JP4757987B2

JP4757987B2 - Ｅｌ表示装置およびその駆動方法

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Publication number: JP4757987B2
Application number: JP2000290888A
Authority: JP
Inventors: 潤小山
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2020-09-25
Also published as: JP2001159879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＥＬ表示装置の駆動方法、その駆動方法を実施するための駆動回路、およびその駆動回路を有するＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。特に、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能となっている。
【０００３】
このようなアクティブマトリクス型表示装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むことで製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まりの上昇、スループットの向上など、様々な利点が得られる。
【０００４】
そしてさらに、自発光型素子としてＥＬ素子を有したアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の研究が活発化している。ＥＬ表示装置は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００５】
ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等と異なり自発光型である。ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められているＥＬ表示装置は殆どこの構造を採用している。
【０００６】
また他にも、画素電極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造でも良い。ＥＬ層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【０００７】
そして、上記構造でなるＥＬ層に一対の電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。なお本明細書においてＥＬ素子が発光することを、ＥＬ素子が駆動すると呼ぶことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＬ表示装置には大きく分けて四つのカラー化表示方式があり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の発光をする三種類のＥＬ素子を形成する方式、白色発光のＥＬ素子とＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のカラーフィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光のＥＬ素子と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせた方式、陰極（対向電極）に透明電極を使用してＲＧＢに対応したＥＬ素子を重ねる方式がある。
【０００９】
しかし一般に有機ＥＬ材料は、赤色の発光輝度が青色および緑色の発光輝度に比べて低いものが多い。そのような発光特性を有する有機ＥＬ材料をＥＬ表示装置に用いた場合、表示する画像の赤色の輝度が低くなってしまう。
【００１０】
また赤色の発光輝度が青色および緑色の発光輝度に比べて低いため、赤色よりもやや波長の短い橙色の光を赤色の光として用いる方法が従来行われてきた。しかしこの場合も、ＥＬ表示装置が表示する画像の赤色そのものの輝度は低く、赤色の画像を表示しようとしたときに橙色として表示されてしまう。結果として、赤、緑、青の発光輝度のバランスが悪く、ホワイトバランスの悪い表示装置しか提供できなかった。
【００１１】
そこで本発明は上述の問題を鑑みてなされたものであり、ホワイトバランスの優れたＥＬ表示装置を実現するための駆動方法および駆動回路を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のＥＬ表示装置の駆動方法について説明する。本発明の駆動方法においては、ＥＬ発光層の赤の発光輝度が低いことに鑑み、緑の画像の輝度および青の画像の輝度を抑制することによって、赤の画像の輝度、緑の画像の輝度および青の画像の輝度のバランスを良くし、ホワイトバランスの改善を図ることができる。なお、本発明は、白色発光をするＥＬ発光層とカラーフィルタを用いたＥＬ発光素子だけでなく、赤色発光をするＥＬ発光層、緑色発光をするＥＬ発光層および青色発光をするＥＬ発光層を用いたＥＬ発光素子にも用いることができる。
【００１３】
なお、ここでは説明の簡略化のため、外部から入力される元の画像信号が６ビットデジタルデータである場合について説明する。まず図１を参照する。図１には、６ビットのデジタルデータによる階調レベルに対するＥＬ発光素子の赤（Ｒ）の発光輝度、緑（Ｇ）の発光輝度および青（Ｇ）の発光輝度が示されている。なお、６ビットのデジタルデータによって６４（＝２⁶）階調レベルの輝度が得られるようになっていることがわかる。なおここでは、６ビットデジタルデータが入力される例について説明するが、本発明の駆動方法はｎビットデジタルデータが入力される場合にも適用することができる（ｎは自然数）。
【００１４】
Ｂ_Rmax、Ｂ_Gmax、Ｂ_Bmaxは、それぞれ、赤の発光輝度の最大値、緑の発光輝度の最大値、青の発光輝度の最大値（ここでは、階調レベルが６４のとき）を示している。なお、ここでは、説明の便宜上、Ｂ_Gmax＝Ｂ_Bmax＝２Ｂ_Rmaxであるとした場合を想定している。
【００１５】
図１に示すように、階調レベルが最大（６４）のとき、赤の発光輝度、緑の発光輝度および青の発光輝度はそれぞれ最大値Ｂ_Rmax、Ｂ_Gmax、Ｂ_Bmaxをとる。しかし、赤の発光輝度の最大値Ｂ_Rmaxは緑の発光輝度の最大値Ｂ_Gmaxおよび青の発光輝度の最大値Ｂ_Bmaxの半分であるため、このまま表示を行うと最大輝度のばらつきが生じホワイトバランスが悪くなってしまう。
【００１６】
そこで、本発明のＥＬ表示装置の駆動方法の概念を図２および図３に示す。本発明のＥＬ表示装置の駆動方法においては、赤、緑および青のそれぞれの画像情報（階調情報）を有するｎビットのデジタルデータを（ｎ＋１）ビットのデジタルデータに変換する。ここでは、６ビットのデジタルデータを７ビットのデジタルデータに変換する場合を例にとっている。まず、本発明の駆動方法にて行われるデジタルデータ変換について図３を参照しながら説明する。
【００１７】
赤の画像情報を有する６ビットデジタルデータのデータ変換を図３（Ｒ）に、緑の画像情報を有する６ビットデジタルデータのデータ変換を図３（Ｇ）に、また青の画像情報を有する６ビットデジタルデータのデータ変換を図３（Ｂ）に示す。
【００１８】
まず、赤の画像情報（階調情報）を有する６ビットデジタルデータのデータ変換（図３（Ｒ））について説明する。赤の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｒ６（ＭＳＢ）、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））の最下位ビットＲ１の下位にＲ０（＝１）を加算する。言い換えると、赤の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｒ６（ＭＳＢ）、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））に最下位ビットとなるＲ０（＝１）を加算する。なお、変換前の６ビットデジタルデータ（Ｒ６（ＭＳＢ）、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））は、変換後の７ビットデジタルデータの上位６ビット分として用いられる。このようにして赤の画像情報を有する６ビットデジタルデータが、最下位ビット（ＬＳＢ）の値が「１」である７ビットデジタルデータに変換される。
【００１９】
次に、緑の画像情報（階調情報）を有する６ビットデジタルデータのデータ変換（図３（Ｇ））について説明する。緑の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｇ６（ＭＳＢ）、Ｇ５、Ｇ４、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））の最上位ビットＧ６の上位にＧ７（＝０）を加算する。言い換えると、緑の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｇ６（ＭＳＢ）、Ｇ５、Ｇ４、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））に最上位ビットとなるＧ７（＝０）を加算する。なお、変換前の６ビットデジタルデータ（Ｇ６（ＭＳＢ）、Ｇ５、Ｇ４、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））は、変換後の７ビットデジタルデータの下位６ビット分として用いられる。このようにして緑の画像情報を有する６ビットデジタルデータが、最上位ビット（ＭＳＢ）の値が「０」である７ビットデジタルデータに変換される。
【００２０】
次に、青の画像情報（階調情報）を有する６ビットデジタルデータのデータ変換（図３（Ｂ））について説明する。青の画像情報を有する６ビットデジタルデータの変換は、緑の画像情報を有する６ビットデジタルデータの変換と同様である。青の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｂ６（ＭＳＢ）、Ｂ５、Ｂ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））の最上位ビットＢ６の上位にＢ７（＝０）を加算する。言い換えると、青の画像情報を有する６ビットデジタルデータ（Ｂ６（ＭＳＢ）、Ｂ５、Ｂ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））に最上位ビットとなるＢ７（＝０）を加算する。なお、変換前の６ビットデジタルデータ（Ｂ６（ＭＳＢ）、Ｂ５、Ｂ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））は、変換後の７ビットデジタルデータの下位６ビット分として用いられる。このようにして青の画像情報を有する６ビットデジタルデータが、最上位ビット（ＭＳＢ）の値が「０」である７ビットデジタルデータに変換される。
【００２１】
上述のように、赤、緑および青の６ビットデジタルデータが、それぞれ、７ビットデジタルデータに変換される。
【００２２】
このようなデジタルデータ変換を行うことにより、赤の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ａ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル２）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル１２８）によって最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。階調レベル２から階調レベル１２８まで２階調レベルをステップとして、６４階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxまで行うことができる。
【００２３】
また、緑の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ｂ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル１）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル６４）最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。ここで、最高階調レベルが６４となるのは、上記のデジタルデータ変換の際に最上位ビットの値を「０」としたからである。よって、階調レベル１から階調レベル６４まで６４階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxまで行うことができる。
【００２４】
また、青の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ｂ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル１）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル６４）最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。ここで、最高階調レベルが６４となるのは、上記のデジタルデータ変換の際に最上位ビットの値を「０」としたからであり、緑の場合と同様である。よって、階調レベル１から階調レベル６４まで６４階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxまで行うことができる。
【００２５】
よって、赤の最大輝度、緑の最大輝度および青の最大輝度がいずれも赤の最大輝度Ｂ_Rmaxとなり、赤の輝度、緑の輝度、および青の輝度のバランスが取れた表示を行うことができる。
【００２６】
またここで、一般に、赤、緑および青のそれぞれの画像情報（階調情報）を有するｎビットのデジタルデータを（ｎ＋１）ビットのデジタルデータに変換する場合について図７を参照して説明する。
【００２７】
赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータのデータ変換を図７（Ｒ）に、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータのデータ変換を図７（Ｇ）に、また青の画像情報を有するｎビットデジタルデータのデータ変換を図７（Ｂ）に示す。
【００２８】
まず、赤の画像情報（階調情報）を有するｎビットデジタルデータのデータ変換（図７（Ｒ））について説明する。赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｒｎ（ＭＳＢ）、Ｒｎ−１、・・・、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））の最下位ビットＲ１の下位にＲ０（＝１）を加算する。言い換えると、赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｒｎ（ＭＳＢ）、Ｒｎ−１、・・・、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））に最下位ビットとなるＲ０（＝１）を加算する。なお、変換前のｎビットデジタルデータ（Ｒｎ（ＭＳＢ）、Ｒｎ−１、・・・、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１（ＬＳＢ））は、変換後の（ｎ＋１）ビットデジタルデータの上位ｎビット分として用いられる。このようにして赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータが、最下位ビット（ＬＳＢ）の値が「１」である（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換される。
【００２９】
次に、緑の画像情報（階調情報）を有するｎビットデジタルデータのデータ変換（図７（Ｇ））について説明する。緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｇｎ（ＭＳＢ）、Ｇｎ−１、・・・、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））の最上位ビットの上位にＧｎ＋１（＝０）を加算する。言い換えると、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｇｎ（ＭＳＢ）、Ｇｎ−１、・・・、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））に最上位ビットとなるＧｎ＋１（＝０）を加算する。なお、変換前のｎビットデジタルデータ（Ｇｎ（ＭＳＢ）、Ｇｎ−１、・・・、Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１（ＬＳＢ））は、変換後の（ｎ＋１）ビットデジタルデータの下位ｎビット分として用いられる。このようにして緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータが、最上位ビット（ＭＳＢ）の値が「０」である（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換される。
【００３０】
次に、青の画像情報（階調情報）を有するｎビットデジタルデータのデータ変換（図７（Ｂ））について説明する。青の画像情報を有するｎビットデジタルデータの変換は、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータの変換と同様である。青の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｂｎ（ＭＳＢ）、Ｂｎ−１、・・・、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））の最上位ビットの上位にＢｎ＋１（＝０）を加算する。言い換えると、青の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（Ｂｎ（ＭＳＢ）、Ｂｎ−１、・・・、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））に最上位ビットとなるＢｎ＋１（＝０）を加算する。なお、変換前のｎビットデジタルデータ（Ｂｎ（ＭＳＢ）、Ｂｎ−１、・・・、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１（ＬＳＢ））は、変換後の（ｎ＋１）ビットデジタルデータの下位ｎビット分として用いられる。このようにして青の画像情報を有するｎビットデジタルデータが、最上位ビット（ＭＳＢ）の値が「０」である（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換される。
【００３１】
上述のように、赤、緑および青のｎビットデジタルデータが、それぞれ、（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換される。
【００３２】
このようなデジタルデータ変換を行うことにより、赤の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ａ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル２¹＝２）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル２ⁿ⁺¹）によって最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。階調レベル２から階調レベル２ⁿ⁺¹まで２階調レベルをステップとして、２ⁿ階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxまで行うことができる。
【００３３】
また、緑の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ｂ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル２⁰＝１）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル２ⁿ）最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。ここで、最高階調レベルが２ⁿとなるのは、上記のデジタルデータ変換の際に最上位ビットの値を「０」としたからである。よって、階調レベル１から階調レベル２ⁿまで２ⁿ階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxにかけて行うことができる。
【００３４】
また、青の画像情報を有するデジタルデータは、図２（ｂ）に示すように、最低階調レベル（ここでは階調レベル２⁰＝１）によって最小輝度（ここでは０）を示し、最高階調レベル（ここでは階調レベル２ⁿ）最大輝度Ｂ_Rmaxを示す。ここで、最高階調レベルが２ⁿとなるのは、上記のデジタルデータ変換の際に最上位ビットの値を「０」としたからであり、緑の場合と同様である。よって、階調レベル１から階調レベル２ⁿまで２ⁿ階調の表示を最小輝度から最大輝度Ｂ_Rmaxまで行うことができる。
【００３５】
よって、赤の最大輝度、緑の最大輝度および青の最大輝度がいずれも赤の最大輝度Ｂ_Rmaxとなり、赤の輝度、緑の輝度、および青の輝度のバランスが取れた表示を行うことができることがわかる。
【００３６】
ここで、本発明の駆動方法において、ＥＬ表示装置へデジタルデータの入力を行い、画像表示が行われるまでの動作について図４を参照しながら説明する。ここでは、７ビットのデジタルデータによって画像情報が提供される例を挙げているが、これに限定されるわけではない。
【００３７】
まず、画像１フレームを７つのサブフレームに分割する。なお、ＥＬ表示装置の表示領域の全画素にデータを入力する１周期を１フレームと呼び、通常のＥＬディスプレイでは発振周波数は６０Ｈｚ、即ち１秒間に６０フレームが形成される。１秒間のフレーム数がこれ以下になると視覚的にフリッカ等の画像のちらつきが目立ち始める。なお、１フレームをさらに複数に分割したフレームをサブフレームと呼ぶ。
【００３８】
１つのサブフレームはアドレス期間（Ｔａ）とサステイン期間（Ｔs）とに分けられる。アドレス期間とは、１サブフレーム期間中、全画素にデータを入力するのに要する時間全体であり、サステイン期間（点灯期間と言っても良い）とは、ＥＬ素子を発光させている期間を示している。
【００３９】
ここで１つ目のサブフレームをＳＦ１と呼び、以下２つ目のサブフレームから７つ目のサブフレームまでをそれぞれＳＦ２〜ＳＦ７と呼ぶ。また、アドレス期間（Ｔa）はＳＦ１〜ＳＦ７において一定である。一方、ＳＦ１〜ＳＦ７のサステイン期間（Ｔs）をそれぞれＴs1〜Ｔs7とする。なお、ＳＦ１の表示が最上位ビットに対応し、ＳＦ７の表示が最下位ビットに対応している。
【００４０】
この時、Ｔs1：Ｔs2：Ｔs3：Ｔs4：Ｔs5：Ｔs6：Ｔs7＝１：１／２：１／４：１／８：１／１６：１／３２：１／６４となるようにサステイン期間を設定する。但し、ＳＦ１〜ＳＦ７を出現させる順序はどのようにしても良い。このサステイン期間の組み合わせで１２８階調レベルのうち所望の階調表示を行うことができる。
【００４１】
ただし、本発明のＥＬ表示措置の駆動方法においては、赤の画像情報を有するデジタルデータについては最下位ビットの値が常に「１」であり、緑の画像情報を有するデジタルデータについては最上位ビットの値が常に「０」であり、かつ青の画像情報を有するデジタルデータについては最上位ビットの値が常に「０」であるので、実質的にはそれぞれ６４階調の表示を行うことができる。
【００４２】
まず、画素が有するＥＬ素子の対向電極（ＴＦＴに接続されていない側の電極を指す。通常は陰極となる。）に電圧を加えない（選択しない）状態としておき、ＥＬ素子を発光させずに各画素にデジタルデータを入力していく。この期間がアドレス期間となる。そして、全ての画素にデジタルデータが入力されてアドレス期間が終了したら、対向電極に電圧を加えて（選択して）一斉にＥＬ素子を発光させる。この期間がサステイン期間となる。また、発光させる（画素を点灯させる）期間はＴs1〜Ｔs7までのいずれかの期間である。
【００４３】
次に、再びアドレス期間に入り、全画素にデジタルデータを入力したらサステイン期間に入る。このときはＴs1〜Ｔs7のいずれかの期間がサステイン期間となる。
【００４４】
以下、残りの５つのサブフレームについて同様の動作を繰り返し、それぞれのサブフレームで所定の画素を点灯させる。
【００４５】
７つのサブフレームが出現したら１フレームを終えたことになる。このとき、サステイン期間の積算によってその画素の階調を制御することができ、所望の輝度を表現できる。
【００４６】
また、ｎビットのデジタルデータが外部から入力され、上述のように（ｎ＋１）ビットのデジタルデータに変換された場合には、まず１フレームを（ｎ＋１）ビットの階調に対応させて（ｎ＋１）枚のサブフレーム（ＳＦ1、ＳＦ2、ＳＦ3…ＳＦ(n-1)、ＳＦ(n)、ＳＦ(n+1)と表す）に分割する。階調が多くなるにつれて１フレームの分割数も増え、駆動回路を高い周波数で駆動しなければならない。
【００４７】
さらに、これら（ｎ＋１）枚の各サブフレームはアドレス期間（Ｔa）及びサステイン期間（Ｔs）に分離される。即ち、全てのＥＬ素子に共通な対向電極に対して電圧を加えるか加えないかを選択することによってアドレス期間とサステイン期間を選択する。
【００４８】
そして、（ｎ＋１）枚の各サブフレームのサステイン期間（但し、ＳＦ1、ＳＦ2、ＳＦ3…ＳＦ(n-1)、ＳＦ(n)、ＳＦ(n+1)に対応するサステイン期間を各々Ｔs1、Ｔs2、Ｔs3…Ｔs(n-1)、Ｔs(n)、Ｔs(n+1)と表す）をＴs1：Ｔs2：Ｔs3：…：Ｔs(n-1)：Ｔs(n)：Ｔs(n+1)＝２⁰：２^-1：２^-2：…：２^-(n-2)：２^-(n-1) ：２^-nとなるように処理する。
【００４９】
この状態で、任意の１サブフレームでは順次画素が選択され（厳密には各画素のスイッチング用ＴＦＴが選択され）、電流制御用ＴＦＴのゲート電極に所定のゲート電圧（データ信号に対応する）が加わる。このとき、電流制御用ＴＦＴが導通状態になるようなデジタルデータが入力された画素のＥＬ素子は、アドレス期間終了後、そのサブフレームに割り当てられたサステイン期間だけ発光する、即ち所定の画素が点灯する。
【００５０】
この動作を（ｎ＋１）枚のサブフレーム全てにおいて繰り返し、そのサステイン期間の積算によって各画素の階調が制御される。従って、任意の一画素に注目すると、その画素が各サブフレームでどれだけの期間点灯したか（どれだけのサステイン期間を経由したか）によって、その一画素の階調が制御される。
【００５１】
ここで、本発明の構成を請求項の記載に従って述べる。
【００５２】
本発明のＥＬ表示装置は、
外部から入力される、赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータ、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータ、および青の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（ｎは自然数）をそれぞれ、赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換する回路を有するＥＬ表示装置であって、
前記回路は、前記赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最下位ビットの下位に１の値を有するビットを加算し、前記緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを加算し、前記青の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを加算することによって、前記赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを作成し、画像の表示に用いることを特徴とする。
【００５３】
また、本発明のＥＬ表示装置の駆動方法は、
外部から入力される赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最下位ビットの下位に１の値を有するビットを加算し、外部から入力される緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを加算し、かつ外部から入力される青の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを加算することによって、赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを作成し、
前記赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、前記緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および前記青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを時分割階調データ信号発生回路へ入力し、
前記時分割階調データ信号発生回路は、１フレームを（ｎ＋１）個のサブフレーム（ＳＦ1、ＳＦ2、ＳＦ3…ＳＦ(n-1)、ＳＦ(n)、ＳＦ(n+1)）に分割し、前記（ｎ＋１）個のサブフレームにおいて、アドレス期間（Ｔ_a）及びサステイン期間（ＳＦ1、ＳＦ2、ＳＦ3…ＳＦ(n-1)、ＳＦ(n)、ＳＦ(n+1)に対応するサステイン期間を各々Ｔs1、Ｔs2、Ｔs3…Ｔs(n-1)、Ｔs(n)、Ｔs(n+1)と表す）を選択し、前記（ｎ＋１）個のサブフレームにおいて、前記サステイン期間をＴs1：Ｔs2：Ｔs3：…：Ｔs(n-1)：Ｔs(n)：Ｔs(n+1)＝２⁰：２^-1：２^-2：…：２^-(n-2)：２^-(n-1)：２^-nとなるように設定することを特徴とする。
【００５４】
ここで、本発明の実施の形態について説明する。
【発明の実施の形態】
【００５５】
図５を参照する。図５には、本発明の駆動方法を用いた駆動回路を有するＥＬ表示装置の概略ブロック図が示されている。
【００５６】
本実施の形態においては、外部から赤、緑および青の画像情報（階調情報）を有する６ビットデジタルデータがそれぞれ入力される。なお、外部から赤、緑および青の画像情報（階調情報）を有するｎビットデジタルデータがそれぞれ入力されるようにしてもよいことは上述したとおりである。
【００５７】
まず、図５に示す本発明のＥＬ表示装置は、基板上に形成されたＴＦＴによって画素部１０１、画素部の周辺に配置されたデータ信号側駆動回路１０２及びゲート信号側駆動回路１０３が形成される。なお、データ側信号側駆動回路とゲート信号側駆動回路はどちらも画素部を挟んで１対で設けても構わない。
【００５８】
データ信号側駆動回路１０２は基本的にシフトレジスタ１０２a、ラッチ（Ａ）１０２b、ラッチ（Ｂ）１０２cを含む。また、シフトレジスタ１０２aにはクロック信号（ＣＫ）及びスタートパルス（ＳＰ）が入力され、ラッチ（Ａ）１０２bにはデジタルデータ（デジタルデータ（Ｒ）、デジタルデータ（Ｇ）、デジタルデータ（Ｂ））が入力され、ラッチ（Ｂ）１０２cにはラッチ信号が入力される。
【００５９】
本発明では画素部に入力されるデータがデジタルデータであり、「０」または「１」の情報を有するデジタルデータがそのまま画素部へと入力される。
【００６０】
画素部１０１にはマトリクス状に複数の画素１０４が配列される。画素１０４の拡大図を図６に示す。図６において、１０５はスイッチング用ＴＦＴであり、ゲート信号を入力するゲート配線１０６とデータ信号を入力するデータ配線（ソース配線ともいう）１０７に接続されている。
【００６１】
また、１０８は電流制御用ＴＦＴであり、そのゲートはスイッチング用ＴＦＴ１０５のドレインに接続される。そして、電流制御用ＴＦＴ１０８のドレインはＥＬ素子１０９に接続され、ソースは電源供給線１１０に接続される。ＥＬ素子１０９は電流制御用ＴＦＴ１０８に接続された陽極（画素電極）と、ＥＬ層を挟んで陽極に対向して設けられた陰極（対向電極）とでなり、陰極は所定の電源１１１に接続されている。
【００６２】
また、スイッチング用ＴＦＴ１０５が非選択状態（オフ状態）にある時、電流制御用ＴＦＴ１０８のゲート電圧を保持するためにコンデンサ１１２が設けられる。このコンデンサ１１２はスイッチング用ＴＦＴ１０５のドレインと電源供給線１１０とに接続されている。
【００６３】
以上のような画素部に入力されるデジタルデータは、時分割階調データ信号発生回路１１３およびデジタルデータ変換回路１１４で作成される。外部から入力される６ビットデジタルデータ（６ビットデジタルデータ（Ｒ）、６ビットデジタルデータ（Ｇ）、６ビットデジタルデータ（Ｂ））は、デジタルデータ変換回路１１４で７ビットデジタルデータ（７ビットデジタルデータ（Ｒ）、７ビットデジタルデータ（Ｇ）、７ビットデジタルデータ（Ｂ））にそれぞれ変換される。なお、デジタルデータ変換の方法については上述したとおりである。
【００６４】
デジタルデータ変換回路１１４で作成された７ビットデジタルデータ（７ビットデジタルデータ（Ｒ）、７ビットデジタルデータ（Ｇ）、７ビットデジタルデータ（Ｂ））は、時分割階調データ信号発生回路１１３に入力される。時分割階調データ信号発生回路１１３は、７ビットデジタルデータを時分割階調を行うためのデジタルデータに変換すると共に、時分割階調表示を行うために必要なタイミングパルス等を発生させる回路である。
【００６５】
ここでは、時分割階調データ信号発生回路１１３には、１フレームを７ビットの階調に対応した７つのサブフレームに分割する手段と、それら７つのサブフレームにおいてアドレス期間及びサステイン期間を選択する手段と、そのサステイン期間がＴs1：Ｔs2：Ｔs3：Ｔs4：Ｔs5：Ｔs6：Ｔs7＝１：１／２：１／４：１／８：１／１６：１／３２：１／６４となるように設定する手段とが含まれる。
【００６６】
なお、時分割階調データ信号発生回路１１３に（ｎ＋１）ビットデジタルデータが入力される場合には、１フレームを（ｎ＋１）ビットの階調に対応した（ｎ＋１）のサブフレームに分割する手段と、それら（ｎ＋１）のサブフレームにおいてアドレス期間及びサステイン期間を選択する手段と、そのサステイン期間がＴs1：Ｔs2：Ｔs3：…：Ｔs(n-1)：Ｔs(n)：Ｔs(n+1)＝２⁰：２^-1：２^-2：…：２^-(n-2)：２^-(n-1)：２^-nとなるように設定する手段とが含まれる。
【００６７】
この時分割階調データ信号発生回路１１３は、本発明のＥＬ表示装置の外部に設けられても良い。その場合、そこで形成されたデジタルデータが本発明のＥＬ表示装置に入力される構成となる。この場合、本発明のＥＬ表示装置をディスプレイとして有する電子装置は、本発明のＥＬ表示装置と時分割階調データ信号発生回路を別の部品として含むことになる。
【００６８】
また、時分割階調データ信号発生回路１１３をＩＣチップなどの形で本発明のＥＬ表示装置に実装しても良い。その場合、そのＩＣチップで形成されたデジタルデータが本発明のＥＬ表示装置に入力される構成となる。この場合、本発明のＥＬ表示装置をディスプレイとして有する電子装置は、時分割階調データ信号発生回路を含むＩＣチップを実装した本発明のＥＬ表示装置を部品として含むことになる。
【００６９】
また最終的には、時分割階調データ信号発生回路１１３を画素部１０４、データ信号側駆動回路１０２及びゲート信号側駆動回路と同一の基板上にＴＦＴでもって形成し得る。この場合、ＥＬ表示装置に画像情報を含むデジタルビデオデータを入力すれば全て基板上で処理することができる。
【００７０】
（実施例１）
本発明の駆動方法を用いたＥＬ表示装置（以下、「本発明のＥＬ表示装置」という）は、様々な電子機器に組み込んで用いることができる。
【００７１】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図９に示す。
【００７２】
図９（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体７００１、映像入力部７００２、本発明のＥＬ表示装置７００３、キーボード７００４で構成される。
【００７３】
図９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体７１０１、本発明のＥＬ表示装置７１０２、音声入力部７１０３、操作スイッチ７１０４、バッテリー７１０５、受像部７１０６で構成される。
【００７４】
図９（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体７２０１、カメラ部７２０２、受像部７２０３、操作スイッチ７２０４、本発明のＥＬ表示装置７２０５で構成される。
【００７５】
図９（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体７３０１、本発明のＥＬ表示装置７３０２、アーム部７３０３で構成される。
【００７６】
図９（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体７４０１、本発明のＥＬ表示装置７４０２、スピーカ部７４０３、記録媒体７４０４、操作スイッチ７４０５で構成される。なお、この装置は記録媒体としてＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
【００７７】
図９（Ｆ）はゲーム機であり、本体７５０１、本発明のＥＬ表示装置７５０２、本発明のＥＬ表示装置７５０３、記録媒体７５０４、コントローラ７５０５、本体用センサ部７５０６、センサ部７５０７、ＣＰＵ部７５０８で構成される。本体用センサ部７５０６、センサ部７５０７はそれぞれコントローラ７５０５、本体７５０１から出される赤外線を感知することが可能である。
【００７８】
以上の様に、本発明のＥＬ表示装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明により、赤の発光輝度が低いＥＬ発光層を用いたＥＬ表示装置においても、ホワイトバランスを改善し、良好な表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＬ表示装置の階調レベルに対する発光輝度を示すグラフである。
【図２】本発明のＥＬ表示装置の階調レベルに対する発光輝度を示すグラフである。
【図３】本発明のＥＬ表示装置の駆動方法におけるデジタルデータの変換方法を示した図である。
【図４】本発明のＥＬ表示装置の駆動方法のタイミングチャートである。
【図５】本発明のＥＬ表示装置の概略ブロック図である。
【図６】本発明のＥＬ表示装置の画素の回路構成図である。
【図７】本発明のＥＬ表示装置の駆動方法におけるデジタルデータの変換方法を示した図である。
【図８】本発明のＥＬ表示装置の階調レベルに対する発光輝度を示すグラフである。
【図９】本発明のＥＬ表示装置を用いた電子機器の例である。
【符号の説明】
１０１画素部
１０２データ信号線側駆動回路
１０３ゲート信号線側駆動回路
１０４画素
１１３時分割階調データ信号発生回路
１１４デジタルデータ変換回路

Claims

赤の発光輝度が緑の発光輝度及び青の発光輝度よりも低いＥＬ表示装置であって、
赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータ、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータ、および青の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（ｎは自然数）をそれぞれ、赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータに変換する回路を有し、
前記回路は、前記赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最下位ビットの下位に１の値を有するビットを追加し、前記緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを追加し、前記青の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを追加することによって、前記赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、前記緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および前記青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを作成し、
前記赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、前記緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および前記青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを画像の表示に用いることを特徴とするＥＬ表示装置。
赤の発光輝度が緑の発光輝度及び青の発光輝度よりも低いＥＬ表示装置の駆動方法であって、
赤の画像情報を有するｎビットデジタルデータ（ｎは自然数）の最下位ビットの下位に１の値を有するビットを追加し、緑の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを追加し、かつ青の画像情報を有するｎビットデジタルデータの最上位ビットの上位に０の値を有するビットを追加することによって、赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを作成し、
前記赤の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、前記緑の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータ、および前記青の画像情報を有する（ｎ＋１）ビットデジタルデータを用いて、１フレーム期間中に設けられた複数のサブフレーム期間各々の発光状態を制御することによって階調表示を行うことを特徴とするＥＬ表示装置の駆動方法。
請求項１に記載のＥＬ表示装置を用いたことを特徴とする携帯情報端末、ヘッドマウントディスプレイ、コンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ＤＶＤプレーヤー、またはゲーム機。