自発光表示パネルの駆動装置、駆動方法及びその駆動装置を備えた電子機器
【課題】 自発光素子をマトリクス状に配列した自発光表示パネルにおいて、動画擬似輪郭ノイズや階調異常の発生を抑制すると共に多階調表示することのできる自発光表示パネルの駆動装置、及びその駆動装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】 複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子１４を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくても２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段（２１、２４、２５、２６、３０）を備える。
【解決手段】 複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子１４を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくても２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段（２１、２４、２５、２６、３０）を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのフレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、各サブフレーム期間を点灯制御することにより階調表現を行なう自発光表示パネルの駆動装置、駆動方法及びその駆動装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子をマトリクス状に配列して構成される表示パネルを用いたディスプレイの開発が広く進められている。このような表示パネルに用いられる発光素子として、例えば有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が注目されている。
【０００３】
かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、マトリクス状に配列したＥＬ素子の各々に、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる能動素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルがある。このアクティブマトリクス型表示パネルは、低消費電力を実現でき、また画素間のクロストークが少ない等の特質を備えており、特に大画面を構成する高精細度のディスプレイに適している。
【０００４】
図１は、従来のアクティブマトリクス型表示パネルにおける１つの画素１０に対応する回路構成の一例を示している。図１において、制御用トランジスタであるＴＦＴ１１のゲートＧは走査線（走査ラインＡ１）に接続され、ソースＳはデータ線（データラインＢ１）に接続されている。また、この制御用ＴＦＴ１１のドレインＤは、駆動用トランジスタであるＴＦＴ１２のゲートＧに接続されると共に、電荷保持用キャパシタ１３の一方の端子に接続されている。
【０００５】
また、駆動用ＴＦＴ１２のドレインＤは前記キャパシタ１３の他方の端子に接続されると共に、パネル内に形成された共通陽極１６に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ１２のソースＳは、有機ＥＬ素子１４の陽極に接続され、この有機ＥＬ素子１４の陰極は、パネル内に形成された例えば基準電位点（アース）を構成する共通陰極１７に接続されている。
【０００６】
図２は、図１に示した各画素１０を担う回路構成を、表示パネル２０に配列した状態を模式的に示したものであり、各走査ラインＡ１〜Ａｎと、各データラインＢ１〜Ｂｍとの交差位置の各々において、図１に示した回路構成の各画素１０が夫々形成されている。そして、前記した構成においては、駆動用ＴＦＴ１２の各ドレインＤが図２に示された共通陽極１６に夫々接続され、各ＥＬ素子１４の陰極が同じく図２に示された共通陰極１７に夫々接続された構成とされている。そして、この回路において、発光制御を実行する場合においては、スイッチ１８が図に示すようにグランドに接続される状態になされ、これにより共通陽極１６に対して電圧源＋ＶＤが供給される。
【０００７】
この状態において、図１における制御用ＴＦＴ１１のゲートＧに走査ラインを介してオン電圧が供給されると、ＴＦＴ１１はソースＳに供給されるデータラインからの電圧に対応した電流をソースＳからドレインＤに流す。従って、ＴＦＴ１１のゲートＧがオン電圧の期間に、前記キャパシタ１３が充電され、その電圧が駆動用ＴＦＴ１２のゲートＧに供給されて、ＴＦＴ１２にはそのゲート電圧とドレイン電圧に基づいた電流を、ソースＳからＥＬ素子１４を通じて共通陰極１７に流し、ＥＬ素子１４を発光させる。
【０００８】
また、ＴＦＴ１１のゲートＧがオフ電圧になると、ＴＦＴ１１はいわゆるカットオフとなり、ＴＦＴ１１のドレインＤが開放状態となるものの、駆動用ＴＦＴ１２はキャパシタ１３に蓄積された電荷によりゲートＧの電圧が保持され、次の走査まで駆動電流を維持し、ＥＬ素子１４の発光も維持される。なお、前記した駆動用ＴＦＴ１２には、ゲート入力容量が存在するので、前記したキャパシタ１３を格別に設けなくても、前記と同様な動作を行わせることが可能である。
【０００９】
ところで前記したような回路構成を用い、画像データの階調表示を行なう方式として、時間階調方式がある。この時間階調方式とは、例えば１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、１フレーム期間あたりに有機ＥＬ素子が発光したサブフレーム期間の累計によって中間調表示を行なう方式である。
【００１０】
さらに、この時間階調方式には、図３に示すように、サブフレーム単位でＥＬ素子を発光させ、発光するサブフレーム期間の単純な累計により階調表現する方法（便宜的に単純サブフレーム法と呼ぶ）と、図４に示すように、１つまたは複数のサブフレーム期間を組として、組に対して階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、その組み合わせにより階調表現する方法（便宜的に重み付けサブフレーム法と呼ぶ）とがある。尚、図３、図４においては、階調０〜７の８階調を表示する場合の例を示している。
【００１１】
このうち、重み付けサブフレーム法では、例えばサブフレーム期間内における点灯期間にも階調表示のための重み付け制御を行なうことにより、単純サブフレーム法よりも少ないサブフレーム数で多階調表示を実現できるという利点がある。しかしながら、この重み付けサブフレーム法にあっては、１フレームの画像に対し、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調を表現しているため、動画擬似輪郭ノイズ（以下、単に擬似輪郭ノイズとも呼ぶ）と呼ばれる等高線状のノイズが発生することがあり、これが画質劣化の一原因となっていた。この擬似輪郭ノイズについて、図５に基づき説明する。図５は、擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。図５において、２のべき乗の輝度に重み付け（重み１、２、４、８）されたサブフレームの組４つ（組１〜組４）を、輝度の小さい順に配置した場合を例として説明する。
【００１２】
表示画面下に行くほど１画素単位で輝度が一段階ずつ高くなる画像、すなわち輝度が滑らかに変化する画像を考え、この画像が１フレーム経過後に１画素分、上方向に移動するものとする。図示するようにフレーム１とフレーム２とは、画面上の表示位置が１画素分ずれているが、人間の目には、この画像移動の切れ目が認識できない。
【００１３】
しかしながら、人間の目は、移動する輝度に対して追従する特性があるため、例えば桁上がりにより発光パターンが大きく変化する輝度７と輝度８の間において、発光していないサブフレームの組を追従してしまい、人間の目には輝度０の黒い画素が移動していくように見える。したがって、人間の目は、本来存在しない輝度を認識し、これが等高線状ノイズとして知覚される。このように、連続するフレームにおいて同一画素で同じ階調データを表示するとき、各フレームでの発光パターンが同じ場合には、擬似輪郭ノイズが発生しやすい。
【００１４】
このような課題に対する対策方法の一つとして、重み付けされたサブフレームの組の表示順をフレーム毎に入れ替える方法がある。図６に示す例では、連続する２つのフレーム（第１フレーム、第２フレームとする）のそれぞれにおいて、重み付けされた組の表示順が異なるようになされる。即ち、第１フレームでは、重み４、重み２、重み１の組の順で表示され、第２フレームでは、重み１、重み４、重み２の組の順で表示される。これにより、連続するフレームにおいて同じ階調データでも発光パターンが異なるようになり、擬似輪郭ノイズの発生をある程度抑制するようになされている。
【００１５】
なお、動画擬似輪郭ノイズの発生を抑制するため１フレームデータの発光パターンに工夫を施した階調表示については、例えば特許文献１にも開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２５５２９号公報（第３頁右欄第４５行乃至第４頁左欄第９行、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図６に示した方法によれば、同一画素において連続するフレーム間での発光パターンが異なるように制御するため、人間の視覚における擬似輪郭ノイズの知覚をある程度低減することができる。しかしながら、どのような工夫を行なっても、重み付けサブフレーム法にあっては、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調表現する原理に変わりなく、完全にその発生を抑制することはできなかった。
【００１７】
一方、単純サブフレーム法では、１フレーム期間での発光において、複数のサブフレーム期間における発光が大きく離散することがないため、擬似輪郭ノイズの発生を抑えることができる。しかしながら、単純サブフレーム法にあっては、１つまたは複数連続するサブフレーム期間を単純に発光させて階調表示するものであるため、多階調表示のためには１フレーム期間を数多くのサブフレーム期間に分割する必要があり、その場合には、クロック周波数を高く設定しなければならず、駆動系周辺回路に加わる負荷が大きくなるという課題があった。
【００１８】
また、有機ＥＬ素子は、電流注入型発光素子であるため、素子にかかる配線抵抗を流れる電流は、発光表示パネルの点灯率に大きく依存する。すなわち、点灯率が大きく増加するよう変化すれば、配線抵抗の電圧降下量が増加し、その結果、素子の駆動電圧が低下し、発光輝度が低下する現象が生じる。この現象は、点灯率が急激に変化しやすい重み付けサブフレーム法において発生する虞が高く、その場合、階調表示が崩れ、正常な階調表現ができない（階調異常の発生）という問題があった。
【００１９】
この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、自発光素子をマトリクス状に配列した自発光表示パネルにおいて、動画擬似輪郭ノイズや階調異常の発生を抑制すると共に多階調表示することのできる自発光表示パネルの駆動装置、及びその駆動装置を備えた電子機器を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するためになされた本発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段を備えることに特徴を有する。
【００２１】
また、前記課題を解決するためになされた本発明にかかる自発光表示パネルの駆動方法は、請求項１２に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動方法であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させることに特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置及び駆動方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。尚、以下の説明においてはすでに説明した図１および図２に示された各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって個々の機能および動作については適宜説明を省略する。
【００２３】
また、図１および図２に示した従来例においては、画素を構成する駆動用ＴＦＴ１２とＥＬ素子１４との直列回路が、すべて共通陽極１６と共通陰極１７との間に接続されたいわゆる単色発光の表示パネルの例を示している。しかしながら、以下に説明するこの発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置においては、単色発光の表示パネルは勿論のこと、むしろＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光画素（サブピクセル）を備えたカラー表示パネルに好適に採用されるものである。
【００２４】
図７はこの発明にかかる駆動装置における第一の実施の形態をブロック図によって示したものである。図７において、駆動制御回路２１がデータドライバ２４と、走査ドライバ２５と、消去ドライバ２６と、マトリクス状に夫々配列された画素３０とからなる発光表示パネル４０の動作を制御するようになされている。
【００２５】
先ず、入力されたアナログ映像信号は、駆動制御回路２１およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２に供給される。前記駆動制御回路２１はアナログ映像信号中における水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器２２に対するクロック信号ＣＫ、およびフレームメモリ２３に対する書き込み信号Ｗ、および読み出し信号Ｒを生成する。
【００２６】
前記Ａ／Ｄ変換器２２は、駆動制御回路２１から供給されるクロック信号ＣＫに基づいて、入力されたアナログ映像信号をサンプリングし、これを１画素毎に対応した画素データに変換して、フレームメモリ２３に供給するように作用する。前記フレームメモリ２３は、駆動制御回路２１からの書き込み信号Ｗによって、Ａ／Ｄ変換器２２から供給される各画素データをフレームメモリ２３に順次書き込むように動作する。
【００２７】
かかる書き込み動作により自発光表示パネル４０における一画面（ｎ行、ｍ列）分のデータの書き込みが終了すると、フレームメモリ２３は駆動制御回路２１から供給される読み出し信号Ｒによって、１画素毎に例えば６ビットの画素データとして、順次データ変換手段２８に供給するようになされる。
【００２８】
前記データ変換手段２８では、後述する多階調化処理を施すと共に、かかる６ビットの画素データを、４ビットの画素データに変換し、これを１行目から第ｎ行目まで１行分毎にデータドライバ２４に供給する。
一方、駆動制御回路２１より走査ドライバ２５に対してタイミング信号が送出され、これに基づいて走査ドライバ２５は、各走査ラインに対して順次ゲートオン電圧を送出する。したがって、前記のようにしてフレームメモリ２３から読み出され、データ変換手段２８によってデータ変換された１行分毎の駆動画素データは、走査ドライバ２５の走査によって、１行毎にアドレッシングされる。
【００２９】
また、この実施の形態においては、前記駆動制御回路２１より消去ドライバ２６に対して制御信号が送出されるように構成されている。
前記消去ドライバ２６は、駆動制御回路２１から制御信号を受けて、後述するように走査ライン毎に電気的に分離して配列された電極ライン（この実施の形態においては制御ラインＣ１ 〜Ｃｎ と称する）に対して、選択的に所定の電圧レベルを印加し、後述の消去用ＴＦＴ１５のオン・オフ動作を制御する。
【００３０】
さらに、前記駆動制御回路２１は、逆バイアス電圧印加手段２７に制御信号を送出する。この逆バイアス電圧印加手段２７は、前記制御信号を受けて、陰極３２に対して、選択的に所定の電圧レベルを印加し、有機ＥＬ素子に対して順方向または逆バイアス電圧を供給するように動作する。この逆バイアス電圧とは、発光時に電流が流れる方向（順方向）とは逆方向の電圧であって、画像データ表示のための発光期間とは関係のない期間に各有機ＥＬ素子に印加される。なお、このように逆バイアス電圧を印加することによって、時間経過に対して素子の発光寿命が延命されることが知られている。
【００３１】
図８は、自発光表示パネル４０にマトリクス状に夫々配列された画素３０のうち、１つの画素の回路構成例を示した図である。この図８に示す１つの画素３０に対応する回路構成例は、アクティブマトリクス型表示パネルに適用されるものである。そして、この回路は図１に示した画素１０の回路構成に、キャパシタ１３に蓄積された電荷を消去する消去用トランジスタである点灯期間制御手段としてのＴＦＴ１５を加え、さらに前記点灯駆動用ＴＦＴ１２のソースＳとドレインＤとの間に、これをバイパスするようにして接続されたダイオード１９を加えたものとして構成される。
【００３２】
先ず、前記消去用ＴＦＴ１５はキャパシタ１３に並列に接続されており、有機ＥＬ素子１４が点灯動作中に、前記駆動制御回路２１からの制御信号に従ってオン動作することにより、キャパシタ１３の電荷を瞬時に放電させることができる。これにより、次のアドレッシング時まで、画素を消灯させることができる。
【００３３】
一方、前記ダイオード１９は、その陽極（アノード）が、前記したＥＬ素子１４の陽極に接続されており、ダイオード１９の陰極（カソード）は、陽極３１に接続されている。したがって、前記ダイオード１９は、ダイオード特性を有するＥＬ素子１４の順方向に対して、逆方向となるように駆動用ＴＦＴ１２のソースＳとドレインＤとの間に並列接続されている。
【００３４】
また、図８に示した回路構成においては、ＥＬ素子１４の陰極（カソード）は、走査ラインＡ１〜Ａｎに対して共通に形成された陰極３２に接続されており、図７に示す逆バイアス電圧印加手段２７によって、当該陰極に対し、選択的に所定の電圧レベルが印加されるようになされている。すなわち、ここでは共通陽極３１に加わる電圧レベルを“Ｖａ”とした場合、陰極３２には、例えば“Ｖｈ”または“Ｖｌ”の電圧レベルが選択的に印加されるようになされる。前記“Ｖａ”に対する“Ｖｌ”のレベル差、すなわちＶａ−Ｖｌは、ＥＬ素子１４において順方向（例えば１０Ｖ程度）となるように設定されており、したがって、陰極３２に選択的に“Ｖｌ”が設定された場合には、各画素３０を構成するＥＬ素子１４は、発光可能な状態となる。
【００３５】
また、前記“Ｖａ”に対する“Ｖｈ”のレベル差、すなわちＶａ−Ｖｈは、ＥＬ素子１４において逆バイアス電圧（例えば−８Ｖ程度）となるように設定されており、したがって、陰極３２に選択的に“Ｖｈ”が印加された場合には、各画素３０を構成するＥＬ素子１４は非発光状態になされ、このとき、図８に示したダイオード１９は、前記逆バイアス電圧によって導通状態になされる。
【００３６】
ところで、前記した回路構成は、発光素子であるＥＬ素子に加える駆動電流の供給時間（点灯時間）を変更することができるので、有機ＥＬ素子１４の実質的な発光輝度を制御することができる。したがって、本発明に係る自発光表示パネルの駆動装置における階調表現にあっては、時間階調方式が基本となる。そして、この時間階調方式として、前記した動画擬似輪郭ノイズの発生を完全に抑制するため、また、階調異常の発生を抑制するために、単純サブフレーム法が適用される。なお、本実施の形態において本回路構成での階調表現は、前記駆動制御回路２１、前記データドライバ２４、前記走査ドライバ２５、消去ドライバ２６（点灯期間制御手段）、各画素３０により構成される第１の階調制御手段、及びデータ変換手段２８による第２の階調制御手段により実現される。
【００３７】
また、本発明に係る駆動装置及び駆動方法においては、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示がなされる。そして、ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させるようになされる。
【００３８】
例えば図９に示す一例では、１フレーム期間を３２個（Ｎ個）のサブフレーム（ＳＦ１〜３２）に分割し１６階調（階調０〜階調１５）の表示を行うとすれば、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示が設定される。この場合、例えば単純サブフレーム法で階調１４（輝度レベルａ）を表示する際は、階調１３（輝度レベルａ−１）で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の２個のサブフレーム期間を加えて点灯させるようになされる。また、この例では、階調１５（輝度レベルａ）を表示する際は、階調１４（輝度レベルａ−１）で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の４個のサブフレーム期間を加えて点灯させるようになされる。
【００３９】
即ち、この図９の例では、階調０を除く階調１から階調１５までは、１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレームの数に加え、他の２つ以上のサブフレームを加えて点灯するようになされる。このように階調を１つ上げるごとに、２つ以上のサブフレーム期間を点灯することにより、発光デューティを大きく確保することができ、輝度をより向上させることができる。
【００４０】
また、図９に示した例においては、点灯するサブフレームは、そのサブフレームの期間中は常に点灯する場合を示したが、より自然な階調表現を行ないたい場合には、例えば図１０に示すように、各サブフレーム期間における点灯期間の比がすべて異なるようになされる。そして、各サブフレーム期間における点灯期間の長さは、単純サブフレーム法により表示される各階調間の輝度曲線が図１１に示すように非線形（例えば、ガンマ値２．２）となるように設定される。したがって、単純サブフレーム法による階調表示に非線形特性（以下、ガンマ特性とする）を持たせることができ、より自然な階調表示が実現される。
【００４１】
尚、図１０においては、階調１〜階調１５の表示では、図９と同様に１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯するようになされる。また、各サブフレーム期間における点灯期間の生成は、消去ドライバ２６からの消去スタートパルスに従い、消去用ＴＦＴ１５が駆動し、キャパシタ１３の電荷を瞬時に放電することにより行なわれる。
【００４２】
また、本発明に係る駆動装置及び駆動方法においては、単純サブフレーム法により多階調表示を実現するために、ディザ処理を軸としたデータ変換処理が行なわれる。図１２は、その多階調表示のためのデータ変換処理を行なうデータ変換手段２８を説明するためのブロック図である。図１２に示すように、データ変換手段２８には、フレームメモリ２３から６ビット、１画素分のデータが順次入力される。そして、入力された画素データは、第一データ変換手段２８ａにおいてデータ変換処理が施される。
【００４３】
第一データ変換手段２８ａにおけるデータ変換処理は、後段に施されるディザ処理の前段処理として、ディザ処理におけるオーバーフロー対策及び、ディザパターンによるノイズ対策等のために行なわれる。具体的には、例えば画素データに対して、データ変換手段２８ａにおいて、入力される６ビットデータとしての０〜６３の値のうち、値０〜５８についてはそのままの値で出力し、値５７については１を加算し値５８に変換して出力し、値５８〜６３についてはオーバーフロー防止のため強制的に値６０に変換して出力する。
尚、このような変換特性は、入力データのビット数、表示階調数、多階調化による圧縮ビット数に応じて設定される。
【００４４】
第一データ変換手段２８ａにおいて変換処理が施された６ビットの画素データは、次いで、ディザ処理手段２８ｂにおいてそれぞれディザ係数が加算され、多階調処理が施される。このディザ処理手段２８ｂにおいては、画素の輝度データにディザ係数を加算後、６ビットの画素データのうち、下位２ビットは切り捨てられる。すなわち、上位４ビットで実階調を表現し、ディザ処理により２ビット相当の擬似階調表示が実現される。
【００４５】
詳しくは、図１３（ａ）に示すように上下、左右に互いに隣接する４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓを組とし、この１組の各画素に対応した画素データ各々に、互いに異なるディザ係数０〜３をそれぞれ割り当てて加算する。図１３（ａ）において、それぞれの画素に示す数字（０、１、２、３）は、それぞれの画素データに加算されるディザ係数（値）の配列を表す。図９、図１０に示した例においては、階調（輝度レベル）ａ−１から階調（輝度レベル）ａになったときに新たに２つのサブフレームが点灯されるため、その新たに点灯されるサブフレーム数に合わせ、２種類（ディザマスクＡ、Ｂ）のディザ係数の配列パターンが設定される。そして、図１３（ｂ）に示すように、サブフレーム毎に、同一画素において加算されるディザ係数が異なるようになされる。
【００４６】
また、そのとき、同一画素におけるディザマスクＡとディザマスクＢのディザ係数の和（累計）は、４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓにおいて全て等しくなるようにディザ係数の配列が設定される。このようなディザ係数の配列は、ディザパターンによるノイズ低減のために行われる。すなわち、ディザ係数０〜３からなるディザパターンが各画素に対して一定に加算されていると、このディザパターンによるノイズが視覚的に確認される場合があり画質を損なう。そこで、前記のようにサブフレーム毎にディザ係数を変更することにより、ディザパターンによるノイズを低減することができる。尚、図１３の例では、同一画素におけるディザマスクＡとディザマスクＢのディザ係数の和は値３となる。
【００４７】
このディザ処理によれば、４画素で４つの中間表示レベルの組み合わせが発生することになる。よって、例えば画素データのビット数が４ビットであっても、表現できる輝度階調レベルは４倍、すなわち、６ビット相当（６４階調）の中間調表示が可能となる。例えば図１３（ｂ）に示すように、実階調２の表示において、第３サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＡによってディザ処理される。その結果、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ａ）に示す通りであり、４段階の階調表示が可能となる。また、実階調３の表示において、第６サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＢによってディザ処理される。その結果、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ｂ）に示すようになる。
【００４８】
また、組となる４画素に対し異なるディザマスクによってサブフレーム毎に交互にディザ処理されることで、同一画素での階調が、連続するサブフレーム間で異なるようになる。例えば、実階調３の表示において、第５サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＡによってディザ処理され、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ｃ）に示すようになる。すなわち、図１４（ｂ）と図１４（ｃ）とでは、ディザ処理されるディザマスクが異なるため、同じ平均階調における同一画素の階調が異なる値となる。これにより、連続するサブフレーム期間において、異なるディザマスクで処理された同一画素における累積階調が４画素間で平均化される。その結果、ディザパターン特有のノイズ（ざらざら感）がさらに低減される。
【００４９】
尚、図９、図１０に示した階調１〜階調１４の表示では、前記したように１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つのサブフレーム期間を点灯するようになされる。しかしながら、本発明にあってはそれに限定されず１つ下の階調レベルで点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯する構成であればよい。
【００５０】
例えば、図１５に示すように階調１から階調１４において、１つ下の階調レベルで点灯したサブフレーム期間に加え、他の４つのサブフレーム期間を点灯するようにしてもよい。なお、その場合、階調数を維持するために、１フレーム期間を構成するサブフレーム数が、図９、図１０の例に対し例えば２倍の６４のサブフレーム期間で形成され、階調１５は階調１４で点灯したサブフレーム期間に加え、他の８つのサブフレーム期間を点灯するようになされる。このようにすることで、発光デューティをより大きく確保することができ、輝度をさらに向上させることができる。
【００５１】
また、その場合のディザ処理は、１階調の増加で新たに点灯されるサブフレーム数に合わせ、図１５（ａ）に示すように４種類のディザパターン（ディザマスクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が設定される。すなわちこれは、階調ａから階調ａ−１になったときに、新たに点灯される複数のサブフレーム期間においてディザパターンを分散させ、ディザパターンによるノイズを軽減させるためである。そして、図１５（ｂ）に示すように、サブフレーム毎に、同一画素において加算されるディザ係数が異なるようになされる。また、そのとき、同一画素におけるディザマスクＡ〜Ｄのディザ係数の和は、４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓにおいて全て等しくなるようにディザ係数の配列が設定される。尚、図１５の例では、同一画素におけるディザマスクＡ〜Ｄのディザ係数の和は値６となる。
【００５２】
尚また、発光表示パネル４０がカラー表示パネルである場合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光画素について、加算するディザ係数を異なるように設定してもよい。例えば、発光すべき同じ輝度データであっても、赤及び青の画素における実際の発光輝度は、緑の画素における実際の発光輝度よりも低い。したがって、例えば図１６に示すように、赤と青の画素は同じディザ係数の組み合わせで、緑の画素については、前記赤、青の画素の場合と異なるディザ係数となるようにすることで、よりディザパターンによるノイズを低減することができる。
【００５３】
また、図１２に示すデータ変換手段２８において、ディザ処理手段２８ｂにより多階調化処理が施された４ビットの画素データは、第二データ変換手段２８ｃに出力される。第二データ変換手段２８ｃにおいては、０〜１５のいずれかの値である４ビットの画素データを図１７に示す変換テーブル２９に従ってサブフレームＳＦ１〜３２（図９、図１０のタイミング図の場合）に対応した第１〜第１５ビットからなる表示用画素データＨＤに変換される。尚、図１７において、表示用画素データＨＤにおける論理レベル“１”のビットは、そのビットに対応したサブフレームＳＦでの画素発光の実施を示すものである。例えばＨＤ１、２が論理１の場合、サブフレームＳＦ１〜４での画素発光を実行する。
【００５４】
かかる変換がなされた表示用画素データＨＤは、データドライバ２４に供給される。この際、表示用画素データＨＤの形態は、図１７に示される１６パターンのうち、いずれか１つとなる。データドライバ２４は、前記表示用画素データＨＤ中の第１〜第１５ビットの各々をサブフレームＳＦ１〜３２に割り当てる。したがって、そのビット論理が１である場合に、走査ドライバ２５の走査によって、対応する画素にアドレッシングされ、そのサブフレーム期間に発光動作が行なわれる。
【００５５】
以上のように本発明に係る第一の実施の形態によれば、階調表現に重み付けサブフレーム法ではなく、単純サブフレーム法を採用したことにより、動画擬似輪郭ノイズ及び階調異常の発生を完全に抑制することができる。また、単純サブフレーム法を用いた場合の課題であった多階調表示については、ディザ法を用いることにより解決することができる。また、時間階調方式による実階調データの表示において、１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯するサブフレーム期間に加え、他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯することにより、発光デューティを大きく確保することができ、輝度をより向上させることができる。このような制御は、特に、各サブフレーム期間における点灯時間の比に非線形特性（ガンマ特性）を持たせる場合に有効である。さらには、ディザ係数の配列の工夫等により、ディザ法を用いることによるディザパターンのノイズを軽減し、Ｓ／Ｎ感を向上させることができる。
【００５６】
尚、前記した第一の実施の形態において、いずれの階調の表示であっても、フレーム期間中の最後に必ず非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、その期間に逆バイアス電圧印加手段２７により、有機ＥＬ素子１４に対し逆バイアス電圧を印加することが望ましい。それにより、素子の寿命を延命する等の効果を得ることができる。
【００５７】
続いて、本発明にかかる駆動装置の第二の実施の形態について説明する。尚、この第二の実施の形態においては、第一の実施の形態において図７に示した駆動装置の全体構成と同一の構成を採用する。したがって、以下の説明においては、すでに説明した図１、図７に示された各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって個々の機能および動作については適宜説明を省略する。
【００５８】
図１８は、第二の実施形態での駆動装置による階調表示のサブフレーム点灯パターン（図１８（ｂ））と、それに対応したディザマスクの例（図１８（ａ））を示した図である（１６個のサブフレームで１６階調表示）。図１８（ｂ）に示すように本実施形態では、奇数、偶数の各フレームにおいて、階調ごとの点灯制御単位がそれぞれ別々に設定される。例えば、奇数フレームでは、階調５の表示で４サブフレーム期間が点灯されるが、偶数フレームでは、６サブフレーム期間が点灯される。
【００５９】
すなわち、ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、階調（輝度レベル）ａ−１または階調（輝度レベル）ａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御される。このような制御は、第二データ変換手段２８ｃ（第三の階調制御手段）において、奇数フレームと偶数フレームとで異なる変換テーブルが用いられることにより実現される。
【００６０】
例えば、奇数フレームでは、図１９に示す変換テーブル３３が用いられ、偶数フレームでは、図２０に示す変換テーブル３５が用いられる。そして、奇数フレームの表示用画素データＨＤと偶数フレームの表示用画素データＨＤとが交互にデータドライバ２４に出力される。データドライバ２４は、駆動制御回路２１の制御により奇数フレームの表示用画素データＨＤと偶数フレームの表示用画素データＨＤとをフレーム毎に交互に処理し、その第１〜第１５ビットの各々を変換テーブル３３、３５に従ってサブフレームＳＦ１〜１６に割り当てる。そして、そのビット論理が１である場合に、走査ドライバ２５の走査によって、対応する画素にアドレッシングされ、そのサブフレーム期間に発光動作が行なわれる。
【００６１】
また、この場合、階調によっては奇数フレームと偶数フレームとで実施すべき発光期間が互いに異なるため、２種類の１６階調（実階調）の発光駆動がフレーム毎に交互に実施されることになる。かかる駆動によれば、視覚上における表示階調数は、時間方向に積分すると１６階調よりも増加する。したがって、多階調処理（ディザ処理）によるディザパターンのノイズが目立ちにくくなり、Ｓ／Ｎ感が向上する。
【００６２】
但し、このように偶数フレームと奇数フレームで、互いに発光期間の異なる２種類の発光駆動を交互に実施すると、１フレーム期間内での発光重心が互いにずれているため、フリッカが生じる場合がある。そこで、本発明に係る駆動装置においては、各フレームの発光重心を一致させるために、一方のフレーム（図１８においては偶数フレームの最後）にダミーサブフレームである発光重心調整サブフレームを設け、この期間は非点灯期間となされる。
【００６３】
さらには、この発光重心調整サブフレームにおける非点灯期間に、逆バイアス電圧印加手段２７により、すべての有機ＥＬ素子に対して逆バイアス電圧が印加される。すなわち、有機ＥＬ素子を用いた発光表示パネルの駆動において必要となる逆バイアス電圧印加のための期間を特別に設けることなく、逆バイアス電圧を印加することができる。
【００６４】
以上のように本発明にかかる第二の実施の形態によれば、第一の実施の形態での効果と同様に、単純サブフレーム法を用いたことによる動画擬似輪郭ノイズ及び階調以上の抑制、ディザ法を用いたことによる表示可能階調数の向上を得ることができる。加えて、ディザ係数の配列の工夫や、連続するフレーム間で点灯時間が異なるよう制御することによりディザパターンのノイズをより低減し、Ｓ／Ｎ感を向上させることができる。
【００６５】
なお、前記した第一、第二の実施の形態では、４画素を組としてディザ処理を行う例を示したが、それに限らず、例えば図２１（ａ）に示すように隣接する９画素を組として、あるいは図２１（ｂ）に示すように隣接する１６画素を組としてディザ処理を行ってもよい。尚、図２１において、それぞれ線で仕切られた各升は画素を表し、数字はディザ係数を示している。
【００６６】
また、図７に示した構成例において、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された映像信号（画素データ）は、一旦、一画面毎にフレームメモリ２３に記憶され、その後、データ変換手段２８において処理がなされる。このような構成は、必ずしもフレーム毎に映像データが切り替わらない携帯電話等の表示パネルの駆動装置において有効である。しかしながら、ビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２２に入力される場合においては、フレーム毎に映像信号が入力されるため、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された映像信号（画素データ）をデータ変換手段２８において順次データ変換し、それを一画面毎にフレームメモリ２３に一時記憶する構成としてもよい。
【００６７】
また、図７に示したように、逆バイアス電圧印加手段２７を設け、有機ＥＬ素子１４に対し逆バイアス電圧を印加するように構成した。しかしながら、この構成に限定せず、逆バイアス電圧印加手段２７に置き換え、同電位印加手段を設け、有機ＥＬ素子１４の両極を同電位とする処理（同電位リセットと呼ぶ）を行なってもよい。この同電位リセットによれば、その処理の際に素子の放電等が行われ、逆バイアス電圧印加による効果と同様に、素子の寿命を延命する等の効果を得ることができる。
【００６８】
その場合、同電位印加手段により、例えば、全ての画素の回路構成において駆動用ＴＦＴ１２をオン状態とし、陽極３１及び陰極３２を同電位（例えばグランドに接続）とすることにより全画素に対して同電位リセットが行なわれる。あるいは、図２２に示すように、各画素の有機ＥＬ素子１４の両極間に同電位リセット用ＴＦＴ３４を設け、同電位印加手段によりＴＦＴ３４をオン状態とし、素子の両極を同電位とする処理を行ってもよい。この場合には、画素ごとに同電位リセットを行なうことができる。
【００６９】
また、前記した実施の形態においては、便宜上、画素データ６ビット、階調表現を６４の場合としたが、これに限定されず、より多階調表示或いは低階調においても本発明にかかる駆動装置及び駆動方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来のアクティブマトリクス型表示パネルにおける１つの画素に対応する回路構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示した各画素を担う回路構成を、表示パネルに配列した状態を模式的に示す図である。
【図３】時間階調方式において、単純サブフレーム法を説明するためのタイミング図である。
【図４】時間階調方式において、重み付けサブフレーム法を説明するためのタイミング図である。
【図５】動画擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。
【図６】重み付けサブフレーム法において、動画擬似輪郭ノイズを低減する点灯駆動を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の駆動装置にかかる実施の形態を示すブロック図である。
【図８】図７の表示パネルにマトリクス状に夫々配列された画素のうち、１つの画素の回路構成の一例を示した図である。
【図９】図７の駆動装置における各フレームのサブフレーム発光期間（ガンマ補正なし）の一例を示すタイミング図である。
【図１０】図７の駆動装置における各フレームのサブフレーム発光期間（ガンマ補正あり）の一例を示すタイミング図である。
【図１１】非線形の階調特性を示すグラフである。
【図１２】図７のデータ変換手段の内部処理を説明するためのブロック図である。
【図１３】本発明にかかる第一の実施の形態において、連続する２つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応するサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１４】４画素を組としディザ処理を行う場合に各画素における階調と４画素での平均階調の例を示した図である。
【図１５】本発明にかかる第一の実施の形態において、連続する４つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応するサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１６】異なる色の画素におけるディザ係数の配列パターンの一例を示す図である。
【図１７】図７のデータ変換手段において用いられるデータ変換テーブルの一例である。
【図１８】本発明にかかる第二の実施の形態において、連続する２つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応する奇数フレーム及び偶数フレームにおけるサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１９】本発明にかかる第二の実施の形態において、図７のデータ変換手段において用いられる奇数フレーム用のデータ変換テーブルの一例である。
【図２０】本発明にかかる第二の実施の形態において、図７のデータ変換手段において用いられる偶数フレーム用のデータ変換テーブルの一例である。
【図２１】本発明の実施の形態に適用可能なディザマスクの他の例を示す図である。
【図２２】図７の表示パネルにマトリクス状に夫々配列された画素のうち、１つの画素の回路構成の他の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１ 制御用ＴＦＴ
１２ 駆動用ＴＦＴ
１３ キャパシタ
１４ 有機ＥＬ素子
１５ 消去用ＴＦＴ
１９ ダイオード
２１ 駆動制御回路（第１〜第３の階調制御手段）
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ フレームメモリ
２４ データドライバ（第１の階調制御手段）
２５ 走査ドライバ（第１の階調制御手段）
２６ 消去ドライバ（第１の階調制御手段）
２７ 逆バイアス電圧印加手段
２８ データ変換手段
２８ａ 第一データ変換手段
２８ｂ ディザ処理手段（第２の階調制御手段）
２８ｃ 第二データ変換手段（第３の階調制御手段）
３０ 画素（第１の階調制御手段）
３１ 陽極
３２ 陰極
３４ 同電位リセット用ＴＦＴ
４０ 表示パネル
Ａ 走査線
Ｂ データ線
Ｃ 制御線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのフレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、各サブフレーム期間を点灯制御することにより階調表現を行なう自発光表示パネルの駆動装置、駆動方法及びその駆動装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子をマトリクス状に配列して構成される表示パネルを用いたディスプレイの開発が広く進められている。このような表示パネルに用いられる発光素子として、例えば有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が注目されている。
【０００３】
かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、マトリクス状に配列したＥＬ素子の各々に、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる能動素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルがある。このアクティブマトリクス型表示パネルは、低消費電力を実現でき、また画素間のクロストークが少ない等の特質を備えており、特に大画面を構成する高精細度のディスプレイに適している。
【０００４】
図１は、従来のアクティブマトリクス型表示パネルにおける１つの画素１０に対応する回路構成の一例を示している。図１において、制御用トランジスタであるＴＦＴ１１のゲートＧは走査線（走査ラインＡ１）に接続され、ソースＳはデータ線（データラインＢ１）に接続されている。また、この制御用ＴＦＴ１１のドレインＤは、駆動用トランジスタであるＴＦＴ１２のゲートＧに接続されると共に、電荷保持用キャパシタ１３の一方の端子に接続されている。
【０００５】
また、駆動用ＴＦＴ１２のドレインＤは前記キャパシタ１３の他方の端子に接続されると共に、パネル内に形成された共通陽極１６に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ１２のソースＳは、有機ＥＬ素子１４の陽極に接続され、この有機ＥＬ素子１４の陰極は、パネル内に形成された例えば基準電位点（アース）を構成する共通陰極１７に接続されている。
【０００６】
図２は、図１に示した各画素１０を担う回路構成を、表示パネル２０に配列した状態を模式的に示したものであり、各走査ラインＡ１〜Ａｎと、各データラインＢ１〜Ｂｍとの交差位置の各々において、図１に示した回路構成の各画素１０が夫々形成されている。そして、前記した構成においては、駆動用ＴＦＴ１２の各ドレインＤが図２に示された共通陽極１６に夫々接続され、各ＥＬ素子１４の陰極が同じく図２に示された共通陰極１７に夫々接続された構成とされている。そして、この回路において、発光制御を実行する場合においては、スイッチ１８が図に示すようにグランドに接続される状態になされ、これにより共通陽極１６に対して電圧源＋ＶＤが供給される。
【０００７】
この状態において、図１における制御用ＴＦＴ１１のゲートＧに走査ラインを介してオン電圧が供給されると、ＴＦＴ１１はソースＳに供給されるデータラインからの電圧に対応した電流をソースＳからドレインＤに流す。従って、ＴＦＴ１１のゲートＧがオン電圧の期間に、前記キャパシタ１３が充電され、その電圧が駆動用ＴＦＴ１２のゲートＧに供給されて、ＴＦＴ１２にはそのゲート電圧とドレイン電圧に基づいた電流を、ソースＳからＥＬ素子１４を通じて共通陰極１７に流し、ＥＬ素子１４を発光させる。
【０００８】
また、ＴＦＴ１１のゲートＧがオフ電圧になると、ＴＦＴ１１はいわゆるカットオフとなり、ＴＦＴ１１のドレインＤが開放状態となるものの、駆動用ＴＦＴ１２はキャパシタ１３に蓄積された電荷によりゲートＧの電圧が保持され、次の走査まで駆動電流を維持し、ＥＬ素子１４の発光も維持される。なお、前記した駆動用ＴＦＴ１２には、ゲート入力容量が存在するので、前記したキャパシタ１３を格別に設けなくても、前記と同様な動作を行わせることが可能である。
【０００９】
ところで前記したような回路構成を用い、画像データの階調表示を行なう方式として、時間階調方式がある。この時間階調方式とは、例えば１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、１フレーム期間あたりに有機ＥＬ素子が発光したサブフレーム期間の累計によって中間調表示を行なう方式である。
【００１０】
さらに、この時間階調方式には、図３に示すように、サブフレーム単位でＥＬ素子を発光させ、発光するサブフレーム期間の単純な累計により階調表現する方法（便宜的に単純サブフレーム法と呼ぶ）と、図４に示すように、１つまたは複数のサブフレーム期間を組として、組に対して階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、その組み合わせにより階調表現する方法（便宜的に重み付けサブフレーム法と呼ぶ）とがある。尚、図３、図４においては、階調０〜７の８階調を表示する場合の例を示している。
【００１１】
このうち、重み付けサブフレーム法では、例えばサブフレーム期間内における点灯期間にも階調表示のための重み付け制御を行なうことにより、単純サブフレーム法よりも少ないサブフレーム数で多階調表示を実現できるという利点がある。しかしながら、この重み付けサブフレーム法にあっては、１フレームの画像に対し、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調を表現しているため、動画擬似輪郭ノイズ（以下、単に擬似輪郭ノイズとも呼ぶ）と呼ばれる等高線状のノイズが発生することがあり、これが画質劣化の一原因となっていた。この擬似輪郭ノイズについて、図５に基づき説明する。図５は、擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。図５において、２のべき乗の輝度に重み付け（重み１、２、４、８）されたサブフレームの組４つ（組１〜組４）を、輝度の小さい順に配置した場合を例として説明する。
【００１２】
表示画面下に行くほど１画素単位で輝度が一段階ずつ高くなる画像、すなわち輝度が滑らかに変化する画像を考え、この画像が１フレーム経過後に１画素分、上方向に移動するものとする。図示するようにフレーム１とフレーム２とは、画面上の表示位置が１画素分ずれているが、人間の目には、この画像移動の切れ目が認識できない。
【００１３】
しかしながら、人間の目は、移動する輝度に対して追従する特性があるため、例えば桁上がりにより発光パターンが大きく変化する輝度７と輝度８の間において、発光していないサブフレームの組を追従してしまい、人間の目には輝度０の黒い画素が移動していくように見える。したがって、人間の目は、本来存在しない輝度を認識し、これが等高線状ノイズとして知覚される。このように、連続するフレームにおいて同一画素で同じ階調データを表示するとき、各フレームでの発光パターンが同じ場合には、擬似輪郭ノイズが発生しやすい。
【００１４】
このような課題に対する対策方法の一つとして、重み付けされたサブフレームの組の表示順をフレーム毎に入れ替える方法がある。図６に示す例では、連続する２つのフレーム（第１フレーム、第２フレームとする）のそれぞれにおいて、重み付けされた組の表示順が異なるようになされる。即ち、第１フレームでは、重み４、重み２、重み１の組の順で表示され、第２フレームでは、重み１、重み４、重み２の組の順で表示される。これにより、連続するフレームにおいて同じ階調データでも発光パターンが異なるようになり、擬似輪郭ノイズの発生をある程度抑制するようになされている。
【００１５】
なお、動画擬似輪郭ノイズの発生を抑制するため１フレームデータの発光パターンに工夫を施した階調表示については、例えば特許文献１にも開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２５５２９号公報（第３頁右欄第４５行乃至第４頁左欄第９行、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図６に示した方法によれば、同一画素において連続するフレーム間での発光パターンが異なるように制御するため、人間の視覚における擬似輪郭ノイズの知覚をある程度低減することができる。しかしながら、どのような工夫を行なっても、重み付けサブフレーム法にあっては、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調表現する原理に変わりなく、完全にその発生を抑制することはできなかった。
【００１７】
一方、単純サブフレーム法では、１フレーム期間での発光において、複数のサブフレーム期間における発光が大きく離散することがないため、擬似輪郭ノイズの発生を抑えることができる。しかしながら、単純サブフレーム法にあっては、１つまたは複数連続するサブフレーム期間を単純に発光させて階調表示するものであるため、多階調表示のためには１フレーム期間を数多くのサブフレーム期間に分割する必要があり、その場合には、クロック周波数を高く設定しなければならず、駆動系周辺回路に加わる負荷が大きくなるという課題があった。
【００１８】
また、有機ＥＬ素子は、電流注入型発光素子であるため、素子にかかる配線抵抗を流れる電流は、発光表示パネルの点灯率に大きく依存する。すなわち、点灯率が大きく増加するよう変化すれば、配線抵抗の電圧降下量が増加し、その結果、素子の駆動電圧が低下し、発光輝度が低下する現象が生じる。この現象は、点灯率が急激に変化しやすい重み付けサブフレーム法において発生する虞が高く、その場合、階調表示が崩れ、正常な階調表現ができない（階調異常の発生）という問題があった。
【００１９】
この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、自発光素子をマトリクス状に配列した自発光表示パネルにおいて、動画擬似輪郭ノイズや階調異常の発生を抑制すると共に多階調表示することのできる自発光表示パネルの駆動装置、及びその駆動装置を備えた電子機器を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するためになされた本発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段を備えることに特徴を有する。
【００２１】
また、前記課題を解決するためになされた本発明にかかる自発光表示パネルの駆動方法は、請求項１２に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動方法であって、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させることに特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置及び駆動方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。尚、以下の説明においてはすでに説明した図１および図２に示された各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって個々の機能および動作については適宜説明を省略する。
【００２３】
また、図１および図２に示した従来例においては、画素を構成する駆動用ＴＦＴ１２とＥＬ素子１４との直列回路が、すべて共通陽極１６と共通陰極１７との間に接続されたいわゆる単色発光の表示パネルの例を示している。しかしながら、以下に説明するこの発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置においては、単色発光の表示パネルは勿論のこと、むしろＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光画素（サブピクセル）を備えたカラー表示パネルに好適に採用されるものである。
【００２４】
図７はこの発明にかかる駆動装置における第一の実施の形態をブロック図によって示したものである。図７において、駆動制御回路２１がデータドライバ２４と、走査ドライバ２５と、消去ドライバ２６と、マトリクス状に夫々配列された画素３０とからなる発光表示パネル４０の動作を制御するようになされている。
【００２５】
先ず、入力されたアナログ映像信号は、駆動制御回路２１およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２に供給される。前記駆動制御回路２１はアナログ映像信号中における水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器２２に対するクロック信号ＣＫ、およびフレームメモリ２３に対する書き込み信号Ｗ、および読み出し信号Ｒを生成する。
【００２６】
前記Ａ／Ｄ変換器２２は、駆動制御回路２１から供給されるクロック信号ＣＫに基づいて、入力されたアナログ映像信号をサンプリングし、これを１画素毎に対応した画素データに変換して、フレームメモリ２３に供給するように作用する。前記フレームメモリ２３は、駆動制御回路２１からの書き込み信号Ｗによって、Ａ／Ｄ変換器２２から供給される各画素データをフレームメモリ２３に順次書き込むように動作する。
【００２７】
かかる書き込み動作により自発光表示パネル４０における一画面（ｎ行、ｍ列）分のデータの書き込みが終了すると、フレームメモリ２３は駆動制御回路２１から供給される読み出し信号Ｒによって、１画素毎に例えば６ビットの画素データとして、順次データ変換手段２８に供給するようになされる。
【００２８】
前記データ変換手段２８では、後述する多階調化処理を施すと共に、かかる６ビットの画素データを、４ビットの画素データに変換し、これを１行目から第ｎ行目まで１行分毎にデータドライバ２４に供給する。
一方、駆動制御回路２１より走査ドライバ２５に対してタイミング信号が送出され、これに基づいて走査ドライバ２５は、各走査ラインに対して順次ゲートオン電圧を送出する。したがって、前記のようにしてフレームメモリ２３から読み出され、データ変換手段２８によってデータ変換された１行分毎の駆動画素データは、走査ドライバ２５の走査によって、１行毎にアドレッシングされる。
【００２９】
また、この実施の形態においては、前記駆動制御回路２１より消去ドライバ２６に対して制御信号が送出されるように構成されている。
前記消去ドライバ２６は、駆動制御回路２１から制御信号を受けて、後述するように走査ライン毎に電気的に分離して配列された電極ライン（この実施の形態においては制御ラインＣ１ 〜Ｃｎ と称する）に対して、選択的に所定の電圧レベルを印加し、後述の消去用ＴＦＴ１５のオン・オフ動作を制御する。
【００３０】
さらに、前記駆動制御回路２１は、逆バイアス電圧印加手段２７に制御信号を送出する。この逆バイアス電圧印加手段２７は、前記制御信号を受けて、陰極３２に対して、選択的に所定の電圧レベルを印加し、有機ＥＬ素子に対して順方向または逆バイアス電圧を供給するように動作する。この逆バイアス電圧とは、発光時に電流が流れる方向（順方向）とは逆方向の電圧であって、画像データ表示のための発光期間とは関係のない期間に各有機ＥＬ素子に印加される。なお、このように逆バイアス電圧を印加することによって、時間経過に対して素子の発光寿命が延命されることが知られている。
【００３１】
図８は、自発光表示パネル４０にマトリクス状に夫々配列された画素３０のうち、１つの画素の回路構成例を示した図である。この図８に示す１つの画素３０に対応する回路構成例は、アクティブマトリクス型表示パネルに適用されるものである。そして、この回路は図１に示した画素１０の回路構成に、キャパシタ１３に蓄積された電荷を消去する消去用トランジスタである点灯期間制御手段としてのＴＦＴ１５を加え、さらに前記点灯駆動用ＴＦＴ１２のソースＳとドレインＤとの間に、これをバイパスするようにして接続されたダイオード１９を加えたものとして構成される。
【００３２】
先ず、前記消去用ＴＦＴ１５はキャパシタ１３に並列に接続されており、有機ＥＬ素子１４が点灯動作中に、前記駆動制御回路２１からの制御信号に従ってオン動作することにより、キャパシタ１３の電荷を瞬時に放電させることができる。これにより、次のアドレッシング時まで、画素を消灯させることができる。
【００３３】
一方、前記ダイオード１９は、その陽極（アノード）が、前記したＥＬ素子１４の陽極に接続されており、ダイオード１９の陰極（カソード）は、陽極３１に接続されている。したがって、前記ダイオード１９は、ダイオード特性を有するＥＬ素子１４の順方向に対して、逆方向となるように駆動用ＴＦＴ１２のソースＳとドレインＤとの間に並列接続されている。
【００３４】
また、図８に示した回路構成においては、ＥＬ素子１４の陰極（カソード）は、走査ラインＡ１〜Ａｎに対して共通に形成された陰極３２に接続されており、図７に示す逆バイアス電圧印加手段２７によって、当該陰極に対し、選択的に所定の電圧レベルが印加されるようになされている。すなわち、ここでは共通陽極３１に加わる電圧レベルを“Ｖａ”とした場合、陰極３２には、例えば“Ｖｈ”または“Ｖｌ”の電圧レベルが選択的に印加されるようになされる。前記“Ｖａ”に対する“Ｖｌ”のレベル差、すなわちＶａ−Ｖｌは、ＥＬ素子１４において順方向（例えば１０Ｖ程度）となるように設定されており、したがって、陰極３２に選択的に“Ｖｌ”が設定された場合には、各画素３０を構成するＥＬ素子１４は、発光可能な状態となる。
【００３５】
また、前記“Ｖａ”に対する“Ｖｈ”のレベル差、すなわちＶａ−Ｖｈは、ＥＬ素子１４において逆バイアス電圧（例えば−８Ｖ程度）となるように設定されており、したがって、陰極３２に選択的に“Ｖｈ”が印加された場合には、各画素３０を構成するＥＬ素子１４は非発光状態になされ、このとき、図８に示したダイオード１９は、前記逆バイアス電圧によって導通状態になされる。
【００３６】
ところで、前記した回路構成は、発光素子であるＥＬ素子に加える駆動電流の供給時間（点灯時間）を変更することができるので、有機ＥＬ素子１４の実質的な発光輝度を制御することができる。したがって、本発明に係る自発光表示パネルの駆動装置における階調表現にあっては、時間階調方式が基本となる。そして、この時間階調方式として、前記した動画擬似輪郭ノイズの発生を完全に抑制するため、また、階調異常の発生を抑制するために、単純サブフレーム法が適用される。なお、本実施の形態において本回路構成での階調表現は、前記駆動制御回路２１、前記データドライバ２４、前記走査ドライバ２５、消去ドライバ２６（点灯期間制御手段）、各画素３０により構成される第１の階調制御手段、及びデータ変換手段２８による第２の階調制御手段により実現される。
【００３７】
また、本発明に係る駆動装置及び駆動方法においては、１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示がなされる。そして、ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させるようになされる。
【００３８】
例えば図９に示す一例では、１フレーム期間を３２個（Ｎ個）のサブフレーム（ＳＦ１〜３２）に分割し１６階調（階調０〜階調１５）の表示を行うとすれば、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示が設定される。この場合、例えば単純サブフレーム法で階調１４（輝度レベルａ）を表示する際は、階調１３（輝度レベルａ−１）で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の２個のサブフレーム期間を加えて点灯させるようになされる。また、この例では、階調１５（輝度レベルａ）を表示する際は、階調１４（輝度レベルａ−１）で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の４個のサブフレーム期間を加えて点灯させるようになされる。
【００３９】
即ち、この図９の例では、階調０を除く階調１から階調１５までは、１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレームの数に加え、他の２つ以上のサブフレームを加えて点灯するようになされる。このように階調を１つ上げるごとに、２つ以上のサブフレーム期間を点灯することにより、発光デューティを大きく確保することができ、輝度をより向上させることができる。
【００４０】
また、図９に示した例においては、点灯するサブフレームは、そのサブフレームの期間中は常に点灯する場合を示したが、より自然な階調表現を行ないたい場合には、例えば図１０に示すように、各サブフレーム期間における点灯期間の比がすべて異なるようになされる。そして、各サブフレーム期間における点灯期間の長さは、単純サブフレーム法により表示される各階調間の輝度曲線が図１１に示すように非線形（例えば、ガンマ値２．２）となるように設定される。したがって、単純サブフレーム法による階調表示に非線形特性（以下、ガンマ特性とする）を持たせることができ、より自然な階調表示が実現される。
【００４１】
尚、図１０においては、階調１〜階調１５の表示では、図９と同様に１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯するようになされる。また、各サブフレーム期間における点灯期間の生成は、消去ドライバ２６からの消去スタートパルスに従い、消去用ＴＦＴ１５が駆動し、キャパシタ１３の電荷を瞬時に放電することにより行なわれる。
【００４２】
また、本発明に係る駆動装置及び駆動方法においては、単純サブフレーム法により多階調表示を実現するために、ディザ処理を軸としたデータ変換処理が行なわれる。図１２は、その多階調表示のためのデータ変換処理を行なうデータ変換手段２８を説明するためのブロック図である。図１２に示すように、データ変換手段２８には、フレームメモリ２３から６ビット、１画素分のデータが順次入力される。そして、入力された画素データは、第一データ変換手段２８ａにおいてデータ変換処理が施される。
【００４３】
第一データ変換手段２８ａにおけるデータ変換処理は、後段に施されるディザ処理の前段処理として、ディザ処理におけるオーバーフロー対策及び、ディザパターンによるノイズ対策等のために行なわれる。具体的には、例えば画素データに対して、データ変換手段２８ａにおいて、入力される６ビットデータとしての０〜６３の値のうち、値０〜５８についてはそのままの値で出力し、値５７については１を加算し値５８に変換して出力し、値５８〜６３についてはオーバーフロー防止のため強制的に値６０に変換して出力する。
尚、このような変換特性は、入力データのビット数、表示階調数、多階調化による圧縮ビット数に応じて設定される。
【００４４】
第一データ変換手段２８ａにおいて変換処理が施された６ビットの画素データは、次いで、ディザ処理手段２８ｂにおいてそれぞれディザ係数が加算され、多階調処理が施される。このディザ処理手段２８ｂにおいては、画素の輝度データにディザ係数を加算後、６ビットの画素データのうち、下位２ビットは切り捨てられる。すなわち、上位４ビットで実階調を表現し、ディザ処理により２ビット相当の擬似階調表示が実現される。
【００４５】
詳しくは、図１３（ａ）に示すように上下、左右に互いに隣接する４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓを組とし、この１組の各画素に対応した画素データ各々に、互いに異なるディザ係数０〜３をそれぞれ割り当てて加算する。図１３（ａ）において、それぞれの画素に示す数字（０、１、２、３）は、それぞれの画素データに加算されるディザ係数（値）の配列を表す。図９、図１０に示した例においては、階調（輝度レベル）ａ−１から階調（輝度レベル）ａになったときに新たに２つのサブフレームが点灯されるため、その新たに点灯されるサブフレーム数に合わせ、２種類（ディザマスクＡ、Ｂ）のディザ係数の配列パターンが設定される。そして、図１３（ｂ）に示すように、サブフレーム毎に、同一画素において加算されるディザ係数が異なるようになされる。
【００４６】
また、そのとき、同一画素におけるディザマスクＡとディザマスクＢのディザ係数の和（累計）は、４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓにおいて全て等しくなるようにディザ係数の配列が設定される。このようなディザ係数の配列は、ディザパターンによるノイズ低減のために行われる。すなわち、ディザ係数０〜３からなるディザパターンが各画素に対して一定に加算されていると、このディザパターンによるノイズが視覚的に確認される場合があり画質を損なう。そこで、前記のようにサブフレーム毎にディザ係数を変更することにより、ディザパターンによるノイズを低減することができる。尚、図１３の例では、同一画素におけるディザマスクＡとディザマスクＢのディザ係数の和は値３となる。
【００４７】
このディザ処理によれば、４画素で４つの中間表示レベルの組み合わせが発生することになる。よって、例えば画素データのビット数が４ビットであっても、表現できる輝度階調レベルは４倍、すなわち、６ビット相当（６４階調）の中間調表示が可能となる。例えば図１３（ｂ）に示すように、実階調２の表示において、第３サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＡによってディザ処理される。その結果、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ａ）に示す通りであり、４段階の階調表示が可能となる。また、実階調３の表示において、第６サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＢによってディザ処理される。その結果、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ｂ）に示すようになる。
【００４８】
また、組となる４画素に対し異なるディザマスクによってサブフレーム毎に交互にディザ処理されることで、同一画素での階調が、連続するサブフレーム間で異なるようになる。例えば、実階調３の表示において、第５サブフレーム点灯時には、図１３（ａ）のディザマスクＡによってディザ処理され、４画素における表示可能な階調と平均階調は、図１４（ｃ）に示すようになる。すなわち、図１４（ｂ）と図１４（ｃ）とでは、ディザ処理されるディザマスクが異なるため、同じ平均階調における同一画素の階調が異なる値となる。これにより、連続するサブフレーム期間において、異なるディザマスクで処理された同一画素における累積階調が４画素間で平均化される。その結果、ディザパターン特有のノイズ（ざらざら感）がさらに低減される。
【００４９】
尚、図９、図１０に示した階調１〜階調１４の表示では、前記したように１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つのサブフレーム期間を点灯するようになされる。しかしながら、本発明にあってはそれに限定されず１つ下の階調レベルで点灯したサブフレーム期間に加えて他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯する構成であればよい。
【００５０】
例えば、図１５に示すように階調１から階調１４において、１つ下の階調レベルで点灯したサブフレーム期間に加え、他の４つのサブフレーム期間を点灯するようにしてもよい。なお、その場合、階調数を維持するために、１フレーム期間を構成するサブフレーム数が、図９、図１０の例に対し例えば２倍の６４のサブフレーム期間で形成され、階調１５は階調１４で点灯したサブフレーム期間に加え、他の８つのサブフレーム期間を点灯するようになされる。このようにすることで、発光デューティをより大きく確保することができ、輝度をさらに向上させることができる。
【００５１】
また、その場合のディザ処理は、１階調の増加で新たに点灯されるサブフレーム数に合わせ、図１５（ａ）に示すように４種類のディザパターン（ディザマスクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が設定される。すなわちこれは、階調ａから階調ａ−１になったときに、新たに点灯される複数のサブフレーム期間においてディザパターンを分散させ、ディザパターンによるノイズを軽減させるためである。そして、図１５（ｂ）に示すように、サブフレーム毎に、同一画素において加算されるディザ係数が異なるようになされる。また、そのとき、同一画素におけるディザマスクＡ〜Ｄのディザ係数の和は、４つの画素ｐ、ｑ、ｒ、ｓにおいて全て等しくなるようにディザ係数の配列が設定される。尚、図１５の例では、同一画素におけるディザマスクＡ〜Ｄのディザ係数の和は値６となる。
【００５２】
尚また、発光表示パネル４０がカラー表示パネルである場合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光画素について、加算するディザ係数を異なるように設定してもよい。例えば、発光すべき同じ輝度データであっても、赤及び青の画素における実際の発光輝度は、緑の画素における実際の発光輝度よりも低い。したがって、例えば図１６に示すように、赤と青の画素は同じディザ係数の組み合わせで、緑の画素については、前記赤、青の画素の場合と異なるディザ係数となるようにすることで、よりディザパターンによるノイズを低減することができる。
【００５３】
また、図１２に示すデータ変換手段２８において、ディザ処理手段２８ｂにより多階調化処理が施された４ビットの画素データは、第二データ変換手段２８ｃに出力される。第二データ変換手段２８ｃにおいては、０〜１５のいずれかの値である４ビットの画素データを図１７に示す変換テーブル２９に従ってサブフレームＳＦ１〜３２（図９、図１０のタイミング図の場合）に対応した第１〜第１５ビットからなる表示用画素データＨＤに変換される。尚、図１７において、表示用画素データＨＤにおける論理レベル“１”のビットは、そのビットに対応したサブフレームＳＦでの画素発光の実施を示すものである。例えばＨＤ１、２が論理１の場合、サブフレームＳＦ１〜４での画素発光を実行する。
【００５４】
かかる変換がなされた表示用画素データＨＤは、データドライバ２４に供給される。この際、表示用画素データＨＤの形態は、図１７に示される１６パターンのうち、いずれか１つとなる。データドライバ２４は、前記表示用画素データＨＤ中の第１〜第１５ビットの各々をサブフレームＳＦ１〜３２に割り当てる。したがって、そのビット論理が１である場合に、走査ドライバ２５の走査によって、対応する画素にアドレッシングされ、そのサブフレーム期間に発光動作が行なわれる。
【００５５】
以上のように本発明に係る第一の実施の形態によれば、階調表現に重み付けサブフレーム法ではなく、単純サブフレーム法を採用したことにより、動画擬似輪郭ノイズ及び階調異常の発生を完全に抑制することができる。また、単純サブフレーム法を用いた場合の課題であった多階調表示については、ディザ法を用いることにより解決することができる。また、時間階調方式による実階調データの表示において、１つ下の階調レベル（輝度レベル）で点灯するサブフレーム期間に加え、他の２つ以上のサブフレーム期間を点灯することにより、発光デューティを大きく確保することができ、輝度をより向上させることができる。このような制御は、特に、各サブフレーム期間における点灯時間の比に非線形特性（ガンマ特性）を持たせる場合に有効である。さらには、ディザ係数の配列の工夫等により、ディザ法を用いることによるディザパターンのノイズを軽減し、Ｓ／Ｎ感を向上させることができる。
【００５６】
尚、前記した第一の実施の形態において、いずれの階調の表示であっても、フレーム期間中の最後に必ず非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、その期間に逆バイアス電圧印加手段２７により、有機ＥＬ素子１４に対し逆バイアス電圧を印加することが望ましい。それにより、素子の寿命を延命する等の効果を得ることができる。
【００５７】
続いて、本発明にかかる駆動装置の第二の実施の形態について説明する。尚、この第二の実施の形態においては、第一の実施の形態において図７に示した駆動装置の全体構成と同一の構成を採用する。したがって、以下の説明においては、すでに説明した図１、図７に示された各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって個々の機能および動作については適宜説明を省略する。
【００５８】
図１８は、第二の実施形態での駆動装置による階調表示のサブフレーム点灯パターン（図１８（ｂ））と、それに対応したディザマスクの例（図１８（ａ））を示した図である（１６個のサブフレームで１６階調表示）。図１８（ｂ）に示すように本実施形態では、奇数、偶数の各フレームにおいて、階調ごとの点灯制御単位がそれぞれ別々に設定される。例えば、奇数フレームでは、階調５の表示で４サブフレーム期間が点灯されるが、偶数フレームでは、６サブフレーム期間が点灯される。
【００５９】
すなわち、ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、階調（輝度レベル）ａ−１または階調（輝度レベル）ａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御される。このような制御は、第二データ変換手段２８ｃ（第三の階調制御手段）において、奇数フレームと偶数フレームとで異なる変換テーブルが用いられることにより実現される。
【００６０】
例えば、奇数フレームでは、図１９に示す変換テーブル３３が用いられ、偶数フレームでは、図２０に示す変換テーブル３５が用いられる。そして、奇数フレームの表示用画素データＨＤと偶数フレームの表示用画素データＨＤとが交互にデータドライバ２４に出力される。データドライバ２４は、駆動制御回路２１の制御により奇数フレームの表示用画素データＨＤと偶数フレームの表示用画素データＨＤとをフレーム毎に交互に処理し、その第１〜第１５ビットの各々を変換テーブル３３、３５に従ってサブフレームＳＦ１〜１６に割り当てる。そして、そのビット論理が１である場合に、走査ドライバ２５の走査によって、対応する画素にアドレッシングされ、そのサブフレーム期間に発光動作が行なわれる。
【００６１】
また、この場合、階調によっては奇数フレームと偶数フレームとで実施すべき発光期間が互いに異なるため、２種類の１６階調（実階調）の発光駆動がフレーム毎に交互に実施されることになる。かかる駆動によれば、視覚上における表示階調数は、時間方向に積分すると１６階調よりも増加する。したがって、多階調処理（ディザ処理）によるディザパターンのノイズが目立ちにくくなり、Ｓ／Ｎ感が向上する。
【００６２】
但し、このように偶数フレームと奇数フレームで、互いに発光期間の異なる２種類の発光駆動を交互に実施すると、１フレーム期間内での発光重心が互いにずれているため、フリッカが生じる場合がある。そこで、本発明に係る駆動装置においては、各フレームの発光重心を一致させるために、一方のフレーム（図１８においては偶数フレームの最後）にダミーサブフレームである発光重心調整サブフレームを設け、この期間は非点灯期間となされる。
【００６３】
さらには、この発光重心調整サブフレームにおける非点灯期間に、逆バイアス電圧印加手段２７により、すべての有機ＥＬ素子に対して逆バイアス電圧が印加される。すなわち、有機ＥＬ素子を用いた発光表示パネルの駆動において必要となる逆バイアス電圧印加のための期間を特別に設けることなく、逆バイアス電圧を印加することができる。
【００６４】
以上のように本発明にかかる第二の実施の形態によれば、第一の実施の形態での効果と同様に、単純サブフレーム法を用いたことによる動画擬似輪郭ノイズ及び階調以上の抑制、ディザ法を用いたことによる表示可能階調数の向上を得ることができる。加えて、ディザ係数の配列の工夫や、連続するフレーム間で点灯時間が異なるよう制御することによりディザパターンのノイズをより低減し、Ｓ／Ｎ感を向上させることができる。
【００６５】
なお、前記した第一、第二の実施の形態では、４画素を組としてディザ処理を行う例を示したが、それに限らず、例えば図２１（ａ）に示すように隣接する９画素を組として、あるいは図２１（ｂ）に示すように隣接する１６画素を組としてディザ処理を行ってもよい。尚、図２１において、それぞれ線で仕切られた各升は画素を表し、数字はディザ係数を示している。
【００６６】
また、図７に示した構成例において、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された映像信号（画素データ）は、一旦、一画面毎にフレームメモリ２３に記憶され、その後、データ変換手段２８において処理がなされる。このような構成は、必ずしもフレーム毎に映像データが切り替わらない携帯電話等の表示パネルの駆動装置において有効である。しかしながら、ビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２２に入力される場合においては、フレーム毎に映像信号が入力されるため、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された映像信号（画素データ）をデータ変換手段２８において順次データ変換し、それを一画面毎にフレームメモリ２３に一時記憶する構成としてもよい。
【００６７】
また、図７に示したように、逆バイアス電圧印加手段２７を設け、有機ＥＬ素子１４に対し逆バイアス電圧を印加するように構成した。しかしながら、この構成に限定せず、逆バイアス電圧印加手段２７に置き換え、同電位印加手段を設け、有機ＥＬ素子１４の両極を同電位とする処理（同電位リセットと呼ぶ）を行なってもよい。この同電位リセットによれば、その処理の際に素子の放電等が行われ、逆バイアス電圧印加による効果と同様に、素子の寿命を延命する等の効果を得ることができる。
【００６８】
その場合、同電位印加手段により、例えば、全ての画素の回路構成において駆動用ＴＦＴ１２をオン状態とし、陽極３１及び陰極３２を同電位（例えばグランドに接続）とすることにより全画素に対して同電位リセットが行なわれる。あるいは、図２２に示すように、各画素の有機ＥＬ素子１４の両極間に同電位リセット用ＴＦＴ３４を設け、同電位印加手段によりＴＦＴ３４をオン状態とし、素子の両極を同電位とする処理を行ってもよい。この場合には、画素ごとに同電位リセットを行なうことができる。
【００６９】
また、前記した実施の形態においては、便宜上、画素データ６ビット、階調表現を６４の場合としたが、これに限定されず、より多階調表示或いは低階調においても本発明にかかる駆動装置及び駆動方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来のアクティブマトリクス型表示パネルにおける１つの画素に対応する回路構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示した各画素を担う回路構成を、表示パネルに配列した状態を模式的に示す図である。
【図３】時間階調方式において、単純サブフレーム法を説明するためのタイミング図である。
【図４】時間階調方式において、重み付けサブフレーム法を説明するためのタイミング図である。
【図５】動画擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。
【図６】重み付けサブフレーム法において、動画擬似輪郭ノイズを低減する点灯駆動を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の駆動装置にかかる実施の形態を示すブロック図である。
【図８】図７の表示パネルにマトリクス状に夫々配列された画素のうち、１つの画素の回路構成の一例を示した図である。
【図９】図７の駆動装置における各フレームのサブフレーム発光期間（ガンマ補正なし）の一例を示すタイミング図である。
【図１０】図７の駆動装置における各フレームのサブフレーム発光期間（ガンマ補正あり）の一例を示すタイミング図である。
【図１１】非線形の階調特性を示すグラフである。
【図１２】図７のデータ変換手段の内部処理を説明するためのブロック図である。
【図１３】本発明にかかる第一の実施の形態において、連続する２つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応するサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１４】４画素を組としディザ処理を行う場合に各画素における階調と４画素での平均階調の例を示した図である。
【図１５】本発明にかかる第一の実施の形態において、連続する４つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応するサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１６】異なる色の画素におけるディザ係数の配列パターンの一例を示す図である。
【図１７】図７のデータ変換手段において用いられるデータ変換テーブルの一例である。
【図１８】本発明にかかる第二の実施の形態において、連続する２つのサブフレームに対するディザ係数の配列の一例及びそれに対応する奇数フレーム及び偶数フレームにおけるサブフレームの点灯パターンの例を示す図である。
【図１９】本発明にかかる第二の実施の形態において、図７のデータ変換手段において用いられる奇数フレーム用のデータ変換テーブルの一例である。
【図２０】本発明にかかる第二の実施の形態において、図７のデータ変換手段において用いられる偶数フレーム用のデータ変換テーブルの一例である。
【図２１】本発明の実施の形態に適用可能なディザマスクの他の例を示す図である。
【図２２】図７の表示パネルにマトリクス状に夫々配列された画素のうち、１つの画素の回路構成の他の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１ 制御用ＴＦＴ
１２ 駆動用ＴＦＴ
１３ キャパシタ
１４ 有機ＥＬ素子
１５ 消去用ＴＦＴ
１９ ダイオード
２１ 駆動制御回路（第１〜第３の階調制御手段）
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ フレームメモリ
２４ データドライバ（第１の階調制御手段）
２５ 走査ドライバ（第１の階調制御手段）
２６ 消去ドライバ（第１の階調制御手段）
２７ 逆バイアス電圧印加手段
２８ データ変換手段
２８ａ 第一データ変換手段
２８ｂ ディザ処理手段（第２の階調制御手段）
２８ｃ 第二データ変換手段（第３の階調制御手段）
３０ 画素（第１の階調制御手段）
３１ 陽極
３２ 陰極
３４ 同電位リセット用ＴＦＴ
４０ 表示パネル
Ａ 走査線
Ｂ データ線
Ｃ 制御線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、
１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、
ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、
輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくても２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段を備えることを特徴とする自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項２】
前記第１の階調制御手段は、発光しているサブフレームを任意の時間に消灯させる点灯期間制御手段を具備し、
前記点灯期間制御手段により、各サブフレーム期間における点灯期間の比に、非線形特性を持たせることを特徴とする請求項１に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項３】
前記非線形特性は、ガンマ特性であることを特徴とする請求項２に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項４】
前記発光素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段を備え、
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に前記逆バイアス電圧印加手段により発光素子の少なくとも１部に逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項５】
前記発光素子の両極を同電位とすることにより発光素子の同電位リセットを行なう同電位印加手段を備え、
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に前記同電位印加手段により発光素子の少なくとも１部に同電位リセットを行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項６】
互いに隣接する複数の画素を組として、該組単位でサブフレーム毎にディザ処理を行なう第２の階調制御手段を備え、
前記組を構成する複数の画素において、同一画素に対し加算されるディザ係数値がサブフレーム毎に前記複数の画素間で互いに異なることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項７】
前記ディザ処理がなされる組を構成する複数の画素において、輝度レベルａ−１から輝度レベルａになったときに新たに点灯される複数のサブフレーム単位で、同一画素に対し各サブフレームで加算されるディザ係数値の累計が、前記複数の画素間で互いに等しくなることを特徴とする請求項６に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項８】
前記自発光表示パネルは、複数の色の発光素子を備え、
少なくとも一色の画素におけるディザ係数値の配列は、同じフレームにおいて、他色の画素に対するディザ係数値の配列と異なることを特徴とする請求項６または請求項７に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項９】
ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａ−１または輝度レベルａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御する第三の階調制御手段を備え、
前記第三の階調制御手段の制御により生じた、奇数フレームと偶数フレームにおける発光重心のずれを調整する発光重心調整サブフレームを設けることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、少なくとも一層からなる発光機能層を有する有機ＥＬ素子によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項１１】
前記請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動方法であって、
１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、
ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、
輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させることを特徴とする自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１３】
発光しているサブフレームを任意の時間に消灯させ、各サブフレーム期間における点灯期間の比に、非線形特性を持たせることを特徴とする請求項１２に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１４】
前記非線形特性は、ガンマ特性であることを特徴とする請求項１３に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１５】
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に発光素子の少なくとも１部に逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１６】
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に発光素子の少なくとも１部に、発光素子の両極を同電位とする同電位リセットを行なうことを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１７】
互いに隣接する複数の画素を組として、該組単位でサブフレーム毎にディザ処理を行なうと共に、
前記組を構成する複数の画素において、同一画素に対し加算されるディザ係数値がサブフレーム毎に前記複数の画素間で互いに異なるよう制御することを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１８】
前記ディザ処理がなされる組を構成する複数の画素において、輝度レベルａ−１から輝度レベルａになったときに新たに点灯される複数のサブフレーム単位で、同一画素に対し各サブフレームで加算されるディザ係数値の累計が、前記複数の画素間で互いに等しくなるよう制御することを特徴とする請求項１７に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１９】
複数の色の発光素子を備えた前記自発光パネルにおいて、少なくとも一色の画素におけるディザ係数値の配列は、同じフレームにおいて、他色の画素に対するディザ係数値の配列と異なるよう制御することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項２０】
ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａ−１または輝度レベルａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御し、
前記制御により生じた、奇数フレームと偶数フレームにおける発光重心のずれを調整する発光重心調整サブフレームを設けることを特徴とする請求項１２乃至請求項１９のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動装置であって、
１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、
ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、
輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくても２つ以上のサブフレーム期間を点灯させる第１の階調制御手段を備えることを特徴とする自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項２】
前記第１の階調制御手段は、発光しているサブフレームを任意の時間に消灯させる点灯期間制御手段を具備し、
前記点灯期間制御手段により、各サブフレーム期間における点灯期間の比に、非線形特性を持たせることを特徴とする請求項１に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項３】
前記非線形特性は、ガンマ特性であることを特徴とする請求項２に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項４】
前記発光素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段を備え、
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に前記逆バイアス電圧印加手段により発光素子の少なくとも１部に逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項５】
前記発光素子の両極を同電位とすることにより発光素子の同電位リセットを行なう同電位印加手段を備え、
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に前記同電位印加手段により発光素子の少なくとも１部に同電位リセットを行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項６】
互いに隣接する複数の画素を組として、該組単位でサブフレーム毎にディザ処理を行なう第２の階調制御手段を備え、
前記組を構成する複数の画素において、同一画素に対し加算されるディザ係数値がサブフレーム毎に前記複数の画素間で互いに異なることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項７】
前記ディザ処理がなされる組を構成する複数の画素において、輝度レベルａ−１から輝度レベルａになったときに新たに点灯される複数のサブフレーム単位で、同一画素に対し各サブフレームで加算されるディザ係数値の累計が、前記複数の画素間で互いに等しくなることを特徴とする請求項６に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項８】
前記自発光表示パネルは、複数の色の発光素子を備え、
少なくとも一色の画素におけるディザ係数値の配列は、同じフレームにおいて、他色の画素に対するディザ係数値の配列と異なることを特徴とする請求項６または請求項７に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項９】
ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａ−１または輝度レベルａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御する第三の階調制御手段を備え、
前記第三の階調制御手段の制御により生じた、奇数フレームと偶数フレームにおける発光重心のずれを調整する発光重心調整サブフレームを設けることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、少なくとも一層からなる発光機能層を有する有機ＥＬ素子によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置。
【請求項１１】
前記請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
複数のデータ線および複数の走査線の交差位置に配された複数の発光素子を備えた自発光表示パネルの駆動方法であって、
１フレーム期間をＮ個（Ｎは正の整数）のサブフレーム期間に時分割して、１個または複数個の点灯制御期間の累計により階調表示を設定し、
ａを０＜ａ＜Ｎを満足する整数として、
輝度レベルａでは、輝度レベルａ−１で点灯したサブフレーム期間に加えて、他の少なくとも２つ以上のサブフレーム期間を点灯させることを特徴とする自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１３】
発光しているサブフレームを任意の時間に消灯させ、各サブフレーム期間における点灯期間の比に、非線形特性を持たせることを特徴とする請求項１２に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１４】
前記非線形特性は、ガンマ特性であることを特徴とする請求項１３に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１５】
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に発光素子の少なくとも１部に逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１６】
前記複数のサブフレーム期間のうち、非点灯期間とするサブフレーム期間を設け、当該期間に発光素子の少なくとも１部に、発光素子の両極を同電位とする同電位リセットを行なうことを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１７】
互いに隣接する複数の画素を組として、該組単位でサブフレーム毎にディザ処理を行なうと共に、
前記組を構成する複数の画素において、同一画素に対し加算されるディザ係数値がサブフレーム毎に前記複数の画素間で互いに異なるよう制御することを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１８】
前記ディザ処理がなされる組を構成する複数の画素において、輝度レベルａ−１から輝度レベルａになったときに新たに点灯される複数のサブフレーム単位で、同一画素に対し各サブフレームで加算されるディザ係数値の累計が、前記複数の画素間で互いに等しくなるよう制御することを特徴とする請求項１７に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項１９】
複数の色の発光素子を備えた前記自発光パネルにおいて、少なくとも一色の画素におけるディザ係数値の配列は、同じフレームにおいて、他色の画素に対するディザ係数値の配列と異なるよう制御することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【請求項２０】
ａが０＜ａ＜Ｎを満足する整数とすれば、輝度レベルａ−１または輝度レベルａのときに、奇数フレームと偶数フレームとでは点灯するサブフレーム数が異なるように制御し、
前記制御により生じた、奇数フレームと偶数フレームにおける発光重心のずれを調整する発光重心調整サブフレームを設けることを特徴とする請求項１２乃至請求項１９のいずれかに記載された自発光表示パネルの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００６−２８４６８２（Ｐ２００６−２８４６８２Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０１３４１（Ｐ２００５−１０１３４１）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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