JP6011942B2 - 走査線駆動装置、表示装置、走査線駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は走査線駆動装置、表示装置、走査線駆動方法に関し、特にデータ線と走査線が複数配設され、画素がデータ線と前記走査線の各交差点に対応して形成されている表示部の駆動技術に関する。

特開平９−２３２０７４号公報 特開２００３−２８８０５３号公報 特開平１１−４５０７１号公報

画像を表示する表示パネルとして、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）を用いる表示装置、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）を用いる表示装置等が知られている。多くの表示装置では、列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とがそれぞれ複数配設され、データ線と走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部を有する。
そしていわゆる線順次走査の場合、走査線駆動部が走査線駆動信号により順次走査線を選択していきながら、データ線駆動部が、各データ線に１ライン分のデータ線駆動信号（階調信号）を出力することで画素としての各ドットの表示が制御される。

上記特許文献１には表示パネルの寄生容量による画素発光の立ち上がりの遅れを改善するために、走査線の選択状態が次の走査線に移る際のブランキング期間に、すべての走査線を一旦リセット電位に接続する技術が開示されている。
上記特許文献２には、表示全体を低輝度にするディマー制御時（ディミングともいう）に発光素子の逆バイアス電圧を低くする技術が開示されている。
上記特許文献３には、走査線の選択状態が次の走査線に移る際のブランキング期間にすべての走査線をＨレベル電位とする技術が開示されている。

ここでパッシブ駆動ＯＬＥＤ表示装置として、例えば車載用表示装置などの場合、周囲の明るさに応じて高輝度表示駆動や低輝度表示駆動を切り換えることが要求される。
例えば昼間は視認性確保のため高輝度表示（例えば通常輝度での表示）を行うが、夜間は通常輝度では輝度が高すぎることから、ディミング（低輝度表示）を行うようにする。
ところがディミングを行って、ある程度、全体輝度を低下させると、階調つぶれが発生し、表示品質が低下することがある。
そこで本発明では、高輝度表示駆動と低輝度表示駆動を切り換える表示駆動を行う場合に、低輝度駆動状態でも階調が維持されるようにすることを目的とする。

第１に、本発明に係る走査線駆動装置は、列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部の前記走査線を駆動する走査線駆動装置であって、各走査線を所定順序で選択状態であるローレベル（Ｌレベル）にするとともに、或る走査線を選択状態する選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル（Ｌレベル）、低輝度表示駆動の際はハイレベル（Ｈレベル）となる走査線駆動信号を出力するものである。
ブランキング期間において全走査線をＬレベルとすることで、立ち上がりを改善できるデータ線駆動信号の立ち上がりを改善できるが、その一方で、低輝度表示駆動でデータ線駆動信号の供給時間を短くすることに応じて、階調つぶれが発生することがある。そこで低輝度表示駆動の際にはブランキング期間に全走査線をＨレベルとする。

第２に、上記した本発明に係る走査線駆動装置においては、各走査線のそれぞれについて、選択状態か非選択状態かを示す信号を生成する信号生成部と、各走査線に対応して設けられるセレクタであって、対応する走査線についての前記信号生成部からの信号と、前記ブランキング期間に走査線に出力するハイレベル又はローレベルとされたブランキングレベル信号とが選択可能に入力され、前記ブランキング期間を規定するブランキング制御信号に基づいて、非ブランキング期間は前記信号生成部からの信号を選択出力し、前記ブランキング期間は前記ブランキングレベル信号を選択出力するセレクタと、各セレクタの出力に応じた電圧信号を各走査線に対する走査線駆動信号として出力する出力部とを備える。そして入力される前記ブランキングレベル信号が、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルに設定されているようにする。
このような構成により、ブランキング期間において全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はＬレベル、低輝度表示駆動の際はＨレベルとする走査線駆動信号の出力が実現できる。

第３に、上記した本発明に係る表示装置においては、列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部と、前記走査線のそれぞれに対して走査線駆動信号を与える走査線駆動部と、前記データ線のそれぞれに対して、表示データで規定される画素の階調値に応じたデータ線駆動信号を与えるデータ線駆動部とを備える。そして前記走査線駆動部は、各走査線を所定順序で選択状態であるローレベルにするとともに、或る走査線を選択状態とする選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルとなる走査線駆動信号を出力するものである。
即ち上述の走査線駆動装置を走査線駆動部として備えた表示装置を構成する。

第４に、上記した本発明に係る表示装置においては、外部から表示動作に関する指示情報を受信する駆動制御部を備え、前記駆動制御部は、前記指示情報として、表示輝度に応じた階調設定テーブルとブランキングレベル指定情報を受信することに応じて、前記データ線駆動部からのデータ線駆動信号が受信した階調設定テーブルに基づいて生成されるように制御するとともに、前記走査線駆動部に前記ブランキングレベル指定情報に応じたハイレベル又はローレベルのブランキングレベル信号を供給し、前記走査線駆動部は、前記ブランキング期間は、前記ブランキングレベル信号に応じた電圧信号を各走査線に対する走査線駆動信号として出力する。
駆動制御部は外部（例えば外部の制御装置）から指示情報（例えば表示動作に関するコマンド）を受信する。この指示情報として高輝度表示駆動や低輝度表示駆動が指示される構成を採る。表示部の輝度については、指示情報としての階調設定テーブルを取得し、データ線駆動部がこれに応じたデータ線駆動を行うことで制御される。この場合に、ブランキングレベル指定情報も取得するようにし、駆動制御部はこれに応じて走査線駆動部へブランキングレベル信号を供給する。このようにすれば、走査線駆動部は、供給されるブランキングレベル信号をブランキング期間において選択することで、走査線駆動信号におけるブランキング期間の信号レベルを、高輝度表示駆動と低輝度表示駆動の場合でＬレベル、Ｈレベルに切り換えることができる。

第５に、本発明に係る走査線駆動方法は、列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部の前記走査線を駆動する走査線駆動方法として、各走査線を所定順序で選択状態であるローレベルにするとともに、或る走査線を選択状態とする選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルとなる走査線駆動信号を出力するようにする。
即ち表示部での表示輝度の制御に応じて、走査線駆動信号のブランキング期間の信号レベルを変更する。

本発明によれば、高輝度表示駆動と低輝度表示駆動を切り換える場合において、低輝度表示駆動の状態でも階調が保たれた高品位な表示を実現できるという効果がある。

本発明の実施の形態の表示装置のブロック図である。 実施の形態のカソードドライバ及びアノードドライバのブロック図である。 実施の形態のカソードドライバにおけるセレクタの説明図である。 Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動の説明図である。 Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動の立ち上がり及び損失の説明図である。 低輝度表示駆動の際のＬブランキングによる階調つぶれの説明図である。 実施の形態の表示輝度切換の説明図である。 実施の形態の表示輝度切換のための階調設定テーブルの説明図である。 実施の形態の表示輝度切換コマンド時の処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．実施の形態の表示装置構成＞
＜２．Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動＞
＜３．高輝度表示駆動と低輝度表示駆動の切り換え＞
＜４．実施の形態の効果及び変形例＞

＜１．実施の形態の表示装置構成＞
図１は実施の形態の表示装置１と、表示装置１の表示動作制御を行うＭＰＵ（Micro Processing Unit：演算装置）２を示している。
表示装置１は、表示画面を構成する表示部１０と、コントローラＩＣ（Integrated Circuit）２０と、カソードドライバ２１を有する。
このような構成を有する表示装置１が本発明請求項の表示装置に相当する実施の形態である。またカソードドライバ２１が本発明請求項の走査線駆動装置（走査線駆動部）に相当する実施の形態である。
なお、この図１の例ではカソードドライバ２１はコントローラＩＣ２０とは別体の構成として示しているが、カソードドライバ２１がコントローラＩＣ２０の内部に設けられる場合もある。その場合、コントローラＩＣ２０が本発明請求項の走査線駆動装置に相当する。

表示部１０は、データ線ＤＬ（ＤＬ１〜ＤＬ１２８）と、走査線ＳＬ（ＳＬ１〜ＳＬ９６）とが、それぞれ配設され、データ線ＤＬと走査線ＳＬの各交差点に対応して画素が形成されている。即ち１２８本のデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８と、９６本の走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６に対応して、１２８個の画素が水平方向の１行（１ライン）に配置され、９６個の画素が垂直方向の１列に配置される。
従って表示部１０は、表示画像を構成する画素として１２８×９６＝１２２８８個の画素を有する。本実施の形態の場合、各画素はＯＬＥＤを用いた自発光素子として形成される。なお、もちろん画素数、データ線数、走査線数は一例に過ぎない。

１２８本のデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８のそれぞれは、表示部１０の列方向（垂直方向）に並ぶ９６個の画素に共通に接続されている。また９６本の走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６のそれぞれは、行方向（水平方向）に並ぶ１２８個の画素に共通に接続されている。
選択状態とされた走査線ＳＬ上の１２８個の画素に、データ線ＤＬから表示データ（階調値）に基づく発光駆動電流がデータ線駆動信号として与えられることで、当該１２８個の画素が、表示データに応じた輝度（階調）で発光駆動される。

この表示部１０の表示駆動のためにコントローラＩＣ２０、カソードドライバ２１が設けられる。
コントローラＩＣ２０は、駆動制御部３１、表示データ記憶部３２、アノードドライバ３３を有する。アノードドライバ３３は、データ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８を駆動する。
アノードドライバ３３は、駆動制御部３１の制御に基づいて、表示データ記憶部３２に記憶された表示データの階調に応じた時間長だけ定電流をデータ線ＤＬに供給する。即ちアノードドライバ３３はデータ線駆動部として機能する。

駆動制御部３１は、ＭＰＵ２との間でコマンドや表示データの通信を行い、コマンドに応じた表示動作を制御する。例えば駆動制御部３１は、表示開始のコマンドを受信すると、それに応じてタイミング設定を行って、カソードドライバ２１による走査線ＳＬの走査を開始させる。またカソードドライバ２１による走査に同期させてアノードドライバ３３によるデータ線ＤＬの駆動を実行させる。
アノードドライバ３３によるデータ線ＤＬの駆動に関しては、駆動制御部３１は、ＭＰＵ２から受信した表示データを表示データ記憶部３２に記憶させると共に、上記の走査タイミングに合わせて、表示データをアノードドライバ３３に転送させる。またデータ線駆動信号としての定電流を生成し、アノードドライバ３３に供給する。
これに応じてアノードドライバ３３が、各階調に応じた期間、データ線駆動信号としての定電流をデータ線ＤＬに出力する。
このような制御により、選択されているライン、つまりカソードドライバ２１から選択レベルの走査線駆動信号が与えられている１つの走査線ＳＬ上の各画素が発光駆動される。順次各ラインが発光駆動されていくことで、フレーム画像表示が実現される。

カソードドライバ２１は、走査線ＳＬの一端から走査線駆動信号を与える走査線駆動部として機能する。
このカソードドライバ２１は、Ｑ１出力端子〜Ｑ９６出力端子が、それぞれ走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６に接続された状態で配置されている。そして走査方向ＳＤとして示すように、Ｑ１出力端子からＱ９６出力端子に向かって選択レベルの走査線駆動信号を順次出力することで、走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６を順次選択状態とする走査を行う。

このような走査を行うために駆動制御部３１はカソードドライバ２１に対してカソードドライバ制御信号ＣＡを供給する。
カソードドライバ制御信号ＣＡは走査の制御のための各種信号を包括的に示したものであり、本実施の形態の場合、後述するスキャン信号ＳＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、クロック信号ＣＬＫｃ、ブランキング制御信号ＢＫ、ブランキングレベル信号ＬＢＫが含まれる。

図２は、図１のカソードドライバ２１、アノードドライバ３３、及び表示部１０を抽出して詳しく示している。

アノードドライバ３３は、シフトレジスタ６１、ラッチ回路６２、ドライブ回路６３を有する。表示駆動を行う場合、アノードドライバ３３には図１に示したコントローラＩＣ２０の駆動制御部３１からクロック信号ＣＬＫａと表示データＤＴが供給される。
シフトレジスタ６１はデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８に対応する出力Ｑ１〜Ｑ１２８を得る。シフトレジスタ６１はクロック信号ＣＬＫａを用いて表示データＤＴを取り込んでいき、順次出力Ｑ１〜Ｑ１２８とする。この出力Ｑ１〜Ｑ１２８、つまり１ライン分の表示データＤＴがラッチ回路６２にラッチされ、ラッチ回路６２の出力Ｑ１〜Ｑ１２８出力としてドライブ回路６３に転送される。

ドライブ回路６３の出力Ｑ１〜Ｑ１２８はデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８に接続されている。ドライブ回路６３は、各画素の階調値に応じた時間長だけ定電流をデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８に出力する。
例えばドライブ回路６３では、ラッチ回路６２の出力Ｑ１〜Ｑ１２８として規定される階調値に応じたパルス幅の制御パルスを生成し、その制御パルスで定電流の出力スイッチを制御する。これにより各データ線ＤＬには階調値に応じた時間長の定電流が供給され、各画素は、電流供給時間により発光階調が制御されることになる。

カソードドライバ２１は、シフトレジスタ４１、ラッチ回路４２、セレクタ４３（４３−１〜４３−９６）、ドライブ回路４４を有する。
カソードドライバ２１には、上述のようにコントローラＩＣ２０の駆動制御部３１からのカソードドライバ制御信号ＣＡとして、スキャン信号ＳＫ、クロック信号ＣＬＫｃ、ラッチ信号ＬＡＴ、ブランキング制御信号ＢＫ、ブランキングレベル信号ＬＢＫが供給される。
スキャン信号ＳＫは、例えばフレーム走査タイミングの指示信号とされる。シフトレジスタ４１は、スキャン信号ＳＫに基づく選択レベルの信号をＱ１端子側からＱ９６端子側に向かうデータ転送を行い、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６に対応した出力Ｑ１〜Ｑ９６を得る。

シフトレジスタ４１の出力Ｑ１〜Ｑ９６は、ラッチ回路４２でラッチ信号ＬＡＴに応じたタイミングでラッチされる。そしてラッチ回路４２の出力Ｑ１〜Ｑ９６が、セレクタ４３（４３−１〜４３−９６）を介してドライブ回路４４に供給される。
このドライブ回路４４の出力Ｑ１〜Ｑ９６が、図１に示したＱ１端子〜Ｑ９６端子の出力に相当する。つまりドライブ回路４４の出力Ｑ１〜Ｑ９６が走査線駆動信号として走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６に印加される。

ブランキング制御信号ＢＫは、各ラインの走査過程で全走査線ＳＬをすべて非選択状態にして、画素を発光駆動しないタイミングを規定する信号である。つまり、或る走査線ＳＬを選択状態とする選択期間と、その次に他の走査線ＳＬを選択状態とする選択期間との間のブランキング期間を規定する。
ブランキングレベル信号ＬＢＫは、ブランキング期間に走査線ＳＬに与えるレベル信号（ハイレベル（Ｈレベル）又はローレベル（Ｌレベル））である。
セレクタ４３−１〜４３−９６には、上述のラッチ回路４２の出力Ｑ１〜Ｑ９６に対して、それぞれブランキングレベル信号ＬＢＫが選択可能に入力される。
そしてセレクタ４３−１〜４３−９６は、全てブランキング制御信号ＢＫによって選択制御される。

図３Ａにセレクタ４３を拡大して示している。図示のようにセレクタ４３には、ラッチ回路４２のＱ出力とブランキングレベル信号ＬＢＫが入力され、ブランキング制御信号ＢＫが制御信号として入力される。
その制御論理は図３Ｂのようになり、例えばブランキング制御信号ＢＫがＬレベル（０）のとき、セレクタ４３の出力ＯＵＴとしてはラッチ回路４２のＱ出力が選択され、ブランキング制御信号ＢＫがＨレベル（１）のとき、セレクタ４３の出力ＯＵＴとしてはブランキングレベル信号ＬＢＫが選択される。

＜２．Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動＞
以上の構成の本実施の形態では、走査線ＳＬに対する駆動方式として、Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動が切替可能となる。ここではＬブランキング駆動とＨブランキング駆動について説明する。

図４にＬブランキング駆動とＨブランキング駆動の各波形を示している。ここではブランキング制御信号ＢＫと、走査線駆動信号と、データ線駆動信号を示している。走査線駆動信号については、走査線ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に与えられる走査線駆動信号を例示し、データ線駆動信号についてはデータ線ＤＬ１，ＤＬ２に与えられるデータ線駆動信号を例示している。

走査線駆動信号により、各走査線ＳＬ１，ＳＬ２・・・が、順次選択状態とされる。走査線駆動信号としてＬレベルが与えられることで各走査線ＳＬが選択される。
この場合にデータ線ＤＬには、データ線駆動信号として、選択された走査線ＳＬ上の各画素の階調に応じた時間長で定電流が供給される。図のパルス波形がアノードドライバ３３の出力端子電圧であり、これは定電流供給期間を示すことになる。このＨレベルのパルス期間が、各画素の発光期間となり、その長短で階調が表現される。

ここでブランキング制御信号ＢＫがＨレベルとなる期間がブランキング期間である。このブランキング期間は発光が行われない。即ちブランキング期間においてはデータ線駆動信号としての定電流供給は行われない。
そしてＬブランキング駆動の場合、走査線駆動信号としては、ブランキング期間は全ての走査線ＳＬがＬレベルとされる。
一方、Ｈブランキング駆動の場合、走査線駆動信号としては、ブランキング期間は全ての走査線ＳＬがＨレベルとされる。

本実施の形態の場合、図２で述べたブランキングレベル信号ＬＢＫは、このＬブランキング駆動の場合のＬレベル、Ｈブランキング駆動の場合のＨレベルを得るための信号となる。即ち、ブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｌとされていれば、ブランキング期間にセレクタ４３でブランキングレベル信号ＬＢＫが選択されることで、走査線駆動信号は図４のＬブランキング駆動として示す波形となる。またブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｈとされていれば、ブランキング期間にセレクタ４３でブランキングレベル信号ＬＢＫが選択されることで、走査線駆動信号は図４のＨブランキング駆動として示す波形となる。

Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動のそれぞれの長短について述べる。
Ｌブランキング駆動は、データ線駆動信号の立ち上がりが早く、定電流供給時間と発光階調のリニアリティも好適で、電力消費を低減できる。一方で、階調範囲での時間幅をある程度以下に短くすると、階調つぶれが生ずる。
一方でＨブランキング駆動は、データ線駆動信号の立ち上がりが遅れるが、低輝度表示の場合に階調つぶれの生じない駆動が可能である。

まずデータ線駆動信号の立ち上がりと消費電力について図５で説明する。
図５Ａは、アノードドライバ３３（ドライブ回路６３）の、１つのデータ線ＤＬに対応する出力段の構成例である。ＰチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）８１，８２とＮチャネルのＦＥＴ８３が直列接続されている。ＦＥＴ８１のソースには電圧ＶＨが印加され、ドレインはＦＥＴ８２のソースに接続される。またＦＥＴ８２のドレインとＦＥＴ８３のドレインが接続され、ＦＥＴ８３のソースは接地されている。ＦＥＴ８２，８３の接続点が、データ線ＤＬに接続される。このような出力段構成がデータ線ＤＬ１〜ＤＬ１２８のそれぞれについて設けられている。

この場合に、ＦＥＴ８１のゲートにはバイアス電圧が印加され、ＦＥＴ８１のソース−ドレインには定電流が流れる構成とされている。
そしてＦＥＴ８２、ＦＥＴ８３は、信号ＳＷによってオン／オフされる。信号ＳＷは表示データによる画素の階調に応じた時間長だけ定電流出力するための制御信号であり、表示データ（各画素データ）に応じて時間長設定されたパルス信号である。
信号ＳＷによってＦＥＴ８２がオン、ＦＥＴ８３がオフされると、ＦＥＴ８２のドレイン電流がデータ線ＤＬに供給される。
また信号ＳＷによってＦＥＴ８２がオフ、ＦＥＴ８３がオンされると、データ線ＤＬが接地されることとなる。
従って表示データに基づいて信号ＳＷが生成され、ＦＥＴ８２，８３が制御されることで、表示データで示される階調値に応じた時間長だけ、データ線ＤＬに定電流が出力される。

このようにデータ線ＤＬに与えられるデータ線駆動信号の立ち上がり、及びそれによる画素の発光輝度の立ち上がりについて考える。
パッシブ駆動ＯＬＥＤ表示装置において、発光輝度の立ち上がりを改善するには、ＥＬ（Electroluminescence）素子の寄生容量をいかに早く充電するかが重要である。
Ｌブランキング駆動の場合、ブランキング期間に全走査線ＳＬをＬレベルとすることで、全ＥＬ素子の寄生容量を放電（リセット）したあとに、非選択の走査線ＳＬをＨレベルとして非選択ラインのＥＬ素子を逆バイアスに電圧印加する。これにより発光させるＥＬ素子の寄生容量を充電する電流がアノード側（データ線ＤＬ）からだけでなく、非選択の走査線ＳＬからも供給されるようにし、発光させるＥＬ素子の寄生容量の充電が早く行われるようにしている。このため発光輝度の立ち上がりを早くできる。換言すれば、Ｌブランキング駆動を用いなければ、発光させるＥＬ素子の寄生容量を充電する電流がデータ線ＤＬ側からしか供給されないため充電に時間がかかり、発光輝度の立ち上がりが鈍くなる。

図５Ｂ、図５ＣはＨブランキング駆動とＬブランキング駆動の場合のデータ線波形と立ち上がりの様子を示している。図５Ｂ、図５Ｃの各上段の図は、アノードドライバ３３の出力段への入力電圧ＶＨと、データ線ＤＬへの出力電圧を示し、各下段の図は横軸を時間、縦軸をデータ線電圧及び輝度として示している。実線がデータ線電圧で破線が輝度である。
この各図に示されるように、上記の理由からＬブランキング駆動はＨブランキング駆動に比べて立ち上がりが改善されている。

また、Ｌブランキング駆動は立ち上がりが改善されることによって消費電力も削減できる。図５Ｂ、図５Ｃには斜線部ａ，ｂを示しているが、この部分は図５ＡのＦＥＴ８１，８２の損失となる。Ｌブランキング駆動の場合、斜線部ａ，ｂの面積に相当する損失が低減される。またこれによって発熱も抑えられるという利点も生ずる。

次にディミングと階調表現について図６で説明する。
例えば車両のフロントパネルなどに搭載される車載用の表示装置では、ディミングにより輝度レベル（画面全体の明るさ）を３％程度まで低減させることが求められる。例えば通常輝度を２００カンデラとすると、ディミングにより６カンデラまで輝度レベルを低下させる。
ここで図６に、Ｌブランキング駆動とＨブランキング駆動におけるデータ線パルス時間（データ線ＤＬへの定電流印加時間）と輝度の関係を示している。▲及び●はアノードドライバ３３の分解能に応じて可能なデータ線パルス時間の設定ポイントである。

上述のようにＬブランキング駆動はＨブランキング駆動よりも輝度の立ち上がりが早い。
ここで、Ｌブランキング駆動において、通常輝度で１６階調（０／１５階調〜１５／１５階調）の表示を行う場合に、例えばデータ線パルス時間を範囲Ａ０で設定するとする。▲で示す分解能以上で各階調のデータ線パルス時間を設定することで１６階調の輝度表現は可能である。なお０／１５階調は非表示（データ線パルス時間＝０）であるため、データ線パルス時間の設定範囲内で少なくとも１５段階のデータ線パルス時間の可変設定が可能であれば１６階調表現が保たれる。従って後述する図７Ａのように各階調値に応じたデータ線パルス時間を設定して階調表現を実現することができる。

ところがディミングとして、輝度を図６の輝度Ｙｄまで低下させる必要があるとする。この場合、データ線パルス時間の設定範囲を範囲Ａ１としなければならない。すると、この場合に▲で示す分解能の場合、１／１５〜５／１５階調は表現できるが、６／１５〜１５／１５階調のデータ線パルス時間が同一にならざるを得ない。つまり階調つぶれが生じてしまう。
また実際には、データ線パルス時間が２．５μｓ以下になると、視認上、ほぼ階調表現はできない。

ここでＨブランキング駆動をみると、輝度の立ち上がりが遅れている分、データ線パルス時間を長くしても、ディミングで要求される輝度レベルで階調表現が可能となる。即ちＨブランキング駆動を行うことを前提に、範囲Ａ２でデータ線パルス時間を設定する。すると、輝度Ｙｄまで輝度レベルを低下させることとしても、●で示す同じ分解能のままで１／１５〜１５／１５階調を表現できることになる。
このようにＨブランキング駆動では輝度レベルを低下させた状態でも階調を保った表示が可能という利点がある。

そこで本実施の形態では、高輝度表示駆動（通常輝度や輝度低下量の小さいディミング時）の際には、ブランキング期間に全ての走査線をＬレベルとするＬブランキング駆動を行い、低輝度表示駆動（輝度低下量の大きいディミング時）の際は、階調表現を保つために、ブランキング期間に全ての走査線をＨレベルとするＨブランキング駆動を行うものとする。

＜３．高輝度表示駆動と低輝度表示駆動の切り換え＞
このようなＨブランキング駆動、Ｌブランキング駆動の切り換えについて具体的な動作を説明する。
輝度レベルの変更は、表示全体の明るさの増減であるため、具体的にはデータ線ＤＬへの定電流供給時間（つまり図６のデータ線パルス時間）の範囲の変更によって行う。
仮に、輝度レベル「１００」を通常輝度とし、ディミングの際には、ここから輝度レベルを低下させるものとして説明する。図７Ａでは、輝度レベル「１００」と「６０」の場合のデータ線パルス時間に相当するパルス幅を示している。データ線パルス時間、つまり定電流供給時間は、図５Ａの信号ＳＷで制御されるため、ここでいうパルス幅は信号ＳＷのパルス幅と考えてもよい。

まずはＬブランキング駆動を想定して、輝度レベル「１００」の場合に、１／１５階調〜１５／１５階調までを、３．５μｓ〜１４５μｓのパルス幅で表現するとする。
これに対して輝度レベル「６０」にする場合、１／１５階調〜１５／１５階調までを、２．５μｓ〜７８．５μｓのパルス幅で表現する。
なお、この輝度レベル「６０」のパルス幅設定によれば、図６の分解能及び最短のパルス時間を考えれば、Ｌブランキング駆動でも階調つぶれは生じない。

ところが、より輝度レベルを落としていくと、Ｌブランキング駆動での階調つぶれが生ずる状態となる。そこである輝度レベルを境界にして、Ｈブランキング駆動に切り換えるようにする。
図７Ｂに一例を示す。例えば輝度レベル「１００」〜「５０」が高輝度表示駆動として、この範囲ではＬブランキング駆動を行う。輝度レベル「４９」以下を低輝度表示駆動として、この場合にはＨブランキング駆動を行う。
なお、この図７Ｂでは１５／１５階調のパルス幅で示している。

具体的なパルス幅の設定例を図８に示す。ここでは輝度レベル「１００」「５０」「４９」「３」の場合の例を示している。
輝度レベル「１００」「５０」はＬブランキング駆動、輝度レベル「４９」「３」はＨブランキング駆動を行うものとした場合のパルス幅設定である。
輝度レベル「１００」のパルス幅設定は上述の図７Ａと同様である。
輝度レベル「５０」では１／１５階調〜１５／１５階調までを、２．５μｓ〜６５μｓのパルス幅で表現する。
パルス幅２．５μｓは、視認性を考えた場合の階調表現可能なパルス幅の最低値である。これよりもパルス幅を短くすることは適切でないため、輝度レベル「４９」以下ではＨブランキング駆動を行う。
そして輝度レベル「４９」では１／１５階調〜１５／１５階調までを、１１μｓ〜１１３μｓのパルス幅で表現する。
輝度レベル「３」では１／１５階調〜１５／１５階調までを、６．５μｓ〜２８μｓのパルス幅で表現する。
このようにＨブランキング駆動を用いることで、例えば輝度レベル「３」という非常に低い輝度とした場合でも、１／１５階調のパルス幅を６．５μｓとでき、十分に階調表現が可能となる。

以上のようなＬブランキング駆動／Ｈブランキング駆動の切り換えのための具体的な動作を説明する。
上記「１００」〜「３」などの輝度レベルは、ＭＰＵ２がコントローラＩＣ２０に指示する。例えばＭＰＵ２は、ホスト装置（車両用の場合は車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）など）からの指示や明るさ検出情報などに応じて、輝度レベルを設定し表示輝度切換コマンドによりコントローラＩＣ２０に指示する。

表示輝度切換コマンドとしては、具体的にはＭＰＵ２は階調設定テーブルをコントローラＩＣ２０に受け渡せばよい。
階調設定テーブルとは、図７Ａや図８に示したテーブルデータであり、つまり各階調のパルス幅の設定テーブルである。
コントローラＩＣ２０は、階調設定テーブルを受け取った場合に、それに応じてアノードドライバ３３のデータ線出力パルスを決定することで、指示された輝度レベルでの表示が実現される。
本実施の形態の場合ＭＰＵ２は、表示輝度切換コマンドにおいて、階調設定テーブルに加えて、Ｈ／Ｌブランキング駆動を指定する情報もコントローラＩＣ２０に与える。

このようなＭＰＵ２からの表示輝度切換コマンドに対するコントローラＩＣ２０（駆動制御部３１）の処理を図９に示す。
ステップＳ１０１として駆動制御部３１は表示輝度切換コマンドを監視する。表示輝度切換コマンドが受信された場合はステップＳ１０２に進み、駆動制御部３１は階調設定テーブルを取り込む。
そして駆動制御部３１はステップＳ１０３でアノードドライバ３３における階調設定テーブル書き換えを行う。上述のようにアノードドライバ３３では、表示データ（階調値）に応じたパルス幅の期間に定電流を各データ線ＤＬに出力するが、その各階調値に対応するパルス幅を変更する。これによって、輝度レベルが変更される。

さらに表示輝度切換コマンドにはＨ／Ｌブランキング駆動を指定する情報も含まれているため、駆動制御部３１はステップＳ１０４で、その情報を確認し、カソードドライバ２１に供給するブランキングレベル信号ＬＢＫを設定する。
例えば表示輝度が輝度レベル１００〜５０のいずれか場合、Ｌブランキング駆動が指示される。その場合、駆動制御部３１はブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｌレベルとしてカソードドライバ２１に供給する。
また表示輝度が輝度レベル４９以下の場合、Ｈブランキング駆動が指示される。その場合、駆動制御部３１はブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｈレベルとしてカソードドライバ２１に供給する。

なお、Ｈ／Ｌブランキング駆動を指定する情報はＭＰＵ２からの表示輝度切換コマンドに含まれていなくてもよい。
例えば駆動制御部３１が、指定された階調設定テーブルが、輝度レベル「１００」〜「５０」のいずれかのものである場合にはＬブランキング駆動を行うものとして、ステップＳ１０４でブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｌレベルとし、輝度レベル「４９」以下のものである場合にはＨブランキング駆動を行うものとして、ステップＳ１０４でブランキングレベル信号ＬＢＫ＝Ｈレベルとするようにしてもよい。つまりＨ／Ｌブランキング駆動の切換の判断は、ＭＰＵ２側ではなく、コントローラＩＣ２０側で行うようにしてもよい。

以上の図９の処理が行われることで、輝度レベルが変更された際に、ブランキングレベル信号ＢＬＫのＨ／Ｌも、輝度レベルに応じたものとしてカソードドライバ２１に供給される。このためカソードドライバ２１側でブランキング期間のレベルのＨ／Ｌが輝度レベルに応じて設定される。具体的には高輝度表示駆動の場合にはＬブランキング駆動が行われ、低輝度表示駆動の場合にはＨブランキング駆動が行われる。

＜４．実施の形態の効果及び変形例＞
以上、実施の形態について説明してきたが、本実施の形態によれば以下の効果が得られる。
本実施の形態では、表示部１０は、列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線ＤＬと、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線ＳＬとが、それぞれ複数配設され、データ線ＤＬと走査線ＳＬの各交差点に対応して画素が形成されている。そして表示部１０の走査線ＳＬを駆動するカソードドライバ２１（走査線駆動部）は、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６を所定順序で選択状態とするとともに、或る走査線ＳＬを選択状態とする選択期間とその次に他の走査線ＳＬを選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線ＳＬ１〜ＳＬ９６について、高輝度表示駆動の際はＬレベル、低輝度表示駆動の際はＨレベルとなる走査線駆動信号を出力するようにしている。

高輝度表示駆動の際はＬブランキング駆動が行われることで、データ線駆動信号の立ち上がり（発光輝度の立ち上がり）が改善され、消費電力の低減、及びそれによる温度上昇の抑制に好適である。またデータ線パルス幅とのリニアリティの高い輝度階調が実現され、階調精度の高い表示ができる。
一方で、低輝度表示駆動の場合、Ｌブランキング駆動では階調つぶれが生じる場合があるが、本実施の形態ではＨブランキング駆動に切り換えることによって、ディミングによる低輝度表示を行っても階調が維持でき、高品質な表示を保つことができる。
なおＨブランキング駆動によってデータ線駆動信号の立ち上がりが鈍るが、あくまで低輝度表示駆動の場合であって、データ線パルス幅が比較的短い駆動を行うことになるため、電力損失やそれによる発熱は、ほとんど問題とならない程度となる。
以上の結果、本実施の形態では通常表示、ディミング表示に関わらず高品質な表示が実現される。

また、このようなＬブランキング駆動とＨブランキング駆動の切換のために、カソードドライバ２１は、選択状態か非選択状態かを示す信号を生成する信号生成部（シフトレジスタ４１及びラッチ回路４２）と、各走査線ＳＬに対応して設けられるセレクタ４３（４３−１〜４３−９６）と、各セレクタ４３−１〜４３−９６の出力に応じた電圧信号を各走査線ＳＬに対する走査線駆動信号として出力する出力部（ドライブ回路４４）とを備える。セレクタ４３は、対応する走査線ＳＬについての信号生成部（シフトレジスタ４１及びラッチ回路４２）からの信号と、ブランキング期間に走査線ＳＬに出力するハイレベル又はローレベルとされたブランキングレベル信号ＬＢＫとが選択可能に入力され、ブランキング期間を規定するブランキング制御信号ＢＫに基づいて選択する。具体的には非ブランキング期間は信号生成部（シフトレジスタ４１及びラッチ回路４２）からの信号を選択出力し、ブランキング期間はブランキングレベル信号ＬＢＫを選択出力する。
そして入力されるブランキングレベル信号ＬＢＫが、コントローラＩＣ２０（駆動制御部３１）によって、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルに設定されているようにしている。

このような構成により、ブランキング期間において全ての走査線ＳＬについて、高輝度表示駆動の際はＬブランキング駆動、低輝度表示駆動の際はＨブランキング駆動とする走査線駆動信号の出力が容易に実現できる。つまりカソードドライバ２１に、ブランキング期間にブランキングレベル信号ＬＢＫを選択可能な構成を設けるのみで、Ｈ／Ｌブランキング駆動を切換可能とする構成を実現できる。

また、コントローラＩＣ２０においては、外部（ＭＰＵ２）から表示動作に関する指示情報として表示輝度切換コマンドを受信する駆動制御部３１を備える。駆動制御部３１は、指示情報として、表示輝度に応じた階調設定テーブルとブランキングレベル指定情報を受信することに応じて、アノードドライバ３３（データ線駆動部）の階調信号が受信した階調設定テーブルに基づいて生成されるように制御する。またカソードドライバ２１（走査線駆動部）にブランキングレベル指定情報に応じたハイレベル又はローレベルのブランキングレベル信号ＬＢＫを供給する。
このようにすることで、外部コマンドによって輝度レベルの切換と、それに応じたＨ／Ｌブランキング駆動の切換を実現でき、表示装置の実際の使用形態に合わせた適切なディミング制御を実現できる。

以上、実施の形態について説明したが、本発明の表示装置や表示駆動装置、表示駆動方法は実施の形態に限定されず多様な変形例が考えられる。

高輝度表示駆動としてＬブランキング駆動を行う輝度レベルの範囲、低輝度表示駆動としてＨブランキング駆動を行う輝度レベルの範囲をどのように設定するかは多様に考えられる。実際の各階調のパルス幅設定に応じて、適切に決められればよい。
輝度レベルの切換は３段階以上の場合もあるし２段階の場合もある。
例えば２段階とは、通常輝度表示とディミングの切換であるが、その場合、通常輝度表示の際にはＬブランキング駆動、ディミング時にはＨブランキング駆動とすればよい。
３段階以上に輝度レベルを切換可能とする場合は、各輝度レベルでの階調数や最短パルス幅の設定等に応じて、階調表現が保たれるように、Ｈ／Ｌブランキング駆動の切換ポイントが決められればよい。

図７Ａ、図８で説明した階調設定テーブルは、図９の処理ではＭＰＵ２が記憶し、表示輝度切換時にコントローラＩＣ２０に転送するものとしたが、コントローラＩＣ２０が内部に記憶しておいてもよい。その場合、ＭＰＵ２は表示輝度切換コマンドによって輝度レベルのみを指定し、コントローラＩＣ２０側で、その指定された輝度レベルに応じた階調設定テーブルを選択し、アノードドライバ３３にセットするという処理を行えばよい。

また本発明はＯＬＥＤを用いる表示装置だけでなく、他の種の表示装置でも適用可能である。特に電流駆動による自発光素子を用いた表示装置に好適である。
また車載用以外にも表示輝度を可変する各種用途の表示装置に本発明は適用できる。

１…表示装置
２…ＭＰＵ
１０…表示部
２０…コントローラＩＣ
２１…カソードドライバ
３１…駆動制御部
３２…表示データ記憶部
３３…アノードドライバ
４１…シフトレジスタ
４２…ラッチ回路
４３，４３−１〜４３−９６…セレクタ
４４…ドライブ回路

Claims (5)

1. 列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部の前記走査線を駆動する走査線駆動装置であって、
   各走査線を所定順序で選択状態であるローレベルにするとともに、或る走査線を選択状態とする選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルとなる走査線駆動信号を出力する
   走査線駆動装置。
2. 各走査線のそれぞれについて、選択状態か非選択状態かを示す信号を生成する信号生成部と、
   各走査線に対応して設けられるセレクタであって、対応する走査線についての前記信号生成部からの信号と、前記ブランキング期間に走査線に出力するハイレベル又はローレベルとされたブランキングレベル信号とが選択可能に入力され、前記ブランキング期間を規定するブランキング制御信号に基づいて、非ブランキング期間は前記信号生成部からの信号を選択出力し、前記ブランキング期間は前記ブランキングレベル信号を選択出力するセレクタと、
   各セレクタの出力に応じた電圧信号を各走査線に対する走査線駆動信号として出力する出力部と、
   を備え、
   入力される前記ブランキングレベル信号が、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルに設定されている
   請求項１に記載の走査線駆動装置。
3. 列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部と、
   前記走査線のそれぞれに対して走査線駆動信号を与える走査線駆動部と、
   前記データ線のそれぞれに対して、表示データで規定される画素の階調値に応じたデータ線駆動信号を与えるデータ線駆動部と、
   を備え、
   前記走査線駆動部は、各走査線を所定順序で選択状態であるローレベルにするとともに、或る走査線を選択状態とする選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルとなる走査線駆動信号を出力する
   表示装置。
4. 外部から表示動作に関する指示情報を受信する駆動制御部を備え、
   前記駆動制御部は、前記指示情報として、表示輝度に応じた階調設定テーブルとブランキングレベル指定情報を受信することに応じて、前記データ線駆動部からのデータ線駆動信号が受信した階調設定テーブルに基づいて生成されるように制御するとともに、前記走査線駆動部に前記ブランキングレベル指定情報に応じたハイレベル又はローレベルのブランキングレベル信号を供給し、
   前記走査線駆動部は、前記ブランキング期間には、前記ブランキングレベル信号に応じた電圧信号を各走査線に対する走査線駆動信号として出力する
   請求項３に記載の表示装置。
5. 列方向に並ぶ複数の画素に共通に接続されたデータ線と、行方向に並ぶ複数の画素に共通に接続された走査線とが、それぞれ複数配設され、前記データ線と前記走査線の各交差点に対応して画素が形成されている表示部の前記走査線を駆動する走査線駆動方法として、
   各走査線を所定順序で選択状態であるローレベルにするとともに、或る走査線を選択状態とする選択期間とその次に他の走査線を選択状態とする選択期間との間のブランキング期間は、全ての走査線について、高輝度表示駆動の際はローレベル、低輝度表示駆動の際はハイレベルとなる走査線駆動信号を出力する
   走査線駆動方法。

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