JP2009271493A - 有機電界発光表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】消費電力を低減し、画質のクオリティ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。
【解決手段】映像を表現する複数の画素を含む画素部と、n番目のフレームに入力される映像信号が、n−1番目のフレームと同じ映像信号及びn−1番目のフレームと異なる映像信号を含み、n−1番目のフレームと異なる映像信号が書き込まれるフレームメモリと、n−1番目のフレームと同じ映像信号を格納する格納ブロックと、n−1番目のフレームと異なる映像信号を合算し、格納ブロックに格納されている映像信号を合算してフレームデータを生成する輝度制御部と、画素部に走査信号及びフレームデータの大きさに応じてパルス幅が調整される発光制御信号を伝達する走査駆動部と、フレームメモリに格納された映像信号を用いて複数のデータ信号を生成した後、画素部に伝達するデータ駆動部と、を備える有機電界発光表示装置及びその駆動方法を提供する。
【選択図】図2

Description

本発明は、有機電界発光表示装置及びその駆動方法に関し、より詳細には、発光面積に応じて輝度を制限し、輝度の変化量を発光面積に応じて異ならせる有機電界発光表示装置及びその駆動方法を提供するものである。
近年、陰極線管の短所である重量及び体積を減少させることのできる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置には、液晶表示装置、電界放出表示装置、プラズマ表示パネル、有機電界発光表示装置などがある。
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、電子と正孔との再結合により光を発生する有機発光ダイオードを用いて画像を表示する。
このような有機電界発光表示装置は、優れた色再現性や薄肉さなどの様々な利点から、応用分野において、携帯電話用以外にも、PDA、MP3プレーヤーなどへ市場が大きく拡大している。
有機電界発光表示装置に用いられる有機発光ダイオードは、アノード電極、カソード電極、及びアノード電極とカソード電極との間に形成される発光層を含む。 そして、アノード電極からカソード電極方向に電流が流れると、発光層で光を発光し、電流量の変化に応じて発光する光の量が異なって輝度を表現することになる。
図1は、従来技術に係る有機電界発光表示装置の構造図である。同図に示すように、従来技術に係る有機電界発光表示装置は、画素部10と、データ駆動部20と、走査駆動部30と、電源供給部40とを備える。
画素部10は、複数の画素11が配列され、各画素11に有機発光ダイオード(図示せず)が接続される。そして、行方向に形成され、走査信号を伝達するn本の走査線S1,S2,...Sn−1,Snと、列方向に形成され、データ信号を伝達するm本のデータ線D1,D2,...Dm−1,Dmと、第1電源ELVDDを伝達するm本の第1電源供給線(図示せず)と、第1電源ELVDDより低い電位の第2電源ELVSSを伝達するm本の第2電源供給線(図示せず)とが配列される。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により有機発光ダイオード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あり、データ駆動部20は、画素部10のデータ線D1,D2,...Dm−1,Dmに接続され、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あり、走査駆動部30は、走査線S1,S2,...Sn−1,Snに接続され、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ことになり、全ての行が順次選択されると、1つのフレームが完成する。
電源供給部40は、画素部10に、第1電源ELVDDと、第1電源ELVDDより低い電位の第2電源ELVSSとを伝達し、第1電源ELVDDと第2電源ELVSSとの電圧差により、各画素10においてデータ信号に対応する電流が流れるようにする。
このように構成される有機電界発光表示装置は、高輝度を表現する場合、画素部10に多くの電流が流れ、低輝度を表現する場合は、画素部10に少ない電流が流れる。このとき、高輝度を表現するために画素部10に多くの電流が流れた場合は、電源供給部40に大きな負荷がかかってしまうことから、電源供給部40が高出力を有することが要求される問題があった。
日本特許公開第2003−228328号 日本特許公開第1999−338419号 日本特許公開第1996−298630号
そこで、本発明の目的は、消費電力を低減し、画質のクオリティ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。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様は、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を受信して映像を表現する複数の画素を含む画素部と、n番目のフレームに入力される映像信号が、n−1番目のフレームと同じ映像信号及びn−1番目のフレームと異なる映像信号を含み、前記n−1番目のフレームと異なる映像信号が書き込まれるフレームメモリと、前記n−1番目のフレームと同じ映像信号を格納する格納ブロックと、前記n−1番目のフレームと異なる映像信号を合算し、前記格納ブロックに格納されている映像信号を合算してフレームデータを生成する輝度制御部と、前記画素部に前記走査信号及びフレームデータの大きさに応じてパルス幅が調整される前記発光制御信号を伝達する走査駆動部と、前記フレームメモリに格納された映像信号を用いて前記複数のデータ信号を生成した後、前記画素部に伝達するデータ駆動部と、を備える有機電界発光表示装置を提供する。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様は、データ信号、走査信号、及び発光制御信号に対応して画像を表現する画素部を備える有機電界発光表示装置の駆動方法において、n番目のフレームにおいて表現される映像信号のうち、n−1番目のフレームと同じ映像信号を格納するステップと、前記n番目のフレームにおいて表現される映像信号のうち、n−1番目のフレームと同じ映像信号を合算して第1フレームデータを生成するステップと、前記n番目のフレームのうち、前記n−1番目のフレームと異なる映像信号を合算して第2フレームデータを生成するステップと、前記第1フレームデータと前記第2フレームデータとを合算した後、合算した結果に対応して前記発光制御信号のパルス幅を調整するステップと、を含む有機電界発光表示装置の駆動方法を提供する。
本発明に係る有機電界発光表示装置によれば、消費電力を低減することができ、画質を改善することができる。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図2は、本発明に係る有機電界発光表示装置の構造図である。同図に示すように、有機電界発光表示装置は、画素部100と、輝度制御部200と、フレームメモリ300と、データ駆動部400と、走査駆動部500と、電源供給部600とを備える。
画素部100は、複数の画素101が配列され、各画素101は、有機発光ダイオード(図示せず)を含む。そして、画素部100には、行方向に形成され、走査信号を伝達するn本の走査線S1,S2,...Sn−1,Sn及び発光制御信号を伝達するn本の発光制御信号線E1,E2,...En−1,Enと、列方向に形成され、データ信号を伝達するm本のデータ線D1,D2,...Dm−1,Dmと、画素に第1電源ELVDDを伝達する第1電源線(図示せず)と、画素に第2電源ELVSSを伝達する第2電源線(図示せず)とが配列される。
輝度制御部200は、輝度制御信号lcを出力して画像を表現する画素部100の輝度が一定水準を超えないように輝度を制限する。画素部100の輝度は、画素部100において高輝度で発光する画素101の数が多い場合、画素部100において高輝度で発光する画素101の数が少ない場合よりも輝度が高く表現される。例えば、画素部100がフルホワイトで発光する場合は、そうでない場合より高い輝度を有することになる。そのため、このように高輝度で発光する面積が大きい場合は、消費電力が大きいという問題があった。したがって、このような問題を解決するために一定程度輝度を低くして表現する。このとき、高輝度で発光する面積に応じて輝度を制限する範囲を異ならせることにより、高輝度で発光する画素101の数に応じて輝度を変化させる。
輝度制御部200は、1フレームに入力される映像信号RGB dataの和であるフレームデータの大きさを把握し、フレームデータの大きさが大きければ、高輝度で発光する画素101の数が多く、画素部100に流れる電流量が多いと判断する。そして、フレームデータの和が小さければ、高輝度で発光する画素101の数が少なく、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、フレームデータ信号の大きさに対応して輝度を制限させる輝度制御信号lcを出力する。
輝度制御部200により画素部100の輝度が制限されると、画素部100に流れる電流量が制限され、高出力の電源供給部600を必要としない。そして、画素部100の輝度が制限されていない場合は、発光する画素101の発光時間が長く維持されて輝度が高くなり、これにより、発光する画素101と発光しない画素101との明暗比が大きくなる。したがって、画素部100の明暗比が向上する。
このとき、画素部100に流れる電流量を減少させる方法として、画素101が発光する時間を短縮すると、電流が供給される時間が短縮し、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整するため、発光制御信号線E1,E2,...En−1,Enを介して伝達される発光制御信号のパルス幅を調整する。発光制御信号のパルス幅に応じて画素部100が発光する時間が調整され、これにより、画素部100に流入する電流量が調整される。
フレームメモリ300は、1フレーム期間に該当する映像信号RGB dataを格納し、データ駆動部400にフレーム単位で映像信号RGB dataが伝達されるようにする。
データ駆動部400は、画素部100にデータ信号を印加する手段であり、映像信号RGB dataを受信してデータ信号を生成する。そして、データ駆動部400は、画素部100のデータ線D1,D2,...Dm−1,Dmに接続され、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500は、画素部100に走査信号及び発光制御信号を印加する手段であり、走査駆動部500は、走査線S1,S2,...Sn−1,Sn及び発光制御信号線E1,E2,...En−1,Enに接続され、走査信号及び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101には、データ駆動部400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101は、発光制御信号に応じて発光する。
走査駆動部500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得、走査駆動回路及び発光駆動回路は、1つの構成部分に備えられていてもよく、別の構成部分に分離されていてもよい。
走査駆動部500により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400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する電流が有機発光ダイオードに伝達され、有機発光ダイオードの発光により映像が表示される。このとき、全ての行が順次選択されると、1つのフレームが完成する。
電源供給部600は、画素部100に第1電源ELVDDと第2電源ELVSSとを伝達し、第1電源ELVDDと第2電源ELVSSとの差により、各画素101においてデータ信号に対応する電流が流れるようにする。
図3a〜図3cは、図2の輝度制御部においてデータ信号を合算する過程を示す概念図である。図3aは、フレームごとにフレームメモリ300全体に格納される映像信号RGB dataが新たに書き込まれる場合に適用されることを示し、図3bは、フレームメモリ300の一部に映像信号RGB dataが新たに伝達される場合に適用される第1の例を示し、図3cは、フレームメモリの一部に映像信号RGB dataが新たに伝達される場合に適用される第2の例を示す。
図3aに示すように、輝度制御部200は、フレームメモリ300に伝達されて書き込まれる映像信号RGB dataを合算してフレームごとにフレームデータを生成する。この方法は、輝度制御部200が映像信号を合算してフレームデータを生成したとき、フレームごとに1フレームを構成する映像信号が全て入力される場合に適用可能である。
仮に、入力される映像信号RGB dataが1フレームの一部分に該当する場合、画面の一部にのみ異なる映像が入力され、残りの部分は同じ映像が表現された場合は、データ合算部において1フレームの映像信号を合算することができない問題がある。
図3bに示すように、n−1番目のフレームでは、1フレームに表現される全ての映像信号RGB dataがフレームメモリ300に伝達され、n番目のフレームでは、n−1番目のフレームと異なる部分に該当する映像信号がフレームメモリ300に入力される。同図では、n−1番目のフレームとn番目のフレームとで異なる部分のアドレスは、kからk+mに該当し、n−1番目のフレームとn番目のフレームとで同じ部分のアドレスは、1からk−1とk+m+1からpに該当する。
この場合、n番目のフレームの間には、kからk+mの間のアドレスに入力される映像信号がフレームメモリ300に伝達され、残りの領域は、n−1番目のフレームに該当する映像信号が伝達されたときに格納されて使用される。そして、n−1番目のフレームにおいてkからk+mの間のアドレスに格納されている映像信号を読み出した後、当該映像信号とn番目のフレームにおいてkからk+mの間のアドレスに書き込まれる映像信号を比較する。
そして、比較した値を用いてn番目のフレームのフレームデータを把握する。 すなわち、n−1番目のフレームのフレームデータを200、n−1番目のフレームにおいてkからk+mの間のアドレスに書き込まれている映像信号の和を100と仮定し、n番目のフレームにおいてkからk+mの間のアドレスに書き込まれる映像信号の和を90と仮定すると、n−1番目のフレームにおけるkからk+mの間のアドレスに書き込まれている映像信号の和と、n番目のフレームにおけるkからk+mの間のアドレスに書き込まれる映像信号の和との差は、10になる。すなわち、変更された部分の映像信号の和は、10だけの差が生じ、n番目のフレームデータは、n−1番目のフレームデータより10だけ小さいと判断し、n番目のフレームのフレームデータが190になると判断する。
したがって、1フレームに入力される映像信号がそのフレームの一部に該当する場合でも、フレームデータを把握することができる。
しかし、フレームデータを把握するためには、n−1番目のフレームにおけるkからk+mの間のアドレスに書き込まれている映像信号を読み出す時間と、n番目のフレームにおけるkからk+mの間のアドレスに書き込まれる映像信号を読み出す時間とが必要になる。すなわち、映像信号を読み出す時間を2回要するため、データ処理速度が遅くなる恐れがある。
図3cに示すように、フレームメモリ300のアドレス1からk−1とk+m+1からpに入力される映像信号は、n−1番目のフレームとn番目のフレームとで同じ映像信号が入力され、フレームメモリのアドレスkからk+mの間に入力される映像信号は異なる。そして、n−1番目のフレームの1からアドレスk−1とk+m+1からpに入力される映像信号は、エラー検出のために用いられるチェックサムブロック310に格納される。
そして、n番目のフレームは、フレームメモリ300のアドレスkからk+mの間に入力される映像信号のみを受信してフレームメモリ300に格納する。
このとき、輝度制御部200は、チェックサムブロック310に書き込まれている映像信号RGB dataを合算するとともに、フレームメモリ300に書き込まれるフレームメモリ300のアドレスkからk+mの間に入力される映像信号RGB dataを合算する。そして、合算された映像信号を用いてフレームデータを生成する。
したがって、図3bとは異なり、映像信号を2回読み出さずに済むことから、データ処理速度が遅くなることはない。
図4は、本発明に係る発光表示装置に採用した輝度制御部の一例を示す構造図である。同図に示すように、輝度制御部200は、データ合算部210と、ルックアップテーブル220と、輝度制御駆動部230とを備える。
データ合算部210は、フレームメモリ300に入力される映像信号RGB dataを合算したフレームデータに関する情報を抽出する。フレームデータは、1フレームに関する全てのビデオデータが合算されたものであり、フレームデータのデータ値が大きければ、高階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、高階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。そして、データ合算部210は、第1格納部211及び第2格納部212を備え、第1格納部211には、部分駆動において変化しない部分の映像信号を格納し、第2格納部212には、部分駆動において変化する部分の映像信号を格納する。また、データ合算部210は、第3格納部213を備えることにより、第1格納部211及び第2格納部212に格納されている映像信号RGB dataの和を格納してフレームデータを格納する。
ルックアップテーブル220は、第3格納部213に格納されているフレームデータの大きさに応じて指定された発光制御信号の発光期間の幅を格納する。ルックアップテーブル220に格納されている発光制御信号の発光期間は、フレームデータの大きさが大きければ、その長さは短く、フレームデータの大きさが小さければ、その長さは長く設定される。また、フレームデータの大きさが所定値以下であれば、発光期間は最も長く設定され、不要な輝度の制限を防止する。
輝度制御駆動部230は、ルックアップテーブル220に格納されている発光制御信号の発光期間の幅に対応する輝度制御信号lcを出力する。輝度制御信号lcは、走査駆動部500に入力され、走査駆動部500から出力される発光制御信号の発光期間の幅を制御する。したがって、走査駆動部500は、輝度制御信号に応じて発光期間の幅が決定される発光制御信号を出力する。このとき、走査駆動部500が走査駆動回路及び発光制御回路に区分された場合、輝度制御信号は発光制御回路に入力され、輝度制御信号lcに応じて発光制御信号を出力する。
図5は、本発明に係る有機電界発光表示装置に採用した画素の一例を示す回路図である。
同図に示すように、画素101は、有機発光ダイオードOLED、第1トランジスタM1、第2トランジスタM2、第3トランジスタM3、及びキャパシタCstを含む。そして、走査線Sn、発光制御線En、データ線Dm、及び電源線ELVDDが画素101に接続される。そして、走査線Sn及び発光制御線Enは、行方向に形成され、データ線Dm及び電源線ELVDDは、列方向に形成される。
第1トランジスタM1は、ソースが電源線ELVDDに接続され、ドレインが有機発光ダイオードOLEDに接続され、ゲートが第1ノードN1に接続される。そして、ゲートに入力される信号により有機発光ダイオードOLEDに発光のための電流を供給する。第1トランジスタM1のソースからドレインに流れる電流量は、第2トランジスタM2を介して第1ノードN1に伝達されるデータ信号により制御される。
第2トランジスタM2は、ソースがデータ線Dmに接続され、ドレインが第1ノードN1に接続され、ゲートが走査線Snに接続され、走査信号により選択的にデータ信号を第1ノードN1に伝達する。
キャパシタCstは、第1電極が第1トランジスタM1のソースに接続され、第2電極が第1ノードN1に接続され、データ信号により第1トランジスタM1のソース及びゲート間の電圧を維持する。
第3トランジスタM3は、ソースが第1トランジスタM1のドレインに接続され、ドレインが有機発光ダイオードOLEDに接続され、ゲートが発光制御線Enに接続される。したがって、発光制御線Enを介して伝達される発光制御信号に対応してオンオフが制御される。そして、第3トランジスタM3は、第1トランジスタM1で生成された電流を選択的に有機発光ダイオードOLEDに伝達する。
このような構成により、第2トランジスタM2のゲートに印加される走査信号により第2トランジスタM2がオン状態になると、キャパシタCstにデータ信号に対応する電圧が充電される。キャパシタCstに充電された電圧は、第1トランジスタM1のゲート電極に印加されるため、第1トランジスタM1は、データ信号に対応する電流を第1トランジスタM1のソースからドレイン方向に流れるようにする。このとき、ソースからドレイン方向に流れる電流は、第1トランジスタM1のドレインに接続されている第3トランジスタM3により選択的に有機発光ダイオードOLEDに伝達される。したがって、発光制御信号のパルス幅が調整されると、第3トランジスタM3がオン状態を維持する時間が調整されるため、有機発光ダイオードOLEDに流れる電流量が調整される。すなわち、発光制御信号のパルス幅を制御すれば、有機発光ダイオードOLEDの輝度を制御することができる。
図1は、従来技術に係る有機電界発光表示装置の構造図である。 図2は、本発明に係る有機電界発光表示装置の構造図である。 図3aは、図2の輝度制御部においてデータ信号を合算する過程を示す概念図である。 図3bは、図2の輝度制御部においてデータ信号を合算する過程を示す概念図である。 図3cは、図2の輝度制御部においてデータ信号を合算する過程を示す概念図である。 図4は、本発明に係る発光表示装置に採用した輝度制御部の一例を示す構造図である。 図5は、本発明に係る有機電界発光表示装置に採用した画素の一例を示す回路図である。
符号の説明
100;画素部
101;画素
200;輝度制御部
300;フレームメモリ
400;データ駆動部
500;走査駆動部
600;電源供給部

Claims (8)

  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を受信して映像を表現する複数の画素を含む画素部と、
    n番目のフレームに入力される映像信号が、n−1番目のフレームと同じ映像信号及びn−1番目のフレームと異なる映像信号を含み、前記n−1番目のフレームと異なる映像信号が書き込まれるフレームメモリと、
    前記n−1番目のフレームと同じ映像信号を格納する格納ブロックと、
    前記n−1番目のフレームと異なる映像信号を合算し、前記格納ブロックに格納されている映像信号を合算してフレームデータを生成する輝度制御部と、
    前記画素部に前記走査信号及びフレームデータの大きさに応じてパルス幅が調整される前記発光制御信号を伝達する走査駆動部と、
    前記フレームメモリに格納された映像信号を用いて前記複数のデータ信号を生成した後、前記画素部に伝達するデータ駆動部と、
    を備えることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記輝度制御部は、
    映像信号を合算するものの、前記格納ブロックに格納されている映像信号を合算して格納する第1格納部、前記格納ブロックに格納されていない領域に入力される映像信号を合算して格納する第2格納部、及び前記第1格納部及び前記第2格納部に格納された値を合算して格納する第3格納部を備えるデータ合算部と、
    前記第3格納部に格納されているデータに対応して前記発光制御信号のパルス幅を格納するルックアップテーブルと、
    該ルックアップテーブルに格納されている前記発光制御信号のパルス幅に対応して前記発光制御信号を制御する制御信号を生成する輝度制御駆動部と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記発光制御信号のパルス幅により、前記画素部は、発光する時間が調整されることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記格納ブロックは、チェックサムブロックであることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記画素部は、一部の領域にのみ映像を表現することを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  6. データ信号、走査信号、及び発光制御信号に対応して画像を表現する画素部を備える有機電界発光表示装置の駆動方法において、
    n番目のフレームにおいて表現される映像信号のうち、n−1番目のフレームと同じ映像信号を格納するステップと、
    前記n番目のフレームにおいて表現される映像信号のうち、n−1番目のフレームと同じ映像信号を合算して第1フレームデータを生成するステップと、
    前記n番目のフレームのうち、前記n−1番目のフレームと異なる映像信号を合算して第2フレームデータを生成するステップと、
    前記第1フレームデータと前記第2フレームデータとを合算した後、合算した結果に対応して前記発光制御信号のパルス幅を調整するステップと、
    を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の駆動方法。
  7. 前記画素部は、一部の領域にのみ映像を表現することを特徴とする請求項6に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
  8. n番目のフレームにおいて表現される映像信号のうち、n−1番目のフレームと同じ映像信号は、チェックサムブロックに格納されることを特徴とする請求項6に記載の有機電界発光表示装置の駆動方法。
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