JP2006285235A - 発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光面積によって輝度を制限して輝度の変化量を発光率によって異ならせる発光表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】複数の走査信号、複数の発光制御信号、及び複数のデータ信号の伝達を受けて映像を表現する画素（１１０）を含む画素部（１００）と、前記データ信号の階調電圧によって前記画素部の輝度を制限する輝度制御部（２００）と、前記画素部に前記走査信号及び前記発光制御信号を伝達する走査駆動部（４００）と、ビデオデータを利用して前記複数のデータ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部（３００）とを含み、前記輝度制御部は、一フレーム区間で前記ビデオデータを合算したフレームデータを生成して前記フレームデータが所定の値以上であれば前記画素部の輝度を制限し、前記フレームデータが所定の値未満であれば前記画素部の輝度を制限しないようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光表示装置及びその駆動方法に係り、より詳細には、発光面積によって輝度を制限し、発光面積によって輝度の変化量を異ならせる発光表示装置及びその駆動方法に関する。
近年、陰極線管に比べて重さと体積が小さい各種平板表示装置が開発されており、特に、発光効率、輝度、及び視野角がすぐれた応答速度の速い発光表示装置が注目されている。
発光表示装置としては、有機発光素子を利用した有機発光表示装置と無機発光素子を利用した無機発光表示装置がある。有機発光素子は、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）とも呼ばれ、アノード電極、カソード電極、及びこれらの間に位置して電子と正孔の結合によって発光する有機発光層を含む。
無機発光素子は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）とも呼ばれ、有機発光ダイオードとは異なり、無機物である発光層、例えば、ＰＮ接合された半導体からなる発光層を含む。
図１は、従来の技術による発光表示装置を示す構造図である。図１を参照して説明すれば、従来の技術による発光表示装置は、画素部１０、データ駆動部２０、走査駆動部３０、制御部４０、及び電源供給部５０を含む。
画素部１０は、複数の画素１１が配列されて各画素１１に発光素子（図示せず）が連結される。そして、行方向に形成されて走査信号を伝達するｎ個の走査線Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎ−１、Ｓｎ、列方向に形成されてデータ信号を伝達するｍ個のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｍ−１、Ｄｍと第１電源を伝達するｍ個の第１電源供給線（図示せず）、及び第１電源ＥＬＶｄｄより低い電位を持つ第２電源ＥＬＶｓｓを伝達するｍ個の第２電源供給線（図示せず）が配列される。
画素部１０は、走査信号、データ信号、第１電源ＥＬＶｄｄ及び第２電源ＥＬＶｓｓによって発光素子が発光して映像を表示する。
データ駆動部２０は、画素部１０にデータ信号を印加する手段で、データ駆動部２０が画素部１０のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｍ−１、Ｄｍに連結されてデータ信号を画素部１０に印加する。
走査駆動部３０は、走査信号を順次出力する手段で、走査駆動部３０は走査線Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎ−１、Ｓｎに連結されて走査信号を画素部１０の特定の行に伝達する。
走査信号が伝達された画素部１０の特定の行には、データ駆動部２０から入力されるデータ信号が印加されて映像を表示するようになっていて、すべての行が順次選択されれば一つのフレームが完成される。
電源供給部４０は、画素部１０に第１電源ＥＬＶｄｄ及び第１電源ＥＬＶｄｄより低い電位を持つ第２電源ＥＬＶｓｓを伝達して、第１電源ＥＬＶｄｄ及び第２電源ＥＬＶｓｓの電圧差によって各画素１０にデータ信号に対応される電流が流れるようにする。
しかしながら、前記のように構成される発光表示装置は、高輝度を表現する場合には画素部１０に多くの電流が流れるようになり、低輝度を表現する場合には、画素部１０に少ない電流が流れるようになる。
したがって、高輝度を表現する場合は、画素部１０に多くの電流が流れ、電源供給部４０に負荷がかかるようになって高出力の電源供給部４０が必要になるという問題点がある。
また、低輝度を表現する場合は、画素部１０に少ない電流が流れ、発光表示装置のコントラストが落ちるという問題点がある。
一方、発光表示装置及びその駆動方法に関する従来技術を記載した文献としては、下記の特許文献１、２、及び３等がある。
大韓民国特許出願公開２００４−００７２２３３号公報 特開平１１−２４６３１号公報 特開２００３−２８０５９８号公報
したがって、本発明は前記従来の技術の問題点を解決するために創出されたものであり、その目的は、画素部全体の発光面積で高輝度を表現する発光面積が大きい場合には、流れる電流量を制限して全体の輝度が低くなるようにして消費電力を減らしつつ画質の品位を高めることができる発光表示装置及びその駆動方法を提供することである。
前記目的を果たすために本発明の第１側面は、複数の走査信号、複数の発光制御信号、及び複数のデータ信号の伝達を受けて映像を表現する画素を含む画素部と、前記データ信号の階調電圧によって前記画素部の輝度を制限する輝度制御部と、前記画素部に前記走査信号と前記発光走査信号を伝達する走査駆動部及びビデオデータを利用して前記複数のデータ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部を含み、前記輝度制御部は一フレーム区間で前記ビデオデータを合算したフレームデータを生成して前記フレームデータが所定の値以上であれば前記画素部の輝度を制限し、前記フレームデータが所定の値未満であれば、前記画素部の輝度を制限しない発光表示装置を提供する。
本発明の第２側面は、複数の走査信号、複数の発光制御信号、及び複数のデータ信号の伝達を受けて映像を表現する画素を含む画素部と、前記データ信号の階調電圧によって前記画素部の輝度を制限する輝度制御部と、前記画素部に前記走査信号前記発光制御信号を伝達する走査駆動部と、ビデオデータを利用して前記複数のデータ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部とを含み、前記輝度制御部は一フレーム区間で前記ビデオデータを合算したフレームデータを生成して、前記フレームデータの大きさによって前記画素部の輝度が制限される範囲が異なるように設定される発光表示装置を提供する。
本発明の第３側面は、一フレーム区間に入力されるビデオデータの合算であるフレームデータを把握する段階と、前記フレームデータの大きさが所定の大きさ以上であれば画素部の輝度を制限し、前記フレームデータの大きさが所定の大きさ未満であれば前記画素部の輝度を制限しない段階とを含む発光表示装置駆動方法を提供する。
上述したように本発明による発光表示装置及びその駆動方法によれば、発光表示装置の発光率によって電流の流れを制限するようにして消費電力を減らしつつ画質を高めることができ、高出力の電源供給部を必要としなくなるという効果が得られる。
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明する。
図２は、本発明による発光表示装置の構造を示す構造図である。図２を参照して説明すれば、発光表示装置は、画素部１００、輝度制御部２００、データ駆動部３００、走査駆動部４００、及び電源供給部５００を含む。
画素部１００は、複数の画素１１０が配列されて各画素１１０に発光素子（図示せず）が連結される。そして、行方向に形成されて走査信号を伝達するｎ個の走査線Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎ−１、Ｓｎ、発光制御信号を伝達するｎ個の発光制御信号線Ｅ１、Ｅ２、…Ｅｎ−１、Ｅｎ、列方向に形成されてデータ信号を伝達するｍ個のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｍ−１、Ｄｍ、画素に第１電源ＥＬＶｄｄを伝達する第１電源線Ｌ１、及び画素に第２電源ＥＬＶｓｓを伝達する第２電源線Ｌ２が配列される。なお、第２電源線Ｌ２は等価的に表現されたものであり、画素部１００の全領域に形成されて各画素１１０に電気的に接続されることもできる。
輝度制御部２００は、輝度制御信号を出力して画像を表現する画素部１００の輝度が一定の水準を越さないように輝度を制限する。画素部１００の輝度は、高い輝度で発光する面積が大きい場合、高い輝度に発光する面積が小さい場合よりもさらに高い輝度で表現される。
例えば、画素部１００のすべての画素が最高階調で発光する（プールホワイト：Ｐｕｌｌ Ｗｈｉｔｅ）場合は、プールホワイトで発光しない場合よりも高い輝度を持つようになる。したがって、前記のように高い輝度で発光する面積が大きい場合には一定の輝度を低くして表現する。この場合、高い輝度で発光する面積によって輝度を制限する範囲を異なるようにし、高い輝度で発光する面積の変化に従って輝度が変化するようにする。
輝度制御部２００は、一フレームに入力されるビデオデータの合算であるフレームデータの大きさを把握してフレームデータが大きければ、明るく発光する画素部１００に流れる電流量が多いと判断し、フレームデータの合算が小さければ、画素部１００に流れる電流量が少ないと判断する。
したがって、輝度制御部２００は、フレームデータの大きさが所定の値以上であれば輝度を制限する輝度制御信号を出力し、画素部１００で表現する映像の明るさを全体的に減少させてディスプレイをするようにする。
輝度制御部２００によって画素部１００の明るさが制限される場合には、画素部１００に流れる電流量が制限されることによって高出力の電源供給部５００を必要としなくなる。画素部１００の輝度が制限されない場合には、発光する画素の発光時間が長く維持されて輝度が高くなる。したがって、発光する画素と発光しない画素の明暗比が大きくなり、画素部１００の明暗比が向上する。
この場合、画素部１００に流れる電流量を減少させる方法を用いて画素が発光する時間を減らすようにすれば電流が供給される時間が減り画素部１００に流れる電流量を減少させることができる。
輝度制御部２００は、画素部１００が発光する時間を調節するために発光制御信号線Ｅ１、Ｅ２、…Ｅｎ−１、Ｅｎを通じて伝達される発光制御信号のパルス幅を調節して一フレーム内で発光する発光時間を調節し、発光制御信号のパルス幅が長い場合は、画素部１００に流入される電流の量を多くして画素部１００の全体輝度が低下されないようにし、発光制御信号のパルス幅が短い場合は、画素部１００に流入される電流の量を少なくして画素部１００の全体の輝度が低下されるようにする。
データ駆動部３００は、画素部１００にデータ信号を印加する手段であり、赤、青、及び緑の成分を持つビデオデータの入力を受けてデータ信号を生成する。そして、データ駆動部３００は、画素部１００のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｍ−１、Ｄｍに連結されて生成されたデータ信号を画素部１００に印加する。
走査駆動部４００は、画素部１００に走査信号と発光制御信号を印加する手段であり、走査駆動部４００は走査線Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎ−１、Ｓｎと発光信号線Ｅ１、Ｅ２、…Ｅｎ−１、Ｅｎに連結されて走査信号と発光制御信号を画素部１００の特定の行に伝達する。
走査信号が伝達された画素１１０にはデータ駆動部３００から出力されたデータ信号が伝達され、発光制御信号が伝達された画素１１０は発光制御信号によって画素１１０が発光するようになる。
走査駆動部４００は、走査信号を生成する走査駆動回路及び発光制御信号を生成する発光駆動回路に区分され、走査駆動回路及び発光駆動回路は一つの構成部分に含まれることができ、また、別途の構成部分に分離することもできる。
走査信号が伝達された画素部１００の特定の行にはデータ駆動部３００から入力されるデータ信号が印加され、発光制御信号によってデータ信号に対応される電流が発光素子に伝達され発光素子の発光によって映像が表示される。この時、すべての行が順次選択されれば一つのフレームが完成される。
電源供給部５００は、画素部４００に第１電源ＥＬＶｄｄと第２電源ＥＬＶｓｓを伝達して第１電源ＥＬＶｄｄと第２電源ＥＬＶｓｓの差によって各画素にデータ信号に対応される電流が流れるようにする。
図３は、本発明による発光表示装置で採用された輝度制御部の一実施形態を示す構造図である。図３を参照して説明すれば、輝度制御部２００は、データ合算部２１０、ルックアップテーブル２２０、及び輝度制御駆動部２３０を含む。
データ合算部２１０は、一つのフレームに入力される赤、青、及び緑に対する情報を有するビデオデータを合算したフレームデータに対する情報を抽出する。
フレームデータは、一フレームに対するすべてのビデオデータが合算され、フレームデータのデータ値が大きければ高諧調を表現するデータが多く含まれており、フレームデータのデータ値が小さければ高諧調を表現するデータが少なく含まれていることが分かる。
ルックアップテーブル２２０は、フレームデータのデータ値によって発光制御信号の発光区間の幅が指定されている。フレームデータの上位ビットを利用して発光区間の幅が指定される。フレームデータの上位５ビットを利用して一フレーム内で画素部１００の明るさの程度を把握できるようにする。
そして、フレームデータの大きさが大きくなるにつれて画素部１００の輝度は増加するが、所定の明るさ以上の明るさになった場合には、画素部１００の輝度を制限する。また、画素部１００の輝度が増加することによって漸次的に制限する割合をさらに大きくして画素部１００の輝度が過度に増加することを防止する。
しかしながら、画素部１００の輝度の増加によって一律的に輝度を制限する割合を持つようにしてしまうと、画素部１００が非常に高い輝度を表現するようになる場合に、輝度の制限の度合いが大きくなってしまい十分分に明るい画面を提供することができず、単に、全体的な明るさを落とす場合に該当する。
したがって、輝度を制限する範囲を設定して画素部１００全体がホワイトを表現する場合には、制限する範囲を指定することによって画素部１００の輝度を制限する範囲以下に落ちることを防止する。
この場合、発光表示装置で表現する映像が停止映像の場合と動画の場合とに区分して映像の種類によって輝度の制限範囲を異なるようにする。そして、フレームデータの大きさが所定の大きさ以上にならない場合には輝度を制限しないようにし、また、輝度が高くない場合には輝度を制限しないようにする。
表１は、画素部１００の輝度によって発光比を最大値の５０％まで制限したルックアップテーブル２２０を現わしたものである。
Figure 2006285235
Figure 2006285235
上記の表１は、映像が停止映像の場合に適用することが望ましく、画素部１００の発光率（発光面積の割合と等価）が３６％以下の場合には輝度を制限せず、発光率が３６％を超過する場合には輝度を制限し、最大輝度で発光する面積が増加すれば輝度を制限する割合も増加するようにする。ここで発光率は、下記の数式によって決定される変数である。
Figure 2006285235
そして、過度に輝度を制限することを防止するために最大に制限する割合を５０％にして画素部１００大部分の画素が最大輝度で発光しても輝度を制限する割合が５０％以下にならないようにする。
表２は、画素部１００の輝度によって発光比を最大値の３３％まで制限したルックアップテーブル２２０を現わしたものである。
Figure 2006285235
Figure 2006285235
表２は、映像が動画の場合に適用することが望ましく、発光率が３４％以下の場合には輝度を制限せず、発光率が３４％を超過する場合には輝度を制限し、最大輝度で発光する面積が増加すれば輝度を制限する割合も増加するようにする。
そして、過度に輝度を制限することを防止するために最大に制限する割合を３３％にして画素部１００大部分の画素が最大輝度で発光しても輝度を制限する割合が３３％以下にならないようにする。
輝度制御駆動部２３０は、フレームデータの上位５ビット値の伝達を受けて輝度制御信号を出力する。輝度制御信号は走査駆動部４００に入力されて走査駆動部４００を制御して走査駆動部４００で輝度制御信号によって発光制御信号を出力する。
特に、走査駆動部４００が走査駆動回路と発光制御回路に区分された場合、発光制御回路は、輝度制御信号の入力によって発光制御信号を出力する。
発光制御信号は、最大発光区間が３２５に設定されている。したがって、８ビットは２５６種を表現することができ、９ビットは５１２種を表現することができるので、表１に現われている発光制御信号の発光区間を生成するためには、輝度制御信号は９ビットの信号を出力するようにすることが望ましい。また、輝度制御信号はスタートパルスを利用することができ、スタートパルスの幅の変化によって発光制御信号の幅が決定されることができる。
図４ａから図４ｄは、本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大３３％まで制限した場合を示す図面である。図４ａは数学的に計算された発光率と輝度比との関係を示し、図４ｂは実際に測定された発光率と輝度比の測定値を示す。そして、図４ｃは数学的に計算された発光率と電流比との関係を示し、図４ｄは実際に測定された発光率と電流比との関係を示す。
図４ａ及び図４ｂを参照して説明すれば、発光率が約３０％以内の場合には輝度が一定の水準を維持して画面が暗くなくなり、発光率が約３０％以上の場合には漸次的に減少して過度に明るく表現されないようにして眩しさを防止することができる。
図４ｃ及び図４ｄを参照して説明すれば、明るさ制限をした場合に、明るさ制限をしない場合に流れる電流量の約３０から３５％位の電流量が流れるようになり電源供給部５００にかかる負荷を小さくする。この結果、電源供給部５００は、高出力の電源を必要としなくなる。
図５ａから図５ｄは、本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大５０％まで制限した場合を示す図面である。図５ａは数学的に計算された発光率と輝度比との関係を示し、図５ｂは実際に測定された発光率と輝度比の測定値を示す。そして、図５ｃは数学的に計算された発光率と電流比との関係を示し、図５ｄは実際に測定された発光率と電流比との関係を示す。
図５ａ及び図５ｂを参照して説明すれば、発光率が約４０％未満の場合には、輝度が一定の水準を維持して画面が暗くなくなり、発光率が約４０％以上の場合には、漸次的に減少して過度に明るく表現されないようにして眩しさを防止することができる。
図５ｃ及び図５ｄを参照して説明すれば、明るさ制限をした場合に、明るさ制限をしない場合に流れる電流量の約５０％位の電流量が流れるようになり電源供給部５００にかかる負荷を小さくする。この結果、電源供給部５００は、高出力の電源を必要としなくなる。
上述したように、本発明の詳細な説明と図は、単なる本発明の例示的なものであり、これは単に本発明を説明するための目的で使用されたものであって、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。よって、前記説明した内容を介して当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。
発光表示装置に関する分野に利用できる。
従来の技術による発光表示装置を示す構造図である。 本発明による発光表示装置の構造を示す構造図である。 本発明による発光表示装置で採用された輝度制御部の一実施形態を示す構造図である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大３３％まで制限した場合における、数学的に計算された発光率と輝度比との関係を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大３３％まで制限した場合における、実際に測定された発光率と輝度比の測定値を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大３３％まで制限した場合における、数学的に計算された発光率と電流比との関係を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大３３％まで制限した場合における、実際に測定された発光率と電流比との関係を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大５０％まで制限した場合における、数学的に計算された発光率と輝度比との関係を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大５０％まで制限した場合における、実際に測定された発光率と輝度比の測定値を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大５０％まで制限した場合における、数学的に計算された発光率と電流比との関係を示す図面である。 本発明による発光表示装置に入力される発光制御信号の発光比を最大５０％まで制限した場合における、実際に測定された発光率と電流比との関係を示す図面である。
符号の説明
１００ 画素部、
１１０ 画素、
２００ 輝度制御部、
２１０ データ合算部、
２２０ ルックアップテーブル、
２３０ 発光制御信号生成部、
３００ データ駆動部、
４００ 走査駆動部、
５００ 電源供給部。

Claims (11)

  1. 複数の走査信号、複数の発光制御信号、及び複数のデータ信号の伝達を受けて映像を表現する画素を含む画素部と、
    前記データ信号の階調電圧によって前記画素部の輝度を制限する輝度制御部と、
    前記画素部に前記走査信号及び前記発光制御信号を伝達する走査駆動部と、
    ビデオデータを利用して前記複数のデータ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、を含み、
    前記輝度制御部は、一フレーム区間で前記ビデオデータを合算したフレームデータを生成して前記フレームデータが所定の値以上であれば前記画素部の輝度を制限し、前記フレームデータが所定の値未満であれば前記画素部の輝度を制限しないことを特徴とする発光表示装置。
  2. 複数の走査信号、複数の発光制御信号、及び複数のデータ信号の伝達を受けて映像を表現する画素を含む画素部と、
    前記データ信号の階調電圧によって前記画素部の輝度を制限する輝度制御部と、
    前記画素部に前記走査信号及び前記発光制御信号を伝達する走査駆動部と、
    ビデオデータを利用して前記複数のデータ信号を生成して前記画素部に伝達するデータ駆動部と、を含み、
    前記輝度制御部は一フレーム区間で前記ビデオデータを合算したフレームデータを生成して前記フレームデータの大きさによって前記画素部の輝度が制限される範囲が異なるように設定されることを特徴とする発光表示装置。
  3. 前記画素部の輝度は、
    前記発光制御信号のパルス幅によって調節されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
  4. 前記輝度制御部は、
    一フレーム区間にあたるビデオデータを合算して前記フレームデータを生成するデータ合算部と、
    前記フレームデータによって前記画素の発光時間に対する発光情報を格納するルックアップテーブルと、
    前記発光情報によって前記発光制御信号を制御する輝度制御信号を伝達する輝度制御駆動部と、
    を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
  5. 前記走査駆動部は、
    前記輝度制御信号の入力を受けて前記発光制御信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の発光表示装置。
  6. 前記走査駆動部は、
    前記走査信号を伝達する走査駆動回路と前記発光制御信号を伝達する発光制御駆動回路とに区分されることを特徴とする請求項５に記載の発光表示装置。
  7. 前記画素部を駆動する駆動電源を伝達する電源供給部をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
  8. 前記データ信号の階調電圧による輝度の制限は、前記画素部で表現する画像によって異なるように設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
  9. 一フレーム区間に入力されるビデオデータの合算であるフレームデータを把握する段階と、
    前記フレームデータの大きさが所定の大きさ以上であれば画素部の輝度を制限し、前記フレームデータの大きさが所定の大きさ未満であれば前記画素部の輝度を制限しない段階と、
    を含むことを特徴とする発光表示装置駆動方法。
  10. 前記フレームデータの大きさによって前記画素部が発光する発光区間が決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の発光表示装置駆動方法。
  11. 前記フレームデータに対応される前記発光区間が格納されているルックアップテーブルを利用して前記画素部が発光する発光時間を決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置駆動方法。
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