JPS63298285A - 表示装置の輝度変調駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は表示装置の輝度変調方法に関し、詳しくは、エ
レクトロルミネセンス素子等のように、マトリクス電極
駆動型式を採用された表示装置における輝度変調方法に
関する。

（従来技術） 周知のように１例えば、エレクトロルミネセンス素子等
の表示装置にあっては、表示部での輝度。

色調を変えることを要求される場合がある。

このため、一般には、アナログ変調によってその要求を
満たすことが行なわれている。

ところで、アナログ変調を用いないで輝度変調を行なう
にあたっては、自然な色調を再現するための輝度変調に
必要な階調数は３２段階とされており、このようなこと
を踏まえて上述した輝度変調を行なう方法として一般に
、ｆｌ！ｌ変圧等により直接光量の調整を行なう方法や
、画素の発光時間あるいは単位時間当りの発光回数を変
える方法等があるが、いずれの方法も、希望する階調数
を得るには、階調数に等しい数の調整段階を設定しなけ
ればならない。

特に、このような階調数を設けることは、今日のエレク
トロルミネセンス素子において表示容量が増加する傾向
からして自然な色調において大容量表示を行なう場合に
駆動方法が繁雑となることが予想され、良好な方法では
ないといえる。

（目　　的） 本発明の目的は、上記の問題に鑑み、自然な色調を再現
するのに必要とされる輝度変調に係る設定階調数を少な
くして輝度変調に際しての表示装置の駆動方法を簡略化
することのできる輝度変調方法を提供することにある。

（構　　成） 本発明は、電圧および単位時間あたりの発光回数の両方
に変調を加えることによる輝度変調において、一回の発
光を単位発光とし、Ｎ水準の発光輝度の異なる単位発光
を（それぞれの単位発光の輝度をｌ３（ｎ）＝１．２．
３・・・・Ｎにて示す）輝度間にＢ　（ｎ＋１）／Ｂ（
ｎ）＝２にて示される関係をもつように設定し、これら
すべて組合せに輝度０を加え２　通りの組合せから一つ
の組合せを選択し、この組合せ内容に応じたすべての単
位発光を終了することによりーフレームの発光とし、前
記組合せの選択により単位発光Ｎ水準に対し２′階調の
輝度変調を行なう駆動方法である。

以下に一例として線順次駆動を前提とし、また電圧によ
り輝度変調を行なうＥＬパネル等を被駆動部に用いた場
合について駆動方法、続いて駆動回路について説明する
。

はじめに駆動方法について第４図により説明する。なお
、以下の説明は、ドツトマトリクスパネルの駆動法とし
て線順次駆動を前提とし各画素において、走査されてい
ない画素を非選択状態、走査されているが発光していな
い画素を半選択状態。

走査されかつ発光している画素を選択状態と呼称し、こ
れらの場合について述べる。

走査電極へは線順次駆動法における一走査時間内に前記
基準発光を与えるにたる電圧を、各電圧についてデユー
ティ−比１／２にて順次印加する（第４図（Ａ）参照）
、この図においては基準発光を５水準設定した場合につ
いて示されている。信号電極へ印加される電圧波形につ
いて各画素の状態に応じて説明する。（画素の非選択状
態は、線順次駆動法にて一般に用いられるように走査し
ている電極以外の走査電極を浮動状態とすることで再現
する。）画素が半選択状態の場合、信号電極へは走査電
極へ印加されているものと電圧、極性。

位相、印加時間が等しい電圧を印加する。このとき、Ｒ
光層は電極間が同電位となり電界がかからないため換言
すれば、第４図（Ｄ）示のように発光層への印加電圧が
０であるので、発光しない、また、画素が選択状態の場
合は、信号電極に印加される各電圧の条件のなかで位相
のみを変調する。

つまり信号電極に印加される各駆動電圧の位相を異なる
電圧間で独立して変調することにより変調を加えた電圧
についてのみ、信号電極と走査電極に印加された電圧間
に位相差が生じ交流と等価の電圧が発光層に印加される
ことにより、発光層に変調を加えた電圧の交流駆動にて
発光を得る。このとき信号電極へ印加されている各電圧
の変調を加える組合せをかえることにより、輝度の設定
数Ｎに対し２Ｎ階調の輝度変調を行なうものである。

本発明は一画素独立で基準発光が設定できるものであれ
ば１例えばＥＬ、プラズマ、　ＩＪＤ等の表示パネルに
おいて使用可能である。なお、実際の信号電極への電圧
印加方法は１表示輝度に応じた位相変調を行なった電圧
を走査電極へ印加する電圧と同期させて印加する。

続いて１本発明による駆動方法の回路構成を説明する。

第１図は、本発明駆動方法に用いる駆動回路のブロック
図である。被駆動部としては前記同様、−例としてＥＬ
パネル等ドツトマトリクス表示および電圧により輝度変
調を行なうものをあげているが、これは本発明の説明と
してあげた構成の一例であり、この例自体になんら制限
をくわえるものではない、以下に詳細を述べる。

回路構成は本発明による輝度変調にもちいる上記基準発
光を得るための電圧発生回路２．輝度信号によりこの電
圧を選択変調する変調回路３，４、および他は一般にし
らでいるドツトマトリクスパネルの制御・駆動回路であ
る０画像を構成するための各信号データ信号Ａ、輝度信
号Ｂ、データ転送りロックＣＫ、水平同期信号ＨＤ、垂
直同期信号ＶＤはシステム側から制御回路１へ入力され
る。ここで各データ信号は線順次駆動用にタイミングを
コントロールされて走査側変調駆動回路３．信号側変調
駆動回路４および電圧発生回路２へそれぞれ信号が転送
される。電圧発生回路２では本発明による輝度変調のた
めに使用する基準発光を得るための複数の駆動電圧を発
生する回路であり、詳細な回路構成まで制限をくわえる
ものではない、また、変調回路はこれら複数の駆動電圧
から輝度信号によりこの信号に対応する画素に必要な輝
度変調を行なうために、変調を行なう駆動電圧を選択し
位相等の印加タイミングを変調するものである。

第１図では単一発光層を使用する場合について述べたが
、同様に多発光層をもちいた場合についてももちろん使
用可能である。

本発明実施例による輝度変調方法においては、被駆動部
に線順次駆動を前提とした１２８ドツト×１２８ドツト
の表示容量をもつ薄ｊｉｌｔ！Ｌ素子をもちい、３２階
調の輝度変調を行なった。薄膜ＥＬパネル７は、発光層
の両側に絶縁層を設けた所謂２重絶縁構造とした。

第２図に本実施例において用いる薄膜ＥＬパネルの素子
構成の概略図を示す。図中に示される番吐と、これらに
対応する各構成層、使用した材料。

作製方法は以下のとおりである。（括弧内の数字はそれ
ぞれ第２図中のものに対応する。）■　ＳｒＳ　：　Ｃ
ｅ発光層（７ａ） ［Ｂ蒸着法にて蒸着源にＣｅＣ１を０．ｔｏ＋ｏ１％ド
ープしたＳｒＳ　　を用い、基板温度４５０℃で１μ四
成膜した。

■　Ａ１背面電極（７ｂ） 抵抗線加熱蒸着法にて蒸着源にＡｌ　（ワイヤー）を用
い、室温で３０００　Ａ成膜した。

■　ＺｎＯ：　Ａｌ透明ｆ１１極（７ｃ）ＲＦマグネト
ロンスパッタ法にてターゲットにＡＩＯを２ｗｔ％ドー
プしたＺｎＯを用い、基板温度３００℃で２００ＯＡ成
膜した。続いてエツチングにて１本／ｒａｆｆｉの透明
電極を作製した。

（■　絶縁層（７ｄ） ＦＢ蒸着法にてｖＯを蒸着源に用い、基板温度７０℃で
３００ＯＡ成膜した。

第３図（Ａ）には、上記構造のＥＬパネルの印加電圧−
発光輝度特性を示す、（なお１ｗＪ度測定時の印加電圧
波形は第３図（Ｂ）に示す、）この特性より本発明によ
り３２階調を得るための５水準の基準発光を、それら基
準発光の発光輝度をＢ（ｎ）ｎ＝１．２，３，４．５で
表すと、それぞれ輝度間にＢ　（ｎ＋　１）／Ｂ（ｎ）
＝２にて示される関係が成立するようにして決定し、そ
れぞれの発光輝度Ｂ（ｎ）に対応する印加電圧を、第３
図（Ａ）においてそれぞれ設定した基準発光の発光輝度
Ｂ　（ｎ）に対応する印加電圧をＶ（ｎ）で表されてい
るように決定した。この具体的な電圧値は下記の通りで
ある。

なお、印加電圧は特にことわりのない場合には。

第３図（Ｂ）に示される印加電圧波形においてＯｖと印
加電圧のピーク電圧間の電位差を示しいる。

発光輝度　　　　印加電圧（Ｖ） ｎｕ）　　　　　　ｔ　１２ Ｂ（２）　　　　　　１１５ Ｂ（４）　　　　　　　　１２６ Ｂ（５）　　　　　　　　１６０ 但し　Ｂ（ｎ＋１）／Ｂ（ｎ）＝２　　　ｎ＝１，２，
３．４続いて本実施例によるＥＬパネルの駆動方法につ
いて説明する。

ＡＬ背面電極７ｂには上記設定した電圧を第４図（Ａ）
に示されるように印加した。第４図（Ａ）に示した波形
は、背面電極７ｂのひとつに対する一走査時の印加電圧
波形とされ、各電極に対して順次走査をおこなうように
なっている。なお、このときの−走査時間は２６０μｇ
ｅｅとした。

続いてＺｎＯ：　Ａｌ透明電極７ｃには各４画１素の状
態に応じて以下のような電圧波形を印加した０画素な半
選択状態の場合、第４１１１（Ｂ）に示されるようにＡ
１背面電極７ｂと電圧・極性・位相・印加時間がそれぞ
れ同じものを印加した。この状態では発光層両端の電位
は常に同電位となり電界がかからないため１発光しない
、第４図（Ｄ）にはこの時発光層に印加される等価な電
圧が示されている。一方１画素が選択状態では、各画素
の線順次駆動法における一走査時間内に第４図（Ｂ）に
示されるＶ（１）〜ｖ（５）の印加電圧のうち、５水準
の単位発光の組合せに輝度をも含めた３２通りの中から
選択した組合せの基準発光をそれぞれあたえる印加電圧
のみ、位相を変調することにより発光層へＯｖと印加電
圧のピーク電圧間の電位差が変調をくわえた印加電圧と
等しい交流電圧に等価の電圧を印加する。第４図（Ｃ）
ではｖ（１）、Ｖ（４）、　■（５）をそれぞれ位相を
変調した場合の信号線の印加電圧波形が示され、そして
第４図（Ｅ）ではこの時発光層を印加される等価な電圧
が示されている。この結果１発光層７ａでは、これに応
じた基準発光を得て、前記選択した組合せのすべての基
準発光を行なうことより輝度変調された階調を再現した
。

画素の非選択状態は、一般に用いられるように走査して
いる電極以外の電極を浮動状態にいることにより再現し
た。

なお、本発明者は上記実施例による駆動方法において、
結果として設定した５階調の印加電圧を用い、これらの
すべての組合せについてＥＬの発光輝度を測定した。そ
の測定結果を第５図に示す。

なお測定時には、ＥＬパネルの全画素を同一階調にて表
示し輝度を測定した。第５図において横軸は設定５水準
の単位発光に輝度０をも含め、これらのあらゆる組合せ
３２通りの中から選択した組合せ中のすべての基準発光
Ｂ（ｎ）を得るために位相を変調したＶ（ｎ）の添字ｎ
について、それぞれ２の和を示す、また縦軸は、基準発
光の組合せに対応するＥＬパネルの発光輝度を示してい
る。なお横軸には参考のためにｖ（１）、Ｖ（２）、Ｖ
（３）、Ｖ（４）。

■（５）をそれぞれ示している。また階調性を比較する
ために本実施例で使用したＨＬ索子を用い本発明による
輝度変調を用いずに直接波高電圧を変調し、３２階調の
再現を行ない比較した。第５図から明らかなように本発
明の輝度変調により、設定輝度階調数５にて非発光状態
をもふくめて３２Ｗ１調を良好に再現できた。また階調
性は直接印加電圧を変調した場合と、同様のものを示し
た。

（効　　果） 以上のように本発明による一回の発光を単位発光とし、
Ｎ水準の発光輝度の異なる単位発光を（それぞれの単位
発光の輝度をＢ（ｎ）ｎ＝１．２゜３・・・・Ｎにて示
す）輝度間にＩ３　（ｎ＋１）　／Ｂ（ｎ）＝２にて示
される関係をもつように設定し、これらのすべての組合
せに輝度０を加えた２　通りの組合せから一つの組合せ
を選択し、この組合せ内容に応じたすべての単位発光を
終了することにより輝度変調を行なう駆動方法では、基
準発光の組合せをかえることによりｍ度変調を行なうた
め、同一階調を再現するとき、従来方式より設定する階
調数は少なく、またこれにより設定する階調間に余裕が
生じるため駆動系の大幅な簡略化がのぞめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による輝度変調方法に用いる回路
を示すブロック図、第２図は本発明実施例による輝度変
調方法に用いるＥＬパネルを示す斜視断面図、第３図（
Ａ）は発光輝度−印加電圧を示す線図、第３図（Ｂ）は
印加電圧の波形線図、第４図（Ａ）は第１図に示したブ
ロック図における走査電極への印加電圧波形図、第４（
Ｂ）は第１図に示したブロック図における信号電極への
印加電圧波形線図、第４図（Ｃ）は第４図（Ａ）、（Ｂ
）に示した電圧のうちの一方を位相変調した状態の印加
電圧波形図、第４図（Ｄ）は画素の半選択状態における
ＥＬパネルの発光層への印加電圧の状態を示す電圧波形
線図、第４図（Ｅ）は第４図（Ａ）あるいは第４図（Ｂ
）と第４図（Ｃ）に示された印加電圧を合成した状態を
示す発光層での印加電圧波形図、第５図は本発明実施例
による輝度変調方法による閘調再現状態を示す線図であ
る。 １・・・・制御装置、２・・・・電圧発生装置、３・・
・・走査側変調駆動回路、４・・・・信号側変調駆動回
路、７・・・・ＥＬパネル、７ａ・・・・発光層、　７
ｂ・・・・ＡＩＭ面ｆｆｉ極、７ｃ・・＝ＺｎＯ：Ａｌ
透明電極。 第４図 第３図 ｔｐ　ｖｏ亀Ｌ（Ｖ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．自発光型で、線順次駆動をおこなうドットマトリク
   ス表示装置において、一回の発光を単位発光とし、発光
   輝度の異なる単位発品をＮ光準（それぞれの単位発光の
   輝度をＢ（ｎ）ｎ＝１，２，３・・・・Ｎにて示す）設
   定する際に単位発光の輝度間にＢ（ｎ＋１）／Ｂ（ｎ）
   ＝２にて示される関係を示す方法を用い、各画像の発光
   に際しては、前記設定したＮ水準の単位発光のあらゆる
   組合せに輝度０を油含め、これらの２通りの中から一つ
   の組合せを選択し各画像の線順次駆動法における一走査
   時間内に選択した組合せの内容に応じた単位発光をくり
   かえし、選択した組合せ中のすべての単位発光を終了す
   ることによりーフレームの発光とし、前記単位発光の組
   合せの選択によりＮ水準の単位発光を用い、２階調の輝
   度変調をおこなう輝度変調駆動方法。
2. ２．上記請求の範囲第１項において、線順次駆動を行な
   うドットマトリクスＥＬパネルを用い、単位発光の輝度
   を電圧により設定し、単位発光の再現方法としてこれら
   の設定したすべての電圧を各画素の線順次駆動法におけ
   る一走査時間内に走査電極および信号電極にそれぞれ電
   圧，極性，位相，印加時間を等しく、デュティー比１／
   ２にて順次印加し、信号電極側の印加電圧の位相を異な
   る電圧間で独立して変調することにより変調を加えた印
   加電圧のみが走査電極と信号電極の間で位相差を生じ、
   ０Ｖとピーク電圧間の電圧差が位相を変調した印加電圧
   に等しい、交流と等価の電圧を発光層に印加する方法を
   用いた輝度変調駆動方法。