JP2009047991A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】点滅駆動時の輝度変動を抑えて良好な表示を行う自発光素子を用いた表示装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】周期的な点滅駆動を行う表示装置に関し、発光周期を垂直ブランキング期間のほぼ１／ｎ倍、かつ、フィールド期間のほぼ１／ｍ倍（ｎ、ｍは１以上の自然数）に合わせることで点滅駆動の位置と時間における周期的な連続性を維持し、表示領域の発光面積変動を抑え、表示領域へ流れる総電流量の変動を抑えることができるので、電源インピーダンスの大きさによらず、電源インピーダンスが存在することによる電源変動を抑えることができ、電源変動により引き起こされる輝度変化に伴う画質の低下を抑制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自発光型素子をマトリクス状に配置した表示装置及びその駆動方法に関する。特に、本発明は、点滅駆動するＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子等の自発光型素子と、発光期間を任意に制御する電気回路とを用いて表示を行うアクティブマトリクス型表示装置及びこれらの駆動方法に関する。

近年、自発光型の高輝度ディスプレイとして、有機ＥＬを用いた薄型表示装置が、注目を集めている。自発光である為に、液晶表示装置とは異なり、バックライトが不要である。また、表示パネル全体を１〜２ｍｍ程度にまで薄型化できるので小型・軽量化が図れる。更に、視野角の制限も無く、応答速度が速く、高輝度、高コントラスト、低消費電力といった長所がある。従って、次世代ディスプレイの有力な候補とされている。有機ＥＬディスプレイは現在、ディジタルカメラや携帯電話などモバイル機器（携帯用情報機器）用小型ディスプレイへの応用が進んでいる。更に、今後は、ＰＣ向けモニタやテレビなど中大型ディスプレイへの応用が考えられている。モバイル機器は屋内、野外を問わず簡単に持ち運びができることから、部屋の中などの暗い場所から野外の太陽下などの明るい場所まで様々な使用環境において最適な表示画像を実現する必要がある。また、ＰＣモニタやテレビに関しても使用者によって様々な環境下で使用される為、最適な表示画像を実現する必要がある。

ＣＲＴや液晶、有機ＥＬなどの表示装置では、表示する映像フレームを１秒間に数十回書き換えるリフレッシュ操作が行われており、このフレームの書き換え周波数をリフレッシュ・レートという。このリフレッシュ・レートが低い場合にフリッカ（ちらつき）が発生する。従って、通常これらの表示装置のリフレッシュ・レートはフリッカが発生しない周波数（６０Ｈｚ）としている。ところで、液晶表示装置は、１フレーム毎に画素電極に印加する電圧の極性を基準電圧に対して反転させたり、水平画素ライン毎に極性を反転させたり、表示画素毎に極性を反転させたりする駆動方法によってフリッカを抑制している。

一方、有機ＥＬ表示装置は、画素毎に自発光型の表示素子を用い、各発光素子に電流を流すことによって発光し画像を表示する。１フレームに占める発光時間や発光強度に応じて表示画面の明るさを設定することができる。発光の周波数や１フレームにおける発光時間と非発光時間の比率（デューティ比）によっては、発光（明部）と非発光（暗部）の差を人が視認してしまい、それが表示画面のフリッカ（ちらつき）として認識される。従って、表示する画像のリフレッシュ・レートを６０Ｈｚで表示させていたとしても、デューティ比によっては表示画面のフリッカが発生し、表示品質が劣化してしまう。

そこで、表示する映像のリフレッシュ・レートを高速化することでフリッカは発生しなくなる。しかし、駆動回路の動作スピードを高速にしなければならず、消費電力が増加し、それにともなう使用部材（電子部品など）や駆動回路の大幅な変更が必要である。

そのため、発光時間のデューティ比によって表示画面の明るさを制御するデューティ駆動方式でありながら、リフレッシュ・レートを高速化させずに、フリッカを抑える駆動方法が、特許文献１に開示されている。この駆動方法は、発光制御により１フレームを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームで該デューティ比に応じた発光期間だけ発光させることで、フリッカを抑える駆動方法である。

また、同様な点滅駆動により階調表示を行う駆動方法として、サブフィールド法というものがある。この方法では、１枚の画像に相当する１フィールドを複数のサブフィールドに分割する。そして、各サブフィールドにおける発光維持期間の比率を２のべき乗に設定し、これらサブフィールドの組み合わせで多階調表示を行う。８個のサブフィールドＳＦ1 ，ＳＦ2 ，…，ＳＦ8 の発光維持期間の比率をそれぞれ１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８に設定すれば、サブフィールドの組み合わせで２５６階調を実現することが可能である。サブフィールド法に関する技術は、たとえば、特許文献２に開示されている。

この駆動方法は、良好な階調表示を得るという目的で発光期間を複数に分割し、各発光期間の長さを特定の長さ（一般的に２のｎ乗）に変化させている。しかし、この駆動方法は、本発明の課題や目的とは関連がない。また、この駆動方法は、階調表示を発光期間により制御している点で階調表示手段も異なるため、本発明とは関係ない技術である。
特開２００６−３０５１６号公報 特開２００１−２２２２５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示装置の駆動方法によって、あるデューティ比で点滅駆動させると、表示領域に流れる総電流量が時間により変動し、この電流変動は有限の値を持つ電源インピーダンスに作用し電源変動をもたらす。１フレーム（又は1フィールド）を複数のサブフレーム（又はサブフィールド）に分割し、発光期間を分割すると、この電源変動と発光期間が同期し、表示領域に輝度変動が発生する。その結果、画質の低下を招いてしまう。

また、特許文献２に記載の表示装置のサブフィールド駆動方法は、良好な階調表示を得るという目的で発光期間を複数に分割し、各発光期間の長さを特定の長さ（一般的に２のｎ乗）に変化させているが、階調と全体輝度を独立に設定できない、という課題がある。

もし、実行しようとすると、発光期間をさらに短く分割して制御する必要があり、駆動のためには高速動作が必須になるので好ましくない。例えば、２５６階調を表示する場合、少なくともフィールド期間を１／２５６に分割するが、さらに全体輝度を１０段階に変化させようとすると、少なくともフィールド期間を１／（２５６×１０）に分割する必要がある。しかも、本発明の課題や目的とは関連がなく、本発明とは異なる技術である。

本発明における説明において、フィールド期間とは１つの画像を表示するのに必要なデータを画素に入力し、発光させ、次の画像データが入力されるまでの最小の単位期間とする。また、フィールド期間の中で行走査期間終了後からフィールド期間終了までの期間を垂直ブランキング期間とする。

図１３はデューティ駆動時の表示領域に流れる総電流量の変動を説明したものである。ＴＳ信号は表示領域の先頭行の発光制御信号であり、Ｈｉならば発光、Ｌｏｗならば非発光である。

表示領域は画素がｍ行×ｎ列の２次元状に配列されている。ここでｍ、ｎは自然数とする。画素にデータが線順次書き込みを行い、書き込む行を選択する信号がm行走査され、ＴＳ信号も各行を順次走査していく。

図１３の発光パターンは、表示領域内の等間隔の位置にある複数の行における点滅タイミングを表している。表示領域先頭行は図１３の一番上に示すＴＳ信号と同じ発光パターンである。それより一定間隔の各行はその間隔の走査時間だけ発光開始が遅れていく。

図１３の最下段の破線で示す非表示領域とは、垂直ブランキング期間中の仮想的な走査点滅信号を表すもので、このタイミングで実際に走査され発光する行は存在しない。

ΣＩは、各タイミングにおける各行で発光している発光素子に流れる電流の和、つまり表示領域に流れる総電流量（ΣＩとする。）を表している。

図１３のようにΣＩは時間により変動する。以下ΣＩの変動について詳しく説明する。

図１６は発光領域が表示領域の上から下へ移動していくときの点滅の時間変化と、ΣＩの時間変化、および輝度分布を示す。図１３では１フィールド期間内の発光が１回であるが、図１６では１フィールド期間内に２回の発光がある場合を示した。

１０１のパターンは横方向が行走査方向（表示領域の縦方向）の位置を、縦方向が時間を表している。白色部は発光を意味し、黒色部は非発光を意味する。図１３のＴＳ信号は１０１の左端の白黒パターンに該当する。

発光パターン１０１の右に総電流ΣＩの時間変化１０２を示してある。縦軸は時間で、表示領域の発光パターン１０１における時間と一致している。ΣＩは大きな値になる期間１０５と小さな値をとる期間１０６とを交互に繰り返す。１０３は垂直ブランキング期間である。

表示領域先頭行（１０１の左端）が点灯から消灯に転じた後しばらくは、表示領域内の縦方向（１０１の横軸）に沿って点灯行の数と消灯行の数が一定であり、ΣＩも一定の値をとる。この期間１０５中は、表示領域の上から下へ点灯行の帯が２つ移動している。点灯行数は消灯行数よりも多く、その差は垂直ブランキング期間中の仮想走査本数に等しい。

その後、表示領域の先頭行が消灯のまま、最終行が消灯から点灯に転じると、それ以後は点灯行の数が減り消灯行の数が増えていく。このためΣＩは減少する。点灯行の減少と消灯行の増加は時間とともに一定の割合での変化であるから、ΣＩは時間に対して線形の変化を示す。

先頭行が点灯期間に入ると、点灯行と消灯行の数は再び一定になる。この期間１０６は、表示領域の上から下へ消灯行の帯が２つ移動する期間なので、１０５の期間に比べて点灯行の数が少なく消灯行の数が多い。（その差はやはり垂直ブランキング期間中の仮想走査本数に等しい。）したがってΣＩの値は１０５の期間より小さい。

その後、表示領域の先頭行が点灯を維持する一方、最終行が消灯に転じると、それ以後は点灯行の数が増え消灯行の数が減っていく。このためΣＩは増加する。

以上がΣＩの時間変動の１サイクルである。このように、垂直ブランキング期間が存在すると、表示領域内の点灯行と消灯行の差が変化する。これがΣＩの変動の原因である。

電源には装置固有の電源インピーダンスが存在するため、ΣＩが変動すると、電源インピーダンスとΣＩの積に応じて、電源電圧が降下し電源変動となる。

電源電圧が降下すると、輝度の変化を引き起こす。その原因の１つは、駆動トランジスタの電流電圧特性である。図１４は駆動ＴＦＴ（Thin Film Transistor）のＶｄｓ−Ｉｄｓ特性である。発光素子の駆動にＴＦＴの飽和領域を用いていた場合、アーリー特性により電圧降下が電流減少を引き起こす。その結果、自発光素子への流入電流が減少し輝度低下を引き起こす。

輝度変化のもう1つの原因は自発光素子の電流電圧特性である。図１５は、代表的な有機ＥＬ素子の電圧−電流特性である。有機ＥＬ等の発光素子への印加電圧が減少すると、電流も減少し、輝度の低下を引き起こす。

画素回路の構成によっては、電源が降下すると、自発光素子への流入電流が増加して輝度上昇を引き起こす場合もあるが、以下では電源降下に伴い輝度が減少する回路構成の場合を考える。

図１６の発光パターン１０１の下は、輝度変化が表示装置上でどのように見えるかを表した図である。

１０５の期間は総電流量が多く、電源が降下しているため、この期間に発光している位置の輝度は低下している。また、１０６の期間は総電流量が少なく、電源が降下していないため、この期間に発光している位置の輝度は他の位置に比べて明るい。これら輝度の変動をフィールド期間で積分した結果が１０４である。発光パターンによるΣＩの時間変動と発光パターンの移動が同期しているために、行走査方向の特定の位置で輝度が低下し、表示画面上に位置が固定された明暗の模様となって見える。このような輝度の不均一性は画質低下を引き起こす。

この輝度変化の大きさは、電源インピーダンスの大きさ、画素回路の電圧降下に対する感度、ＴＦＴの特性の影響、自発光素子の効率など複数の要因が積算されて決まる。

図１７は図１６の発光パターンでのΣＩと各位置（１）−（４）の発光輝度の時間変化を示したものである。すなわち、図１７は、発光制御信号ＴＳ、発光タイミングに依存した表示領域内に流れ込む総電流量ΣＩ、表示領域内のある行の位置（１）〜（４）の発光タイミングとその時の輝度、それぞれの時間変化を示す。発光タイミングと輝度については、Ｌｏｗ側が消灯、Ｈｉ側が発光を、中間はやや暗めに発光している事を意味し、斜め線は徐々に輝度が変化していく様子をイメージした説明図である。

位置（１）は表示領域先頭行の発光の様子を表しており、ＴＳ信号とほぼ同じ発光パターンである。（２）〜（４）はそれぞれ、（１）から表示領域の縦方向に１／４ずつ下にシフトした位置での発光の様子であり、行走査により行がシフトしていくと、その時間だけＴＳ信号の発光開始が遅れていき、図のように発光タイミングが行により変化していく。ΣＩの変動に着目すると、図１６のΣＩの小さい期間１０６は図１７の期間Ｐ１、Ｐ２，Ｐ１‘，Ｐ２’に相当する。

位置（１）はフィールド期間開始直後から発光が始まっており、図１６に示すように、その発光期間の前半（Ｐ１の期間）はΣＩが小さく一定で電源電圧が高く保たれている期間であるため、高い輝度で発光している。しかし、途中からΣIの増加に伴い、電源電圧が降下するため、発光輝度も減少していく。２回目の発光も同様の発光パターンで発光している。

位置（２）ではΣIが高い位置で発光開始するので、やや低い輝度で発光する。その後、ΣＩの下降に伴い若干輝度が上昇する。２回目の発光も同様の発光パターンで発光している。

位置（３）と位置（４）も発光開始のタイミングがそれぞれ位置（１）と位置（２）に対して１／２フィールド期間遅れているが、発光パターンは全く同じになっている。

位置（２）や位置（４）は、ΣIが上昇している変動と、発光期間が同期してしまい、明るく発光する期間がほとんどなくなっている。その結果、ある時間（例えば１フィールド期間）で積分された各行での発光量に大きな差が発生し、図１６の１０４のように表示領域内で行方向に輝度変化が発生し、画質の低下を引き起こしている。

本発明は、周期的な点滅駆動を行う表示装置に関し、電源変動により引き起こされる画質の低下を抑制した良好な表示を行う表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。

本明細書において、「発光周期」とは１回の点灯期間と１回の消灯期間とからなる連続した１つの期間をいう。１つの発光周期における点灯と消灯の期間の長さは必ずしも同じでなくてもよい。１つの発光周期における点灯期間の割合を点灯デューティという。

また、本明細書において「発光パターン」とは、1フィールド期間をいくつかの区間に分割して交互に発光と消灯を切り替えるときの、区間分割の仕方および切換えタイミングをいう。この場合の発光期間と消灯期間は、各画素の表示信号に依存するものではなく、行単位で制御される発光可能な区間と発光が禁止される区間とである。1フィールドを半分に区切り、前半を点灯、後半を消灯とする、などが発光パターンである。

本発明の第１の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第２の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンと第３の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第３の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、ランダムな発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第４の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
少なくとも１つの発光期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光期間を他の発光期間と異ならせることを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第５の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、少なくとも１つの消灯期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの消灯期間を他の消灯期間と異ならせることを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第６の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、少なくとも１つの発光周期を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の１／４から３／４の間の周期とすることを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第７の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、少なくとも１つの発光周期を除き、１つの所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の２倍の周期とすることを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明の第８の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第９の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンと第３の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第１０の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、ランダムな発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第１１の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、少なくとも１つの発光期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光期間を他の発光期間と異ならせる手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第１２の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、少なくとも１つの消灯期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの消灯期間を他の消灯期間と異ならせる手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第１３の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、少なくとも１つの発光周期を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の１／４から３／４の間の周期とする手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明の第１４の観点によれば、走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、少なくとも１つの発光周期を除き、１つの所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の２倍の周期とする手段を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明では、デューティ駆動を行いながら、フリッカを抑えるために、点滅駆動を行う表示装置に関し、発光周期と電源変動周期の位相をずらした発光期間と発光開始タイミングを決める。その結果、自発光素子が、電源が降下したタイミングでのみ発光したり、電源が高い状態でのみ発光したりすることを抑制することができる。つまり、フィールド期間内で、電源が降下したタイミングと降下していないタイミングで発光することになり、表示領域内の輝度均一性が向上するため、良好な表示を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態について、実施例１〜実施例５において図面を参照して具体的に説明する。本形態は、ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置に適用され、点滅駆動を行いながら、良好な表示が得られる駆動方法である。なお、各実施例において、ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置を例に挙げて説明するが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、自発光素子の発光を制御しうる装置であれば、好ましく適用される。また、本発明による表示装置においては、発光素子であるＥＬ素子の発光強度は画像信号によって決定される。

図１は、本実施例による表示装置の全体構成を示す。

図１において、画像表示部には、ＲＧＢ原色数のＥＬ素子と、このＥＬ素子に入力される電流を制御するためのＴＦＴから構成される画素回路２（図２参照）とが画素１を構成してｍ行×ｎ列の２次元状に配列されている。ここでｍ、ｎは自然数とする。表示領域の周辺には行制御回路３、及び列制御回路４を備えている。行制御回路３の各出力端子からは走査信号Ｐ１（１）〜Ｐ１（ｍ）、と発光期間制御信号Ｐ２（１）〜Ｐ２（ｍ）が出力される。走査信号は走査線５を介して各行の画素回路２に入力される。発光期間制御信号は発光期間制御線６を介して各行の画素回路２に入力される。列制御回路４には映像信号が入力され、各出力端子から階調表示データである電圧信号Vｄａｔａが出力される。階調表示データである電圧信号Vｄａｔａはデータ線７を介して各列の画素回路に入力される。

図２は、本実施例のＥＬ素子を含む画素回路２の構成例を示す。

図２において、Ｐ１が走査信号であり、Ｐ２は発光期間制御信号である。データ信号として階調表示データである電圧信号Vｄａｔａが入力される。ＥＬ素子の陽極（アノード）はＴＦＴ（Ｍ３）のドレイン端子に接続されており、陰極（カソード）は接地電位ＣＧＮＤに接続されている。Ｍ２、M３がＰ型ＴＦＴであり、Ｍ１がＮ型ＴＦＴである。

図３は、画素回路２の駆動方法を説明するタイミングチャートである。

図３において、V（ｉ−１）、V（ｉ）、V（ｉ＋１）は、フィールド単位におけるi−１行（１行前）、ｉ行（対象行）、ｉ＋１行（１行後）の対象列の画素回路２に入力される電圧データVｄａｔａを示す。

まず、時刻ｔ０前の時点では、対象行の画素回路２には、走査信号Ｐ１にはＬｏｗレベルの信号が、発光期間制御信号Ｐ２にはＨｉｇｈレベルの信号が入力され、トランジスタＭ１がＯＦＦ、Ｍ３がＯＦＦの状態である。この状態では、対象行であるｍ行の画素回路２には、１行前の階調表示データである電圧信号Vｄａｔａに対応するV（ｉ−１）は入力されない。

次いで、時刻ｔ０では、Ｐ１にはＨｉｇｈレベルの信号が、Ｐ２にはＨｉｇｈレベルの信号が入力され、トランジスタＭ１がＯＮ、Ｍ３はＯＦＦとなる。この状態で、ｍ行の画素回路２に該当行の階調表示データである電圧信号Ｖｄａｔａに対応するＶ（ｉ）が入力される。入力されたＶｄａｔａの電圧が、Ｍ２のゲート端子と電源電位ＶＣＣの間に配置された容量Ｃ１に充電される。

次いで、時刻ｔ１では、Ｐ１にＬｏｗレベルの信号が入力され、Ｐ２にＬｏｗレベルの信号が入力され、Ｍ１がＯＦＦ、Ｍ３がＯＮの状態となる。この状態では、Ｍ３が導通状態であるため、Ｃ１に充電された電圧により、Ｍ２の電流駆動能力に応じた電流がＥＬ素子に供給される。これにより、供給された電流に応じた階調の輝度でＥＬ素子が図３（ｄ）のようなパターンで発光する。

次いで、時刻ｔ２では、Ｐ２にＨｉｇｈレベルの信号が入力され、Ｍ３がＯＦＦとなり、ＥＬ素子への電流の供給が止まって非発光状態となる。Ｐ２がＬｏｗレベルの期間とＬｏｗレベルになる時刻を変化させることで発光期間を制御する。

次いで、時刻ｔ３では、Ｐ２にＬｏｗレベルの信号が入力され、Ｍ３がＯＮとなり、ＥＬ素子への電流が供給され、発光状態となる。このＰ２がＨｉｇｈレベルの期間を変化させることで非発光期間を制御する。

時刻ｔ０から時刻ｔ１までのＰ１がＨｉｇｈレベル信号の期間が１行の走査に係る時間でこれを１走査期間という。また、時刻ｔ１から時刻ｔ３までで指定される、Ｐ２がＬｏｗレベルの期間とＨｉｇｈレベルの期間の連続した１組の和の期間が発光周期である。

本実施例においては画素回路として、図２の構成を一例に挙げたが、これに限るものではない。

図４は、本発明における表示装置の駆動方法を説明するタイミングチャートの例である。

図４において、Ｐ１（１）〜Ｐ１（ｍ）は、第１行〜第ｍ行にそれぞれ対応する走査信号Ｐ１を示している。Ｐ２（１）〜Ｐ２（ｍ）は第１行〜第ｍ行にそれぞれ対応する発光期間制御信号Ｐ２を示している。

行走査期間では、第１行、第２行、第３行、・・・、第ｍ行の走査信号Ｐ１（１）、Ｐ１（２）、Ｐ１（３）、・・・、Ｐ１（ｍ）を順次、１走査期間づつ、Ｈｉｇｈレベルにしている。このＨｉｇｈレベル期間で画素回路２に階調表示データである電圧信号Vｄａｔａが入力される。

発光期間制御信号Ｐ２は、階調表示データである電圧信号Vｄａｔａが入力された後、Ｌｏｗレベル期間となり発光状態となる。その後、Ｈｉｇｈレベル期間となり、非発光状態となる。１つの発光期間と非発光期間の和が発光周期であり、フィールド期間中、発光・非発光を繰り返す。

図４の例では、発光周期Ａ（第１の発光周期）という長さの発光周期が１回または複数回繰り返された後、フィールド期間の最後の発光周期は他よりも短く、発光周期Ｂ（第２の発光周期）という期間になるように設定されている。

すなわち本実施例はフィールド期間が長さの異なる複数の発光周期からなることを特徴としている。

図５は本実施例の１つとして、フィールド期間内に発光周期Ａとそれよりも短い発光周期Ｂがそれぞれ１回ずつある場合の様子を示したものである。すなわち、図５は、発光制御信号ＴＳ、表示領域内に流れ込む総電流量ΣIを示す。更に、図５は、表示領域内のある行の位置（１）〜（４）の発光タイミングとその時の輝度、それぞれの時間変化を示す。

位置（１）は表示領域先頭行の発光の様子を表しており、ＴＳ信号と同じ発光パターンである。（２）〜（４）はそれぞれ、m／４行下にシフトした位置での発光の様子であり、行走査により行がシフトしていくと、その時間だけＴＳ信号の発光開始が遅れていき、図５のように発光タイミングが行により変化していく。

位置（１）はフィールド期間開始直後から発光が始まっており、ΣIがＱ１の期間は電源変動が小さい期間であるため、高い輝度で発光している。しかし、途中からΣIの増加に伴い、電源が降下するため、発光輝度も減少していく。その後消灯期間を経て、発光周期Bでも発光期間は短いが、同様の発光パターンで発光している。位置（２）ではＱ１期間の終盤から発光が始まり高い輝度で発光しているが、ΣIの上昇に伴い、すぐに輝度が減少し、ΣIが高い位置で安定すると、やや低い輝度で安定して発光する。そして、発光周期Bのパルスに相当する２回目の発光はほとんどが次のフィールドのＱ１’期間での発光となり、明るく発光している。位置（３）（４）もΣIの変動に合わせて輝度が変化しながら発光している。

発光周期が等しい駆動方法では、図１７の位置（２）や位置（４）のように、特定の位置で、ΣIが大きな値をとる期間と発光期間とが一致し、位置（１）や位置（３）のように、別の特定の位置で、ΣIが小さい値をとる期間と発光期間とが一致し、それらのあいだに大きな輝度差が出来てしまう。発光周期の長さを変えることにより、ΣIの変動と発光パターンの位相をずらして同期させずに駆動しているため、どの行でも少なくともある程度の期間は明るく発光する期間を存在させることが可能となる。その結果、ある時間（例えば１フィールド期間）で積分された各行での発光量の差を抑え、表示領域内での輝度変化を抑えることが可能となり、良好な画質が得られる。

図６は位置（１）〜（４）を含む表示領域内の行方向の輝度変化を図示したものである。１０が本実施例の輝度変動であり、１１は図１３の発光周期が等しい場合の輝度変動である。図６より本実施例では輝度の変動が抑えられていることがわかる。

本実施例においては、図１の構成による表示装置を例示したが、これに限らず、図４又は図５のように、フィールド期間内に発光周期の長さが異なるものが存在する駆動方法を実施できる構成であればよい。

また、図５ではデューティ比がほぼ５０%の例が図示されているが、フィールド期間内に発光周期の長さが異なるものが存在すれば、各発光周期内の発光期間の割合（デューティ比）はどんな比率でも構わない。

また、各発光周期のデューティ比が同一であれば、発光周期を変更しても発光期間の和が保たれるために、輝度がほとんど変わらない。そのため、デューティ比の設定により容易に階調以外の輝度変更が可能であり、より好ましい。しかし、ロジック回路で本実施例を実現する場合、デューティ比より計算された発光期間のカウント値が整数にならない場合など、発光期間のカウント値が整数になるように発光期間を調整する必要がある。従って、完全に同一のデューティ比でなくても上記の利便性を損なうものではない。

以上のように、本実施例によれば、フィールド期間内において発光周期の長さが異なるものが存在するように、発光制御信号を設けている。したがって、各行での発光タイミングがΣIと同期することを抑え、ほとんどの発光期間で低い輝度でしか発光しない行を減少させることが可能となる。つまり、表示領域内のほとんどの行に明るい輝度で光るタイミングを分散することが可能となる。こうして、各行での輝度差を抑え、表示領域内の輝度変化を抑制して良好な表示を得ることが可能となる。

本実施例における表示装置の全体構成は図１と同様であり、画素回路２及びその駆動方法も図２、図３と同様であるため、その説明及び図を省略する。

図７は、本発明における表示装置の他の駆動方法の例を説明するタイミングチャートである。

図７において、Ｐ１（１）〜Ｐ１（ｍ）は、第１行〜第ｍ行にそれぞれ対応する走査信号Ｐ１を示している。Ｐ２（１）〜Ｐ２（ｍ）は第１行〜第ｍ行にそれぞれ対応する発光期間制御信号Ｐ２を示している。図４のタイミングチャートで説明した駆動方法と異なるのは、発光期間制御信号Ｐ２の波形である。

本実施例における発光期間制御信号Ｐ２は、少なくとも１つの発光期間を他の発光期間と異ならせた発光パターンで駆動させる波形に設定している。又は、発光期間制御信号Ｐ２は、少なくとも１つの消灯を他の消灯期間と異ならせた発光パターンで駆動させる波形に設定している。

図７では、その１例として、発光周期ＡとＡ’の長さは等しく、フィールド期間内の発光周期Ａ’の発光期間を他よりも長く設定した波形である。他の例として、発光周期ＡとＡ’の長さが異なっていても構わない。

また、本実施例における他の例として、発光期間制御信号Ｐ２の他のパターンの例を図８に図示する。図８（Ａ）は従来の駆動方法である、周期的な発光パターンとなる波形である。

これに対して、図８（Ｂ）は、発光期間２の発光開始のタイミングを維持して発光終了タイミングを図の斜線の範囲で可変し、発光期間の長さを変化した波形の例である。発光期間２の長さは非発光期間２がなくならない範囲で長さを変えても構わない。図８（Ｃ）は第２の発光開始タイミングと発光終了タイミングの両方を図の斜線の範囲で可変し、発光期間の長さをかえた波形の例である。図８（Ｄ）は第２の消灯開始のタイミングを維持して発光開始タイミングを図の斜線の範囲で可変し、第１の消灯期間の長さを変化した波形である。消灯期間１の長さは発光期間２がなくならない範囲で長さを変えても構わない。図８（Ｅ）は第１の発光期間の終了タイミングと第２の発光期間の開始タイミングの両方を図の斜線の範囲で可変し、第１の消灯期間の長さを変えた波形の例である。

図８では発光期間がフィールド期間内に２回しかない例を図示したが、発光期間と消灯期間はＮ回（Ｎは自然数）でも構わない。また、長さやタイミングを変化させる発光期間や消灯期間はフィールド期間中のどの発光期間や消灯期間でもよく、最大でＮ−１個の発光期間の長さやタイミングを個別に変化させても構わない。また、最大でＮ−１個の消灯期間の長さやタイミングを個別に変化させても構わない。また、最大でＮ−１個の発光期間と、最大でＮ−１個の消灯期間の長さやタイミングを個別に変化させても構わない。

また、発光期間や消灯期間の長さを変化させると、発光時間が変化した分だけ輝度も変化してしまう。そのため、本実施例の駆動法を用いて所望のデューティ比で発光させる場合は、所望のデューティ比に対応する発光期間制御信号のパターンを予め記憶素子等に記録しておき、発光時にデューティ比に応じたパターンを利用して発光期間制御信号を出力してもよい。

以上のように、本実施例によれば、発光期間制御信号Ｐ２が、少なくとも１つの発光期間又は少なくとも１つの消灯期間のうち、少なくとも１つがそれぞれの他の期間と異ならせた発光パターンで駆動させる波形に設定する。これにより、ΣＩの時間変化つまり、電源変動と発光パターンの同期を抑えることができる。また、明るく発光するタイミングを表示領域内の各行に分散させることができる。したがって、各行間の輝度差を抑え、良好な表示を得ることが可能となる。

本実施例における表示装置の全体構成は図１と同様であり、画素回路２及びその駆動方法も図２、図３と同様であり、駆動方法を説明するタイミングチャートの例も図４と同様であるため、その説明及び図を省略する。

図９は、フィールド期間内に複数の発光周期があり、デューティ比を維持したまま、そのうち１つの発光周期（発光周期Ｃ）を（Ａ）〜（Ｅ）は短く、逆に（Ｆ）は長く変化させた発光期間制御信号Ｐ２の波形である。発光周期Ｃの長さを変化させた分、他の発光周期の長さが変化している。図９（Ａ）は発光周期が全て等しい。図９（Ｃ）は発光周期Ｃが他の発光周期のほぼ１／２の長さである。図９（Ｅ）は発光周期Ｃがなく、他の発光周期が全て等しい。図９（Ｆ）は発光周期Ｃが他の発光周期のほぼ２倍の長さである。

図１０は図９の駆動を行った時の表示領域の面内輝度差を計算しグラフ化したものである。発光周期Ｃの長さを横軸、その時の表示領域の面内輝度差が縦軸である。発光周期Ｃの長さを変化させてプロットし、図１０の（Ａ）〜（Ｆ）は図９（Ａ）〜（Ｆ）の波形で駆動した場合に対応している。駆動パターンにより面内輝度差が異なっていることがわかる。

図１０のように、面内輝度差を抑えるためには、図９（Ａ）や（Ｅ）のようにフィールド期間内の発光周期が全て等しい駆動ではなく、他の発光周期に比べて長さが異なる発光周期が存在していればよい。

また、図９（Ｃ）や図９（Ｆ）にあるように、フィールド期間内に少なくとも１つの発光周期が、他の発光周期のだいたい２倍に近いものが存在していると、他の駆動パターンより面内輝度差を抑えることが出来、好ましい。

しかし、本発明は、１つの発光周期が、他の発光周期の正確に２倍である必要はない。発光周期が全て等しい駆動の（Ｅ）や（Ａ）の面内輝度差に対して、面内輝度差をより小さくすることが本発明の趣旨である。

そのためには面内輝度差が、（Ａ）と（Ｃ）、又は、（Ｅ）と（Ｃ）、又は（Ａ）と（Ｆ）の中間レベル以下に抑えることが出来れば本発明の効果を十分に得ることが可能である。図１０のシミュレーション結果より、（Ａ）と（Ｃ）との関係からその中間値である（Ｂ）よりも低く、また、（Ｅ）と（Ｃ）との関係からその中間値である（Ｄ）よりも低い、そのような発光周期の設定方法は、次のように表現される。

フィールド期間内の少なくとも１つの発光周期Ａと少なくとも１つの発光周期Ｂがあった場合に、
発光周期Ａ × １／４ ≦ 発光周期Ｂ ≦ 発光周期Ａ × ３／４
この関係を満たす発光周期を持つ発光期間制御信号で駆動すれば、面内輝度差を抑えることが出来、良好な表示を得ることが可能である。

以上のように、本実施例によれば、ある発光周期が他の発光周期に比べて長さが異なっていれば本発明の効果を十分に得ることができる。また、１つの発光周期が、他の発光周期のおおよそ２倍に近いとより好ましい本発明の効果が得られ、発光領域内の輝度差を抑制し良好な表示を得ることが可能となる。

本実施例における表示装置の全体構成は図１と同様であり、画素回路２及びその駆動方法も図２、図３と同様であり、駆動方法を説明するタイミングチャートの例も図４と同様であるため、その説明及び図を省略する。

図１１（Ａ）、（Ｂ）は、図８（Ａ）、（Ｃ）と同じである。（Ｇ）、（Ｈ）はデューティ比を維持したまま、フィールド期間内に複数の発光周期があり、発光周期を変化させた発光期間制御信号Ｐ２の波形の１例である。（Ｇ）は３種類の発光周期（第１の発光周期、第２の発光周期及び第３の発光周期）がある。

本実施例は複数の発光周期を変化させた駆動方法の１例である。

図１２の（Ａ）〜（Ｆ）は図９の（Ａ）〜（Ｆ）の波形で駆動した場合と同じ位置を指している。図１２（Ｇ）、（Ｈ）にとっては横軸に意味はなく、（Ａ）〜（Ｆ）と比較のために同じグラフ上にプロットしてある。図１２（Ｇ）と（Ｈ）は図のように（Ａ）〜（Ｆ）よりも面内輝度差が小さい。（Ａ）〜（Ｆ）はフィールド期間内の複数の発光周期のうち１つしか発光周期を変化させていなかったが、（Ｇ）と（Ｈ）はより多くの発光周期の長さを変化させ、面内輝度差が小さくなるように発光期間制御信号Ｐ２を設定している。

Ｍ系列のようなランダムなパターンの波形で各走査線の発光素子を駆動してもよい。

以上のように、本実施例によれば、ある発光周期が他の発光周期に比べて長さが異なっており、発光周期の長さを変えたものが複数あっても、より好ましい本発明の効果が得られ、発光領域内の輝度差を抑制し良好な表示を得ることが可能となる。

本実施例は、上述した各実施例を電子機器に用いた例である。

図１８は、本実施例のデジタルスチルカメラシステムの一例のブロック図である。図中、５０はデジタルスチルカメラシステム、５１は撮影部、５２は映像信号処理回路、５３は表示パネル、５４はメモリ、５５はＣＰＵ、５６は操作部を示す。

図１８において、撮像部５１で撮影した映像又はメモリ５４に記録された映像を、映像信号処理回路５２で信号処理し、表示パネル５３で見ることができる。ＣＰＵ５５では、操作部５６からの入力によって、撮影部５１、メモリ５４、映像信号処理回路５２などを制御して、状況に適した撮影、記録、再生、表示を行う。また、表示パネル５３は、この他にも各種電子機器の表示部として利用できる。

本発明は、自発光型素子をマトリクス状に配置した表示装置及びその駆動方法に関する。特に点滅駆動するＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子等の自発光型素子と、発光期間を任意に制御する電気回路とを用いて表示を行うアクティブマトリクス型表示装置、及びこれらの駆動方法に適用される。

この表示装置を用いて、例えば情報表示装置を構成できる。この情報表示装置は、例えば携帯電話、携帯コンピュータ、スチルカメラ若しくはビデオカメラのいずれかの形態をとる。若しくは、それらの各機能の複数を実現する装置である。情報表示装置は、情報入力部を備えている。例えば、携帯電話の場合には情報入力部は、アンテナを含んで構成される。ＰＤＡや携帯ＰＣの場合には、情報入力部は、ネットワークに対するインターフェース部を含んで構成される。スチルカメラやムービーカメラの場合には、情報入力部はＣＣＤやＣＭＯＳなどによるセンサ部を含んで構成される。

本発明に係る表示装置の一例を示す図である。 本発明に係る表示装置における画素回路の一例を示す図である。 図２に示す画素回路の動作を説明するタイミングチャートである。 図１に示す表示装置の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明に係る駆動方法の発光パターンと電源変動、輝度変化の一例を示す図である。 図５に示す駆動時の輝度変化の１例を示す図である。 図１に示す表示装置の動作の他の例を説明するタイミングチャートである。 図６のタイミングチャートに係る発光パターンの他の例を示す図である。 本発明に係る駆動方法の発光パターンの例を示す図である。 図９の駆動における本発明の効果の一例を示す図である。 本発明に係る駆動方法の発光パターンの例を示す図である。 図１１の駆動における本発明の効果の一例を示す図である。 従来の表示装置の駆動方法と電流量変動の一例を示す図である。 表示装置の画質に影響を与えるＴＦＴ特性を示す図である。 表示装置の画質に影響を与えるＥＬ特性を示す図である。 従来例の発光パターンと電源変動、輝度変化の一例を示す図である。 従来例の発光パターンと電源変動、輝度変化の一例を示す図である。 本発明に係る表示装置を用いたデジタルスチルカメラシステムの全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画素
２ 画素回路
３ 行制御回路
４ 列制御回路
５ 走査線
６ 発光期間制御線
７ データ線
１１ 従来駆動時の行走査方向位置の輝度変化
１２ 本発明の駆動時の行走査方向位置の輝度変化
５０ デジタルスチルカメラシステム
５１ 撮影部
５２ 映像信号処理回路
５３ 表示パネル
５４ メモリ
５５ ＣＰＵ
５６ 操作部
１０１ 発光パターン
１０２ 表示領域への総電流量変化
１０３ 垂直ブランキング期間
１０４ 行走査方向位置の輝度変化
１０５ 輝度が減少しているタイミング
１０６ 輝度が増加しているタイミング

Claims (14)

1. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法。
2. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンと第３の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法。
3. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   ランダムな発光パターンで各走査線の発光素子を駆動することを特徴とする駆動方法。
4. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   少なくとも１つの発光期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
   少なくとも１つの発光期間を他の発光期間と異ならせることを特徴とする駆動方法。
5. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   少なくとも１つの消灯期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
   少なくとも１つの消灯期間を他の消灯期間と異ならせることを特徴とする駆動方法。
6. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   少なくとも１つの発光周期を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
   少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の１／４から３／４の間の周期とすることを特徴とする駆動方法。
7. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置の駆動方法であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって決定され、
   少なくとも１つの発光周期を除き、１つの所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
   少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の２倍の周期とすることを特徴とする駆動方法。
8. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
   第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置。
9. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
   第１の発光周期の発光パターンと第２の発光周期の発光パターンと第３の発光周期の発光パターンを含む発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置。
10. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
    ランダムな発光パターンで各走査線の発光素子を駆動する手段を備えることを特徴とする表示装置。
11. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
    少なくとも１つの発光期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
    少なくとも１つの発光期間を他の発光期間と異ならせる手段を備えることを特徴とする表示装置。
12. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
    少なくとも１つの消灯期間を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
    少なくとも１つの消灯期間を他の消灯期間と異ならせる手段を備えることを特徴とする表示装置。
13. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
    少なくとも１つの発光周期を除き、所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
    少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の１／４から３／４の間の周期とする手段を備えることを特徴とする表示装置。
14. 走査線の順に時間をずらしながら発光素子が発光する表示装置であって、前記発光素子の発光強度が画像信号によって制御され、
    少なくとも１つの発光周期を除き、１つの所定の周期の発光パターンで各走査線の発光素子を駆動し、
    少なくとも１つの発光周期を他の発光周期の２倍の周期とする手段を備えることを特徴とする表示装置。