JP2005309013A - 容量性表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
階調レベルに対して表示階調が反転せず、良好な階調表示を実現することができる容量性表示装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係る容量性表示装置は、表示用容量に交流電圧が印加されて該表示用容量に蓄積される電荷に対応した表示を行うように構成され、その交流電圧の１つの極値電圧を含む半周期に対応した期間を１サブフレームとして、連続した複数のサブフレームにより１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択制御することで階調表示し、１フレームにおけるサブフレームの選択数の増加に伴って、表示階調が単調増加又は単調減少するように、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択するものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、容量性表示装置に関するものである。

近年、情報処理機器の多様化に伴って、従来から一般に使用されている陰極線管（ＣＲＴ）よりも消費電力が少なく、薄型化が可能である平面表示装置に対する需要が高まってきている。そのような平面表示装置として、例えば、液晶表示装置、プラズマ表示装置、及び、エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、「ＥＬ表示装置」と略すことがある。）等の容量性表示装置が挙げられる。それらの容量性表示装置のうち、無機ＥＬ表示装置は、全固体型、高速応答性、自発光性という特徴を有するため、特に研究開発が盛んに行われている。

無機ＥＬ表示装置において、その画面に数段階にわたって輝度の異なる階調表示を行わせる駆動方法の１つとして、フレーム間引き法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び、特許文献３。）。

このフレーム間引き法とは、交流電圧の１つの極値電圧を含む半周期に対応した期間を１サブフレームとして、連続した複数のサブフレームにより１パターンの画像を表示する１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧（発光電圧）を印加するサブフレームを選択制御することで中間レベルの輝度を得る方法である。

以下、図４、５、及び、表１を用いて、従来のフレーム間引き法により、無機ＥＬ表示装置２００において８階調表示する方法を説明する。

図４は、従来のフレーム間引き法により、８階調レベルの階調表示をする無機ＥＬ表示装置２００の主要構成を示すブロック図である。

この無機ＥＬ表示装置２００は、連続した５サブフレームにより１パターンの画像を表示する１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択制御することで階調表示が可能なように構成されている。

また、この無機ＥＬ表示装置２００は、画像を表示するための無機ＥＬ表示パネル２０１と、無機ＥＬ表示パネル２０１に画像の表示パターンを入力するフレーム間引き制御回路２０２と、を備えている。

また、フレーム間引き制御回路２０２は、入力ブロック２０３〜２０５と、セレクタ２０６と、パターン生成回路２０７〜２１４とを有する。

入力ブロック２０３〜２０５は、それぞれ「０」又は「１」のデータ０〜２をセレクタ２０６に入力する。セレクタ２０６は、データ０〜２を入力とし、入力されたデータ０〜２の組み合わせに従って、それぞれパターン生成回路１〜８のいずれか１つに「１」を出力する。具体的には、データ０〜２のすべてが「０」である場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２０７に「１」を出力する。また、データ０のみが「１」でデータ１、及び、データ２が「０」の場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２０８に「１」を出力する。データ１のみが「１」で、データ０、及び、データ２が「０」の場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２０９に「１」を出力する。データ０、及び、データ１が「１」で、データ２が「０」の場合は、セレクタ２０６は、パターン生成回路２１０に「１」を出力する。データ０、及び、データ２が「１」で、データ１が「０」の場合は、セレクタ２０６は、パターン生成回路２１１に「１」を出力する。データ２のみが「１」でデータ０、及び、データ１が「０」の場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２１２に「１」を出力する。データ１、及び、データ２が「１」でデータ０が「０」の場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２１３に「１」を出力する。データ０〜２のすべてが「１」である場合は、セレクタ２０６はパターン生成回路２１４に「１」を出力する。

パターン生成回路２０７に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２０７は１周期を構成する５サブフレームのすべてにおいて所定のＯＦＦ電圧（非発光電圧）を印加する信号（パターン１）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。また、パターン生成回路２０８に「１」が入力された場合は、１周期を構成する５サブフレームのうち第１サブフレームにおいてのみ所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン２）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２０９に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２０９は１周期を構成する３サブフレームのうち第１サブフレームにおいてのみ所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン３）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２１０に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２１０は１周期を構成する５サブフレームのうち第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン４）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２１１に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２１１は１周期を構成する５サブフレームのうち第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第４サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン５）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２１２に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２１２は１周期を構成する３サブフレームのうち第１サブフレーム、及び、第２サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン６）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２１３に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２１３は１周期を構成する５サブフレームのうち第１サブフレーム、第２フレーム、第３フレーム、及び、第４サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン７）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。パターン生成回路２１４に「１」が入力された場合は、パターン生成回路２１４は１周期を構成する５サブフレームのすべてにおいて所定のＯＮ電圧を印加する信号（パターン８）を無機ＥＬ表示パネル２０１に出力する。

そして、無機ＥＬ表示パネル２０１は、パターン生成回路２０７〜２１４により入力されたパターン１〜８に従って、８階調レベルの階調表示をするように構成されている。

表１は、パターン１〜８の各パターンが選択された場合の１フレーム中の発光するサブフレーム（以下、「発光サブフレーム」と略すことがある。）数と、階調レベルとを示す表である。

また、図５は、各階調レベルにおける無機ＥＬ表示パネル２０１に印加される印加電圧、及び、無機ＥＬ表示パネル２０１の発光パターンのタイムチャートを示す図である。

表１に示すように、パターン１が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は０となり、無機ＥＬ表示パネル２０１は発光せず、階調レベルはＬ０となる。パターン２が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は１となり、階調レベルはＬ１となる。パターン３が選択された場合は、１周期を構成する３サブフレーム中の発光サブフレーム数は１となる。ここで、無機ＥＬ表示装置２００では、１フレームは５サブフレームにより構成されているため、パターン３が選択された場合の１フレーム中の発光サブフレーム数は１に５／３を乗じた数、すなわち５／３となり、階調レベルはＬ２となる。パターン４が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は２となり、階調レベルはＬ３となる。パターン５が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は３となり、階調レベルはＬ４となる。パターン６が選択された場合は、１周期を構成する３サブフレーム中の発光サブフレーム数は２となる。ここで、無機ＥＬ表示装置２００では、１フレームは５サブフレームにより構成されているため、パターン３が選択された場合の１フレーム中の発光サブフレーム数は２に５／３を乗じた数、すなわち１０／３となり、階調レベルはＬ５となる。パターン７が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は４となり、階調レベルはＬ６となる。パターン８が選択された場合は、５サブフレームで構成される１フレーム中の発光サブフレーム数は５となり、無機ＥＬ表示パネル２０１はすべてのサブフレームにおいて発光し、階調レベルはＬ７となる。

このように、無機ＥＬ表示装置２００では、階調レベルが増加すると共に、１フレームにおける発光サブフレーム数が増加するように構成されている。よって、それぞれのサブフレームにおける発光の発光強度が同一である場合は、階調レベルが大きくなると共に、１フレームあたりの発光強度も大きくなる。従って、無機ＥＬ表示装置２００では８段階の階調表示をすることができる。

ところで、無機ＥＬ表示装置等の容量性表示装置では、所定のＯＮ電圧以上のパルス電圧が印加された場合、分極効果により電子、イオンなどに基づく、印加電圧とは逆極性の正負の電荷が残留するという現象が発生する。よって、発光サブフレームに印加されるパルスが連続して同極性である場合、最初のパルスでは強い発光が観察されるが、印加するパルスと逆極性の電荷が残留するため、２番目、３番目のパルスを印加すると発光は次第に弱くなる。一方、交互に逆極性のパルスを印加した場合は、次に印加するパルスと同極性の電荷が残留するため、最初のパルスの印加により観察される発光より、２番目以降のパルスの印加により観察される発光の方が強くなるという現象が生ずる。

以下、残留電荷の蓄積と、観察される発光の輝度低下との関係について詳細に説明する。

図７は、無機ＥＬ表示装置にパルス電圧を印加した場合の電圧波形、発光層電圧、及び、発光強度を示す説明図である。

まず、正の極性を有する電圧Ｖ５（ＯＮ電圧）のパルス１を発光層に印加する。すると、パルス１の印加前には残留電荷が存在しないため、発光層に印加される電圧はＶ５’となる。しかし、パルス１を発光層に印加することにより、発光層内にパルス１とは逆極性の残留電荷（電圧Ｖ１’）が発生する。よって、パルス１に続いてパルス１と同極性のパルス２を発光層に印加した場合、パルス２を印加した場合の発光層電圧は、印加電圧Ｖ５’から残留電荷（電圧Ｖ１’）を差し引いた電圧となる。また、パルス２印加後は残留電荷がさらに増加し、電圧Ｖ２’となる。次いで、パルス２と同極性のパルス３を印加した場合、残留電荷（電圧Ｖ２’）はパルス３による印加電圧と逆極性であるので、発光層電圧は、印加電圧Ｖ５’から残留電荷（電圧Ｖ２’）を差し引いた電圧となる。

このように、同極性のパルスを連続して印加した場合は、印加するパルス電圧と逆極性の残留電荷が存在するため、発光層電圧は低下する。

図６は、無機ＥＬ表示装置の発光層電圧と輝度との相関を示す図である。

図６に示すように、無機ＥＬ表示装置は、発光層電圧が所定の電圧より小さい場合は、発光層からの発光は観察されず、また、一定電圧以上では、発光層電圧が増加するに従って、観察される発光層からの発光の輝度も上昇する関係にある。そのため、同極性のパルスを連続して印加した場合は、発光層電圧が低下し、発光層から観察される発光の輝度も低下する。そして、発光層電圧が一定電圧（発光しきい電圧）以下になると発光層からの発光は観察されなくなる。

一方、パルス３に次いで、パルス３とは逆極性のパルス４を発光層に印加した場合は、パルス３印加後に蓄積されている残留電荷（電圧Ｖ３’）は次に印加するパルス４と同極性であるため、発光層電圧は、印加されたパルス電圧Ｖ５’に残留電荷（電圧Ｖ３’）を加算した電圧となる。また、パルス４の印加によりパルス４とは逆極性の残留電荷（電圧Ｖ３’）が生じる。そのためパルス４に次いで、パルス４とは逆極性のパルス５を印加した場合は、発光層電圧は、印加された電圧Ｖ５’に残留電荷（電圧Ｖ３’）を加算した電圧となる。従って、先に印加したパルスと逆極性のパルスを印加した場合は、発光層電圧は印加した電圧よりも大きくなり、よって、観察される発光の輝度も大きくなる。

また、パルス６を印加した場合のように、発光層電圧が低く、発光しなかった場合は、蓄積電荷は解消されず、そのまま残留する。従って、パルス７は、直前に印加したパルス６とは逆極性であるにもかかわらず、パルス５により蓄積された残留電荷がパルス７の印加前においても尚残留しているため、パルス７が印加されたときの発光層電圧は印加電圧Ｖ５’から残留電荷（電圧Ｖ３’）を差し引いた電圧となり、パルス１が印加された場合と比較して観察される発光は弱くなる。すなわち、発光層を発光させた直前のパルスと同極性のパルスを印加した場合は、先のパルスによる蓄積電荷によって発光層電圧が小さくなり、観察される発光もその分弱くなる。一方、発光層を発光させた直前のパルスと逆極性のパルスを印加した場合は、先のパルスによる蓄積電荷によって、発光層電圧が大きくなり、観察される発光もその分強くなる。
特開平３−２０７８０号公報 特開平６−３０１０１３号公報 特開平７−２４４２７３号公報

上述の通り、従来のフレーム間引き法により８階調表示する無機ＥＬ表示装置２００の場合は、階調レベルがＬ０からＬ７へと大きくなるにつれて、１フレームあたりの発光サブフレーム数が多くなるように設定されている。しかしながら、階調レベルＬ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６では、直前の発光サブフレームと同極性のパルスが印加される発光サブフレームが存在する。また、上述のように、無機ＥＬ表示装置では、発光サブフレームに印加されるパルスが連続して同極性である場合は、後のパルス印加により得られる発光の発光強度が減少する。従って、階調レベルＬ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６では、すべての発光サブフレームにおける発光強度が同一とはならない。

ここで、前回発光したサブフレームから偶数個の発光しないサブフレーム（以下、「非発光サブフレーム」と略すことがある。）を離間した発光サブフレーム、すなわち、直前の発光サブフレームと逆極性のパルスが印加されるサブフレームにおける発光の輝度を１とし、前回発光したサブフレームから奇数の非発光サブフレームを離間した発光サブフレーム、すなわち、直前の発光サブフレームと同極性のパルスが印加されるサブフレームにおける発光の輝度をＸ（０＜Ｘ＜１）とすると、階調レベル０〜７で得られる１フレームあたりの総発光強度（表示階調）は、表２に示すように、それぞれ、０、１、５／３、１＋Ｘ、１＋２Ｘ、５／３＋（５／３）Ｘ、３＋Ｘ、５となる。従って、Ｘが２／３未満である場合は、階調レベルＬ３における１フレームあたりの総発光強度は５／３未満となり、階調レベルＬ３における１フレームあたりの総発光強度は階調レベルＬ２における１フレームあたりの総発光強度よりも小さくなり、階調レベルＬ２とＬ３との間で、１フレームあたりの総発光強度（表示階調）の逆転現象が起こる。

すなわち、従来のフレーム間引き法により階調表示する場合は、従来の前回発光したサブフレームから奇数の非発光サブフレームを離間した発光サブフレームにおける発光の発光強度によっては、階調レベルに対して表示階調が反転するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、階調レベルに対して表示階調が反転せず、良好な階調表示を実現することができる容量性表示装置を提供することにある。

本発明に係る容量性表示装置は、表示用容量に交流電圧が印加されて該表示用容量に蓄積される電荷に対応した表示を行うように構成され、その交流電圧の１つの極値電圧を含む半周期に対応した期間を１サブフレームとして、連続した複数のサブフレームにより１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択制御することで階調表示し、
１フレームにおけるサブフレームの選択数の増加に伴って、表示階調が単調増加又は単調減少するように、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択するものである。

また、本発明に係る容量性表示装置は、サブフレームの選択数の増加に伴って、１フレームにおける総発光強度が単調増加するように、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択するものであっても構わない。

また、本発明に係る容量性表示装置は、階調レベルの増加に伴って、ＯＮ電圧を印加したサブフレームと連続してＯＮ電圧を印加するサブフレームの数量と、直前にＯＮ電圧を印加したサブフレームから偶数個のサブフレームを離間してＯＮ電圧を印加するサブフレームの数量と、の総和が単調増加するものであっても構わない。

また、本発明に係る容量性表示装置は、表示形式が無機エレクトロルミネッセンス表示形式であっても構わない。

以上説明したように、本発明によれば、階調レベルの増加に対して表示階調が反転することがありえないので、良好な階調表示を実現することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る無機ＥＬ表示装置１００の主要構成を示すブロック図である。

この無機ＥＬ表示装置１００は、連続する７サブフレームにより１パターンの画像を表示する１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択制御することで階調表示が可能なように構成されている。

また、この無機ＥＬ表示装置１００は、画像を表示するための無機ＥＬ表示パネル１０１と、無機ＥＬ表示パネル１０１に画像表示パターンを入力するフレーム間引き制御回路１０２とを備えている。

無機ＥＬ表示パネル１０１は、２重絶縁型薄膜ＥＬ素子からなる。２重絶縁型薄膜ＥＬ素子は、ガラスからなる絶縁性基板と、その基板上に設けられた発光層と発光層を狭持するように設けられた１対の走査側電極とデータ側電極と、発光層と電極との間に設けられた絶縁層と、により構成されている。

フレーム間引き制御回路１０２は、入力ブロック１０３〜１０５と、ＥＯＲ論理回路１０６、１０７、及び、１１１と、パターン生成回路１０８、及び、１０９と、ＯＲ論理回路１１０と、を有する。

入力ブロック１０３は、「０」または「１」のデータ０をＥＯＲ論理回路１０６に入力する。また、入力ブロック１０４は、「０」または「１」のデータ１をＥＯＲ論理回路１０７に入力する。また、入力ブロック１０５は、「０」または「１」のデータ２をＥＯＲ論理回路１０７、及び、１１１のそれぞれに入力する。

ＥＯＲ論理回路１０６は、入力ブロック１０３と入力ブロック１０５とを入力とし、データ０とデータ２とのうちいずれか一方が「１」であり、他方が「０」である場合に、「１」をパターン生成回路１０８に出力する。また、データ０とデータ２とが共に「０」または「１」である場合は「０」をパターン生成回路１０８に出力する。

ＥＯＲ論理回路１０７は、入力ブロック１０４と入力ブロック１０５とを入力とし、データ１とデータ２とのうちいずれか一方が「１」であり、他方が「０」である場合に、「１」をパターン生成回路１０９に出力する。また、データ１とデータ２とが共に「０」または「１」である場合は「０」をパターン生成回路１０９に出力する。

パターン生成回路１０８は、ＥＯＲ論理回路１０６より「１」の信号が入力された場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち第１サブフレームのみを発光させる発光パターンＡを表示させる信号をＯＲ論理回路１１０に出力する。一方、ＥＯＲ論理回路１０６より「０」の信号が入力された場合は、パターン生成回路１０８は、発光パターンＡを表示させない信号をＯＲ論理回路１１０に出力する。

パターン生成回路１０９は、ＥＯＲ論理回路１０７より「１」の信号が入力された場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち第３フレームと第５フレームとを発光させる発光パターンＢを表示させる信号をＯＲ論理回路１１０に出力する。一方、ＥＯＲ論理回路１０６より「０」の信号が入力された場合は、パターン生成回路１０８は、発光パターンＢを表示させない信号をＯＲ論理回路１１０に出力する。

ＯＲ論理回路１１０は、パターン生成回路１０８とパターン生成回路１０９とを入力とし、その論理和を返してＥＯＲ論理回路１１１に出力する。すなわち、パターン生成回路１０８から発光パターンＡを表示させる信号と、パターン生成回路１０９から発光パターンＢを表示させる信号とが入力された場合は、その論理和である「１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレームと第３サブフレームと第５サブフレームとを発光させる」という信号をＥＯＲ論理回路１１１に出力する。また、パターン生成回路１０８から発光パターンＡを表示させる信号と、パターン生成回路１０９から発光パターンＢを表示させない信号とが入力された場合は、その論理和である「１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレームのみを発光させる」という信号をＥＯＲ論理回路１１１に出力する。また、パターン生成回路１０８から発光パターンＡを表示させない信号と、パターン生成回路１０９から発光パターンＢを表示させる信号とが入力された場合は、その論理和である「１フレームを構成する７サブフレームのうち、第３サブフレームと第５サブフレームとを発光させる」という信号をＥＯＲ論理回路１１１に出力する。そして、パターン生成回路１０８から発光パターンＡを表示させない信号と、パターン生成回路１０９から発光パターンＢを表示させない信号とが入力された場合は、その論理和である「すべてのサブフレームを発光させない」という信号をＥＯＲ論理回路１１１に出力する。

ＥＯＲ論理回路１１１は、入力ブロック１０５とＯＲ論理回路１１０とを入力とし、排他的論理和を返して無機ＥＬ表示パネル１０１に出力する。すなわち、入力ブロック１０５からＥＯＲ論理回路１１１に入力されたデータ２が「１」の場合は、ＯＲ論理回路１１０から入力された信号を反転した信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に出力される。一方、入力ブロック１０５からＥＯＲ論理回路１１１に入力されたデータ２が「０」の場合は、ＯＲ論理回路１１０から入力された信号がそのまま無機ＥＬ表示パネル１０１に出力される。

そして、ＯＲ論理回路１１０から入力された信号に従って、無機ＥＬ表示パネル１０１は８階調レベルの階調表示を行うように構成されている。

表３は、各階調レベルにおいて、入力ブロック１０３〜１０５から入力するデータ０〜２と、各階調レベルにおける１フレーム中の発光サブフレーム数と、を示す表である。

表３に示すように、階調レベルＬ０を表示するときは、データ０〜２のすべてが「０」である。よって、フレーム間引き制御回路１０２により、１フレームを構成する７サブフレームのすべてにおいて発光させない信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ１の場合は、０サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１は発光しない。

階調レベルＬ１を表示するときは、データ０のみが「１」となる。従ってフレーム間引き制御回路１０２によりパターンＡが選択され、１フレームを構成する７サブフレームのうち第１サブフレームのみを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ１の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、１サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ２を表示するときは、データ１のみが「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＢが選択され、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ２の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、２サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ３を表示するときは、データ０、及び、データ１が「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＡとパターンＢとが選択され、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレーム、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ３の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、３サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ４を表示するときは、データ２のみ「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＡとパターンＢとが選択され出力が反転するため、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第２サブフレーム、第４サブフレーム、第６サブフレーム、及び、第７サブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ４の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、４サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ５を表示するときは、データ０とデータ２とが「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＢが選択され出力が反転するため、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレーム、第６サブフレーム、及び、第７サブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ５の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、５サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ６を表示するときは、データ１とデータ２とが「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＡが選択され出力が反転するため、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレームを除く、第２サブフレーム〜７サブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ６の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、６サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

階調レベルＬ７を表示するときは、データ１〜３のすべてが「１」となる。従って、フレーム間引き制御回路１０２によりパターンＡとパターンＢとの両方が選択されず、出力が反転するため、１フレームを構成する７サブフレームのうち、すべてのサブフレームを発光させる信号が無機ＥＬ表示パネル１０１に入力される。従って、階調レベルＬ７の場合は、１フレームを構成する７サブフレームのうち、７サブフレームにおいて無機ＥＬ表示パネル１０１が発光する。

このように無機ＥＬ表示装置１００では、階調レベルの増加と共に所定のＯＮ電圧が印加される発光サブフレーム数が増加するように構成されている。

図２に、無機ＥＬ表示装置１００における階調レベルＬ０〜Ｌ７のタイムチャートを示す。

また、表４に、各階調レベルにおける１フレームあたりの総発光強度を示す。

図２に示すように、階調レベルＬ０では、すべてのサブフレームにおいて所定のＯＦＦ電圧（非発光電圧）が印加され、無機ＥＬ表示装置１００からは発光は観察されない。

階調レベルＬ１では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレームにおいてのみ所定のＯＮ電圧が印加される。ここで、発光する第１サブフレームでは、交互に逆極性のパルスが印加されるので、第１サブフレームにおいて発光する前には第１サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ１の第１サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって強められる。

ここで、発光した（ＯＮ電圧が印加された）サブフレームと連続したサブフレームにおける発光、及び、直前に発光した（ＯＮ電圧が印加された）サブフレームから偶数個のサブフレームを離間したサブフレームにおける発光、すなわち、残留電荷によって強められる発光の発光強度を１とすると、階調レベルＬ１の１フレームに得られる発光の総発光強度は１となる。

階調レベルＬ２では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧が印加される。ここで、図２に示すように発光する第３サブフレームと第５サブフレームとは常に同極性のパルスが印加されるため、第５サブフレームにおいて発光する前には、第５サブフレームにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ２の第５サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。一方、第３サブフレームにおいては、直前に発光したサブフレームである第５サブフレームにおいて印加されたパルスと逆極性のパルスが印加される。よって、第３サブフレームにおいて発光する前には、第３サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ２の第３サブフレームにおける発光は、階調レベルＬ１の第１サブフレームにおける発光と同様に、その残留電荷によって強められる。

ここで、発光するサブフレームから奇数個のサブフレームを離間したサブフレームにおける発光、すなわち、残留電荷によって弱められる発光の発光強度をＸ（０＜Ｘ＜１）とすると、上述の通り、第３サブフレームにおける発光は発光強度が１となり、また、第５フレームにおける発光は発光強度がＸとなるため、階調レベルＬ２の１フレームに得られる発光の総発光強度は、（１＋Ｘ）となる。

階調レベルＬ３では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレーム、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧（発光電圧）が印加される。ここで、図２に示すように、発光する第１サブフレームと第３サブフレームと第５サブフレームとは常に同極性のパルスが印加されるため、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおいて発光する前には、第３サブフレーム又は第５サブフレームにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ２の第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。一方、第１サブフレームにおいては、直前に発光したサブフレームである第５サブフレームにおいて印加されたパルスと逆極性のパルスが印加される。よって、第１サブフレームにおいて発光する前には、第１サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ３の第１サブフレームにおける発光は、階調レベルＬ１の第１サブフレームにおける発光と同様に、その残留電荷によって強められる。

このように、第１サブフレームにおける発光は発光強度が１となり、また、第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおける発光は発光強度がＸとなるため、階調レベルＬ３の１フレームに得られる発光の総発光強度は、（１＋２Ｘ）となる。

階調レベルＬ４では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第２サブフレーム、第４サブフレーム、第６サブフレーム、及び、第７サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧（発光電圧）が印加される。ここで、図２に示すように、発光する第２サブフレームと第４サブフレームと第６サブフレームとは常に同極性のパルスが印加されるため、第４サブフレーム、及び、第６サブフレームにおいて発光する前には、第４サブフレーム又は第６サブフレームにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、階調レベルＬ２の第３サブフレーム、及び、第５サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。また、第２サブフレームにおいては、直前に発光したサブフレームである第７サブフレームにおいて印加されたパルスと逆極性のパルスが印加される。よって、第２サブフレームにおいて発光する前には、第２サブフレームにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、第２サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。一方、第７サブフレームは、直前に発光したサブフレームである第６サブフレームと逆極性のパルスが印加される。よって、第７サブフレームにおいて発光する前には、第７サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、第７サブフレームにおける発光は、階調レベルＬ１の第１サブフレームにおける発光と同様に、その残留電荷によって強められる。

このように、第７サブフレームにおける発光は発光強度が１であり、また、第２サブフレーム、第４サブフレーム、及び、第６サブフレームにおける発光は発光強度がＸであるため、階調レベルＬ４の１フレームに得られる発光の総発光強度は、（１＋３Ｘ）となる。

階調レベルＬ５では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレーム、第６サブフレーム、及び、第７サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧（発光電圧）が印加される。ここで、図２に示すように、発光する第２サブフレームと第４サブフレームと第６サブフレームとは常に同極性のパルスが印加されるため、第４サブフレームと第６サブフレームとにおいて発光する前には、それぞれ第４サブフレームと第６サブフレームとにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、第４サブフレーム、及び、第６サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。一方、第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第７サブフレームは、それぞれ先の発光サブフレームである第７サブフレーム、第１サブフレーム、及び、第６サブフレームと逆極性のパルスが印加される。よって、第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第７サブフレームにおいて発光する前には、それぞれ第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第７サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第７サブフレームにおける発光は、階調レベルＬ１の第１サブフレームにおける発光と同様に、その残留電荷によって強められる。

このように、第１サブフレーム、第２サブフレーム、及び、第７サブフレームにおける発光は発光強度が１となり、また、第４サブフレーム、及び、第６サブフレームにおける発光は発光強度がＸとなるため、階調レベルＬ５の１フレームに得られる発光の総発光強度は、（３＋２Ｘ）となる。

階調レベルＬ６では、１フレームを構成する７サブフレームのうち、第１サブフレームを除く第２サブフレーム〜第７サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧（発光電圧）が印加される。ここで、図２に示すように、発光する第２サブフレームと第３サブフレームと第４サブフレームと第５サブフレームと第６サブフレームと第７サブフレームとは交互に逆極性のパルスが印加されるため、第３サブフレームと第４サブフレームと第５サブフレームと第６サブフレームと第７サブフレームとにおいて発光する前には、それぞれ第３サブフレームと第４サブフレームと第５サブフレームと第６サブフレームと第７サブフレームとにおいて印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、第３サブフレーム〜第７サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって強められる。一方、第２サブフレームは、直前に発光したサブフレームである第７サブフレームと逆極性のパルスが印加される。よって第２サブフレームにおいて発光する前には、第２サブフレームにおいて印加されるパルスと同極性の電荷が残留している。従って、第２サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって弱められる。

このように、第３サブフレーム〜第７サブフレームにおける発光は発光強度が１となり、また、第２サブフレームにおける発光は発光強度がＸとなるため、階調レベルＬ６の１フレームに得られる発光の総発光強度は、（５＋Ｘ）となる。

階調レベルＬ７では、１フレームを構成する７サブフレームのすべてにおいて所定のＯＮ電圧が印加される。ここで、図２に示すように、階調レベルＬ７においては、各サブフレームにおいて交互に逆極性のパルスが印加されるため、各サブフレームにおいて発光する前には、それぞれ印加されるパルスと逆極性の電荷が残留している。従って、各サブフレームにおける発光は、その残留電荷によって強められる。

このように、第１サブフレーム〜第７サブフレームにおける発光は発光強度が１となるため、階調レベルＬ７の１フレームに得られる発光の総発光強度は、７となる。

このように、無機ＥＬ表示装置１００では、階調レベルの増加と共に、ＯＮ電圧を印加したサブフレームと連続してＯＮ電圧が印加されるサブフレームの数量と、直前にＯＮ電圧を印加したサブフレームから偶数個のサブフレームを離間してＯＮ電圧が印加されるサブフレームの数量と、の総和が単調増加している（本発明において、「単調増加」とは、「階調レベルの増加に伴って、上記総和が減少しない」ことをいう。すなわち、「ある階調レベルにおける上記総和が、その階調レベルよりも下位の階調レベルにおける上記総和と同じ、又は、下位の階調レベルにおける上記総和よりも大きいこと」を意味するものとする。）。よって、階調レベル０〜７の１フレームに得られる発光の総発光強度は、順に０、１、（１＋Ｘ）、（１＋２Ｘ）、（１＋３Ｘ）、（３＋２Ｘ）、（５＋Ｘ）、７となる。従って、この無機ＥＬ表示装置１００では、Ｘが０〜１の間のどのような値をとった場合であっても、階調レベルの増加に伴って、総発光強度が単調増加し、表示階調が単調増加するように構成されている。従って、無機ＥＬ表示装置１００では、階調レベルの増加に対して表示階調が反転することなく、良好な階調表示を実現することができる。

また、従来の無機ＥＬ表示装置では、フレーム間引き制御回路１０２中に階調レベルと同数程度のパターン生成回路が必要であったが、この無機ＥＬ表示装置１００では、フレーム間引き制御回路１０２を入力ブロック１０３〜１０５の数量から１を差し引いた数、すなわち２つのパターン生成回路により構成することができる。従って、この無機ＥＬ表示装置１００では、フレーム間引き制御回路１０２を簡素化することができる。

尚、本実施例では、すべての階調レベルにおいて、１周期を構成するサブフレーム数を７としたが、何らこれに限定されるものではない。各階調レベルごとに１周期を構成するサブフレーム数を異ならせても勿論構わない。この構成によれば、フリッカーの防止を抑制することができ、表示画面のちらつきのない無機ＥＬ表示装置を実現することができる。

例えば、連続した７サブフレームにより１パターンの画像を表示する１フレームを構成し、各階調レベルにおける無機ＥＬ表示素子への印加電圧を以下のように設定することができる。

階調レベルＬ０では、連続した７サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのすべてにおいてＯＦＦ電圧（非発光電圧）を印加するように設定する。階調レベルＬ１では、連続した７サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第１サブフレームにおいてのみ、所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。階調レベルＬ２では、連続した５サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第１サブフレームにおいてのみ、所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。階調レベルＬ３では、連続した３サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第１サブフレームにおいてのみ、所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。階調レベルＬ４では、連続した７サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第１サブフレーム、第４サブフレーム、及び、第７サブフレームの計３サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。階調レベルＬ５では、連続した５サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第２サブフレーム、第３サブフレーム、第４サブフレーム、及び、第５サブフレームの計４サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。階調レベルＬ６では、連続した７サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのうち、第１サブフレームを除く第２サブフレーム〜第７サブフレームの計６サブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。そして、階調レベルＬ７では、連続した７サブフレームを１周期とし、それらのサブフレームのすべてのサブフレームにおいて所定のＯＮ電圧を印加するように設定する。

図３は、上記のように、各階調レベルごとに１周期を構成するサブフレーム数を異なるように設定した無機ＥＬ表示装置３００の階調レベルＬ０〜Ｌ７のタイムチャートを示す図である。

この無機ＥＬ表示装置３００では、直前に発光したサブフレームから偶数個のサブフレームを離間したサブフレームにおける発光の発光強度を１とし、直前に発光したサブフレームから奇数個のサブフレームを離間したサブフレームにおける発光の発光強度をＸ（Ｘは０より大きく１より小さい）とすると、階調レベルＬ０〜Ｌ７における１フレームにおける総発光強度は、それぞれ、０、１、７／５、７／３、３、２１／５＋（７／５）Ｘ、５＋Ｘ、７となる。ここでＸは０より大きく１より小さいため、この設定においては、階調レベルに対して表示階調の反転が発生することはない。従って、各階調レベルごとに１周期を構成するサブフレーム数が異なるように設定した無機ＥＬ表示装置においても、階調レベルの増加に対して表示階調が反転することなく、良好な階調表示を実現することができる。

また、本実施例に係る無機ＥＬ表示装置１００は、８階調レベルの階調表示を行うものであるが、本発明は何らこれに限定されるものではなく、例えば、６階調表示や１２階調表示等、種々の階調表示に適用することができる。

また、本実施例では無機ＥＬ表示装置を例として説明したが、本発明は、何ら無機ＥＬ表示装置に限定されるものではなく、種々の容量性表示装置に適用することができる。

本発明の一実施例に係る無機ＥＬ表示装置１００の主要構成を示すブロック図である。 無機ＥＬ表示装置１００における階調レベルＬ０〜Ｌ７のタイムチャートを示す図である。 無機ＥＬ表示装置３００における階調レベルＬ０〜Ｌ７のタイムチャートを示す図である 従来のフレーム間引き法により、８階調レベルの階調表示をする無機ＥＬ表示装置２００の主要構成を示すブロック図である。 各階調レベルにおける無機ＥＬ表示パネル２０１に印加される印加電圧、及び、無機ＥＬ表示パネル２０１の発光パターンのタイムチャート図である。 無機ＥＬ表示装置の発光層電圧と輝度との相関を示す図である。 無機ＥＬ表示装置にパルス電圧を印加した場合の電圧波形、発光層電圧、及び、発光強度を示す説明図である。

符号の説明

１００、２００、３００ 無機ＥＬ表示装置
１０１、２０１ 無機ＥＬ表示パネル
１０２、２０２ フレーム間引き制御回路
１０３、１０４、１０５、２０３、２０４、２０５ 入力ブロック
１０６、１０７、１１１ ＥＯＲ論理回路
１０８、１０９、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４ パターン生成回路
１１０ ＯＲ論理回路
２０６ セレクタ

Claims (4)

1. 表示用容量に交流電圧が印加されて該表示用容量に蓄積される電荷に対応した表示を行うように構成され、その交流電圧の１つの極値電圧を含む半周期に対応した期間を１サブフレームとして、連続した複数のサブフレームにより１フレームを構成し、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択制御することで階調表示をする容量性表示装置であって、
   １フレームにおけるサブフレームの選択数の増加に伴って、表示階調が単調増加又は単調減少するように、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択する容量性表示装置。
2. 請求項１に記載された容量性表示装置において、
   サブフレームの選択数の増加に伴って、１フレームにおける総発光強度が単調増加するように、各フレームにおいて、所定のＯＮ電圧を印加するサブフレームを選択する容量性表示装置。
3. 請求項１に記載された容量性表示装置において、
   階調レベルの増加に伴って、ＯＮ電圧を印加したサブフレームと連続してＯＮ電圧を印加するサブフレームの数量と、直前にＯＮ電圧を印加したサブフレームから偶数個のサブフレームを離間してＯＮ電圧を印加するサブフレームの数量と、の総和が単調増加する容量性表示装置。
4. 請求項１に記載された容量性表示装置において、
   表示形式が無機エレクトロルミネッセンス表示形式である容量性表示装置。

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