JP2011107677A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動電圧を減少させることにより、消費電力を減少させることができる表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による有機発光表示装置は、一端及び他端がそれぞれ第１電圧及び第２電圧と接続する発光素子を含む画素回路を複数個含むパネル、１フレーム単位の画像データを差し引き、前記差し引いた画像データによる画面が前記パネル上にディスプレイされるように制御信号及びデータ信号を出力する制御部、前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出し、前記最高値に対応する駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する電圧差設定部、及び前記差値を満足するように、前記第１電圧及び前記第２電圧を生成して前記パネルに出力する電源供給部を含む。前記駆動電流は前記発光素子に供給される電流である。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置及びその駆動方法に関し、消費電力を減少させることができる表示装置及びその駆動方法に関する。

表示装置は、マトリックス状に配列された複数の画素回路で構成された表示パネルを含む。表示パネルは、行方向に形成された複数の走査線、及び列方向に形成された複数のデータ線を含み、複数の走査線及び複数のデータ線は交差しながら配列されている。複数の画素それぞれは、対応する走査線及びデータ線からそれぞれ伝達される走査信号、データ信号、及び駆動電圧によって駆動される。

表示装置は、画素の駆動方式により、パッシブ（Ｐａｓｓｉｖｅ）マトリックス型発光表示装置と、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）マトリックス型発光表示装置に区分される。この中で、解像度、コントラスト、動作速度の観点で、単位画素ごとに選択して点灯するアクティブマトリックス型が主流となっている。

このような表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡなどの携帯情報端末器などの表示装置や、各種情報機器のモニターとして使用されており、液晶パネルを利用したＬＣＤ、有機発光素子を利用した有機発光表示装置、プラズマパネルを利用したＰＤＰなどが知られている。最近、陰極線管と比較して重量と体積が小さい各種発光表示装置が開発されており、特に、発光効率、輝度及び視野角に優れ、応答速度の速い有機発光表示装置が注目されている。

アクティブマトリックス方式の有機発光表示装置の画素回路は、駆動トランジスタを含み、駆動トランジスタに流れる電流が有機発光ダイオードに流れると、その電流により有機発光ダイオードが発光する。有機発光表示装置の駆動方式中、駆動トランジスタが飽和領域で動作するように制御される駆動方式がある。

この方式による有機発光表示装置においては、駆動トランジスタが飽和領域で動作するために、所定のマージンを考慮した駆動電圧が画素回路に供給される。高輝度の画像であるほど、有機発光ダイオードにはより多くの電流が必要である。駆動トランジスタがより多くの電流を生成し、飽和領域で動作するためには、駆動トランジスタのドレイン−ソース電圧が増加しなければならない。つまり、高輝度の画像が表示される場合、駆動トランジスタが飽和領域で動作するための駆動電圧が増加する。駆動電圧の増加は消費電力が増加する原因になる。

有機発光ダイオードに供給される消費電力の増加は、有機発光表示装置を含むパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡなどの全体消費電力を増加させて、消費者に不満を招く。

したがって、有機発光表示装置に表示される画像の輝度により消費電力を調節する必要がある。

本発明の目的は、駆動電圧を減少させることにより、消費電力を減少させることができる表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、駆動電圧を減少させることにより、消費電力を減少させることができる表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の一実施形態による表示装置は、一端及び他端がそれぞれ第１電圧及び第２電圧と接続する発光素子を含む画素回路を複数個含むパネル、１フレーム単位の画像データを差し引き、前記差し引いた画像データによる画面が前記パネル上にディスプレイされるように制御信号及びデータ信号を出力する制御部、前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出し、前記最高値に対応する駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する電圧差設定部、及び前記差値を満足するように、前記第１電圧及び前記第２電圧を生成して前記パネルに出力する電源供給部を含む。前記駆動電流は前記発光素子に供給される電流である。

前記制御部は１フレーム単位の画像データを受信し、前記画像データそれぞれを差し引きして出力するＡＣＬ部を含む。前記ＡＣＬ部は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引く。前記第１差し引き量は、前記１フレーム単位の画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定する。前記画像データは階調データである。前記ＡＣＬ部は、前記差し引いた画像データが負の値を有すると、前記負の値を有する画像データは０階調データに設定する。

前記ＡＣＬ部は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１比率ほど差し引く。前記第１比率は、前記１フレーム単位の画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定する。

前記画像データは、赤色（Ｒ：ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：ｇｒｅｅｎ）、及び青色（Ｂ：ｂｌｕｅ）をそれぞれ表現するための画像データである。前記電圧差設定部は、前記差し引いた画像データのうちの前記最高値を検出し、前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して前記最高値に対応する輝度を計算し、前記輝度を満足する前記駆動電流を計算し、前記駆動電流を満足する前記差値を計算する。

前記電圧差設定部は、前記差し引いた画像データの伝送を受け、前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出する最高値検出部、及び前記最高値に対応する前記駆動電流が生成されるようにする前記差値を計算する駆動電圧計算部を含む。

前記駆動電圧計算部は、前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して前記最高値に対応する輝度を計算し、前記輝度を満足させる前記駆動電流の値を予測する要求電流量予測部、及び前記予測された駆動電流が生成されるようにする、前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する電圧差計算部を含む。

前記電圧差設定部は、輝度値及び前記輝度値に対応する前記第１電圧と前記第２電圧のとの差値に対する情報を貯蔵するルックアップテーブルをさらに含む。前記電圧差設定部は、前記最高値に対応する前記差値を前記ルックアップテーブルに貯蔵された情報を利用して検出する。

本発明の一実施形態による表示装置の駆動方法は、一端及び他端がそれぞれ第１電圧及び第２電圧と接続され、前記第１電圧から前記第２電圧に流れる駆動電流により発光する発光素子を含む画素回路を複数個含むパネルを備えた表示装置の駆動方法である。前記駆動方法は、１フレーム単位の画像データそれぞれを差し引く段階、前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出する段階、前記最高値に対応する前記駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する段階、及び前記差値を満足するように、前記第１電圧と前記第２電圧を生成して前記パネルに出力する段階を含む。

前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引く。前記第１差し引き量は、前記１フレームを形成する画像データによって、前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定される。前記画像データは階調データであり、前記駆動方法は、前記画像データを差し引く段階は前記差し引いた画像データが負の値を有すると、前記負の値を有する画像データは０階調データに設定する段階をさらに含む。

前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１比率ほど差し引く。第１比率は、前記１フレーム単位の画像データによって、前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定する。前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引くか、または第１比率ほど差し引く。

前記差値を計算する段階は、前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して、前記最高値に対応する輝度を算出し、前記輝度を満足する前記駆動電流の値を予測する段階、及び前記予測された駆動電流が生成されるように、前記差値を計算する段階を含む。

本発明の一実施形態による表示装置は、入力される画像データを自動電流制限（ＡＣＬ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｉｍｉｔ、以下、‘ＡＣＬ'という）処理し、ＡＣＬ処理された画像データを基準に駆動電圧を生成することによって、駆動電圧を減少させることができる。これにより、消費電力を減少させることができる。

本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法は、入力される画像データをＡＣＬ処理し、ＡＣＬ処理された画像データを基準に駆動電圧を生成することによって、駆動電圧を減少させることができる。これにより、消費電力を減少させることができる。

本発明の一実施形態による表示装置を示す図面である。 図１のピクセル回路を詳細に示す図面である。 図１のＡＣＬ部及び電圧設定部を詳細に示す図面である。 図３のＡＣＬ部のＡＣＬ処理動作を説明するための図面である。 図３のＡＣＬ部のＡＣＬ処理動作を説明するための図面である。 ガンマ曲線を示すグラフである。 輝度と駆動電流の関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法を示す図面である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

また、種々の実施形態において、同一の構成を有する構成要素に対しては同一の符号を付け、代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態では第１実施形態とは異なる構成についてのみ説明する。

本発明を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付ける。

明細書の全体で、ある部分が他の部分と“接続”されているという時、これは“直接的に接続”されている場合だけでなく、その中間に他の構成要素を介在して“電気的に接続”されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を“含む”という時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

図１は、本発明の一実施形態による表示装置を示すブロック図である。

図１を参照すれば、表示装置１００は、パネル１０、走査駆動部２０、データ駆動部３０、及び信号制御部４０、電圧差設定部５０、及び電源供給部６０を含む。

パネル１０は、複数個の信号線Ｓ１〜Ｓｎ、Ｄ１〜Ｄｍと、これに接続されており、ほぼ行列状に配列された複数個の画素回路ＰＸを含む。信号線Ｓ１〜Ｓｎ、Ｄ１〜Ｄｍは、走査信号を伝達する複数個の走査線Ｓ１〜Ｓｎ、及びデータ信号を伝達する複数個のデータ線Ｄ１〜Ｄｍを含む。走査線Ｓ１〜Ｓｎは、ほぼ行方向に延び、互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ１〜Ｄｍは、ほぼ列方向に延び、互いにほぼ平行である。図１では、ｉ番目に配列された走査線Ｓｉとｊ番目に配列されたデータ線Ｄｊとが交差する領域に形成されるピクセル回路ＰＸ_ｉｊだけを例に挙げて示した。

ピクセル回路ＰＸ_ｉｊは、発光素子（例えば、有機発光ダイオードＯＬＥＤ）を含む。発光素子は、第１電圧ＥＬＶＤＤ及び第２電圧ＥＬＶＳＳを供給する電源供給部６０と接続されている。具体的に、有機発光ダイオードＯＬＥＤは、一端及び他端がそれぞれ第１電圧ＥＬＶＤＤ及び第２電圧ＥＬＶＳＳと電気的に接続されており、両端子の間に流れる電流により発光する。ここで、発光素子の両端子の間に流れる電流を駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄという。

ピクセル回路それぞれは、電圧データ信号、第１電圧ＥＬＶＤＤ、及び第２電圧ＥＬＶＳＳにより駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを生成して有機発光ダイオードに供給し、有機発光ダイオードは駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄに比例する明るさで発光する。ここで、第１電圧ＥＬＶＤＤは第２電圧ＥＬＶＳＳより高い電圧である。

信号制御部４０は、複数の画像データＲ、Ｇ、Ｂ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、及びクロック信号ＭＣＬＫの入力を受け、パネル１０に画像データＲ、Ｇ、Ｂによる画面をディスプレイするために必要な走査制御信号ＣＯＮＴ１、データ制御信号ＣＯＮＴ２、及び複数の画像データＲ、Ｇ、Ｂに対応する複数のデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢを出力する。ここで、画像データＲ、Ｇ、Ｂは、複数の画素それぞれの輝度を制御する複数の階調データを含む。

信号制御部４０は、ＡＣＬ部（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｉｍｉｔ ｕｎｉｔ）４１及びガンマ部４２を含むことができる。

ＡＣＬ部４１は、１フレーム単位の画像データＲ、Ｇ、Ｂの伝送を受け、これを一括的に差し引く。ここで、差し引きとは、画像データＲ、Ｇ、Ｂの大きさを小さくすることを意味する。以下、ＡＣＬ部４１でＡＣＬ処理されて出力されたデータを、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬという。

ガンマ部４２は、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬを受信し、パネル１０に適用されるガンマ曲線（ｇａｍｍａ ｃｕｒｖｅ）により差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬに対応する輝度情報を生成する。ここで、ガンマ曲線は画像データによる輝度特性を示すグラフである。

信号制御部４０は、ガンマ部４２で生成された輝度情報による駆動電流（図２のＩ_ｏｌｅｄ）を算出し、算出された駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを有機発光ダイオードに供給するためのデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢを生成する。

電圧差設定部５０は、ＡＣＬ部４１から出力される差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬのうちの最高値を検出し、検出された最高値に対応する駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄが生成されるようにする第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を計算する。ここで、最高値とは、１フレーム単位の差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬのうちの最高輝度を示す差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬの大きさを意味する。

３つの画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれは、赤色（Ｒ：ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：ｇｒｅｅｎ）、及び青色（Ｂ：ｂｌｕｅ）を表現するための画像データである。ＡＣＬ部４１は、赤色、緑色、及び青色の画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを差し引く。色により画像データの差し引く程度が異なることもある。そして、電圧差設定部５０は、赤色、緑色、及び青色の差し引き画像データそれぞれで最高値を検出する。

電圧差設定部５０は、以下の図３で詳細に説明する。

電源供給部６０は、電圧差設定部５０で計算された第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を満足する第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとを生成する。例えば、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値がＶｄｅｌｔａであるとすれば、第２電圧ＥＬＶＳＳを一定の値に設定し、第１電圧ＥＬＶＤＤは第２電圧ＥＬＶＳＳにＶｄｅｌｔａを加えた値に設定することができる。また、第１電圧ＥＬＶＤＤを一定の値に設定し、第２電圧ＥＬＶＳＳは第１電圧ＥＬＶＤＤからＶｄｅｌｔａを引いた値に設定することができる。第１電圧及び第２電圧の設定において、データ電圧の範囲を考慮する。

走査駆動部２０は、走査制御信号ＣＯＮＴ１により複数の走査信号Ｓ１〜Ｓｎそれぞれを生成する。複数の走査信号Ｓ１〜Ｓｎは、複数の走査線のいずれか一つに複数の電圧データ信号Ｄ１〜Ｄｍを伝達するための信号である。つまり、複数の走査線のいずれか一つの走査線に活性化状態の走査信号が伝達され、その走査線に接続された複数のピクセル回路に複数のデータ信号が伝達されて、その走査線に接続された複数のピクセル回路それぞれに記入される。

データ駆動部３０は、信号制御部４０から出力される複数のデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢの入力を受け、複数のデータ信号Ｄ１〜Ｄｍによって一つの走査線単位で複数のデータ信号Ｄ１〜Ｄｍを生成する。データ駆動部３０は、データ制御信号ＣＯＮＴ２によって生成された複数のデータ信号Ｄ１〜Ｄｍを複数のデータ線に伝達する。

走査制御信号ＣＯＮＴ１とデータ制御信号ＣＯＮＴ２は互いに同期されている。したがって、走査駆動部が走査制御信号によって複数の走査線のいずれか一つの走査線に走査信号を活性化状態で印加すると、データ駆動部３０は、活性化状態の走査信号が印加された走査線に対応する複数のデータ信号それぞれを、対応するデータ線に伝達する。

図２は、図１のピクセル回路を詳細に示す図面である。

図２を参照すれば、ピクセル回路ＰＸ_ｉｊは、ｉ番目の走査線Ｓｉと、ｊ番目のデータ線Ｄｊに接続されており、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの間に接続する発光素子ＯＬＥＤを含む。図２では、発光素子として有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を例に挙げて示した。

ピクセル回路ＰＸ_ｉｊは、駆動トランジスタＭ１、キャパシタＣｓｔ、及びスイッチングトランジスタＭ２をさらに含む。ここで、駆動トランジスタＭ１及びスイッチングトランジスタＭ２は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタで構成することができる。

駆動トランジスタＭ１は、第１電圧ＥＬＶＤＤと接続するソース端子、第１ノードＮ１と接続するゲート端子、及び有機発光ダイオードＯＬＥＤのアノード端子と接続するドレイン端子を含む。スイッチングトランジスタＭ２は、電圧データ信号Ｖｄａｔａｊを受信するソース端子、走査信号Ｓｃａｎｉを受信するゲート端子、及び駆動トランジスタＭ１のゲート端子と接続するドレイン端子を含む。

キャパシタＣｓｔは、第１電圧ＥＬＶＤＤと第１ノードＮ１との間に接続され、電圧データ信号Ｖｄａｔａｊと第１電圧ＥＬＶＤＤとの差に相当する電圧を貯蔵する。

ピクセル回路ＰＸ_ｉｊの動作を検討すれば、まず、走査信号Ｓｃａｎｉが活性化状態でスイッチングトランジスタＭ２のゲート端子に伝達される。そうすると、スイッチングトランジスタは導通する。導通したスイッチングスレンジストＭ２を通じてデータ信号Ｖｄａｔａｊが第１ノードＮ１に伝達される。次いで、キャパシタＣｓｔは電圧データ信号Ｖｄａｔａｊと第１電圧ＥＬＶＤＤとの差に相当する電圧で充電される。

以下、駆動トランジスタＭ１は、キャパシタＣｓｔに貯蔵された電圧の大きさによって変わる駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを有機発光ダイオードＯＬＥＤに流す。そうすると、有機発光ダイオードＯＬＥＤは駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄの大きさに比例する光を放出する。つまり、駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄの大きさが大きいほど、有機発光ダイオードＯＬＥＤが放出する光の量は大きくなる。

第１電圧及び第２電圧は最高輝度によって決定される。最高輝度とは、有機発光表示装置の全体有機発光ダイオードによって表示される輝度中、最も高い輝度を意味する。最高輝度は、フレーム単位で変更されることができる。明るい画面であるほど最高輝度が高い。

本発明の実施形態による駆動トランジスタは、データ信号によって有機発光ダイオードに電流を供給するために飽和領域で動作するように制御される。同一のデータ信号がゲート電極に伝達される時、ドレイン及びソース端子の間の電圧が所定の臨界値以上である時、駆動トランジスタは飽和領域で動作する。

駆動トランジスタのソース電圧は第１電圧であり、ドレイン端子の電圧は第２電圧によって決定される。データ信号の電圧範囲が設定されると、駆動トランジスタを飽和領域で動作させるためには、第１電圧及び第２電圧の差を臨界電圧より大きい電圧に設定しなければならない。最高輝度が高いほど、駆動トランジスタで発生する電流の大きさが大きくなければならないので、駆動トランジスタのソース端子電圧とゲート端子電圧との差が大きくなければならない。

したがって、最高輝度が高いほど、第１電圧は大きい電圧に設定され、駆動トランジスタが飽和領域で動作するために、第２電圧は第１電圧と臨界電圧より大きい電圧差を有する電圧に設定しなければならない。

従来は、毎フレームの最高輝度によって第１電圧及び第２電圧を設定しないため、最高輝度が固定され、第１電圧及び第２電圧も固定された最高輝度によって設定される。したがって、フレームの最高輝度が低い場合にも、第１電圧と第２電圧との差が不必要に大きく設定されて、不必要な消費電力が発生する。

具体的に、データ信号による駆動電流を駆動トランジスタが発生させる場合、第１電圧と第２電圧間の電圧差は、駆動トランジスタのオン抵抗及び有機発光ダイオードの抵抗比によって分配される。つまり、第１電圧と第２電圧間の電圧差が必要な電圧以上に大きいと、駆動トランジスタのドレイン−ソース電圧及び有機発光ダイオードの両端電圧は必要電圧以上に大きい電圧となる。

消費電力は、駆動トランジスタに流れる電流、ドレイン電極、及びソース電極の電圧差によって決定されるので、同一の電流が流れる場合、ドレイン−ソース電圧が大きいほど消費電力が増加する。低い駆動電流が流れる場合にも、第１電圧及び第２電圧が固定していると、ドレイン−ソース電圧は必要な電圧以上に大きい値を有する。したがって、駆動トランジスタに不必要な消費電力が発生する。

有機発光ダイオードの両端電圧も、低い駆動電流が流れる場合にも必要な電圧以上の電圧であるため、有機発光ダイオードに不必要な消費電力が発生する。

したがって、最高輝度に合わせて第２電圧及び第１電圧が設定された場合、最高輝度でない輝度で有機発光ダイオードを発光させる時、駆動トランジスタ及び有機発光ダイオードで不必要な消費電力が発生する。

本発明の実施形態では、これを防止するために、毎フレームごとに最高輝度によって第１電圧及び第２電圧の差を調節することで、不必要な消費電力を防止する。

具体的に、本発明の実施形態による有機発光表示装置は、ＡＣＬを適用した差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬによって第１電圧ＥＬＶＤＤ及び第２電圧ＥＬＶＳＳの値を最適化して設定することにより、消費電力を減少させることができる。以下、本発明の一実施形態による表示装置１００について、図３を参照して詳細に説明する。

図３は、図１のＡＣＬ部及び電圧差設定部を詳細に示す図面である。

図３を参照すれば、ＡＣＬ部（自動電流制限部、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＣｕｒｒｅｎｔＬｉｍｉｔ ｕｎｉｔ）４１は、１フレーム単位の画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを差し引く。具体的に、１フレーム単位の画像データＲ、Ｇ、Ｂらが、パネル１０に備わる発光素子の全体を高い輝度で発光する場合、ＡＣＬ部４１は、画面全体の輝度が低下するように、入力された画像データＲ、Ｇ、Ｂの大きさを差し引く。これにより、パネル１０上にディスプレイされる画面全体の輝度が減少する。

ＡＣＬ部４１の画像データＲ、Ｇ、Ｂの差し引き動作は２つの方式で行われることができ、以下の図４及び図５を参照して詳細に説明する。図４及び図５では、画像データＲ、Ｇ、Ｂが０から２５５の階調値を有する階調データである場合を例に挙げて示した。

図４は、ＡＣＬ部のＡＣＬ処理動作を説明するための図面である。

図４を参照すれば、ｘ軸は入力された画像データＲ、Ｇ、Ｂの値を表わし、ｙ軸はＡＣＬ処理されて出力される画像データである差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬの値を表わす。図４を参照すれば、ＡＣＬ部４１は、１フレーム単位の画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを第１差し引き量ｄ１ほど差し引くことができる。

ここで、第１差し引き量ｄ１は、パネル上にディスプレイされる全体画像データＲ、Ｇ、Ｂの大きさ（画像データが表わす階調）に比例する値に設定される。ただし、高い輝度を表現して高画質の画像を実現すべき表示装置の場合は、一般的な表示装置の場合より第１差し引き量ｄ１を小さい値に設定することができる。つまり、第１差し引き量ｄ１は、入力される画像データと表示装置の製品仕様により異なる値に設定される値となる。例えば、同じ表示装置においては、画像データによってディスプレイされる画面の輝度が高ければ差し引き量を大きい値に設定し、画面の輝度が低ければ差し引き量を小さい値に設定することができる。

ここで、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬが負の値を有すると、ＡＣＬ部４１は負の値を有する差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬを０階調データに設定することができる。したがって、図示した０からａ地点までの区間では、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬの値が０階調データとなる。

図５は、ＡＣＬ部のＡＣＬ処理動作を説明するための図面である。

図５において、ｘ軸及びｙ軸は図４と同一である。図５を参照すれば、ＡＣＬ部４１は、１フレーム単位の画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを第１比率ｄ２／ｄ３ほど差し引くことができる。

ここで、第１比率ｄ２／ｄ３は、図４の第１差し引き量ｄ１と同様に、パネル上にディスプレイされる全体画像データＲ、Ｇ、Ｂの大きさに比例する値に設定される。また、高画質の表示装置の場合、第１差し引き量ｄ１を小さい値に設定することができる。

電圧差設定部５０は、最高値検出部３２０及び駆動電圧計算部３３０を含む。

最高値検出部３２０は、複数の差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬの伝送を受ける。そして、複数の差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬのうちの最高値ｄ_ｍａｘを検出する。ＡＣＬ部４１は、１フレームを形成する複数の画像データＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを差し引いて最高値検出部３２０に伝送するので、最高値検出部３２０は１フレーム単位で最高値ｄ_ｍａｘを検出する。

例えば、１フレームを形成する画像データＲ、Ｇ、Ｂのうち、２４０の階調値を有する画像データＲ、Ｇ、Ｂがあるとする。ＡＣＬ部４１は、２４０の階調値を有する画像データＲ、Ｇ、Ｂを、図５で説明した第１比率（例えば、２０％）で差し引く。差し引いた１９２の階調値（２４０−（２４０×０．２））が差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬのうちの最高値ｄ_ｍａｘとなれば、最高値検出部３２０は前記１９２の階調値を最高値ｄ_ｍａｘとして検出する。

駆動電圧計算部３３０は、最高値ｄ_ｍａｘに対応する駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄが生成されるようにする第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を計算する。例えば、検出された最高値ｄ_ｍａｘが１９２の階調値を有する画像データであれば、１９２の階調データに対応する輝度が発生するように駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを計算する。そして、計算された駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを発生させられる第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を計算する。つまり、駆動電圧計算部３３０は、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬの最高値ｄ_ｍａｘに合わせて、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を最適化させる。

駆動電圧計算部３３０は、要求電流量予測部３３１及び最適電圧差計算部３３３を含むことができる。駆動電圧計算部３３０の構成及び動作は、以下で図６及び図７を参照して詳細に説明する。

図６は、ガンマ曲線を示すグラフである。

図６を参照すれば、ガンマ曲線のｘ軸はディスプレイされる画像データＲ、Ｇ、Ｂの値を表わし、ｙ軸は当該画像データがディスプレイされた画面の輝度値を表わす。ここで、画像データは階調データで表現されるので、図６でｘ軸は階調データに表わした。ガンマ曲線は、表示装置の製品モデル別に異なる形態を有し、使用者によって特定形態のガンマ曲線に設定される。

図７は、輝度と駆動電流の関係を示すグラフである。

図７を参照すれば、ｘ軸は輝度値を表わし、ｙ軸は特定輝度値が発生するための駆動電流（図２のＩ_ｏｌｅｄ）値を示す。輝度と駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄは相互比例する値を有する。つまり、高い輝度を得るためには駆動電流値を増加させれば良い。図６及び図７を参照すれば、画像データＲ、Ｇ、Ｂの階調値が分かれば、ガンマ曲線を利用してそれによる輝度値を求めることができる。また、輝度値が分かれば、要求される駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄ値を求めることができる。

要求電流量予測部３３１は、パネル１０に適用されるガンマ曲線と、最高値検出部３２０で検出された最高値ｄ_ｍａｘとを利用して、前記最高値ｄ_ｍａｘに対応する輝度値（以下、‘最高輝度値'という）を求める。そして、最高輝度値となるようにする駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄの値を計算する。以下、最高輝度値となるようにする駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄの値を‘要求電流’という。

最適電圧差計算部３３３は、要求電流が生成されるようにする第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を計算する。

本発明の実施形態による電圧差設定部５０は、要求電流に対応する駆動電圧差（ＥＬＶＤＤ−ＥＬＶＳＳ）に対する情報を貯蔵したルックアップテーブル３４０を含む。

最適電圧差計算部３３３は、ルックアップテーブル３４０で要求電流に対応する駆動電圧差を検出し、駆動電圧差によって第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳを決定する。このように決定された第１電圧ＥＬＶＤＤ及び第２電圧ＥＬＶＳＳに対する情報は電源供給部６０に伝達される。以下、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を‘駆動電圧'という。つまり、駆動電圧は、有機発光ダイオードＯＬＥＤに電流を供給する駆動トランジスタＭ１が飽和領域で動作しながら、駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを供給するために画素回路ＰＸ_ｉｊに供給される第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値である。

例えば、階調１９２を表わすために、駆動トランジスタＭ１のゲート電極及びソース電極の電圧差がＡほど必要な場合、第１電圧ＥＬＶＤＤは階調１９２を表わすデータ信号の電圧Ｖｄａｔａｊに比べてＡほど大きい電圧であれば良い。しかし、階調２４０を表わすために必要な駆動トランジスタのゲート電極及びソース電極の電圧差はＢであり、ＢはＡより大きい。したがって、第１電圧ＥＬＶＤＤは階調１９２である時よりもさらに大きい電圧に設定される。従来は、最高輝度と無関係に第１電圧ＥＬＶＤＤが最高階調２５５に合わせて設定されているので、消費電力が非常に高い。電力は電圧と電流との積によって決定されるが、同一の駆動電流が流れる場合、駆動電圧が高いほど消費電力が増加する。

本発明の一実施形態では、１フレーム単位の画像で最も高い輝度を算出するために必要な駆動電流を供給するための最小限の駆動電圧をピクセル回路に供給するので、消費電力を最少化できる。

ここで、駆動電圧計算部３３０は、要求電流を求める過程を省略して、最高輝度値に対応する駆動電圧をルックアップテーブル３４０で直ちに検出することができる。この時、ルックアップテーブル３４０は最高輝度値に対応する駆動電圧に対する情報を貯蔵している。つまり、駆動電圧計算部３３０は、要求電流量予測部３３１を含まず、最適電圧差計算部３３３だけを含む。最適電圧差計算部３３３は、最高値ｄ_ｍａｘに対応する最高輝度値を求め、ルックアップテーブル３４０を利用して上記最高輝度値に対応する駆動電圧を検出することである。

本発明の一実施形態による表示装置１００の画像表示動作について説明する。まず、表示装置１００の信号制御部４０は画像データＲ、Ｇ、Ｂを受信し、これに対してＡＣＬ処理（内部に備わるＡＣＬ部４１で行われる）をして、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬを生成する。そして、ガンマ部４２は、差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬをデータ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換して、データ駆動部３０に出力する。また、信号制御部４０のＡＣＬ部４１から出力される差し引き画像データＲ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬを利用して、電圧差設定部５０は駆動電圧を計算する。

電源供給部６０は、電圧差設定部５０で計算された駆動電圧を利用して、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳを生成してパネル１０に供給する。

データ駆動部３０は、データ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに対応する画面がディスプレイされるように、データ信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに対応するデータ電圧（例えば、Ｖｄａｔａｊ）を生成する。ここで、データ電圧Ｄｄａｔａｊは電圧信号となり、パネル１０の画素回路（例えば、ＰＸ_ｉｊ）に入力される。画素回路ＰＸ_ｉｊは、データ電圧Ｄｄａｔａｊ、第１電圧ＥＬＶＤＤ、及び第２電圧ＥＬＶＳＳにより変わる駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを生成して、有機発光ダイオードＯＬＥＤを発光させる。

一般的な表示装置において、３００ｎｉｔ（輝度単位）が最高輝度である表示装置製品であれば、駆動電圧は３００ｎｉｔを基準に設定される。駆動電圧は、最高輝度（例えば、３００ｎｉｔ）に対応する値で続いてパネルに供給される。したがって、最高値を有する駆動電圧が続いて供給されるべきであり、それに伴う電力消耗が生じ続ける。

本発明の一実施形態による表示装置は、１フレームを形成する画像データを一括的に差し引き、差し引いた画像データのうちの最高値を基準に駆動電圧を設定する。したがって、差し引いた画像データの比率または量に比例して、駆動電圧値を減少させることができる。つまり、パネル１０に供給される駆動電圧を減少させることにより、表示装置１００の全体消費電力を減少させることができる。

図８は、本発明の一実施形態による表示装置の駆動方法を示す図面である。以下、図８、及び上述した図１及び図２を参照して、本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法について説明する。

図８を参照すれば、本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法は、駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄを利用して発光する発光素子ＯＬＥＤを含むパネル１０を備えた表示装置の駆動方法である。

まず、１フレーム単位の画像データを一括的に差し引く（Ｓ８１０）。

そして、差し引いた画像データのうちの最高値を検出する（Ｓ８２０）。

Ｓ８２０段階で検出された最高値に対応する駆動電流Ｉ_ｏｌｅｄが生成されるようにする第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を計算する（Ｓ８３０）。ここで、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を駆動電圧という。

そして、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値を満足するように、第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳを生成してパネル１０に出力する（Ｓ８４０）。

本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法は、輝度値及び輝度値に対応する第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値に対する情報を貯蔵する段階をさらに含むことができる。ここで、上記情報はルックアップテーブルに保存される。ここで、前記保存段階はＳ８３０段階の以前に行われれば良い。

それにより、Ｓ８３０段階において、Ｓ８２０段階で検出された最高値に対応する第１電圧ＥＬＶＤＤと第２電圧ＥＬＶＳＳとの差値は、ルックアップテーブルに貯蔵された情報を利用して検出される。

本発明の他の実施形態による表示装置の駆動方法は、上述した本発明の一実施形態による表示装置の動作と技術的な思想が同一であるので、詳細な説明は省略する。

１０ パネル
２０ 走査駆動部
３０ データ駆動部
４０ 信号制御部
４１ ＡＣＬ部
５０ 電圧差設定部
６０ 電源供給部
１００ 表示装置
３３３ 最適電圧差計算部
３４０ ルックアップテーブル
ＰＸ_ｉｊ 画素回路
Ｄｄａｔａｊ データ電圧
ＥＬＶＤＤ、ＥＬＶＳＳ 第１、２電圧
Ｉ_ｏｌｅｄ 駆動電流
ＯＬＥＤ 有機発光ダイオード
Ｒ、Ｇ、Ｂ 画像データ
Ｒ、Ｇ、Ｂ_ＡＣＬ 差し引き画像データ

Claims (19)

1. 一端及び他端がそれぞれ第１電圧及び第２電圧と接続する発光素子を含む画素回路を複数個含むパネルと、
   １フレーム単位の画像データを差し引き、前記差し引いた画像データによる画面が前記パネル上にディスプレイされるように制御信号及びデータ信号を出力する制御部と、
   前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出し、前記最高値に対応する駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する電圧差設定部と、
   前記差値を満足するように、前記第１電圧及び前記第２電圧を生成して前記パネルに出力する電源供給部を含み、
   前記駆動電流は前記発光素子に供給される電流であることを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部は、１フレーム単位の画像データを受信し、前記画像データそれぞれを差し引きして出力するＡＣＬ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ＡＣＬ部は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引き、
   前記第１差し引き量は、前記１フレーム単位の画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記画像データは、階調データであり、
   前記ＡＣＬ部は、前記差し引いた画像データが負の値を有すると、前記負の値を有する画像データは０階調データに設定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記ＡＣＬ部は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１比率ほど差し引き、
   前記第１比率は、前記１フレーム単位の画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 前記画像データは、赤色（Ｒ：ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：ｇｒｅｅｎ）、及び青色（Ｂ：ｂｌｕｅ）をそれぞれ表現するための画像データであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
7. 前記電圧差設定部は、前記差し引いた画像データのうちの前記最高値を検出し、前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して前記最高値に対応する輝度を計算し、前記輝度を満足する前記駆動電流を計算し、前記駆動電流を満足する前記差値を計算することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記電圧差設定部は、
   前記差し引いた画像データの伝送を受け、前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出する最高値検出部と、
   前記最高値に対応する前記駆動電流が生成されるようにする前記差値を計算する駆動電圧計算部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記駆動電圧計算部は、
   前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して前記最高値に対応する輝度を計算し、前記輝度を満足させる前記駆動電流の値を予測する要求電流量予測部と、
   前記予測された駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との前記差値を計算する電圧差計算部と、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記電圧差設定部は、輝度値及び前記輝度値に対応する前記第１電圧と前記第２電圧との差値に対する情報を貯蔵するルックアップテーブルをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
11. 前記電圧差設定部は、前記最高値に対応する前記差値を前記ルックアップテーブルに貯蔵された情報を利用して検出することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 一端及び他端がそれぞれ第１電圧及び第２電圧と接続され、前記第１電圧から前記第２電圧に流れる駆動電流により発光する発光素子を含む画素回路を複数個含むパネルを備えた表示装置の駆動方法において、
    １フレーム単位の画像データそれぞれを差し引く段階と、
    前記差し引いた画像データのうちの最高値を検出する段階と、
    前記最高値に対応する前記駆動電流が生成されるようにする前記第１電圧と前記第２電圧との差値を計算する段階と、
    前記差値を満足するように、前記第１電圧と前記第２電圧を生成して前記パネルに出力する段階と、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。
13. 前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引き、
    前記第１差し引き量は、前記１フレームを形成する画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定されることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の駆動方法。
14. 前記画像データは、階調データであり、
    前記画像データを差し引く段階は、前記差し引いた画像データが負の値を有すると、前記負の値を有する画像データは０階調データに設定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の駆動方法。
15. 前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１比率ほど差し引いて行われ、
    前記第１比率は、前記１フレーム単位の画像データによって前記パネル上にディスプレイされる画像の明るさに比例する値に設定されることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の駆動方法。
16. 前記画像データを差し引く段階は、前記１フレーム単位の画像データそれぞれを第１差し引き量ほど差し引くか、または第１比率ほど差し引くことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の駆動方法。
17. 前記差値を計算する段階は、
    前記パネルに適用されるガンマ曲線と前記最高値を利用して前記最高値に対応する輝度を算出し、前記輝度を満足する前記駆動電流の値を予測する段階と、
    前記予測された駆動電流が生成されるように前記差値を計算する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１２に表示装置の駆動方法。
18. 輝度値及び前記輝度値に対応する前記第１電圧と前記第２電圧との差値に対する情報をルックアップテーブルに貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の駆動方法。
19. 前記差値を計算する段階は、前記最高値に対応する前記差値を前記ルックアップテーブルに貯蔵された情報を利用して検出することを特徴とする請求項１８に記載の表示装置の駆動方法。

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