JP4477487B2 - エレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

エレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、エレクトロルミネセンス表示装置に関し、特に、周辺環境の明るさに応じてフルホワイトの明るさを制御することにより明るさモードを制御するエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法に関するものである。
最近、陰極線管(Cathode Ray Tube)の短所である重さと嵩を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置としては液晶表示装置(Liquid Crystal Display)、電界放出表示装置(Field Emission Display)、プラズマ表示パネル(Plasma Display Panel)及びエレクトロルミネセンス(Electro-Luminescence : 以下、"EL"という)表示装置などがある。
ここで、EL表示装置は、電子と正孔の再結合で蛍光物質を発光させる自発光素子として、材料及び構造に従って無機ELと有機ELに大別される。この EL表示装置には、液晶表示装置のように別途の光源を要する受動型発光素子と比較して陰極線管に匹敵する程度の早い応答速度を持つという長所がある。
図１は、EL表示装置の発光原理を説明するための一般的な有機EL構造を図示した断面図である。EL表示装置の中で、有機ELは、陰極２と陽極１４の間に積層された電子注入層４、電子輸送層６、発光層８、正孔輸送層１０、正孔注入層１２を具備する。
透明電極の陽極１４と金属電極の陰極２の間に電圧を印加すると、陰極２から発生した電子は、電子注入層４及び電子輸送層６を通じて発光層８に移動する。また、陽極１４から発生した正孔は、正孔注入層１２及び正孔輸送層１０を通じて発光層８の方に移動する。これによって、発光層８では電子輸送層６と正孔輸送層１０から供給された電子と正孔が衝突して再結合することによって光が発生し、この光が、透明電極の陽極１４を通じて外部に放出されて画像が表示される。
このような、一般的なEL表示装置においては、階調表現のために表面領域分割駆動方法と時分割駆動方法を使う。
表面領域分割駆動方法は、一つのピクセル(Pixel)を多数のサブピクセル(Sub-Pixel)に分割して、多数のサブピクセルのそれぞれをデジタルデータ信号に従って独立に駆動させ、階調を表示する。しかし、このような表面領域分割駆動方法には、ピクセル構造が複雑であるという問題点がある。
反面、時分割駆動方法は、ピクセルの発光時間を制御して階調表現をする。すなわち、一つのフレーム(Frame)を多数のサブフレーム(Sub-Frame)に分割して階調を表示する。このような、時分割駆動方法は、サブフレームのそれぞれの期間の間にデジタルデータ信号に従ってピクセルを発光時間と非発光時間とに分けて、一つのフレーム期間内に各ピクセルの発光時間を合わせてピクセルの階調を表現する。
一般的にEL表示装置は、液晶表示装置に比べて応答速度が早いから上述した時分割駆動方法が相応しい。
図２を参照すると、一般的な時分割駆動方法を利用したEL表示装置の駆動方法は、デジタルデータ信号の階調表現のために各フレームをデジタルデータ信号の各ビット(Bit)に対応する多数のサブフレーム(SF)に分ける。この時、図２では１２ビットのデジタルデータ信号を２５６個の階調を表現して、１２ビットのデジタルデータ信号に対応するように一つのフレームを１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)に分ける。１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)のうち、第１サブフレーム(SF１)は、デジタルデータ信号の最下位ビットに対応し、第１２サブフレーム(SF１２)は、デジタルデータ信号の最上位ビットに対応する。
１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)のそれぞれは発光時間(LT１乃至LT１２)と非発光時間(UT１乃至UT１２)とに分けられる。この時、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)は、１２ビットのデジタルデータ信号を２８(２５６)個の階調を表現するために１:２:４:８:１６:３２…であらわされる二進コード(Binary Code)や１:２:４:６:１０:１４:１９…のように非二進コードのいずれかのコードを使うことができる。
各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の期間の間にEL表示装置は、全体ピクセルを垂直方向、例えばELパネルの上部から下部方向に順次スキャンして発光する。これによって、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の期間の発光時間(LT１乃至LT１２)は、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内で図２に図示されたように斜線に沿って形成される。このような、一つのフレームの各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の発光時間(LT１乃至LT１２)を全部合わせて所望の画像の階調を表現することができる。
このような、一般的なEL表示装置は、一つのフレーム間に各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)を合わせて所望の階調を表現するため、EL表示装置の使用場所、すなわち周辺環境の明るさのかかわらずEL表示装置のフルホワイト(Full White)の明るさで画像を表現することが可能である。これによって、一般的なEL表示装置には、フルホワイト明るさの階調が固定されているため、大きな消費電力を必要とするという問題点がある。
したがって、本発明の目的は、周辺環境の明るさに従ってフルホワイトの明るさを制御して明るさモードを制御するエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、時間的に分割された発光時間を合わせて階調を表現するエレクトロルミネセンス表示装置の消費電力を減少させることができるエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に従ったエレクトロルミネセンス表示装置は、供給される電流により発光するピクセルを持つ表示パネルと、前記電流に対応するデータ電圧を前記ピクセルに供給するデータ駆動部と、一つのフレームを多数のサブフレームに分けて前記多数のサブフレームのそれぞれに対応する前記データ電圧を前記データ駆動部に供給すると共に各フレームの発光時間を制御するタイミング制御部とを具備する。
前記タイミング制御部は、前記表示パネルの周辺環境の明るさ及び使用者の選択の中から少なくともいずれか一つに従って前記多数のサブフレームを制御する。
前記エレクトロルミネセンス表示装置は、前記表示パネルの周辺環境の明るさを検出する光センサをさらに具備する。
前記ピクセルのそれぞれは、デジタルデータ信号が供給されるデジタル駆動方式のピクセルである。
前記ピクセルのそれぞれは、前記データ電圧が供給されるデータラインと、ゲートパルスが供給される表示ゲートラインと、イレーザーパルスが供給される非表示ゲートラインと、供給電圧源と基底電圧源との間に接続された発光セルと、前記供給電圧源と前記発光セルとの間に接続された駆動スイッチと、前記データラインと前記表示ゲートライン及び前記駆動スイッチとに接続された第１スイッチ素子と、前記駆動スイッチと前記第１スイッチ素子との間の第１ノードと、前記非表示ゲートライン及び前記供給電圧源に接続された第２スイッチ素子と、前記第１ノードと前記供給電圧源との間に接続されたストレッジキャパシタとを具備する。
前記タイミング制御部は、前記光センサから検出された周辺環境の明るさをあらわす信号に従って選択信号を発生する選択信号発生部と、外部から入力されるNビット(ただ、Nは定数)データを Mビット(ただし、MはNより大きい定数)データに変換する第１データ変換部と、外部から入力される前記NビットデータをM-K(ただ、KはMより小さな定数)ビット以下のデータに変換する第２データ変換部と、前記選択信号に従って前記Nビットデータを前記第１及び第２データ変換部に選択的に供給する選択部とを具備する。
前記選択信号発生部は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが明るい場合に第１論理状態の選択信号を発生して、前記表示パネルの周辺環境の明るさが相対的に暗い場合に第２論理状態の選択信号を発生する。
前記選択信号発生部は、前記第１論理状態の選択信号に応答して前記Nビットデータを前記第１データ変換部に供給して、前記第２論理状態の選択信号に応答して前記Nビットデータを前記第２データ変換部に供給する。
前記第１及び第２データ変換部のそれぞれは前記Nビットを二進コード及び非二進コードの中からいずれか一つのコードを持つように前記Mビットデータに変換する。
前記第１データ変換部により変換された前記Mビットデータに対応する階調値は、前記第２データ変換部により変換される前記Mビットデータに対応される階調値より大きい。
前記多数のサブフレームのそれぞれは、前記Mビットデータの各ビットに対応する発光時間を持つ。
前記第２データ変換部は、前記NビットデータをKビット以下のデータに変換して、Mビットの上位ビットの中からM-Kビットを "０"の値で設定する。
前記タイミング制御部は、一つのフレームを発光時間と非発光時間とを持つ多数のサブフレームに分けて前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を制御する。
前記ピクセルのそれぞれは、デジタルデータ信号が供給されるデジタル駆動方式のピクセルである。
前記ピクセルのそれぞれは、前記データ電圧が供給されるデータラインと、ゲートパルスが供給される表示ゲートラインと、イレーザーパルスが供給される非表示ゲートラインと、供給電圧源と基底電圧源との間に接続された発光セルと、前記供給電圧源と前記発光セルとの間に接続された駆動スイッチと、前記データラインと前記表示ゲートライン及び前記駆動スイッチとに接続された第１スイッチ素子と、前記駆動スイッチと前記第１スイッチ素子との間の第１ノードと、前記非表示ゲートライン及び前記供給電圧源に接続された第２スイッチ素子と、前記第１ノードと前記供給電圧源との間に接続されたストレッジキャパシタとを具備する。
前記エレクトロルミネセンス表示装置は、前記表示パネルの周辺環境の明るさを検出する光センサと、前記表示ゲートラインに前記ゲートパルスを順次供給すると共に前記非表示ゲートラインに前記イレーザーパルスを順次供給するゲート駆動部とをさらに具備する。
前記タイミング制御部は、前記光センサが検出した周辺環境の明るさをあらわす信号に従って選択信号を発生する選択信号発生部と、外部から入力されるNビット(ただ、Nは定数)データをMビット(ただ、MはNより大きい定数)データに変換するデータ変換部と、前記選択信号に従って前記発光時間を減少させるゲート制御信号を前記ゲート駆動部に供給する制御信号発生部とを具備する。
前記選択信号発生部は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが明るい場合に第１論理状態の選択信号を発生して、前記表示パネルの周辺環境の明るさが相対的に暗い場合に第２論理状態の選択信号を発生する。
前記制御信号発生部は、前記第１論理状態の選択信号に応答して、前記Mビットデータの各ビットに対応するように前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を設定するのに使用する第１ゲート制御信号を前記ゲート駆動部に供給して、前記第２論理状態の選択信号に応答して、前記Mビットデータの各ビットに対応する前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を減少させるのに使用する第２ゲート制御信号を前記ゲート駆動部に供給する。
前記ゲート駆動部は、前記第１ゲート制御信号に基づいて前記表示ゲートラインに前記ゲートパルスを供給した後、前記非表示ゲートラインに前記イレーザーパルスを供給して、前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を前記Nビットデータの各ビットに対応させる。
前記ゲート駆動部は、前記第２ゲート制御信号に基づいて前記表示ゲートラインに前記ゲートパルスを供給した後、前期非表示ゲートラインに前記イレーザーパルスを供給して、前記Mビットデータの各ビットに対応する前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を減少させる。
前記多数のサブフレームのそれぞれで減少させた前記発光時間のそれぞれは、前記Mビットデータの各ビットに対応する前記多数のサブフレーム内のそれぞれの発光時間についてJ(ただし、Jは定数)の比で減少する。
前記データ変換部は、前記Nビットを二進コード及び非二進コードの中からいずれか一つのコードを持つように前記Mビットデータに変換する。
前記Mは１２で、前記Nは６である。
本発明に従ったエレクトロルミネセンス表示装置の駆動方法は、一つのフレームを多数のサブフレームに分ける段階と、前記多数のサブフレームのそれぞれの間に印加する前記データ電圧を前記データ駆動部に供給する段階と、前記各フレームの発光時間を制御する段階とを含む。
前記各フレームの発光時間を制御する段階は、前記各フレームに含まれた多数のサブフレーム数を制御する段階を含む。
前記各フレームの発光時間を制御する段階は、前記表示パネルの周辺環境の明るさ及び使用者が選択した複数のファクターのうちのいずれか一つに従って前記各フレームに含まれた多数のサブフレーム数を制御する段階を含む。
前記各フレームの発光時間を制御する段階は、前記一つのフレームを発光時間と非発光時間とからなる多数のサブフレームに分けて前記多数のサブフレームのそれぞれの発光時間を制御する段階を含む。
本発明に従った平板表示装置は、多数のピクセルを持つ表示パネルと、前記表示パネルの周辺環境の明るさを検出する光センサと、Nビット(ただし、Nは定数)ビデオ信号と前記検出された周辺環境の明るさを表す信号のに応答して1フレーム期間を多数のサブフレームに分割して、前記検出した周辺環境の明るさを表す信号と前記サブフレームの数とに従って前記Nビットビデオ信号を変調するタイミング制御部と、前記タイミング制御により変調されたNビットビデオ信号の入力に応答して前記変調されたNビットビデオ信号に対応するデータ電圧を前記ピクセルに供給するデータ駆動部とを具備する。
本発明は、周辺環境の明るさに応じて輝度の減少させ及びサブフレームの数を減少させることによりフレーム周波数を減少させ、それによって消費電力を減少させることができるエレクトロルミネッセンス表示装置及びその駆動方法に関する。
［発明の実施形態］
上記目的以外の本発明の他の目的及び特徴は、添付図面を参照した実施形態に対する説明を通じて明白に理解される。
以下、図３乃至図１０を参照して本発明の望ましい実施例に対して説明する事にする。
図３を参照すると、本発明の第１実施例に従ったエレクトロルミネセンス(Electro-Luminescence : 以下、"EL"という)表示装置は、表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)及び非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)とデータライン(DL１乃至DLm)との交差により定義された領域ごとに配列されたピクセル１２２を含むEL表示パネル１１６と、表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)及び非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)を駆動するゲートドライバ１１８と、データライン(DL１乃至DLm)を駆動するデータドライバ１２０と、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさを検出する光センサ１４０と、ゲートドライバ１１８とデータドライバ１２０の駆動タイミングを制御すると共に光センサ１４０から供給される周辺環境の明るさをあらわす信号(BS)に従ってデータドライバ１２０にデジタルデータ(Data)を供給するタイミング制御部１２８とを具備する。
ピクセル１２２のそれぞれは、図４に図示されるように、供給電圧源(VDD)と、基底電圧源(GND)と、供給電圧源(VDD)と基底電圧源(GND)との間に接続された発光セル(OLED)と、表示ゲートライン(GPL)と非表示ゲートライン(GEL)のそれぞれから供給される駆動信号に従って発光セル(OLED)を駆動させる発光セル駆動回路１３０とを具備する。
発光セル駆動回路１３０は、発光セル(OLED)と供給電圧源(VDD)との間に接続された駆動TFT(Thin Film Transistor)(DT)と、データライン(DL)に接続されると共に表示ゲートライン(GPL)と駆動TFT(DT)とに接続された第１スイッチング TFT(T１)と、第１スイッチングTFT(T１)と駆動TFT(DT)との間に位置する第１ノード(N１)に接続されると共に非表示ゲートライン(GEL)と供給電圧源(VDD)とに接続された第 ２スイッチングTFT(T２)と、第１ノード(N１)と供給電圧源(VDD)との間に接続されたストレッジキャパシタ(Cst)とを具備する。ここで、TFTはPタイプ電子金属酸化膜半導体電界效果トランジスタ(MOSFET, Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。
駆動TFT(DT)のゲート端子は、第１スイッチングTFT(T１)のドレイン端子に接続され、駆動TFT(DT)のソース端子は、供給電圧源(VDD)に接続され、駆動TFT(DT)のドレイン端子は、発光セル(OLED)に接続される。第１スイッチングTFT(T１)のゲート端子は、表示ゲートライン(GPL)に接続され、第１スイッチングTFT(T１)のソース端子は、データ電極ライン(DL)に接続され、第１スイッチングTFT(T１)のドレイン端子は、駆動TFT(DT)のゲート端子に接続される。第２スイッチングTFT(T２)のゲート端子は、非表示ゲートライン(GEL)に接続され、第２スイッチングTFT(T２)のソース端子は、供給電圧源(VDD)に接続されて、第２スイッチングTFT(T２)のドレイン端子は、第１ノード(N１)に接続される。ストレッジキャパシタ(Cst)は、第１スイッチング TFT(T１)のオン状態の時に第１ノード(N１)上のデータ電圧を保存し、第１スイッチングTFT(T１)がオフされると、保存されたデータ電圧を利用して次のフレームのデータ電圧が供給されるまで駆動TFT(DT)のオン状態を維持させる。
上記のピクセル１２２のそれぞれは、表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)にゲートパルスが入力されると第１スイッチングTFT(T１)がターン-オンされることによってデータライン(DL)を通じて入力されるデータ電圧により駆動TFT(DT)がターン-オンされて発光セル(OLED)が発光する。表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)に入力されるゲートパルスにより第１スイッチングTFT(T１)がターン-オフされた後、非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)にイレーザーパルスが入力されると、第２スイッチング TFT(T２)がターン-オンされることによってストレッジキャパシタ(Cst)に保存されたデータ電圧を放電させる。この時、発光セル(OLED)は、ストレージキャパシタ(Cst)に保存されたデータ電圧が放電するまで発光する。
光センサ１４０は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさを検出して、周辺環境の明るさをあらわす信号(BS)をタイミング制御部１２８に供給する。
タイミング制御部１２８は、外部システム(例えば、グラフィックカード)から供給される同期信号を利用してデータドライバ１２０を制御するためのデータ制御信号及びゲートドライバ１１８を制御するためのゲート制御信号を生成する。
また、タイミング制御部１２８は、外部システムから供給されるデジタルデータ(Data)をデータドライバ１２０に供給する。この時、タイミング制御部１２８は、光センサ１４０から供給される外部環境の明るさを表す信号(BS)を使用してデジタルデータ(Data)を変調してデータドライバ１２０に供給する。従って、タイミング制御部１２８は、図５に図示されているように光センサ１４０から供給される外部環境の明るさをあらわす信号(BS)に基づいて選択信号(SS)を発生する選択信号発生部１５２と、外部から入力されるNビットデジタルデータ(Data)をMビット(ただ、Mは Nより大きい正の定数)のフルホワイト明るさを持つ明るい輝度モードのデジタルデータ(MData)に変換する第１ルックアップテーブル(Look Up Table : 以下、"LUT"という)１５４と、外部から入力されるNビットデジタルデータ(Data)を少なくともM-１ビット以下のフルホワイト明るさを持つ低い輝度モードのデジタルデータ(MData)に変換する第２LUT１５６と、選択信号発生部１５２から供給される選択信号(SS)に応答して外部から供給されるNビットデジタルデータ(Data)を第１及び第２LUT(１５４, １５６)に選択的に供給するマルチプレクサ１５０とを含む。ここで、Nビットを６ビットであると仮定し、同時にMビットを１２ビットであると仮定する。
選択信号発生部１５２は、光センサ１４０から供給される外部環境の明るさをあらわす信号(BS)が基準値の以上である場合には、第１論理状態の選択信号(SS)をマルチプレクサ１５０に供給し、基準値の以下である場合には、第２論理状態の選択信号(SS)をマルチプレクサ１５０に供給する。この時、第１論理状態の選択信号(SS)は、EL表示パネル１１６の周囲の環境の明るさが相対的に明るい環境である時に発生し、第２論理状態の選択信号(SS)は、EL表示パネル１１６の周囲の環境の明るさが相対的に暗い環境である時に発生する。
マルチプレクサ１５０は、選択信号発生部１５２から供給される第１論理状態の選択信号(SS)に応答して外部から供給される６ビットデジタルデータ(Data)を第１LUT１５４に供給し、第２論理状態の選択信号(SS)に応答して外部から供給される６ビットデジタルデータ(Data)を第２LUT１５６に供給する。
第１LUT１５４は、下の表１に示されているようにガンマ制御のためにビットを拡張するためにマルチプレクサ１５０を経由して供給される６ビットデジタルデータ(Data)を２５６階調を持つ１２ビットデジタルデータ(MData)に変換してデータドライバ１２０に供給する。この時、第１LUT１５４での１２ビットは、非二進コード又は二進コードの加重値を持ち、本発明では、非二進コードを例であげて説明する。例えば、１２ビットの各ビットに対応する加重値は、１:２:４:６:１０:１４:１９:２６:３３:４０:４７:５３の比を持つ。
これによって、第１LUT１５４により変換されてデータドライバ１２０に供給される１２ビットのデジタルデータ(MData)は、２５６個の階調を表現することができるし、フルホワイト明るさは、２５５のデジタルデータ(MData)に対応する。
Figure 0004477487
第２LUT１５６は、下の表２に示されているようにガンマ制御のためにビットを拡張し、マルチプレクサ１５０を経由して供給される６ビットデジタルデータ(Data)を１１５階調を持つ１２ビットデジタルデータ(MData)に変換してデータドライバ１２０に供給する。第２LUT１５６を使用して6ビットのデジタルデータ(Data)を１２ビットデジタルデータ(MData)に変換する際には、、K(ただ、KはMより小さな正の定数)ビット以下のデータを変換して、上位ビットのM-Kビットを"０"の値に設定する。例えば、Kが９の場合、第２LUT１５６は、１２ビットの各ビットの中から少なくとも第１２、１１及び１０ビットを使わないで１１５階調値を持つように６ビットデジタルデータ(Data)を１２ビットデジタルデータ(MData)に変換する。
これによって、第２LUT１５６により変換されてデータドライバ１２０に供給される１２ビットのデジタルデータ(MData)は、１１５個の階調を表現することができ、フルホワ
イト明るさは、１１５のデジタルデータ(MData)に対応する。
Figure 0004477487
ゲートドライバ１１８は、図６に示されているように、タイミング制御部１２８からのゲート制御信号に応答して、ゲートパルス(GP)及びイレーザーパルス(EP)を発生して各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT)を12ビットのデジタルデータ(MData)の各ビットに対応させ、ゲートパルス(GP)を表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)に供給して表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)を順次駆動すると共にイレーザーパルス(EP)を非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)に供給して非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)を順次駆動する。この時、ゲートパルス(GP)及びイレーザーパルス(EP)の間に所定の時間間隔(t)をおき、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)を発光時間(LT)に対応させる。
データドライバ１２０は、タイミング制御部１２８からのデータ制御信号に応答して水平期間(１H)ごとにタイミング制御部１２８から供給される１２ビットのデジタルデータ(MData)に対応するデータ電圧をデータライン(DL１乃至DLm)に供給する。
このような、本発明の第１実施例に係るEL表示装置は、図７a及び図７bに図示されているように１２ビットのデジタルデータ(MData)の階調表現のために各フレームを１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに対応する多数のサブフレーム(SF)に分けて駆動する時分割駆動方式により駆動される。この時、図７a及び図７bでは、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさを表す信号(BS)に従って１２ビットのデジタルデータ(MData)を２５６個の階調または１１５個の階調を表現して、1つのフレームを１２ビットのデジタルデータ(MData)に対応する１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)に分割する。１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)中、第１サブフレーム(SF１)は、１２ビットのデジタルデータ(MData)の最下位ビットに対応し、第１２サブフレーム(SF１２)は、１２ビットのデジタルデータ(MData)の最上位ビットに対応する。
１２個のサブフレーム(SF１乃至SF１２)のそれぞれは、発光時間(LT１乃至LT１２)と非発光時間(UT１乃至UT１２)に分けられる。この時、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)は、１２ビットのデジタルデータ信号を２５６個の階調を表現するための１:２:４:８:１６:３２…の 比の二進コード(Binary Code)又は１:２:４:６:１０:１４:１９…のような非二進コードのいずれかコードを使うことができる。
各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の期間の間に、EL表示装置は、全体ピクセルを垂直方向、例えばELパネルの上部から下部方向に順次スキャンして発光する。これによって、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の期間の発光時間(LT１乃至LT１２)は、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の内で図７a及び図７bに図示されているように斜線に沿って形成される。上記の一つのフレームの間に、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の内の発光時間(LT１乃至LT１２)を全部合わせて望みの画像の階調を表現することができる。
具体的には、本発明の第１実施例に係るEL表示装置のデータドライバ１１６は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさが相対的に明るい場合にタイミング制御部１２８の第１LUT１５４により変換された２５６階調を持つ１２ビットのデジタルデータ(MData)に対応する明るい輝度モードのデータ電圧を各サブフレーム(SF１乃至SF１２)ごとにデータライン(DL)に供給する。これによって、ピクセル１２２のそれぞれは、図７aに図示されているように各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の発光時間(LT１乃至LT１２)を組み合わせて明るい輝度モードの画像を２５６階調で表現する。
一方、本発明の第１実施例に係るEL表示装置のデータドライバ１１６は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさが相対的に暗い場合にタイミング制御部１２８の第２LUT１５６により変換された１１５階調を持つ１２ビットのデジタルデータ(MData)に対応する暗い輝度モードのデータ電圧を各サブフレーム(SF１乃至SF１２)ごとにデータライン(DL)に供給する。これによって、ピクセル１２２のそれぞれは、図７bに図示されているように一フレームの中で第１乃至第９サブフレーム(SF１乃至SF９)内の発光時間(LT１乃至LT１２)を組み合わせて暗い輝度モードの画像を１１５階調で表現する。このような、暗い輝度モードに従って一つのフレームの中で第１０、第１２サブフレーム(SF１０、SF１１、SF１２)は非発光となる。
このように、本発明の第１実施例に係るEL表示装置は、明るい輝度モード及び暗い輝度モードのそれぞれに対応する第１及び第２LUT(１５４, １５６)を利用してピクセル１２２を駆動するための駆動タイミングの修正なしに EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさを表す信号(BS)に従って明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現する。また、本発明の第１実施例に係る EL表示装置は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさに係る輝度の減少及びサブフレーム(SF)の数の減少によりフレーム周波数が減少することによって消費電力を減少させることができる。
一方、図８を参照すると本発明の第２実施例に係るEL表示装置は、上述したようにEL表示パネル１１６の周辺環境の明るさを表す信号(BS)に従って各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)を減少させて明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現する。
従って、本発明の第２実施例に係るEL表示装置は、図３に図示された本発明の第１実施例に係るEL表示装置のタイミング制御部１２８及びゲートドライバ１１８を除き同一の構成要素を持つ。これによって、本発明の第２実施例に係るEL表示装置では、タイミング制御部２２８及びゲートドライバ２１８を除く他の構成要素に対する説明は、同一の図面符号で説明し、詳しい説明は、省略する。
タイミング制御部２２８は、外部システム(例えば、グラフィックカード)から供給される同期信号を利用してデータドライバ１２０を制御するためのデータ制御信号及びゲートドライバ２１８を制御するためのゲート制御信号(GCS)を生成する。
また、タイミング制御部２２８は、外部システムから供給されるデジタルデータ(Data)をデータドライバ１２０に供給する。この時、タイミング制御部２２８は、光センサ１４０から供給される外部環境の明るさをあらわす信号(BS)に従ってデジタルデータ(Data)を変調してデータドライバ１２０に供給する。従って、タイミング制御部２２８は、図９に図示されているように光センサ１４０から供給される外部環境の明るさをあらわす信号(BS)に基づいて選択信号(SS)を発生する選択信号発生部２５２と、外部から入力されるNビットデジタルデータ(Data)をMビット(ただし、Mは Nより大きい正の定数)のデジタルデータ(MData)に変換するLUT２５４と、選択信号(SS)に従って明るい輝度モードのゲート制御信号(GCS)及び暗い輝度モードのゲート制御信号(GCS)を発生するゲート制御信号発生部２６０とを含む。
選択信号発生部２５２は、光センサ１４０から供給される外部環境の明るさをあらわす信号(BS)が基準値の以上である場合には第１論理状態の選択信号(SS)をマルチフレクサー１５０に供給して、基準値の以下である場合には第２論理状態の選択信号(SS)をゲート制御信号発生部２６０に供給する。この時、第１論理状態の選択信号(SS)は、EL表示パネル１１６の周り環境の明るさが相対的に明るい環境である時に発生し、第２論理状態の選択信号(SS)は、EL表示パネル１１６の周り環境の明るさが相対的に暗い環境である時に発生する。
LUT２５４は、上述した表１に示されているように外部から供給される６ビットデジタルデータ(Data)を２５６階調を持つ１２ビットデジタルデータ(MData)に変換してデータドライバ１２０に供給する。この時、LUT２５４での１２ビットは、非二進コード又は二進コードの加重値を持ち、本発明では非二進コードを例であげて説明する。例えば、１２ビットの各ビットに対応される加重値は、１:２:４:６:１０:１４:１９:２６:３３:４０:４７:５３の比を持つ。
従って、LUT２５４により変換されてデータドライバ１２０に供給される１２ビットのデジタルデータ(MData)は、２５６個の階調を表現することができ、フルホワイト明るさは、２５５のデジタルデータ(MData)に対応する。
ゲート制御信号発生部２６０は、表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)を順次駆動させるゲートパルス(SP)と、選択信号発生部２５２からの選択信号(SS)に従って１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに当たる各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT)が減少させるように非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)を順次駆動させるイレーザーパルス(EP)を発生するのに使用するゲート制御信号(GCS)を発生してゲートドライバ２１８に供給する。
ゲートドライバ２１８は、ゲート制御信号発生部２６０からのゲート制御信号(GCS)に応答して、ゲートパルス(GP)及びイレーザーパルス(EP)を発生し、各各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT)を12ビットのデジタルデータ(MData)の各ビットに対応させ、ゲートパルス(GP)を表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)に供給して表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)を順次駆動すると共にイレーザーパルス(EP)を非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)に供給して非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)を順次駆動する。このような、ゲートドライバ２１８により、表示ゲートライン(GPL１乃至GPLn)及び非表示ゲートライン(GEL１乃至GELn)のそれぞれに供給されるゲートパルス(GP)とイレーザーパルス(EP)との間の時間差(t)は、明るい輝度モードの各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)で一定の比(Vt)で減少する。
このような、本発明の第２実施例に従ったEL表示装置は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさが相対的に明るい場合、図２に図示されているように一つのフレームで１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに当たる各サブフレーム(SF１乃至SF１２)の発光時間(LT１乃至LT１２)を組み合わせて画像を明るい輝度モードで表現する。
一方、本発明の第２実施例に従ったEL表示装置は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさが相対的に暗い場合、図１０に図示されているように一つのフレームで１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに対応する各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の発光時間(LT１乃至LT１２)を一定の比で減少させ、減少させた発光時間(Lm１乃至Lm１２)を組み合わせて画像を暗い輝度モードで表現する。この時、各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の減少した発光時間(Lm１乃至Lm１２)は、例えば、明るい輝度モードの各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の発光時間(LT１乃至LT１２)について J(ただし、Jは陽の定数):１の比で減少する。ここで Jは、５であってもよい。
上記のように、外部環境の明るさをあらわす信号(BS)に従って１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに対応する各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の発光時間(LT１乃至LT１２)の期間内にピクセル１２２を発光させる場合、EL表示パネル１１６は、画像を２５６階調を持つ明るい輝度モードで表現する。 一方、外部環境の明るさをあらわす信号(BS)に従って１２ビットデジタルデータ(MData)の各ビットに対応する各サブフレーム(SF１乃至SF１２)内の減少させた発光時間(Lm１乃至Lm１２)の期間内にピクセル１２２を発光させる場合、EL表示パネル１１６は、画像を１１５階調を持つ暗い輝度モードで表現する。
このように、本発明の第２実施例に係るEL表示装置は、明るい輝度モード及び暗い輝度モードのそれぞれに対応するようにピクセル１２２を駆動する駆動タイミングを修正して、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさにしたがって明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現することが可能である。また、本発明は、EL表示パネル１１６の周辺環境の明るさに従って輝度を減少させることによって消費電力を減少させることが可能である。
一方、本発明の実施例に従ったエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法は周辺環境の明るさだけでなく、使用者の選択によっても明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現することが可能である。
上記のように、本発明の実施例に従ったエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法は、周辺環境の明るさに従って一つのフレーム内の各サブフレームの数を制御して明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現することが可能である。これによって、本発明は、周辺環境の明るさに従って輝度の減少及びサブフレームの数の減少によりフレーム周波数を減少することによって消費電力を減少させることが可能である。
また、本発明の他の実施例に従ったエレクトロルミネセンス表示装置及びその駆動方法は、周辺環境の明るさに従って一つのフレームの各サブフレームの発光時間の数を制御して明るい輝度モード及び暗い輝度モードの画像を表現することが可能である。これによって、本発明は、周辺環境の明るさに従って輝度の減少により消費電力を減少させることが可能である。
以上説明した内容を通じて、当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正ができる。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲により決められなければならない。
一般的なエレクトロルミネセンス表示パネルの有機発光セルを示す断面図である。 一般的なエレクトロルミネセンス表示装置の時分割駆動によるデータのタイミングを示す図面である。 本発明の第１実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置を示すブロック図である。 図３に図示されたピクセルを示す回路図である。 図３に図示されたタイミング制御部を示すブロック図である。 図３に図示された表示ゲートライン及び非表示ゲートラインのそれぞれに供給されるゲートパルス及びイレーザーパルスを示す波形図である。 明るい輝度モードによる本発明の第１実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置の時分割駆動によるデータのタイミングを示す図面である。 暗い輝度モードによる本発明の第１実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置の駆動タイミングを示す図面である。 本発明の第２実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置の時分割駆動によるデータのタイミングを示す図面である。 本発明の第２実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置のタイミング制御部を示すブロック図である。 本発明の第２実施例に係るエレクトロルミネセンス表示装置の表示ゲートライン及び非表示ゲートラインのそれぞれに供給されるゲートパルス及びイレーザーパルスを示す波形図である。
符号の説明
２:陰極
４:電子注入層
６:電子輸送層
８:発光層
１０:正孔輸送層
１２:正孔注入層
１４:陽極
１６、１１６:EL表示パネル
１８、１１８:ゲートドライバ
２０、１２０:データドライバ
２２、１２２:ピクセル
２８、１２８、２２８:タイミング制御部
３０、１３０:発光セル駆動回路
１４０:光センサ
１５０:マルチフレクサー
１５２、２５２:選択信号発生部
１５４、１５６、２５４:ルックアップテイブル
２６０: ゲート制御信号発生部

Claims (16)

  1. 供給される電流により発光するピクセルを持つ表示パネルと、
    前記表示パネルの周辺環境の明るさを検出して前記周辺環境の明るさに対応する明るさ信号を供給する光センサと、
    前記電流に対応するデータ電圧を前記ピクセルに供給するデータ駆動部と、
    一つのフレームを複数のサブフレームに分割し、前記複数のサブフレームのそれぞれに対応する前記データ電圧を前記データ駆動部に供給すると共に各フレームの発光時間を制御するタイミング制御部とを具備し、
    前記タイミング制御部は、
    前記光センサからの前記明るさ信号が基準値の以上である場合には第１論理状態の選択信号を発生し、前記基準値の以下である場合には第２論理状態の選択信号を発生する選択信号発生部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第１及び第２論理状態の選択信号に従って外部から入力されるＮビットデータを選択的に供給するための選択部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第１論理状態の選択信号に従って、前記選択部から選択的に供給される前記Ｎビット（ここで、Ｎは定数）データをＭビット（ここで、ＭはＮより大きい定数）の階調値を持つＭビットデータに変換する第１データ変換部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第２論理状態の選択信号に従って前記選択部から選択的に供給される前記Ｎビットデータを前記Ｍビットの階調値より小さなＭ−Ｋ（ここで、ＫはＭより小さな定数）ビットの階調値を持つＭビットデータに変換する第２データ変換部とを具備し、
    前記選択部は前記第１論理状態の選択信号に応答して前記Ｎビットデータを前記第１データ変換部に供給して、前記第２論理状態の選択信号に応答して前記Ｎビットデータを前記第２データ変換部に供給し、
    前記第２データ変換部は前記Ｍビットの上位ビットのうち、Ｍ−Ｋビットを“０”に設定することを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
  2. 前記ピクセルのそれぞれはディジタルデータ信号が供給されるディジタル駆動方式のピクセルであることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  3. 前記ピクセルのそれぞれは、前記データ電圧が供給されるデータラインと、ゲートパルスが供給される表示ゲートラインと、イレーザーパルスが供給される非表示ゲートラインと、供給電圧源と基底電圧源の間に接続された発光セルと、前記供給電圧源と前記発光セルとの間に接続された駆動スイッチと、前記データラインに接続されると共に前記表示ゲートラインと前記駆動スイッチに接続された第１スイッチ素子と、前記駆動スイッチと前記第１スイッチ素子との間に位置する第１ノードと、前記非表示ゲートライン及び前記供給電圧源に接続された第２スイッチ素子と、前記第１ノードと前記供給電圧源との間に接続されたストレッジキャパシタとを具備することを特徴とする請求項２に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  4. 前記第１論理状態の選択信号は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが明るい場合に生成され、前記第２論理状態の選択信号は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが相対的に暗い場合に生成されることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  5. 前記第１及び第２データ変換部のそれぞれは前記Ｎビットを二進コード及び非二進コードの中からいずれか一つのコードを持つように前記Ｍビットデータに変換することを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  6. 前記複数のサブフレームのそれぞれは前記Ｍビットデータの各ビットに対応する発光時間を持つことを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  7. 前記タイミング制御部は、一つのフレームを発光時間と非発光時間を持つ複数のサブフレームに分割し、前記複数のサブフレームのそれぞれの発光時間を制御することを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  8. 前記ピクセルのそれぞれはディジタルデータ信号が供給されるディジタル駆動方式のピクセルであることを特徴とする請求項７記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  9. 前記ピクセルのそれぞれは前記データ電圧が供給されるデータラインと、ゲートパルスが供給される表示ゲートラインと、イレーザーパルスが供給される非表示ゲートラインと、供給電圧源と基底電圧源の間に接続された発光セルと、前記供給電圧源と前記発光セルとの間に接続された駆動スイッチと、前記データラインに接続されると共に前記表示ゲートラインと前記駆動スイッチとに接続される第１スイッチ素子と、前記駆動スイッチと前記第１スイッチ素子との間に位置する第１ノードと、前記非表示ゲートラインと前記供給電圧源に接続された第２スイッチ素子と、前記第１ノードと前記供給電圧源との間に接続されたストレッジキャパシタとを具備することを特徴とする請求項８記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  10. 周辺環境の明るさを検出する光センサと、前記表示ゲートラインに前記ゲートパルスを順次供給すると共に前記非表示ゲートラインに前記イレーザーパルスを順次供給するゲート駆動部とをさらに具備することを特徴とする請求項９記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
  11. 複数のピクセルを持つ表示パネルと、
    前記表示パネルの周辺環境の明るさを検出して前記周辺環境の明るさに対応する明るさ信号を供給する光センサと、
    Ｎビット（ここで、Ｎは定数）ビデオ信号と前記検出された明るさを入力として受けて１つのフレーム期間を複数のサブフレームに分割して、前記明るさ信号と前記サブフレームの数に従って前記Ｎビットビデオ信号を変調するタイミング制御部と、
    前記タイミング制御により変調されたＮビットビデオ信号を受信して前記変調されたＮビットビデオ信号に対応するデータ電圧を前記ピクセルに供給するデータ駆動部とを具備し、
    前記タイミング制御部は、
    前記光センサからの前記明るさ信号が基準値の以上である場合には第１論理状態の選択信号を発生し、前記基準値の以下である場合には第２論理状態の選択信号を発生する選択信号発生部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第１および第２論理状態の選択信号に従って外部から入力されるＮビットデータを選択的に供給するための選択部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第１論理状態の選択信号に従って前記選択部から選択的に供給される前記Ｎビット（ここで、Ｎは定数）データをＭビット（ここで、ＭはＮより大きい定数）データに変換する第１データ変換部と、
    前記選択信号発生部から供給される前記第２論理状態の選択信号に従って前記選択部から選択的に供給される前記Ｎビットデータを前記Ｍビットの階調値より小さいＭ−Ｋ（ここで、ＫはＭより小さな定数）ビットのデータに変換する第２データ変換部とを具備し、
    前記選択部は前記第１論理状態の選択信号に応答して前記Ｎビットデータを前記第１データ変換部に供給して、前記第２論理状態の選択信号に応答して前記Ｎビットデータを前記第２データ変換部に供給し、
    前記第２データ変換部は、前記Ｍビットの上位ビットのうち、Ｍ−Ｋビットを“０”に設定することを特徴とする平板表示装置。
  12. 前記変調されたＮビットビデオ信号は、それぞれのサブフレーム間に前記ピクセルのターン−オン時間に関する情報を持つことを特徴とする請求項１１記載の平板表示装置。
  13. 前記表示パネルはエレクトロルミネセンス表示装置の表示パネルであることを特徴とする請求項１１記載の平板表示装置。
  14. 前記第１論理状態の選択信号は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが明るい場合に発生し、前記第２論理状態の選択信号は、前記表示パネルの周辺環境の明るさが相対的に暗い場合に発生することを特徴とする請求項１１記載の平板表示装置。
  15. 前記複数のサブフレームのそれぞれは前記Ｍ又はＭ−Ｋビットデータの各ビットに対応する発光時間を持つことを特徴とする請求項１１記載の平板表示装置。
  16. 前記ピクセルを順次駆動するためのゲート駆動部をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の平板表示装置。
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