アクティブマトリクス型表示装置およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
【課題】配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】複数の画素部は、表示素子１６をそれぞれ含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置されている。複数の走査信号線と、複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）と、各映像信号線に映像信号電流を供給する信号線駆動回路１５とが設けられている。信号線駆動回路は、１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、第１期間では高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、第２期間では低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、画素部に映像信号を書き込む。
【解決手段】複数の画素部は、表示素子１６をそれぞれ含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置されている。複数の走査信号線と、複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）と、各映像信号線に映像信号電流を供給する信号線駆動回路１５とが設けられている。信号線駆動回路は、１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、第１期間では高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、第２期間では低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、画素部に映像信号を書き込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス型表示装置に関し、特に電流信号にて信号書き込みを行なうアクティブマトリクス型表示装置およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量、低消費電力の特徴を活かして、液晶表示装置に代表される平面表示装置の需要が急速に伸びている。中でも、オン画素とオフ画素とを電気的に分離し、かつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチを各画素に設けたアクティブマトリクス型表示装置は、隣接画素間でのクロストークのない良好な表示品位が得られることから、携帯情報機器を始め、種々のディスプレイに利用されている。
【０００３】
このような平面型のアクティブマトリクス型表示装置として、自己発光素子を用いた有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置が注目され、盛んに研究開発が行われている。有機ＥＬ表示装置は、薄型軽量化の妨げとなるバックライトを必要とせず、高速な応答性から動画再生に適し、さらに低温で輝度低下しないために寒冷地でも使用できるという特徴を備えている。
【０００４】
有機ＥＬ表示装置はマトリクス状に設けられた複数の画素を備え、各画素は、表示素子としての有機ＥＬ素子と、表示素子へ駆動電流を供給する画素回路とを含んでいる。そして、有機ＥＬ表示装置は、表示素子の発光輝度を制御することにより表示動作を行なう。画素回路は、例えば、有機ＥＬ素子に直列に接続された駆動トランジスタおよび出力スイッチ、駆動トランジスタのゲート−ドレイン間に接続され映像信号に応じたゲート電位を保持するダイオード接続スイッチ等を備えている。これらの駆動トランジスタ、出力スイッチ、ダイオード接続スイッチは、例えば、薄膜トランジスタにより構成されている。このような有機ＥＬ表示装置として、電流信号により画素回路へ画像情報を供給する方式が知られている（例えば、特許文献１）。
そして、上記特許文献１には、ＥＬに流す電流値のＮ倍の電流を書き込み、発光時間を１／Ｎとすることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２２３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように構成された表示装置によれば、映像信号を所望値のＮ倍とし、表示素子への電流供給時間を１／Ｎとすることにより、所望の駆動電流を表示素子へ供給することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記表示装置では、一律に駆動電流のＮ倍の電流を映像信号として供給するため、高階調表示の場合にも対応できるようデータ線駆動回路の能力を大きくする必要があり、製造コスト増大の要因となる。また、不所望な電力消費が発生する。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、この発明の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置は、それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配設された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間では前記高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記第２期間では前記低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記画素部に映像信号を書き込む信号線駆動回路と、を備えている。
【０００９】
この発明の他の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記映像信号線に映像信号を供給する信号線駆動回路と、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
１フレームを高階調表示の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調表示の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間において、前記高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を前記高階調の画素部に供給して書込み、前記第２期間において、低階調に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を前記低階調の表示画素に供給して書き込むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態として、有機ＥＬ表示装置を例にとり詳細に説明する。
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、例えば、１０型以上の大型アクティブマトリクス型表示装置として構成され、有機ＥＬパネル１０および有機ＥＬパネル１０を制御するコントローラ１２を備えている。
【００１２】
有機ＥＬパネル１０は、ガラス板等の絶縁基板８上にマトリクス状に配列され表示領域１１を構成したｍ×ｎ個の表示画素ＰＸ、表示画素の行毎に接続されているとともにそれぞれ独立してｍ本ずつ設けられた第１走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）および第２走査線Ｓｇｂ（１〜ｍ）、表示画素ＰＸの列毎にそれぞれ接続されたｎ本の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）、第１、第２走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）、Ｓｇｂ（１〜ｍ）を表示画素の行毎に順次駆動する走査線駆動回路（ＹＤＲ）１４、および複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）を駆動する信号線駆動回路（ＸＤＲ）１５を備えている。走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５は、表示領域１１の外側で絶縁基板８上に一体的に形成されている。
【００１３】
画素部として機能する各表示画素ＰＸは、対向電極間に光活性層を備えた表示素子と、この表示素子に駆動電流を供給する画素回路１８とを含んでいる。表示素子は、例えば自己発光素子であり、本実施形態では、光活性層として少なくとも有機発光層を備えた有機ＥＬ素子１６を用いている。
【００１４】
図２に表示画素ＰＸの等価回路を示す。画素回路１８は電流信号からなる映像信号に応じて有機ＥＬ素子１６の発光を制御する電流駆動方式の画素回路であり、画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、出力スイッチ２６、および保持容量Ｃｓを備えている。画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、出力スイッチ２６は、ここでは同一導電型、例えばＰチャネル型の薄膜トランジスタにより構成されている。本実施形態において、画素回路１８を構成する薄膜トランジスタは全て同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。
【００１５】
駆動トランジスタ２２、出力スイッチ２６、および有機ＥＬ素子１６は、電圧電源線Ｖｄｄと基準電圧電源線Ｖｓｓとの間でこの順で直列に接続されている。基準電圧電源線Ｖｓｓおよび電圧電源線Ｖｄｄは、例えば、−９Ｖおよび＋６Ｖの電位にそれぞれ設定される。駆動トランジスタ２２は、その第１端子、ここではソースが電圧電源線Ｖｄｄに接続されている。有機ＥＬ素子１６は、一方の電極、ここではカソードが基準電圧電源線Ｖｓｓに接続されている。出力スイッチ２６は、そのソースが駆動トランジスタ２２の第２端子、ここではドレインに接続されている。出力スイッチ２６は、そのドレインが有機ＥＬ素子１６のアノードに接続され、更に、ゲートが第２走査線Ｓｇｂに接続されている。
【００１６】
駆動トランジスタ２２は、映像信号に応じた電流量の発光電流を有機ＥＬ素子１６に出力する。出力スイッチ２６は、第２走査線Ｓｇｂからの制御信号Ｓｂ（１〜ｍ）によりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御され、駆動トランジスタ２２と有機ＥＬ素子１６との接続、非接続を制御する。
【００１７】
保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタ２２の第１端子、制御端子間、ここではソース、ゲート間に接続され、映像信号により決定される駆動トランジスタ２２のゲート制御電位を保持する。画素スイッチ２０は、対応する映像信号線Ｘ（１〜ｎ）と駆動トランジスタ２２のドレインとの間に接続され、そのゲートは第１走査線Ｓｇａに接続されている。画素スイッチ２０は、第１走査線Ｓｇａから供給される制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応答して対応の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）から階調電流としての信号配線電流を取り込む。
【００１８】
第１スイッチ２４は、駆動トランジスタ２２のドレイン、ゲート間に接続され、そのゲートが第１走査線Ｓｇａに接続されている。第１スイッチ２４は、第１走査線Ｓｇａからの制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応じてオン、オフ制御され、駆動トランジスタ２２のゲート、ドレイン間の接続、非接続を制御するとともに、保持容量Ｃｓからの電流リークを規制する。
【００１９】
図１および図３に示すように、信号線駆動回路１５は、それぞれ映像信号線Ｘ（１〜ｎ）の一端部に接続された複数の駆動部ＣｉｒＸ（１〜ｎ）を有している。各駆動部ＣｉｒＸ（１〜ｎ）は、電流源ＣＵＲおよび電圧源ＶＯＬ、それぞれトランジスタで形成された一対のスイッチＰｘａ、Ｐｘｂ、および３つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂ、Ｉｎｖｃを含んでいる。後述するように、電流源ＣＵＲは、階調に応じた映像信号電流を表示画素ＰＸに供給する。その際、供給される映像信号電流は、階調に応じ、発光電流値に対して所定の比率に設定される。また、電圧源ＶＯＬは、表示画素ＰＸに対して、黒表示に相当する映像信号電圧を供給する。
【００２０】
電流源ＣＵＲと電圧源ＶＯＬとは並列に接続されている。すなわち、電流源ＣＵＲはスイッチＰｘａを介して映像信号線Ｘに接続され、電圧源ＶＯＬはスイッチＰｘｂを介して映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘａは、そのソースが電流源ＣＵＲに接続され、ドレインが映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘａのゲートは、２つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂを介して、信号線駆動回路１５より供給される階調判定信号ＡＳＷ（１〜ｍ）に基づき制御される。従って、スイッチＰｘａのゲートには、階調判定信号ＡＳＷと同一極性の信号が供給される。そして、スイッチＰｘａをオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御することにより、映像信号線Ｘに対する電流源ＣＵＲの接続、非接続が制御される。
【００２１】
スイッチＰｘｂは、そのソースが電圧源ＶＯＬに接続され、ドレインが映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘｂのゲートは、３つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂ、Ｉｎｖｃを介して、信号線駆動回路１５より供給される階調判定信号ＡＳＷ（１〜ｍ）に基づき制御される。そのため、スイッチＰｘａのゲートには、階調判定信号ＡＳＷと逆極性の信号が供給される。そして、スイッチＰｘｂをオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御することにより、映像信号線Ｘに対する電圧源ＶＯＬの接続、非接続が制御される。
【００２２】
スイッチＰｘａ、Ｐｘｂは、例えば、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタにより形成されている。本実施形態において、スイッチＰｘａ、Ｐｘｂは、画素回路１８を構成する薄膜トランジスタと同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタとして構成されている。
【００２３】
図１に示すコントローラ１２は、有機ＥＬパネル１０の外部に配置されたプリント回路基板上に形成され、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５を制御する。コントローラ１２は外部から供給されるデジタル映像信号および同期信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、および水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号を同期信号に基づいて発生する。コントローラ１２は、これら垂直走査制御信号および水平走査制御信号をそれぞれ走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５に供給すると共に、水平および垂直走査タイミングに同期してデジタル映像信号を信号線駆動回路１５に供給する。また、コントローラ１２は、デジタル映像信号の情報に基づき、表示階調が後述する高階調表示であるか低階調表示であるかを判定し、信号線駆動回路１５に階調判定信号ＡＳＷを出力する。
【００２４】
信号線駆動回路１５は水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られる映像信号をアナログ形式に変換して映像信号電流とし、複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）に並列的に供給する。走査線駆動回路１４ａ、１４ｂは、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される水平走査スタートパルスを順次次段に転送し、出力バッファを介して各行の表示画素ＰＸに２種類の制御信号、すなわち、制御信号Ｓａ（１〜ｍ）、Ｓｂ（１〜ｍ）を供給する。これにより、各第１、第２走査線Ｓｇａ、Ｓｇｂは、互いに異なる１水平走査期間において、それぞれ制御信号Ｓａ、制御信号Ｓｂにより駆動される。
【００２５】
図４に走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５内の信号のタイミングチャートを示す。走査線駆動回路１４は、例えば、スタート信号（Ｓｔａｒｔ ａ）とクロックａ（Ｃｌｋ ａ）とから各水平走査期間に対応した１水平走査期間の幅（Ｔｗ−Ｓｔａｒｔａ）のパルスを生成するシフトレジスタ等を備えている。走査線駆動回路１４は、生成したパルスとクロックｂ（Ｃｌｋ ｂ）とから制御信号Ｓｇａを生成し出力するとともに、生成したパルスから制御信号Ｓｇｂを生成し出力する。
【００２６】
有機ＥＬ表示装置において、画素回路１８の動作は、映像信号書込み動作および発光動作に分けられる。図２に示すように、走査線駆動回路１４は、例えば、１行目の表示画素ＰＸの画素スイッチ２０および第１スイッチ２４をオン状態とするレベル（オン電位）、ここではローレベルの制御信号Ｓａ１を出力する。また、走査線駆動回路１４は、出力スイッチ２６をオフ状態とするレベル（オフ電位）、ここではハイレベルの制御信号Ｓｂ１を出力する。これにより、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオン（導通状態）、出力スイッチ２６がオフ（非導通状態）に切換えられ、映像信号書込み動作が開始される。
【００２７】
映像信号書込み期間において、信号線駆動回路１５から対応する映像信号線Ｘ１に階調に応じた映像信号電流ＩＡが供給され、画素スイッチ２０を通して選択された表示画素ＰＸに供給される。表示画素ＰＸにおいて、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４はオン状態にあり、取り込まれた映像信号電流ＩＡは駆動トランジスタ２２に供給され駆動トランジスタ２２を書き込み状態とする。これにより、電圧電源線Ｖｄｄから駆動トランジスタ２２を通して映像信号線Ｘ１に書き込み電流が流れ、映像信号電流ＩＡの電流量に対応した駆動トランジスタ２２のゲート、ソース間電位が保持容量Ｃｓに書き込まれる。
【００２８】
次に、制御信号Ｓａ１がハイレベル（オフ電位）となり、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオフとなる。これにより、映像信号書込み動作が終了する。続いて、制御信号Ｓｂ１がローレベルとなり、出力スイッチ２６がオンとなる。これにより、発光動作が開始する。図５に示すように、発光期間において、駆動トランジスタ２２は、保持容量Ｃｓに書き込まれたゲート制御電圧によりオン状態に維持され、電圧電源線Ｖｄｄから映像信号電流ＩＡに対応した電流量を有機ＥＬ素子１６に供給する。これにより有機ＥＬ素子１６が発光し、発光動作が開始される。有機ＥＬ素子１６は、制御信号Ｓｂ１が再びオフ電位となるまで発光状態を維持する。
【００２９】
図４に示すように、画像表示の１フレーム（垂直周期）は、高階調表示画素を駆動する前半の１垂直周期、つまり、第１期間と、低階調表示画素を駆動する後半の１垂直周期、つまり、第２期間と、に２等分される。本実施形態において、低階調表示は、例えば、１００ｎＡ以下の映像信号電流で表示画素を駆動する表示を示し、高階調表示は、例えば、１００ｎＡよりも大きな映像信号電流で表示画素を駆動する表示を示している。低階調表示と高階調表示との境界となる映像信号電流値は、上記１００ｎＡに限らず、任意に設定可能である。
【００３０】
前半の第１期間において、信号線駆動回路１５は、複数の表示画素Ｐｘの内、高階調の表示画素Ｐｘに高階調表示に対応する電流値の数倍、例えば、２倍の電流値を有した映像信号を供給する。これにより、高階調の表示画素Ｐｘに映像信号が書き込まれる（高階調画素信号書込み期間（１））。この際、信号線駆動回路１５は、高階調表示画素に対応する各駆動部ＣｉｒＸの電流源ＣＵＲから映像信号線Ｘに映像信号を供給する。すなわち、駆動部ＣｉｒＸは、高階調表示画素に対してローレベルの階調判定信号が入力されると、ＩＮＶａ、ＩＮＶｂを介してスイッチＰｘａをオン状態に切換える。それにより、電流源ＣＵＲが映像信号線Ｘに接続され、映像信号電流を映像信号線に供給する。駆動部ＣｉｒＸの他方のスイッチＰｘｂはオフ状態に維持され、電圧源ＶＯＬは映像信号線Ｘに対して非接続状態となっている。
第１期間において、高階調の表示画素Ｐｘへの信号書込みの後、高階調表示画素の発光動作が行われる（高階調画素発光期間（２））。
【００３１】
後半の第２期間において、低階調表示画素に対してローレベルの階調判定信号が入力されると、信号線駆動回路１５は、複数の表示画素Ｐｘの内、低階調の表示画素Ｐｘに低階調表示に対応する電流値のＮ倍、例えば、１０倍の電流値を有した映像信号を供給する。これにより、低階調表示の表示画素Ｐｘに映像信号が書き込まれる（低階調画素信号書込み期間（３））。この際、各駆動部ＣｉｒＸの電流源ＣＵＲから対応する映像信号線Ｘに映像信号が供給される。第２期間において、低階調表示画素Ｐｘへの信号書込みの後、低階調表示画素の発光動作が行われる（低階調画素発光期間（４））。
【００３２】
一方、１フレームの第１期間において、駆動部の電流源ＣＵＲにより映像信号を書き込まれない表示画素Ｐｘ、すなわち、低階調の表示画素Ｐｘには、ハイレベルの階調判定信号が供給され、駆動部ＣｉｒＸの電圧源ＶＯＬから各映像信号線Ｘを通して、表示画素ＰＸを黒表示する映像信号が供給され書き込まれる。これにより、高階調表示を行う第１期間において、低階調表示画素は、書込み終了後、黒表示を行う。
【００３３】
第２期間において、駆動部の電流源ＣＵＲにより映像信号を書き込まれない表示画素Ｐｘ、すなわち、高階調の表示画素Ｐｘには、ハイレベルの階調判定信号が供給され、駆動部ＣｉｒＸの電圧源ＶＯＬから各映像信号線Ｘを通して、表示画素を黒表示する映像信号が供給され書き込まれる。これにより、低階調表示を行う第２期間において、高階調表示画素は、書込み終了後、黒表示を行う。
【００３４】
高階調画素の映像信号書き込み期間（１）の長さ、および低階調画素の映像信号書込み期間（３）の長さは、従来と同様に、クロックｂ（Ｃｌｋ ｂ）の幅で決まり、それぞれ１水平周期よりやや短く設定されている。第１期間において、高階調画素の発光期間（２）の長さおよび低階調画素の黒表示の発光期間の長さは、従来と同様に、前半の１垂直周期と同じに設定されている。第２期間において、低階調画素の発光期間（４）の長さおよび高階調画素の黒表示の発光期間の長さは、後半の１垂直周期の１／５に設定されている。すなわち、低階調画素の発光期間（４）の長さは、表示階調に応じて制御され、本実施形態では、高階調表示画素の映像信号電流値の倍率と、低階調表示画素の映像信号電流値の倍率Ｎとに応じて、１垂直周期の２／Ｎ（＝１／５）に設定されている。
【００３５】
フリッカの発生を防止するため、フレーム周波数を６０Ｈｚとしている。この場合、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５内の信号の周波数はフレーム周波数の２倍、つまり、１２０Ｈｚとしている。
【００３６】
以上のように構成された有機ＥＬ表示装置によれば、表示画素ＰＸを低階調で発光させる場合、階調に対応する電流値よりも所定の倍率、例えば、１０倍だけ大きな電流値を有した映像信号電流を供給することにより、対応する映像信号線の配線容量を十分に充放電することができる。そのため、表示画素ＰＸへ低階調の映像信号を書き込む場合においても、配線容量に影響されることなく、充分にかつ短時間で書き込むことが可能となる。従って、低輝度での表示不良、スジムラ、ざらつき感の視認を解消し、高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００３７】
また、１フレームを第１期間と第２期間とに区分し、第１期間において、高階調の表示画素を通常の２倍の電流値を有した映像信号電流によって駆動し、第２期間において、低階調の表示画素を通常の１０倍の電流値を有した映像信号電流によって駆動している。更に、階調に応じて表示素子の発光時間を制御している。すなわち、高階調の表示画素ＰＸについては、発光期間を第１期間、ここでは１垂直周期とほぼ等しくし、低階調の表示画素ＰＸについては、発光期間を１垂直周期のほぼ１／５としている。そのため、通常の数倍の電流値を有した映像信号電流によって高階調表示画素および低階調表示画素を駆動した場合でも、１フレーム全体における表示輝度を所望の値とすることできる。
【００３８】
表示画素を高階調で発光させる際、通常の２倍の入力信号電流値で良いため、電流源ＣＵＲを含む信号線駆動回路１５の負荷は２倍程度で済み、消費電力の大幅な増加を防止することができる。
【００３９】
高階調の表示画素を駆動する第１期間において、低階調の表示画素を黒表示とし、低階調の表示画素を駆動する第２期間において、高階調の表示画素を黒表示とすることにより、動画表示時における視認性を向上することができる。すなわち、動画表示では、通常、観察者の視覚に生じる網膜残像の影響により、視認性が低下する。しかし、上記のような黒表示を挿入することにより、輝度の離散的な擬似インパルス応答によって視認性を改善することができる。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法が得られる。
【００４１】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４２】
前述した実施形態において、高階調表示画素に供給する映像信号電流の電流値を通常の２倍とし、低階調表示画素に供給する映像信号電流の電流値を通常の１０倍としたが、これらの倍率は前記値に限定されることなく、階調に応じて種々選択可能である。
【００４３】
また、フレーム周波数は６０Ｈｚに限らず、必要に応じて変更可能である。フリッカが発生しない場合は、フレーム周波数を例えば３０Ｈｚとしてもよく、この場合、信号書込み期間を従来と同等の期間とすることができる。これにより、低階調表示における映像信号線の配線容量充放電効果を一層高めることが可能となる。
【００４４】
前述した実施形態では、画素回路を構成する薄膜トランジスタおよび定電流回路の薄膜トランジスタを全て同一の導電型、ここではＰチャネル型で構成する場合について説明したが、これに限定されず、全てをＮチャネル型の薄膜トランジスタで構成することも可能である。また、画素スイッチ、第１スイッチをＮチャネル型の薄膜トランジスタ、駆動トランジスタをＰチャネル型の薄膜トランジスタで構成するなど、画素回路を異なる導電型の薄膜トランジスタを混在して形成することも可能である。
【００４５】
また、薄膜トランジスタの半導体層は、ポリシリコンに限らず、アモルファスシリコンで構成することも可能である。表示画素を構成する自己発光素子は、有機ＥＬ素子に限定されず自己発光可能な様々な表示素子を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、前記有機ＥＬ表示装置の表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図３】図３は、前記有機ＥＬ表示装置の信号線駆動回路の駆動部を示す図。
【図４】図４は、前記有機ＥＬ表示装置の信号線駆動回路および走査線駆動回路の出力信号のタイミングチャート。
【図５】図５は、前記有機ＥＬ表示装置の表示画素の等価回路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
８…絶縁基板、 １０…有機ＥＬパネル、１２…コントローラ、
１４…走査線駆動回路、 １５…信号線駆動回路、 １６…有機ＥＬ素子、
１８…画素回路、 ２０…画素スイッチ、 ２２…駆動トランジスタ、
２４…第１スイッチ、 ２６…出力スイッチ、 ＣＵＲ…電流源、
ＶＯＬ…電圧源、 Ｃｉｒ…駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス型表示装置に関し、特に電流信号にて信号書き込みを行なうアクティブマトリクス型表示装置およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量、低消費電力の特徴を活かして、液晶表示装置に代表される平面表示装置の需要が急速に伸びている。中でも、オン画素とオフ画素とを電気的に分離し、かつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチを各画素に設けたアクティブマトリクス型表示装置は、隣接画素間でのクロストークのない良好な表示品位が得られることから、携帯情報機器を始め、種々のディスプレイに利用されている。
【０００３】
このような平面型のアクティブマトリクス型表示装置として、自己発光素子を用いた有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置が注目され、盛んに研究開発が行われている。有機ＥＬ表示装置は、薄型軽量化の妨げとなるバックライトを必要とせず、高速な応答性から動画再生に適し、さらに低温で輝度低下しないために寒冷地でも使用できるという特徴を備えている。
【０００４】
有機ＥＬ表示装置はマトリクス状に設けられた複数の画素を備え、各画素は、表示素子としての有機ＥＬ素子と、表示素子へ駆動電流を供給する画素回路とを含んでいる。そして、有機ＥＬ表示装置は、表示素子の発光輝度を制御することにより表示動作を行なう。画素回路は、例えば、有機ＥＬ素子に直列に接続された駆動トランジスタおよび出力スイッチ、駆動トランジスタのゲート−ドレイン間に接続され映像信号に応じたゲート電位を保持するダイオード接続スイッチ等を備えている。これらの駆動トランジスタ、出力スイッチ、ダイオード接続スイッチは、例えば、薄膜トランジスタにより構成されている。このような有機ＥＬ表示装置として、電流信号により画素回路へ画像情報を供給する方式が知られている（例えば、特許文献１）。
そして、上記特許文献１には、ＥＬに流す電流値のＮ倍の電流を書き込み、発光時間を１／Ｎとすることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２２３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように構成された表示装置によれば、映像信号を所望値のＮ倍とし、表示素子への電流供給時間を１／Ｎとすることにより、所望の駆動電流を表示素子へ供給することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記表示装置では、一律に駆動電流のＮ倍の電流を映像信号として供給するため、高階調表示の場合にも対応できるようデータ線駆動回路の能力を大きくする必要があり、製造コスト増大の要因となる。また、不所望な電力消費が発生する。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、この発明の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置は、それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配設された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間では前記高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記第２期間では前記低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記画素部に映像信号を書き込む信号線駆動回路と、を備えている。
【０００９】
この発明の他の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記映像信号線に映像信号を供給する信号線駆動回路と、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
１フレームを高階調表示の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調表示の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間において、前記高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を前記高階調の画素部に供給して書込み、前記第２期間において、低階調に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を前記低階調の表示画素に供給して書き込むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態として、有機ＥＬ表示装置を例にとり詳細に説明する。
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、例えば、１０型以上の大型アクティブマトリクス型表示装置として構成され、有機ＥＬパネル１０および有機ＥＬパネル１０を制御するコントローラ１２を備えている。
【００１２】
有機ＥＬパネル１０は、ガラス板等の絶縁基板８上にマトリクス状に配列され表示領域１１を構成したｍ×ｎ個の表示画素ＰＸ、表示画素の行毎に接続されているとともにそれぞれ独立してｍ本ずつ設けられた第１走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）および第２走査線Ｓｇｂ（１〜ｍ）、表示画素ＰＸの列毎にそれぞれ接続されたｎ本の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）、第１、第２走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）、Ｓｇｂ（１〜ｍ）を表示画素の行毎に順次駆動する走査線駆動回路（ＹＤＲ）１４、および複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）を駆動する信号線駆動回路（ＸＤＲ）１５を備えている。走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５は、表示領域１１の外側で絶縁基板８上に一体的に形成されている。
【００１３】
画素部として機能する各表示画素ＰＸは、対向電極間に光活性層を備えた表示素子と、この表示素子に駆動電流を供給する画素回路１８とを含んでいる。表示素子は、例えば自己発光素子であり、本実施形態では、光活性層として少なくとも有機発光層を備えた有機ＥＬ素子１６を用いている。
【００１４】
図２に表示画素ＰＸの等価回路を示す。画素回路１８は電流信号からなる映像信号に応じて有機ＥＬ素子１６の発光を制御する電流駆動方式の画素回路であり、画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、出力スイッチ２６、および保持容量Ｃｓを備えている。画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、出力スイッチ２６は、ここでは同一導電型、例えばＰチャネル型の薄膜トランジスタにより構成されている。本実施形態において、画素回路１８を構成する薄膜トランジスタは全て同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。
【００１５】
駆動トランジスタ２２、出力スイッチ２６、および有機ＥＬ素子１６は、電圧電源線Ｖｄｄと基準電圧電源線Ｖｓｓとの間でこの順で直列に接続されている。基準電圧電源線Ｖｓｓおよび電圧電源線Ｖｄｄは、例えば、−９Ｖおよび＋６Ｖの電位にそれぞれ設定される。駆動トランジスタ２２は、その第１端子、ここではソースが電圧電源線Ｖｄｄに接続されている。有機ＥＬ素子１６は、一方の電極、ここではカソードが基準電圧電源線Ｖｓｓに接続されている。出力スイッチ２６は、そのソースが駆動トランジスタ２２の第２端子、ここではドレインに接続されている。出力スイッチ２６は、そのドレインが有機ＥＬ素子１６のアノードに接続され、更に、ゲートが第２走査線Ｓｇｂに接続されている。
【００１６】
駆動トランジスタ２２は、映像信号に応じた電流量の発光電流を有機ＥＬ素子１６に出力する。出力スイッチ２６は、第２走査線Ｓｇｂからの制御信号Ｓｂ（１〜ｍ）によりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御され、駆動トランジスタ２２と有機ＥＬ素子１６との接続、非接続を制御する。
【００１７】
保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタ２２の第１端子、制御端子間、ここではソース、ゲート間に接続され、映像信号により決定される駆動トランジスタ２２のゲート制御電位を保持する。画素スイッチ２０は、対応する映像信号線Ｘ（１〜ｎ）と駆動トランジスタ２２のドレインとの間に接続され、そのゲートは第１走査線Ｓｇａに接続されている。画素スイッチ２０は、第１走査線Ｓｇａから供給される制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応答して対応の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）から階調電流としての信号配線電流を取り込む。
【００１８】
第１スイッチ２４は、駆動トランジスタ２２のドレイン、ゲート間に接続され、そのゲートが第１走査線Ｓｇａに接続されている。第１スイッチ２４は、第１走査線Ｓｇａからの制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応じてオン、オフ制御され、駆動トランジスタ２２のゲート、ドレイン間の接続、非接続を制御するとともに、保持容量Ｃｓからの電流リークを規制する。
【００１９】
図１および図３に示すように、信号線駆動回路１５は、それぞれ映像信号線Ｘ（１〜ｎ）の一端部に接続された複数の駆動部ＣｉｒＸ（１〜ｎ）を有している。各駆動部ＣｉｒＸ（１〜ｎ）は、電流源ＣＵＲおよび電圧源ＶＯＬ、それぞれトランジスタで形成された一対のスイッチＰｘａ、Ｐｘｂ、および３つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂ、Ｉｎｖｃを含んでいる。後述するように、電流源ＣＵＲは、階調に応じた映像信号電流を表示画素ＰＸに供給する。その際、供給される映像信号電流は、階調に応じ、発光電流値に対して所定の比率に設定される。また、電圧源ＶＯＬは、表示画素ＰＸに対して、黒表示に相当する映像信号電圧を供給する。
【００２０】
電流源ＣＵＲと電圧源ＶＯＬとは並列に接続されている。すなわち、電流源ＣＵＲはスイッチＰｘａを介して映像信号線Ｘに接続され、電圧源ＶＯＬはスイッチＰｘｂを介して映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘａは、そのソースが電流源ＣＵＲに接続され、ドレインが映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘａのゲートは、２つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂを介して、信号線駆動回路１５より供給される階調判定信号ＡＳＷ（１〜ｍ）に基づき制御される。従って、スイッチＰｘａのゲートには、階調判定信号ＡＳＷと同一極性の信号が供給される。そして、スイッチＰｘａをオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御することにより、映像信号線Ｘに対する電流源ＣＵＲの接続、非接続が制御される。
【００２１】
スイッチＰｘｂは、そのソースが電圧源ＶＯＬに接続され、ドレインが映像信号線Ｘに接続されている。スイッチＰｘｂのゲートは、３つのインバータＩｎｖａ、Ｉｎｖｂ、Ｉｎｖｃを介して、信号線駆動回路１５より供給される階調判定信号ＡＳＷ（１〜ｍ）に基づき制御される。そのため、スイッチＰｘａのゲートには、階調判定信号ＡＳＷと逆極性の信号が供給される。そして、スイッチＰｘｂをオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御することにより、映像信号線Ｘに対する電圧源ＶＯＬの接続、非接続が制御される。
【００２２】
スイッチＰｘａ、Ｐｘｂは、例えば、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタにより形成されている。本実施形態において、スイッチＰｘａ、Ｐｘｂは、画素回路１８を構成する薄膜トランジスタと同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタとして構成されている。
【００２３】
図１に示すコントローラ１２は、有機ＥＬパネル１０の外部に配置されたプリント回路基板上に形成され、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５を制御する。コントローラ１２は外部から供給されるデジタル映像信号および同期信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、および水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号を同期信号に基づいて発生する。コントローラ１２は、これら垂直走査制御信号および水平走査制御信号をそれぞれ走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５に供給すると共に、水平および垂直走査タイミングに同期してデジタル映像信号を信号線駆動回路１５に供給する。また、コントローラ１２は、デジタル映像信号の情報に基づき、表示階調が後述する高階調表示であるか低階調表示であるかを判定し、信号線駆動回路１５に階調判定信号ＡＳＷを出力する。
【００２４】
信号線駆動回路１５は水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られる映像信号をアナログ形式に変換して映像信号電流とし、複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）に並列的に供給する。走査線駆動回路１４ａ、１４ｂは、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される水平走査スタートパルスを順次次段に転送し、出力バッファを介して各行の表示画素ＰＸに２種類の制御信号、すなわち、制御信号Ｓａ（１〜ｍ）、Ｓｂ（１〜ｍ）を供給する。これにより、各第１、第２走査線Ｓｇａ、Ｓｇｂは、互いに異なる１水平走査期間において、それぞれ制御信号Ｓａ、制御信号Ｓｂにより駆動される。
【００２５】
図４に走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５内の信号のタイミングチャートを示す。走査線駆動回路１４は、例えば、スタート信号（Ｓｔａｒｔ ａ）とクロックａ（Ｃｌｋ ａ）とから各水平走査期間に対応した１水平走査期間の幅（Ｔｗ−Ｓｔａｒｔａ）のパルスを生成するシフトレジスタ等を備えている。走査線駆動回路１４は、生成したパルスとクロックｂ（Ｃｌｋ ｂ）とから制御信号Ｓｇａを生成し出力するとともに、生成したパルスから制御信号Ｓｇｂを生成し出力する。
【００２６】
有機ＥＬ表示装置において、画素回路１８の動作は、映像信号書込み動作および発光動作に分けられる。図２に示すように、走査線駆動回路１４は、例えば、１行目の表示画素ＰＸの画素スイッチ２０および第１スイッチ２４をオン状態とするレベル（オン電位）、ここではローレベルの制御信号Ｓａ１を出力する。また、走査線駆動回路１４は、出力スイッチ２６をオフ状態とするレベル（オフ電位）、ここではハイレベルの制御信号Ｓｂ１を出力する。これにより、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオン（導通状態）、出力スイッチ２６がオフ（非導通状態）に切換えられ、映像信号書込み動作が開始される。
【００２７】
映像信号書込み期間において、信号線駆動回路１５から対応する映像信号線Ｘ１に階調に応じた映像信号電流ＩＡが供給され、画素スイッチ２０を通して選択された表示画素ＰＸに供給される。表示画素ＰＸにおいて、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４はオン状態にあり、取り込まれた映像信号電流ＩＡは駆動トランジスタ２２に供給され駆動トランジスタ２２を書き込み状態とする。これにより、電圧電源線Ｖｄｄから駆動トランジスタ２２を通して映像信号線Ｘ１に書き込み電流が流れ、映像信号電流ＩＡの電流量に対応した駆動トランジスタ２２のゲート、ソース間電位が保持容量Ｃｓに書き込まれる。
【００２８】
次に、制御信号Ｓａ１がハイレベル（オフ電位）となり、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオフとなる。これにより、映像信号書込み動作が終了する。続いて、制御信号Ｓｂ１がローレベルとなり、出力スイッチ２６がオンとなる。これにより、発光動作が開始する。図５に示すように、発光期間において、駆動トランジスタ２２は、保持容量Ｃｓに書き込まれたゲート制御電圧によりオン状態に維持され、電圧電源線Ｖｄｄから映像信号電流ＩＡに対応した電流量を有機ＥＬ素子１６に供給する。これにより有機ＥＬ素子１６が発光し、発光動作が開始される。有機ＥＬ素子１６は、制御信号Ｓｂ１が再びオフ電位となるまで発光状態を維持する。
【００２９】
図４に示すように、画像表示の１フレーム（垂直周期）は、高階調表示画素を駆動する前半の１垂直周期、つまり、第１期間と、低階調表示画素を駆動する後半の１垂直周期、つまり、第２期間と、に２等分される。本実施形態において、低階調表示は、例えば、１００ｎＡ以下の映像信号電流で表示画素を駆動する表示を示し、高階調表示は、例えば、１００ｎＡよりも大きな映像信号電流で表示画素を駆動する表示を示している。低階調表示と高階調表示との境界となる映像信号電流値は、上記１００ｎＡに限らず、任意に設定可能である。
【００３０】
前半の第１期間において、信号線駆動回路１５は、複数の表示画素Ｐｘの内、高階調の表示画素Ｐｘに高階調表示に対応する電流値の数倍、例えば、２倍の電流値を有した映像信号を供給する。これにより、高階調の表示画素Ｐｘに映像信号が書き込まれる（高階調画素信号書込み期間（１））。この際、信号線駆動回路１５は、高階調表示画素に対応する各駆動部ＣｉｒＸの電流源ＣＵＲから映像信号線Ｘに映像信号を供給する。すなわち、駆動部ＣｉｒＸは、高階調表示画素に対してローレベルの階調判定信号が入力されると、ＩＮＶａ、ＩＮＶｂを介してスイッチＰｘａをオン状態に切換える。それにより、電流源ＣＵＲが映像信号線Ｘに接続され、映像信号電流を映像信号線に供給する。駆動部ＣｉｒＸの他方のスイッチＰｘｂはオフ状態に維持され、電圧源ＶＯＬは映像信号線Ｘに対して非接続状態となっている。
第１期間において、高階調の表示画素Ｐｘへの信号書込みの後、高階調表示画素の発光動作が行われる（高階調画素発光期間（２））。
【００３１】
後半の第２期間において、低階調表示画素に対してローレベルの階調判定信号が入力されると、信号線駆動回路１５は、複数の表示画素Ｐｘの内、低階調の表示画素Ｐｘに低階調表示に対応する電流値のＮ倍、例えば、１０倍の電流値を有した映像信号を供給する。これにより、低階調表示の表示画素Ｐｘに映像信号が書き込まれる（低階調画素信号書込み期間（３））。この際、各駆動部ＣｉｒＸの電流源ＣＵＲから対応する映像信号線Ｘに映像信号が供給される。第２期間において、低階調表示画素Ｐｘへの信号書込みの後、低階調表示画素の発光動作が行われる（低階調画素発光期間（４））。
【００３２】
一方、１フレームの第１期間において、駆動部の電流源ＣＵＲにより映像信号を書き込まれない表示画素Ｐｘ、すなわち、低階調の表示画素Ｐｘには、ハイレベルの階調判定信号が供給され、駆動部ＣｉｒＸの電圧源ＶＯＬから各映像信号線Ｘを通して、表示画素ＰＸを黒表示する映像信号が供給され書き込まれる。これにより、高階調表示を行う第１期間において、低階調表示画素は、書込み終了後、黒表示を行う。
【００３３】
第２期間において、駆動部の電流源ＣＵＲにより映像信号を書き込まれない表示画素Ｐｘ、すなわち、高階調の表示画素Ｐｘには、ハイレベルの階調判定信号が供給され、駆動部ＣｉｒＸの電圧源ＶＯＬから各映像信号線Ｘを通して、表示画素を黒表示する映像信号が供給され書き込まれる。これにより、低階調表示を行う第２期間において、高階調表示画素は、書込み終了後、黒表示を行う。
【００３４】
高階調画素の映像信号書き込み期間（１）の長さ、および低階調画素の映像信号書込み期間（３）の長さは、従来と同様に、クロックｂ（Ｃｌｋ ｂ）の幅で決まり、それぞれ１水平周期よりやや短く設定されている。第１期間において、高階調画素の発光期間（２）の長さおよび低階調画素の黒表示の発光期間の長さは、従来と同様に、前半の１垂直周期と同じに設定されている。第２期間において、低階調画素の発光期間（４）の長さおよび高階調画素の黒表示の発光期間の長さは、後半の１垂直周期の１／５に設定されている。すなわち、低階調画素の発光期間（４）の長さは、表示階調に応じて制御され、本実施形態では、高階調表示画素の映像信号電流値の倍率と、低階調表示画素の映像信号電流値の倍率Ｎとに応じて、１垂直周期の２／Ｎ（＝１／５）に設定されている。
【００３５】
フリッカの発生を防止するため、フレーム周波数を６０Ｈｚとしている。この場合、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５内の信号の周波数はフレーム周波数の２倍、つまり、１２０Ｈｚとしている。
【００３６】
以上のように構成された有機ＥＬ表示装置によれば、表示画素ＰＸを低階調で発光させる場合、階調に対応する電流値よりも所定の倍率、例えば、１０倍だけ大きな電流値を有した映像信号電流を供給することにより、対応する映像信号線の配線容量を十分に充放電することができる。そのため、表示画素ＰＸへ低階調の映像信号を書き込む場合においても、配線容量に影響されることなく、充分にかつ短時間で書き込むことが可能となる。従って、低輝度での表示不良、スジムラ、ざらつき感の視認を解消し、高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００３７】
また、１フレームを第１期間と第２期間とに区分し、第１期間において、高階調の表示画素を通常の２倍の電流値を有した映像信号電流によって駆動し、第２期間において、低階調の表示画素を通常の１０倍の電流値を有した映像信号電流によって駆動している。更に、階調に応じて表示素子の発光時間を制御している。すなわち、高階調の表示画素ＰＸについては、発光期間を第１期間、ここでは１垂直周期とほぼ等しくし、低階調の表示画素ＰＸについては、発光期間を１垂直周期のほぼ１／５としている。そのため、通常の数倍の電流値を有した映像信号電流によって高階調表示画素および低階調表示画素を駆動した場合でも、１フレーム全体における表示輝度を所望の値とすることできる。
【００３８】
表示画素を高階調で発光させる際、通常の２倍の入力信号電流値で良いため、電流源ＣＵＲを含む信号線駆動回路１５の負荷は２倍程度で済み、消費電力の大幅な増加を防止することができる。
【００３９】
高階調の表示画素を駆動する第１期間において、低階調の表示画素を黒表示とし、低階調の表示画素を駆動する第２期間において、高階調の表示画素を黒表示とすることにより、動画表示時における視認性を向上することができる。すなわち、動画表示では、通常、観察者の視覚に生じる網膜残像の影響により、視認性が低下する。しかし、上記のような黒表示を挿入することにより、輝度の離散的な擬似インパルス応答によって視認性を改善することができる。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、配線容量に影響されることなく良好な表示動作を行なうことができるとともに、電力消費を抑制することが可能なアクティブマトリクス型表示装置、およびアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法が得られる。
【００４１】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４２】
前述した実施形態において、高階調表示画素に供給する映像信号電流の電流値を通常の２倍とし、低階調表示画素に供給する映像信号電流の電流値を通常の１０倍としたが、これらの倍率は前記値に限定されることなく、階調に応じて種々選択可能である。
【００４３】
また、フレーム周波数は６０Ｈｚに限らず、必要に応じて変更可能である。フリッカが発生しない場合は、フレーム周波数を例えば３０Ｈｚとしてもよく、この場合、信号書込み期間を従来と同等の期間とすることができる。これにより、低階調表示における映像信号線の配線容量充放電効果を一層高めることが可能となる。
【００４４】
前述した実施形態では、画素回路を構成する薄膜トランジスタおよび定電流回路の薄膜トランジスタを全て同一の導電型、ここではＰチャネル型で構成する場合について説明したが、これに限定されず、全てをＮチャネル型の薄膜トランジスタで構成することも可能である。また、画素スイッチ、第１スイッチをＮチャネル型の薄膜トランジスタ、駆動トランジスタをＰチャネル型の薄膜トランジスタで構成するなど、画素回路を異なる導電型の薄膜トランジスタを混在して形成することも可能である。
【００４５】
また、薄膜トランジスタの半導体層は、ポリシリコンに限らず、アモルファスシリコンで構成することも可能である。表示画素を構成する自己発光素子は、有機ＥＬ素子に限定されず自己発光可能な様々な表示素子を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、前記有機ＥＬ表示装置の表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図３】図３は、前記有機ＥＬ表示装置の信号線駆動回路の駆動部を示す図。
【図４】図４は、前記有機ＥＬ表示装置の信号線駆動回路および走査線駆動回路の出力信号のタイミングチャート。
【図５】図５は、前記有機ＥＬ表示装置の表示画素の等価回路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
８…絶縁基板、 １０…有機ＥＬパネル、１２…コントローラ、
１４…走査線駆動回路、 １５…信号線駆動回路、 １６…有機ＥＬ素子、
１８…画素回路、 ２０…画素スイッチ、 ２２…駆動トランジスタ、
２４…第１スイッチ、 ２６…出力スイッチ、 ＣＵＲ…電流源、
ＶＯＬ…電圧源、 Ｃｉｒ…駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配設された複数の画素部と、
前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、
前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、
前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、
１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間では前記高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記第２期間では前記低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記画素部に映像信号を書き込む信号線駆動回路と、
を備えているアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記信号線駆動回路は、前記第１期間において、前記低階調の画素部に黒表示に対応した映像信号を供給し、前記第２期間において、前記高階調の画素部に黒表示に対応する映像信号を供給する請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記信号線駆動回路は、それぞれ前記映像信号線に接続された複数の駆動部を備え、各駆動部は、映像信号電流を供給する電流源と、前記黒表示に対応した映像信号を供給する電圧源とを有している請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項４】
前記低階調表示画素部および高階調表示画素部の発光期間を階調に応じて制御し、前記低階調表示画素部の発光期間は、前記第２期間のＡ／Ｎに設定されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項５】
前記各画素部は、前記表示素子に前記映像信号電流に応じた駆動電流を供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に接続された第１スイッチと、一定電圧電源間に前記表示素子および駆動トランジスタと直列に接続された出力スイッチと、前記駆動トランジスタのゲートとソースとの電位差を一定に保持する保持容量と、画素の選択および非選択を制御する画素スイッチと、を有し、前記駆動トランジスタのドレインは前記画素スイッチを介して前記映像信号線に接続される請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項６】
前記駆動トランジスタ、第１スイッチ、出力スイッチ、および画素スイッチは、半導体層にポリシリコンを用いた薄膜トランジスタで構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項７】
前記表示素子は、対向する電極間に有機発光層を備えた自己発光素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項８】
それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記映像信号線に映像信号を供給する信号線駆動回路と、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
１フレームを高階調表示の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調表示の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、
前記第１期間において、前記高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を前記高階調の画素部に供給して書込み、
前記第２期間において、低階調に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を前記低階調の表示画素に供給して書き込むアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記第１期間において、前記低階調表示の画素部に黒表示に対応した映像信号を供給し、前記第２期間において、前記高階調表示の画素部に黒表示に対応する映像信号を供給する請求項８に記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【請求項１】
それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配設された複数の画素部と、
前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、
前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、
前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、
１フレームを高階調の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、前記第１期間では前記高階調の画素部に高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記第２期間では前記低階調の画素部に低階調表示に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を供給し、前記画素部に映像信号を書き込む信号線駆動回路と、
を備えているアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記信号線駆動回路は、前記第１期間において、前記低階調の画素部に黒表示に対応した映像信号を供給し、前記第２期間において、前記高階調の画素部に黒表示に対応する映像信号を供給する請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記信号線駆動回路は、それぞれ前記映像信号線に接続された複数の駆動部を備え、各駆動部は、映像信号電流を供給する電流源と、前記黒表示に対応した映像信号を供給する電圧源とを有している請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項４】
前記低階調表示画素部および高階調表示画素部の発光期間を階調に応じて制御し、前記低階調表示画素部の発光期間は、前記第２期間のＡ／Ｎに設定されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項５】
前記各画素部は、前記表示素子に前記映像信号電流に応じた駆動電流を供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に接続された第１スイッチと、一定電圧電源間に前記表示素子および駆動トランジスタと直列に接続された出力スイッチと、前記駆動トランジスタのゲートとソースとの電位差を一定に保持する保持容量と、画素の選択および非選択を制御する画素スイッチと、を有し、前記駆動トランジスタのドレインは前記画素スイッチを介して前記映像信号線に接続される請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項６】
前記駆動トランジスタ、第１スイッチ、出力スイッチ、および画素スイッチは、半導体層にポリシリコンを用いた薄膜トランジスタで構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項７】
前記表示素子は、対向する電極間に有機発光層を備えた自己発光素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項８】
それぞれ表示素子を含み、基板上の表示領域にマトリクス状に配置された複数の画素部と、前記画素部の行毎に接続された複数の走査信号線と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記走査信号線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記映像信号線に映像信号を供給する信号線駆動回路と、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
１フレームを高階調表示の画素部に映像信号を供給する第１期間と、低階調表示の画素部に映像信号を供給する第２期間とに区分し、
前記第１期間において、前記高階調表示に対応する電流値のＡ倍（Ａ＞０）の電流値を有した映像信号電流を前記高階調の画素部に供給して書込み、
前記第２期間において、低階調に対応する電流値のＮ倍（Ｎ＞Ａ）の電流値を有した映像信号電流を前記低階調の表示画素に供給して書き込むアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記第１期間において、前記低階調表示の画素部に黒表示に対応した映像信号を供給し、前記第２期間において、前記高階調表示の画素部に黒表示に対応する映像信号を供給する請求項８に記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−４０３５（Ｐ２００７−４０３５Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８６７６２（Ｐ２００５−１８６７６２）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]