するトランジスタ１１ａを駆動用トランジスタ１１と呼ぶ。

有機ＥＬ素子１５は多くの場合、整流性があるため、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）と呼ばれることがある。図１などでは発光素子１５としてダイオードの記号を用いている。

ただし、本発明における発光素子１５はＯＬＥＤに限るものではなく、素子１５に流れる電流量によって輝度が制御されるものであればよい。たとえば、無機ＥＬ素子が例示される。その他、半導体で構成される白色発光ダイオードが例示される。また、一般的な発光ダイオードが例示される。その他、発光トランジスタでもよい。また、発光素子１５は必ずしも整流性が要求されるものではない。双方向性ダイオードであってもよい。本発明のＥＬ素子１５はこのいずれでもよい。
特開平０７−２９１８０８号公報

有機ＥＬ素子は自発光デバイスで、素子自体に寿命が存在する。素子の劣化の速度は有機ＥＬ素子に流す電流量にほぼ比例する。そのため、固定パターンを表示し続けると特定の画素のみが劣化し、パターンが焼き付いてしまうと言う問題があった。

また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置において黒を一括して挿入する間欠駆動を行うと表示映像の輪郭がはっきりとし、良好な画像を得ることが可能であるが黒を一括して挿入すると静止画においてちらつきがみえるという問題があった。

入力される外部データから表示される映像が静止画かどうかを判断する回路構成をつくり、静止画かどうか判断し、有機ＥＬ素子の発光時間を制御することにより特定の有機ＥＬ素子の劣化を防ぐ。

また、間欠駆動使用時において黒を一括で挿入することで起きるちらつきを信号を分割する回路を構成することにより、黒を分割で挿入し、ちらつきの問題を解決する。

本発明は、表示画像の輝度が高いとパネルに流れる電流量を減らし、輝度が低いと電流量を増やすことにより有機ＥＬ素子やバッテリーを保護しつつ全体的に画像を明るくする。したがって、実用的効果は大きい。

また、本発明の表示パネル、表示装置等は、高画質、良好な動画表示性能、低消費電力、低コスト化、高輝度化等のそれぞれの構成に応じて特徴ある効果を発揮する。

なお、本発明を用いれば、低消費電力の情報表示装置などを構成できるので、電力を消費しない。また、小型軽量化できるので、資源を消費しない。また、高精細の表示パネルであっても十分に対応できる。したがって、地球環境、宇宙環境に優しいこととなる。

本明細書において各図面は理解を容易にまたは／および作図を容易にするため、省略または／および拡大縮小した箇所がある。たとえば、図１１に図示する表示パネルの断面図では封止膜１１１などを十分厚く図示している。一方、図１０において、封止フタ８５は薄く図示している。また、省略した箇所もある。たとえば、本発明の表示パネルなどでは、不要光の反射防止のための位相フィルムなどを省略していが、適時付加することが望ましい。以上のことは以下の図面に対しても同様である。また、同一番号または、記号等を付した箇所は同一もしくは類似の形態もしくは材料あるいは機能もしくは動作を有する。

なお、各図面等で説明した内容は特に断りがなくとも、他の実施例等と組み合わせることができる。たとえば、図８の表示パネルにタッチパネルなどを付加し、図１９、図５２から図５４に図示する情報表示装置とすることができる。また、拡大レンズ３４２を取り付けビデオカメラ（図５２など参照のこと）などに用いるビューファインダ（図３４を参照のこと）を構成することもできる。また、図４、図１５、図１８、図２１、図２３などで説明した本発明の駆動方法は、いずれの本発明の表示装置または表示パネルに適用することができる。つまり、本明細書で記載された駆動方法は本発明の表示パネルに適用することができる。また、本発明は各画素にトランジスタが形成されたアクティブマトリックス型表示パネルを主に説明するがこれに限定するものではなく、単純マトリックス型にも適用することができることはいうまでもない。

このように特に明細書中に例示されていなくとも、明細書、図面中で記載あるいは説明した事項、内容、仕様は、互いに組み合わせて請求項に記載することができる。すべての組み合わせについて明細書などで記述することは不可能であるからである。

近年、低消費電力でかつ高表示品質であり、更に薄型化が可能な表示パネルとして、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の複数をマトリクス状に配列して構成される有機ＥＬ表示パネルが注目されている。

有機ＥＬ表示パネルは、図１０に示すように、画素電極としての透明電極１０５が形成されたガラス板７１（アレイ基板）上に、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などからなる少なくとも１層の有機機能層（ＥＬ層）１５、及び金属電極（反射膜）（カソード）１０６が積層されたものである。

透明電極（画素電極）１０５である陽極（アノード）にプラス、金属電極（反射電極）１０６の陰極（カソード）にマイナスの電圧を加え、すなわち、透明電極１０５及び金属電極１０６間に直流を印加することにより、有機機能層（ＥＬ層）１５が発光する。良好な発光特性を期待することのできる有機化合物を有機機能層に使用することによって、ＥＬ表示パネルが実用に耐えうるものになっている。なお、本発明は有機ＥＬ表示パネルを例にして説明をするが、これに限定するものではなく、無機ＥＬパネルにも適用することができる。また、構造、回路などはＴＮ液晶表示パネル、ＳＴＮ液晶表示パネルなど、他の表示パネルにも適用できる事項がある。

以下、本発明のＥＬ表示パネルの製造方法および構造について詳しく説明をする。まず、アレイ基板７１に画素を駆動するトランジスタ１１を形成する。１つの画素は２個以上、好ましくは４個または５個のトランジスタで構成される。また、画素は電流プログラムされ、プログラムされた電流がＥＬ素子１５に供給される。通常、電流プログラムされた値は電圧値として蓄積容量１９に保持される。このトランジスタ１１の組み合わせなど画素構成については後に説明をする。次にトランジスタ１１に正孔注入電極としての画素電極を形成する。画素電極１０５はフォトリソグラフィーによりパターン化する。なお、トランジスタ１１の下層、あるいは上層にはトランジスタ１１に光入射することにより発生するホトコンダクタ現象（以後、ホトコンと呼ぶ）による画質劣化を防止するために、遮光膜を形成または配置する。

なお、電流プログラムとは、ソースドライバ回路１４からプログラム電流を画素に印加し（もしくは画素からソースドライバ回路１４に吸収し）、この電流に相当する信号値を画素に保持させるものである。この保持された信号値に対応する電流をＥＬ素子１５に流す（もしくは、ＥＬ素子１５から流し込む）。つまり、電流でプログラムし、プログラムされた電流に相当（対応）する電流をＥＬ素子１５に流すようにするものである。

一方、電圧プログラムとは、ソースドライバ回路１４からプログラム電圧を画素に印加し、この電圧に相当する信号値を画素に保持させるものである。この保持された電圧に対応する電流をＥＬ素子１５に流す。つまり、電圧でプログラムし、画素内で電圧を電流値に変換し、プログラムされた電圧に相当（対応）する電流をＥＬ素子１５に流すようにするものである。

まず、有機ＥＬ表示パネルに用いられるアクティブマトリックス方式は、１．特定の画素を選択し、必要な表示情報を与えられること。２、１フレーム期間を通じてＥＬ素子に電流を流すことができることという２つの条件を満足させなければならない。

この２つの条件を満足させるため、図７６に図示する従来の有機ＥＬの画素構成では、第１のトランジスタ１１ｂは画素を選択するためのスイッチング用トランジスタ、第２のトランジスタ１１ａはＥＬ素子（ＥＬ膜）１５に電流を供給するための駆動用トランジスタとする。

ここで液晶に用いられるアクティブマトリックス方式と比較すると、スイッチング用トランジスタ１１ｂは液晶用にも必要であるが、駆動用トランジスタ１１ａはＥＬ素子１５を点灯させるために必要である。この理由は液晶の場合は、電圧を印加することでオン状態を保持することができるが、ＥＬ素子１５の場合は、電流を流しつづけなければ画素１６の点灯状態を維持できないからである。

したがって、ＥＬ表示パネルでは電流を流し続けるためにトランジスタ１１ａをオンさせ続けなければならない。まず、走査線、データ線が両方ともオンになると、スイッチング用トランジスタ１１ｂを通してキャパシタ１９に電荷が蓄積される。このキャパシタ１９が駆動用トランジスタ１１ａのゲートに電圧を加え続けるため、スイッチング用トランジスタ１１ｂがオフになっても、電流供給線（Ｖｄｄ）から電流が流れつづけ、１フレーム期間にわたり画素１６をオンできる。

この構成を用いて階調を表示させる場合、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電圧として階調に応じた電圧を印加する必要がある。したがって、駆動用トランジスタ１１ａのオン電流のばらつきがそのまま表示に現れる。

トランジスタのオン電流は単結晶で形成されたトランジスタであれば、きわめて均一であるが、安価なガラス基板に形成することのできる形成温度が４５０度以下の低温ポリシリ技術で形成した低温多結晶トタンジスタでは、そのしきい値のばらつきが±０．２Ｖ〜０．５Ｖの範囲でばらつきがある。そのため、駆動用トランジスタ１１ａを流れるオン電流がこれに対応してばらつき、表示にムラが発生する。これらのムラは、しきい値電圧のばらつきのみならず、トランジスタの移動度、ゲート絶縁膜の厚みなどでも発生する。また、トランジスタ１１の劣化によっても特性は変化する。

なお、低温ポリシリコン技術に限定されるものではなく、プロセス温度が４５０度（摂氏）以上の高温ポリシリコン技術を用いて構成してもよく、また、固相（ＣＧＳ）成長させた半導体膜を用いてＴＦＴなどを形成したものをもちいてもよい。その他、有機ＴＦＴを用いたものであっても良い。

また、アモルファスシリコン技術で形成したＴＦＴアレイを用いてパネルを構成する。なお、本明細書では低温ポリシリコン技術で形成したＴＦＴを主として説明する。しかし、ＴＦＴのバラツキが発生するなどの課題は他の方式でも同一である。

したがって、アナログ的に階調を表示させる方法では、均一な表示を得るために、デバイスの特性を厳密に制御する必要があり、現状の低温多結晶ポリシリコントランジスタではこのバラツキを所定範囲以内の抑えるというスペックを満足できない。この問題を解決するため、１画素内に４つ以上のトランジスタをもうけて、しきい値電圧のばらつきをコンデンサにより補償させて均一な電流を得る方法、定電流回路を１画素ごとに形成し電流の均一化を図る方法などが考えられる。

しかしながら、これらの方法は、プログラムされる電流がＥＬ素子１５を通じてプログラムされるため電流経路が変化した場合に電源ラインに接続されるスイッチングトランジスタに対し駆動電流を制御するトランジスタがソースフォロワとなり駆動マージンが狭くなる。したがって、駆動電圧が高くなるという課題を有する。

また、電源に接続するスイッチングトランジスタをインピーダンスの低い領域で使用する必要があり、この動作範囲がＥＬ素子１５の特性変動により影響を受けるという課題もある。その上、飽和領域における電圧電流特性に、キンク電流が発生する場合、トランジスタのしきい値電圧の変動が発生した場合、記憶された電流値が変動するとう課題もある。

本発明のＥＬ素子構造は、上記課題に対して、ＥＬ素子１５に流れる電流を制御するトランジスタ１１が、ソースフォロワ構成とならず、かつそのトランジスタにキンク電流があっても、キンク電流の影響を最小に抑えることが出来て記憶される電流値の変動を小さくすることが出来る構成である。

本発明のＥＬ表示装置の画素構造は、具体的には図１に示すように単位画素が最低４つからなる複数のトランジスタ１１ならびにＥＬ素子により形成される。なお、画素電極はソース信号線と重なるように構成する。つまり、ソース信号線１８上に絶縁膜あるいはアクリル材料からなる平坦化膜を形成して絶縁し、この絶縁膜上に画素電極１０５を形成する。このようにソース信号線１８上に画素電極を重ねる構成をハイアパーチャ（ＨＡ）構造と呼ぶ。

ゲート信号線（第１の走査線）１７ａをアクティブ（ＯＮ電圧を印加）とすることによりＥＬ素子１５駆動用のトランジスタ（トランジスタあるいはスイッチング素子）１１ａおよびトランジスタ（トランジスタあるいはスイッチング素子）１１ｃを通して、前記ＥＬ素子１５に流すべき電流値をソースドライバ回路１４から流す。また、トランジスタ１１ａのゲートとドレイン間を短絡するようにトランジスタ１１ｂがゲート信号線１７ａアクティブ（ＯＮ電圧を印加）となることにより開くと共に、トランジスタ１１ａのゲートとソース間に接続されたコンデンサ（キャパシタ、蓄積容量、付加容量）１９に、前記電流値を流すようにトランジスタ１１ａのゲート電圧（あるいはドレイン電圧）を記憶する（図３（ａ）を参照のこと）。

なお、トランジスタ１１ａのソース（Ｓ）−ゲート（Ｇ）間容量（コンデンサ）１９は０．２ｐＦ以上の容量とすることが好ましい。他の構成として、別途、コンデンサ１９を形成する構成も例示される。つまり、コンデンサ電極レイヤーとゲート絶縁膜およびゲートメタルから蓄積容量を形成する構成である。トランジスタ１１ｃのリークによる輝度低下を防止する観点、表示動作を安定化させるための観点からはこのように別途コンデンサを構成するほうが好ましい。なお、コンデンサ（蓄積容量）１９の大きさは、０．２ｐＦ以上２ｐＦ以下とすることがよく、中でもコンデンサ（蓄積容量）１９の大きさは、０．４ｐＦ以上１．２ｐＦ以下とすることがよい。

なお、コンデンサ１９は隣接する画素間の非表示領域におおむね形成することがこのましい。一般的に、フルカラー有機ＥＬ１５を作成する場合、有機ＥＬ層１５をメタルマスクによるマスク蒸着で形成するためマスク位置ずれによるＥＬ層の形成位置が発生する。位置ずれが発生すると各色の有機ＥＬ層１５（１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）が重なる危険性がある。そのため、各色の隣接する画素間の非表示領域は１０μ以上離れなければならない。この部分は発光に寄与しない部分となる。 したがって、蓄積容量１９をこの領域に形成することは開口率向上のために有効な手段となる。

なお、メタルマスクは磁性体で作製し、基板７１の裏面から磁石でメタルマスクを磁力で吸着する。磁力により、メタルマスクは基板と隙間なく密着する。以上の製造方法に関する事項は、本発明の他の製造方法にも適用される。

次に、ゲート信号線１７ａを非アクティブ（ＯＦＦ電圧を印加）、ゲート信号線１７ｂをアクティブとして、電流の流れる経路を前記第１のトランジスタ１１ａ並びにＥＬ素子１５に接続されたトランジスタ１１ｄならびに前記ＥＬ素子１５を含む経路に切り替えて、記憶した電流を前記ＥＬ素子１５に流すように動作する（図３（ｂ）を参照のこと）。

この回路は１画素内に４つのトランジスタ１１を有しており、トランジスタ１１ａのゲートはトランジスタ１１ｂのソースに接続されている。また、トランジスタ１１ｂおよびトランジスタ１１ｃのゲートはゲート信号線１７ａに接続されている。トランジスタ１１ｂのドレインはトランジスタ１１ｃのソースならびにトランジスタ１１ｄのソースに接続され、トランジスタ１１ｃのドレインはソース信号線１８に接続されている。トランジスタ１１ｄのゲートはゲート信号線１７ｂに接続され、トランジスタ１１ｄのドレインはＥＬ素子１５のアノード電極に接続されている。

なお、図１ではすべてのトランジスタはＰチャンネルで構成している。Ｐチャンネルは多少Ｎチャンネルのトランジスタに比較してモビリティが低いが、耐圧が大きくまた劣化も発生しにくいので好ましい。しかし、本発明はＥＬ素子構成をＰチャンネルで構成することのみに限定するものではない。Ｎチャンネルのみで構成してもよい。また、ＮチャンネルとＰチャンネルの両方を用いて構成してもよい。

なお、図１においてトランジスタ１１ｃ、１１ｂは同一の極性で構成し、かつＮチャンネルで構成し、トランジスタ１１ａ、１１ｄはＰチャンネルで構成することが好ましい。一般的にＰチャンネルトランジスタはＮチャンネルトランジスタに比較して、信頼性が高い、キンク電流が少ないなどの特長があり、電流を制御することによって目的とする発光強度を得るＥＬ素子１５に対しては、トランジスタ１１ａをＰチャンネルにする効果が大きい。最適には画素を構成するＴＦＴ１１をすべてＰチャンネルで形成し、内蔵ゲートドライバ１２もＰチャンネルで形成することが好ましい。このようにアレイをＰチャンネルのみのＴＦＴで形成することにより、マスク枚数が５枚となり、低コスト化、高歩留まりかを実現できる。

以下、さらに本発明の理解を容易にするために、本発明のＥＬ素子構成について図３を用いて説明する。本発明のＥＬ素子構成は２つのタイミングにより制御される。第１のタイミングは必要な電流値を記憶させるタイミングである。このタイミングでトランジスタ１１ｂならびにトランジスタ１１ｃがＯＮすることにより、等価回路として図３（ａ）となる。ここで、信号線より所定の電流Ｉｗが書き込まれる。これによりトランジスタ１１ａはゲートとドレインが接続された状態となり、このトランジスタ１１ａとトランジスタ１１ｃを通じて電流Ｉｗが流れる。従って、トランジスタ１１ａのゲートーソースの電圧はＩ１が流れるような電圧Ｖ１となる。

第２のタイミングはトランジスタ１１ａとトランジスタ１１ｃが閉じ、トランジスタ１１ｄが開くタイミングであり、そのときの等価回路は図３（ｂ）となる。トランジスタ１１ａのソース−ゲート間の電圧は保持されたままとなる。この場合、トランジスタ１１ａは常に飽和領域で動作するため、Ｉｗの電流は一定となる。

このように動作させると、図５に図示するようになる。つまり、図５（ａ）の５１ａは表示画面５０における、ある時刻での電流プログラムされている画素（行）（書き込み画素行）を示している。この画素（行）５１ａは、図５（ｂ）に図示するように非点灯（非表示画素（行））とする。他の、画素（行）は表示画素（行）５３とする（非画素５３のＥＬ素子１５には電流が流れ、ＥＬ素子１５が発光している）。

図１の画素構成の場合、図３（ａ）に示すように、電流プログラム時は、プログラム電流Ｉｗがソース信号線１８に流れる。この電流Ｉｗがトランジスタ１１ａを流れ、Ｉｗを流す電流が保持されるように、コンデンサ１９に電圧設定（プログラム）される。このとき、トランジスタ１１ｄはオープン状態（オフ状態）である。

次に、ＥＬ素子１５に電流を流す期間は図３（ｂ）のように、トランジスタ１１ｃ、１１ｂがオフし、トランジスタ１１ｄが動作する。つまり、ゲート信号線１７ａにオフ電圧（Ｖｇｈ）が印加され、トランジスタ１１ｂ、１１ｃがオフする。一方、ゲート信号線１７ｂにオン電圧（Ｖｇｌ）が印加され、トランジスタ１１ｄがオンする。

このタイミングチャートを図４に図示する。なお、図４などにおいて、括弧内の添え字（たとえば、（１）など）は画素行の番号を示している。つまり、ゲート信号線１７ａ（１）とは、画素行（１）のゲート信号線１７ａを示している。また、図４の上段の＊Ｈとは、水平走査期間を示している。つまり、１Ｈとは第１番目の水平走査期間である。なお、以上の事項は、説明を容易にするためであって、限定（１Ｈの番号、１Ｈ周期、画素行番号の順番など）するものではない。

図４でわかるように、各選択された画素行（選択期間は、１Ｈとしている）において、ゲート信号線１７ａにオン電圧が印加されている時には、ゲート信号線１７ｂにはオフ電圧が印加されている。また、この期間は、ＥＬ素子１５には電流が流れていない（非点灯状態）。選択されていない画素行において、ゲート信号線１７ａにオフ電圧が印加され、ゲート信号線１７ｂにはオン電圧が印加されている。また、この期間は、ＥＬ素子１５に電流が流れている（点灯状態）。

なお、トランジスタ１１ｂのゲートとトランジスタ１１ｃのゲートは同一のゲート信号線１７ａに接続している。しかし、トランジスタ１１ｂのゲートとトランジスタ１１ｃのゲートとを異なるゲート信号線１７に接続してもよい。１画素のゲート信号線は３本となる（図１の構成は２本である）。トランジスタ１１ｂのゲートのＯＮ／ＯＦＦタイミングとトランジスタ１１ｃのゲートのＯＮ／ＯＦＦタイミングを個別に制御することにより、トランジスタ１１ａのばらつきによるＥＬ素子１５の電流値バラツキをさらに低減することができる。

ゲート信号線１７ａとゲート信号線１７ｂとを共通にし、トランジスタ１１ｃと１１ｄが異なった導電型（ＮチャンネルとＰチャンネル）とすると、駆動回路の簡略化、ならびに画素の開口率を向上させることが出来る。

このように構成すれば本発明の動作タイミングとしては信号線からの書きこみ経路がオフになる。すなわち所定の電流が記憶される際に、電流の流れる経路に分岐があると正確な電流値がトランジスタ１１ａのソース（Ｓ）−ゲート（Ｇ）間容量（コンデンサ）に記憶されない。トランジスタ１１ｃとトランジスタ１１ｄを異なった導電形にすることにより、お互いの閾値を制御することによって走査線の切り替わりのタイミングで必ずトランジスタ１１ｃがオフしたのちに、トランジスタ１１ｄがオンすることが可能になる。

本特許の発明の目的は、トランジスタ特性のばらつきが表示に影響を与えない回路構成を提案するものであり、そのために４トランジスタ以上が必要である。これらのトランジスタ特性により、回路定数を決定する場合、４つのトランジスタの特性がそろわなければ、適切な回路定数を求めることが困難である。レーザー照射の長軸方向に対して、チャンネル方向が水平の場合と垂直の場合では、トランジスタ特性の閾値と移動度が異なって形成される。なお、どちらの場合もばらつきの程度は同じである。水平方向と、垂直方向では移動度、閾値のあたいの平均値が異なる。したがって、画素を構成するすべてのトランジスタのチャンネル方向は同一であるほうが望ましい。

図２７においてＥＬ素子１５に流す電流を設定する時、トランジスタ２７１ａに流す信号電流をＩｗ、その結果トランジスタ２７１ａに生ずるゲートーソース間電圧をＶｇｓとする。書き込み時はトランジスタ１１ｃによってトランジスタ２７１ａのゲート・ドレイン間が短絡されているので、トランジスタ２７１ａは飽和領域で動作する。よって、Ｉｗは、以下の式で与えられる。

Ｉｗ＝μ１・Ｃｏｘ１・（Ｗ１／（２・Ｌ１））・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ１）^２ … （１）
ここで、Ｃｏｘは単位面積当たりのゲート容量であり、Ｃｏｘ＝ε０・εｒ／ｄで与えられる。Ｖｔｈはトランジスタの閾値、μはキャリアの移動度、Ｗはチャンネル幅、Ｌはチャンネル長、ε０は真空の移動度、εｒはゲート絶縁膜の比誘電率を示し、ｄはゲート絶縁膜の厚みである。

ＥＬ素子１５に流れる電流をＩｄｄとすると、Ｉｄｄは、ＥＬ素子１５と直列に接続されるトランジスタ２７１ｂによって電流レベルが制御される。本発明では、そのゲートーソース間電圧が（１）式のＶｇｓに一致するので、トランジスタ１ｂが飽和領域で動作すると仮定すれば、以下の式が成り立つ。

Ｉｄｒｖ＝μ２・Ｃｏｘ２・（Ｗ２／（２・Ｌ２））・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ２）^２ … （２）
絶縁ゲート電界効果型の薄膜トランジスタ（トランジスタ）が飽和領域で動作するための条件は、Ｖｄｓをドレイン・ソース間電圧として、一般に以下の式で与えられる。
｜Ｖｄｓ｜＞｜Ｖｇｓ−Ｖｔｈ｜ … （３）
ここで、トランジスタ２７１ａとトランジスタ２７１ｂは、小さな画素内部に近接して形成されるため、大略μ１＝μ２及びＣｏｘ１＝Ｃｏｘ２であり、特に工夫を凝らさない限り、Ｖｔｈ１＝Ｖｔｈ２と考えられる。すると、このとき（１）式及び（２）式から容易に以下の式が導かれる。

Ｉｄｒｖ／Ｉｗ＝（Ｗ２／Ｌ２）／（Ｗ１／Ｌ１） … （４）
ここで注意すべき点は、（１）式及び（２）式において、μ、Ｃｏｘ、Ｖｔｈの値自体は、画素毎、製品毎、あるいは製造ロット毎にばらつくのが普通であるが、（４）式はこれらのパラメータを含まないので、Ｉｄｒｖ／Ｉｗの値はこれらのばらつきに依存しないということである。

仮にＷ１＝Ｗ２、Ｌ１＝Ｌ２と設計すれば、Ｉｄｒｖ／Ｉｗ＝１、すなわちＩｗとＩｄｒｖが同一の値となる。すなわちトランジスタの特性ばらつきによらず、ＥＬ素子１５に流れる駆動電流Ｉｄｄは、正確に信号電流Ｉｗと同一になるので、結果としてＥＬ素子１５の発光輝度を正確に制御できる。

以上の様に、駆動用トランジスタ２７１ａのＶｔｈ１と駆動用トランジスタ２７１ｂのＶｔｈ２は基本的に同一である為、両トランジスタお互いにの共通電位にあるゲートに対してカットオフレベルの信号電圧が印加されると、トランジスタ２７１ａ及びトランジスタ２７１ｂ共に非導通状態になるはずである。ところが、実際には画素内でもパラメータのばらつきなどの要因により、Ｖｔｈ１よりもＶｔｈ２が低くなってしまうことがある。この時には、駆動用トランジスタ２７１ｂにサブスレッショルドレベルのリーク電流が流れる為、ＥＬ素子１５は微発光を呈する。この微発光により画面のコントラストが低下し表示特性が損なわれる。

本発明では特に、駆動用トランジスタ２７１ｂの閾電圧Ｖｔｈ２が画素内で対応する駆動用トランジスタ２７１ａの閾電圧Ｖｔｈ１より低くならない様に設定している。例えば、トランジスタ２７１ｂのゲート長Ｌ２をトランジスタ２７１ａのゲート長Ｌ１よりも長くして、これらの薄膜トランジスタのプロセスパラメータが変動しても、Ｖｔｈ２がＶｔｈ１よりも低くならない様にする。これにより、微少な電流リークを抑制することが可能である。以上の事項は図１のトランジスタ２７１ａとトランジスタ１１ｃの関係にも適用される。

図２７に示すように、信号電流が流れる駆動用トランジスタ２７１ａ、ＥＬ素子１５等からなる発光素子に流れる駆動電流を制御する駆動用トランジスタ２７１ｂの他、ゲート信号線１７ａ１の制御によって画素回路とデータ線ｄａｔａとを接続もしくは遮断する取込用トランジスタ１１ｂ、ゲート信号線１７ａ２の制御によって書き込み期間中にトランジスタ２７１ａのゲート・ドレインを短絡するスイッチ用トランジスタ１１ｃ、トランジスタ２７１ａのゲート−ソース間電圧を書き込み終了後も保持するための容量Ｃ１９および発光素子としてのＥＬ素子１５などから構成される。

図２７でトランジスタ１１ｂ、１１ｃはＮチャンネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、その他のトランジスタはＰチャンネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）で構成しているが、これは一例であって、必ずしもこの通りである必要はない。容量Ｃは、その一方の端子をトランジスタ２７１ａのゲートに接続され、他方の端子はＶｄｄ（電源電位）に接続されているが、Ｖｄｄに限らず任意の一定電位でも良い。ＥＬ素子１５のカソード（陰極）は接地電位に接続されている。したがって、以上の事項は図１などにも適用されることは言うまでもない。

なお、図１などのＶｄｄ電圧はトランジスタ２７１ｂのオフ電圧（トランジスタがＰチャンネル時）よりも低くすることが好ましい。具体的には、Ｖｇｈ（ゲートのオフ電圧）は少なくともＶｄｄ−０．５（Ｖ）よりの高くするべきである。これよりも低いとトランジスタのオフリークが発生し、レーザーアニ−ルのショットムラが目立つようになる。また、Ｖｄｄ＋４（Ｖ）よりも低くすべきである。あまりにも高いと逆にオフリーク量が増加する。

したがって、ゲートのオフ電圧（図１ではＶｇｈ、つまり、電源電圧に近い電圧側）は、電源電圧（図１ではＶｄｄ）は、よりも−０．５（Ｖ）以上＋４（Ｖ）以下とすべきである。さらに好ましくは、電源電圧（図１ではＶｄｄ）は、よりも０（Ｖ）以上＋２（Ｖ）以下とすべきである。つまり、ゲート信号線に印加するトランジスタのオフ電圧は、十分オフになるようにする。トランジスタがＮチャンネルの場合は、Ｖｇｌがオフ電圧となる。したがって、ＶｇｌはＧＮＤ電圧に対して−４（Ｖ）以上０．５（Ｖ）以下の範囲となるようにする。さらに好ましくは−２（Ｖ）以上０（Ｖ）以下の範囲することが好ましい。

以上の事項は、図１の電流プログラムの画素構成について述べたが、これに限定するものではなく、電圧プログラムの画素構成にも適用できることは言うまでもない。なお、電圧プログラムのＶｔオフセットキャンセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂごとに個別に補償することが好ましい。

駆動用トランジスタ２７１ｂは、コンデンサ１９に保持された電圧レベルをゲートに受け入れそれに応じた電流レベルを有する駆動電流はチャネルを介してＥＬ素子１５に流す。トランジスタトランジスタ２７１ａのゲートとトランジスタトランジスタ２７１ｂのゲートとが直接に接続されてカレントミラー回路を構成し、信号電流Ｉｗの電流レベルと駆動電流の電流レベルとが比例関係となる様にしている。

トランジスタ２７１ｂは飽和領域で動作し、そのゲートに印加された電圧レベルと閾電圧との差に応じた駆動電流をＥＬ素子１５に流す。

トランジスタ２７１ｂは、その閾電圧が画素内で対応するランジスタ２７１ａの閾電圧より低くならない様に設定されている。具体的には、トランジスタ２７１ｂは、そのゲート長がトランジスタ２７１ａのゲート長より短くならない様に設定されている。あるいは、トランジスタ２７１ｂは、そのゲート絶縁膜が画素内で対応するトランジスタ２７１ａのゲート絶縁膜より薄くならないように設定しても良い。

あるいは、トランジスタ２７１ｂは、そのチャネルに注入される不純物濃度を調整して、閾電圧が画素内で対応するトランジスタ２７１ａの閾電圧より低くならない様に設定してもよい。仮に、トランジスタ２７１ａとトランジスタ２７１ｂの閾電圧が同一となる様に設定した場合、共通接続されたトランジスタのゲートにカットオフレベルの信号電圧が印加されると、トランジスタ２７１ａ及びトランジスタ２７１ｂは両方共オフ状態になるはずである。ところが、実際には画素内にも僅かながらプロセスパラメータのばらつきがあり、トランジスタ２７１ａの閾電圧よりトランジスタ２７１ｂの閾電圧が低くなる場合がある。

この時には、カットオフレベル以下の信号電圧でもサブスレッショルドレベルの微弱電流が駆動用トランジスタ２７１ｂに流れる為、ＥＬ素子１５は微発光し画面のコントラスト低下が現れる。そこで、トランジスタ２７１ｂのゲート長をトランジスタ２７１ａのゲート長よりも長くしている。これにより、トランジスタ１１のプロセスパラメータが画素内で変動しても、トランジスタ２７１ｂの閾電圧がトランジスタ２７１ａの閾電圧よりも低くならない様にする。

ゲート長Ｌが比較的短い短チャネル効果領域Ａでは、ゲート長Ｌの増加に伴いＶｔｈが上昇する。一方、ゲート長Ｌが比較的大きな抑制領域Ｂではゲート長Ｌに関わらずＶｔｈはほぼ一定である。この特性を利用して、トランジスタ２７１ｂのゲート長をトランジスタ２７１ａのゲート長よりも長くしている。例えば、トランジスタ２７１ａのゲート長が７μｍの場合、トランジスタ２７１ｂのゲート長を１０μｍ程度にする。

トランジスタ２７１ａのゲート長が短チャネル効果領域Ａに属する一方、トランジスタ２７１ｂのゲート長が抑制領域Ｂに属する様にしても良い。これにより、トランジスタ２７１ｂにおける短チャネル効果を抑制することができるとともに、プロセスパラメータの変動による閾電圧低減を抑制可能である。以上により、トランジスタ２７１ｂに流れるサブスレッショルドレベルのリーク電流を抑制してＥＬ素子１５の微発光を抑え、コントラスト改善に寄与可能である。

このようにして作製した図１、図２、図２７などで説明したＥＬ表示素子１５に直流電圧を印加し、１０mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。ＥＬ構造体は、７．０V 、２００cd/cm2の緑色（発光極大波長λmax ＝４６０nm）の発光が確認できた。青色発光部は、輝度１００cd／cm2で、色座標がｘ＝０．１２９、ｙ＝０．１０５、緑色発光部は、輝度２００cd／cm2 で、色座標がｘ＝０．３４０、ｙ＝０．６２５、赤色発光部は、輝度１００cd／cm2で、色座標がｘ＝０．６４９、ｙ＝０．３３８の発光色が得られた。

フルカラー有機ＥＬ表示パネルでは、開口率の向上が重要な開発課題になる。開口率を高めると光の利用効率が上がり、高輝度化や長寿命化につながるためである。開口率を高めるためには、有機ＥＬ層からの光を遮るトランジスタの面積を小さくすればよい。低温多結晶Ｓｉ−トランジスタはアモルファスシリコンに比較して１０−１００倍の性能を持ち、電流の供給能力が高いため、トランジスタの大きさを非常に小さくできる。したがって、有機ＥＬ表示パネルでは、画素トランジスタ、周辺駆動回路を低温ポリシリコン技術、高温ポリシリコン技術で作製することが好ましい。もちろん、アモルファスシリコン技術で形成してもよいが画素開口率はかなり小さくなってしまう。

ゲートドライバ回路１２あるいはソースドライバ回路１４などの駆動回路をガラス基板７１上に形成することにより、電流駆動の有機ＥＬ表示パネルで特に問題になる抵抗を下げることができる。ＴＣＰの接続抵抗がなくなるうえに、ＴＣＰ接続の場合に比べて電極からの引き出し線が２〜３ｍｍ短くなり配線抵抗が小さくなる。さらに、ＴＣＰ接続のための工程がなくなる、材料コストが下がるという利点があるとする。

次に、本発明のＥＬ表示パネルあるいはＥＬ表示装置について説明をする。図６はＥＬ表示装置の回路を中心とした説明図である。画素１６がマトリックス状に配置または形成されている。各画素１６には各画素の電流プログラムを行う電流を出力するソースドライバ回路１４が接続されている。ソースドライバ回路１４の出力段は映像信号のビット数に対応したカレントミラー回路が形成されている（後に説明する）。たとえば、６４階調であれば、６３個のカレントミラー回路が各ソース信号線に形成され、これらのカレントミラー回路の個数を選択することにより所望の電流をソース信号線１８に印加できるように構成されている。

なお、１つのカレントミラー回路の１つの単位トランジスタの最小出力電流は１０ｎＡ以上５０ｎＡ以下にしている。特にカレントミラー回路の最小出力電流は１５ｎＡ以上３５ｎＡ以下にすることがよい。ドライバＩＣ１４内のカレントミラー回路を構成するトランジスタの精度を確保するためである。

また、ソース信号線１８の電荷を強制的に放出または充電するプリチャージあるいはディスチャージ回路を内蔵する。ソース信号線１８の電荷を強制的に放出または充電するプリチャージあるいはディスチャージ回路の電圧（電流）出力値は、Ｒ、Ｇ、Ｂで独立に設定できるように構成することが好ましい。ＥＬ素子１５の閾値がＲＧＢでことなるからである。

以上に説明した画素構成、アレイ構成、パネル構成などは、以下に説明する構成、方法、装置に適用されることは言うまでもない。また、以下に説明する構成、方法、装置は、すでに説明した画素構成、アレイ構成、パネル構成などが適用されることは言うまでもない。

ゲートドライバ１２はゲート信号線１７ａ用のシフトレジスタ回路６１ａと、ゲート信号線１７ｂ用のシフトレジスタ回路６１ｂとを内蔵する。各シフトレジスタ回路６１は正相と負相のクロック信号（ＣＬＫｘＰ、ＣＬＫｘＮ）、スタートパルス（ＳＴｘ）で制御される。その他、ゲート信号線の出力、非出力を制御するイネーブル（ＥＮＡＢＬ）信号、シフト方向を上下逆転するアップダウン（ＵＰＤＷＭ）信号を付加することが好ましい。他に、スタートパルスがシフトレジスタにシフトされ、そして出力されていることを確認する出力端子などを設けることが好ましい。

なお、シフトレジスタのシフトタイミングはコントロールＩＣ８１からの制御信号で制御される。 また、外部データのレベルシフトを行うレベルシフト回路を内蔵する。また、検査回路を内蔵する。

図８は本発明の表示装置の信号、電圧の供給の構成図あるいは表示装置の構成図である。コンとロールＩＣ８１からソースドライバ回路１４ａに供給する信号（電源配線、データ配線など）はフレキシブル基板８４を介して供給する。

図８ではゲートドライバ１２の制御信号はコントロールＩＣで発生させ、ソースドライバ１４でいったん、レベルシフトを行った後、ゲートドライバ１２に印加している。ソースドライバ１４の駆動電圧は４〜８（Ｖ）であるから、コントロールＩＣ８１から出力された３．３（Ｖ）振幅の制御信号を、ゲートドライバ１２が受け取れる５（Ｖ）振幅に変換することができる。

以下、本発明の駆動方法について説明する。本発明は有機ＥＬパネルの駆動に特化した輝度調整駆動である。有機ＥＬ素子は蓄積容量１９に蓄積された電荷とＶｄｄに応じて駆動トランジスタ１１ａが流す電流量に比例して発光する。そのため、図１２に示すようにパネルに流れる総電流とパネルの明るさの関係はリニアになる。有機ＥＬ素子に電流を流すための電圧Ｖｄｄは図２４に示すようにバッテリー２４１によって供給される。

このバッテリー２４１には容量の制限があり、特に小型モジュールに使用する場合流すことの出来る電流量は少なくなる。仮に、図２５に示すようにバッテリー２４１が有機ＥＬパネルの消費する電力の５０％までしか流すことができないとする。ここで２５１に示すような直線で有機ＥＬが発する明るさ（全面白表示を１００％とする）と電力の関係を決めると明るさの高い領域ではバッテリーの流せる最大の電流量を超えてしまうため、バッテリーを破壊してしまう恐れがある。

反対に２５２に示すように有機ＥＬパネルの最大発光時に流れる電流量と、バッテリー２４１が流すことが出来る最大電流量を同じ値にして明るさと電力の関係を決めると低輝度部において電流を流すことが出来なくなる。一般に映像データは全面白表示状態を１００％とすると、３０％辺りが多いと言われている。２５２に示すような明るさと電流量の関係にすると、映像データの多い領域で電流を流すことが出来なくなり、見栄えのしない画像になってしまう。

そこで本発明では図２６に示すように特定の入力データを測定し、そのデータに応じて、有機ＥＬパネルに流れる電流量を調整する駆動を提案する。バッテリーの限界値を超える可能性がある領域では電流値を抑制し、電流があまり流れない領域では電流量を増やす駆動方法である。この駆動方法を実現すると有機ＥＬパネルの明るさと電流量の関係は２８２のようになり、バッテリーの容量制限があっても映像データの多い領域で電流を流すことが可能となり、見栄えの良い画像を作ることができる。

電流値を調整する方法として二つの方法を提案する。一つはソース信号線１８に流す電流量を減らし、有機ＥＬ素子に流れる電流量自体を調整する方法である。しかし、この方法は電流量を抑制する際にはソース信号線１８に流れる電流量を少なくしなくてはならない。前に示したように有機ＥＬ素子は蓄積容量１９に蓄積された電荷に応じて発光する。入力されたデータを正しく発光させるためには蓄積容量１９に正しい電流値を流せるような電荷を蓄積する必要がある。

しかし、実際ソース信号線１８には浮遊容量４５１が存在する。Ｖ２からＶ１までソース信号線電圧を変化させるにはこの浮遊容量の電荷を引き抜く必要がある。この引き抜きにかかる時間ΔＴは、ΔＱ（浮遊容量の電荷）＝Ｉ（ソース信号線に流れる電流）×ΔＴ＝Ｃ（浮遊容量値）×ΔＶとなる。このため、電流値Ｉを減少させると蓄積容量１９に正しい電荷を蓄積させることが出来なくなる。また、電流値を減少させると、階調表現が困難になる。階調を１０２４階調で表現させようと考えると黒を表示させるための電流値と白を表現させる電流値の差を１０２４等分する必要がある。そのため、白を表現させる電流値をへらすと１階調あたりの電流変化量が小さくなり、階調表現をするための精度が高くなり、実現が難しくなる。

まず、点灯率について説明をする。点灯率は、画像データあるいはパネルの消費電流（アノードまたはカソード端子に流れる電流）から導出する。

１画面の画像データが全体的に大きいときは画像データの総和は大きくなる。たとえば、白ラスターは６４階調表示の場合は画像データとしては６３であるから、画面５０の画素数×６３が画像データの総和である。１／１００の白ウインドウ表示で、白表示部が最大輝度の白表示では、画面５０の画素数×（１／１００）×６３が画像データの総和である（データ和の最大値である）。

ｂ本発明では画像データの総和あるいは画面の消費電流量を予測できる値を求め、この総和あるいは値により、点灯率による制御を行う。

なお、画像データの総和を求めるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、画像データの１フレームの平均レベルを求めてこれを用いてもよい。アナログ信号であれば、アナログ画像信号をコンデンサによりフィルタリングすることにより平均レベルを得ることができる。アナログの映像信号に対しフィルタを介して直流レベルを抽出し、この直流レベルをＡＤ変換して画像データの総和としてもよい。この場合は、画像データはＡＰＬレベルとも言うことができる。

また、画面を構成する画像のすべてのデータを加算する必要はなく、画面の１／Ｗ（Ｗは１より大きい値）をピックアップして抽出し、ピックアップしたデータの総和を求めてもよい。

データ和／最大値は点灯率と同義である。データ和／最大値が１であれば、点灯率１００％である（基本的に最大の白ラスター表示）。データ和／最大値が０であれば、点灯率０％である（基本的に完全黒ラスター表示である）。

データ和／最大値（点灯率）は、映像データの和から求める。入力映像信号がＹ、Ｕ、Ｖの場合は、Ｙ（輝度）信号から求めても良い。しかし、ＥＬパネルの場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂで発光効率が異なるため、Ｙ信号から求めた値が消費電力にならない。したがって、Ｙ、Ｕ、Ｖ信号の場合も、一度Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂに応じて電流に換算する係数をかけて、消費電流（消費電力）を求めることが好ましい。しかし、簡易的にＹ信号から消費電流を求めることは回路処理が容易になることも考慮してもよい。

また、有機ＥＬパネルに流れる電流値を外部回路により測定し、フィードバックすることにより判断する方法も可能である。同様に有機ＥＬパネル内にサーミスタもしくは熱電対などの温度センサーやフォトセンサーを内蔵することにより得られるデータを利用することも可能である。

点灯率は、パネルに流れる電流で換算されているものであるとする。なぜなら、ＥＬ表示パネルではＢの発光効率が悪いため、海の表示などが表示されると、消費電力が一気に増加するからである。したがって、最大値は、電源容量の最大値である。また、データ和とは単純な映像データの加算値ではなく、映像データを消費電流に換算したものとしている。したがって、点灯率も最大電流に対する各画像の使用電流から求められたものである。

二つ目はソース信号線に流す電流値Ｉはそのままに画面の点灯率を変えることで明るさを制御する。有機ＥＬパネルはトランジスタ１１ｄのＯＮ時間を制御することで水平操作線の１フレーム内の点灯時間を制御することができる。図１４に示すように１フレーム内の１／Ｎ期間しか点灯させないような駆動をすると、明るさは１／Ｎになる。この方法により明るさを調整することが可能である。この方法では発光している期間で明るさを制御するため、発光量を制御しても階調表現を実現するためのソース信号線に流れる電流値に求められる精度は変わらないので階調表現を容易に実現できる。そのため、本発明では点灯率を制御することにより有機ＥＬパネルに流れる電流量を抑制する駆動方法を提案する。

点灯率と入力データの関係は比例関係だけとは限らない。図２９に示すように曲線や、折れ線にすることも可能である。２９１のように一定期間点灯率の高い状況を持続し、その後データに応じて点灯率を低くして行く形は一般的に映像データの明るさが３０％（全面白表示が１００％）のあたりが多い点を考えると有効であると言える。仮にバッテリー２４１の容量が有機ＥＬパネルに流すことが出来る最大電流量の５０％まで流すことが可能だとすると、入力データが最大の５０％の領域まで点灯率を最大にしておいてもバッテリーを破壊することはない。

また、入力データは最小と最大の間を２のｎ乗で刻むことが望ましい。例えば、全面黒点灯を０とすると、全面白点灯は２５６（２の８乗）とすると言ったやり方である。点灯率の変化を演算する際に変化量を求めるには最大点灯率と最小点灯率を入力データで割る必要がある。その際に全面白表示時を２のｎ乗としておくと傾きは最大点灯率と最小点灯率の差を２進数にして８ビット分シフトするだけで求められるので半導体設計の観点から考えると回路設計が非常に容易になる。２９１のような、一定期間最大点灯率を保った後、点灯率を徐々に下げて行くような波形を実現する際も、図３０に示すように入力データの最小から２のｎ´乗までの間点灯率が最大になるような波形では、（）のような直線型のグラフにおいて傾きをｘとすると２のｎ´乗から２の（ｎ´＋１）乗までの期間だけ傾きを２ｘとすることで直線型のグラフと交わる。これにより、折れ線型のグラフにした際も傾きを求めなおす必要が無くなり、回路設計において非常に楽になる。

続いて図５５にて本駆動を実現するための回路構成について説明する。まず最初に映像ソースより、ＲＧＢの色データが５５１に入力される。同じデータはγ処理などの画像処理を経てソースドライバー１４に入力される。図ではＲＧＢの色データを書いているが、ＲＧＢに限るものではない。ＹＵＶの信号であることも考えられるし、前述のサーミスタやフォトセンサーから得られる温度データや輝度データでも良い。５５１でデータを拡張した後、データを収集するモジュール５５２にデータを入力する。５５１のデータの拡張に関しては後述で説明する。５５２でははじめにデータが加算器５５２ａに入力される。ただし、常にデータが来ているわけではなく場合によっては画像データ以外の不定なデータが来ている可能性もある。そのため、加算器５５２ａはデータが来ているかどうかのイネーブル信号（ＤＥ）と、クロック（ＣＬＫ）により加算するかどうかを決定する。加算したデータはレジスタ５５２ｂに格納される。そして５５２ｃにて垂直同期信号（ＶＤ）でラッチしてレジスタのデータ（２進数）の上位８ｂｉｔを出力する。点灯率の制御をより細かい範囲で行いたい場合、出力するデータを９ｂｉｔ以上にすればよいし、精度が必要としない場合７ｂｉｔ以下でもかまわない。出力された値の最大値がすなわち入力されたデータの刻みとなる。出力した８ｂｉｔの最大値が１００の場合、入力データは１００分割で判断されることになる。前述の用に入力データは２のｎ乗で刻むことが望ましい。そこで５５１では１Ｆ間に得られるデータを２５５等分しやすくするために、データの拡張を行う。仮にそのままデータを５５２に入力した場合、出力された値が最大１００になるとすると５５１で入力データ自体を２．５５倍して入力することにより出力された値の最大を２５５（０を含めると２５６（２の８乗）通り）にすることができる。

次に出力された８ｂｉｔの値は点灯率を演算するモジュール５５５に入力される。５５５で入力された値は点灯率制御値５５６として演算され、出力される。

点灯率制御値５５６はゲート制御ブロック５５３に入力される。ゲート制御ブロック５５３はＶＤに同期して初期化され、水平同期信号（ＨＤ）によってカウントアップするカウンター５５４を有している。

図５６にて点灯率制御値５５６が１５のときのゲート制御ブロック５５３のタイムチャートを示す。カウンター５５４が０のときＳＴ１がＨＩになる。ＳＴ１はゲート信号線１７ａを制御するためのスタートパルスであり、１７ａにより、スイッチングトランジスタ１１ｂ，１１ｃがＯＮ／ＯＦＦする。また、カウンター５５４が１のときＳＴ１がＬＯＷになり、ＳＴ２がＨＩになる。ＳＴ２はゲート信号線１７ｄを制御するためのスタートパルスであり、１７ｂによりスイッチングトランジスタ１１ｄがＯＮ／ＯＦＦする。すなわち、ＳＴ２のＨＩ期間の長さが直接、有機ＥＬ素子１５の発光時間に関わることになる。そこで点灯率制御信号の値とカウンター５５４が同値のとき、ＳＴ２がＬＯＷになると点灯率制御信号の値により、有機ＥＬ素子１５の発光量を調整することが可能となる。ＳＴ１，２をＨＩにするカウンター値は０、１に固定されるものではない。画像データの遅延などを考慮してもっと大きな値にすることもある。図５５では点灯率制御信号は８ｂｉｔの値を持っている。点灯率制御信号は図５７にしめすように５５２内部で点灯率の時間分ＨＩ期間を有する１ｂｉｔの信号線でも良い。図５７の場合はＳＴ２の信号線と点灯率制御信号線を論理演算することで点灯時間を制御することが可能である。

続いて、本発明の駆動を行う際に点灯率の変化を遅延させる方法を提案する。図３８に示すように時間軸ｔ（ｔ＝0・1・2・・・）に対して入力データが大きく変化すると、点灯率が大きく変化する。このような状況になると、画面内の明るさが頻繁に変化しちらつきが起きてしまう。そこで図３９に示すように現在の点灯率と次フレームで移る予定の点灯率との差分をとり、その差分の数％分だけ変化させることで、変化の割合を緩やかにする。式にすると時間ｔでの点灯率をＹ（ｔ）とし、時間ｔでの入力データから算出する点灯率をＹ´（ｔ）とするとＹ（ｔ＋１）＝Ｙ（ｔ）＋（Ｙ´（ｔ）−Ｙ（ｔ））／ｓ （ｓ≠０）・・・（５）となる。この式で点灯率を変化させる場合、点灯率の差が大きいと変化量も大きくなり、差が小さいと変化量は小さくなる。そのため、ｓが大きくなりすぎると点灯率が変化するのに必要な時間が長くなってしまう。

図５９に点灯率が０から１００まで移動する時に必要なフレーム数とｓの関係を示す。60Ｈｚの周波数で映像が映る場合、点灯率が0％とから100％に移動するまでにｓ＝16で８４フレーム必要なことから約１．３秒かかる。これ以上変化に時間がかかると逆に明るさの変化がスムーズに見えなくなる。また、ｓが小さいとちらつきの改善にならない。検討の結果、ｓ＝２では改善効果が小さいが、ｓ＝４ではちらつきが改善する。回路設計ではデータは２進数で表記されるため除算回路は多くのロジックを必要とし、実現は現実的ではない。しかし、２のｎ乗で除算を行う場合２進数で表記されたデータの左端を最上位ビット、右端を最下位ビットとするとｎビット右にシフトするだけで除算と同じ効果が得られるので回路構成が非常に容易となる。前述の観点からｓは２のｎ乗であるべきである。以上のことから本発明ではｓの範囲を4≦ｓ≦16とする。さらに好ましくは、4≦ｓ≦８が好ましい。これにより、ちらつきのない良好な表示を得ることができた。なお、回路設計以外では、ｓは２乗に限定されない。したがって、４≦ｓ≦１２としてもよい。また（５)式の（Ｙ´（ｔ）−Ｙ（ｔ））／ｓの分子（Ｙ´（ｔ）−Ｙ（ｔ））をｒ倍する際にはｓの範囲もｒ倍されるものとする。

ｓは常に一定でなくても良い。点灯率の高い領域ではちらつきが少ないのでｓを４より小さくすると言う方法もある。したがって、点灯率が高い領域と低い領域でｓを変化させてもよい。たとえば、点灯率５０％以上の時、２≦ｓ≦８で制御することが好ましく、点灯率５０％以下の時、４≦ｓ≦１６で制御することが好ましい。

図５８にて点灯率の変化を遅延させる駆動方法の回路構成を示す。前述の通り５５１から出力されたデータを加算器５５２ａにて加算し、レジスタ５５２ｂに収納する。ＶＤに同期して出力された８ｂｉｔの値を演算モジュールにて演算し、点灯率制御値Ｙ´（ｔ）を導く。Ｙ´（ｔ）は減算モジュール５８２に入力される。減算モジュール５８２内では現在の点灯率制御値を保持するレジスタ５８３から得た点灯率制御値Ｙ（ｔ）と現在の入力データから導かれる点灯率制御値Ｙ´（ｔ）の減算を行い、二つの差分Ｓ（ｔ）を求める。次にＳ（ｔ）は入力されるｓの値により５８４内で除算処理を行う。前述の用に除算処理は複雑なロジックを必要とするため、入力されるｓの値を２のｎ乗にすることにより、Ｓ（ｔ）は最下位ビット（ＬＳＢ）側にｎｂｉｔシフトさせることにより除算を行うことが可能となる。

除算を行ったＳ（ｔ）はレジスタ５８３に保持された現在の点灯率制御値Ｙ（ｔ）と加算モジュール５８５にて加算される。５８５にて加算された値が点灯率制御値５５６となりゲートドライバー制御ブロック５５３に入力されることになる。また、この点灯率制御値５５６はレジスタ５８３に入力されることにより、次フレームへと反映されることになる。

ただし、図５８の方法の場合Ｓ（ｔ）をｎｂｉｔシフトさせた際にシフトさせただけデータを捨ててしまうため、精度に問題が出る。具体的にはｓ＝８の場合ｎ＝３になるので３ビットシフトさせることになるがＳ（ｔ）が７以下の数値の場合３ビットＬＳＢ側にシフトさせると０になってしまう。回避法としてはＳ（ｔ）、Ｙ（ｔ）ともに予めｎｂｉｔ分最上位ビット（ＭＳＢ）側にシフトさせておいて出力する時に出力データをＬＳＢ側にｎｂｉｔ分シフトさせて出力させる。もしくは図６１に示す用に初期値Ｙ（０）をｎｂｉｔＭＳＢ側にさせてレジスタ５８３に収める。そしてＳ（ｔ）を加えた時点のデータをレジスタ５８３に収納し、出力するデータはｎｂｉｔＬＳＢ側にシフトしてから出力する。初期値がＭＳＢ側にｎｂｉｔシフトしていることから加えられるＳ（ｔ）はＬＳＢ側にｎｂｉｔシフトしているのと同じ効果が得られ、さらにレジスタ５８３に収められるデータはシフトによって捨てられるデータが存在しないため、精度が高まる。

図４０に入力データが最小から最大に移った時の点灯率の変化を示す。前に述べた方式で点灯率を変化させると点灯率は曲線を描いて変化する。しかし、このとき４０１に示す領域では電源容量の限界値を超えているため、電源を破壊する恐れがある。そこで、図４１に示すように点灯率が増える時と減る時で変化を変える方法を提案する。点灯率が低い領域で点灯率を大きく変化させるとちらついて見えるが点灯率の高い領域では点灯率を大きく変えてもちらつきはみえない。

これは点灯率の低い領域では画面内を締める黒表示（非表示部）の割合が大きいからである。もともと黒表示部の割合が少ない点灯率の高い領域では点灯率を大きく落としても画質に影響はでない。そこで点灯率が５０％以上の時に入力データから算出されるＹ´が５０％未満の領域である時は前述の変化の速度を緩やかにする駆動方法を用いずに点灯率を５０％まで減少させる。

しかし、電源の容量の限界値が５０％より大きい場合、５０％まで下げずにその限界容量に応じた点灯率でおさえるべきである。電源の限界容量が５０％未満の場合は点灯率を５０％まで減少させてもまだ電源の限界容量を越える可能性があるが、一度に５０％未満の点灯率まで減少させることはちらつきの観点から好ましくない。

この方法を用いても、点灯率は入力データを判断してから変化するものなので１フレーム間は電源の容量の限界値を超える場合がある。例えば、図４２に示すように入力データ＝有機ＥＬパネルの映像の輝度データとすると、しばらくの間黒表示が続くと入力データが小さいことから点灯率は最大になる。そこで突然全面白表示になるとそのフレーム間は最大点灯率のまま全面白表示になることになる。このとき、有機ＥＬパネルに流れる電流量は４２１に示す領域にあり、電源の限界容量を越えている。

この現象を回避するには二通りの方法がある。一つは回路内にフレームメモリを有することである。フレームメモリ内に一旦画像データを収め、その後表示すると言う構成にすると白表示をする前に点灯率を落とすことができる。しかし、回路内にフレームメモリを有すると回路規模はかなり大きくなると言うデメリットがある。

そこでフレームメモリを使わずにこの現象を回避する方法を提案する。図４３に示すようにゲートドライバ１２に入力するゲート信号線４３１に信号線４３２を加え、二つの信号線をＡＮＤで論理演算する。これにより信号線４３２がＨＩのときはゲート信号線４３１に応じて有機ＥＬパネルのトランジスタ１１ｄがＯＮ／ＯＦＦし、信号線４３２がＬＯＷのときはゲート信号線４３１にかかわらず有機ＥＬパネルのトランジスタ１１ｄがＯＦＦする。

もちろん、ＡＮＤ以外で論理演算を行い、二つの信号線の組み合わせを変えても問題はない。ここではＡＮＤで論理演算を行い、ゲート信号線１７がＬＯＷのとき、有機ＥＬパネルのトランジスタ１１ｄがＯＦＦする場合について説明する。まず、点灯率から入力データの限界値を計算する。仮に点灯率が１００％の状況で電源の容量の限界値が５０％の場合、入力データが５０％の時点で限界となる。点灯率が７０％の状況で電源の限界容量が５０％のときは入力データが７１％の時点で限界になる。入力データがその限界値に達した時点で信号線４３２をＬＯＷに落とす。

すると、ゲート信号線１７はＬＯＷとなり有機ＥＬパネルのトランジスタ１１ｄがＯＦＦする。この場合、表示領域の変化について図４４に示す。４４１の時点で限界値に達したとすると信号線４３２がＬＯＷになり、１ライン目のトランジスタ１１ｄを操作しているゲート信号線１７ａ（１）がＬＯＷになる。これにより１ライン目が非点灯状態になり、このラインは次に１７ａ（１）がＨＩになるまで非点灯状態が続く。１ライン目が非点灯状態になった後１Ｈ毎に１７ｂ（２）、１７ｂ（３）・・・と順番にＬＯＷになっていき、２ライン目、３ライン目・・・と順番に非点灯状態になって行く。この様子を図で示すと４４１，４４２，４４３の順番になり、ラインごとの点灯時間は変わらない。よって１フレームの途中でこのような処理を行っても画像には影響がでない。この方法によりフレームメモリを使わずに電源の限界容量を超えないように電流量を抑制することができた。

本発明搭載のディスプレイは図１９に示すように１フレーム間に点灯させる表示領域によって明るさを調整することが出来る。図１３に示すように画像表示領域の水平操作線数をＳとし、１フレーム間に点灯する表示領域をＮとすると表示領域の明るさはＮ／Ｓとなる。この方法による表示領域の明るさの調整は先にも記載したようにゲートドライバ回路１２のシフトレジスタ回路６１などの制御により、容易に実現できる。

しかし、この方法では表示領域の明るさの調整はＳ段階でしか調整できない。点灯する表示領域のＮを変化させた際の表示領域の明るさの変化を図３１に示す。点灯走査線数Ｎの変化で明るさを調整するため、明るさの変化は図のように階段状になる。明るさの調整幅が小さい場合は問題が無いが、明るさの調整の幅が大きい場合、この調整方法ではＮを変化させた際の明るさの変化が大きくなり、滑らかに明るさを変化させると言うことが難しくなる。

そこで図６に示すようにゲートドライバ１２内に二本の信号線６２ａ、６２ｂを配置する。この二本の信号戦６２ａ、６２ｂはシフトレジスタに接続されているゲート制御用信号線６４とＯＲ回路６５に接続される。ＯＲ回路６５の出力は出力バッファ６３に接続された後、ゲート信号線１７に出力される。図２８に示すようにゲート信号線１７は信号線６２と６４がともにＬＯＷのときのみ、ＬＯＷを出力し、どちらかがＨＩの場合はＨＩを出力する。

これによりトランジスタ１１ｂ、１１ｄがＯＮ状態（ゲート信号線１７がＬＯＷ出力）の時に信号線６２をＨＩ出力にすることによりゲート信号線１７をＨＩ出力にすることができ、トランジスタ１１ｂ，１１ｄをＯＦＦにすることができる。尚、本発明は信号線とＯＲ回路の組み合わせに限定するものではない。信号線６２を変化させることによりゲート信号線１７を変化させるもので、ＯＲ回路の代わりにＡＮＤ回路、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路を用いることも可能である。

そして、図３２に示すように信号線６２ｂのＨＩ出力期間を調整することによりＥＬ素子１５の発光時間を調整する。一つのＥＬ素子１５に注目した場合、点灯走査線数がＮのとき、１フレーム間にＮ水平操作期間（Ｈ）点灯する。この時１水平期間（１Ｈ）内の信号線６２ｂのＨＩ出力期間をＭ（μ）とすると、１フレーム間の点灯時間はＭ×Ｎ（μ）減少する。図３３にこの時の明るさの変化について示す。Ｎ＝Ｎ´とＮ＝Ｎ´−１（１＜＝Ｎ´＜＝Ｓ）の間の輝度は傾きが−Ｍ×Ｎ´で表現される。これにより、図３１の階段状の明るさの変化はリニアな変化をすることが可能となる。

この図では信号線６２ｂは１Hに一回HI出力になるように書いてあるが、本発明はこれに限るものではない。数H期間に一度信号線６２ｂがHIになるような処理方法も考えられ、またＨＩ出力の期間は１Ｈ内のいかなる場所に配置しても問題はない。また、数フレーム間で明るさを調整することも可能である。例を挙げると２フレームに一回信号線６２ｂをHI出力にするとHI出力の期間Mは見た目的には１／２になる。ただし、このような処理を行うとき特定の表示期間にのみ信号線６２ｂをHI出力にすると画像表示領域に明るさのムラが出る可能性がある。

このような場合、数フレーム間にわたって処理を行うことによって明るさのムラをなくすことができる。例えば図３５に示すように奇数ラインの点灯時に信号線６２ｂをHIにする表示方法３５１ａと偶数ラインの点灯時に信号線６２ｂをHIにする表示方法３５１ｂを１フレームごとに切り替える方法がある。これにより見た目には表示領域の明るさのムラは無くなる。本発明では表示領域の水平走査線数がＳ本あり、うちＮ本が転倒している場合、Ｎ／Ｓ≦１／４の場合にのみ信号線６２を操作して明るさを調整する。最初にＮ／Ｓが１／４以下の時に信号線６２を操作する利点について説明する。

先に書いたように点灯水平操作線数Ｎの変化で明るさを調整すると明るさの変化は階段状になるためＮが変化する境目で明るさが大きく変化することになる。表示領域の明るさが大きい場合、人間の視覚には変化の大きさに気づくにくいが、表示領域の明るさが小さい場合気づきやすくなる。そこで本発明では表示領域の明るさが小さい場合に信号線６２を調整することにより明るさの変化量を微調整することが可能になる。

次にＮ／Ｓが１／４以上の時の問題点について説明する。図９に示すようにソース信号線１８とゲート信号線１７ｂの間には浮遊容量９１が存在する。信号線６２ｂをＨＩ出力にするとＮ本のゲート信号線１７ｂが一斉にＨＩ出力となるため、図３６に示すようにソース信号線１８とゲート信号線１７ｂのカップリングによりソース信号線１８が変化する。このカップリングにより蓄積容量１９に正しい電圧を書き込むことができなくなる。特に図３７に示すように低電流により書き込む低階調部においてはカップリングによる書き込み電圧の変化を補正することができずに３７１のように書き込み電圧が高くなる場合は低階調部が目的の明るさ３７３より高くなり、３７２のように書き込み電圧が低くなる場合は低階調部が目的の明るさ３７３より低くなる。

以上により、明るさの変化を微調整できる利点を持ち、且つカップリングによる書き込み電圧の変化の影響が少ない期間としてN／S≦１／４が適当である。

上記の駆動方法について図６０に回路構成を示す。上記の駆動は６０１にて行う。上記駆動法はより細かい点灯率制御を求めるため、５５２ｃより１０ｂｉｔのデータを出力し、点灯率制御値５５６を作成する。１０ｂｉｔのデータから点灯率制御値５５６を作成すると１０２４段階のデータが作成可能であり、８ｂｉｔで点灯率制御値５５６を作成した場合の４倍の細かさで制御することが可能となる。しかし、点灯率は水平操作線数Ｓ段階でしか調整することができない。そこでＳが８ｂｉｔの値とすると生成された１０ｂｉｔの制御データの下位２ｂｉｔを点灯率の微調整に使用する。もしくは前述図６１のような駆動を行う場合、出力の際にＬＳＢ側にシフトされるｎｂｉｔ分のデータを点灯率の微調整に使用しても良い。

本駆動は点灯率がＮ／Ｓ≦１／４の期間において行うことから５５５から６０１に点灯率制御値５５６を入力する。６０１は点灯率がＮ／Ｓ≦１／４において駆動を行う。先に示したとおり６０１から出力される信号線６２ｂはゲートドライバ１２から出力される信号線６４ｂと論理演算を行い、その出力がゲート信号線１７ｂとなっている。そのため、信号線６２ｂの出力状況で全画素のトランジスタ１１ｄを操作することが可能である。駆動を行わないＮ／Ｓ≧１／４の区間においては信号線６４ｂの出力波形が１７ｂに反映される用に信号線６２ｂに出力する。

Ｎ／Ｓ≦１／４の場合、６０１はＨＤに同期して駆動する。同期するのはＨＤだけとは限らない。６０１を駆動させるための専用の信号を設けても良い。６０１は入力される微調整用信号６０２とクロック（ＣＬＫ）により、指定期間トランジスタ１１ｄがＯＦＦになるように信号線６２ｂを操作する。先に示した用にＮライン点灯している状況で１水平期間（１Ｈ）内の信号線６２ｂのＨＩ出力期間をＭ（μ）とすると、１フレーム間の点灯時間はＭ×Ｎ（μ）減少する。そのため、１Ｈの時間と６０２のデータを計算してＭを算出し、６２ｂの操作による点灯時間の減少を操作することにより、点灯率を滑らかに変化させることが可能となる。

図６０は図５５に６０１を加えた形となっているが当然図５８や図６１などの本文に記載されたあらゆる回路構成に適用が可能である。

次に図４６に示す画素構成のアクティブマトリクス型表示装置において、ソース信号線からある画素に所定電流値を書き込む場合について考える。ソースドライバＩＣ１４の出力段から画素までの電流経路に関係する回路を抜き出した回路は図４５（ａ）のようになる。

階調に応じた電流ＩがドライバＩＣ１４内から、電流源４５２という形で引き込み電流として流れる。この電流はソース信号線１８を通じて、画素１６内部に取り込まれる。取り込まれた電流は駆動トランジスタ１１ａを流れる。つまり、選択された画素１６においてＥＬ電源線４６４から駆動トランジスタ１１ａ、ソース信号線１８を介して、ソースドライバＩＣ３６に電流Ｉが流れる。

映像信号が変化して電流源４５２の電流値が変化すると、駆動トランジスタ１１ａ及びソース信号線１８に流れる電流も変化する。そのときソース信号線の電圧は駆動トランジスタ１１ａの電流−電圧特性に応じて変化する。駆動トランジスタ１１ａの電流電圧特性が図４５（ｂ）である場合、例えば電流源４５２が流す電流値がＩ２からＩ１に変化したとすると、ソース信号線の電圧はＶ２からＶ１に変化することになる。この電圧の変化は電流源４５２の電流によっておこる。

ソース信号線１８には浮遊容量４５１が存在する。Ｖ２からＶ１までソース信号線電圧を変化させるにはこの浮遊容量の電荷を引き抜く必要がある。この引き抜きにかかる時間ΔＴは、ΔＱ（浮遊容量の電荷）＝Ｉ（ソース信号線に流れる電流）×ΔＴ＝Ｃ（浮遊容量値）×ΔＶとなる。ここでΔＶ（白表示時から黒表示時間の信号線振幅）は５［Ｖ］、Ｃ＝１０ｐＦ、Ｉ＝１０ｎＡとすると、ΔＴ＝５０ミリ秒必要となる。これはＱＣＩＦ＋サイズ（画素数１７６×２２０）を６０Ｈｚのフレーム周波数で駆動させるときの、１水平走査期間（７５μ秒）よりもながくなるため、仮に、白表示画素の下の画素に黒表示を行おうとすると、ソース信号線電流が変化途中に画素に電流を書き込むためのスイッチトランジスタ１１ａ、１１ｂが閉じてしまうため、中間調が画素にメモリーされることにより白と黒の中間の輝度で画素が光ってしまうことを意味する。

階調が低くなるほどＩの値が小さくなるため、浮遊容量４５１の電荷を引き抜きにくくなるため、所定輝度に変化する前の信号が画素内部に書き込まれてしまうという問題は、低階調表示ほど顕著に現れる。極端にいうと黒表示時は電流源４５２の電流は０であり、電流を流さずに浮遊容量４５１の電荷を引き抜くことは不可能である。

そこでこの問題を解決するために、図４７に示すようなソース信号線１８に通常のｎ倍の電流を通常の１／ｎ時間印加するｎ倍パルス駆動を使用する。この駆動法により通常よりも高い電流を書けることによりコンデンサへの書きこみ時間を短縮できる。ソース信号線にｎ倍の電流を流すと有機ＥＬ素子にもｎ倍の電流が流れるため、ゲート制御信号を４８３ａとなるように出力しＴＦＴ１１ｄの導通時間を1/ｎにすることにより、有機ＥＬ素子１５に１／ｎの期間だけ電流を印加し平均印加電流は変化しないようにする。

ソース信号線１８の電流値変化に要する時間ｔは浮遊容量４５１の大きさをＣ、ソース信号線１８の電圧をＶ、ソース信号線１８に流れる電流をＩとするとｔ＝Ｃ・Ｖ／Ｉであるため電流値を１０倍大きくできることは電流値変化に要する時間が１０分の１近くまで短くできる。またはソース線の浮遊容量４５１が１０倍になっても所定の電流値に変化できるということを示す。従って、短い水平走査期間内に所定の電流値を書きこむためには電流値を増加させることが有効である。

入力電流を１０倍にすると出力電流も１０倍となり、ＥＬの輝度が１０倍となるため所定の輝度を得るために、図１のＴＦＴ１１ｄの導通期間を従来の１０分の１とし、発光期間を１０分の１とすることで、所定輝度を表示するようにした。

つまり、ソース信号線１８の寄生容量４５１の充放電を十分に行い、所定の電流値を画素のＴＦＴ１１ａにプログラムを行うためには、ソースドライバ１８から比較的大きな電流を出力する必要がある。しかし、このように大きな電流をソース信号線１８に流すとこの電流値が画素にプログラムされてしまい、所定の電流に対し大きな電流がＥＬ素子１５に流れる。たとえば、１０倍の電流でプログラムすれば、当然、１０倍の電流がＥＬ素子１５に流れ、ＥＬ素子１５は１０倍の輝度で発光する。所定の発光輝度にするためには、ＥＬ素子１５に流れる時間を１／１０にすればよい。このように駆動することにより、ソース信号線１８の寄生容量を十分に充放電できるし、所定の発光輝度を得ることができる。

なお、１０倍の電流値を画素のＴＦＴ１１ａ（正確にはコンデンサ１９の端子電圧を設定している）に書き込み、ＥＬ素子１５のオン時間を１／１０にするとしたがこれは一例である。場合によっては、１０倍の電流値を画素のＴＦＴ１１ａに書き込み、ＥＬ素子１５のオン時間を１／５にしてもよい。逆に１０倍の電流値を画素のＴＦＴ１１ａに書き込み、ＥＬ素子１５のオン時間を２倍にする場合もある。

このＮ倍駆動を使用するとソース信号線に流れる電流量を増やすことができるため、所定輝度に変化する前の信号が画素内部に書き込まれてしまうという問題を解決することができる。たとえば、ゲート信号線１７ｂは従来導通期間が１Ｆ（電流プログラム時間を０とした時、通常プログラム時間は１Ｈであり、ＥＬ表示装置の画素行数は少なくとも１００行以上であるので、１Ｆとしても誤差は１％以下である）とし、Ｎ＝１０とするとすれば、最も変化に時間のかかる階調０から階調１へもソース容量が２０ｐＦ程度であれば７５μ秒程度で変化できる。これは、２型程度のＥＬ表示装置であればフレーム周波数が６０Ｈｚで駆動できることを示している。

更に大型の表示装置でソース容量４５１が大きくなる場合はソース電流を１０倍以上にしてやればよい。一般にソース電流値をＮ倍にした場合、ゲート信号線１７ｂ（ＴＦＴ１１ｄ）の導通期間を１Ｆ／Ｎとすればよい。これによりテレビ、モニター用の表示装置などにも適用が可能である。
しかし、Ｎ倍駆動は、同じ明るさで表示しても画素に瞬間的に流れる電流がＮ倍になるため、有機ＥＬ素子に大きな負担がかかる。

そこで、本発明の入力データに応じて点灯率を制御する駆動方法を用いて表示画像の低輝度部において点灯率とともにソース信号線１８に流す電流量を制御して図４９に示すような低輝度部でのみＮ倍パルス駆動をすることを提案する。この駆動方法のメリットは前述の電流量不足の問題は高輝度部では起こり難い。そのため、有機ＥＬ素子に負担のかかるＮ倍パルス駆動は高輝度部では行わず、全体的に画素に流れる電流が少ない低輝度部においてのみＮ倍パルス駆動を行うことにより、有機ＥＬ素子の負担を軽くしつつ、前述のソース信号線の浮遊容量４５１のために所定輝度に変化する前の信号が画素内部に書き込まれてしまうという問題を解決できることにある。

具体的には低輝度部では点灯率を１／Ｎ１にして、それに応じて総電流量が目的の値になるように ソース信号線に流す電流Ｎ２倍に増やす。この際、Ｎ１＝Ｎ２である必要はない。Ｎ１≦Ｎ２の場合もあるし、Ｎ１≧Ｎ２の場合ももちろんある。ただし、本駆動の目的はソース信号線１８に流す電流量を増やすことにあるのでＮ２＞１である。そして点灯率は必ずしも下げなければいけないと言う訳ではない。求める入力データに対する有機ＥＬパネルに流れる電流量の関係によっては点灯率を変えないことや、点灯率の上昇を抑えると言う処理をすることもある。

仮に入力データと点灯率の関係を図５０のように入力データが３０％未満の領域では点灯率を最大にし、３０％以上の領域では有機ＥＬパネルに流れる電流量がバッテリー２４１の限界容量を超えないように点灯率を下げて行くような駆動を考える。そして前述の駆動時において入力データが３０％未満の領域においてＮ倍パルス駆動を行うとする。

ここでＮ倍パルス駆動のやり方について２通り提案する。一つ目に５１１のように入力データが３０％未満の領域では点灯率を１／Ｎにし、ソース信号線に流す電流量をＮ倍にする方法がある。二つ目は５１２のように入力データが３０％の状態から０％にかけて徐々に点灯率を下げ、逆にソース信号線に流す電流量を徐々に上げて行く方法がある。ともに有機ＥＬパネルが流す電流量は図５０の関係になるが一つ目の方法は入力データが３０％未満の状況では点灯率も電流値も固定で良いため、回路作成が非常に容易であると言うメリットがある。しかし、入力データが３０％の境目で点灯率と電流値が同時に大きく変わるので変わる瞬間にちらつきが見えてしまうと言う問題も有している。

二つ目の方法は入力データが３０％未満の状況では点灯率と電流値を同時に操作しなければならないので回路作成が複雑になると言うデメリットがある。しかし、この方法だと点灯率と電流値は緩やかに変化させることが可能であるのでちらつき等の問題点がない。さらに前に示したように所定輝度に変化する前の信号が画素内部に書き込まれてしまうという問題はソース信号線に流す電流量が少なければ少ないほど顕著に出るものなので入力データが減少に応じてソース信号線に流す電流量をふやすと言う方法は理にかなっているし、有機ＥＬ素子に対する負担も小さくなる。この方法により、極力有機ＥＬ素子への負担を小さくし、かつ所定輝度に変化する前の信号が画素内部に書き込まれてしまうという問題を解決する駆動方法を実現した。

図６４にて本駆動の回路構成について説明する。５５２で加算された映像データは基準電流制御モジュール６４１に入力される。６４１では入力されたデータに応じて、ソース信号線１８に流れる電流量を増減させるようにソースドライバー１４を制御する。

図６２・図６３にてソースドライバー１４について説明する。図６３に示す用にソースドライバー１４は基準電流６２９に応じてソース信号線１８に電流を流す。さらに基準電流６２９について説明すると図６２において基準電流６２９は節点６２０の電位と、抵抗素子６２１の抵抗値により決まる。さらに節点６２０の電位は電圧調節部６２５により、制御データ６２８により変化させることが可能である。つまり制御データ信号線６２８を６４１により制御すれば、抵抗素子６２１の抵抗値によって決められた範囲内で変化させることが可能となる。

上記の駆動法の適用例として図６５にて図６１の回路構成に上記の駆動法を付加した回路構成を示す。入力データと点灯率、基準電流値の関係が５１２のようになる場合、基準電流を変化させる領域を５１３と変化させない領域５１４で区別する。入力データが５１３の領域にある場合図６５のｘ＿ｆｌａｇが1になり、５１４の領域の場合、０になるように構成する。また、同じようにそのフレームでの点灯率Ｙ（ｔ）が５１３にある場合はｙ＿ｆｌａｇが１になり、５１４の場合は０になる。すなわち、ｙ＿ｆｌａｇが１の場合は基準電流を変化させている領域となり、６５１にてｙ＿ｆｌａｇが１のとき５５６のデータに応じて基準電流の制御データ信号線６２８を変化させる。６５０内はｙ＿ｆｌａｇとｘ＿ｆｌａｇの組み合わせで構成されている。ｙ＿ｆｌａｇとｘ＿ｆｌａｇがともに０のときはともに５１４の領域にいるため、Ｙ´（ｔ）は５５５と同様のシーケンスで設計すれば良い。同じ用にｙ＿ｆｌａｇとｘ＿ｆｌａｇがともに１のときは５１３の領域内で動くため、基準電流は変化するが点灯率の計算に関しては５５５と同様のシーケンスでよい。ｙ＿ｆｌａｇとｘ＿ｆｌａｇが(０,１)もしくは(１、０)のときは５１３の領域から５１４の領域に移ろうとしている状態（もしくは逆）である。５１３の領域では点灯率と基準電流値がともに変化するが、かけあわせると常に一定になる用に動いている。つまりは５１４における点灯率を最大の状況（Ｄ＿ＭＡＸと定義する）と同じものと言って良い。そこでｙ＿ｆｌａｇが０でとｘ＿ｆｌａｇが１の状態、すなわち５１４の領域から５１３の領域に移動する時はＹ´（ｔ）をＤ＿ＭＡＸとする。逆にｙ＿ｆｌａｇが１でとｘ＿ｆｌａｇが０の状態、すなわち５１３の領域から５１４の領域に移動する時はＤ＿ＭＡＸから５５５で導かれるＹ´（ｔ）に向けて移動すると考えるとＹ（ｔ）を保持しているレジスタ５８３にＤ＿ＭＡＸを入力し、Ｙ´（ｔ）を５５５と同様のシーケンスで設計することにより違和感のない点灯率の変化を実現することができる。

一般に画像はガンマカーブを用いている。ガンマカーブとは低階調部を抑えることにより、全体的にコントラスト感がでるような画像処理である。しかし、ガンマカーブにより低階調部が抑えられると、低階調部が多い画像では黒く潰れてしまい奥行き感のない画像になってしまう。とは言え、ガンマカーブを使用しないと高階調部が多い画像ではコントラスト感が出ない画像になってしまう。

本発明の点灯率制御駆動を行う場合、表示領域に低階調表示が多い場合は点灯率を上げることにより、全体が明るくなる。この時、ガンマカーブにより低階調部をつぶしていると表示される画素と表示されない画素の明るさの差が大きくなるため、より奥行きのない画像になる可能性がある。また、表示領域に高階調表示が多い場合は点灯率を下げるため、表示画素と非表示画素の明るさの差が小さくなる。そのため、ガンマカーブで画像をつぶさないとコントラスト感のない画像になってしまう。

そこで本発明の点灯率制御駆動と連動させて表示領域の変化により、ガンマカーブを制御する駆動方法を提案する。

図６７・図６８にてγカーブを実現する回路構成について説明する。入力される色データをグラフの横軸にとり２のｎ乗で分割する。図６７では８分割し、それぞれを６７１ａ、６７１ｂ・・・６７１ｆとしている。そして、６７１ａ〜ｆの境目に対応するγカーブの値６７２ａ〜ｆを入力する。図６８では入力される色データは８ｂｉｔと仮定して処理を行っている。最初に６８１にて入力データ６８０の上位３ｂｉｔを判定する。ガンマカーブは８分割(２の３乗分割）されているので６８０の上位３ｂｉｔの値により、入力データ６８０は６７１ａ〜ｆのどの領域にいるか判断することができる。仮に６７１ｃの領域に６８０がいるとする。６７１ｃの領域はガンマカーブの値が最低が６７２ｂ、最高が６７２ｃであり、２５６段階の入力データを８分割しているので１区間は３２段階に分けられる。よって６７１ｃのグラフの傾きは（６７２ｂ−６７２ｃ）／３２となる。入力データが６７１ｃの領域のどの場所にいるかは６８０の下位５ｂｉｔの値と等しいので（６８０の下位５ｂｉｔ）×（６７２ｂ−６７２ｃ）の値をＬＳＢ側に５ｂｉｔシフト（３２での除算）したものが６７１ｃ内での増加分となる。すなわち、上記に６７２ｂの値を加えたものが入力データ６８０がガンマカーブにより変換された出力値６８２となる。

続いて図６６・図６９にて５５２内で作られた有機ＥＬパネルの表示状態などを示したデータ５５７を用いて、表示状態によりγカーブを調整する回路構成について説明する。まず６９１にて２種類のγカーブを作成するため、６６１ａ〜６６１ｈ、６６２ａ〜６６２ｈの値を決める。ここでは６６１≧６６２が成り立っているものとする。γカーブは使用するデバイスによっても違うのでこの値は外部から設定できるようにするべきである。そして６６１ａ〜ｆと６６２ａ〜ｆの各差６６３ａ〜ｆをとる。その後、６９１から６９２に対して６６１ａ〜ｆと６６３ａ〜ｆを出力する。６９２には５５２から出力された表示状態のデータである５５７も入力される。６９２では５５７に応じてγカーブの値を決める。５５７が大きいほど、画像は高階調が多く、ガンマカーブをきつくして画像にメリハリをつける必要があり、５５７が小さいほど画像は低階調部が多く、ガンマカーブを緩くして奥行きのある映像を作る必要がある。５５７は０〜２５５のデータであることから（６６１ａ〜ｆのデータ）−｛（６６３ａ〜ｆのデータ）×（５５７のデータ／２５５）｝と言う演算により５５７に応じたガンマデータ６９３ａ〜ｆが作成される。このガンマデータ６９３ａ〜ｆを６８３に入力する。６８３は図６８で説明したように、入力される色データ６８０から６７２ａ〜ｆのデータに基づいて作られたガンマカーブにより変換されたデータが出力されるモジュールである。６７２ａ〜ｆに６９３ａ〜ｆが入力され、入力されるＲＧＢのデータ６９５が６９３ａ〜ｆによって作られるガンマカーブにより変換され出力６９６としてソースドライバー１４に入力される。

上記の説明では緩やかなガンマカーブ６６１から５５７に対応したデータを減算すると言う方式をとっているが、当然のことながらきついガンマカーブ６６２から５５７に対応したデータを加算すると言う方法をとっても良い。

ガンマカーブの変化も点灯率の変化と同様、頻繁に変化させるとちらつきが見えると言う問題を有している。そこで点灯率の変化を６１２により遅延させたのと同様に５５７も６１２により変化の速度を遅延させてやることは非常に有効である。

図ではＲＧＢを６９４で同様に処理しているが、ＲＧＢを別別にやることにより、ＲＧＢ個別のガンマカーブを作ることも可能である。

以上の駆動により、表示領域に低階調部が多い場合はガンマカーブを緩くすることにより奥行き感を出し、高階調部が多い場合はガンマカーブをきつくすることにより、コントラスト感をだすような駆動を行うことができる。

有機ＥＬ素子１５は劣化するため、固定パターンを表示し続けると一部の画素の有機ＥＬ素子１５のみが劣化して、表示していたパターンが焼きつく場合がある。焼きつきを防ぐためには表示している映像が静止画かどうか判別してやる必要がある。

静止画を判別する方法としてはまず、フレームメモリを内蔵し、１Ｆ期間のデータを全てフレームメモリに記憶させることで次フレームとの映像データの正否を判断し、静止画かどうか判断させる方法がある。この方法は確実に映像データの違いを認識できると言う利点を有しているがフレームメモリを内蔵しなくてはならないため、回路規模が非常に大きくなってしまう。

そこで図７１に示すようにフレームメモリを使わずに静止画かどうか判断する方法について提案する。判断する方法として、１Ｆ期間の全画素のデータを加算した合計値で判断する方法がある。映像がかわらない場合、映像データも変わらないのでデータの総和量はかわらない。そのため、１Ｆ内の全データを加算し、比較することで静止画かどうか検出することができる。この方法だと全映像データをそのまま記憶させるよりも非常に少ない回路規模で実現できる。しかし、データの総和量をとる方法は特定のパターンにおいて効果をなさない場合がある。例えば、黒い画面の中を白いブロックが飛びまわるような画像の場合、白いブロックの位置は違ってもデータの総和量としては同じのため、静止画として誤認識してしまうことになる。そこで本発明では数個の画素を組み合わせてデータを作ることにより、他の画素のデータとの相関関係を持たせる方法を提案する。

まず、７１１はデータイネーブル（ＤＥ）とクロック（ＣＬＫ）によって動作する。これは常にデータが来ているわけではなく、必要なデータでのみ判定を行うためのものである。

図７０に示すように６ｂｉｔの映像データ７０１ａ，７０１ｂが入力される場合、８ｂｉｔのレジスタ７０２を用意し、奇数ｂｉｔと偶数ｂｉｔにそれぞれの映像データの上位４ｂｉｔを入力し、一つのレジスタを構成する。この時、レジスタ７０２は８ｂｉｔである必要はない。回路規模は大きくなるが１２ｂｉｔのレジスタを持っても良いし、精度が落ちて良いならば８ｂｉｔ未満のレジスタ構成にしても良い。また、２つ映像データの比率を変えても良い。８ｂｉｔのレジスタに入力する場合、７０１ａから５ｂｉｔ、７０１ｂから３ｂｉｔと言う割合にしても良い。更にレジスタに入力するデータは必ずしも上位から取る必要はない。下位４ｂｉｔを選択して入力しても良いし、カウンター７１３の値に応じて取る場所を変えることも有効な手段である。図７０に示すように２画素で見た場合、７０３の場合はどちらのパターンもデータは同じになるが、７０４の場合はデータが違うようになるため、静止画として誤認識しない。図７０と図７１は駆動方法を簡略化して説明するために２画素間で相関関係を持たしているが、これは３画素以上でも構わない。多くの画素で図７０の方式を行うと、より静止画検出の精度が上がるメリットを有しているがレジスタ７０２のｂｉｔ数が大きくなるため、回路規模が大きくなるデメリットも有している。そのため、図７４に示すようにｂｉｔ数の違う数種類のレジスタを用意し、複数の画素で相関関係を持たせる方法もある。

７１２ではレジスタのデータとカウンタ７１３の値で論理演算を行った値を加算している。カウンタ７１３は水平同期信号（ＨＤ）によってリセットされ、クロックによってカウントアップするモジュールである。そのため、表示領域の水平方向の座標を示しているのと同じであり、このカウンタとデータを論理演算することにより、データに水平方向の座標の重みをつけることが可能である。

７１４では１水平期間分のデータとカウンタ７１５の値で論理演算を行った値を加算している。カウンタ７１５は垂直同期信号（ＶＤ）によってリセットされ、ＨＤによってカウントアップするモジュールである。そのため、表示領域の垂直方向の座標を示しているのと同じであり、このカウンタとデータを論理演算することにより、データに垂直方向の座標の重みをつけることが可能である。

以上の方式を利用することにより、静止画検出の精度を高めることが可能である。しかし、必ずしも上記の方法を全て使用する必要はない。上記の方法はより精度を高める手法であり、上記の方法を全て使用しないと静止画を検出できないわけではない。

上記の方法を組み合わせた形により、フレームデータ７１６が出来る。フレームデータは前フレームのデータ７１７と７１８にて比較を行う。７１８で行う比較の方法としては二つのデータが必ずしも同じである必要はない。映像データには少なからずノイズが乗るものである。そのため、ノイズが全く無いデータでない限り二つのデータが同じであることは無い。７１８では必要精度により、二つのデータの誤差範囲を決めてやるのがよい。比較方法として、二つのデータを減算して演算結果から静止画かどうか判断する方法がある他、フレームのはじめに前フレームのデータ７１７を反転させてレジスタ７１６に入力させて、１Ｆ間に加算されたデータ７１６がいかに０に近づくかにより静止画を判断する方法もある。７１２、７１４は加算器を使用しているが前フレームのデータ７１７から減算器を用いていかに０に近づくかで静止画かどうか判断する方法もある。

図７１では表示領域全てのデータを加算することにより、静止画かどうか判断している。しかし、表示画像によっては５０％が静止画で残り５０％が動画と言う場合もありえる。そのため、カウンタ７１３とカウンタ７１５により、画面を複数に分割して静止画かどうか判断する方法も有効である。

比較器７１８が静止画と判断した場合、カウンタ７１９をカウントアップする。逆に動画と判断した場合はカウンタ７１９をリセットする。つまりカウンタ７１９の値が静止画が続いている期間と言うことになる。

まず、このカウンタ７１９を利用して、ＥＬ素子１５の劣化速度を落とすために点灯率を落とす方法を提案する。

カウンタ７１９がある値になった時点で信号線７１０１を操作する。この信号線７１０１はＨＩのときに点灯率を強制的に制御する信号線である。７１０内で点灯率制御値５５６と信号線７１０１がつながるモジュールを用意し、信号線７１０１がＨＩの場合、強制的に点灯率を現在の１／２に落とすように回路構成する。このとき強制的に点灯率を落とす値は１／２に固定する必要は無く、必要に応じて点灯率を減少させるようにする。点灯率が減少するため、有機ＥＬ素子１５は発光量が減少し、寿命劣化の速度を落とすことが可能である。もちろん、７１０１がＬＯＷのときに点灯率を落とすように制御しても構わない。

しかし、劣化速度を上記の方法で落としても長時間流していれば焼きつきは起きてしまう。そのため、長時間静止画状況が続いた場合、有機ＥＬ素子１５に流す電流を完全に止めてやる必要がある。そのために信号線７１０２を用いて信号線６２ｂを強制的に操作して、強制的に有機ＥＬ素子に電流を流す期間を制御するスイッチング素子をＯＦＦにして有機ＥＬ素子に電流が流れるのを阻止する。信号線６２ｂは先に示したとおり、スイッチング素子１１ｄを操作するゲート信号線１７ｂを強制的にＨＩ，ＬＯＷどちらかに固定することができる信号線であり、これを信号線７１０２で制御することにより、長時間静止画が続いた場合に有機ＥＬ素子の発光を止めることが出来るため有機ＥＬ素子の焼きつきを防ぐことが可能となる。

更に有機ＥＬ素子を利用した表示装置では静止画を検出できることにメリットがある。左記に示したように有機ＥＬ素子は間欠駆動を行うことが可能であり、本発明でも点灯率制御値を制御することにより、点灯率を制御している。先に示したように間欠駆動において、黒を一括で挿入することにより、映像の輪郭をはっきりさせることが可能となり、画像が非常に良好となる。しかし、黒を一括で挿入することはデメリットも有している。挿入する黒領域が大きくなれば大きくなるほど、人間の目が黒挿入に追いつくことが可能となり、黒挿入がちらつきとして見えてしまうと言う問題がある。これは主に静止画でよく見られる問題であり、動画の場合、映像の変化により、黒挿入のちらつきは見えない。黒を分割して挿入するとこの現象は改善されるが、同時に黒一括挿入によって輪郭をはっきり表示させると言う効果は使えないことになる。

そこで図７２に示すように動画表示の場合、黒を一括で挿入する駆動方法を行い、静止を検出すると黒を分割して挿入することにより、静止画時のちらつきを防止する駆動方法について提案する。

図７３にてカウンター５５４と点灯率制御値を利用して黒を分割して挿入するための回路構成について説明する。先に示したようにスイッチングトランジスタ１１ｄはゲート信号線１７ｂによって制御され、ゲート信号線１７ｂはゲートドライバ１２に入力されるＳＴ２によって決まる。図７５に示すようにＳＴ２が１Ｈ単位でＯＮ/ＯＦＦを繰り返すと、スイッチングトランジスタ１１ｄは１ＨごとにＯＮ/ＯＦＦを繰り返し、７２２のように黒が分割されて挿入されるような画像となる。そこで、７３１のようなセレクタを多数使用して黒の分割挿入を実現する。

７１０の回路構成はまず最初にカウンタ５５４のＬＳＢに注目する。セレクタ７３１は入力値Ｓが１のときにＢの値を、０のときはＡの値を出力する。すなわち７３１ａで考えるとカウンタ５５４のＬＳＢの値が１のときは点灯率制御値のＭＳＢの値を出力する。カウンタ５５４のＬＳＢが０のときは７３１ｂの出力値が反映される。７３１ｂはカウンタ５５４の下位から２ｂｉｔ目が１のときに点灯率制御値の値が８ｂｉｔの場合、７ｂｉｔ目の値が出力される。これを３ｂｉｔ目、４ｂｉｔ目・・・と繰り返して行く回路構成になっている。カウンタ５５４のＬＳＢは１Ｈ毎にＨＩ，ＬＯＷを繰り返す。点灯率制御値が８ｂｉｔの場合、８ｂｉｔ目が１のときは１２８以上であるため、２Ｈに一回は必ずＨＩになる。すなわち、カウンタ５５４のＬＳＢをセレクタのスイッチにしてＬＳＢが１のときに点灯率制御値のＭＳＢの値を出力すると、２Ｈに一回ＳＴ２がＨＩになる。ＬＳＢが０の場合は一つ左のセレクタからでる信号の値がＳＴ２に出力される。そしてカウンタ５５４のＬＳＢが０でカウンタ５５４の下位から２ｂｉｔ目が１のときに点灯率制御値の７ｂｉｔ目が出力されることになる。つまり点灯率制御値の７ｂｉｔ目が出力されるのは４Ｈに１回と言うことになる。同様に続けて行くと点灯率制御値の６ｂｉｔ目の値が出力されるのは８Ｈに１回・・・と言う形になり。これをくみあわせることにより、黒一括挿入から黒分割挿入に変換させることが可能となる。

上記の黒分割挿入の回路構成と、先に示したフレームメモリを使用する方法を含めて、静止画を検出する回路方法を組み合わせることにより、動画では黒を一括挿入して輪郭をはっきりさせる駆動方法を行い、静止画では黒を分割して挿入することにより一括挿入によるちらつきを防止する駆動を実現することができる。

先に示したソース信号線１８の浮遊容量４５１を引きぬく手段としてインピーダンスの低い電圧源を用意しソース信号線１８に電圧を印加する方法がある。上記の手法をプリチャージ駆動と呼ぶものとする。

プリチャージ駆動の回路構成を図７７に示す。回路内に電圧源７７３と電圧の印加手段７７５を設ける。電圧印加手段７７５がスイッチ７７６をＯＮにすると電圧源７７３がソース信号線１８の浮遊容量４５１を充放電する。図面の都合上７７４はソースドライバー１４とは別に書いているが、７７４はソースドライバー１４に内蔵しても良い。また、電圧印加手段７７５によってプリチャージを行うソース信号線１８を選択することを可能にする回路構成にすると、画素単位でプリチャージのＯＮ／ＯＦＦを調整できるので細かい設定が可能となる。

本発明では上記の回路構成に静止画検出手段７１１を使用する。これは７１１の変わりにフレームメモリなどを用いても構わない。動画に比べて静止画の方が先に示した浮遊容量４５１による画像劣化が目立つ。よって７１１により静止画を検出し、比較器７７２により電圧印加手段７７５を操作し、プリチャージを行うことにより、静止画時の画像劣化を防ぐことができる。

図３４は本発明の実施の形態におけるビューファインダの断面図である。但し、説明を容易にするため模式的に描いている。また一部拡大あるいは縮小した箇所が存在し、また、省略した箇所もある。たとえば、図３４において、接眼カバーを省略している。以上のことは他の図面においても該当する。

ボデー３４４の裏面は暗色あるいは黒色にされている。これは、ＥＬ表示パネル（表示装置）から出射した迷光がボデー３４４の内面で乱反射し表示コントラストの低下を防止するためである。また、表示パネルの光出射側には位相板（λ／４板など）１０８、偏光板１０９などが配置されている。

接眼リング３４１には拡大レンズ３４２が取り付けられている。観察者は接眼リング３４１をボデー３４４内での挿入位置を可変して、表示パネル３４５の表示画像５０にピントがあうように調整する。

また、必要に応じて表示パネル３４５の光出射側に正レンズ３４３を配置すれば、拡大レンズ３４２に入射する主光線を収束させることができる。そのため、拡大レンズ３４２のレンズ径を小さくすることができ、ビューファインダを小型化することができる。

図５２はビデオカメラの斜視図である。ビデオカメラは撮影（撮像）レンズ部５２２とビデオかメラ本体３４４と具備し、撮影レンズ部５２２とビューファインダ部３４４とは背中合わせとなっている。また、ビューファインダ（図３４も参照）３４４には接眼カバーが取り付けられている。観察者（ユーザー）はこの接眼カバー部から表示パネル３４５の画像５０を観察する。

一方、本発明のＥＬ表示パネルは表示モニターとしても使用されている。表示部５０は支点５２１で角度を自由に調整できる。表示部５０を使用しない時は、格納部５２３に格納される。

スイッチ５２４は以下の機能を実施する切り替えあるいは制御スイッチである。スイッチ５２４は表示モード切り替えスイッチである。スイッチ５２４は、携帯電話などにも取り付けることが好ましい。この表示モード切り替えスイッチ５２４について説明をする。

以上の切り替え動作は、携帯電話、モニターなどの電源をオンしたときに、表示画面５０を非常に明るく表示し、一定の時間を経過した後は、電力セーブするために、表示輝度を低下させる構成に用いる。また、ユーザーが希望する明るさに設定する機能としても用いることができる。たとえば、屋外などでは、画面を非常に明るくする。屋外では周辺が明るく、画面が全く見えなくなるからである。しかし、高い輝度で表示し続けるとＥＬ素子１５は急激に劣化する。そのため、非常に明るくする場合は、短時間で通常の輝度に復帰させるように構成しておく。さらに、高輝度で表示させる場合は、ユーザーがボタンと押すことにより表示輝度を高くできるようの構成しておく。

したがって、ユーザーがボタン５２４で切り替えできるようにしておくか、設定モードで自動的に変更できるか、外光の明るさを検出して自動的に切り替えできるように構成しておくことが好ましい。また、表示輝度を５０％、６０％、８０％とユーザーなどが設定できるように構成しておくことが好ましい。

なお、表示画面５０はガウス分布表示にすることが好ましい。ガウス分布表示とは、中央部の輝度が明るく、周辺部を比較的暗くする方式である。視覚的には、中央部が明るければ周辺部が暗くとも明るいと感じられる。主観評価によれば、周辺部が中央部に比較して７０％の輝度を保っておれば、視覚的に遜色ない。さらに低減させて、５０％輝度としてもほぼ問題がない。

なお、ガウス分布表示はオンオフできるように切り替えスイッチなどを設けることが好ましい。たとえば、屋外などで、ガウス表示させると画面周辺部が全く見えなくなるからである。したがって、ユーザーがボタンで切り替えできるようにしておくか、設定モードで自動的に変更できるか、外光の明るさを検出して自動的に切り替えできるように構成しておくことが好ましい。また、周辺輝度を５０％、６０％、８０％とユーザーなどが設定できるように構成しておくことがこのましい。

液晶表示パネルではバックライトで固定のガウス分布を発生させている。したがって、ガウス分布のオンオフを行うことはできない。ガウス分布をオンオフできるのは自己発光型の表示デバイス特有の効果である。

また、フレームレートが所定の時、室内の蛍光灯などの点灯状態と干渉してフリッカが発生する場合がある。つまり、蛍光灯が６０Ｈｚの交流で点灯しているとき、ＥＬ表示素子１５がフレームレート６０Ｈｚで動作していると、微妙な干渉が発生し、画面がゆっくりと点滅しているように感じられる場合がある。これをさけるにはフレームレートを変更すればよい。本発明はフレームレートの変更機能を付加している。

以上の機能をスイッチ５２４で実現できるようにする。スイッチ５２４は表示画面５０のメニューにしたがって、複数回おさえることにより、以上に説明した機能を切り替え実現する。

なお、以上の事項は、携帯電話だけに限定されるものではなく、テレビ、モニターなどに用いることができることはいうまでもない。また、どのような表示状態にあるかをユーザーがすぐに認識できるように、表示画面にアイコン表示をしておくことが好ましい。以上の事項は以下の事項に対しても同様である。

本実施の形態のＥＬ表示装置などはビデオカメラだけでなく、図５３に示すような電子カメラ、スチルカメラなどにも適用することができる。表示装置はカメラ本体５３１に付属されたモニター５０として用いる。カメラ本体５３１にはシャッタ５３３の他、スイッチ５２４が取り付けられている。

以上は表示パネルの表示領域が比較的小型の場合であるが、３０インチ以上と大型となると表示画面５０がたわみやすい。その対策のため、本発明では図５４に示すように表示パネルに外枠５４１をつけ、外枠５４１をつりさげられるように固定部材５４４で取り付けている。この固定部材５４４を用いて、壁などに取り付ける。

しかし、表示パネルの画面サイズが大きくなると重量も重たくなる。そのため、表示パネルの下側に脚取り付け部５４３を配置し、複数の脚５４２で表示パネルの重量を保持できるようにしている。

脚５４２はＡに示すように左右に移動でき、また、脚５４２はＢに示すように収縮できるように構成されている。そのため、狭い場所であっても表示装置を容易に設置することができる。

図５４のテレビでは、画面の表面を保護フィルム（保護板でもよい）で被覆している。これは、表示パネルの表面に物体があたって破損することを防止することが１つの目的である。保護フィルムの表面にはＡＩＲコートが形成されており、また、表面をエンボス加工することにより表示パネルに外の状況（外光）が写り込むことを抑制している。

保護フィルムと表示パネル間にビーズなどを散布することにより、一定の空間が配置されるように構成されている。また、保護フィルムの裏面に微細な凸部を形成し、この凸部で表示パネルと保護フィルム間に空間を保持させる。このように空間を保持することにより保護フィルムからの衝撃が表示パネルに伝達することを抑制する。

また、保護フィルムと表示パネル間にアルコール、エチレングリコールなど液体あるいはゲル状のアクリル樹脂あるいはエポキシなどの固体樹脂などの光結合剤を配置または注入することも効果がある。界面反射を防止できるとともに、前記光結合剤が緩衝材として機能するからである。

保護フィルムをしては、ポリカーボネートフィルム（板）、ポリプロピレンフィルム（板）、アクリルフィルム（板）、ポリエステルフィルム（板）、ＰＶＡフィルム（板）などが例示される。その他エンジニアリング樹脂フィルム（ＡＢＳなど）を用いることができることは言うまでもない。また、強化ガラスなど無機材料からなるものでもよい。保護フィルムを配置するかわりに、表示パネルの表面をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂で０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の厚みでコーティングすることも同様の効果がある。また、これらの樹脂表面にエンボス加工などをすることも有効である。

また、保護フィルムあるいはコーティング材料の表面をフッ素コートすることも効果がある。表面についた汚れを洗剤などで容易にふき落とすことができるからである。また、保護フィルムを厚く形成し、フロントライトと兼用してもよい。

本発明の実施例における表示パネルは、３辺フリーの構成と組み合わせることも有効であることはいうまでもない。特に３辺フリーの構成は画素がアモルファスシリコン技術を用いて作製されているときに有効である。また、アモルファスシリコン技術で形成されたパネルでは、トランジスタ素子の特性バラツキのプロセス制御が不可能のため、本発明のＮ倍パルス駆動、リセット駆動、ダミー画素駆動などを実施することが好ましい。つまり、本発明におけるトランジスタ１１などは、ポリシリコン技術によるものに限定するものではなく、アモルファスシリコンによるものであってもよい。つまり、本発明の表示パネルにおいて画素１６を構成するトランジスタ１１はアモルファスシリコン技術で用いて形成したトランジスタであってもよい。また、ゲートドライバ回路１２、ソースドライバ回路１４もアモルファスシリコン技術を用いて形成あるいは構成してもよいことは言うまでもない。

本発明の実施例で説明した技術的思想はビデオカメラ、プロジェクター、立体テレビ、プロジェクションテレビなどに適用できる。また、ビューファインダ、携帯電話のモニター、ＰＨＳ、携帯情報端末およびそのモニター、デジタルカメラおよびそのモニターにも適用できる。

また、電子写真システム、ヘッドマウントディスプレイ、直視モニターディスプレイ、ノートパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、電子スチルカメラにも適用できる。また、現金自動引き出し機のモニター、公衆電話、テレビ電話、パーソナルコンピュータ、腕時計およびその表示装置にも適用できる。

さらに、家庭電器機器の表示モニター、ポケットゲーム機器およびそのモニター、表示パネル用バックライトあるいは家庭用もしくは業務用の照明装置などにも適用あるいは応用展開できることは言うまでもない。照明装置は色温度を可変できるように構成することが好ましい。これは、ＲＧＢの画素をストライプ状あるいはドットマトリックス状に形成し、これらに流す電流を調整することにより色温度を変更できる。また、広告あるいはポスターなどの表示装置、ＲＧＢの信号器、警報表示灯などにも応用できる。

また、スキャナの光源としても有機ＥＬ表示パネルは有効である。ＲＧＢのドットマトリックスを光源として、対象物に光を照射し、画像を読み取る。もちろん、単色でもよいことは言うまでもない。また、アクティブマトリックスに限定するものではなく、単純マトリックスでもよい。色温度を調整できるようにすれば画像読み取り精度も向上する。

また、液晶表示装置のバックライトにも有機ＥＬ表示装置は有効である。ＥＬ表示装置（バックライト）のＲＧＢの画素をストライプ状あるいはドットマトリックス状に形成し、これらに流す電流を調整することにより色温度を変更でき、また、明るさの調整も容易である。その上、面光源であるから、画面の中央部を明るく、周辺部を暗くするガウス分布を容易に構成できる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を交互に走査する、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示パネルのバックライトとしても有効である。また、バックライトを点滅しても黒挿入することにより動画表示用などの液晶表示パネルのバックライトとしても用いることができる。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法は、有機ＥＬ素子やバッテリーを保護しつつ全体的に画像を明るくする効果を有し、有機または無機ＥＬ素子を用いたＥＬ表示パネル、これらの表示パネルなどの駆動回路（ＩＣ）等として有用である。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法は、高画質、良好な動画表示性能、低消費電力、低コスト化、高精度のそれぞれの構成に応じて特徴ある効果を有し、有機または無機ＥＬ素子を用いたＥＬ表示パネル、これらの表示パネルなどの駆動回路（ＩＣ）等として有用である。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法は、電力を消費せず、高精細の表示パネルであっても十分に対応出来る効果を有し、有機または無機ＥＬ素子を用いたＥＬ表示パネル、これらの表示パネルなどの駆動回路（ＩＣ）等として有用である。

本発明における表示パネルの画素構成図である。 本発明における表示パネルの画素構成図である。 本発明の駆動時の流れを示した図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 本発明の表示パネルの表示領域の説明である。 本発明における表示パネルの画素構成図である。 本発明の表示パネルの製造方法の説明図である。 本発明のパネルの構成図である。 ソース信号線とゲート信号線の間の浮遊容量について説明した図である。 本発明の表示パネルの断面図である。 本発明の表示パネルの断面図である。 ソースラインの電流量とパネルの明るさの関係図である。 表示パネルの表示状態の説明図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 表示パネルの表示状態の説明図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 表示パネルの表示状態の説明図である。 表示パネルの表示状態の説明図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 表示パネルの表示状態の説明図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 画素構成とバッテリーの関係図である。 表示領域の輝度と電流量の関係図である。 本発明における入力データと電流量の関係図である。 本発明の回路構成図である。 点灯率制御駆動適用時の表示領域の輝度と電流量の関係図である。 点灯率制御駆動の制御方法の図である。 点灯率制御駆動の制御方法の図である。 点灯率と明るさの関係図である。 本発明の駆動波形を示した図である。 本発明により修正された点灯率と明るさの関係図である。 本発明のビューファインダの説明図である。 本発明の表示状態の説明図である。 ソース信号線とのカップリングについて説明した図である。 点灯率とカップリングの関係図である。 入力データが大きく振られた時の点灯率の移動図である。 本発明によるちらつき対策の方法の説明図である。 特殊な画像パターン時の電流の変移図である。 本発明によるバッテリー保護の駆動図である。 黒表示から白表示に変わった時の電流量の関係図である。 本発明の回路構成図である。 本発明の表示状態の説明図である。 本発明の回路構成図である。 本発明の回路構成図である。 Ｎ倍パルス駆動の駆動波形図である。 Ｎ倍パルス駆動の駆動波形図である。 低輝度部Ｎ倍パルス駆動の説明図である。 本発明の駆動の説明図である。 低輝度部Ｎ倍パルス駆動の説明図である。 本発明のビデオカメラの説明図である。 本発明のデジタルカメラの説明図である。 本発明のテレビ（モニター）の説明図である。 点灯率制御駆動の回路構成図である。 点灯率制御駆動のタイミングチャートである。 点灯率制御駆動のタイミングチャートである。 点灯率遅延加算回路の回路構成図である。 遅延率と必要フレーム数のグラフである。 点灯率微小制御駆動の回路構成図である。 点灯率遅延加算回路の回路構成図である。 ソースドライバーの構成図である。 ソースドライバーの構成図である。 低輝度部でＮ倍パルス駆動を行う駆動方法の回路構成図である。 低輝度部でＮ倍パルス駆動を行う駆動方法の回路構成図である。 ガンマカーブの説明である。 ガンマカーブの説明である。 ガンマカーブの回路構成図である。 本発明の回路構成図である。 本発明に利用するレジスタの構成図である。 本発明の回路構成図である。 表示状態を示した図である。 本発明の回路構成図である。 本発明に利用するレジスタの構成図である。 本発明のタイミングチャートである。 従来の有機ＥＬの画素構成図である。 本発明のプリチャージ駆動の回路構成図である。

符号の説明

１１ トランジスタ（薄膜トランジスタ）
１２ ゲートドライバＩＣ（回路）
１４ ソースドライバＩＣ（回路）
１５ ＥＬ（素子）（発光素子）
１６ 画素
１７ ゲート信号線
１８ ソース信号線
１９ 蓄積容量（付加コンデンサ、付加容量）
５０ 表示画面
５１ 書き込み画素（行）
５２ 非表示画素（非表示領域、非点灯領域）
５３ 表示画素（表示領域、点灯領域）
６１ シフトレジスタ
６２ インバータ
６３ 出力バッファ
６５ ＯＲ回路
７１ アレイ基板（表示パネル）
７２ レーザー照射範囲（レーザースポット）
７３ 位置決めマーカー
７４ ガラス基板（アレイ基板）
８１ コントロールＩＣ（回路）
８２ 電源ＩＣ（回路）
８３ プリント基板
８４ フレキシブル基板
８５ 封止フタ
８６ カソード配線
８７ アノード配線（Ｖｄｄ）
８８ データ信号線
８９ ゲート制御信号線
９１ 浮遊容量
１０１ 土手（リブ）
１０２ 層間絶縁膜
１０４ コンタクト接続部
１０５ 画素電極
１０６ カソード電極
１０７ 乾燥剤
１０８ λ／４板
１０９ 偏光板
１１１ 薄膜封止膜
２７１ ダミー画素（行）
３４１ 接眼リング
３４２ 拡大レンズ
３４３ 凸レンズ
５２１ 支点（回転部）
５２２ 撮影レンズ
５２３ 格納部
５２４ スイッチ
５３１ 本体
５３２ 撮影部
５３３ シャッタスイッチ
５４１ 取り付け枠
５４２ 脚
５４３ 取り付け台
５４４ 固定部

Claims (6)

1. マトリックス状に配置された画素と、
   前記画素に書き込む画像データを印加するソース信号線と、
   前記ソース信号線に流す電流を保持するための蓄積容量と、
   前記蓄積容量に蓄積された電荷に応じて電流を流す駆動トランジスタと、
   前記駆動トランジスタに流れる電流が前記画素の有機ＥＬ素子に流れることを遮断するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子を選択するゲートドライバ回路と、
   前記スイッチング素子を操作する信号線とを備えた表示装置を駆動させる回路構成において、
   前記表示装置の表示状態を認識する第１の回路を備え、
   前記回路の内容により、前記スイッチング素子を操作する信号線を操作し、
   前記有機ＥＬ素子に電流が流れる期間を操作する回路構成。
2. 前記第１の回路は、外部装置から入力されるデータに基づき、静止画かどうか判断し、
   静止画と判断すると前記スイッチング素子を操作する信号線を操作し、
   前記有機ＥＬ素子に流れる電流量を減少させ、
   特定の前記有機ＥＬ素子の劣化を防ぐ、請求項１記載の回路構成。
3. 前記スイッチング素子を操作する信号線に対して信号を分割して入力する第２の回路を備え、
   前記第１の回路は、外部装置から入力されるデータに基づき、静止画かどうか判断し、
   前記第１の回路が静止画と判断すると、前記第２の回路は信号を分割し、
   有機ＥＬ素子の画質改善を行う、請求項１記載の回路構成。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成を用いたモジュール。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成を用いたテレビ。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成を用いた携帯情報端末。

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