JPH10333641A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素毎及びパネル毎に均一な発光光量を得、
画像品位をよくする。 【解決手段】 コントローラ２は、２進表現された画像
信号を１フレーム単位で保存する。コントローラ２は、
保存した１フレーム分の画像信号の各桁の値に従って２
階調の画像データで表示する画像を表す複数のサブフィ
ールドに１フレームを分割する。このサブフレーム毎の
２階調の画像データは、ゲートドライバ３の選択に従
い、行毎にドレインドライバ４から駆動用トランジスタ
１２のゲートに書き込まれる。この画像データが１のと
き、駆動用トランジスタ１２がオンされる。コモンドラ
イバ５は、ゲートドライバ４による選択を終了した行の
有機ＥＬ素子１１の閾値以上の電圧を、サブフィールド
に応じて所定の期間印加し、有機ＥＬ素子１１を発光さ
せる。各サブフィールドの画像が視覚的に合成されて、
１フレーム中での階調が表現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置及びその
駆動方法に関し、特に有機ＥＬ表示装置の階調表示に好
適な表示装置及びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モバイルコンピューティングが盛んにな
るにつれて、平面型の表示装置に対する需要がますます
増してきている。平面型の表示装置としては、従来、液
晶表示装置が一般に用いられている。しかしながら、液
晶表示装置には、視野角が狭い、応答特性が悪いといっ
た問題がある。

【０００３】これに対し、視野角が広く、しかも応答特
性がよい平面型の表示装置として、近年、有機ＥＬ（エ
レクトロルミネッセンス）表示装置が注目されている。
ドットマトリクス表示を行う有機ＥＬ表示装置に使用さ
れる有機ＥＬパネルの各画素は、例えば、図１３に示す
ように、有機ＥＬ素子６１と、メモリＴＦＴ（Thin Fil
m Transistor）で構成される駆動用トランジスタ６２
と、ＴＦＴで構成される選択用トランジスタ６３とから
構成される。そして、選択用トランジスタ６３のゲート
はゲートドライバ（図示せず）に接続されたゲートライ
ンＧＬに接続され、ドレインはドレインドライバ（図示
せず）に接続されたドレインラインＤＬに接続される。
また、各選択用トランジスタ６３のソースは、それぞれ
対応する駆動用トランジスタ６２のゲートに接続されて
いる。また、駆動用トランジスタ６２のソースは有機Ｅ
Ｌ素子６１のカソードに接続され、ドレインは接地され
ている。そして、すべての有機ＥＬ素子６１のアノード
には、基準電位Ｖｄｄが印加されるように接続されてい
る。

【０００４】この有機ＥＬ表示装置にフルカラー画像を
表示する場合など、ドレインドライバからドレインライ
ンＤＬ及び選択用トランジスタ６３を介して駆動用トラ
ンジスタ６２に印加する電圧をそれぞれ制御し、駆動用
トランジスタ６２のソース・ドレイン間電流を制御する
ことによって、各々の有機ＥＬ素子６１の発光輝度を変
え、階調表示を行っていた。

【０００５】すなわち、図１４の特性図に示すように、
基準電圧Ｖｄｄを一定にして、すなわち、駆動用トラン
ジスタ６３のソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを一定にし
て、ゲート電圧Ｖｇを変化させることによってソース・
ドレイン間電流Ｉｓｄが変化する。これにより、有機Ｅ
Ｌ素子６１に流れる電流の量が変化し、有機ＥＬ素子６
１内の有機ＥＬ層における正孔と電子との結合時に励起
されるエネルギーが変化することによって、有機ＥＬ素
子６１が発する光の量が変化する。

【０００６】しかしながら、画素数の増大に伴い、１パ
ネル内のすべての有機ＥＬ素子６１に接続される駆動用
トランジスタ６２のゲート電圧−ソース・ドレイン間電
流の特性を均一にすることは、きわめて困難なことであ
るため、駆動用トランジスタ６２のゲートに印加する電
圧の値が同じであっても、ソース・ドレイン間の電流に
バラツキが生じる。また、同様に選択用トランジスタ６
３のトランジスタ特性にもバラツキが生じているので、
これらのトランジスタ６２、６３の特性の相乗効果によ
り、有機ＥＬ素子６１を流れる電流の値、言い換えれば
注入される正孔の量と電子の量もバラツキが著しく大き
くなる。従って、ドレインラインＤＬに同じデータ信号
を出力しているにもかかわらず、画素毎に有機ＥＬ素子
６１の発光光量がばらついてしまい、これにより、有機
ＥＬパネルに表示される画像の品位が悪くなるという問
題があった。

【０００７】また、パネル毎に駆動用トランジスタ６２
の静特性にばらつきが生じる。これにより、個々の有機
ＥＬ表示装置毎に表示される画像品位にばらつきが生じ
るという問題があった。これらの問題は、有機ＥＬパネ
ルの歩留まりが低下するという問題を招く。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消するためになされたものであり、画素
毎及びパネル毎に均一な発光光量が得られ、画像品位が
よい表示装置及びその駆動方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかる表示装置は、マトリク
ス状に配置された複数の発光素子と、それぞれ一端がこ
れらの発光素子の各々の一方の電極に接続され、他端に
基準電圧が印加されている複数の第１のスイッチと、各
前記第１のスイッチのオン・オフするデータを当該第１
のスイッチに書き込む複数の第２のスイッチとを備える
表示パネルと、１フレームの画像を、この１フレームの
画像を表示する期間である１フィールド中における画像
の階調に応じて、それぞれの階調の画像で構成されるサ
ブフィールドの画像に分割する画像処理手段と、前記マ
トリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択する選択
駆動手段と、前記画像処理手段によって分割されたサブ
フィールド毎の画像に応じて、各サブフィールドに選択
された前記第２のスイッチに前記第１のスイッチをオン
・オフするためのデータを出力するデータ駆動手段と、
前記マトリクスの行毎の前記発光素子の他方の電極に接
続され、前記選択駆動手段が選択した行の前記第２のス
イッチに対応する前記発光素子の前記他方の電極に、前
記サブフィールド毎に定められた所定の期間、所定の電
圧を印加する電圧駆動手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００１０】この表示装置は、また、マトリクス状に配
置され、それぞれ一方の電極に基準電圧が印加されてい
る複数の発光素子と、それぞれ一端がこれらの発光素子
の各々の他方の電極に接続されている複数の第１のスイ
ッチと、各前記第１のスイッチのオン・オフするデータ
を当該第１のスイッチに書き込む複数の第２のスイッチ
とを備える表示パネルと、１フレームの画像を、この１
フレームの画像を表示する期間である１フィールド中に
おける画像の階調に応じて、それぞれの階調の画像で構
成されるサブフィールドの画像に分割する画像処理手段
と、前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選
択する選択駆動手段と、前記画像処理手段によって分割
されたサブフィールド毎の画像に応じて、各サブフィー
ルドに選択された前記第２のスイッチに前記第１のスイ
ッチをオン・オフするためのデータを出力するデータ駆
動手段と、前記第１のスイッチのそれぞれの他端に接続
され、前記選択駆動手段が選択した行の前記第２のスイ
ッチに対応する前記第１のスイッチの他端に、前記サブ
フィールド毎に定められた所定の期間、所定の電圧を印
加する電圧駆動手段と、を備える構成としてもよい。

【００１１】この表示装置によれば、１フィールドにお
ける画素の階調に応じて前記電圧駆動手段が前記発光素
子の前記他方の電極に前記所定の電圧を印加する期間を
制御することによって、１フィールド中で前記発光素子
が発光する期間が決まる。また、前記第１のスイッチに
書き込むデータは、前記発光素子の発光／非発光のみを
決めているだけで、発光時にはどの発光素子にも前記所
定の電圧が印加されているので、前記発光素子はほぼ同
じ明るさで発光する。このため、サブフィールドに分割
された画像が視覚的に合成して１フィールドの画像とな
るときに、前記発光素子の明るさは、発光期間に従って
決められているように見える。このため、この表示装置
では、同一の階調における画素の明るさをどの発光素子
においてもほぼ一定にすることができるので、画像品位
の高い画像を表示することができる。また、表示パネル
毎に表示のばらつきが生じることがない。

【００１２】なお、ここで、前記第１のスイッチは、例
えば、ゲート絶縁膜に不純物をドープし、ゲートにデー
タを書き込めるようにしたメモリトランジスタを用いる
ことができる。また、トランジスタとこのトランジスタ
をオン・オフするためのデータを保持するためのキャパ
シタ（コンデンサ）とによって前記第１のスイッチを構
成することもできる。

【００１３】また、前記所定の電圧は、例えば、前記第
１のスイッチをオンにしたときに、前記発光素子にその
閾値よりも高い電圧を印加することができるレベルの電
圧のことをいう。また、この表示装置における階調と
は、画像の明暗のみを意味するものである。

【００１４】上記表示装置において、前記第１のスイッ
チは、前記第２のスイッチから書き込まれたデータに従
ってオン・オフ駆動されるトランジスタから構成され、
前記トランジスタのオン抵抗は、前記発光素子の抵抗よ
りも十分に小さく、前記トランジスタのオフ抵抗は、前
記発光素子の抵抗よりも十分に大きくすることを好適と
する。

【００１５】ここで、前記トランジスタのオン抵抗は、
例えば、前記発光素子の抵抗の１０分の１以下とするも
ので、前記トランジスタ及び前記発光素子に印加される
電圧のほとんどが前記発光素子に分圧され、前記トラン
ジスタのオン抵抗を無視できる位に、前記発光素子の抵
抗より十分小さくするものである。一方、前記トランジ
スタのオフ抵抗は、前記トランジスタ及び前記発光素子
に印加される電圧のうち前記発光素子に分圧される電圧
がその閾値以下の電圧となるように、前記発光素子の抵
抗より十分大きくするものである。

【００１６】すなわち、このように前記トランジスタの
オン抵抗及びオフ抵抗を設定することによって前記トラ
ンジスタの特性に多少のばらつきがあっても、前記発光
素子が発光する光量にさほどばらつきが生じない。この
ため、均一な画像品位がよい画像を表示することができ
る。

【００１７】上記表示装置において、前記１フィールド
の画像は、２ⁿ階調の画像であり、前記画像処理手段
は、前記１フィールドをｎ個のサブフィールドに分割す
るものであり、前記電圧駆動手段は、前記ｎ個のサブフ
ィールドのそれぞれにおける前記所定の電圧を印加する
前記所定の期間の比を２⁰：２¹：・・・：２^n-1とする
ものであり、ｎは１以上の整数とすることができる。

【００１８】なお、この場合において、それぞれの発光
量で前記発光素子を発光させるｎ個のサブフィールドの
順番は、任意である。

【００１９】また、前記画像処理手段は、前記１フィー
ルド中での前記発光素子毎の画像をその階調に応じて、
前記各サブフィールドに対応する複数の桁からなるデー
タに変換する画像変換手段と、前記複数の桁からなるデ
ータの各桁の値によって、前記各サブフィールドに前記
第２のスイッチをオン・オフするためのデータを前記デ
ータ駆動手段に供給する画像決定手段とを有するものと
することができる。

【００２０】このようにして１フィールドをサブフィー
ルドに分割し、及び前記所定の電圧を印加する前記所定
の期間の比を定めた場合には、階調の画像を表示するこ
とができる。また、前記画像処理手段を上記のように構
成した場合、各発光素子をどのサブフィールドで発光さ
せるかを容易に求めることができる。

【００２１】ここで、前記画像決定手段が供給するデー
タは、各サブフィールド単位で前記行分毎に前記データ
駆動手段へ供給されるものとすることができる。

【００２２】なお、上記表示装置において、前記選択駆
動手段は、サブフィールドにおける前記マトリクスの最
終行の選択を終了した後、前記電圧駆動手段が前記発光
素子の他方の電極或いは前記第１のスイッチの他端に前
記所定の電圧を印加する前記所定の期間が終了してから
次のサブフィールドにおける前記マトリクスの第１行を
選択するものとすることができる。

【００２３】また、上記表示装置において、前記選択駆
動手段がサブフィールドにおける前記マトリクスの最終
行の選択を終了した後の次のサブフィールドにおける前
記マトリクスの第１行を選択する選択期間は、該最終行
に選択された画素の発光期間と少なくとも部分的に重な
るものとすることができる。

【００２４】なお、サブフィールドにおける前記マトリ
クスの第１行とはそのサブフィールド中で最初に選択さ
れる行のことをいい、サブフィールドにおける最終行と
はそのサブフィールド中で最後に選択される行のことを
いうのであって、必ずしも前記表示パネルにおける第１
行及び最終行を意味するものではない。

【００２５】上記表示装置において、前記複数の発光素
子の各前記他方の電極は、前記マトリクスの各行単位
で、前記行方向に同じ幅で共通して形成されたものとす
ることを好適とする。

【００２６】このように前記発光素子の前記他方の電極
を形成することで、行方向の前記他方の電極を配線でつ
なぐよりも抵抗値を低くすることができる。これによ
り、前記電圧駆動手段からの距離が長い前記他方の電極
も距離が短い前記他方の電極にもほぼ同じレベルの電圧
を印加することができる。このため、前記電圧駆動手段
からの距離の長短に関わらず、各前記発光素子は、ほぼ
同じ明るさの光を発することができる。

【００２７】上記表示装置において、前記複数の発光素
子は、前記マトリクスに所定の順序で配置されたそれぞ
れ赤、緑、青の光を発する３種類の発光素子から構成さ
れる、ものとすることができる。

【００２８】このように、３種類の発光素子を所定の順
序で配置することによって、上記表示装置にフルカラー
画像を表示することができる。

【００２９】上記表示装置において、各前記発光素子
は、有機エレクトロルミネッセンス素子によって構成さ
れることを好適とする。

【００３０】すなわち、有機エレクトロルミネッセンス
素子は、応答特性がよいため、サブフィールド中で前記
所定の電圧を印加する期間が短くても、十分に発光する
ことができるからである。

【００３１】また、上記目的を達成するため、本発明の
第２の観点にかかる表示装置の駆動方法は、マトリクス
状に配置された複数の発光素子と、それぞれ一端がこれ
らの発光素子の各々の一方の電極に接続されている複数
の第１のスイッチと、これら第１のスイッチの各々をオ
ン・オフする第２のスイッチとを備え、前記複数の発光
素子の他方の電極または前記複数の第１のスイッチの他
端のうちの一方に基準電圧が印加され、前記複数の発光
素子の他方の電極または前記複数の第１のスイッチの他
端のうちの他方が各行毎に接続されている表示パネルを
有する表示装置の駆動方法であって、前記表示パネルに
表示される１フィールドの画像を、１フィールド中にお
ける画像の階調に応じて、それぞれの階調の画像で構成
される複数のサブフィールドの画像に分割する画像処理
ステップと、前記マトリクスの行毎に前記第２のスイッ
チを順次選択してオンする選択駆動ステップと、前記画
像処理ステップで分割されたサブフィールド毎の画像に
応じて、各サブフィールドに選択された前記第２のスイ
ッチに前記第１のスイッチをオン・オフするためのデー
タを出力するデータ駆動ステップと、前記複数の発光素
子の他方の電極または前記複数の第１のスイッチの他端
のうちの他方に、前記サブフィールド毎に定められた所
定の期間、所定の電圧を印加する電圧駆動ステップと、
を含むことを特徴とする。

【００３２】前記第１のスイッチをオン・オフするため
のデータは、１フィールドにおける階調に応じてサブフ
ィールド毎に前記発光素子の発光／非発光を決めてい
る。そして、前記電圧駆動ステップにおいて、各行毎に
接続されている前記複数の発光素子の他方の電極または
複数の第１のスイッチの他端のうちの他方に、サブフィ
ールド毎に定められた所定の電圧を印加する期間を制御
することによって、サブフィールド毎に前記発光素子の
発光輝度（発光の期間）が制御される。このため、サブ
フィールドに分割された画像が視覚的に合成された１フ
ィールドの画像となり、前記発光素子の明るさは、１フ
ィールドにおける発光輝度の合計によって決められる。
すなわち、この表示装置の駆動方法では、前記第１のス
イッチ及び前記第２のスイッチをオン・オフするだけで
階調制御できるため、同一の階調における画素の明るさ
をどの発光素子においても前記第１のスイッチ及び前記
第２のスイッチの電気的特性のバラツキに実質的に左右
されずにほぼ一定にすることができる。従って、この表
示装置の駆動方法によれば、画像品位の高い画像を表示
することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。

【００３４】この実施の形態においては、１フレームの
画像を実質的に表示する期間である１フィールドの期間
を４個のサブフィールドに分割し、各サブフィールドに
おける発光期間を１：２：４：８とすることによって、
１６階調を表示する有機ＥＬ表示装置を例として説明す
る。

【００３５】図１は、この実施の形態の有機ＥＬ表示装
置の構成を示すブロック図である。図示するように、こ
の有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬパネル１、コントロー
ラ２、ゲートドライバ３、ドレインドライバ４、及びコ
モンドライバ５とから構成される。

【００３６】有機ＥＬパネル１の各画素は、図中の等価
回路図に示すように、有機ＥＬ素子１１と、駆動用トラ
ンジスタ１２と、選択用トランジスタ１３と、キャパシ
タＣｐとから構成される。

【００３７】有機ＥＬ素子１１は、閾値以上の電圧をア
ノード−カソード間に印加することによって発光する発
光素子である。有機ＥＬ素子１１のアノード−カソード
間に閾値以上の電圧が印加されると、後述する有機ＥＬ
層を電流が流れ、有機ＥＬ素子１１は光を発する。有機
ＥＬ素子１１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれ
ぞれの色の光を発するものが、有機ＥＬパネル１上に所
定の順序でマトリクス状に配置されている。

【００３８】駆動用トランジスタ１２は、ｎチャネルの
メモリＴＦＴから構成される。駆動用トランジスタ１２
のゲートは選択用トランジスタ１３のソースに、ドレイ
ンは有機ＥＬ素子１１のカソード電極に接続され、ソー
スは接地（０Ｖ）されている。駆動用トランジスタ１２
は、有機ＥＬ素子１１に供給する電力をオン・オフする
スイッチとして使用される。駆動用トランジスタ１２の
ゲートは、後述するドレインドライバ４から供給された
駆動信号を保持する。

【００３９】駆動用トランジスタ１２は、後述するコモ
ンドライバ５から有機ＥＬ素子１１にコモン信号が印加
されたとき、オン抵抗が有機ＥＬ素子１１の抵抗より十
分小さくなり（例えば、１０分の１以下）、オフ抵抗が
有機ＥＬ素子１１の抵抗より十分に大きくなる（例え
ば、１０倍以上）特性を有している。このため、駆動用
トランジスタ１２がオンしているときは、コモンドライ
バ５から出力された電圧のほとんどが有機ＥＬ素子１１
に分圧され、駆動用トランジスタ１２の特性のばらつき
に関わらず、有機ＥＬ素子１１はほぼ同じ光量の光を発
する。一方、駆動用トランジスタ１２がオフしていると
きは、コモンドライバ５から出力された電圧のほとんど
が駆動用トランジスタ１２のソースドレイン間に分圧さ
れ、有機ＥＬ素子１１に閾値以上の電圧が印加されず、
有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００４０】選択用トランジスタ１３は、ｎチャネルの
ＴＦＴから構成される。選択用トランジスタ１３のゲー
トは有機ＥＬパネル１の行（図の横方向）毎に設けられ
たゲートラインＧＬに、ドレインは有機ＥＬパネル１の
列（図の縦方向）毎に設けられたドレインラインＤＬに
接続されている。また、ソースは駆動用トランジスタ１
２のゲートに接続されている。選択用トランジスタ１３
は、後述するドレインドライバ４からの駆動信号の駆動
用トランジスタ１２のゲートへの供給をオン・オフする
スイッチとして用いられる。

【００４１】キャパシタＣｐは、後述するドレインドラ
イバ４から供給された駆動信号を少なくとも１サブフィ
ールド期間保持する。キャパシタＣｐが保持する駆動信
号は、駆動用トランジスタ１２をオン・オフするために
用いられ、キャパシタＣｐと駆動用トランジスタ１２と
で有機ＥＬ素子１１を発光させるためのスイッチを形成
する。

【００４２】以下、有機ＥＬパネル１の構造について詳
しく説明する。図２は、有機ＥＬパネル１の１画素分の
構成を平面的に示す図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線
断面図である。これらの図に示すように、有機ＥＬ素子
１１、駆動用トランジスタ１２及び選択用トランジスタ
１３をガラス基板１４の上に形成することによって、有
機ＥＬパネル１を構成している。

【００４３】具体的に説明すると、ガラス基板１４の上
にアルミニウムからなるゲートメタル膜で構成されるゲ
ートラインＧＬと、ゲートラインＧＬと一体に形成され
た選択用トランジスタ１３のゲート電極１３ａと、駆動
用トランジスタ１２のゲート電極１２ａとがパターン形
成されている。ゲート電極ＧＬ、ゲート電極１３ａ及び
ゲート電極１２ａの上には、陽極酸化膜１４ａが形成さ
れている。さらに、ゲート電極１２ａ上の陽極酸化膜１
４ａの上には、窒化シリコンでなるゲート絶縁膜１４ｂ
が形成されている。

【００４４】ゲート電極１３ａの上側のゲート絶縁膜１
４ｂの上には、アモルファスシリコンでなる半導体層１
３ｄが形成されている。半導体層１３ｄ上の中央にはブ
ロッキング層１３ｅが形成され、その両側にはオーミッ
ク層１３ｆが形成されている。そして、データラインＤ
Ｌと一体形成された選択用トランジスタ１３のドレイン
電極１３ｂが、オーミック層１３ｆに積層して形成され
ている。一方、その反対側には、選択用トランジスタ１
３のソース電極１３ｃが、オーミック層１３ｆに積層し
て形成されている。このようにして選択用トランジスタ
１３が形成される。なお、選択用トランジスタ１３のソ
ース電極１３ｃは、層間絶縁膜１４ｃに設けられたコン
タクトホール１５ｂを介して選択用トランジスタ１２の
ゲート電極１２ａに接続されている。

【００４５】ゲート電極１２ａの上側のゲート絶縁膜１
４ａの上には、アモルファスシリコンでなる半導体層１
２ｄが形成されている。半導体層１２ｄの中央にはブロ
ッキング層１２ｅが形成され、その両側にはオーミック
層１２ｆが形成されている。そして、基準電圧ラインＳ
Ｌと一体形成された駆動用トランジスタ１２のソース電
極１２ｂが、オーミック層１２ｆに積層して形成されて
いる。一方、その反対側には、駆動用トランジスタ１２
のドレイン電極１２ｃが、オーミック層１３ｆに積層し
て形成されている。このようにして駆動用トランジスタ
１２が形成される。なお、基準電圧ラインＳＬは接地さ
れており、０Ｖの電圧が印加されている。

【００４６】上記のようにして形成された駆動用トラン
ジスタ１２及び選択用トランジスタ１３の上には、駆動
用トランジスタ１２のドレイン電極１２ｃの端部に形成
されたコンタクトホール１５ａを除いて、層間絶縁膜１
４ｃが形成されている。層間絶縁膜１４ｃの上には、Ｍ
ｇＩｎ（Magnesium Indium）からなる可視光反射性のカ
ソード電極１１ａがパターン形成されている。カソード
電極１１ａは、コンタクトホール１５ａを介して駆動用
トランジスタ１２のドレイン電極１２ｃと接続されてい
る。カソード電極１１ａの上には、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞ
れの色に発光する複数の発光層を有する有機ＥＬ層１１
ｂが、マトリクス状に所定の配置で形成されている。そ
して、有機ＥＬ層１１ｂの上に、各ゲートラインＧＬに
対応してそれぞれマトリクスの行方向の画素領域に亘っ
て延在し、列方向の画素領域に亘って互いに離間し、か
つ同じ幅に設けられたＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）から
なる複数のアノード電極１１ｃが形成されている。この
ようにして、有機ＥＬ素子１１が形成される。また、画
素毎に基準電圧ラインＳＬとゲート絶縁膜１４ｂとゲー
ト電極１２ａにより構成されたキャパシタＣｐが設けら
れている。

【００４７】Ｒ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送性発
光層と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層
とからなる。

【００４８】電子輸送性発光層は、化１に示すＡｌｑ３
内に化２に示すＤＣＭ−１が分散されたものである。

【化１】

【化２】

【００４９】正孔輸送層は、化３に示すα−ＮＰＤから
なる。

【化３】

【００５０】なお、電子輸送性発光層に用いられている
Ａｌｑ３は、他に発光材料を含まない場合は、電子と正
孔との再結合に伴うエネルギーを吸収して緑色の光を発
生するが、Ａｌｑ３内にＤＣＭ−１が分散されているこ
とにより、ＤＣＭ−１が電子と正孔との再結合に伴うエ
ネルギーを吸収し、赤色の光を発生する。

【００５１】Ｇ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送性発
光層と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層
とからなる。

【００５２】電子輸送性発光層は、化４に示すＢｅｂｑ
２からなる。

【化４】

【００５３】正孔輸送層は、Ｒ用の有機ＥＬ層１１ｂの
正孔輸送層と同じα−ＮＰＤからなる。Ｇ用の有機ＥＬ
素子１１では、電子と正孔との再結合に伴うエネルギー
を電子輸送性発光層のＢｅｂｑ２が吸収し、緑色の光を
発生する。

【００５４】Ｂ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送層
と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層と、
電子輸送層と正孔輸送層との間に形成された発光層とか
らなる。

【００５５】電子輸送層は、Ｒ用の有機ＥＬ層１１ｂの
電子輸送性発光層に用いられたＡｌｑ３からなる。正孔
輸送層は、Ｒ用及びＧ用の有機ＥＬ層１１ｂの正孔輸送
層と同じα−ＮＰＤからなる。

【００５６】発光層は、９６重量％の化５に示すＤＰＶ
Ｂｉと、４重量％の化６に示すＢＣｚＶＢｉとからな
る。

【化５】

【化６】

【００５７】なお、Ｂ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ
層１１ｂにおいては、電子と正孔との再結合領域がＤＰ
ＶＢｉとＢＣｚＢｉとからなる発光層となる。この発光
層における電子と正孔との再結合に伴うエネルギーをＤ
ＰＶＢｉとＢＣｚＢｉが吸収し、青色の光を発生する。

【００５８】図４は、図１のコントローラ２の構成を示
すブロック図である。図示するように、コントローラ２
は、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、補正
回路２ｃ、テーブル記憶部２ｄ、画像信号記憶部２ｅ、
発光信号出力部２ｆ、同期信号抽出回路２ｇ、水晶パル
ス発振器２ｉ、基準クロック生成回路２ｊ、ゲート制御
信号生成回路２ｋ、ドレイン制御信号生成回路２ｌ、コ
モン制御信号生成回路２ｍとから構成される。

【００５９】コントローラ２に外部から供給されたビデ
オ信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａ及び同期信号抽出回
路２ｇに入力される。同期信号抽出回路２ｇは、ビデオ
信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出する。
Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａは、同期信号抽出回路２ｇが抽
出した水平同期信号及び垂直同期信号に基づいてビデオ
信号中の輝度信号及び色差信号から赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の画像信号を所定の順序で抽出する。
基準クロック生成回路２ｊは、水晶パルス発振器２ｉが
発信したシステムクロックに基づいて、１サブフィール
ドの１水平期間を計測するための基準クロック信号ＣＬ
Ｋを生成する。

【００６０】Ａ／Ｄ変換器２ｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路
２ａが抽出した画像信号を２進数で表現されるデジタル
信号に変換する。補正回路２ｃは、テーブル記憶部２ｄ
内に格納された変換テーブルを参照して、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各有機ＥＬ素子の発光量、ガンマ特性などに応じて、Ａ
／Ｄ変換器２ｂでデジタル変換された画像信号の値を補
正する。

【００６１】画像信号記憶部２ｅは、補正回路２ｃで補
正された１フレーム分の画像信号を一時保存する。画像
信号記憶部２ｅに記憶された画像信号は、４桁の２進数
で示される信号であり、１フレーム分の信号のうち第１
行、第２行、・・・、第ｎ行の第１桁に相当する第１サ
ブフィールド分が、基準クロック生成回路２ｊが生成し
たクロックタイミングに基づいて第１行、第２行、・・
・、第ｎ行の順に１行毎に発光信号出力部２ｆに読み込
まれる。次いで、第１行、第２行、・・・、第ｎ行の第
２桁に相当する第２サブフィールド分が、第１行、第２
行、・・・、第ｎ行の順に１行毎に発光信号出力部２ｆ
に読み込まれる。最終的に、第１行、第２行、・・・、
第ｎ行の第４桁に相当する第４サブフィールド分が、第
１行、第２行、・・・、第ｎ行の順に１行毎に発光信号
出力部２ｆに読み込まれる。画像信号は、その値が大き
ければ大きいほど、その画素の画像が明るいことを示
す。すなわち、この有機ＥＬ表示装置においては、階調
は０から１５であり、階調が０から１５となるに従っ
て、表示が暗から明へと変わっていく。

【００６２】発光信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２
ｅに記憶された画像信号の階調値に応じて、各サブフィ
ールドにおいてその画素の有機ＥＬ素子１１を発光させ
るかどうかを決定し、基準クロック生成回路２ｊから供
給された基準クロックに基づいて所定タイミングで各行
分毎の発光信号ＩＭＧを出力する。すなわち、各画素の
画像信号の各サブフィールドに対応する桁が「０」であ
る場合、発光信号ＩＭＧはオフ信号として、対応する桁
が「１」である場合、発光信号ＩＭＧはオン信号として
ドレインドライバ４に出力される。階調と各サブフィー
ルドの関係を表１に示す。

【表１】

【００６３】ゲート制御信号生成回路２ｋは、同期信号
抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、ゲート制御信号ＧＣＯＮＴを生成する。ゲ
ート制御信号生成回路２ｋが生成したゲート制御信号Ｇ
ＣＯＮＴは、ゲートドライバ３に供給される。

【００６４】ドレイン制御信号生成回路２ｌは、同期信
号抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴを生成する。
ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴは、後述するスタート信
号、切替信号及びアウトプットイネーブル信号を含む。
ドレイン制御信号生成回路２ｌが生成したドレイン制御
信号ＤＣＯＮＴは、ドレインドライバ４に供給される。

【００６５】コモン制御信号生成回路２ｍは、同期信号
抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、コモン制御信号ＣＣＯＮＴを生成する。コ
モン制御信号生成回路２ｍが生成したコモン制御信号Ｃ
ＣＯＮＴは、コモンドライバ５に供給される。

【００６６】図１のゲートドライバ３は、ゲート制御信
号生成回路２ｋから供給されたゲート制御信号ＧＣＯＮ
Ｔに従って、選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nを出力する。選択信号Ｘ
₁〜Ｘ_nは、同一タイミングではいずれか１つのみがアク
ティブとなり、有機ＥＬパネル１のいずれかのゲートラ
インＧＬを選択する。これにより、選択されたゲートラ
インＧＬに接続された選択用トランジスタ１３のゲート
に選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nが印加され、選択用トランジスタ１
３がオンする。

【００６７】ドレインドライバ４は、図６に示すよう
に、シフトレジスタ４１、ラッチ回路４２、４３、レベ
ル変換回路４４とから構成される。シフトレジスタ４１
は、ドレイン制御信号生成回路２ｌから供給されたドレ
イン制御信号ＤＣＯＮＴ中のスタート信号によって最初
のビットに１（ハイレベルの信号）がセットされ、ドレ
イン制御信号ＤＣＯＮＴ中のシフト信号が供給される毎
にビットシフトしていく。

【００６８】ラッチ回路４２は、シフトレジスタ４１の
ビット数と対応する個数のラッチ回路から構成され、シ
フトレジスタ４１の１となっているビットに対応するラ
ッチ回路に発光信号出力部２ｆから供給された発光信号
ＩＭＧをラッチする。ラッチ回路４２に１サブフィール
ド中の１行分の発光信号ＩＭＧがラッチされると、ドレ
イン制御信号ＤＣＯＮＴ中の切替信号に従って、次段の
ラッチ回路４３にその発光信号ＩＭＧがラッチされる。
そして、ラッチ回路４２は、次の行の発光信号ＩＭＧを
ラッチする。

【００６９】レベル変換回路４４は、ドレイン制御信号
ＤＣＯＮＴ中のアウトプットイネーブル信号に基づいて
ラッチ回路４３にラッチされた発光信号ＩＭＧに応じて
所定の電圧レベルの駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nを有機ＥＬパネル
１のドレインラインＤＬに出力する。レベル変換回路４
４から出力される駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nは、駆動用トランジ
スタ１２のゲート１２ａに蓄積され、駆動用トランジス
タ１２をオンさせる。

【００７０】図１のコモンドライバ５は、コモン制御信
号生成回路２ｍから供給されたコモン制御信号ＣＣＯＮ
Ｔに基づいて、有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃ
に印加するコモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nを発生する。この信号
は、オン・オフの２値であり、コモンラインＣＬを介し
て行毎の有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃに印加
される。この印加されるオン電圧は有機ＥＬ素子１１の
閾値電圧より十分に大きい。そして、駆動用トランジス
タ１２がオンされているときは有機ＥＬ素子１１のアノ
ード電極１１ｃとカソード電極１１ａの間に有機ＥＬ素
子１１の発光輝度が飽和する電圧が印加される。一方、
駆動用トランジスタ１２がオフされているときに有機Ｅ
Ｌ素子１１のアノード電極１１ｃとカソード電極１１ａ
の間に印加される電圧は、コモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nの電圧の
ほとんどが駆動用トランジスタ１２に分圧されるので、
有機ＥＬ素子１１の閾値電圧よりも小さいものとなる。

【００７１】以下、この実施の形態の有機ＥＬ表示装置
の１フレームを表示する期間における動作について説明
する。Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａにおいて所定のタイミン
グでＲ、Ｇ、Ｂ信号を抽出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、Ａ
／Ｄ変換器２ｂでＡ／Ｄ変換され、補正回路２ｃでガン
マ補正等の補正が施された後、画像信号記憶部２ｅに記
憶される。画像信号記憶部２ｅに記憶される画像信号
は、前述のように４桁の２進数によって表される。ま
た、ビデオ信号の替わりにパーソナルコンピュータ等の
デジタル信号のデータが供給される場合は、直接補正回
路２ｃに供給される。

【００７２】一方、ゲート制御信号生成回路２ｋ、ドレ
イン制御信号生成回路２ｌ及びコモン制御信号生成回路
２ｍは、同期信号抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号
及び垂直同期信号、並びに基準クロック生成回路２ｊが
生成した基準クロックＣＬＫに基づいて、それぞれゲー
ト制御信号ＧＣＯＮＴ、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴ及
びコモン制御信号ＣＣＯＮＴを生成する。

【００７３】第１サブフィールドにおける動作につい
て、図７を参照して説明する。発光信号出力部２ｆは、
基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロックＣＬ
Ｋに従って画像信号記憶部２ｅに記憶された１フレーム
分の画像信号の第１桁（最下位桁）を順に読み出し、発
光信号ＩＭＧとしてドレインドライバ４に出力する。こ
の発光信号出力部２ｆからの発光信号ＩＭＧの出力にタ
イミングを合わせて、ドレイン制御信号生成回路２ｌ
は、スタート信号をドレインドライバ４に出力する。

【００７４】ドレインドライバ４においては、スタート
信号がシフトレジスタ４１に供給されると、シフトレジ
スタ４１の最初のビットに１がセットされる。そして、
シフトレジスタ４１は、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴ中
のシフト信号が入力される度に、ビットシフトしてい
く。シフトレジスタ４１がビットシフトしていく間にラ
ッチ回路４２は、発光信号出力部２ｆからの第１サブフ
ィールドの発光信号ＩＭＧを第１行目から順にラッチし
ていく。ラッチ回路４２にラッチされた第１サブフィー
ルドの１行分の発光信号ＩＭＧは、ドレイン制御信号Ｄ
ＣＯＮＴ中の切替信号によって、２段目のラッチ回路４
３にラッチされる。次に、ドレインドライバ４は、同様
の動作によって２行目以降の発光信号ＩＭＧを取り込ん
でいく。ドレインドライバ４は、第１サブフィールドの
第ｎ行目の発光信号ＩＭＧの取り込みを終了すると、第
２サブフィールドの発光信号ＩＭＧを順次取り込んでい
く。

【００７５】ゲートドライバ３は、最初に、ゲート制御
信号生成回路２ｋからのゲート制御信号ＧＣＯＮＴに基
づいて、１行目のゲートラインＧＬに基準クロック信号
ＣＬＫの１期間、選択信号Ｘ₁を出力する。これによ
り、１行目のゲートラインＧＬに接続された選択用トラ
ンジスタ１３がオンする。このとき、ドレインドライバ
４のレベル変換回路４４にドレイン制御信号中のアウト
プットイネーブル信号が供給され、ラッチ回路４３にラ
ッチされた発光信号ＩＭＧに従う所定の電圧の駆動信号
Ｙ₁〜Ｙ_nがレベル変換回路４４からそれぞれの列のドレ
インラインＤＬに出力される。すると、選択信号Ｘ₁が
出力されている期間内で、駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nが１行目の
駆動用トランジスタ１２のゲート１２ａに書き込まれ
る。

【００７６】１行目の駆動用トランジスタ１２は、駆動
信号Ｙ₁〜Ｙ_nがハイレベルのときはオンされ、駆動信号
Ｙ₁〜Ｙ_nがローレベルのときはオフされる。１行目のゲ
ートラインＧＬの選択を終了すると、コモンドライバ５
は、コモン制御信号生成回路２ｍからのコモン制御信号
ＣＣＯＮＴに基づいて、１行目のコモンラインＣＬにコ
モン信号Ｚ₁を、基準クロック信号ＣＬＫの１期間（第
１コモン信号期間）出力する。

【００７７】ここで、駆動用トランジスタ１２がオンの
とき、そのオン抵抗は有機ＥＬ素子１１の抵抗よりも十
分に小さくなり、有機ＥＬ素子１１の電極間に閾値以上
の所定の電圧が印加される。これによって、有機ＥＬ素
子１１の有機ＥＬ層１１ｂに電圧のレベルに応じた電流
が流れ、有機ＥＬ素子１１が発光する。そして、発光信
号Ｚ₁の出力が終了すると、有機ＥＬ素子１１の電極間
に印加される電圧が０Ｖとなり、有機ＥＬ素子の発光が
終了する。すなわち、第１サブフィールド期間における
各画素の発光期間は、第１コモン信号期間の長さにより
決定される。一方、駆動用トランジスタ１２がオフのと
き、そのオフ抵抗は有機ＥＬ素子の抵抗よりも十分に大
きくなり、有機ＥＬ素子１１の電極間には閾値以上の電
圧が印加されない。このため、有機ＥＬ素子１１は発光
しない。

【００７８】１行目のコモンラインＣＬにコモン信号Ｚ
₁が出力されている間、ゲートドライバ２は、２行目の
ゲートラインＧＬを選択する。すると、同様にして２行
目の駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nが駆動用トランジスタ１２のゲー
ト１２ａに書き込まれる。以下、同様にして有機ＥＬ素
子１１を発光させていく。そして、最終行（ｎ行目）の
ゲートラインＧＬへのゲート信号Ｘ_nの出力を終了する
と、第１サブフィールドの第１書込期間を終了する。以
上のように、第１サブフィールドにおいては、画像信号
の第１桁が１である有機ＥＬ素子１１は１基準クロック
期間（第１コモン信号期間）の長さに応じて発光し、画
像信号の第１桁が０である有機ＥＬ素子１１は発光しな
い。

【００７９】次に、第２サブフィールドにおける動作に
ついて説明する。第２サブフィールドにおける第１行目
のゲートラインＧＬへの選択信号Ｘ₁は、第１書込期間
の第ｎ行目の選択信号Ｘ_nの出力終了後、出力される。
このとき、第ｎ行目の第１コモン信号期間は、第２書込
期間にまたがっていてもよい。すなわち、第１サブフィ
ールドの第１発光期間が第２書込期間と部分的に重なっ
てもよい。

【００８０】第２サブフィールドにおける動作も、第１
サブフィールドの場合とほとんど同じである。しかし、
発光信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶され
た画像信号の第２桁（下位２桁目）を発光信号ＩＭＧと
して出力する。また、コモンドライバ５からは、コモン
信号Ｚ₁〜Ｚ_nがゲートドライバ３が選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nを
それぞれ出力した後に、コモンラインＣＬに２基準クロ
ック期間（第２コモン信号期間）第１サブフィールドと
同電位の電圧が出力される。各コモン信号期間に発光す
る見かけ上の輝度は、単位時間あたりの発光輝度と発光
時間の積に依存するが、第２コモン信号期間は、第２コ
モン信号期間に発光するときの見かけ上の輝度が第１コ
モン信号期間に発光する見かけ上の輝度の２倍となるよ
うな時間に設定されていれば、基準クロック期間にあわ
せていなくてもよい。

【００８１】このため、第２サブフィールドにおいて
は、画像信号の第２桁が１である有機ＥＬ素子１１は２
基準クロック期間発光し、画像信号の第２桁が０である
有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００８２】次に、第３サブフィールドにおける動作に
ついて説明する。第３サブフィールドにおける第１行目
のゲートラインＧＬへの選択信号Ｘ₁は、第２書込期間
の第ｎ行目の選択信号Ｘ_nの出力終了後、出力される。
このとき、第ｎ行目の第２コモン信号期間は、第３書込
期間にまたがっていてもよい。すなわち、第２サブフィ
ールドの第２発光期間が第３書込期間と部分的に重なっ
てもよい。

【００８３】第３サブフィールドにおける動作も、第１
サブフィールドの場合とほとんど同じである。しかし、
発光信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶され
た画像信号の第３桁（下位３桁目）を発光信号ＩＭＧと
して出力する。また、コモンドライバ５からは、コモン
信号Ｚ₁〜Ｚ_nがゲートドライバ３が選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nを
それぞれ出力した後に、コモンラインＣＬに４基準クロ
ック期間（第２コモン信号期間）第１サブフィールドと
同電位の電圧が出力される。第３コモン信号期間は、第
３コモン信号期間に発光するときの見かけ上の輝度が第
１コモン信号期間に発光する見かけ上の輝度の４倍とな
るような時間に設定されていれば、基準クロック期間に
あわせていなくてもよい。

【００８４】このため、第３サブフィールドにおいて
は、画像信号の第３桁が１である有機ＥＬ素子１１は４
基準クロック期間発光し、画像信号の第３桁が０である
有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００８５】次に、第４サブフィールドにおける動作に
ついて説明する。第４サブフィールドにおける第１行目
のゲートラインＧＬへの選択信号Ｘ₁は、第３書込期間
の第ｎ行目の選択信号Ｘ_nの出力終了後、出力される。
このとき、第ｎ行目の第３コモン信号期間は、第４書込
期間にまたがっていてもよい。すなわち、第３サブフィ
ールドの第３発光期間が第４書込期間と部分的に重なっ
てもよい。

【００８６】第４サブフィールドにおける動作も、第１
サブフィールドの場合とほとんど同じである。しかし、
発光信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶され
た画像信号の第４桁（最上位桁）を発光信号ＩＭＧとし
て出力する。また、コモンドライバ５からは、コモン信
号Ｚ₁〜Ｚ_nがゲートドライバ３が選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nをそ
れぞれ出力した後に、コモンラインＣＬに８基準クロッ
ク期間（第２コモン信号期間）中第１サブフィールドと
同電位の電圧が出力される。第４コモン信号期間は、第
４コモン信号期間に発光するときの見かけ上の輝度が第
１コモン信号期間に発光する見かけ上の輝度の８倍とな
るような時間に設定されていれば、基準クロック期間に
あわせていなくてもよい。

【００８７】このため、第４サブフィールドにおいて
は、画像信号の第４桁が１である有機ＥＬ素子１１は８
基準クロック期間発光し、画像信号の第４桁が０である
有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００８８】上記の第１〜第４サブフィールドに分割さ
れて出力された画像は、残像効果によって視覚的に１フ
レームの画像として合成される。このとき、階調が１５
であった画素の有機ＥＬ素子１１は、１フレームにおい
て１５基準クロック期間発光する。階調が０であった有
機ＥＬ素子１１は、１フレームにおいて全く発光しな
い。その中間の階調であった画素の有機ＥＬ素子１１
は、その階調に応じた基準クロック期間だけ発光する。
これにより、各有機ＥＬ素子１１は、視覚的には１フレ
ームにおいてその階調に応じた明るさで発光しているよ
うに見える。そしてまた、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の有機Ｅ
Ｌ素子１１から発した光が視覚的に合成されて有機ＥＬ
パネル１にフルカラー画像が表示されているように見え
る。

【００８９】以上説明したように、この実施の形態の有
機ＥＬ表示装置では、駆動用トランジスタ１２をオン・
オフ用のスイッチとして用い、コモンドライバ５に接続
されたアノード電極１１ｃに印加する電圧をパルス幅制
御することで階調表示をしていた。このため、駆動用ト
ランジスタ１２の特性にばらつきがあっても、同一の階
調で各画素の有機ＥＬ素子１１が発する光量をほぼ一定
にすることができる。従って、この有機ＥＬ表示装置
は、表示される画像の品位が高いものとなる。しかも、
製造工程で複数製造される有機ＥＬパネル毎に表示のば
らつきが生じることがない。

【００９０】また、この実施の形態の有機ＥＬ表示装置
では、有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃを行毎に
共通に形成し、コモンドライバ５からのコモン信号Ｚ₁
〜Ｚ_nによって行毎に有機ＥＬ素子１１の発光を開始・
終了させていた。このため、１サブフィールド中で全画
素を一斉に点灯させるプラズマディスプレイパネルなど
に用いられている方法に比べて、伝搬遅延のばらつきが
低減され、有機ＥＬパネル１全体を均一に発光させるこ
とができる。また、アノード電極１１ｃを行毎に共通に
形成したことによって、行毎のアノード電極１１ｃを配
線つなぐよりも抵抗値を低くすることができる。このた
め、コモンドライバ５からのコモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nによっ
てアノード電極１１ｃに印加される電圧レベルを、コモ
ンドライバ５からの距離に関わらずほぼ一定にすること
ができ、各有機ＥＬ素子１１がほぼ同じ明るさの光を発
することができるようになる。

【００９１】また、この実施の形態では、発光素子とし
て応答特性がよい有機ＥＬ素子１１を用いた有機ＥＬ表
示装置を例としている。有機ＥＬ素子１１は応答特性が
よいので、第１サブフィールドのように有機ＥＬ素子１
１に電圧を印加する期間が短くても十分な光量を得るこ
とができる。すなわち、本発明は有機ＥＬ表示装置に適
用することを好適とするものである。

【００９２】また、この実施の形態では、１つのサブフ
ィールドの選択発光の期間中に、選択発光と並行して次
のサブフィールドの動作に進むので、選択期間の設定次
第で、最大輝度では、有機ＥＬ素子を最大で１フレーム
のすべてに期間について発光させることができる。

【００９３】上記の実施の形態では、コモン信号Ｚ₁〜
Ｚ_nのオン電位は、選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nがオン出力後に、
出力されたが、図８に示すように、コモン信号Ｚ₁〜Ｚ_n
のオン出力を選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nのオン出力に同期して出
力してもよく、コモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nのオン期間と選択信
号Ｘ₁〜Ｘ_nのオン期間とを部分的に重ねてもよい。

【００９４】また、図９に示すように有機ＥＬ素子１１
のアノード電極とカソード電極との接続を逆にしてもよ
い。このとき、図７に示したコモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nは、極
性を反転して有機ＥＬ素子１１のカソード電極に印加す
ればよい。

【００９５】また、有機ＥＬパネル１の構成も、図２、
図３に示すものに限られない。図１０は、本発明の他の
実施の形態の有機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬパ
ネルの１画素分の等価回路図であり、図１１は、図１０
の有機ＥＬパネルの１画素分の構成を示す断面図であ
る。これらの図に示すように、本発明の他の実施の形態
の有機ＥＬパネルの１画素は、有機ＥＬ素子５１、駆動
用トランジスタ５２、選択用トランジスタ５３、及びデ
ータ保持キャパシタＣｐとから構成される。

【００９６】選択用トランジスタ５３は、ゲートライン
ＧＬに接続されたゲート電極５３ｇ、ゲート電極５３ｇ
上に設けられたゲート絶縁膜５６、ゲート絶縁膜５６上
に設けられた半導体層５７、ドレインラインＤＬに接続
されたドレイン電極５３ｄ、ソース電極５３ｓから構成
される。

【００９７】駆動用トランジスタ５２は、選択用トラン
ジスタ５３のソース電極５３ｓに接続されたゲート電極
５２ｇ、ゲート電極５２ｇ上に設けられたゲート絶縁膜
５６、ゲート絶縁膜５６上に設けられた半導体層５７、
コモンラインＣＬに接続されたドレイン電極５２ｄ、ソ
ース電極５２ｓから構成される。駆動用トランジスタ５
２のドレイン電極５２ｄは、各行毎に、コモンドライバ
５からのコモンラインＣＬに接続され、ソース電極５２
ｓが有機ＥＬ素子５１のアノード電極５１ｃに接続され
ている。そして、ドレインドライバ４からの駆動信号Ｙ
₁〜Ｙ_nは、データ保持キャパシタＣｐに保持される。

【００９８】また、この有機ＥＬパネルでは、有機ＥＬ
素子５１は、各画素について駆動用トランジスタ５２、
選択用トランジスタ５３及びデータ保持キャパシタＣｐ
が形成されていない部分に形成されている。有機ＥＬ素
子５１は、ＩＴＯからなるアノード電極５１ｃ、有機Ｅ
Ｌ層５１ｂ及び低仕事関数の光反射性金属からなるカソ
ード電極５１ａから構成される。アノード電極５１ａ
は、上記の実施の形態の有機ＥＬパネルのように行毎に
共通のものが構成されているのではなく、各有機ＥＬ素
子５１毎に独立に形成されている。カソード電極５１ｃ
は、すべて接地されている。

【００９９】この場合の有機ＥＬパネルでも図７、図８
に示すのと同様の駆動方法によって、１フレームの画像
を複数のサブフィールド期間に分割してパルス幅階調制
御を行っているので、良好な階調表示（多色表示）をす
ることができる。

【０１００】なお、この有機パネルでは、図１１に示す
ように、アノード電極５１ｃは、透明の絶縁膜５６を介
してガラス基板５５側に形成されている。このアノード
電極５１ｃは、透明のＩＴＯによって構成されているた
め、有機ＥＬ層５１ｂで発した光は、透明のガラス基板
５５を透過し、画像が表示される。

【０１０１】また、図１０に示したアノード電極５１ｃ
を駆動用トランジスタ５２に接続し、カソード電極１１
ａを接地させていたが、図１２に示すように、この接続
を逆にしてもよい。この場合は、コモンドライバから駆
動用トランジスタ５２に印加する電圧の極性を負にすれ
ばよい。

【０１０２】上記の実施の形態においては、有機ＥＬパ
ネル１の各画素は、有機ＥＬ素子１１、ＴＦＴからなる
駆動用トランジスタ１２及び選択用トランジスタ１３、
並びにキャパシタＣｐとから構成されていた。しかしな
がら、有機ＥＬパネルの各画素の構成はこれに限らず、
ＭＩＭ等の他のスイッチング素子を駆動用トランジスタ
１２及び／または選択用トランジスタ１３の代わりに用
いてもよい。

【０１０３】上記の実施の形態においては、駆動用トラ
ンジスタ１２のソースは接地され、ソース側に印加され
る電圧のレベルは０Ｖであった。しかしながら、駆動用
トランジスタ１２のソースに印加する電圧は、０Ｖであ
る必要はない。例えば、駆動用トランジスタ１２のソー
スに基準電圧として有機ＥＬ素子の閾値電圧と同レベル
で反対の極性の電圧を加えておき、発光期間には正の極
性の電圧を、非発光期間には負の極性の電圧をコモンド
ライバ５から出力してもよい。

【０１０４】上記の実施の形態においては、１フレーム
を選択期間を１：２：４：８とする４つのサブフィール
ドに分割することによって１６階調の表示を得ていた。
しかしながら、本発明の有機ＥＬ表示装置は、３階調以
上の任意の階調数の画像を表示することができる。例え
ば、２ⁿ⁺¹階調を表示する場合には、１フレームをｎ個
のサブフィールドに分割し、各サブフィールドにおける
発光期間の比を１：２：４：・・・：２^n-1とすればよ
い（ｎは１以上の整数）。また、各サブフィールドにお
いてその画素を選択発光させるかどうかは、上記の実施
の形態と同様に、２進表示されたその画素の階調に基づ
いて決定すればよい。

【０１０５】上記の実施の形態においては、遅く表示さ
れるサブフィールドの方がサブフィールドにおける選択
発光する期間が長かった。しかしながら、選択発光する
期間の長いサブフォールドを先に表示してもよく、最も
選択発光する期間の短いサブフィールドの次に最も選択
発光する期間の長いサブフィールドを表示してもよい。

【０１０６】上記の実施の形態においては、１フレーム
をサブフィールドに分割した画像信号を間引かずにその
まま表示していた。しかしながら、本発明において表示
画像の階調数が大きくなると、ドレインドライバから駆
動用トランジスタのゲートへのデータの書き込みの期
間、及びコモンドライバによる有機ＥＬ素子の選択発光
の期間が十分に得られない場合がある。このような場合
には、所定の規則に基づいて画像信号を間引いて有機Ｅ
Ｌパネルに表示してもよい。また、このとき、１フレー
ムを複数フィールドに分割してもよい。

【０１０７】上記の実施の形態においては、有機ＥＬパ
ネル１上にＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色の発光層を有する
有機ＥＬ素子１１を所定の順序で配置することによっ
て、フルカラー画像を表示する有機ＥＬ表示装置を構成
していた。このように３種類の有機ＥＬ素子を用いる代
わりに、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべての光を含む白色光を発する
発光層を有する有機ＥＬ素子と、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカ
ラーフィルタ、もしくは所定の波長域の光を発する有機
ＥＬ素子とこの所定の波長域の光を吸収し、それぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に発光する光変換層を用いてもよい。

【０１０８】また、同一色の発光層を有する有機ＥＬ素
子をマトリクス状に配置し、色の濃淡でモノクローム画
像を表示する有機ＥＬ表示装置にも用いることができ
る。この場合は、ビデオ信号中の輝度信号のみに基づい
て画像信号を抽出すればよい。

【０１０９】上記の実施の形態においては、各画素の発
光素子として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置に
本発明を適用した場合について説明した。しかしなが
ら、本発明は、無機ＥＬ表示装置など、各画素が選択用
トランジスタと、駆動用トランジスタ（及びデータ保持
コンデンサ）と、発光素子とで構成されるすべての種類
の表示装置に適用することができる。なお、発光素子が
交流駆動型無機ＥＬ素子で構成される場合には、１フレ
ーム毎に極性を反転してもよい。

【０１１０】また、上記の実施の形態においては、画像
信号記憶部２ｅに記憶された１フレーム分の画像信号の
うち第１行、第２行、……、第ｎ行の第１桁に相当する
第１サブフィールド分が、基準クロック生成回路２ｊの
タイミングに基づいて第１行、第２行、……、第ｎ行の
順に１行毎に発光信号出力部２ｆに読み込まれ、次いで
第１行から第ｎ行までの画像信号の第２桁に相当する第
２サブフィールド分が１行毎に読み込まれ、最終的に第
１行から第ｎ行までの画像信号の第４桁に相当する第４
サブフィールド分が１行毎に読み込まれ、１フレーム分
のデータが画像信号が読み込まれるように設定され、発
光信号出力部２ｆが順次読み込んだ画像信号に応じて基
準クロック生成回路に基づいてオン・オフ信号を各行の
各サブフィールド毎に出力した。

【０１１１】これに対して、図５に示すように、画像信
号記憶部２ｅが１フレーム分の４桁の画像信号を発光信
号出力部２ｆの演算回路２ｆｃに、１行毎もしくは１フ
レーム毎に出力し、第１、２、３、４サブフィールドに
相当する桁をそれぞれ対応したサブフレームメモリ１、
２、３、４にふるい分けし、ふるい分けされたデータを
読み出し回路２ｆｒに出力し、基準クロック生成回路２
ｊの基準クロックに応じて各行の各サブフィールドに対
応する発光信号ＩＭＧをドレインドライバに順次出力す
るように設定してもよい。

【０１１２】また、上記実施形態では、各コモン信号期
間に印加される電圧は、常に一定であったが、各コモン
期間で異なる電圧を印加してもよい。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光素子を発光させる期間の差によって階調表示をする
ことができる。このため、同一の階調の各画素の発光素
子が発する光量をほぼ一定にすることができるので、画
像品位の高い画像を表示することができる。さらには、
製造工程で複数生産される表示パネル毎に表示のばらつ
きが生じることがない。

【０１１４】また、本発明では、少なくともデータの書
き込みの終了までに、電圧駆動手段から発光素子に所定
の電圧が印加される。このため、各発光素子の発光にお
ける伝搬遅延のばらつきが低減され、表示パネル全体を
均一に発光させることができる。

【０１１５】また、発光素子の電圧駆動手段からの電圧
が印加される側の電極を各行単位で、前記行方向に同じ
幅で共通して形成することによって、個々の電極を配線
で接続するよりも抵抗値を低くすることができる。この
ため、電圧駆動手段からの距離の長短に関わらず、前記
発光素子の電極にほぼ同じレベルの電圧を印加すること
ができ、各発光素子がほぼ同じ明るさの光を発すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の有機ＥＬパネルの１画素分の構造を平面
的に示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図１の有機ＥＬ表示装置のコントローラの構成
例を示すブロック図である。

【図５】図１の有機ＥＬ表示装置のコントローラの構成
例を示すブロック図である。

【図６】図１の有機ＥＬ表示装置のドレインドライバの
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置におけ
る１フレーム中における動作を示すタイミングチャート
である。

【図８】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置におけ
る１フレーム中における他の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図９】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ表示装置の
構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０の有機ＥＬパネルの１画素分の構成を
示す断面図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】従来例の有機ＥＬ表示装置に用いられる有機
ＥＬパネルの１画素分の等価回路図である。

【図１４】図１３の有機ＥＬパネルに用いられる駆動用
トランジスタの特性図である。

【符号の説明】

１・・・有機ＥＬパネル、２・・・コントローラ、２ａ・・・
Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路、２ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、２ｃ・・・補
正回路、２ｄ・・・テーブル記憶部、２ｅ・・・画像信号記憶
部、２ｆ・・・発光信号出力部、２ｇ・・・同期信号抽出回
路、２ｉ・・・水晶パルス発振器、２ｊ・・・基準クロック生
成回路、２ｋ・・・ゲート制御信号生成回路、２ｌ・・・ドレ
イン制御信号生成回路、２ｍ・・・コモン制御信号生成回
路、３・・・ゲートドライバ、４・・・ドレインドライバ、５
・・・コモンドライバ、１１・・・有機ＥＬ素子、１１ａ・・・
カソード電極、１１ｂ・・・有機ＥＬ層、１１ｃ・・・アノー
ド電極、１２・・・駆動用トランジスタ、１２ａ・・・ゲート
電極、１２ｂ・・・ソース電極、１２ｃ・・・ドレイン電極、
１３・・・選択用トランジスタ、１３ａ・・・ゲート電極、１
３ｂ・・・ドレイン電極、１３ｃ・・・ソース電極、４１・・・
シフトレジスタ、４２・・・ラッチ回路、４３・・・ラッチ回
路、４４・・・レベル変換回路、５１・・・有機ＥＬ素子、５
１ａ・・・アノード電極、５１ｂ・・・有機ＥＬ層、５１ｃ・・
・カソード電極、５２・・・駆動用トランジスタ、５３・・・
選択用トランジスタ、Ｃｐ・・・キャパシタ、ＧＬ・・・ゲー
トライン、ＤＬ・・・ドレインライン、ＣＬ・・・コモンライ
ン、ＳＬ・・・基準電圧ライン

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス状に配置された複数の発光素子
   と、それぞれ一端がこれらの発光素子の各々の一方の電
   極に接続され、他端に基準電圧が印加されている複数の
   第１のスイッチと、各前記第１のスイッチのオン・オフ
   するデータを当該第１のスイッチに書き込む複数の第２
   のスイッチとを備える表示パネルと、 １フレームの画像を、この１フレームの画像を表示する
   期間である１フィールド中における画像の階調に応じ
   て、それぞれの階調の画像で構成されるサブフィールド
   の画像に分割する画像処理手段と、 前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択す
   る選択駆動手段と、 前記画像処理手段によって分割されたサブフィールド毎
   の画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第
   ２のスイッチに前記第１のスイッチをオン・オフするた
   めのデータを出力するデータ駆動手段と、 前記マトリクスの行毎の前記発光素子の他方の電極に接
   続され、前記選択駆動手段が選択した行の前記第２のス
   イッチに対応する前記発光素子の前記他方の電極に、前
   記サブフィールド毎に定められた所定の期間、所定の電
   圧を印加する電圧駆動手段と、 を備えることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】マトリクス状に配置され、それぞれ一方の
   電極に基準電圧が印加されている複数の発光素子と、そ
   れぞれ一端がこれらの発光素子の各々の他方の電極に接
   続されている複数の第１のスイッチと、各前記第１のス
   イッチのオン・オフするデータを当該第１のスイッチに
   書き込む複数の第２のスイッチとを備える表示パネル
   と、 １フレームの画像を、この１フレームの画像を表示する
   期間である１フィールド中における画像の階調に応じ
   て、それぞれの階調の画像で構成されるサブフィールド
   の画像に分割する画像処理手段と、 前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択す
   る選択駆動手段と、 前記画像処理手段によって分割されたサブフィールド毎
   の画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第
   ２のスイッチに前記第１のスイッチをオン・オフするた
   めのデータを出力するデータ駆動手段と、 前記第１のスイッチのそれぞれの他端に接続され、前記
   選択駆動手段が選択した行の前記第２のスイッチに対応
   する前記第１のスイッチの他端に、前記サブフィールド
   毎に定められた所定の期間、所定の電圧を印加する電圧
   駆動手段と、 を備えることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】前記第１のスイッチは、前記第２のスイッ
   チから書き込まれたデータに従ってオン・オフ駆動され
   るトランジスタから構成され、 前記トランジスタのオン抵抗は、前記発光素子の抵抗よ
   りも十分に小さく、 前記トランジスタのオフ抵抗は、前記発光素子の抵抗よ
   りも十分に大きい、 ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】前記１フィールドの画像は、２ⁿ階調の画
   像であり、 前記画像処理手段は、前記１フィールドをｎ個のサブフ
   ィールドに分割するものであり、 前記電圧駆動手段は、前記ｎ個のサブフィールドのそれ
   ぞれにおける前記所定の電圧を印加する前記所定の期間
   の比を２⁰：２¹：・・・：２^n-1とするものであり、 ｎは１以上の整数である、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
   の表示装置。
5. 【請求項５】前記画像処理手段は、 前記１フィールド中での前記発光素子毎の画像をその階
   調に応じて、前記各サブフィールドに対応する複数の桁
   からなるデータに変換する画像変換手段と、 前記複数の桁からなるデータの各桁の値によって、前記
   各サブフィールドに前記第２のスイッチをオン・オフす
   るためのデータを前記データ駆動手段に供給する画像決
   定手段とを有する、 ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
   の表示装置。
6. 【請求項６】前記画像決定手段が供給するデータは、各
   サブフィールド単位で前記行分毎に前記データ駆動手段
   へ供給される、 ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 【請求項７】前記選択駆動手段がサブフィールドにおけ
   る前記マトリクスの最終行の選択を終了した後の次のサ
   ブフィールドにおける前記マトリクスの第１行を選択す
   る選択期間は、該最終行に選択された画素の発光期間と
   少なくとも部分的に重なる、 ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
   の表示装置。
8. 【請求項８】前記複数の発光素子の各前記他方の電極
   は、前記マトリクスの各行単位で、前記行方向に同じ幅
   で共通して形成されたものである、 ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載
   の表示装置。
9. 【請求項９】各前記発光素子は、有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子によって構成される、 ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載
   の表示装置。
10. 【請求項１０】マトリクス状に配置された複数の発光素
    子と、それぞれ一端がこれらの発光素子の各々の一方の
    電極に接続されている複数の第１のスイッチと、これら
    第１のスイッチの各々をオン・オフする第２のスイッチ
    とを備え、前記複数の発光素子の他方の電極または前記
    複数の第１のスイッチの他端のうちの一方に基準電圧が
    印加され、前記複数の発光素子の他方の電極または前記
    複数の第１のスイッチの他端のうちの他方が各行毎に接
    続されている表示パネルを有する表示装置の駆動方法で
    あって、 前記表示パネルに表示される１フィールドの画像を、１
    フィールド中における画像の階調に応じて、それぞれの
    階調の画像で構成される複数のサブフィールドの画像に
    分割する画像処理ステップと、 前記マトリクスの行毎に前記第２のスイッチを順次選択
    してオンする選択駆動ステップと、 前記画像処理ステップで分割されたサブフィールド毎の
    画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第２
    のスイッチに前記第１のスイッチをオン・オフするため
    のデータを出力するデータ駆動ステップと、 前記複数の発光素子の他方の電極または前記複数の第１
    のスイッチの他端のうちの他方に、前記サブフィールド
    毎に定められた所定の期間、所定の電圧を印加する電圧
    駆動ステップと、 を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。