JPWO2004064030A1 - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

表示素子に電力を供給する電源の負担が低減され且つ視認性に優れた表示が可能な表示装置を得る。表示画面（２）には、複数の画素（１１）が配列され、各画素は、表示素子（２０）及び前記表示素子に映像信号に応じた量の電流を供給する駆動回路（Ｔｒ，Ｃ、ＳＷ１）とを備える。表示状態検出回路（３）により表示画面（２）の表示状態を１フレーム期間内に２回以上検出し、調光回路（４）により、駆動回路から表示素子（２０）への電流供給時間を、表示状態検出回路（３）からの出力に応じて変化させ、かつ１フレーム期間内に２回以上調光制御を行う。

Description

本発明は、表示装置に係り、特に表示素子の光学特性をそれに流す電流により制御する表示装置及びその制御方法に関する。

有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置では、有機ＥＬ素子の輝度はそれに流す駆動電流によって制御している。すなわち、駆動電流を大きくすると、有機ＥＬ素子の輝度は高くなる。また、全画素についての駆動電流の和は、画面全体で最高階調表示を行った場合に最大となる。
ところで、全画素についての駆動電流の和の最大値が大きいと、消費電力が大きくなるのに加え、高コストであり且つ寸法の大きな電源回路が必要となる。また、この場合、表示装置の温度が上昇し、寿命が低下する。そのため、全画素についての駆動電流の和の最大値を低減することが望まれる。

本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、表示素子に電力を供給する電源への負担が低減され且つ視認性に優れた表示が可能な表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一側面は、互いに対向した一対の電極間に配置され、流れる電流量に応じて光学特性が変化する光学層を含む表示素子と、前記表示素子に映像信号に応じた量の電流を供給する駆動回路とをそれぞれ備えた複数の画素が配列された表示画面と、前記表示画面の表示状態を１フレーム期間内に２回以上検出する表示状態検出回路と、前記駆動回路から前記表示素子への電流供給時間を前記表示状態検出回路からの出力に応じて変化させ、かつ、１フレーム期間内に２回以上調光制御を行う調光回路とを備える。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す図。
図２は、電流ΣＤＩＤＤと信号Ｖｅ，Ｖｅ’との関係の一例を示すグラフ。
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ信号Ｖｅ’と調光回路４が出力する矩形波信号との関係の例を示すグラフ。
図４は、図３Ａ及び図３Ｂに示す調光を行った場合に実現され得る輝度及び消費電力の一例を示すグラフ。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示す図。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置を示す図。
図７は、本発明の第４の実施形態に係る表示装置を示す図。
図８Ａ，図８Ｂ及び図８Ｃは、調光回路で用いられる周波信号の例を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。図１に示す表示装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置であり、表示画面として機能する有機ＥＬパネル２と、表示状態検出回路３と、調光回路４とを備えている。
有機ＥＬパネル２はガラス等の絶縁性基板１０を備えており、基板１０上には画素１１がマトリクス状に配置されている。基板１０上には、さらに、走査信号線ドライバ１２に接続された走査信号線１３と、映像信号線ドライバ１４に接続された映像信号線１５とが互いに交差するように配置されている。例えば、走査信号線ドライバ１２は絶縁性基板１０上に一体的に形成され、後述する画素を構成するＴＦＴ素子等と同一工程で同時に形成される。また、映像信号線ドライバはＴＣＰ（Ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）で構成されるとともに、表示状態検出回路等が形成されるＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）と有機ＥＬパネルとを接続する。尚、映像信号ドライバは、走査信号線ドライバと同様に絶縁性基板上に内蔵したり、ＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）やＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）として実装してもよいが、画素を電流駆動する場合には、ＣＯＧとすることが望ましい。
画素１１は、入力される映像信号に応じた駆動電流を出力する駆動用トランジスタＴｒと、キャパシタＣと、選択用スイッチＳＷ１と、出力制御用スイッチＳＷ２と、有機ＥＬ素子２０とで構成されている。これらのうち、駆動用トランジスタＴｒとキャパシタＣと選択用スイッチＳＷ１とは駆動回路を構成している。なお、ここでは、一例として、駆動用トランジスタＴｒ及び出力制御用スイッチＳＷ２はｐチャネルトランジスタであり、選択用スイッチＳＷ１はｎチャネルトランジスタであることとする。
有機ＥＬ素子２０は、発光層を含んだ有機物層を陽極と陰極との間に介在させた構造を有している。それぞれの画素１１において、有機ＥＬ素子２０の陽極は出力制御用スイッチＳＷ２を介して駆動回路に接続されている。また、有機ＥＬ素子２０の陰極は各画素に連続して形成される共通電極として設けられている。尚、陽極は、第１電源電圧ＤＶＤＤに設定される第１電源端子に接続し、陰極は第１電源電圧ＤＶＤＤよりもより低電位の第２電源電圧ＤＶＳＳに設定される第２電源端子に接続される。
表示状態検出回路３は、例えば、有機ＥＬパネル２に設けられたパネル外部接続用陰極端子１６を介して、有機ＥＬ素子２０の陰極に接続されている。先に説明したように、有機ＥＬ素子２０の陰極は共通電極として設けられているので、表示状態検出回路３に流れ込む電流は、個々の有機ＥＬ素子２０を流れる駆動電流ＤＩＤＤの全画素１１についての和ΣＤＩＤＤに等しい。表示状態検出回路３は、この電流ΣＤＩＤＤに対応する電流電圧変換した信号，例えば、電流ΣＤＩＤＤに比例する電圧Ｖｅ，を出力する。表示状態検出回路３は電流検出回路、或は電流電圧変換回路と称しても良い。
調光回路４は、例えば、信号増幅部２５と、周波信号発生部２６と、コンパレータ２７と、インバータ２８とを備えている。
信号増幅部２５は、表示状態検出回路３の出力信号ＶｅをＶｅ’へと増幅する。
周波信号発生部２６は、矩形波のように２値の間で変化する周波信号ではなく、３値以上の間で変化する周波信号，好ましくは三角波や正弦波などのように時間に対して連続的に、かつ周期的に同一波形で繰りかえし変化する周波信号，を発生する。尚、本実施形態では、一水平周期毎に輝度制御を行うよう、周波信号の周期を一水平周期と一致させたが、これに限定されず、調光の周期に合わせて周波信号の周期を決めればよい。ただし、調光周期は周波信号の周期の整数倍と一致する。図８に周波信号の一例を示す。図８Ａに示すような１水平周期毎に第１電位から第２電位へ変化するような周波信号や、図８Ｂに示すような１水平周期内に複数の繰り返しパターンを有する周波信号や、図８Ｃに示すような台形状波形の周波信号であってもよい。図８Ａや図８Ｂのように、周波信号を調光周期の開始から終了に向けてある高電位からある低電位へ連続的に変化するような波形とすることにより、発光期間の開始タイミングを調光周期のタイミングと合わせることが可能となり、信号制御が容易となる。
コンパレータ２７は増幅後の信号Ｖｅ’と周波信号とを比較してほぼ矩形波状の信号（以下、矩形波信号という）を発生し、インバータ２８はその矩形波信号に対して反転などの変換を行う。調光回路４は、この矩形波信号を全て出力制御用スイッチＳＷ２の制御端子（ここではゲート）に供給し、出力制御用スイッチＳＷ２の導通／非導通を制御する。
上記の表示装置１では、例えば、以下に説明するように表示を行う。
書き込み期間では、走査信号線１３から或る画素１１の選択用スイッチＳＷ１に供給する走査信号によって選択用スイッチＳＷ１を導通状態とし、映像信号線１５から駆動用トランジスタＴｒのゲートに映像信号を供給する。書き込み期間は、選択用スイッチＳＷ１を非導通状態とすることにより終了する。
書き込み期間に続く発光期間では、キャパシタＣは、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧をほぼ一定に維持する。これにより、出力制御用スイッチＳＷ２が導通状態にある限り、有機ＥＬ素子２０には映像信号に対応した電流が流れ続ける。発光期間は、次の書き込み期間が始まるまで続く。
上記の表示装置１では、このような方法で表示を行うに際し、例えば、以下に説明するような調光を行うことができる。
図２は、電流ΣＤＩＤＤと信号Ｖｅ，Ｖｅ’との関係の一例を示すグラフである。図中、横軸は電流ΣＤＩＤＤを示しており、縦軸は電圧を示している。また、図３Ａ及び図３Ｂは、信号Ｖｅ’と調光回路４が出力する矩形波信号との関係の例を示すグラフである。図中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。なお、図３Ａ及び図３Ｂは、周波信号発生部２６が三角波状の周波信号Ａを発生する場合を想定して描いている。
図１に示す表示装置１では、図２に示すように、信号Ｖｅ，Ｖｅ’は電流ΣＤＩＤＤに比例する。したがって、画面に高階調表示部が占める面積比が高い場合には、電流ΣＤＩＤＤは大きくなるので信号Ｖｅ’も大きくなる。
信号Ｖｅ’が大きい場合、信号Ｖｅ’と周波信号Ａとは、例えば、図３Ａに示す関係を有する。このような関係のもとでは、コンパレータ２７が信号Ｖｅ’と周波信号Ａとの大小を比較することにより発生する矩形波信号Ｂ、及び、インバータ２８が矩形波信号Ｂを変換することにより発生する矩形波信号Ｃは、それぞれ、図３Ａに示す波形となる。すなわち、出力制御用スイッチＳＷ２を導通状態としている時間Ｔ１はより短くなり、出力制御用スイッチＳＷ２を非導通状態としている時間Ｔ２はより長くなる。
他方、画面に低階調表示部が占める面積比が高い場合には、電流ΣＤＩＤＤは小さくなるので信号Ｖｅ’も小さくなる。信号Ｖｅ’が小さい場合、信号Ｖｅ’と周波信号Ａとは、例えば、図３Ｂに示す関係を有する。このような関係のもとでは、矩形波信号Ｂ及び矩形波信号Ｃは、それぞれ、図３Ｂに示す波形となる。すなわち、出力制御用スイッチＳＷ２を導通状態としている時間Ｔ１はより長くなり、出力制御用スイッチＳＷ２を非導通状態としている時間Ｔ２はより短くなる。
以上の調光を行うと、以下に説明するように、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源への負担が低減されるとともに、視認性に優れた表示が可能となる。
図４は、図３Ａ及び図３Ｂに示す調光を行った場合に実現され得る輝度及び消費電力の一例を示すグラフである。図中、横軸は画面全体の面積Ｓに対する最高階調表示部の面積Ｓ１の比Ｓ１／Ｓを示し、縦軸は電流ΣＤＩＤＤ及び最高階調表示部を構成している各画素１１の輝度Ｌを示している。
図４において、破線５１ａ乃至５１ｃは輝度Ｌに関するデータを示し、実線５２ａ乃至５２ｃは電流ΣＤＩＤＤに関するデータを示している。具体的には、破線５１ａ及び実線５２ａで示すデータは、図３Ａ及び図３Ｂに示す調光を行った場合に得られたものである。また、破線５１ｂ及び実線５２ｂで示すデータは、出力制御用スイッチＳＷ２を導通状態としている時間Ｔ１に対する出力制御用スイッチＳＷ２を非導通状態としている時間Ｔ２の比Ｔ２／Ｔ１を面積比Ｓ１／Ｓの大小に拘らずゼロとした場合，すなわち出力制御用スイッチＳＷ２を常に導通状態とした場合，に得られたものである。さらに、破線５１ｃ及び実線５２ｃで示すデータは、比Ｔ２／Ｔ１を面積比Ｓ１／Ｓの大小に拘らず０．５とした場合に得られたものである。
図４に破線５１ｂ及び実線５２ｂで示すように、出力制御用スイッチＳＷ２を常に導通状態とすると、最高階調表示部を構成している個々の画素１１の輝度Ｌは面積比Ｓ１／Ｓに依存せず且つ十分に高い。そのため、面積比Ｓ１／Ｓが小さい場合であっても、視認性に優れた表示が可能である。しかしながら、この方法では、面積比Ｓ１／Ｓを大きくすると、電流ΣＤＩＤＤが著しく大きくなり、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源に大きな負担がかかる。
また、破線５１ｃ及び実線５２ｃで示すように、比Ｔ２／Ｔ１を面積比Ｓ１／Ｓの大小に拘らず０．５とすると、面積比Ｓ１／Ｓを大きくしても電流ΣＤＩＤＤが著しく大きくなることはない。したがって、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源への負担が軽減される。しかしながら、この方法では、出力制御用スイッチＳＷ２を常に導通状態とする方法に比べ、最高階調表示部を構成している各画素１１の輝度Ｌがほぼ半減する。そのため、面積比Ｓ１／Ｓが小さい場合に、視認性に優れた表示を行うことができない。
これに対し、破線５１ａ及び実線５２ａで示すように図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明した調光を行うと、表示部を構成している各画素１１の輝度Ｌは、面積比Ｓ１／Ｓの増加に応じて低下する。そのため、面積比Ｓ１／Ｓを大きくしても電流ΣＤＩＤＤが著しく大きくなることはなく、出力制御用スイッチＳＷ２を常に導通状態とする方法に比べ、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源への負担が軽減される。また、表示部を構成している各画素１１の輝度Ｌは面積比Ｓ１／Ｓの減少に応じて高まるので、面積比Ｓ１／Ｓが小さい場合であっても、視認性に優れた表示が可能である。
このように、本実施形態によると、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源への負担を低減すること及び視認性に優れた表示を行うことの双方が可能となる。
こうして、各画素を流れる電流の合計値ΣＤＩＤＤに応じて、全画素共通に調光を行うことができる。しかも常に画素へのフィードバックをかけるので、表示品位が良好で、低消費電力駆動が可能となる。また、有機ＥＬ素子の発熱を効果的に低減することができる。
つまり、１画面分の表示状態を検出し、次のフレームの調光に利用するのではなく、１フレームの途中、つまり１画面の書き込みの途中で複数回の調光を行う。これにより、徐々に調光を行うことができるので、表示状態が一新するような場合、例えば全画面黒表示から全画面白表示を行うような場合でも、表示状態に応じた調光設定をより忠実に行うことができる。また、明るさの急激な変化による視認不良を抑制することができる。
また、連続的に変化する周波信号と表示状態検出回路の検出結果とを比較して制御するため、調光の輝度レベルは予め決められた段階的な制御だけではなく、あらゆるレベルの輝度に調整することができる。
上記したように本発明の基本的概念を構成する要件は、以下のように述べることができる。（ａ）表示画面２には、互いに対向した一対の電極間に配置され、流れる電流量に応じて光学特性が変化する光学層とを含む表示素子２０、及び前記表示素子に映像信号に応じた量の電流を供給する駆動回路（Ｔｒ，Ｃ、ＳＷ１）とをそれぞれ備えた複数の画素１１が配列されている。（ｂ）表示状態検出回路３は、表示画面２の表示状態を１フレーム期間内に２回以上検出する。（ｃ）そして、調光回路４は、電源から表示素子への電力の供給／非供給を周期的に及び複数の画素に対して同時に切替え可能であり、且つ各周期内での電力供給時間に対する電力非供給時間の比を前記表示状態検出回路３からの出力に応じて変化させ、かつ、１フレーム期間内に２回以上調光制御を行うよう出力制御用スイッチへ制御パルスを供給する。
即ち、複数の有機ＥＬ素子２０に流れる総電流値を検出するステップと、少なくとも１垂直期間よりも短い周期の周波信号と総電流値の検出結果とを比較するステップと、比較結果に基づく制御パルス（つまり矩形波信号）により、全画素同時に出力制御用スイッチの導通・非導通制御する。すなわち、前記総電流値に応じて前記制御パルスのパルスデューティーを可変するステップとを有するのである。
またこの発明では、調光回路４の実施形態としては、種々の形態が可能である。上記の実施形態では、電圧検出回路３は、複数の表示素子に流れる総電流値を検出電圧に変換して出力している。調光回路４は、前記検出電圧を増幅する増幅器２５と、この増幅器２５の出力のレベルと基準電位を有したレベル比較信号とを比較し、レベル差に応じて前記制御パルスのデューティーを可変する比較器２７とを有する。しかし、前記検出電圧に応じて、パルスデューティーを可変する方法としては、各種の方式が可能である。例えば、プログラマブルカウンタのプリセット値として上記検出電圧の変換値を用い、プログラマブルカウンタのセット、リセット出力をパルス幅変換出力（制御パルス）として用いてもよい。
また、制御パルスは、１垂直期間よりも短い周期である。これにより、リアルタイムによる制御が可能となる。つまり、例えば、制御パルスの周期が、１水平期間、又は２水平期間、又は３水平周期に設定されていると、１ライン分、又は２ライン分、又は３ライン分の各データが書き換えられたときに、これに追従して全体の調光が行われることになる。勿論、制御パルスの周期は、１水平期間よりも短い周期、例えば１／２水平周期、或は１／３水平周期であってもよい。または、１／２垂直周期、１／３垂直周期、１／４垂直周期であってもよい。また制御パルスの周期を絵柄に応じて切り替えるような機能を付加してもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。図５に示す表示装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置であり、有機ＥＬパネル２と、表示状態検出回路３と、調光回路４とを備えている。この有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬパネル２の画素１１の構造、特に駆動回路の構造が異なっていること以外は、図１に示す有機ＥＬ表示装置１とほぼ同様の構造を有している。
有機ＥＬパネル２は基板１０を備えており、基板１０上には画素１１がマトリクス状に配置されている。基板１０上には、さらに、走査信号線ドライバ１２に接続された走査信号線１３及び制御線１７、１８と、映像信号線ドライバ１４に接続された映像信号線１５とが互いに交差するように配置されている。
画素１１は、駆動用トランジスタＴｒと、キャパシタＣ１，Ｃ２と、選択用スイッチＳＷ１と、出力制御用スイッチＳＷ２と、補正用スイッチＳＷ３、ＳＷ４と、有機ＥＬ素子２０とで構成されている。これらのうち、駆動用トランジスタＴｒとキャパシタＣ１，Ｃ２と選択用スイッチＳＷ１と補正用スイッチＳＷ３、ＳＷ４とは駆動回路を構成している。なお、ここでは、一例として、駆動用トランジスタＴｒ、出力制御用スイッチＳＷ２及び補正用スイッチＳＷ３、ＳＷ４はｐチャネルトランジスタであり、選択用スイッチＳＷ１はｎチャネルトランジスタであることとする。
上記の表示装置１では、例えば、以下に説明するように表示を行う。
書き込み期間では、補正用スイッチＳＷ４が非導通状態となった後、まず、補正用スイッチＳＷ３を導通状態にして、駆動用トランジスタＴｒのソース−ドレイン間に電流が流れなくなるまでキャパシタＣ１，Ｃ２に電荷を供給する。この状態では、駆動用トランジスタＴｒのドレイン−ゲート間は接続されているので、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧はその閾値と等しくなる。なお、この間、走査信号線ドライバ１２から走査信号線１３に走査信号を供給して選択用スイッチＳＷ１を導通状態とするとともに、映像信号線ドライバ１４から映像信号線１５にリセット信号を供給しておく。
以上の動作を終了したのち、補正用スイッチＳＷ３を非導通状態とするとともに、映像信号線ドライバ１４から映像信号線１５に映像信号を供給する。これにより、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧は、その閾値から映像信号とリセット信号との差分だけ変動する。その後、選択用スイッチＳＷ１を非導通状態とすることにより、書き込み期間は終了する。
発光期間では、キャパシタＣ１は、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧をほぼ一定に維持する。これにより、出力制御用スイッチＳＷ２が導通状態にある限り、有機ＥＬ素子２０には映像信号とリセット信号との差分に対応した電流が流れ続ける。発光期間は、次の書き込み期間が始まるまで続く。
このような方法で表示を行うと、駆動電流ＤＩＤＤに駆動用トランジスタＴｒの閾値Ｖｔｈが与える影響を排除することができる。したがって、画素１１間で駆動用トランジスタＴｒの閾値がばらついていたとしても、そのようなばらつきが駆動電流ＤＩＤＤに与える影響を最小とすることができる。
また、本実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様の調光を行うことができる。したがって、本実施形態によると、有機ＥＬ素子２０に電力を供給する電源への負担を低減すること及び視認性に優れた表示を行うことの双方が可能となる。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。図６に示す表示装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置であり、有機ＥＬパネル２と、表示状態検出回路３と、調光回路４とを備えている。この有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬパネル２の画素１１の構造が異なっていること以外は、図５に示す有機ＥＬ表示装置１とほぼ同様の構造を有している。つまり、本実施形態の画素１１では、出力制御用スイッチＳＷ２が上述の補正用スイッチＳＷ４の機能も有し、出力制御用スイッチＳＷ２の制御は、各画素行に対応して非表示領域に配置されたＯＲ論理回路１９を介して行われる。
有機ＥＬパネル２は基板１０を備えており、基板１０上には画素１１がマトリクス状に配置されている。基板１０上には、さらに、走査信号線ドライバ１２に接続された走査信号線１３及び制御線１７と、映像信号線ドライバ１４に接続された映像信号線１５とが互いに交差するように配置されている。
画素１１は、駆動用トランジスタＴｒと、キャパシタＣ１，Ｃ２と、選択用スイッチＳＷ１と、出力制御用スイッチＳＷ２と、補正用スイッチＳＷ３と、有機ＥＬ素子２０とで構成されている。これらのうち、駆動用トランジスタＴｒとキャパシタＣ１，Ｃ２と選択用スイッチＳＷ１と出力制御用スイッチＳＷ２と補正用スイッチＳＷ３とは駆動回路を構成している。なお、ここでは、一例として、駆動用トランジスタＴｒ、出力制御用スイッチＳＷ２及び補正用スイッチＳＷ３はｐチャネルトランジスタであり、選択用スイッチＳＷ１はｎチャネルトランジスタであることとする。
また、ＯＲ論理回路１９は各画素行に応じて配置され、２入力端子はそれぞれ走査信号線ドライバ１２の制御信号ＢＣＴ１出力端子（制御配線１８）および調光回路４の出力端子に接続される。またＯＲ論理回路１９の出力端子は、対応画素行の出力制御用スイッチＳＷ２の制御端子（ゲート）に接続する。こうして、ＯＲ論理回路１９は、制御信号ＢＣＴ１および調光回路４の出力（矩形波信号）の論理和を制御信号ＢＣＴ２として各出力制御用スイッチＳＷ２の導通／非道通制御を行う。
上記の表示装置１では、例えば、以下に説明するように表示を行う。
書き込み期間では、まず出力制御用スイッチＳＷ２が調光回路の出力によらずに非導通状態となるよう、走査信号線ドライバ１２よりＨｉｇｈレベルの制御信号ＢＣＴ１が出力される。この状態を維持したまま、補正用スイッチＳＷ３を導通状態にして、駆動用トランジスタＴｒのソース−ドレイン間に電流が流れなくなるまでキャパシタＣ１，Ｃ２に電荷を供給する。この状態では、駆動用トランジスタＴｒのドレイン−ゲート間は接続されているので、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧はその閾値と等しくなる。なお、この間、走査信号線ドライバ１２から走査信号線１３に走査信号を供給して選択用スイッチＳＷ１を導通状態とするとともに、映像信号線ドライバ１４から映像信号線１５にリセット信号を供給しておく。
以上の動作を終了したのち、補正用スイッチＳＷ３を非導通状態とするとともに、映像信号線ドライバ１４から映像信号線１５に映像信号を供給する。これにより、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧は、その閾値から映像信号とリセット信号との差分だけ変動する。その後、選択用スイッチＳＷ１を非導通状態とすることにより、書き込み期間は終了する。
発光期間では、キャパシタＣ１は、駆動用トランジスタＴｒのゲート−ソース間電圧をほぼ一定に保持する。また、この期間ではＬｏｗレベルの制御信号ＢＣＴ１が出力され、出力制御用スイッチＳＷ２の制御は調光回路４からの出力である矩形波制御信号により制御されることになる。これにより、出力制御用スイッチＳＷ２が導通状態にある限り、有機ＥＬ素子２０には映像信号とリセット信号との差分に対応した電流が流れ続ける。発光期間は、次の書き込み期間が始まるまで続く。
このようにして、第２の実施形態と同様の効果に加え、各画素内での素子占有面積を低減することが可能となる。
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第４の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。図７に示す表示装置１は、例えば有機ＥＬ表示装置であり、有機ＥＬパネル２と、表示状態検出回路３と、調光回路４とを備えている。この有機ＥＬ表示装置１は、出力制御用スイッチＳＷ２の接続状態が異なっていること以外は、図１に示す有機ＥＬ表示装置１とほぼ同様の構造を有している。つまり、本実施形態では、出力制御用スイッチＳＷ２を各画素に設けるのではなく、複数の画素に共通に設けられる。尚、図７では全画素共通に設けられる場合について図示している。本発明の基本的考え方は、表示状態に応じて有機ＥＬ素子２０全体の発光期間を制御するのであるから、図７のように、１つのスイッチＳＷ２を電源から表示素子への電力供給経路上に設けても実現できる。
ここでは、陰極側の電源端子ＤＶＳＳと表示素子との間に出力制御用スイッチを配置しており、出力制御用スイッチは例えばｐチャネルトランジスタである。
このように複数の画素に共通の出力制御用スイッチを配置することは、素子密度が低減し素子アレイ基板の設計上有利である。
出力制御用スイッチＳＷ２は、アレイ基板内に組み込むことが考えられる。しかしながら、仮に、基板内にスイッチを組み込むと、基板周縁（額縁）の面積が大きくなる、またスイッチのオン抵抗が大きく消費電力が増えるという不具合が生じる。この不具合を避けるためには、出力制御用スイッチＳＷ２は、基板の外部に設けるほうが現実的である。
第１乃至第４の実施形態において、画素１１の駆動回路等は、図１、図５、図６及び図７に示す構成に限られず、様々な構成をとり得る。例えば、電圧信号駆動方式の代わりに、カレントミラー型やカレントコピー型の電流信号駆動方式を利用可能としてもよい。
上記の実施の形態によると、２次元配列された複数の画素部の構成要素である複数の表示素子と、前記複数の表示素子の各電流路に直列接続された複数のスイッチとを有する。そして、複数の表示素子に流れる総電流値を検出する電流検出回路と、前記複数のスイッチを、少なくとも１垂直期間よりも短い周期の制御パルスにより、同時に導通・非導通制御し、且つ、前記総電流値に応じて前記制御パルスのパルスデューティーを可変する調光回路とを備える。
上記の第１乃至第４の実施形態では、信号Ｖｅ’が電流ΣＤＩＤＤに比例するように調光回路４を構成したが、調光回路４は、信号Ｖｅ’が電流ΣＤＩＤＤに比例するように対数変換するものであってもよい。また、信号増幅部２５の抵抗をサーミスタに置き換えて、温度補償を行ってもよい。
また、図３Ａ及び図３Ｂに示す調光を行う場合、信号Ｖｅ’の最大値が周波信号Ａの最大値よりも小さく且つ周波信号Ａの最小値よりも大きくなるように各種設定を行う。この際、信号Ｖｅ’の最小値は、周波信号Ａの最小値よりも大きくてもよく、周波信号Ａの最小値と等しくてもよく、周波信号Ａの最小値よりも小さくてもよい。
さらに、第１乃至第４の実施形態では有機ＥＬ表示装置１を例示したが、表示素子が一対の電極とそれらの間に流れる電流の大きさに応じて光学特性が変化する光学層とを含むものであれば、先に説明した効果は他の表示装置でも得ることができる。例えば、先の効果は、発光ダイオード表示装置や電界放出表示装置などでも得ることができる。
以上説明したように、本発明によると、表示素子に電力を供給する電源への負担が低減され且つ視認性に優れた表示が可能な表示装置が提供される。

本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、発光ダイオード表示装置、電界放出表示装置などに適用されて有効である。

Claims (13)

1. 互いに対向した一対の電極間に配置され、流れる電流量に応じて光学特性が変化する光学層を含む表示素子、及び前記表示素子に映像信号に応じた量の電流を供給する駆動回路をそれぞれ備えた複数の画素が配列された表示画面と、
   前記表示画面の表示状態を１フレーム期間内に２回以上検出する表示状態検出回路と、
   前記駆動回路から前記表示素子への電流供給時間を前記表示状態検出回路からの出力に応じて変化させ、かつ、１フレーム期間内に２回以上調光制御を行う調光回路と、
   を有した表示装置。
2. 前記表示素子は、発光層を含んだ有機物層を有する有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示状態検出回路は、前記複数の画素の各表示素子に流れる電流の総電流値を検出電圧に変換して出力する回路であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. 前記調光回路は、時間に対して連続的に変化し、かつ所定周期で繰り返す周波信号と、前記表示状態検出回路からの出力結果とを比較し、前記電流供給期間を制御する制御パルスを出力することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
5. 前記周波信号の周期は、１／２垂直周期以内に設定されていることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 前記表示装置は、前記一対の電極のそれぞれに所定の電位を供給する一対の電源端子と、前記表示素子および前記一対の電源端子の一方との間に接続されるスイッチを含み、前記調光回路から出力される制御パルスは前記スイッチの制御電極に供給されることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
7. 前記スイッチは、前記複数の画素のそれぞれに配置されることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
8. 前記複数の画素は、それぞれが、入力される映像信号に応じた駆動電流を出力する駆動用トランジスタを含み、前記スイッチは、この駆動用トランジスタのドレインと前記表示素子との間に直列接続されることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
9. 前記スイッチは、前記画素の複数に共通に設けられることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
10. 前記スイッチは、前記画素と前記電源端子との間に接続されることを特徴とする請求項９記載の表示装置。
11. 前記一対の電極の一方は各画素共通に連続して配置されることを特徴とする請求項１０記載の表示装置。
12. 調光回路は、前記総電流値が大きくなったときは、前記複数の表示素子の導通期間が短くなり、前記総電流値が小さくなったときは、前記複数の表示素子の導通期間が長くなるように、前記制御パルスのパルスデューティーを可変することを特徴とする請求項４記載の表示装置。
13. 互いに対向した一対の電極間に配置され、流れる電流量に応じて光学特性が変化する光学層とを含む表示素子、及び前記表示素子に映像信号に応じた量の電流を供給する駆動回路とをそれぞれ備えた複数の画素が配列された表示画面とを有した表示装置の制御方法において、
    前記表示画面の表示状態を１フレーム期間内に２回以上検出するステップと、
    前記駆動回路から前記表示素子への電流供給時間を前記表示状態検出回路からの出力に応じて変化させ、かつ、１フレーム期間内に２回以上調光制御を行うステップと、
    を有した表示装置の制御方法。

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