JP2005275003A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 データ線からデータ信号書込み後三角波信号を入力し、データ信号電圧と三角波信号の比較結果により発光時間を制御する自発光素子表示装置において、動画ぼやけを解消し動画性能を向上する。
【解決手段】 動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６において、任意の期間、電圧固定レベルとなる動画対応三角波信号９を生成し、自発光素子ディスプレイ２１では、データ線駆動手段１５により入力表示データ４に従って書き込んだ信号電圧と、動画対応三角波信号９の大小を比較した結果から発光、非発光の制御を行う。動画対応三角波信号の固定レベルは、信号電圧にかかわらず、自発光素子ディスプレイ２１が非発光となるレベルとする。
【選択図】 図１

Description

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駆動する表示装置に関するものである。
自発光素子の発光制御方式として、下記特許文献１には、データ書込みラインにおいては、データ書込み期間と駆動期間を切替え、そのほかのラインでは駆動期間とする発光制御方式が開示されている。また、駆動信号線の波形は、駆動期間内で最大電位から最小電位まで変化する三角波信号であることが記載されている。これにより、一水平期間の書込み期間以外は全て駆動期間となり、自発光素子の発光輝度を高くすることができる。ただし、駆動としてはLCDと同様の「ホールド型」駆動となり、動画性能としては「動画ぼやけ」といった画質劣化が懸念される。
特開２００３−５７０９号公報
上記特許文献1に記載の方式は、データ書込み後に三角波入力、つまり駆動期間となるため、自発光素子の発光期間が長く取れ、輝度が高くできる利点がある一方、液晶ディスプレイと同様「ホールド型」の駆動となり、動画質性能の低下（動画ボケ）を招いている。
本発明の第1の実施形態では、１フレーム期間のうち任意の期間、データ信号電圧にかかわらず非発光となる電圧レベルに三角波入力のレベルを固定とする表示制御手段を設ける。また、第２の実施形態では、静止画像の場合に、表示データから画像を判断し、上記固定レベルを設けず１フレーム周期の三角波に切り替える表示制御手段を設ける。
本発明により、入力表示データを変換して、黒表示を生成することや、自発光素子ディスプレイの画素構造の変更、黒表示を挿入するための新規スイッチ等を必要とすることなく、動画性能を向上できる。
また、表示画像に応じた三角波信号を生成することにより、同一構造のパネルを用いて、主に動画表示を行うＤＶＣ（デジタルビデオカメラ）やＴＶ、主に静止画表示を行うＤＳＣ（デジタルスチルカメラ）、双方に適した表示装置を提供することができる。
入力タイミング信号から自発光素子ディスプレイの表示制御信号を生成する表示制御部において、三角波信号を生成する際に任意の期間固定電圧とする制御を行う。
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。
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。同図において、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（アナログでもデジタルでもよい）、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、一画面分の表示データ４が画面の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ビットのデジタルデータからなるものとして以下説明する。
６は動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部、７はデータ線制御信号、８は走査線制御信号、９は動画対応三角波信号、１０は格納・読出しコマンド信号、１１は格納・読出しアドレス、１２は格納データ、１３は画面格納手段、１４は画面読出しデータである。
動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６は、自発光素子ディスプレイ２１の少なくとも一画面分の表示データ４を格納可能な画面格納手段１３へ、一旦格納するための格納・読出しコマンド信号１０、格納・読出しアドレス１１、格納データ１２を生成する。また、自発光素子ディスプレイ２１の表示タイミングに合わせて一画面分の表示データを読み出すよう、格納・読出しコマンド信号１０、格納・読出しアドレス１１を生成する。
画面格納手段１３は格納・読出しコマンド１０、格納・読出しアドレス１１に従って、格納データ１２を格納、あるいは画面読出しデータ１４を読み出す。動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６は、画面読出しデータ１４と、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、同期クロック５から、データ線制御信号７、走査線制御信号８、動画対応三角波信号９を生成する。
１５はデータ線駆動手段、１６はデータ線駆動信号、１７は走査線駆動手段、１８は画素制御駆動信号、１９は駆動電圧生成手段、２０は自発光素子駆動電圧、２１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２１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２１は、マトリクス状に配置された複数の自発光素子を含む画素部を有する。
自発光素子ディスプレイ２１への表示動作は、走査線駆動手段１７から出力される画素制御駆動信号１８によって選択、書込み制御された画素部に、データ線駆動手段１５から出力されるデータ線駆動信号１６に従った信号電圧、及び動画対応三角波信号９の印加に従った画素部へのデータ書込みによって動作する。自発光素子を駆動する電圧は自発光素子駆動電圧２０として供給する。なお、データ線駆動手段１５、走査線駆動手段１７は、各々ＬＳＩで実現してもよいし、一つの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。
本実施形態では、自発光素子ディスプレイ２１は２４０×３２０ドットの解像度を持ち、１ドットが左からＲ（Ｒｅｄ）Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３画素で構成されるもの、つまりディスプレイの水平方向は７２０画素で構成されるものとして以下説明する。
自発光素子ディスプレイ２１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。
データ線駆動手段１５が、データ線制御信号７に含まれる表示データ４に応じて自発光素子に書き込む信号電圧を生成する。また、動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６が、動画対応三角波信号９を生成し、自発光素子ディスプレイ２１が書き込んだ信号電圧と動画対応三角波信号９の電圧レベルを比較して、自発光素子の点燈時間を制御する。
図２は、図１に記載のデータ線駆動手段１５の内部構成の一実施形態である。同図において、２２はデータラッチスタートパルス、２３はデータラッチシフトクロック、２４はアナログＲ表示データ、２５はアナログＧ表示データ、２６はアナログＢ表示データであり、これらの信号により、データ線制御信号７を構成する。
２７はデータラッチパルスシフト手段、２８は第1ドットデータラッチ信号、２９は第２ドットデータラッチ信号、３０は第２４０ドットデータラッチ信号であり、データラッチパルスシフト手段２７は、水平方向のデータ開始を表すデータラッチスタートパルス２２をデータラッチシフトクロック２３に従って右方向にシフトし、第１ドットデータラッチ信号２８、第２ドットデータラッチ信号２９と順次出力し、先に記載したとおり、本実施例では自発光ディスプレイ２１の横方向の解像度が２４０ドットのため、第２４０ドットデータラッチ信号３０まで出力する。
３１はデータスイッチ手段、３２は第１ドットＲ信号、３３は第１ドットＧ信号、３４は第１ドットＢ信号、３５は第２ドットＲ信号、３６は第２ドットＧ信号、３７は第２ドットＢ信号、３８は第２４０ドットＲ信号、３９は第２４０ドットＧ信号、４０は第２４０ドットＢ信号であり、データスイッチ手段３１は、第１ドットデータラッチ信号２８のタイミングに従って、アナログＲ表示データ２４を第１ドットＲ信号３２、アナログＧ表示データ２５を第１ドットＧ信号３３、アナログＢ表示データ２６を第１ドットＢ信号３４として各々出力し、第２ドットデータラッチ信号２９のタイミングに従って、アナログＲ表示データ２４を第２ドットＲ信号３５、アナログＧ表示データ２５を第２ドットＧ信号３６、アナログＢ表示データ２６を第２ドットＢ信号３７として各々出力し、以降、各ドットデータラッチ信号に従って、各ドットＲ、Ｇ、Ｂ信号を順次出力し、最後に第２４０ドットデータラッチ信号３０のタイミングに従って、アナログＲ表示データ２４を第２４０ドットＲ信号３８、アナログＧ表示データ２５を第２４０ドットＧ信号３９、アナログＢ表示データ２６を第２４０ドットＢ信号４０として各々出力する。
図３は、図１に記載の走査線駆動手段１７の内部構成の一実施形態である。同図において、４１は走査線選択スタートパルス、４２は走査線選択シフトクロック、４３は画素リセット信号、４４は画素書込信号であり、これらの信号により、走査線駆動信号８を構成する。
４５は走査線選択パルスシフト手段、４６は第１走査線選択パルス、４７は第２走査線選択パルス、４８は第３２０走査線選択パルスであり、走査線選択パルスシフト手段４５は、垂直方向の走査スタートを表す走査線選択スタートパルス４１を、走査線選択シフトクロック４２に従って下方向にシフトし、各々の走査線を選択する第1走査線選択パルス４６、第２走査線選択パルス４７と順次出力し、第３２０走査線選択パルス４８まで出力する。
４９は画素書込制御信号生成手段、５０は第１走査線リセットパルス、５１は第１走査線データ書込パルス、５２は第１走査線三角波選択パルス、５３は第２走査線リセットパルス、５４は第２走査線データ書込パルス、５５は第２走査線三角波選択パルス、５６は第３２０走査線リセットパルス、５７は第３２０走査線データ書込パルス、５８は第３２０走査線三角波選択パルスである。
画素書込み制御信号生成手段４９は、後述する画素部内のインバータをリセットするタイミングを表す画素リセット信号４３、データ書込みのタイミングを表す画素書込信号４４と、各々の走査線の選択タイミングを表す第１走査線選択パルス４６から第３２０走査線選択パルス４８を用いて、第１走査線上の後述する画素部を制御するための第１走査線リセットパルス５０、第１走査線データ書込パルス５１、第１走査線三角波選択パルス５２、第２走査線上の画素部を制御するための第２走査線リセットパルス５３、第２走査線データ書込パルス５４、第２走査線三角波選択パルス５５、第３２０走査線上の画素部を制御するための第３２０走査線リセットパルス５６、第３２０走査線データ書込パルス５７、第３２０走査線三角波選択パルス５８を生成し、走査線制御信号１８として出力する。
図４は、データ線駆動手段１５と走査線駆動手段１７の信号生成動作を示す図である。同図において、５９はデータラッチスタートパルス波形、６０はデータラッチシフトクロック波形、６１は１ライン目データ取り込み開始タイミング、６２は２ライン目データ取り込み開始タイミングである。データラッチスタートパルス波形５９の"ハイ"期間が、データ取り込み開始を示す１ライン目データ取り込み開始タイミング６１であり、２ライン目データ取り込み開始タイミング６２となる。
６３はアナログＲ表示データ波形、６４は１ライン目入力データ期間、６５は２ライン目入力データ期間であり、アナログＲ表示データ波形６３は、１ライン目データ取り込み開始タイミング６１から１ライン目入力データ期間６４の間、２ライン目データ取り込み開始タイミング６２から２ライン目入力データ期間６５の間、３２０ライン目まで同様に、アナログデータを出力する。ここでは、アナログＲ表示データの波形のみ示したが、アナログＧ表示データ、アナログＢ表示データに関しても、アナログデータの値が異なるだけで、データ期間はＲ表示データと同様であるため省略する。
６６は第１ドットラッチクロック波形、６７は第２ドットラッチクロック波形、６８は第３ドットラッチクロック波形であり、第１ドットラッチクロック波形６６から第３ドットラッチクロック波形６８は、データラッチスタートパルス波形５９を、データラッチシフトクロック６０に従って、１ドットずつ右方向（第１→第２→…→第２４０）に順次シフトして出力している。
６９は画素リセット信号波形、７０は画素データ書込信号波形であり、各ラインでデータ期間終了後に"ハイ"となる、後述の画素部制御のための信号波形を示している。データが入力されないライン（垂直帰線期間）では"ハイ"とならない。ここでは、画素リセット信号波形６９と画素データ書込信号波形７０は、同じ波形を示すものとして以下説明する。
７１は走査線選択スタートパルス波形、７２は走査線選択シフトクロック波形、７３は第１走査線選択パルス波形、７４は第２走査線選択パルス波形であり、走査線選択スタートパルス波形７１の"ハイ"が、１フレームの画面走査のスタートを示し、走査線選択シフトクロック波形７２に従って、第１走査線選択パルス波形７３、第２走査線選択パルス波形７４に示すとおり、順次"ハイ"となる。７５は１フレーム期間、７６はデータ有効期間、７７は垂直帰線期間である。
走査選択スタートパルス波形７１の一周期、つまり、一画面分のデータを書き込む周期が１フレーム期間７５であり、その中で、アナログＲ表示データ波形６３、画素リセット信号波形６９、画素データ書込信号波形７０が入力されている期間がデータ有効期間７６、それ以外の、データが入力されていない期間が垂直帰線期間７７である。
図５は、図１に記載の自発光素子ディスプレイ２１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。同図において、７８は三角波信号線、７９は第１ドットＲデータ線、８０は第１ドットＧデータ線、８１は第１ライン画素書込み制御線、８２は第１ライン画素リセット制御線、８３は第１ライン三角波選択制御線、８４は第３２０ライン画素書込み制御線、８５は第３２０ライン画素リセット制御線、８６は第３２０ライン三角波選択制御線、８７は有機ＥＬ駆動電圧供給線、８８は第１行第１列画素部、８９は第１行第２列画素部、９０は第３２０行第１列画素部、９１は第３２０行第２列画素部である。
第１ドットＲデータ線７９と第１ドットＧデータ線８０は、各々第１ドットＲ信号３２と第１ドットＧ信号３３を画素部へ入力するための信号線であり、第１ライン画素書込み制御線８１と第３２０ライン画素書込み制御線８４は、各々第１走査線データ書込みパルス５１と第３２０走査線データ書込みパルス５７を画素部へ入力するための信号線であり、第１ライン画素リセット制御線８２と第３２０ライン画素リセット制御線８５は、各々第１走査線画素リセットパルス５０と第３２０走査線画素リセットパルス５６を画素部へ入力するための信号線であり、第１ライン三角波選択制御線８３と第３２０ライン三角波選択制御線８６は、各々第１走査線三角波選択パルス５２と第３２０走査線三角波選択パルス５８を画素部へ入力するための信号線である。
各々の画素書込み制御線、及び画素リセット制御線によって選択されるライン上の画素部に、各々のデータ線を介して信号電圧を書込み、各々の三角波選択制御線によって選択されるライン上の画素部に、三角波信号線７８を介して三角波を供給し、信号電圧と三角波に従って有機ＥＬ駆動電圧供給線８７から供給される有機ＥＬ駆動電圧によって点燈する画素部の点燈時間を制御する。ここでは、画素部の内部の構成を第１行第１列画素部８８にのみ示しているが、第１行第２列画素部８９、第３２０行第１列画素部９０、第３２０行第２列画素部９１についても同様の構成である。
９２は画素駆動部、９３はデータ書込みスイッチ、９４は三角波スイッチ、９５は書込み容量、９６はリセットスイッチ、９７は駆動インバータ、９８は有機ＥＬである。画素駆動部９２は、信号電圧に対応して有機ＥＬ９８の点燈時間を制御するためのものであって、データ書込みスイッチ９３、三角波スイッチ９４、書込み容量９５、リセットスイッチ９６、駆動インバータ９７を備える。
データ書込みスイッチ９３は、第１ライン画素書込み制御線８１によってオン状態となり、リセットスイッチ９６は、第１ライン画素リセット制御線８２によってオン状態となる。リセットスイッチ９６がオン状態となると、駆動インバータ９７の入出力が短絡されることとなり、各々の画素部の駆動インバータ９７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ドットＲデータ線７９からの信号電圧を、書込み容量９５に蓄積する。
三角波スイッチ９４は、信号電圧書込み後、第１ライン三角波選択制御線８３によってオン状態となる。三角波スイッチ９４がオン状態となると、駆動インバータ９７に動画対応三角波信号９が入力され、この三角波信号の電圧レベルが、書込み容量９５に蓄積された信号電圧より高いときは、駆動インバータ９７が有機ＥＬ９８をオフ状態とし、三角波信号の電圧レベルが、書込み容量９５に蓄積された信号電圧レベルより低いときは、駆動インバータ９７が有機ＥＬ９８をオン状態とする。以上により、信号電圧に従った有機ＥＬ９８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２１の画素数は、２４０×３２０となっているため、画素書込み制御線、リセット制御線、三角波選択制御線は、各々水平方向の線が、垂直方向に第１ラインから第３２０ラインまで３２０本、合計９６０本並び、データ線は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、各々垂直方向の線が、水平方向に第１ドットから第２４０ドットまで２４０本、合計７２０本並んでいるものとして、以下説明する。
さらに、三角波信号線７８は、自発光素子ディスプレイ２１の上側から、データ線と平行な線で全画素部へ配線され、有機ＥＬ駆動電圧供給線８７は、自発光素子ディスプレイ２１の下側から、データ線と平行な線で全画素部へ配線される、つまり、垂直方向の線は、水平方向に合計２１６０(720＋720×2)本並ぶものとして、以下説明する。
図６は、図５に記載の駆動インバータ９７における信号電圧の基準電圧設定を示す図である。同図において、９９は駆動インバータ９７の入出力特性、１００は入出力短絡条件、１０１は駆動インバータ９７の信号電圧書込み基準電位である。駆動トランジスタ９７は、先に説明したとおり、データ書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９９とＶｉｎ＝Ｖｏｕｔの直線で示す入出力短絡条件１００の交点である信号電圧書込み基準電位１０１となる。信号電圧の書込みはこの信号電圧書込み基準電圧１０１を基準として行われる。
図７は、図３に記載の画素書込制御信号生成手段４９の動作と、図５に記載の第１行第１列画素部８８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す図である。同図において、１０２は第１走査線リセットパルス波形、１０３は第１走査線データ書込みパルス波形、１０４は第１走査線三角波選択パルス波形、１０５は第２走査線リセットパルス波形、１０６は第２走査線データ書込みパルス波形、１０７は第２走査線三角波選択パルス波形、１０８は三角波信号波形、１０９は三角波ハイ電圧、１１０は三角波ロー電圧、１１１は第１行第１列画素部駆動インバータ入力、１１２は第１行第１列画素部信号電圧、１１３は第１行第１列画素部駆動インバータ出力、１１４は第１走査線データ書込み期間、１１５は第１走査線三角波期間、１１６は黒挿入期間、１１７は第１行第１列画素非発光期間、１１８は第１行第１列画素発光期間である。
第１走査線リセットパルス波形１０２は、通常"ロー"状態で、第１走査線選択パルス波形７３が"ハイ"、画素リセット信号波形６９が"ハイ"のとき、"ハイ"となる。第１走査線データ書込みパルス波形１０３は、通常"ロー"状態で、第１走査線選択パルス波形７３が"ハイ"、画素データ書込信号波形７０が"ハイ"のとき、"ハイ"となる。第１走査線三角波選択パルス波形１０４は、通常"ハイ"状態で、第１走査線選択パルス波形７３が"ハイ"、画素データ書込信号波形７０が"ハイ"のとき、"ロー"となる。
第２走査線リセットパルス波形１０５は、通常"ロー"状態で、第２走査線選択パルス波形７４が"ハイ"、画素リセット信号波形６９が"ハイ"のとき、"ハイ"となる。第２走査線データ書込みパルス波形１０６は、通常"ロー"状態で、第２走査線選択パルス波形７４が"ハイ"、画素データ書込信号波形７０が"ハイ"のとき、"ハイ"となる。第２走査線三角波選択パルス波形１０７は、通常"ハイ"状態で、第２走査線選択パルス波形７４が"ハイ"、画素データ書込信号波形７０が"ハイ"のとき、"ロー"となる。
つまり、画素書込制御信号生成手段４９は、各々の走査線選択パルス波形が"ハイ"のときのみ、リセットパルス、データ書込みパルスを有効とし、各々の走査線選択パルス波形が"ハイ"のとき以外、三角波選択パルスを有効とする。
ここでは、画素リセット信号波形６９と、画素データ書込信号波形７０が同じ波形であるものとして以下説明する。三角波信号波形１０８は、１フレーム期間７５の内で、任意の期間、固定電圧として三角波ハイ電圧１０９（ＶH）とした後、三角波ロー電圧１１０（ＶL）まで変化させ、再び三角波ハイ電圧１０９とする。
第１行第１列画素部駆動インバータ入力１１１は、第１走査線データ書込み期間１１４の期間内、第１走査線リセットパルス波形１０２が"ハイ"のとき、第１行第１列画素部信号電圧１１２（Ｖｓｉｇ＿１）を書込み、書込み終了後の第１走査線三角波期間１１５は、三角波信号波形１０８に切り替わる。
ここで書き込まれた電位Ｖｓｉｇ＿１は書込み容量９５に保持され、駆動インバータ９７の閾値電圧となるため、第１行第１列画素部駆動インバータ出力１１３は、第１走査線三角波期間１１５の期間内において、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を上回る期間では"ロー"、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を下回る期間では"ハイ"となる。
したがって、第１行第１列画素部駆動インバータ出力１１３が"ロー"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オフ状態"となり、非発光期間１１７となり、第１行第１列画素部駆動インバータ出力が"ハイ"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オン状態"となり、発光期間１１８となる。
また、三角波信号波形１０８が、三角波ハイ電圧１０９のときは、Ｖｓｉｇ＿１のレベルにかかわらず非発光となるため、表示は黒画面の黒挿入期間１１６となる。以上で、信号電圧に従った発光期間が決定することとなる。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、ここでは、６０［Ｈｚ］の周波数となる１フレーム期間７５の期間内で行われるものとして、以下説明する。
図８は、図３に記載の画素書込制御信号生成手段４９の動作と、先に説明した第１行第１列画素部とは異なる信号電圧書込みの場合を、第２行第１列画素部における動作として示す図である。図３に記載の画素書込制御信号生成手段４９の動作に関しては、図７と同様なので、ここでは省略する。
図８において、１１９は第２行第１列画素部駆動インバータ入力、１２０は第２行第１列画素部信号電圧、１２１は第２行第１列画素部駆動インバータ出力、１２２は第２走査線データ書込み期間、１２３は第２走査線三角波期間、１２４は第２行第１列画素非発光期間、１２５は第２行第１列画素発光期間である。
第２行第１列画素部駆動インバータ入力１１９は、第２走査線データ書込み期間１２２の期間内、第２走査線リセットパルス波形１０５が"ハイ"のとき、第２行第１列画素部信号電圧１２０（Ｖｓｉｇ＿２）を書込み、書込み終了後の第２走査線三角波期間１２３は、三角波信号波形１０８に切り替わる。
ここで書き込まれた電位Ｖｓｉｇ＿２は書込み容量９５に保持され、駆動インバータ９７の閾値電圧となるため、第２行第１列画素部駆動インバータ出力１２１は、第２走査線三角波期間１２３の期間内において、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿２を上回る期間では"ロー"、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿２を下回る期間では"ハイ"となる。
したがって、第２行第１列画素部駆動インバータ出力１２１が"ロー"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オフ状態"であり、非発光期間１２４となり、第１行第１列画素部駆動インバータ出力が"ハイ"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オン状態"となり、発光期間１２５となる。また、第１行第１列画素部のときと同様、三角波信号波形１０８が三角波ハイ電圧１０９のときは、Ｖｓｉｇ＿２のレベルにかかわらず非発光となるため、表示は黒画面の黒挿入期間１１６となる。
以下、図１ないし図８を用いて、本実施形態における三角波波形制御による動画対応駆動について説明する。
まず、図１を用いて、表示データの流れを説明する。同図において、動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６は、表示データ４を一画面分、画面格納手段１３に格納データ１１として一旦格納する。そして、自発光素子ディスプレイ２１の表示タイミングに合わせて、画面格納手段１３から表示データを画面読出しデータ１４として読出し、データ線制御信号７、走査線制御信号８を生成する。
画面格納手段１３は、通常、入力される表示データ４と、表示する自発光素子ディスプレイ２１の表示解像度が異なるときに用いられるため、入力解像度が自発光素子ディスプレイ２１の解像度と全く同様の場合には省略することも可能である。
また、動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部６は、自発光素子ディスプレイ２１の各画素部の発光期間を制御し、併せて、動画表示対応の黒挿入制御を行うための動画対応三角波信号９を生成する。この動画対応の黒挿入期間は、一水平期間より大きく、また、データ有効ライン期間７６以上、望ましくは、１フレーム期間７５の１０％以上６０％未満であって、さらに、この黒挿入期間を可変することで、動画ぼやけに対応することができる。
データ線駆動手段１５は、アナログ信号による階調情報を含むデータ線制御信号７を、自発光ディスプレイ２１のデータ線に、表示するための信号電圧としてのデータ線駆動信号１６をデータ線に順次出力する。
走査線駆動手段１７は、自発光素子ディスプレイ２１の画素書込み制御線を制御するよう、画素制御駆動信号１８を出力する。駆動電圧生成手段１９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有機ＥＬ駆動電圧２０を生成する。最後に、自発光素子ディスプレイ２１において、画素制御駆動信号１８によって選択された走査線上の画素部が、データ線駆動信号１６の信号電圧、動画対応三角波信号９及び有機ＥＬ駆動電圧２０に従って点燈する。
図２〜４、７を用いて、図１に記載のデータ線駆動手段１５、走査線駆動手段１７の動作の詳細について説明する。
図２で、データ線制御信号７には、データラッチスタートパルス２２、データシフトクロック２３が含まれ、データラッチパルスシフト手段２７が、図４に記載のとおり、データラッチスタートパルス２２をデータシフトクロック２３に従ってシフト動作を行い、第１ドットデータラッチ信号２８、第２ドットデータラッチ信号２９と順次出力し、第２４０ドットデータラッチ信号３０まで出力する。
データスイッチ手段３１は、データ線制御信号７に含まれるアナログＲ表示データ２４、アナログＧ表示データ２５、アナログＢ表示データ２６を、図４に記載のとおり、第１ドットデータラッチ信号２８により選択され、各々第１ドットＲ信号３２、第１ドットＧ信号３３、第１ドットＢ信号３４として出力し、第２ドットデータラッチ信号２９により選択され、各々第２ドットＲ信号３５、第２ドットＧ信号３６、第２ドットＢ信号３７として出力し、第２４０ドットデータラッチ信号３０により選択され、各々第２４０ドットＲ信号３８、第２４０ドットＧ信号３９、第２４０ドットＢ信号４０として、データ線駆動信号１６に出力する。
図３で、走査線制御信号８には、走査線選択スタートパルス４１、走査線選択シフトクロック４２が含まれ、走査線選択パルスシフト手段４５が、図４に記載のとおり、走査線選択スタートパルス４１を走査線選択シフトクロック４２に従ってシフト動作を行い、第１走査線選択パルス４６、第２走査線選択パルス４７と順次出力し、第３２０走査線選択パルス４８まで出力する。
画素書込制御信号生成手段４９は、走査線制御信号８に含まれる画素リセット信号４３、画素書込信号４４と、第１走査線選択パルス４６から第３２０走査線選択パルス４８を用いて、図７に記載のとおり、第１走査線選択パルス４６が"ハイ"のとき、画素リセット信号４３と画素書込信号４４とを、各々第１走査線リセットパルス５０と第１走査線データ書込みパルス５１として出力し、第１走査線データ書込みパルス５１の反転出力を、第１走査線三角波選択パルス５２として出力する。以下、順次、各走査線選択パルスが"ハイ"のとき、画素リセット信号４３と画素書込信号４４とを、各走査線リセットパルスと各走査線データ書込みパルスとして出力し、各走査線データ書込みパルスの反転出力を、各走査線三角波選択パルスとして出力する。
図５〜８を用いて、図１に記載の自発光素子ディスプレイ２１の点燈動作の詳細について説明する。
図５において、第１ライン画素リセット制御線８２を介して、リセットスイッチ９６をオン状態とすると、駆動インバータ９７の入出力が短絡されるため、図６に示す特性に従って、信号電圧書込み基準電位１０１が、駆動インバータ９７の入出力電位差の中間電位となる。
このとき、第１ライン画素書込み制御線８１を介して、第１走査線データ書込みパルス５１が供給されると、データ書込みスイッチ９３がオン状態となり、第１ドットＲデータ線７９を介してデータの信号電圧を、信号電圧書込み基準電位１０１を基準として書込み容量９５に蓄積し、図７に示す第１行第１列画素部信号電圧１１２となり、この電圧Ｖｓｉｇ＿１が駆動インバータ９７の閾値電圧となる。
また、図５において、駆動インバータ９７は、入力電圧が閾値電圧を上回っている場合は"ロー"を出力、下回っている場合には"ハイ"を出力する。したがって、第１ライン三角波選択制御線８３を介して、第１走査線三角波選択パルス５２が供給され、三角波スイッチ９４がオン状態となると、駆動インバータ９７に動画対応三角波信号９が入力され、第１行第１列画素部駆動インバータ出力１１３は、図７に示すように、三角波の電圧レベルが駆動インバータ閾値電圧Ｖｓｉｇ＿１を上回る非発光期間１１７では"ロー"を出力し、下回る発光期間１１８では"ハイ"となる。ここで、有機ＥＬ９８は、駆動インバータ９７の出力が"ロー"のときはオフ状態、"ハイ"のときはオン状態となり、有機ＥＬ駆動電圧２０に従って駆動電流が流れることにより発光する。
また、図８に示すとおり、第２行第１列画素部に、第１行第１列画素部とは異なる信号電圧Ｖｓｉｇ＿２（＜Ｖｓｉｇ＿１）が書き込まれた場合、信号電圧書込み基準電位１０１を基準として書込み容量９５に蓄積し、第２行第１列画素部信号電圧１２０となり、この電圧Ｖｓｉｇ＿２が駆動インバータ９７の閾値電圧となる。第２行第１列画素部駆動インバータ出力１２１は、三角波の電圧レベルが駆動インバータ閾値電圧Ｖｓｉｇ＿２を上回る非発光期間１２４では"ロー"を出力し、下回る発光期間１２５では"ハイ"となる。そこで、図５に示す有機ＥＬ９８は、駆動インバータ９７の出力が"ロー"のときはオフ状態、"ハイ"のときはオン状態となり、有機ＥＬ駆動電圧２０に従って駆動電流が流れることにより発光する。
図７、図８で、黒挿入期間１１６では、三角波信号のレベルを信号電圧Ｖｓｉｇ＿１、Ｖｓｉｇ＿２の大きさにかかわらず発光しない電圧レベルとすることにより、画面内の全画素を黒表示することが可能となる。
以上のように、発光、非発光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、駆動インバータ９７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６に示す特性を持つインバータであれば、構成は問わない。また、本発明は、解像度や入力表示データ形式を限定するものではない。
以上、本発明の第１の実施形態によれば、三角波信号に任意の期間、信号電圧の大小にかかわらず発光しない電圧レベルを設けることにより、特に、黒挿入を目的とした入力データ変換や、パネル内に切替スイッチを設ける等の構造変更を伴うことなく、動画性能を向上するという効果を奏する。
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。図９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。
図９において、図１と同じ符号を付した部分は、第１の実施形態と同様の部分であるため、ここでは説明を省略する。１２６は映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部、１２７は映像適応三角波信号であり、映像適応自発光ディスプレイ表示制御部１２６は、入力映像に適応した三角波信号である映像適応三角波信号１２７を生成する。ここでは入力映像が、動画像と静止画像の２種類あるものとして、以下説明する。それ以外の表示制御動作は、第１の実施形態と同様である。
図１０は、図９に記載の映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部１２６において、静止画像の場合に生成する三角波信号と、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す図である。動画像の場合の動作は、第１の実施形態の同様であるため、ここでは説明を省略する。また、図７と同じ符号を付した部分は、第１の実施形態と同様の部分であるため、ここでは説明を省略する。
図１０において、１２８は静止画対応三角波信号波形、１２９は静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ入力、１３０は静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ出力、１３１は静止画対応時第１行第１列画素非発光期間、１３２は静止画対応時第１行第１列画素発光期間である。
三角波信号波形１２８は、１フレーム期間７５の内で、固定電圧の三角波ハイ電圧１０９（ＶH）から三角波ロー電圧１１０（ＶL）まで変化させ、再び三角波ハイ電圧１０９とする。第１行第１列画素部駆動インバータ入力１２９は、第１走査線データ書込み期間１１４の期間内、第１走査線リセットパルス波形１０２が"ハイ"のとき、第１行第１列画素部信号電圧１１２（Ｖｓｉｇ＿１）を書込み、書込み終了後の第１走査線三角波期間１１５は、静止画対応三角波信号波形１２８に切り替わる。
ここで書き込まれた電位Ｖｓｉｇ＿１は書込み容量９５に保持され、駆動インバータ９７の閾値電圧となるため、静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ出力１３０は、第１走査線三角波期間１１５の期間内において、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を上回る期間では"ロー"、三角波の電圧レベルがＶｓｉｇ＿１を下回る期間では"ハイ"となる。
したがって、静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ出力１３０が"ロー"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オフ状態"であり、静止画対応時第１行第１列画素非発光期間１３１となり、第１行第１列画素部駆動インバータ出力が"ハイ"の期間は、有機ＥＬ９８への電源供給は"オン状態"となり、静止画対応時第１行第１列画素発光期間１３２となる。
以上で、信号電圧に従った発光期間が決定することとなる。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、第１の実施形態と同様、６０［Ｈｚ］の周波数となる１フレーム期間７５の期間内で行われるものとして、以下説明する。
以下、図９、１０を用いて、本実施形態における、映像適応三角波制御について説明する。
まず、図９を用いて、表示データの流れを説明する。同図において、映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部１２６は、入力される表示データが、動画像であるか、又は静止画像であるかを判別し、動画対応三角波信号又は静止画対応三角波信号を切り替えて生成し、映像適応三角波信号１２７として出力する。すなわち、動画対応三角波信号の場合には、必要とする黒挿入期間１１６を設け、静止画対応三角波信号の場合には、特に黒挿入期間１１６を設けず、動画像であるか、又は静止画像であるかによって、黒挿入期間１１６を可変とする。
動画対応三角波信号に関しては、第１の実施形態と同様のため、ここでは説明を省略する。静止画対応に関しての詳細は後で説明する。映像の判別は、画面格納手段１３の格納画面データと入力される画面データを比較することにより、変化がない場合は静止画像とすることもできるし、システム側から静止画か動画かの識別子のような信号を転送してもよい。そのほかの部分は、第１の実施形態と同様である。
図１０を用いて、図９に記載の映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部１２６において、静止画像の場合に生成する三角波信号と、信号電圧書込みと三角波による点燈時間の制御の詳細動作を説明する。
図１０において、静止画対応三角波信号波形１２７は、第１の実施形態における動画対応三角波信号波形と異なり、１フレーム期間７５の期間内で三角波ハイ電圧１０９、三角波ロー電圧１１０、再び三角波ハイ電圧１０９と変化する信号である。
したがって、信号電圧は第１の実施形態と同じＶｓｉｇ＿１であるが、発光期間は、静止画対応第１行第１列画素発光期間１３２の方が、図７に記載の第１行第１列画素発光期間に比べて長くなり、発光輝度が高くなることを示している。
ただし、先に説明したとおり、動画像の場合は、動画対応三角波信号を生成するため、発光期間は短くなるが、黒挿入期間が設けられるため、動画ぼやけを解消することが可能となる。
以上、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態に対して、入力表示映像データに従って三角波信号の波形を切り替えるため、動画像、静止画像各々に適した駆動方式となり、双方の画質を向上するという効果を奏する。
なお、ここでは動画像と静止画像の２種類に適応した駆動を示したが、三角波の波形により発光輝度を制御できることから、周囲環境に従って三角波波形を制御することも可能であるし、ユーザの好みに従って三角波波形を制御することも可能である。ただし、どの場合も、映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部１２６の変更のみで済み、システム側の変更や、パネルの画素構造等の変更は伴わない。
本発明の一実施形態である自発光素子表示装置のブロック図 データ線駆動手段１５の内部構成図 走査線駆動手段１７の内部構成図 データ線制御手段１５と走査線制御手段１７の信号生成動作を示す図 自発光素子ディスプレイ２１の内部構成図 駆動インバータ９７における信号電圧の基準電圧設定を示す図 画素書込制御信号生成手段４９の動作と、第１行第１列画素部８８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とを示す図 画素書込制御信号生成手段４９の動作と、先に説明した第１行第１列画素部とは異なる信号電圧書込みの場合を、第２行第１列画素部における動作として示す図 本発明の第２の実施形態である自発光素子表示装置のブロック図 映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部１２６において、静止画像の場合に生成する三角波信号と、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す図
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…動画対応自発光素子ディスプレイ表示制御部、７…データ線制御信号、８…走査線制御信号、９…動画対応三角波信号、１０…格納・読出しコマンド信号、１１…格納・読出しアドレス、１２…格納データ、１３…画面格納手段、１４…画面読出しデータ、１５…データ線駆動手段、１６…データ線駆動信号、１７…走査線駆動手段、１８…画素制御駆動信号、１９…駆動電圧生成手段、２０…自発光素子駆動電圧、２１…自発光素子ディスプレイ、２２…データラッチスタートパルス、２３…データラッチシフトクロック、２４…アナログＲ表示データ、２５…アナログＧ表示データ、２６…アナログＢ表示データ、２７…データラッチパルスシフト手段、２８…第1ドットデータラッチ信号、２９…第２ドットデータラッチ信号、３０…第２４０ドットデータラッチ信号、３１…データスイッチ手段、３２…第１ドットＲ信号、３３…第１ドットＧ信号、３４…第１ドットＢ信号、３５…第２ドットＲ信号、３６…第２ドットＧ信号、３７…第２ドットＢ信号、３８…第２４０ドットＲ信号、３９…第２４０ドットＧ信号、４０…第２４０ドットＢ信号、４１…走査線選択スタートパルス、４２…走査線選択シフトクロック、４３…画素リセット信号、４４…画素書込信号、４５…走査線選択パルスシフト手段、４６…第１走査線選択パルス、４７…第２走査線選択パルス、４８…第３２０走査線選択パルス、４９…画素書込制御信号生成手段、５０…第１走査線リセットパルス、５１…第１走査線データ書込パルス、５２…第１走査線三角波選択パルス、５３…第２走査線リセットパルス、５４…第２走査線データ書込パルス、５５…第２走査線三角波選択パルス、５６…第３２０走査線リセットパルス、５７…第３２０走査線データ書込パルス、５８…第３２０走査線三角波選択パルス、５９…データラッチスタートパルス波形、６０…データラッチシフトクロック波形、６１…１ライン目データ取り込み開始タイミング、６２…２ライン目データ取り込み開始タイミング、６３…アナログＲ表示データ波形、６４…１ライン目データ期間、６５…２ライン目データ期間、６６…第１ドットデータラッチ信号波形、６７…第２ドットデータラッチ信号波形、６８…第３ドットデータラッチ信号波形、６９…画素リセット信号波形、７０…画素データ書込信号波形、７１…走査線選択スタートパルス波形、７２…走査線選択シフトクロック波形、７３…第１走査線選択パルス波形、７４…第２走査線選択パルス波形、７５…１フレーム期間、７６…データ有効期間、７７…垂直帰線期間、７８…三角波信号線、７９…第１ドットＲデータ線、８０…第１ドットＧデータ線、８１…第１ライン画素書込み制御線、８２…第１ライン画素リセット制御線、８３…第１ライン三角波選択制御線、８４…第３２０ライン画素書込み制御線、８５…第３２０ライン画素リセット制御線、８６…第３２０ライン三角波選択制御線、８７…有機ＥＬ駆動電圧供給線、８８…第１行第１列画素部、８９…第１行第２列画素部、９０…第３２０行第１列画素部、９１…第３２０行第２列画素部、９２…画素駆動部、９３…データ書込みスイッチ、９４…三角波スイッチ、９５…書込み容量、９６…リセットスイッチ、９７…駆動インバータ、９８…有機ＥＬ、９９…駆動インバータ９７の入出力特性、１００…駆動インバータ９７の入出力短絡条件、１０１…駆動インバータ９７の信号電圧書込み基準電位、１０２…第１走査線リセットパルス波形、１０３…第１走査線データ書込みパルス波形、１０４…第１走査線三角波選択パルス波形、１０５…第２走査線リセットパルス波形、１０６…第２走査線データ書込みパルス波形、１０７…第２走査線三角波選択パルス波形、１０８…三角波信号波形、１０９…三角波ハイ電圧、１１０…三角波ロー電圧、１１１…第１行第１列画素部駆動インバータ入力、１１２…第１行第１列画素部信号電圧、１１３…第１行第１列画素部駆動インバータ出力、１１４…第１走査線データ書込み期間、１１５…第１走査線三角波期間、１１６…黒挿入期間、１１７…第１行第１列画素非発光期間、１１８…第１行第１列画素発光期間、１１９…第２行第１列画素部駆動インバータ入力、１２０…第２行第１列画素部信号電圧、１２１…第２行第１列画素部駆動インバータ出力、１２２…第２走査線データ書込み期間、１２３…第２走査線三角波期間、１２４…第２行第１列画素非発光期間、１２５…第２行第１列画素発光期間、１２６…映像適応自発光素子ディスプレイ表示制御部、１２７…映像適応三角波信号、１２８…静止画対応三角波信号波形、１２９…静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ入力、１３０…静止画対応時第１行第１列画素部駆動インバータ出力、１３１…静止画対応時第１行第１列画素非発光期間、１３２…静止画対応時第１行第１列画素発光期間

Claims (6)

  1. マトリクス状に配置された複数の画素部と、画素部のデータ線に信号電圧を与えるためのデータ線駆動手段と、画素部を選択するための走査線駆動手段と、画素部に三角波信号を与えるための表示制御部とを備えた表示装置において、
    前記画素部は、信号電圧と三角波信号との大小比較結果に応じて表示素子の発光時間を制御し、
    前記表示制御部が、一表示期間内の任意の期間において、前記表示素子が非発光となる任意の固定電圧を有する三角波信号を出力することを特徴とする表示装置。
  2. 前記表示制御部が、一表示期間内の任意の期間を、一水平期間より大きくすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記表示制御部が、一表示期間内の任意の期間を、データ有効ライン期間以上とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  4. 前記表示制御部が、一表示期間内の任意の期間を、一表示期間の１０％以上６０％未満とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  5. 前記表示制御部が、一表示期間内の任意の期間を、可変とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  6. 前記表示制御部が、入力表示データから静止画像であるか動画像であるかを判別し、一表示期間内の任意の期間を、可変とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
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