JP2016033607A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示品位の劣化と製造コストの増加とを抑制しつつ消費電力を低減することのできる表示装置を提供する。【解決手段】発光素子と画素回路６とを含む画素部ＰＸを基板上にマトリクス状に配置した表示パネル１と、表示対象フレームの映像信号を生成する際、外部から１ライン毎に供給される表示データに輝度調整倍率を乗じて生成した映像信号を画素部に供給し、１ライン毎の消費電力を累積し、累積された消費電力が一つ前の表示フレームの消費電力よりも所定値以上であると判断したときは黒挿入を実行する制御部８と、を有し、輝度調整倍率は、一つ前のフレームについて外部から供給された全表示データを用いて求めた消費電力を減少関数に代入して求めた１以下の正の実数であり、黒挿入は、連続した複数の黒表示ラインを含む表示パターンを映像信号の供給と同期して、表示パネルの画面走査と同方向に移動させるように表示する表示装置である。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。
近年、薄型、軽量、低消費電力の特徴を活かして、液晶表示装置に代表される平面表示装置の需要が急速に伸びている。中でも、オン画素とオフ画素とを電気的に分離し、かつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチを各画素に設けたアクティブマトリクス型表示装置は、携帯情報機器を始め、種々のディスプレイに利用されている。
このような平面型のアクティブマトリクス型表示装置として、自己発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置が注目され、盛んに研究開発が行われている。有機ＥＬ表示装置は、バックライトを必要とせず、高速な応答性から動画再生に適し、さらに低温で輝度低下しないために寒冷地での使用にも適しているという特徴を有している。
ところで、携帯情報機器に代表される電子機器では消費電力を低減する技術に対するニーズが増加している。例えば、表示装置を備える電子機器の場合、表示装置の駆動に大きい電力が消費されるため、表示装置を駆動するのに要する消費電力を抑制することが望まれる。
一般に、有機ＥＬ等の表示装置においては、表示画面の輝度が高いほど消費電力が増加する。このため、消費電力を抑制するために、有機ＥＬ等の表示装置には輝度を制御する回路が備えられる。
特開２０１１−２５２０号公報
しかしながら、消費電力を抑制するために輝度を自動で調整する機能を備えた場合において、表示品位が低下する場合がある。例えば、前フレームに対して現フレームの輝度が急に大きくなるように変化したときにその輝度変化を検出して輝度を抑制し消費電力を抑制する場合がある。このとき現フレームの輝度に応じて次フレームの輝度を抑制するため、現フレームの輝度が前フレームの輝度および次フレームの輝度よりも大きな輝度であるために、表示画面が一瞬明るくなるフラッシュ現象が視認されることがある。このフラッシュ現象を防止する技術としては、表示画像の急激な輝度変化を防止するため、表示データの書き込みを行う前にフレームをフレームメモリに記憶して輝度調整を行う方法がある。しかしながら、この対策では、フレームメモリを必要とするため、製造コストが増加する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示品位の劣化と製造コストの増加とを抑制しつつ消費電力を低減することのできる表示装置を提供することを目的とする。
一実施形態に係る表示装置は、発光素子と、前記発光素子に発光電流を供給する画素回路とを含む画素部と、前記画素部を基板上にマトリクス状に配置した表示パネルと、表示対象フレームの映像信号を生成する際、外部から１ライン毎に供給される表示データに輝度調整倍率を乗じて生成した映像信号を前記画素部に供給し、１ライン毎の消費電力を累積し、累積された消費電力が一つ前の表示フレームの消費電力よりも所定値以上であると判断したときは黒挿入を実行する制御部と、を有し、前記輝度調整倍率は、一つ前のフレームについて外部から供給された全表示データを用いて求めた消費電力を減少関数に代入して求めた１以下の正の実数であり、前記黒挿入は、連続した複数の黒表示ラインを含む表示パターンを前記映像信号の供給と同期して、前記表示パネルの画面走査と同方向に移動させるように表示する表示装置である。
第１の実施形態に係る表示装置を概略的に示す平面図である。 第１の実施形態に係る表示装置の表示画素の等価回路を示す図である。 第１の実施形態に係る表示装置の表示動作時の走査線駆動回路の制御信号を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態の表示装置の電力制御動作を実行するためのコントローラの構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る表示装置の輝度調整倍率を求める方法を説明するための図である。 第１の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための図である。 第１の実施形態に係る表示装置における発光調整のタイミングと消費電力との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係る表示装置のｎフレームに対する電力制御部及びタイミングコントローラの処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の表示装置における黒の（ｎ−１）フレームが黄のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態の表示装置における赤の（ｎ−１）フレームが黄のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態の表示装置における黒の（ｎ−１）フレームが赤のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。 第４の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための図である。 第４の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための他の図である。 第４の実施形態の表示装置における黒挿入方法を説明するための図である。 第５の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための図である。 第５の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための他の図である。 第６の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための図である。 第６の実施形態の表示装置における発光時間調整について説明するための他の図である。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る表示装置１０を概略的に示す平面図である。図１に示すように、表示装置１０は、有機ＥＬパネル１およびこの有機ＥＬパネル１の動作を制御するコントローラ２を備えている。
有機ＥＬパネル１は、表示領域３、走査線駆動回路４ａ、走査線駆動回路４ｂ、及び信号線駆動回路５を有する。
表示領域３は、ガラス板等の光透過性を有する絶縁基板上にマトリクス状に配列されたｍ×ｎ個の表示画素ＰＸを備えている。そして、表示画素ＰＸの配列する行に沿って第１走査線Ｇａ（１〜ｍ）、第２走査線Ｇｂ（１〜ｍ）、及びリセット電源線ＲＳＴ（１〜ｍ）が配置され、各表示画素に接続されている。また、表示画素ＰＸの配列する列に沿ってｎ本の映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）が配置され、列毎の各表示画素ＰＸに接続されている。更に、高電位の電源線Ｖｄｄと、低電位の電源線Ｖｓｓとが各表示画素に接続されている。
走査線駆動回路４ａは、第１走査線Ｇａ（１〜ｍ）、第２走査線Ｇｂ（１〜ｍ）を表示画素ＰＸの行毎に順次駆動する。走査線駆動回路４ｂは、リセット電源線ＲＳＴ（１〜ｍ）にリセット電圧ＶＲＳＴを出力する。信号線駆動回路５は、複数の映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）を駆動する。走査線駆動回路４ａ、４ｂ、および信号線駆動回路５は、表示領域３の外側で絶縁基板上に一体的に形成され、コントローラ２とともに制御部８を構成している。
なお、表示領域３の各行において、Ｒ（赤）表示用、Ｇ（緑）表示用、Ｂ（青）表示用の３つ表示画素ＰＸが交互に並んで設けられている。
図２は、第１の実施形態に係る表示装置１０の表示画素ＰＸの等価回路を示す図である。画素部として機能する各表示画素ＰＸは、自己発光素子である有機ＥＬ素子１５、およびこの有機ＥＬ素子１５に駆動電流を供給する画素回路６を含んでいる。
図２に示す表示画素ＰＸの画素回路６は、電圧信号からなる映像信号に応じて有機ＥＬ素子１５の発光を制御する電圧信号方式の画素回路である。画素回路６は、駆動トランジスタ１１、画素スイッチ１２、出力スイッチ１３、およびキャパシタとしての保持容量１４を有している。更に、画素回路６は、走査線駆動回路４ｂ内に設けられたリセットスイッチ１６からリセット電圧ＶＲＳＴが出力されるリセット電源線ＲＳＴに接続されている。
第１の実施形態に係る表示装置１０において、駆動トランジスタ１１、画素スイッチ１２、及び出力スイッチ１３は、ここでは同一導電型、例えばＮチャネル型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）により構成されている。また、駆動トランジスタ１１および各スイッチをそれぞれ構成する薄膜トランジスタは、全て同一工程、同一層構造で形成され、例えば、半導体層にＩＧＺＯ、ａ−Ｓｉ、あるいはポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。なお、各スイッチ及びトランジスタは、Ｎチャネル型に限らず、スイッチとして機能すれば、Ｐチャネル型としてもよい。
駆動トランジスタ１１、画素スイッチ１２、出力スイッチ１３、リセットスイッチ１６の各々は、第１端子、第２端子、および制御端子を有する。以下の記載では、これら第１端子、第２端子、および制御端子をそれぞれソース、ドレイン、ゲートと表現することがある。
表示画素ＰＸの画素回路６において、例えば緑（Ｇ）表示用の表示画素ＰＸでは、駆動トランジスタ１１、および出力スイッチ１３は、高電位の電源線Ｖｄｄと低電位の電源線Ｖｓｓとの間で有機ＥＬ素子１５と直列に接続されている。電源線Ｖｄｄは例えば１０Ｖの電位に設定され、電源線Ｖｓｓは、例えば−４Ｖの電位に設定される。
出力スイッチ１３において、その第２端子、ここではドレインが電源線Ｖｄｄに接続され、第１端子、ここではソースがリセット電源線ＲＳＴおよび駆動トランジスタ１１の第２端子、ここではドレインに接続され、制御端子、ここではゲートが第２走査線Ｇｂに接続されている。これにより、出力スイッチ１３は、第２走査線Ｇｂからの制御信号ＢＧによりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御され、有機ＥＬ素子１５の発光時間を制御する。
駆動トランジスタ１１において、その第２端子、ここではドレインが出力スイッチ１３のソースおよびリセット電源線ＲＳＴに接続され、その第１端子、ここではソースが有機ＥＬ素子１５の一方の端子、ここでは、陽極に接続される。有機ＥＬ素子１５の陰極は、電源線Ｖｓｓに接続されている。駆動トランジスタ１１は、映像信号に応じた電流量の駆動電流を有機ＥＬ素子１５に出力する。
画素スイッチ１２は、その第２端子、ここではドレインが映像信号配線Ｓｉｇに接続され、第１端子、ここではソースが駆動トランジスタ１１のゲートに接続されている。画素スイッチ１２のゲートは、信号書き込み制御用ゲート配線として機能する第１走査線Ｇａに接続され、第１走査線Ｇａから供給される制御信号ＳＧによりオン、オフ制御される。そして、画素スイッチ１２は、制御信号ＳＧに応答して、画素回路６と映像信号配線Ｓｉｇとの接続、非接続を制御し、対応する映像信号配線Ｓｉｇから映像電圧信号を画素回路６に取り込む。
保持容量１４は、対向する２つの端子を有し、駆動トランジスタ１１のゲートとソースとの間に接続され、映像信号により決定される駆動トランジスタ１１のゲート−ソース間の制御電位を保持する。
リセットスイッチ１６は、行毎に、走査線駆動回路４ｂに設けられ、駆動トランジスタ１１のドレインとリセット電源ＶＲＳＴとの間に接続されている。リセットスイッチ１６のゲートは、リセット制御用ゲート配線として機能する第３走査線Ｇｃに接続されている。リセットスイッチ１６は、第３走査線Ｇｃからの制御信号ＲＧに応じてオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御され、駆動トランジスタ１１のソース電位を初期化する。
一方、図１に示すコントローラ２は有機ＥＬパネル１の外部に配置されたプリント回路基板上に形成され、走査線駆動回路４ａ、４ｂおよび信号線駆動回路５を制御する。コントローラ２は外部から供給されるデジタル映像信号および同期信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、および水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号を同期信号に基づいて発生する。
そして、コントローラ２は、これら垂直走査制御信号および水平走査制御信号をそれぞれ走査線駆動回路４ａ、４ｂおよび信号線駆動回路５に供給すると共に、水平および垂直走査タイミングに同期してデジタル映像信号および初期化信号を信号線駆動回路５に供給する。
信号線駆動回路５は水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られる映像信号をアナログ形式に変換し、映像信号に応じた赤用映像電圧信号、緑用映像電圧信号、青用映像電圧信号を含む複数階調の階調電圧信号Ｖｓｉｇを複数の映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）に並列的に供給する。また、信号線駆動回路５は、１水平周期ごとに、初期化電圧信号を複数の映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）に並列的に供給する。
走査線駆動回路４ａは、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される垂直走査スタートパルスを順次次段に転送し、図１および図２に示すように、各行の表示画素ＰＸに２種類の制御信号、すなわち、ＳＧ（１〜ｍ）、ＢＧ（１〜ｍ）を供給する。これにより、第１走査線Ｇａ（１〜ｍ）、第２走査線Ｇｂ（１〜ｍ）は、それぞれ制御信号ＳＧ（１〜ｍ）、ＢＧ（１〜ｍ）により駆動される。
走査線駆動回路４ｂは、リセットスイッチ１６、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される垂直走査スタートパルスを順次次段に転送し生成した制御信号ＲＧ（１〜ｍ）でリセットスイッチ１６を制御し、リセット電源線ＲＳＴ（１〜ｍ）を通してリセット電圧ＶＲＳＴを各行の表示画素ＰＸに供給する。
次に、以上のように構成された表示装置１０の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る表示装置１０の表示動作時の走査線駆動回路４ａ、４ｂの制御信号を示すタイミングチャートである。
画素回路６の動作は、リセット動作、オフセットキャンセル動作、書き込み動作、発光動作に分けられる。なお、映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）には１水平走査期間の前半において初期化電圧信号ＶＩＮＩが出力され、１水平走査期間の後半において階調映像電圧信号Ｖｓｉｇが出力される。
[リセット動作]
リセット期間では、走査線駆動回路４ａから、出力スイッチ１３をオフ状態とするレベル（オフ電位）、ここではローレベルの制御信号ＢＧ、画素スイッチ１２をオン状態とするレベル（オン電位）、ここではハイレベルの制御信号ＳＧが出力される。また走査線駆動回路４ｂの内部では、制御信号ＲＧがリセットスイッチ１６をオン状態とするレベル、ここでは、ハイレベルとなる。
これにより、出力スイッチ１３がオフ（非導通状態）、画素スイッチ１２、リセットスイッチ１６がオン（導通状態）となり、リセット電源線ＲＳＴから駆動トランジスタ１１にリセット電圧ＶＲＳＴが供給され、リセット動作が開始される。即ち、駆動トランジスタ１１のソース、ドレインの電位がリセット電圧ＶＲＳＴに対応する電位、例えば、−３Ｖにリセットされ、前フレームでの電位状態が初期化される。
リセット期間において、映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）から出力された初期化電圧信号ＶＩＮＩは、画素スイッチ１２を介して駆動トランジスタ１１のゲートに印加される。これにより、駆動トランジスタ１１のゲート電位は、初期化電圧信号ＶＩＮＩに対応する電位にリセットされ、前フレームでの状態から初期化される。初期化電圧信号ＶＩＮＩは、例えば、１Ｖに設定されている。
[オフセットキャンセル動作]
オフセットキャンセル期間では、制御信号ＳＧおよびＢＧがオン電位（ハイレベル）、制御信号ＲＧがオフ電位（ローレベル）となる。これにより、リセットスイッチ１６がオフ（非導通状態）、画素スイッチ１２、出力スイッチ１３がオン（導通状態）となり、駆動トランジスタ１１の閾値のオフセットキャンセル動作が開始される。
オフセットキャンセル期間において、駆動トランジスタ１１のゲート電位は、映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）から出力された初期化電圧信号ＶＩＮＩが画素スイッチ１２を介して印加され、ＶＩＮＩに固定される。
[書き込み動作]
書き込み動作では、制御信号ＳＧおよびＢＧがオン電位（ハイレベル）、制御信号ＲＧがオフ電位（ローレベル）となる。これにより、画素スイッチ１２、出力スイッチ１３がオン（導通状態）、リセットスイッチ１６がオフ（非導通状態）となる。書き込み期間において、映像信号配線Ｓｉｇ（１〜ｎ）から画素スイッチ１２を通って駆動トランジスタ１１のゲートに階調映像電圧信号Ｖｓｉｇが書き込まれる。
[発光動作]
発光期間では、制御信号ＳＧおよび制御信号ＲＧがローレベル、制御信号ＢＧがハイレベルとなり、電源線Ｖｄｄから出力スイッチ１３を介して、赤（Ｒ）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各表示画素ＰＸの駆動トランジスタ１１に駆動電流が流れる。駆動トランジスタ１１は、保持容量１４に書込まれたゲート制御電圧に対応した電流量の駆動電流を出力する。この駆動電流が有機ＥＬ素子１５に供給され、有機ＥＬ素子１５が駆動電流に応じた輝度で発光する。有機ＥＬ素子１５は、再び制御信号ＢＧがオフ電位となるまで発光状態を維持する。
上述したリセット動作、オフセットキャンセル動作、書き込み動作、発光動作を順次、各表示画素で繰り返し行うことにより、所望の画像を表示する。
図４は、第１の実施形態の表示装置１０の電力制御動作を実行するためのコントローラ２の構成の一例を示すブロック図である。なお、図４に示すコントローラ２は、電力制御動作に関連する部位を抽出して記載している。
外部に設けられたプロセッサは、デジタル映像信号である表示データ２０と同期信号とをコントローラ２へ送る。ここで、プロセッサは、例えば電子機器に組み込まれているアプリケーション処理プロセッサである。なお、表示データ２０をコントローラ２へ出力する装置は、プロセッサに限られず、例えばメモリ装置などでもよい。
コントローラ２は、プロセッサから送信された表示データ２０の画質を改善するとともに、消費電力を低減するように映像信号の輝度を処理して、処理後の映像信号と、前記同期信号を処理した信号を含むタイミング信号とを有機ＥＬパネル１に出力する。有機ＥＬパネル１では、駆動回路（走査線駆動回路４ａ、４ｂ、信号線駆動回路５）がコントローラ２からの映像信号とタイミング信号とに基づいて、表示領域３の表示画素ＰＸを駆動して映像を表示する。
なお、上述のように、コントローラ２と駆動回路（走査線駆動回路４ａ、４ｂ、信号線駆動回路５）とで制御部８を構成する。
続いて、コントローラ２の構成について説明する。コントローラ２は、レシーバ２１、画質調整部２２を備える。
レシーバ２１は、プロセッサからの表示データ２０を表示１ライン（行）ごとに受信し、受信した表示データ２０を１ライン毎に画質調整部２２へ送る。画質調整部２２は、レシーバ２１から１ライン毎に表示データ２０を受け、表示で消費される電力を制限するために当該表示データ２０の輝度を調整する。更に画質調整部２２は、必要に応じて黒挿入動作（詳細は後述する）を実行する。
画質調整部２２は、画質改善部２３、消費電力算出部２４と輝度調整部２５とを含む電力制御部２６、ガンマ変換部２７、タイミングコントローラ２８を備える。
画質改善部２３は、例えばノイズ除去などの処理を行い、１ライン毎に表示データ２０を改善し、１ライン毎に改善された改善表示データ２９を消費電力算出部２４に送る。
消費電力算出部２４は、現在表示しているフレームの処理開始から現時点までの１ライン毎の改善表示データ２９に基づいて、現時点での当該フレームを表示するために必要な消費電力（現フレーム消費電力３０）を算出する。現フレーム消費電力３０は、１ライン毎の改善表示データ２９で表される輝度に基づいて消費電力を計算する。例えば、１ライン毎に、輝度を消費電力に変換するための係数を乗算し、１ライン毎の消費電力をフレーム開始から現時点まで累積することで求めることができる。消費電力算出部２４は、生成した現フレーム消費電力３０を輝度調整部２５に送る。
輝度調整部２５は、１ライン毎の改善表示データ２９を画質改善部２３より受ける。更に輝度調整部２５は、消費電力算出部２４から現フレーム消費電力３０を受ける。輝度調整部２５は、１ライン毎に改善表示データ２９の輝度と輝度調整倍率（後述する）とを掛け合わせ、出力データ３１としてガンマ変換部２７へ送る。また輝度調整部２５は、現フレーム消費電力３０と輝度調整倍率（後述する）とを掛け合わせ、その計算結果が所定の条件を充足した場合に、黒挿入信号３２をタイミングコントローラ２８に送る。尚、所定の条件は、例えば、所定の閾値を超えた場合とされる。
図５は、第１の実施形態に係る表示装置１０の輝度調整倍率を求める方法を説明するための図である。
図５に示す座標の横軸は入力画像の１つのフレームの全ラインの合計消費電力（フレーム消費電力）を示し、縦軸は輝度調整倍率を示している。フレーム消費電力から輝度調整倍率を求めるための関数ｆ（ｘ）は、ｘ1＜ｘ2ならば、ｆ（ｘ1）≧ｆ（ｘ2）が成り立つ減少関数である。即ち、フレーム消費電力が大きいほど、輝度調整倍率は小さい値となる。ここで、輝度調整倍率は、表示により消費される電力が十分に制限される程度の小さい値とし、例えば１より小さい値である。また上述の輝度調整倍率は、１フレームの表示データが揃った時点で決定される値である。従って、ここで求めた輝度調整倍率は、次のフレームにおいて適用される値である。
図４において、ガンマ変換部２７は、１ライン毎の出力データ３１に対してガンマ変換処理を実行してデジタル信号３３を生成し、ガンマ変換されたデジタル信号３３を有機ＥＬパネル１に送る。タイミングコントローラ２８は、輝度調整部２５から黒挿入信号３２を受けたときは、このデジタル信号３３を表示させない（発光させない）タイミング信号を有機ＥＬパネル１に送る。なお、図示していないが、タイミングコントローラ２８は、画像を表示するためのタイミング信号も有機ＥＬパネル１に送る。
駆動回路（４ａ、４ｂ、５）は、デジタル信号３３をアナログの階調電圧信号Ｖｓｉｇに変換し、映像信号配線Ｓｉｇを介して表示領域３の画素回路に供給する。更に駆動回路（４ａ、４ｂ、５）は、タイミング信号に基づいて表示領域３の画素回路６に駆動信号を供給し、表示駆動及び黒挿入駆動を実行させる。
続いて、黒挿入駆動における画素回路の動作を説明する。
図２に示す画素回路において、発光期間では、制御信号ＳＧおよび制御信号ＲＧがローレベル、制御信号ＢＧがハイレベルとなり、電源線Ｖｄｄから出力スイッチ１３を介して、赤（Ｒ）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各表示画素ＰＸの駆動トランジスタ１１に駆動電流が流れる。黒挿入駆動では、発光期間において、該当する画素回路の制御信号ＢＧをローレベルに切り替える。そうすると、出力スイッチ１３がオフ状態（非導通状態）となり、駆動トランジスタ１１からの駆動電流が停止する。即ち、有機ＥＬ素子１５は発光状態を停止する。これにより該当する行には輝度が無い画像が表示されるため、これが黒画像として視認される。
次に、第１の実施形態に係る表示装置１０の電力制御動作について説明する。
以下において、フレームの表示順序は、（ｎ−１）フレーム、ｎフレーム、（ｎ＋１）フレームとし、ｎフレームを対象として処理を実行する場合を説明する。
電力制御部２６は、１ライン毎の表示データ２９について数式（１）を用いて１ライン毎の消費電力３０を算出する。
Ｐｏｗｅｒｉ＝｛ΣＲIN(ｉ)｝×ａR＋｛ΣＧIN(ｉ)｝×ａG＋｛ΣＢIN(ｉ)｝×ａB
… （１）
この数式（１）において、Ｐｏｗｅｒｉは、ｉライン目の表示データ２９における消費電力３０である。ｉライン目の表示データ２９に含まれる赤画素の輝度をＲIN(ｉ)とする。ｉライン目の表示データ２９に含まれる緑画素の輝度をＧIN(ｉ)とする。ｉライン目の表示データ２９に含まれる青画素の輝度をＢIN(ｉ)とする。ａRは、赤画素の輝度を消費電力に変換する係数である。ａGは、緑画素の輝度を消費電力に変換する係数である。ａBは、青画素の輝度を消費電力に変換する係数である。
ｎフレームの全ラインについての消費電力は、数式（２）で表される。
Ｐｏｗｅｒｎ＝ΣＰｏｗｅｒｉ … （２）
（ｎ＋１）フレームの輝度を落として消費電力を抑制するための輝度調整倍率Ｋn+1は、数式（３）で算出される。
Ｋn+1＝ｆ（Ｐｏｗｅｒn） … （３）
ここで、関数ｆ（ｘ）は、ｘ1＜ｘ2ならば、ｆ（ｘ1）≧ｆ（ｘ2）が成り立つ減少関数である。仮に、上記の変換を表示データ２９が動画像データの場合に適用すると、表示データ２９の消費電力３０は時間ｔの関数であり、関数ｆ（ｘ）も時間ｔの関数となる。
（ｎ＋１）フレームに含まれる赤画素の輝度をＲIN(n+1)とする。（ｎ＋１）フレームに含まれる緑画素の輝度をＧIN(n+1)とする。（ｎ＋１）フレームに含まれる青画素の輝度をＢIN(n+1)とする。この場合、出力データ３１の（ｎ＋１）フレームに含まれる赤画素の輝度ＲOUT(n+1)、出力データ３１の（ｎ＋１）フレームに含まれる緑画素の輝度ＧOUT(n+1)、出力データ３１の（ｎ＋１）フレームに含まれる青画素の輝度ＢOUT(n+1)は、数式（４）から数式（６）に基づいて算出される。
ＲOUT(n+1)＝Ｋn+1×ＲIN(n+1) … （４）
ＧOUT(n+1)＝Ｋn+1×ＧIN(n+1) … （５）
ＢOUT(n+1)＝Ｋn+1×ＢIN(n+1) … （６）
この数式（１）から（６）で表されているように、（ｎ＋１）フレームの輝度調整で適用される輝度調整倍率Ｋn+1は、ｎフレームに基づいて算出される。したがって、各フレームに適した輝度調整倍率は、１フレームずつ遅れて求められる。
図６は、第１の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための図である。図６（１）は、発光時間調整（黒挿入）のないフレーム表示遷移を示し、図６（２）は、第１の実施形態の表示装置１０における発光時間調整を適用したフレーム表示遷移を示す図である。
まず、図６（１）に示す発光時間調整のないフレーム表示遷移について説明する。
例えば、表示データ２９は、（ｎ−１）フレームまで暗い黒フレームであり、その後ｎフレーム以降で明るい黄フレームに切り替わるとする。黄のｎフレームに適用される輝度調整倍率Ｋnは、黒の（ｎ−１）フレームの消費電力Ｐｏｗｅｒn-1に基づいて、Ｋn＝ｆ（Ｐｏｗｅｒn-1）により算出される。したがって、ｎフレームは、黄のフレームであるのに、このｎフレームに対応する輝度調整倍率Ｋnは、黒の（ｎ−１）フレームに基づいて算出された値が用いられる。
黄のフレームに適した輝度調整倍率は、黄のｎフレームの消費電力Ｐｏｗｅｒnに基づいて、Ｋn+1＝ｆ（Ｐｏｗｅｒn）により算出され、黄の（ｎ＋１）フレーム以降で用いられる。ここで、黄のｎフレームの消費電力Ｐｏｗｅｒnは、黒の（ｎ−１）フレームの消費電力Ｐｏｗｅｒn-1よりも大きい。輝度調整倍率は、消費電力が大きくなるほど小さくなる減少関数によって求められる。したがって、（ｎ＋１）フレームに適用される輝度調整倍率Ｋn+1は、ｎフレームに適用される輝度調整倍率Ｋnよりも小さくなる。したがって、ｎフレームは、（ｎ＋１）フレームよりも明るく表示される。
このようなフレームの表示遷移では、画像の切り替わり時において、ｎフレームのみが明るい画像となる。この結果、表示画面が一瞬明るくなるフラッシュ現象が発生する。
次に、第１の実施形態の表示装置１０における発光時間調整のあるフレーム表示遷移について説明する。第１の実施形態においては、ｎフレームとｎ−１フレームとの消費電力、すなわち輝度を揃えることでフラッシュ現象を防止する。
第１の実施形態においては、例えば、図６（２）に示すように、暗い黒の（ｎ−１）フレームから明るい黄のｎフレームへ切り替わる場合に、ｎフレームに対して黒挿入を実現し、輝度調整を行う。（ｎ＋１）フレームに対しては、ｎフレームに基づいて算出された黄フレームに対応した輝度調整倍率Ｋn+1が用いられる。このように、フラッシュ現象が発生するようなｎフレームが（ｎ−１）フレームよりも明るい場合に、フレーム内の平均発光を抑制するために、黒挿入を行い、（ｎ−１）フレームとｎフレーム、及び、ｎフレームとそれに続く（ｎ＋１）フレームとの間で輝度差を抑制する。
図７は、第１の実施形態に係る表示装置１０における発光調整のタイミングと消費電力との関係の一例を示すグラフである。この図７において、横軸はフレームの切り替わりと経過時間とを示し、縦軸は消費電力を示す。フレームは、（ｎ−２）フレーム，…，（ｎ＋２）フレームの順序で表示される。なお、図７では、ｎフレームについては時間経過と共にフレームの輝度が増加している状態を示しており、例えば、前フレームの各々のラインの輝度から輝度更新されたラインの合計の消費電力とされる。ｎフレーム以外のフレームについては、時間経過での表示ではなく、当該フレームの描画完了時点での消費電力をｎフレームの消費電力と比較するために示している。（ｎ−２）フレーム及び（ｎ−１）フレームは、暗いフレームであり、（ｎ＋１）フレーム及び（ｎ＋２）フレームは、少し明るいフレームの場合と、強く明るいフレームの場合とを図示している。
第１の実施形態では、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの間の輝度差に応じて黒挿入量を増減する。具体的には、ｎフレームの画素値を１ライン毎に累積して求められるｎフレームの現時点での消費電力（現フレーム消費電力）は、ｎフレームの描画中に増加していく。この消費電力の増加の傾きは、ｎフレームが明るいほど大きくなる。
そこで、（ｎ−１）フレームの消費電力にバイアスΔｔｈを加えたしきい値Ｔｈ１を設定し、このしきい値Ｔｈ１をｎフレームの現フレーム消費電力が超えるタイミングで黒挿入を実施する。ｎフレームが少し明るいフレームの場合には、ｎフレームの消費電力がしきい値Ｔｈ１を超えるタイミングが遅くなり、黒挿入量が少なくなる。ｎフレームが強く明るいフレームの場合には、ｎフレームの現フレーム消費電力がしきい値Ｔｈ１を超えるタイミングが早くなり、黒挿入量が多くなる。したがって、ｎフレームの消費電力がしきい値Ｔｈ１を越えたタイミングで黒挿入を実施することにより、明るさに応じた黒挿入量を自動的に決定することができる。
ここで黒挿入動作が開始されると、表示領域３の上端のラインである第１ラインの有機ＥＬ素子１５の発光を停止する。そして、続く新たな１ラインの表示データ２０を処理するごとに発光を停止するライン番号をインクリメントする。即ち、黒画像が表示領域３の上端のライン（第１ライン）から下方に向かって徐々に増加する。
一般的に、ｎフレームと（ｎ＋１）フレームとのデータを比較するためには、表示データ２９を記憶するフレームメモリが用いられる。しかしながら、フレームメモリは、１フレーム分のデータを記憶する容量を必要とするため、製造コストが増加する。上述の現フレーム消費電力（積算値）を用いる方法では、フレームメモリを用いることなく処理することが可能となるため製造コストの増加を抑制することができる。
図８は、第１の実施形態に係る表示装置１０のｎフレームに対する電力制御部２６及びタイミングコントローラ２８の処理の一例を示すフローチャートである。
ｎフレームの表示が開始されると、ステップＳ１において、輝度調整部２５は、ｎフレームに適用される輝度調整倍率Ｋnを取得する。この輝度調整倍率Ｋnは、（ｎ−１）フレームの消費電力（積算値）に基づいて、減少関数を用いて算出しても良く、あるいは、既に（ｎ−１）フレームの終了時点において算出されたｎフレームに適用される輝度調整倍率Ｋnを用いても良い。
ステップＳ２において、消費電力算出部２４は、画質改善部２３からの１ライン毎の改善された表示データ２９を用いてｎフレームの現時点の消費電力（現フレーム消費電力）を算出する。この現時点の消費電力算出に際しては、表示データ２９に輝度調整倍率Ｋnを乗じたデータを用いる。
ステップＳ３において、輝度調整部２５は、ｎフレームの現時点の現消費電力と（ｎ−１）フレームの消費電力との差が、フラッシュ現象を引き起こさない観点から設定されたしきい値Ｔｈ１を超えるか否か判断する。ｎフレームの現時点の現消費電力と（ｎ−１）フレームの消費電力との差がしきい値Ｔｈ１を越えない場合、処理はステップＳ５に移動する。ｎフレームの現時点の現消費電力と（ｎ−１）フレームの現消費電力との差がしきい値Ｔｈ１を超える場合、処理はステップＳ４に移動する。
ステップＳ４おいて、輝度調整部２５は、黒挿入信号３２をタイミングコントローラ２８に送り、タイミングコントローラ２８は、第１ラインからの発光停止動作（黒挿入動作）を開始又は継続する。
ステップＳ５において、輝度調整部２５は、ｎフレームに適用される輝度調整倍率Ｋnに基づいて、１ライン毎に改善表示データ２９の輝度と輝度調整倍率Ｋｎとを掛け合わせた１ライン毎の出力データ３１を算出し、１ライン毎の出力データ３１をガンマ変換部２７に送る。その後処理は、ステップＳ６に移動する。
ステップＳ６において、ｎフレームの表示が終了の場合には、ｎフレームについて処理を終了し、ｎフレームの表示が終了していない場合には、画質改善部２３からの次の１ライン毎の改善表示データ２９の入力後に処理はステップＳ３へ戻る。
以上説明した第１の実施形態に係る表示装置１０においては、フレームの輝度に応じて黒挿入量を調整することができるため、消費電力を低減させることができ、フラッシュ現象を抑制することができ、表示品質の低下を防止することができる。
[第２の実施形態]
第２の実施形態においては、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態と同一あるいは同様の機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第１の実施形態では、（ｎ−１）フレームとｎフレームとの消費電力の差が少ない場合には、ｎフレームの黒挿入量も少なくなるように調整される。しかしながら、わずかな黒挿入量であっても、表示において黒挿入が行われると、この黒挿入がユーザに視認され、例えばちらつきが発生し、表示品質が低下する場合がある。そこで、第２の実施形態においては、隣り合うフレームの間の輝度差がフラッシュ現象と視認されない程度に小さい場合には黒挿入を実行しない。
第２の実施の形態では、表示対象のｎフレームの表示途中で、ｎフレームと（ｎ＋１）フレームとの間の輝度差がどの程度であるかを推測する。例えば、図７のｎフレームを表示中において、増加曲線を種々の手法を用いて外挿することによってｎフレーム表示終了時における消費電力（≒輝度値）を推測することができる。
そうすると、推測されたｎフレーム表示終了時における消費電力から（ｎ＋１）フレームの表示に適用される輝度調整倍率Ｋn+1を求めることができる。そして、輝度調整倍率演算前の（ｎ＋１）フレームの消費電力が輝度調整倍率演算前のｎフレームの消費電力と近似的に等しいと仮定することによって、輝度調整倍率演算後の（ｎ＋１）フレームの消費電力を近似的に式（７）によって求めることができる。
（ｎ＋１）フレームの消費電力≒（Ｋn+1／Ｋn）＊ｎフレームの消費電力 … （７）
そして、輝度調整部２５は、推測されたｎフレームの輝度（消費電力）から推測された（ｎ＋１）フレームの輝度（消費電力）を減算した輝度差（消費電力差）が、ユーザにフラッシュ現象と視認されない程度の場合に、ｎフレームに対する発光の停止（黒挿入）を実行しないように制御を行う。なお、上述の説明は消費電力を用いたが、輝度値を積算してその積算された輝度値を用いて判断しても良い。
図９は、第２の実施の形態の表示装置１０における黒の（ｎ−１）フレームが黄のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。
輝度調整部２５は、図７に示す消費電力の変化の傾きから、黄のｎフレームの輝度（消費電力）Ａを推測する。このとき、黄のｎフレームの輝度調整倍率は、黒の（ｎ−１）フレームの輝度調整倍率と同じ値である。一方、（ｎ＋１）フレームの輝度（消費電力）Ｂは、推測されたｎフレームの輝度Ａに、この推測されたｎフレームの輝度に基づいて算出される輝度調整倍率を掛けた値である。
輝度調整部２５は、この推測されたｎフレームの輝度Ａから推測された（ｎ＋１）フレームの輝度Ｂを減算した値に基づいて輝度差Ｃを算出する。そして、輝度調整部２５は、輝度差Ｃがしきい値Ｔｈ３より小さい場合に、黒挿入信号３２をタイミングコントローラ２８に送らないように制御する。
図１０は、第２の実施の形態の表示装置１０における赤の（ｎ−１）フレームが黄のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。
輝度調整部２５は、図７に示す消費電力の変化の傾きから、黄のｎフレームの輝度（消費電力）Ａを推測する。このとき、黄のｎフレームの輝度調整倍率は、赤の（ｎ−１）フレームの輝度調整倍率と同じ値である。一方、（ｎ＋１）フレームの輝度（消費電力）Ｂは、推測されたｎフレームの輝度Ａに、この推測されたｎフレームの輝度に基づいて算出される輝度調整倍率と赤の（ｎ−１）フレームの輝度調整倍率とを演算して求めた値を乗算した値である。
輝度調整部２５は、この推測されたｎフレームの輝度Ａから推測された（ｎ＋１）フレームの輝度Ｂを減算した値に基づいて輝度差Ｃを算出する。そして、輝度調整部２５は、輝度差Ｃがしきい値Ｔｈ３より小さい場合に、黒挿入信号３２をタイミングコントローラ２８に送らないように制御する。
図１１は、第２の実施の形態の表示装置１０における黒の（ｎ−１）フレームが赤のｎフレームに変化する場合の予測消費電力と輝度調整倍率との関係の一例を示すグラフである。
輝度調整部２５は、図７に示す消費電力の変化の傾きから、赤のｎフレームの輝度（消費電力）Ａを推測する。このとき、赤のｎフレームの輝度調整倍率は、黒の（ｎ−１）フレームの輝度調整倍率と同じ値である。一方、（ｎ＋１）フレームの輝度（消費電力）Ｂは、推測されたｎフレームの輝度Ａに、この推測されたｎフレームの輝度に基づいて算出される輝度調整倍率と黒の（ｎ−１）フレームの輝度調整倍率とを演算して求めた値を乗算した値である。
輝度調整部２５は、この推測されたｎフレームの輝度Ａから推測された（ｎ＋１）フレームの輝度Ｂを減算した値に基づいて輝度差Ｃを算出する。そして、輝度調整部２５は、輝度差Ｃがしきい値Ｔｈ３より小さい場合に、黒挿入信号３２をタイミングコントローラ２８に送らないように制御する。
以上説明した第２の実施形態においては、表示対象のｎフレームと、このｎフレームの後の（ｎ＋１）フレームとの間の輝度差が推測され、黒挿入を行うか否かを判断する。即ち、輝度差Ｃがフラッシュ現象が視認されない程度の場合には黒挿入を実行しない。したがって、第２の実施形態においては、フレームメモリを備えることなく、消費電力を抑えることができ、フラッシュ現象を防止することができ、更に、ちらつき等の画質の劣化を防止することができる。
[第３の実施形態]
第３の実施形態においては、第１及び第２の実施形態の変形例について説明する。第１及び第２の実施形態と同一あるいは同様の機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第１及び第２の実施形態においては、フレームが赤画素、緑画素、青画素から構成される場合の例を説明した。しかしながら、この実施形態に限定されず、フレームは、他の色画素を含むとしてもよい。
より具体的には、例えばフレームは、赤画素、緑画素、青画素、白画素から構成されてもよい。この場合、ｎフレームのライン毎の消費電力Ｐｏｗｅｒnは、数式（８）に基づいて算出される。
Ｐｏｗｅｒｉ＝｛ΣＲIN(ｉ)｝×ａR＋｛ΣＧIN(ｉ)｝×ａG＋｛ΣＢIN(ｉ)｝×ａB
＋｛ΣＷIN(ｉ)｝×ａW … （８）
ここで、ｎフレームに含まれる白画素の輝度をＷIN(ｉ)とする。ａWは、白画素の輝度を消費電力に変換する係数である。
出力データ３１の（ｎ＋１）フレームに含まれる白画素の輝度ＷOUT(n+1)は、数式（９）に基づいて算出される。
ＷOUT(n+1)＝Ｋn+1×ＷIN(n+1) … （９）
輝度調整部２５によってこのような計算を実行することにより、白画素を含むフレームについても、第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第４の実施形態]
第４の実施形態では、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態と同一あるいは同様の機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第１の実施形態においては、黒挿入を実施したフレームでは、第１ライン以降の連続したラインが黒表示された。この態様では、有機ＥＬが連続して発光している時間（フレームの開始から黒挿入開始までの時間）と、有機ＥＬが連続して発光していない時間（黒挿入開始からフレームの終了までの時間）とがそれぞれ長く継続するため、その状態が視認され易い。これは表示上、フリッカとして表示品位の劣化につながる可能性がある。そこで、第４の実施形態においては、黒挿入を細かく分割して挿入することで、発光と非発光との時間差を短くしてフリッカの低減を図る、
図１２は、第４の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための図である。図１２（１）は、第１の実施形態の表示装置１０における発光時間調整を適用したフレーム表示遷移の一例を示し、図１２（２）は、第４の実施形態の表示装置１０における発光時間調整を適用したフレーム表示遷移の一例を示す図である。
図１２（１）に示す第１の実施形態の表示装置１０における発光時間調整については既に説明を行っているため、再度の説明は省略する。
図１２（２）に示す第４の実施形態においては、例えば、暗い黒の（ｎ−１）フレームから明るい黄のｎフレームへ切り替わる場合に、ｎフレームに対して黒挿入を実現し、輝度調整を行う。黒挿入は、表示領域３の第１ラインから順次ラインを増加させて行われる。しかし、黒挿入が開始されてから所定時間が経過したときは、もとの明るい黄色の画像を表示する画像表示動作が表示領域３の第１ラインから順次ラインを増加させて実行される。そして、画像表示動作が開始されてから所定時間が経過したときは、再度、黒挿入動作が表示領域３の第１ラインから順次ラインを増加させて実行される。以降、上述の画像表示動作と黒挿入動作とがｎフレームの終了まで交互に実行される。ここで、黒挿入動作は現消費電力（累積値）が所定の閾値を超えた場合に実施される。
図１３は、第４の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための他の図である。図１３は、（ｎ−１）フレームまで暗い黒フレームであり、その後ｎフレーム以降で明るい黄フレームに切り替わるときの画面の時間推移を示している。
時刻ｔ１においてｎフレームが開始されたときは、画面は黒である。時刻ｔ２では、ｎフレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。なお、ｎフレームの黄色の画像の輝度は、黒の（ｎ−１）フレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ３では、ｎフレームの黄色の画像の表示エリアが拡大している。この時刻ｔ３〜時刻ｔ４において、ｎフレームの現消費電力がしきい値Ｔｈ１を超えると判断されたため黒挿入が開始される。
時刻ｔ４では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大しているとともに、黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。時刻ｔ５では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大していくとともに、黒挿入のエリアに続いて元の黄色の画像エリアが上端から下方に拡大し、更にその後に黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。時刻ｔ６では、時刻ｔ５の状態がさらに進行し黒挿入画像と黄色画像とが交互に表示されている。
時刻ｔ７では、ｎフレームの黄色の画像が画面の下端まで到達してｎフレームが終了し、（ｎ＋１）フレームが開始されている。そして（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。なお、（ｎ＋１）フレームの低輝度黄色の画像の輝度（図１３の中間輝度の部分）は、黄色のｎフレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ８から時刻ｔ１２までは、時刻ｔ７の状態が進行する。即ち、黄色と黒の縞模様の画像が画面の下方に移動し、上方からは（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が下方に向かって拡大している。そして、時刻ｔ１３では、全画面が（ｎ＋１）フレームの黄色の画像で覆われて（ｎ＋２）フレームが開始される。
図１４は、第４の実施形態の表示装置１０における黒挿入方法を説明するための図である。図１４（１）は、第１の実施形態の黒挿入方法を示し、図１４（２）は、第４の実施形態の黒挿入方法を示している。
図１４（１）には、画面の特定の位置、例えば上端のラインにおける黒挿入の期間の推移を示している。第１の実施形態の黒挿入方法では、黒挿入が開始されると当該フレームが終了するまで黒挿入の期間が継続する。図１４（２）には、画面の特定の位置、例えば上端のラインにおける黒挿入の期間の推移を示している。第４の実施形態の黒挿入方法では、黒挿入が開始されると、黒挿入の期間は間欠的に継続する。なお、黒挿入でない期間はｎフレームの画像が表示される。
ここで第４の実施形態における黒挿入の継続時間（Ｂ１，Ｂ２，・・・）とフレーム画像の継続時間（Ｗ１，Ｗ２，・・・）とは、あらかじめ定められた所定時間とすることができる。また、Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２＋・・・＋Ｂｎとなるように黒挿入の継続時間（Ｂ１，Ｂ２，・・・）を設定することもできる。
このように、黒挿入は、連続した複数の黒表示ラインを含む表示パターンを映像信号の供給と同期して、表示パネルの上部ラインから下方向に移動させるように表示する動作、即ち、表示パネルの画面走査と同方向に移動させるように表示する動作であると表現できる。そして、より詳細には、黒挿入の表示パターンは、連続した複数の黒表示ラインが所定の間隔をおいて繰り返して表示される表示パターンであると表現することもできる。
なお、第４の実施形態の表示方法では、ある表示ラインに着目すると、黒挿入画像と表示画像とが所定の時間間隔で交互に繰り返して表示される。この動作は、例えば図２に示す画素回路で説明すると、該当する画素回路の制御信号ＢＧをローレベルに切り替えて出力スイッチ１３をオフ状態（非導通状態）とすることで黒挿入状態を実現し、該当する画素回路の制御信号ＢＧをハイレベルに切り替えて出力スイッチ１３をオン状態（導通状態）とすることで元の画像の発光状態を実現することができる。
[第５の実施形態]
第５の実施形態においては、第４の実施形態の変形例について説明する。第４の実施形態と同一あるいは同様の機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図１５は、第５の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための図である。図１５には、輝度調整計算用（輝度調整倍率が乗算されていない）の消費電力の時間推移曲線Ｃと、適用されている輝度調整倍率の時間推移曲線Ｄ（図５の曲線に対応）とを示している。座標の横軸はフレームの切り替わりと経過時間とを示している。
ｎフレームの開始時点から輝度調整計算用の消費電力の時間推移曲線Ｃは増加する。そして、時刻Ｔ１において閾値Ｔｈ１を超える。この結果、図７で説明したように、黒挿入が開始される。そしてそれと共に輝度調整部２５は、図５に示す減少関数を用いて現時点の現消費電力から輝度調整倍率を算出し、１ライン毎の改善表示データ２９に算出した輝度調整倍率を乗算した１ライン毎の出力データ３１を求めて、この出力データ３１をガンマ変換部２７へ送る。輝度調整部２５は、この動作を１ライン毎に繰り返す。従って、輝度調整倍率の時間推移曲線Ｄは減少を続ける。この結果、時刻Ｔ２においてｎフレームが終了した時点では、曲線Ｄの輝度調整倍率は、（ｎ＋１）フレームで適用される輝度調整倍率と等しくなる。
図１６は、第５の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための他の図である。図１６は、（ｎ−１）フレームまで暗い黒フレームであり、その後ｎフレーム以降で明るい黄フレームに切り替わるときの画面の時間推移を示している。
時刻ｔ２１においてｎフレームが開始されたときは、画面は黒である。時刻ｔ２２では、ｎフレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。なお、ｎフレームの黄色の画像の輝度は、黒の（ｎ−１）フレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ２３では、ｎフレームの黄色の画像の表示エリアが拡大している。この時刻ｔ２３〜時刻ｔ２４において、ｎフレームの消費電力がしきい値Ｔｈ１を超えると判断されたため、黒挿入が開始される。
時刻ｔ２４では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大しているとともに、黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。このとき拡大した領域に表示される黄色の画像の輝度は、新たに算出された輝度調整倍率を乗算して求められた輝度である。そのため黄色の画像の輝度は低下している。時刻ｔ２５では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大しているがこのとき拡大した領域に表示される黄色の画像の輝度は、さらに低下している。また、黒挿入のエリアに続いて元の黄色の画像エリアが上端から下方に拡大し、更にその後に黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。時刻ｔ２６では、時刻ｔ２５の状態がさらに進行し黒挿入画像と黄色画像とが交互に表示されている。このとき、画面のライン位置に表示される黄色の輝度は一定である。即ち、同一ライン位置に表示される黄色の画像の輝度は、時刻ｔ２５での輝度と同一の輝度である。
時刻ｔ２７では、ｎフレームの黄色の画像が画面の下端まで到達してｎフレームが終了し、（ｎ＋１）フレームが開始されている。そして（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。ここで、ｎフレームの画面の下端に表示される黄色の画像の輝度は、（ｎ＋１）フレームの黄色の画像の輝度と等しくなる。なお、（ｎ＋１）フレームの低輝度黄色の画像（中間輝度の部分）の輝度は、黄色のｎフレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ２８から時刻ｔ３２までは、時刻ｔ２７の状態が進行する。即ち、黄色と黒の縞模様の画像が画面の下方に移動し、上方からは（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が下方に向かって拡大している。そして、時刻ｔ１３では、全画面が（ｎ＋１）フレームの黄色の画像で覆われて（ｎ＋２）フレームが開始される。
黒挿入を分割して実行する場合において、黒挿入を継続して挿入するときと同じ発光期間を確保しようとすると、相対的に黒挿入を開始するタイミングを早くすることになる。そうすると黒挿入が不必要に実行されることにつながる。そのため、第５の実施形態では、黒挿入を開始するタイミングは変更せず、輝度調整倍率を黒挿入開始後から低下させることでフラッシングなどによる表示品位の低下を防止する。なお、上述のように、新たな輝度調整倍率は表示するライン毎に計算することで、フレームの最終行では、次フレームの輝度調整倍率に等しくなる。
[第６の実施形態]
第６の実施形態においては、第４の実施形態の変形例について説明する。第４の実施形態と同一あるいは同様の機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図１７は、第６の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための図である。図１７には、輝度調整計算用の（輝度調整倍率が乗算されていない）消費電力の時間推移曲線Ｃと、適用されている輝度調整倍率の時間推移曲線Ｄ（図５に対応）とを示している。座標の横軸はフレームの切り替わりと経過時間とを示している。
ｎフレームの開始時点から輝度調整計算用の現消費電力の時間推移曲線Ｃは増加する。そして、時刻Ｔ１において閾値Ｔｈ１を超える。この結果、図７で説明したように、黒挿入が開始される。そしてそれと共に輝度調整部２５は、ｎフレーム表示終了時における消費電力を推測し、推測されたｎフレーム消費電力から（ｎ＋１）フレームの表示に適用される輝度調整倍率を求める。この方法は、式（７）を用いて既に説明しているため重複した説明は省略する。輝度調整部２５は、１ライン毎の改善された表示データ２９に算出した輝度調整倍率を乗算した１ライン毎の出力データ３１を求めて、この出力データ３１をガンマ変換部２７へ送る。輝度調整部２５は、この動作を１ライン毎に繰り返す。従って、輝度調整倍率の時間推移曲線Ｄの輝度調整倍率は、（ｎ＋１）フレームで適用される輝度調整倍率と等しくなる。
図１８は、第６の実施形態の表示装置１０における発光時間調整について説明するための他の図である。図１８は、（ｎ−１）フレームまで暗い黒フレームであり、その後ｎフレーム以降で明るい黄フレームに切り替わるときの画面の時間推移を示している。
時刻ｔ４１においてｎフレームが開始されたときは、画面は黒である。時刻ｔ４２では、ｎフレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。なお、ｎフレームの黄色の画像の輝度は、黒の（ｎ−１）フレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ４３では、ｎフレームの黄色の画像の表示エリアが拡大している。この時刻ｔ４３〜時刻ｔ４４において、ｎフレームの消費電力がしきい値Ｔｈ１を超えると判断されたため黒挿入が開始される。
時刻ｔ４４では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大しているとともに、黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。このとき拡大した領域に表示される黄色の画像の輝度は、予測された（ｎ＋１）フレームの輝度調整倍率を乗算して求められた輝度である。そのため黄色の画像の輝度は低下している。時刻ｔ４５では、黄色の画像の表示エリアが下方に拡大しているがこのとき拡大した領域に表示される低輝度黄色の画像（網欠け部分）の輝度は、予測された（ｎ＋１）フレームの輝度調整倍率を乗算して求められた輝度である。また、黒挿入のエリアに続いて元の黄色の画像エリアが上端から下方に拡大し、更にその後に黒挿入のエリアが画面の上端から下方に拡大している。時刻ｔ４６では、時刻ｔ４５の状態がさらに進行し黒挿入画像と黄色画像とが交互に表示されている。このとき、画面のライン位置に表示される黄色の輝度は一定である。即ち、同一ライン位置に表示される黄色の画像の輝度は、時刻ｔ４５での輝度と同一の輝度である。
時刻ｔ４７では、ｎフレームの黄色の画像が画面の下端まで到達してｎフレームが終了し、（ｎ＋１）フレームが開始されている。そして（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が表示領域３の第１ラインから表示されている。ここで、ｎフレームの輝度が低下した黄色の画像の輝度は、（ｎ＋１）フレームの黄色の画像の輝度とほぼ等しくなる。なお、（ｎ＋１）フレームの黄色の画像の輝度は、黄色のｎフレームに基づいて算出された輝度調整倍率を用いた輝度である。時刻ｔ４８から時刻ｔ５２までは、時刻ｔ４７の状態が進行する。即ち、黄色と黒の縞模様の画像が画面の下方に移動し、上方からは（ｎ＋１）フレームの黄色の画像が下方に向かって拡大している。そして、時刻ｔ５３では、全画面が（ｎ＋１）フレームの黄色の画像で覆われて（ｎ＋２）フレームが開始される。
黒挿入を分割して実行する場合において、黒挿入を継続して挿入するときと同じ発光期間を確保しようとすると、相対的に黒挿入を開始するタイミングを早くすることになる。そうすると黒挿入が不必要に実行されることにつながる。そのため、第６の実施形態では、黒挿入を開始するタイミングは変更せず、黒挿入が開始された時点から最終行の電力を予測し、その予測結果から得られる輝度調整倍率を用いて、輝度を黒挿入開始後から低下させることでフラッシングなどによる表示品位の低下を防止する。
なお、上述の各実施形態では、１ライン毎に消費電力計算を行っていたが、この実施例に限定されず、複数ライン毎に消費電力計算を行っても良い。
また、上述の実施形態に開示された技術思想は、ＲＧＢ色に発光するＥＬ素子を用いた表示装置１０に限られず、白色に発光するＥＬ素子とＲＧＢフィルタとを組み合わせた表示装置１０についても適用することができる。またＥＬ素子は有機ＥＬ素子に限られず、無機ＥＬ素子を適用することができる。
本発明の実施の形態として上述した表示装置１０を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置１０も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
ＰＸ…表示画素、１…ＥＬパネル、２…コントローラ、３…表示領域、４ａ、４ｂ…走査線駆動回路、５…信号線駆動回路、６…画素回路、８…制御部、１０…表示装置、１１…駆動トランジスタ、１２…画素スイッチ、１３…出力スイッチ、１４…保持容量、１５…ＥＬ素子、１６…リセットスイッチ、２０…表示データ、２１…レシーバ、２２…画質調整部、２３…画質改善部、２４…消費電力算出部、２５…輝度調整部、２６…電力制御部、２７…ガンマ変換部、２８…タイミングコントローラ、２９…表示データ、３０…消費電力、３１…出力データ

Claims (7)

  1. 発光素子と、前記発光素子に発光電流を供給する画素回路とを含む画素部と、
    前記画素部を基板上にマトリクス状に配置した表示パネルと、
    表示対象フレームの映像信号を生成する際、外部から１ライン毎に供給される表示データに輝度調整倍率を乗じて生成した映像信号を前記画素部に供給し、１ライン毎の消費電力を累積し、累積された消費電力が一つ前の表示フレームの消費電力よりも所定値以上であると判断したときは黒挿入を実行する制御部と、を有し、
    前記輝度調整倍率は、一つ前のフレームについて外部から供給された全表示データを用いて求めた消費電力を減少関数に代入して求めた１以下の正の実数であり、
    前記黒挿入は、連続した複数の黒表示ラインを含む表示パターンを前記映像信号の供給と同期して、前記表示パネルの画面走査と同方向に移動させるように表示する
    表示装置。
  2. 前記減少関数Ｆ（ｘ）は、ｘ１＜ｘ２のときは、Ｆ（ｘ１）≧Ｆ（ｘ２）なる結果を与える関数である、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記減少関数Ｆ（ｘ）は、
    ｘ≦閾値Ｔｈ２のときは、Ｆ（ｘ）＝１であり、
    ｘ＞閾値Ｔｈ２のときは、単調減少関数である、請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記黒挿入の表示パターンは、連続した複数の黒表示ラインが所定の間隔をおいて繰り返して表示される表示パターンである、請求項１に記載の表示装置。
  5. 前記黒表示ラインは、当該ライン上の前記発光素子に供給する発光電流を停止することで得られる、請求項１乃至４の内のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 前記黒挿入が開始された後に生成される前記映像信号は、
    外部から１ライン毎に供給される前記表示データと、表示対象フレームについて前記外部から供給された１ライン毎の消費電力を累積して求めた現時点での消費電力を前記減少関数に代入して求めた輝度調整倍率と、を乗じて生成される、請求項１乃至５の内のいずれか１項に記載の表示装置。
  7. 前記黒挿入が開始された後に生成される前記映像信号は、
    外部から１ライン毎に供給される前記表示データと、表示対象フレームについて前記外部から供給された１ライン毎の消費電力を積算して求めた現時点での消費電力から予測した前記表示対象フレーム全体の消費電力を前記減少関数に代入して求めた輝度調整倍率と、を乗じて生成される、請求項１乃至５の内のいずれか１項に記載の表示装置。
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