JP2005308857A - アクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 周囲環境の明るさに応じた表示輝度の調整を、ダイナミックレンジを低下させることなく、簡便に行うことができるアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬアクティブマトリクス型表示装置１において、周囲環境の明るさを検出する照度検出部９と、この照度検出部９の出力に対応する輝度設定値を演算する演算部８と、この演算部８にて演算された輝度設定値で有機ＥＬ素子１３の発光時間を制御する制御手段としてデューティ走査駆動回路５を設置する。有機ＥＬ素子１３の発光時間は、一走査サイクルにおける発光時間の割合（デューティ）で制御することができ、このデューティの制御によって、表示輝度の調整を簡便かつ容易に行うことができる。また、ダイナミックレンジの低下を伴わないので、暗い場所でも高画質を維持できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画素毎に能動素子を有し、この能動素子によって画素単位で表示制御が行われるアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法に関し、更に詳しくは、周囲の明るさに応じて表示輝度が調整されることにより、高画質化、低消費電力化、高寿命化が図られたアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法に関する。
近年、平面ディスプレイ装置の一つとして有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）を用いた有機ＥＬ表示装置の開発が進められている。有機ＥＬ表示装置は、自発光型であるためバックライトを必要とせず、また、動画特性、高視野角、色再現性等に優れているため、次世代の薄型ディスプレイとして注目されている。
一般に、有機ＥＬ表示装置は、所定の走査サイクルで画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線とをマトリクス状に配置し、これら走査線とデータ線との交点位置近傍にそれぞれ発光素子（有機ＥＬ素子）を配置してなるもので、表示すべき画像情報に応じて画素ごとに発光強度を制御することによって画像の表示駆動が行われる。この種の有機ＥＬ表示装置の駆動方式には、液晶表示装置と同様に、単純（パッシブ）マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがある。
単純マトリクス方式は、走査電極およびデータ電極間の電圧の大きさによって各画素に設けた発光素子に流れる電流を制御する一方、アクティブマトリクス方式は、画素内部に設けた能動素子によって各画素の発光素子に流れる電流を制御する。単純マトリクス方式では、各発光素子が選択された瞬間にのみ発光するのに対して、アクティブマトリクス方式は、各画素における発光を１フレーム期間に亘って保持できるため、単純マトリクス方式に比べて発光素子のピーク輝度、ピーク電流を下げられるなどの観点から、ディスプレイの大型化、高精細化、高輝度化に適した方式であるといえる。
ところで、有機ＥＬ表示装置を携帯端末装置やビデオカメラ等のモバイル機器用ディスプレイとして使用する場合、使用する環境によって周囲の明るさが異なるために、環境によっては使用者がディスプレイの表示内容を認識しづらくなる場合が生じる。このため、なるべく多くの環境で表示内容を認識し易くするために、表示輝度を大きめに設定することが考えられる。
一方、表示輝度が大きめに設定されていると、暗い場所ではディスプレイが明る過ぎてしまい、かえって表示内容が認識しづらくなる場合がある。また、消費電力も不必要に大きくなり、有機ＥＬ素子の寿命低下をも招く。
そこで、周囲の明るさに応じてディスプレイの表示輝度を適度な明るさに調整できるようにすれば、明るい場所では輝度を大きくでき、暗い場所では輝度を小さくできるので、使用環境に関係なくディスプレイの良好な視認性を確保でき、消費電力の低減と素子の寿命特性の改善にも貢献できる。
上記のように、周囲環境の明るさに応じてディスプレイの表示輝度を調整する技術として、例えば下記特許文献１には、情報を表示するための複数の画素を有する表示器と、この表示器を駆動する駆動手段と、表示器に対する照度に対応した値を検出する照度検出手段と、この照度検出手段の検出結果に基づいて表示器の輝度を制御する輝度制御手段とを備えた表示装置が開示されている。
なお、下記特許文献２には、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置において、画素への輝度情報の書込み形式として、電圧書込型の画素回路と電流書込型の画素回路の構成がそれぞれ開示されている。
特開２００１−１００６９７号公報 特開２００１−６００７６号公報
上記特許文献１に記載の表示装置においては、使用環境の明るさを照度検出手段で検出し、この照度検出手段の検出結果に対応する各画素の輝度制御信号を輝度制御手段により演算することによって、表示輝度の調整を行うようにしている。
しかしながら、上記特許文献１に記載の表示装置においては、輝度制御信号データに対応する輝度の制御と、照度検出手段により検出される照度に対応する輝度の制御とを上記輝度制御手段により共通に行うようにしているので、映像信号と照度検出信号とを混合した上での複雑な演算、処理を必要とするという問題がある。
また、暗い環境下での使用の際には、輝度が低めに設定されることから、発光素子の発光強度を極めて小さな駆動電圧幅で制御する必要が生じ、ダイナミックレンジの低下を伴うという問題がある。このため、僅かなノイズや素子の特性のバラツキによって、画像の表示品質の劣化が避けられなくなる。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、周囲環境の明るさに応じた表示輝度の調整を、ダイナミックレンジを低下させることなく、簡便に行うことができるアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することを課題とする。
以上の課題を解決するに当たり、本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、所定の走査サイクルで画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、上記輝度情報に基づいて電流量を制御して発光素子を発光させる画素回路とが、マトリクス状に配置されてなるアクティブマトリクス型表示装置において、周囲環境の照度を検出する照度検出手段と、この照度検出手段の出力に応じて発光素子の発光時間を制御する制御手段とを備えている。
また、本発明のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、所定の走査サイクルで画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、上記輝度情報に基づいて電流量を制御し発光素子を発光させる画素回路とがマトリクス状に配置され、走査駆動手段による走査線の選択走査とデータ駆動手段によるデータ線を介しての選択駆動とに基づいて、発光素子の発光動作を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、周囲環境の照度を検出するステップと、この検出された照度に応じて発光素子の発光時間を演算するステップと、この演算された発光時間に応じて走査駆動手段を制御するステップとを有する。
本発明では、照度検出手段の検出結果は、データ駆動手段により供給される映像信号の輝度情報とは独立して、制御手段による発光素子の発光時間の制御量として演算あるいは処理される。発光時間の制御は、一走査サイクルにおける画素の平均輝度を調整することに相当する。よって、周囲環境の照度すなわち外光の明るさに応じて発光素子の発光時間を制御することにより、ダイナミックレンジを低下させることなく、簡便かつ自在に表示輝度を調整することが可能となる。
発光素子の発光時間の制御は、一走査サイクルにおける発光時間の割合（デューティ）を調節することによって容易に行うことができる。即ち、一走査サイクルにおける画素の平均輝度は、デューティの大きさで容易に調節することができる。
これを実現するための画素回路としては、走査線によって制御され且つデータ線から与えられた輝度情報を画素に書き込む書込走査用能動素子と、この書き込まれた輝度情報に応じて発光素子に供給する電流量を制御する駆動用能動素子と、輝度情報を保持する保持容量と、点灯状態にある発光素子を消灯状態にする消灯用能動素子とを有する構成とし、書込走査用能動素子または消灯用能動素子の駆動タイミングを制御することによって、発光素子の発光時間を制御することができる。輝度情報の書込み方式は、いわゆる電圧書込み型、電流書込み型のいずれでもよい。
なお、本発明に係る発光素子には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオード素子等の自発光型素子に広く適用可能である。特に、本発明を有機エレクトロルミネッセンス表示装置に適用することによって、使用環境の明るさに応じた最適輝度の調整を通じて消費電力の低減、素子寿命特性の改善を図ることができる。
以上のように、本発明によれば、発光素子の発光時間を制御することによって表示輝度の調整を行うようにしているので、使用環境の照度（明るさ）に応じて簡便かつ自在に表示輝度の調整を行うことが可能である。
また、ダイナミックレンジを低下させることもないので、僅かなノイズや素子の特性バラツキ等に起因する画像の表示品質の劣化を回避でき、使用環境に関係なく常に高品質の画像を安定して表示することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、各画素を構成する発光素子として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬアクティブマトリクス型表示装置を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の実施の形態による有機ＥＬアクティブマトリクス型表示装置１の概略構成図である。有機ＥＬアクティブマトリクス型表示装置１は、有機ＥＬ表示部２と、データ線駆動回路３と、書込走査駆動回路４と、デューティ走査駆動回路５と、データ制御駆動部６と、走査制御駆動部７と、演算部８と、照度検出部９とを備えており、照度検出部９により検出された周囲環境の照度（外光の明るさ）に応じて、有機ＥＬ表示部２の表示輝度を調整するように構成されている。
ここでは先ず、有機ＥＬ表示部２の構成の詳細について説明する。
図２は有機ＥＬ表示部２の構成を概略的に示している。図示するように、書込走査線Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｎ）が行状に複数配列され、データ線Ｙが列状に複数配列されている。各書込走査線Ｘとデータ線Ｙの交差部に画素１２が配置されている。また、書込走査線Ｘと平行に、デューティ制御線Ｚ（Ｚ１，Ｚ２，…，Ｚｎ）が行状に複数配列されている。
書込走査線Ｘは、書込走査駆動回路４に接続されている。書込走査駆動回路４はシフトレジスタを含んでおり、走査制御駆動部７（図１）から垂直クロックＶＣＫと垂直スタートパルスＶＳＰ１とが供給される。そして、垂直クロックＶＣＫに同期して垂直スタートパルスＶＳＰ１を順次転送することにより、走査線Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｎを一走査サイクル内で順次選択する。
一方、デューティ制御線Ｚは、デューティ走査駆動回路５に接続されている。この駆動回路５もシフトレジスタを含んでおり、走査制御駆動部７から垂直クロック信号線ＶＣＫと垂直スタートパルス信号線ＶＳＰ２とが供給される。そして、垂直クロックＶＣＫに同期して垂直スタートパルスＶＳＰ２を順次転送することにより、デューティ制御線Ｚに制御信号を出力する。
データ線Ｙは、データ線駆動回路３に接続されている。データ線駆動回路３は、走査線Ｘの線順次走査に同期して、データ制御駆動部６（図１）から供給される各データ線Ｙの輝度情報に対応した電気信号を出力する。この場合、データ線駆動回路３は、いわゆる線順次駆動を行い、選択された画素の行に対して一斉に電気信号を供給する。あるいは、データ線駆動回路３は、いわゆる点順次駆動を行い、選択された画素の行に対して順次電気信号を供給してもよい。いずれにしても、本発明は、線順次駆動と点順次駆動の両者を包含している。
図３は、有機ＥＬ表示部２の画素１２の一構成例である。図３に示す回路は、輝度情報の書込みをデータ線Ｙの電圧制御で行う電圧書込み型の画素回路１２Ａを示している。この画素回路１２Ａは、有機ＥＬ素子１３、電流供給線１４、データ線Ｙ、書込走査線Ｘ、デューティ走査線Ｚ、Ｎ型の書込走査トランジスタ１５、Ｐ型の駆動トランジスタ１６、Ｎ型のデューティ駆動トランジスタ１７および保持容量１８で構成されている。
書込走査トランジスタ１５のソース（またはドレイン）は駆動トランジスタ１６のゲートに接続され、ドレイン（またはソース）はデータ線Ｙに接続されている。書込走査トランジスタ１５のゲートには、書込走査線Ｘが接続されている。駆動トランジスタ１６のソースは電流供給線１４に接続され、ドレインはデューティ制御トランジスタ１７のソースに接続されている。デューティ制御トランジスタ１７のゲートはデューティ走査線Ｚが接続され、そのドレインは有機ＥＬ素子１３のアノードに接続されている。保持容量１８の一方の端子は駆動トランジスタ１６のゲートに接続され、他方の端子は電流供給線１４に接続されている。
書込走査トランジスタ１５、駆動トランジスタ１６およびデューティ制御トランジスタ１７は、本発明の「書込走査用能動素子」、「駆動用能動素子」および「消灯用能動素子」にそれぞれ対応し、本実施の形態では電界効果型トランジスタ、例えばポリシリコンＴＦＴが用いられている。また、図では、書込走査トランジスタ１５とデューティ制御トランジスタ１７を共にＮ型トランジスタとしたが、どちらか一方もしくは両方をＰ型トランジスタで構成してもよい。
画素回路１２Ａの動作例を図４に示すタイミングチャートで説明する。
図４に示すように、垂直クロックＶＣＫが、図１に示した書込走査駆動回路４とデューティ走査駆動回路５に与えられる。また、垂直スタートパルスＶＳＰ１が書込走査駆動回路４に与えられ、垂直スタートパルスＶＳＰ２がデューティ走査駆動回路５に与えられる。書込走査駆動回路４およびデューティ走査駆動回路５は内部にシフトレジスタを含んでおり、垂直スタートパルスＶＳＰ１，ＶＳＰ２を垂直クロックＶＣＫのタイミングに応じて次段のシフトレジスタに転送する。図４において、ＳＣ１Ｘ，ＳＣ２Ｘの各信号は、それぞれ垂直スタートパルスＶＳＰ１，ＶＳＰ２に基づき、垂直クロックＶＣＫに同期して、書込走査線Ｘおよびデューティ走査線Ｚのある段のシフトレジスタより出力されるパルスを示している。
図４においてＴ１１の期間では、ＳＣ１ＸとＳＣ２Ｘが共にＨ（Ｈｉｇｈ）レベルとなり、図３の書込走査トランジスタ１５とデューティ制御トランジスタ１７が同時にＯＮ状態となる。すると、駆動トランジスタ１６のゲートとデータ線Ｙが接続されるとともに、駆動トランジスタ１６のドレインと有機ＥＬ素子１３のアノードが接続される。このＴ１１の期間に、データ輝度に応じた電圧がデータ線Ｙを介して駆動トランジスタ１６のゲートに与えられ、駆動トランジスタ１６による電圧電流変換を経て、データ線電圧に応じた電流が電流供給線１４より有機ＥＬ素子１３へ供給される。これにより有機ＥＬ素子１３は、駆動電流に応じた強度で発光する。この期間Ｔ１１を書込み期間とする。
期間Ｔ１１の経過後、ＳＣ２ＸがＨレベルのまま、ＳＣ１ＸがＬ（Ｌｏｗ）レベルに変化した場合、書込走査トランジスタ１５がＯＦＦ状態となり、データ線Ｙと駆動トランジスタ１６のゲートとの間が遮断される。このとき、駆動トランジスタ１６のゲートは保持容量１８により電圧が保持される。つまり、書込み期間Ｔ１１で与えられた電圧が保持される。また、デューティ制御トランジスタ１７がＯＮ状態であることから、書込み期間Ｔ１１で与えられた駆動電流も保持され、有機ＥＬ素子の発光強度が保たれる。
図４において、期間Ｔ１２の経過後、ＳＣ２ＸがＨレベルからＬレベルへ変化した場合では、デューティ制御トランジスタ１７がＯＦＦ状態となり、駆動トランジスタ１６のドレインと有機ＥＬ素子１３のアノードとの間が遮断される。これにより、有機ＥＬ素子１３に電流が流れなくなり発光が停止する。そこで、この期間Ｔ１２を点灯期間とする。
また、次の走査サイクルでＳＣ１Ｘ，ＳＣ２ＸがともにＨレベルとなり、書込み期間Ｔ１１が再開される。そこで、点灯期間Ｔ１２の経過時から次の書込期間１１の開始までの期間Ｔ１３を消灯期間とする。
一方、図５は有機ＥＬ表示部２の画素１２の他の構成例であり、輝度情報の書込みをデータ線Ｙの電流制御で行う電流書込み型の画素回路１２Ｂを示している。この画素回路１２Ｂは、有機ＥＬ素子１３、電流供給線１４、データ線Ｙ、書込走査線Ｘ、デューティ走査線Ｚ、Ｎ型の書込走査トランジスタ１９、Ｐ型の駆動トランジスタ２０、Ｐ型の書込トランジスタ２１、Ｎ型の消去走査トランジスタ２２および保持容量２３で構成されている。
書込走査トランジスタ１９のソース（またはドレイン）は書込トランジスタ２１のドレインに接続され、ドレイン（またはソース）はデータ線Ｙに接続されている。書込走査トランジスタ１９のゲートには、書込走査線Ｘが接続されている。書込トランジスタ２１のゲートとドレインは互いに短絡しており、ソースは電流供給線１４に接続されている。消去走査トランジスタ２２のソース（またはドレイン）は書込トランジスタ２１のゲートに接続され、ドレイン（またはソース）は駆動トランジスタ２０のゲートに接続されている。消去走査トランジスタ２２のゲートには、デューティ走査線Ｚが接続されている。駆動トランジスタ２０のソースは電流供給線１４に接続され、ドレインは有機ＥＬ素子１３のアノードに接続されている。また、保持容量２３の一方の端子は駆動トランジスタ２０のゲートに接続され、他方の端子は電流供給線１４に接続されている。
書込走査トランジスタ１９および書込トランジスタ２１は本発明の「書込走査用能動素子」に対応し、駆動トランジスタ２０は本発明の「駆動用能動素子」に対応している。また、消去走査トランジスタ２２は本発明の「消灯用能動素子」に対応している。図では、書込走査トランジスタ１９と消去走査トランジスタ２２を共にＮ型トランジスタとしたが、どちらか一方もしくは両方をＰ型トランジスタで構成してもよい。
画素回路１２Ｂの動作例を図６に示すタイミングチャートで説明する。
図６においてＴ２１の期間では、ＳＣ１ＸとＳＣ２Ｘが共にＨレベルとなり、図５の書込走査トランジスタ１９と消去走査トランジスタ２２が同時にＯＮ状態となる。すると、書込トランジスタ２１のドレインとデータ線Ｙが接続され、この期間Ｔ２１に、データ輝度に応じた電流がデータ線Ｙから取り込まれ、書込トランジスタ２１により電圧に変換されて、保持容量２３に保持される。そして、保持容量２３に保持された電圧に対応する電流が、電流供給線１４から有機ＥＬ素子１３へ供給される。これにより有機ＥＬ素子１３は、駆動電流に応じた強度で発光する。この期間Ｔ２１を書込み期間とする。
期間Ｔ２１の経過後、ＳＣ２ＸとＳＣ１Ｘが共にＬ（Ｌｏｗ）レベルに変化した場合、書込走査トランジスタ１９と消去走査トランジスタ２２が同時にＯＦＦ状態となる。このとき、駆動トランジスタ２０のゲートは保持容量２３により電圧が保持される。つまり、書込み期間Ｔ２１で与えられた電圧が保持される。また、書込み期間Ｔ２１で与えられた駆動電流も保持され、有機ＥＬ素子の発光強度が保たれる。
図６において、期間Ｔ２２の経過後、ＳＣ２ＸがＬレベルからＨレベルへ変化した場合では、消去走査トランジスタ２２がＯＮ状態となり、書込トランジスタ２１のゲートと駆動トランジスタ２０のゲートが接続される。書込トランジスタ２１のドレインとゲートが短絡していることから、書込トランジスタ２１を介して、書込トランジスタ２１および駆動トランジスタ２０の各々のゲートに電流供給線から電流が供給され、保持容量２３により保持されている電圧が上昇し、駆動トランジスタ２０のソースとドレイン間に電流が流れなくなる。これにより、有機ＥＬ素子１３に電流が流れなくなり発光が停止する。そこで、この期間Ｔ２２を点灯期間とする。
また、次の走査サイクルでＳＣ１Ｘ，ＳＣ２ＸがともにＨレベルとなり、書込み期間Ｔ２１が再開される。そこで、点灯期間Ｔ２２の経過時から次の書込期間２１の開始までの期間Ｔ２３を消灯期間とする。
以上説明したように、有機ＥＬ表示部２は、書込走査駆動回路４による書込走査線Ｘの選択走査と、データ線駆動回路３によるデータ線Ｙを介しての選択駆動とに基づいて、画素単位で、画素回路１２Ａ（または１２Ｂ）による有機ＥＬ素子１３の発光動作が行われる。これにより、有機ＥＬ表示部２には、所定の走査サイクル毎にデータ線駆動回路３からの輝度情報に対応する画面が表示駆動される。
さて、本実施の形態の有機ＥＬアクティブマトリクス型表示装置１は、使用環境の明るさに応じて画面の表示輝度を調整する機能を有している。以下、この本発明に係る画面調光機構について説明する。
図１を参照して、照度検出部９は、受光センサ等でなる照度センサ１０と抵抗１１とで構成され、例えば有機ＥＬ表示部２の近傍位置に、有機ＥＬ表示部２と同一平面上に配置されている。照度センサ１０は、光電変換作用により外光の強さ（明るさ）に比例した大きさの電流を発生する。照度センサ１０にて発生した電流は抵抗１１により電圧信号に変換された後、演算部８へ供給される。なお、照度検出部９から演算部８への出力供給は、例えば、書込走査線Ｘの走査サイクルと同期して行われる。
演算部８は、例えば前段にＡ／Ｄ変換器を備えており、このＡ／Ｄ変換器により照度センサ１０と抵抗１１との間の端子電圧を数値化する。また、演算部８は、Ａ／Ｄ変換器により数値化された数値に応じた輝度を演算する演算機構を備えており、この演算機構により演算された輝度設定値を走査制御駆動部７に供給するようになっている。
走査制御駆動部７は、上述のように、書込走査駆動回路４に対して垂直クロックＶＣＫおよび垂直スタートパルスＶＳＰ１を供給し、書込走査線Ｘの選択走査を行う。これら走査制御駆動部７、書込走査駆動回路４およびデューティ走査駆動回路５は、本発明に係る「走査駆動手段」を構成し、データ制御駆動部６およびデータ線駆動回路３で構成される「データ駆動手段」と協働して、有機ＥＬ表示部２の画面表示駆動を担う。なお、データ制御駆動部６と走査制御駆動部７とは同一のＩＣ内で構成することができる。
また、走査制御駆動部７は、上述のように、デューティ走査駆動回路５に対し、垂直クロックＶＣＫおよび垂直スタートパルスＶＳＰ２を供給して、各画素の有機ＥＬ素子１３の一走査サイクルにおける発光時間の制御を行う。この有機ＥＬ素子１３の発光時間は、照度検出部９の検出結果に応じて調整される。すなわち、周囲環境が明るければ、これに対応する大きな輝度設定値が得られる比較的長い発光時間で有機ＥＬ素子１３の発光動作がなされ、また、周囲環境が暗ければ、これに対応する小さな輝度設定値が得られる比較的短い発光時間で有機ＥＬ素子１３の発光動作がなされる。
そこで、照度検出部９で検出される周囲環境の明るさに基づいて演算部８において演算される輝度設定値は、有機ＥＬ素子１３の発光時間を決定する制御パラメータとして利用される。すなわち、走査制御駆動部７は、演算部６から供給された輝度設定値をパルスに変換し、これを制御信号としてデューティ走査駆動回路５へ供給することによって、一走査サイクルにおける画面の平均輝度を調整し、周囲環境に対応した画面輝度を得るようにしている。
なお、輝度設定値は、照度検出部９の出力結果から所定の演算式を用いて算出される場合に限らず、輝度設定値と照度検出部９の出力値との対応表をあらかじめ格納しておき、対応する輝度設定値を選定する方法を採用することも可能である。
本実施の形態において、有機ＥＬ素子１３の発光時間の調整は、デューティ走査駆動回路５により与えられる発光終了タイミングの制御、すなわち、デューティ駆動トランジスタ１７（図３）または消去走査トランジスタ２２（図５）の駆動タイミングの制御により行うことができる。有機ＥＬ素子１３の発光時間の調整は、書込走査駆動回路４により与えられる発光開始タイミングの制御、すなわち、書込走査トランジスタ１５，１９の駆動タイミングの制御によっても行うことができる。これら演算部８、走査制御駆動部７、書込走査駆動回路４、デューティ走査駆動回路５により、本発明の「制御手段」が構成される。
図７は、走査制御駆動部７からデューティ走査駆動回路５へ供給される制御信号の一例を示している。ここで用いられる有機ＥＬ素子１３としては、例えば、１フィールド期間（１６．６７ｍｓ）における発光時間をデューティ比１００％としたとき、デューティ比２５％の発光時間（４．１６７ｍｓ）で約１００ｃｄ／ｍ２の平均輝度が、また、デューティ比５０％の発光時間（８．３３ｍｓ）で約２００ｃｄ／ｍ２の平均輝度が、それぞれ得られるように設計されている。
有機ＥＬ素子１３の発光時間すなわち点灯期間（Ｔ１２，Ｔ２２）は、上述のように、デューティ走査駆動回路５から各画素１２へ供給される信号ＳＣ２Ｘ（図４，図６）の出力タイミングで制御される。したがって、制御信号としては、演算部８にて演算された輝度設定値に対応する発光時間が得られるように信号ＳＣ２Ｘの出力を調整する垂直スタートパルスＶＳＰ２として構成できる。
図８は、照度検出部９で検出される周囲環境の照度に対する有機ＥＬ素子１３の発光輝度の制御例を示している。本実施の形態では、外光の明るさに応じて有機ＥＬ素子１３の発光時間を制御するようにしているが、このとき、例えばコントラスト比３０または５０など、目的とする画面コントラストを満足させる表示輝度が得られるように、有機ＥＬ素子１３の発光時間を制御している。これにより、消費電力の不要な増大を回避しながら、画面の認識性を確保することができる。
また、有機ＥＬ素子１３の発光時間の制御においては、発光輝度に最大値と最小値とを設定し、画面輝度が必要以上に明るくなり過ぎたり、あるいは、必要以上に暗くなり過ぎないように輝度の調整範囲を設けている。図示の例では、有機ＥＬ素子の発光輝度の最小値を１００ｃｄ／ｍ２（デューティ比２５％）、最大値を３００ｃｄ／ｍ２（デューティ比７５％）に設定し、この範囲内で所定の画面コントラストが得られるように有機ＥＬ素子１３の発光時間を制御するようにしている。
目的とする画面コントラストは、常に一定である場合に限られない。発光輝度の調整範囲内で、満足すべき所定の画面コントラストが得られればよい。例えば、図８において、一点鎖線で示す直線Ｌ１は、目的とする画面コントラスト比が５０の場合の制御例を示しており、二点鎖線で示す直線Ｌ２は、目的とする画面コントラスト比が３０の場合の制御例を示している。
以上のように、本実施の形態によれば、周囲環境の明るさに応じた画面表示輝度の調整を、個々の画素１２についての一走査サイクルにおける有機ＥＬ素子１３の発光時間の制御により行うようにしているので、画面表示輝度の調整を簡便かつ容易に行うことができるようになる。
また、データ制御駆動部６およびデータ線駆動回路３によるデータ線Ｙの輝度情報とは独立した制御信号を演算部８において生成し、これを走査制御駆動部７を介してデューティ走査駆動回路５へ供給し個々の画素の輝度調整を行うようにしているので、低輝度表示時においても、ダイナミックレンジの低下を伴わずに、ノイズや素子特性のバラツキ等に起因する画質の劣化を招くことなく、高品質な画面表示が可能となる。
更に、消費電力の不要な増大を回避できるので、有機ＥＬ素子１３の耐久性が向上し、長期にわたって高画質を維持することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の実施の形態では、演算部８にて算出された輝度設定値を走査制御駆動部７を介してデューティ走査駆動回路５に供給するようにしたが、これに代えて、例えば図９に示すように、演算部８にて算出された輝度設定値を直接、デューティ走査駆動回路５へ供給するようにしてもよい。この場合、書込走査駆動回路５への垂直クロックや垂直スタートパルスへの供給は、書込走査制御駆動部２５により別途行うようにする。
また、以上の実施の形態では、アクティブマトリクス型表示装置として、有機ＥＬ素子を用いた表示装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の他の自発光型素子を用いた表示装置にも、本発明は適用可能である。
本発明の実施の形態によるアクティブマトリクス型表示装置１の概略構成図である。 有機ＥＬ表示部２の構成を説明する図である。 電圧書込み型画素回路１２Ａの構成を示す回路図である。 画素回路１２Ａの動作例を示すタイミングチャートである。 電流書込型画素回路１２Ｂの構成を示す回路図である。 画素回路１２Ｂの動作例を示すタイミングチャートである。 走査制御駆動部７からデューティ走査駆動回路５へ供給される制御信号の一例を示している図である。 照度検出部９で検出される周囲環境の照度に対する有機ＥＬ素子１３の発光輝度の制御例を示すグラフである。 アクティブマトリクス型表示装置１の構成の変形例を示す図である。
符号の説明
１…アクティブマトリクス型表示装置、２…有機ＥＬ表示部、３…データ線駆動回路、４…書込走査駆動回路、５…デューティ走査駆動回路、６…データ制御駆動部、７…走査制御駆動部、８…演算部、９…照度検出部、１２…画素、１２Ａ，１２Ｂ…画素回路、１３…有機ＥＬ素子、１５…書込走査トランジスタ、１６…駆動トランジスタ、１７デューティ駆動トランジスタ、１８…保持容量、１９…書込走査トランジスタ、２０…駆動トランジスタ、２１…書込トランジスタ、２２…消去走査トランジスタ、２３…保持容量。

Claims (10)

  1. 所定の走査サイクルで画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、前記輝度情報に基づいて電流量を制御して発光素子を発光させる画素回路とが、マトリクス状に配置されてなるアクティブマトリクス型表示装置において、
    周囲環境の照度を検出する照度検出手段と、
    前記照度検出手段の出力に応じて前記発光素子の発光時間を制御する制御手段とを備えた
    ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
  2. 前記制御手段は、目的とする画面コントラストを満足させる表示輝度が得られるように前記発光素子の発光時間を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  3. 前記表示輝度には、最大値と最小値とが設定されている
    ことを特徴とする請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  4. 前記画素回路は、前記走査線によって制御され且つ前記データ線から与えられた前記輝度情報を画素に書き込む書込走査用能動素子と、この書き込まれた輝度情報に応じて前記発光素子に供給する電流量を制御する駆動用能動素子と、前記輝度情報を保持する保持容量と、点灯状態にある前記発光素子を消灯状態にする消灯用能動素子とを有し、
    前記制御手段は、前記書込走査用能動素子または前記消灯用能動素子の駆動タイミングを制御して、前記発光素子の発光時間を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  5. 前記画素回路は、前記輝度情報の書込みを前記データ線の電圧制御で行う電圧書込み型画素回路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  6. 前記画素回路は、前記輝度情報の書込みを前記データ線の電流制御で行う電流書込み型画素回路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  7. 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である
    ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  8. 所定の走査サイクルで画素を選択する走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与えるデータ線と、前記輝度情報に基づいて電流量を制御し発光素子を発光させる画素回路とがマトリクス状に配置され、走査駆動手段による前記走査線の選択走査とデータ駆動手段による前記データ線を介しての選択駆動とに基づいて、前記発光素子の発光動作を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
    周囲環境の照度を検出するステップと、
    前記検出された照度に応じて前記発光素子の発光時間を演算するステップと、
    前記演算された発光時間に応じて前記走査駆動手段を制御するステップとを有する
    ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
  9. 前記発光素子の発光時間を演算するステップでは、少なくとも、目的とする画面コントラストを満足させる表示輝度が得られる前記発光素子の発光時間を演算する
    ことを特徴とする請求項８に記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
  10. 前記表示輝度には、最大値と最小値とを設定する
    ことを特徴とする請求項９に記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
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