JP2008304573A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査信号線駆動回路の動作周波数を増加させずに低消費電力で黒挿入を行う。
【解決手段】走査信号線駆動回路４は、すべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに同時に選択電圧を印加する機能を有し、データ信号線駆動回路５は、すべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに選択電圧が印加されている間に、黒表示用の表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。これにより、走査信号線駆動回路４の動作周波数を大幅に増加させずに、画素回路１０に黒表示用の表示データ電圧を書き込む。走査信号線駆動回路４は、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って選択電圧を走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに印加し、データ信号線駆動回路５は、当該順序に従って表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。これにより、表示画面の輝度むらを軽減する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、黒挿入を行う表示装置に関する。

ホールド型の表示装置には、動画を表示したときに動画ぼけが発生するという問題がある。動画ぼけを改善する方法として、従来から黒挿入を行う方法が知られている。例えば特許文献１には、ブランキング期間に走査信号線を１行ずつ選択して黒データを書き込むことにより、黒挿入を行う表示装置が記載されている。特許文献２には、ブランキング期間に発光用電源からの電圧供給を遮断して、発光素子を非発光状態にすることにより、黒挿入を行う表示装置が記載されている。
特開２００４−２６４４８１号公報 特開２００６−３３０１３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された表示装置では、ブランキング期間に再び黒データを書き込むために、走査信号線駆動回路の動作周波数が増加し、消費電力が増大する。また、通常のデータを書き込むための期間が短くなるので、データの書き込み不足が発生することがある。特許文献２に記載された表示装置では、発光用電源の出力電圧が大きく変化するので、消費電力が増大する。

それ故に、本発明は、走査信号線駆動回路の動作周波数を増加させずに低消費電力で黒挿入を行い、動画ぼけを軽減できる表示装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、黒挿入を行う表示装置であって、
複数の走査信号線と複数のデータ信号線の交点に対応して配置され、それぞれが発光素子と、前記発光素子に流れる電流の量を制御する駆動素子と、前記データ信号線と前記駆動素子の制御端子の間に設けられ、前記走査信号線に接続された制御端子を有するスイッチ素子とを含む複数の画素回路と、
選択電圧と非選択電圧を切り替えて前記走査信号線に印加する走査信号線駆動回路と、
映像データに応じた表示データ電圧を前記データ信号線に印加するデータ信号線駆動回路とを備え、
前記走査信号線駆動回路は、すべての前記走査信号線に同時に選択電圧を印加する機能を有し、
前記データ信号線駆動回路は、すべての前記走査信号線に選択電圧が印加されている間に、黒表示用の表示データ電圧を前記データ信号線に印加することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記走査信号線駆動回路は、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って選択電圧を前記走査信号線に印加し、
前記データ信号線駆動回路は、前記順序に従って前記表示データ電圧を前記データ信号線に印加することを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記発光素子が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。

上記第１の発明によれば、黒表示用の表示データ電圧を画素回路に書き込むときには、すべての走査信号線に選択電圧が印加されるので、走査信号線に１本ずつ選択電圧を印加するときよりも、走査信号線駆動回路の動作周波数は低くなる。したがって、走査信号線駆動回路の動作周波数を大幅に増加させずに低消費電力で黒挿入を行い、動画ぼけを軽減することができる。

上記第２の発明によれば、各行の発光時間が異なる場合でも、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って画素回路に表示データ電圧を書き込むことにより、黒挿入によって動画ぼけを軽減しながら、表示画面の輝度むらを軽減することができる。

上記第３の発明によれば、走査信号線駆動回路の動作周波数を大幅に増加させずに低消費電力で黒挿入を行い、動画ぼけを軽減できる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：以下、ＥＬという）表示装置の構成を示す図である。図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、画素アレイ２、表示制御回路３、走査信号線駆動回路４、および、データ信号線駆動回路５を備え、黒挿入を行いながら画面を表示する。以下、ｍおよびｎは２以上の整数、ｉは１以上ｎ以下の整数、ｊは１以上ｍ以下の整数であるとする。

画素アレイ２は、（ｍ×ｎ）個の画素回路１０、ｎ本の走査信号線Ｇ１〜Ｇｎ、および、ｍ本のデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍを含んでいる。画素回路１０は、２次元状に並べて配置される。より詳細には、（ｍ×ｎ）個の画素回路１０は、行方向（図１では横方向）にｍ個、列方向（図１では縦方向）にｎ個並べて配置される。走査信号線Ｇ１〜Ｇｎは、同じ行に配置された画素回路１０に共通して接続される。データ信号線Ｄ１〜Ｄｍは、同じ列に配置された画素回路１０に共通して接続される。

表示制御回路３は、走査信号線駆動回路４に制御信号Ｃ１を出力すると共に、データ信号線駆動回路５に制御信号Ｃ２と映像データＤＴを出力する。走査信号線駆動回路４は、制御信号Ｃ１に基づき、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに選択電圧と非選択電圧を切り替えて印加する。走査信号線駆動回路４は、すべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに同時に選択電圧を印加する機能を有する。データ信号線駆動回路５は、制御信号Ｃ２に基づき、映像データＤＴに応じた電圧（以下、表示データ電圧という）をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

画素回路１０は、２ＴＦＴ＋１Ｃ構成の画素回路であり、有機ＥＬ素子１１、駆動用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）１２、コンデンサ１３、および、書き込み用ＴＦＴ１４を含んでいる。駆動用ＴＦＴ１２と書き込み用ＴＦＴ１４は、Ｐチャネル型である。

図１に示すように、有機ＥＬ素子１１と駆動用ＴＦＴ１２は直列に接続され、駆動用ＴＦＴ１２のソース端子には電源電圧ＶＰが、有機ＥＬ素子１１のカソード端子には共通電極電圧ＶＣＯＭが印加される。駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子とソース端子の間には、コンデンサ１３が設けられる。駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子とデータ信号線Ｄｊの間には書き込み用ＴＦＴ１４が設けられ、書き込み用ＴＦＴ１４のゲート端子は走査信号線Ｇｉに接続される。

有機ＥＬ素子１１は、流れる電流の量に応じた輝度で発光する発光素子である。駆動用ＴＦＴ１２は、ゲート端子電圧に応じて、有機ＥＬ素子１１を流れる電流の量を制御する駆動素子である。コンデンサ１３は、駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子電圧を保持する容量素子である。書き込み用ＴＦＴ１４は、データ信号線Ｄｊと駆動用ＴＦＴ１２の制御端子の間に設けられ、走査信号線Ｇｉに接続された制御端子を有するスイッチ素子である。

以下、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎの電圧は０Ｖ（選択電圧）または１０Ｖ（非選択電圧）であり、表示データ電圧の範囲は４Ｖ〜１０Ｖであるとする。４Ｖは白表示のときの電圧であり、１０Ｖは黒表示のときの電圧である。また、電源電圧ＶＰは１０Ｖ、共通電極電圧ＶＣＯＭは０Ｖ、駆動用ＴＦＴ１２および書き込み用ＴＦＴ１４の閾値電圧Ｖｔｈは−２Ｖであるとする。

図２は、有機ＥＬ表示装置１のタイミングチャートである。有機ＥＬ表示装置１では、１フレーム期間内で、すべての画素回路に表示データ電圧を書き込んだ後に、黒挿入を行う期間が設けられる。以下、表示データ電圧を書き込む期間を「表示データ書き込み期間」、黒挿入を行う期間を「黒挿入期間」という。データ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加される電圧は、表示データ書き込み期間では映像データＤＴに応じて４Ｖ〜１０Ｖの範囲で変化し、黒挿入期間では１０Ｖ（黒表示用の表示データ電圧）に固定される。

表示データ書き込み期間では、走査信号線駆動回路４は、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎの中から１本の走査信号線を順に選択し、選択した走査信号線には０Ｖの選択電圧を印加し、それ以外の走査信号線には１０Ｖの非選択電圧を印加する。データ信号線駆動回路５は、映像データＤＴに応じて、４Ｖ〜１０Ｖの表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

ｉ行目の画素回路１０では、走査信号線Ｇｉに選択電圧が印加されたときに、書き込み用ＴＦＴ１４のゲート端子電圧は０Ｖ、ソース端子電圧は４Ｖ〜１０Ｖとなり、書き込み用ＴＦＴ１４はオン状態となる。このため、駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子にはデータ信号線Ｄｊの電圧（表示データ電圧）が印加され、コンデンサ１３には電源電圧ＶＰと表示データ電圧の差に応じた量の電荷が蓄積される。このようにして、表示データ書き込み期間では、画素回路１０には書き込み用ＴＦＴ１４経由で表示データ電圧が書き込まれる。

走査信号線Ｇｉに非選択電圧が印加されると、書き込み用ＴＦＴ１４のゲート端子電圧は１０Ｖとなり、書き込み用ＴＦＴ１４はオフ状態となる。書き込み用ＴＦＴ１４がオフ状態となった後も、コンデンサ１３の作用によって、駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子電圧は従前のレベルに保たれる。したがって、走査信号線Ｇｉに再び選択電圧が印加されるまで、有機ＥＬ素子１１は、画素回路１０に書き込まれた表示データ電圧（駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子電圧）に応じた輝度で発光する。

黒挿入期間では、走査信号線駆動回路４はすべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに０Ｖの選択電圧を印加し、データ信号線駆動回路５はすべてのデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに１０Ｖの黒表示用の表示データ電圧を印加する。このとき、書き込み用ＴＦＴ１４のゲート端子電圧は０Ｖ、ソース端子電圧は１０Ｖとなり、書き込み用ＴＦＴ１４はオン状態となる。このため、駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子にはデータ信号線Ｄｊの電圧（黒表示用の表示データ電圧）が印加され、コンデンサ１３には電源電圧ＶＰと黒表示用の表示データ電圧の差に応じた量の電荷が蓄積される。黒表示用の表示データ電圧を１０Ｖとした場合、コンデンサ１３の電極間電圧は０Ｖになるので、コンデンサ１３に蓄積される電荷の量はゼロとなる。このようにして、黒挿入期間では、画素回路１０には書き込み用ＴＦＴ１４経由で黒表示用の表示データ電圧（１０Ｖ）が書き込まれる。

黒挿入期間が終了し、表示データ書き込み期間になると、データ信号線駆動回路５は、４Ｖ〜１０Ｖの表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。このとき、書き込み用ＴＦＴ１４のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、書き込み用ＴＦＴ１４はオフ状態となる。書き込み用ＴＦＴ１４がオフ状態となった後も、コンデンサ１３の作用によって、駆動用ＴＦＴ１２のゲート端子電圧は従前のレベル（黒表示用の表示データ電圧）に保たれる。したがって、次に走査信号線Ｇｉに選択電圧が印加されるまで、有機ＥＬ素子１１は、画素回路１０に書き込まれた黒表示用の表示データ電圧に応じた輝度で発光する。黒表示用の表示データ電圧を１０Ｖとした場合、駆動用ＴＦＴ１２はオフ状態となり、有機ＥＬ素子１１は発光しない。

以上に示すように、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、発光素子（有機ＥＬ素子１１）と駆動素子（駆動用ＴＦＴ１２）とスイッチ素子（書き込み用ＴＦＴ１４）とを含む複数の画素回路１０と、走査信号線駆動回路４と、データ信号線駆動回路５とを備え、走査信号線駆動回路４は、すべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに同時に選択電圧を印加する機能を有し、データ信号線駆動回路５は、すべての走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに選択電圧が印加されている間に、黒表示用の表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

このように有機ＥＬ表示装置１では、黒表示用の表示データ電圧を画素回路１０に書き込むときには、すべての走査信号線に選択電圧が印加されるので、走査信号線に１本ずつ選択電圧を印加するときよりも、走査信号線駆動回路４の動作周波数は低くなる。したがって、有機ＥＬ表示装置１によれば、走査信号線駆動回路の動作周波数を大幅に増加させずに低消費電力で黒挿入を行い、動画ぼけを軽減することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置と同じ構成（図１）を有する。本実施形態に係る表示装置では、走査信号線駆動回路４は、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って選択電圧を走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに印加し、データ信号線駆動回路５は、これと同じ順序に従って表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

ここでは例として、ｎ＝１０、すなわち、画素アレイ２に含まれる画素回路１０の行数は１０行であるとする。図３は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のタイミングチャートである。図３に示すように、走査信号線駆動回路４は、Ｇ１、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ３、Ｇ８、Ｇ７、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ９、Ｇ２の順に、０Ｖの選択電圧を走査信号線Ｇ１〜Ｇ１０に印加する。データ信号線駆動回路５は、走査信号線Ｇｉに選択電圧が印加されているときには、ｉ行目の画素回路１０に書き込むべき表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。

以下、走査信号線を配置順に選択し、黒挿入を行わない従来の有機ＥＬ表示装置を装置Ａ、第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を装置Ｂ、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を装置Ｃといい、装置ＡおよびＢと対比して装置Ｃの効果を説明する。以下の説明では、走査信号線Ｇｉの選択期間の長さを１とし、ｉ行目の画素回路１０内の有機ＥＬ素子１１の発光時間を「ｉ行目の発光時間」という。

図４は、装置Ａ（従来の装置）のタイミングチャートである。装置Ａでは、ｉ行目の画素回路内の有機ＥＬ素子は、１フレーム期間に亘って発光する。図４に示すように、走査信号線Ｇｎの選択期間の直後に走査信号線Ｇ１の選択期間が現れる場合、各行の発光時間はいずれも１０（走査信号線Ｇｉの選択期間の長さの１０倍）となる（図６（ａ）を参照）。

図５は、装置Ｂ（第１の実施形態に係る装置）のタイミングチャートである。装置Ｂでは、ｉ行目の画素回路内の有機ＥＬ素子１１は、走査信号線Ｇｉの選択期間の開始時点から黒挿入期間の開始直前までの間発光する。このため、１行目の発光時間は１０、２行目の発光時間は９となり、ｉ行目の発光時間は（１０−ｉ＋１）となる（図６（ｂ）を参照）。このように装置Ｂでは、各行の発光時間は行番号ｉが大きいほど短くなる。

装置Ｃ（第２の実施形態に係る装置）では、装置Ｂと同様に、ｉ行目の画素回路内の有機ＥＬ素子１１は、走査信号線Ｇｉの選択期間の開始時点から黒挿入期間の開始直前までの間発光する（図３を参照）。装置Ｃでは、走査信号線Ｇ１〜Ｇ１０はＧ１、Ｇ１０、Ｇ５、Ｇ３、…の順に選択されるので、１行目の発光時間は１０、２行目の発光時間は１、３行目の発光時間は７、４行目以降の発光時間は図６（ｃ）に示すようになる。このように装置Ｃでも、各行の発光時間は異なる。

ここで、ｉ行目の発光時間と（ｉ＋１）行目の発光時間の和を「隣接行間での合計発光時間」という。装置Ａ〜Ｃにおける隣接行間での合計発光時間は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。装置Ａ（図６（ａ））では、隣接行間での合計発光時間はいずれも２０となる。しかし、装置Ａでは黒挿入を行えない。装置Ｂ（図６（ｂ））では、隣接行間での合計発光時間は、行番号ｉが大きいほど短くなる。このため装置Ｂでは、黒挿入を行えるが、表示画面の上部と下部で輝度に差が発生する。これに対して装置Ｃ（図６（ｃ））では、隣接行間での合計発光時間はほぼ均一となる。したがって、装置Ｃによれば、黒挿入を行いながら、表示画面の輝度むらを軽減することができる。

なお、装置Ｃでは装置Ａよりも隣接行間での合計発光時間が短くなるが、黒挿入を行うタイミングや頻度、黒挿入期間の長さなどを好適に設定することにより、装置Ａと装置Ｃの間の隣接行間での合計発光時間の差を小さくすることができる。

以上に示すように、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、走査信号線駆動回路４は、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って選択電圧を走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに印加し、データ信号線駆動回路５は、当該順序に従って表示データ電圧をデータ信号線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。したがって、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置によれば、黒挿入によって動画ぼけを軽減しながら、表示画面の輝度むらを軽減することができる。

なお、第１および第２の実施形態では、駆動用ＴＦＴ１２と書き込み用ＴＦＴ１４はＰチャネル型であることとしたが、これに限定するものではない。駆動用ＴＦＴ１２と書き込み用ＴＦＴ１４の両方にＮチャネル型を用いても、あるいは、駆動用ＴＦＴ１２と書き込み用ＴＦＴ１４の一方にＰチャネル型を、他方にＮチャネル型を用いても、第１および第２の実施形態と同様の有機ＥＬ表示装置を構成することができる。また、図２および図３では、表示データ書き込み期間以外はすべて黒挿入期間であることとしたが、表示データ書き込み期間以外の一部が黒挿入期間であることとしてもよい。

また、ここまで黒挿入を行う表示装置の例として有機ＥＬ表示装置について説明してきたが、有機ＥＬ表示装置以外の表示装置についても同様の方法で、走査信号線駆動回路の動作周波数を大幅に増加させずに低消費電力で黒挿入を行い、動画ぼけを軽減できる表示装置を構成することができる。

本発明の第１および第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のタイミングチャートである。 比較対象となる有機ＥＬ表示装置のタイミングチャートである。 比較対象となる有機ＥＬ表示装置のタイミングチャートである。 各有機ＥＬ表示装置における、隣接行間での合計発光時間を示すテーブルである。

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置
２…画素アレイ
３…表示制御回路
４…走査信号線駆動回路
５…データ信号線駆動回路
１０…画素回路
１１…有機ＥＬ素子
１２…駆動用ＴＦＴ
１３…コンデンサ
１４…書き込み用ＴＦＴ

Claims (3)

1. 黒挿入を行う表示装置であって、
   複数の走査信号線と複数のデータ信号線の交点に対応して配置され、それぞれが発光素子と、前記発光素子に流れる電流の量を制御する駆動素子と、前記データ信号線と前記駆動素子の制御端子の間に設けられ、前記走査信号線に接続された制御端子を有するスイッチ素子とを含む複数の画素回路と、
   選択電圧と非選択電圧を切り替えて前記走査信号線に印加する走査信号線駆動回路と、
   映像データに応じた表示データ電圧を前記データ信号線に印加するデータ信号線駆動回路とを備え、
   前記走査信号線駆動回路は、すべての前記走査信号線に同時に選択電圧を印加する機能を有し、
   前記データ信号線駆動回路は、すべての前記走査信号線に選択電圧が印加されている間に、黒表示用の表示データ電圧を前記データ信号線に印加することを特徴とする、表示装置。
2. 前記走査信号線駆動回路は、隣接行間での合計発光時間がほぼ均一となる順序に従って選択電圧を前記走査信号線に印加し、
   前記データ信号線駆動回路は、前記順序に従って前記表示データ電圧を前記データ信号線に印加することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記発光素子が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または２に記載の表示装置。

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