ＥＬ表示装置。
【課題】画素回路の構成素子数が少なくても、輝度調整を行うｄｕｔｙ駆動ができるＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】スイッチ用トランジスタ１１ｂは、ゲート信号線１７から供給された制御信号に応じて導通し、ソース信号線１８から供給された信号電位をサンプリングしてコンデンサ１９に保持する。駆動用トランジスタ１１ａのソース端子には、電源供給用回路２３の出力をキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌと駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈを切り替えることにより駆動用トランジスタ１１ａをキャンセル動作させる。電源セレクタ２１は出力を駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとハイインピーダンス状態とを選択することで、ｄｕｔｙ駆動を行なう。
【解決手段】スイッチ用トランジスタ１１ｂは、ゲート信号線１７から供給された制御信号に応じて導通し、ソース信号線１８から供給された信号電位をサンプリングしてコンデンサ１９に保持する。駆動用トランジスタ１１ａのソース端子には、電源供給用回路２３の出力をキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌと駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈを切り替えることにより駆動用トランジスタ１１ａをキャンセル動作させる。電源セレクタ２１は出力を駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとハイインピーダンス状態とを選択することで、ｄｕｔｙ駆動を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を画素に用いたアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子を用いた平面自発光型のＥＬ表示装置の開発が近年盛んになっている。ＥＬ素子は有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用したデバイスである。
【０００３】
ＥＬ素子は自ら光を発する自発光素子であるため、照明部材を必要とせず軽量化及び薄型化が容易である。また、ＥＬ素子の応答速度は数μ秒程度と非常に高速であるので、動画表示時の残像が発生しない。
【０００４】
ＰＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＯＥＬなどの有機ＥＬ表示パネルは、アクティブマトリクス方式の開発が盛んに行なわれている。この方式は、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子（一般には薄膜トランジスタ、ＴＦＴ）によって制御するものである（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５５８５６公報
【特許文献２】特開２００３−２７１０９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ表示パネルは、低温または高温ポリシリコンからなるトランジスタアレイを用いてパネルを構成する。しかし、ＥＬ素子に電流を供給する駆動用トランジスタに特性バラツキがあると、変換される電流信号にもバラツキが発生する。通常、トランジスタは５０％以上の特性バラツキがある。そのために、駆動用トランジスタの特性バラツキが表示ムラとして表示され、画像表示品位を低下させるという問題点がある。
【０００６】
また、ＥＬ素子自身の特性も経時的に変動するため、画像表示品位が低下するという問題点がある。
【０００７】
画像表示品位の向上のためには、前記トランジスタやＥＬ素子の特性ばらつきを補正する必要がある。これまで係る補正機能を有した表示装置は提案されているが、画素回路の構成要素が多く複雑だったことから、ディスプレイの高精細化の妨げとなっていた。また、画像表示の輝度調整を行なうｄｕｔｙ駆動においても、表示品位の低下なしに実現するには、画素回路の構成要素が複雑になるという問題点があった。
【０００８】
すなわち、ＥＬ表示装置の輝度調整を行うｄｕｔｙ駆動を行うために、画素回路の構成素子数が多くなり、レイアウト面積が大きくなるため、ディスプレイの高精細化には不向きであるという問題点があった、
そこで、本発明は、画素回路の構成素子数が少なくても、輝度調整を行うｄｕｔｙ駆動ができるＥＬ表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＥＬ素子を有する画素がマトリックス状に複数配置された表示画面を有するＥＬ表示装置において、前記各画素のそれぞれは、ソース端子が前記ＥＬ素子に接続され、ドレイン端子がアノード電圧配線に接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲート端子に接続され、ソース信号線から映像信号を印加するスイッチ用トランジスタと、前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子とソース端子に接続されたコンデンサと、を有し、前記アノード電圧配線に駆動制御電圧を供給する電源供給用回路と、前記アノード電圧配線と前記電源供給用回路との間に配され、前記駆動制御電圧とハイインピーダンス状態に切り替え可能であり、前記駆動制御電圧に切り換えたときに前記表示画面に表示領域を発生させ、前記ハイインピーダンス状態に切り換えたときに前記表示画面に非表示領域を発生させて、前記ＥＬ素子に流れる電流を抑制してｄｕｔｙ駆動を行う電源セレクタと、を有したＥＬ表示装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源セレクタによってｄｕｔｙ駆動を実現し、画素構成素子数を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のＥＬ表示装置について図１〜図１１に基づいて説明する。
【００１３】
（１）ＥＬ表示装置の全体構成
まず、ＥＬ表示装置の全体構成について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態は、ＥＬ素子１５がマトリックス状に配置された表示画面２２とこれを駆動する駆動回路とからなる。すなわち、図２に示すように、ＥＬ表示装置は、表示画面２２、これを駆動するＩＣからなるソースドライバ回路１８、ゲートドライバ回路１２、アノード電圧を供給する電源供給用回路２３、アノード電圧を選択する電源セレクタ２１からなる。
【００１５】
表示画面２２は、横方向に延びる行状のゲート信号線１７、縦方向に延びる列状のソース信号線１８、両者が交差する部分に格子状に配された画素１６と、各画素１６の各行に対応して形成されたアノード電圧配線２０を備えている。すなわち、アノード電圧配線２０は、横方向に配線されている。
【００１６】
（２）画素１６の構成
次に、画素１６に構成について図１に基づいて説明する。図１は、図２に示したＥＬ表示装置に含まれる画素１６の具体的な構成及び結線関係を示す回路図である。
【００１７】
図１に示すように、画素１６は、ＥＬ素子１５、スイッチ用トランジスタ１１ｂ、駆動用トランジスタ１１ａ、コンデンサ１９とを含む。
【００１８】
スイッチ用トランジスタ１１ｂのゲート端子ｄがゲート信号線１７に接続され、そのドレイン端子ｄがソース信号線１８に接続され、そのソース端子が駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇに接続されている。
【００１９】
駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄがアノード電圧配線２０に接続され、そのソース端子ｓがＥＬ素子１５のアノード端子に接続されている。
【００２０】
ＥＬ素子１５のカソードは、接地電極またはカソード電極Ｖｓｓに接続されている。このカソード電極Ｖｓｓの電圧もＶｓｓと標記する。なお、この接地電極またはカソード電極Ｖｓｓは全ての画素１６に対して共通に配線されている。
【００２１】
コンデンサ１９は、駆動用トランジスタ１１ａのソース端子ｓとゲート端子ｇの間に接続している。
【００２２】
上記構成において、スイッチ用トランジスタ１１ｂは、ゲート信号線１７から供給された制御信号に応じて導通し、ソース信号線１８から供給された信号電位をサンプリングしてコンデンサ１９に保持する。
【００２３】
駆動用トランジスタ１１ａは、アノード電圧配線２０から電流の供給を受け、コンデンサ１９に保持された信号電位に応じて駆動電流をＥＬ素子１５に流す。
【００２４】
（３）ゲートドライバ回路１２
次に、ゲートドライバ回路１２について説明する。
【００２５】
ゲートドライバ回路１２は、各ゲート信号線１７に制御信号を順次供給して画素１６を行単位で線順次走査する。すなわち、オン電圧またはオフ電圧を供給する。
【００２６】
ゲートドライバ回路１２には、ゲート信号線１７を選択するスタートパルスＳＴ１、スタートパルスを順次シフトするクロック信号ＣＬＫが印加される。また、ゲートドライバ回路１２内のスタートパルスの上下シフトレジスタ方向を切り替える信号ＵＤも印加される。
【００２７】
なお、必要に応じて、ゲートドライバ回路１２には、イネーブル制御端子を付加することが好ましい。ゲートドライバ回路１２内には、シフトレジスタ回路が形成されており、スタートパルスをクロック信号ＣＬＫに同期して順次シフトさせ、選択するゲート信号線１７の位置を変化させる。
【００２８】
（４）アノード電圧の制御
次に、アノード電圧の制御について図１、図１１〜図１３に基づいて説明する。
【００２９】
駆動用トランジスタ１１ａにドレイン端子ｄに駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈまたはキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌを印加する。この駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌの切り替えは、電源セレクタ２１と電源供給用回路２３の制御で実現する。
【００３０】
図１１に示すように、電源セレクタ２１がａ側に選択されているとき、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｈになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｈとなり、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｌになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｌになる。
【００３１】
また、電源セレクタ２１を切り替え制御することにより、図１２、１３で説明するｄｕｔｙ駆動を実現できる。このｄｕｔｙ駆動は、非表示領域を発生させて、ＥＬ素子１５に流れる電流を抑制するために行う。これについては、後から詳しく説明するが、ここで簡単に説明すると、電源セレクタ２１を切り替えて、表示画面２２に帯状の非表示領域を発生し、この非表示領域を画面２２の上下方向に、フレーム周期に同期して画像表示させる。
【００３２】
（５）閾値電圧補正機能
次に、閾値電圧補正機能について説明する。
【００３３】
ソース信号線１８に信号電圧を供給するソースドライバ回路１８は、スイッチ用トランジスタ１１ｂが導通した後で、ソース信号線１８に基準電位Ｖ０を供給している間に、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄに印加する電圧を駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌとの間で切換え、駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧をコンデンサ１９に保持しておく。
【００３４】
この閾値電圧補正機能により、ＥＬ表示装置は画素１６にばらつく駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧の影響をキャンセルできる。
【００３５】
（６）ブートストラップ機能
次に、ブートストラップ機能について説明する。図１に示した画素１６はさらにブートストラップ機能も備えている。
【００３６】
電源セレクタ２１及び電源供給用回路２３は、コンデンサ１９に信号電位が保持された段階で、その出力をキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌから駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに切り替えることにより、アノード電圧配線２０に同様の電圧が印加する。したがって、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位はＶｄｄ＿ＬからＶｄｄ＿Ｈ電圧に変化する。また、スイッチ用トランジスタ１１ｂを非導通状態にして駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇをソース信号線１８から電気的に切り離す。
【００３７】
この動作により、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓの変動にゲート電位Ｖｇが連動しゲート端子ｇとソース端子ｓ間の電圧Ｖｇｓを一定に維持できる。
【００３８】
（７）画素１６の動作のタイミングチャート
図３は、図１に示した画素１６の動作説明に供するタイミングチャートである。時間軸を共通にして、ゲート信号線１７の電位変化、アノード電圧配線２０の電圧変化、ソース信号線１８の電位変化、ＥＬ素子１５の発光状態と模式的に示している。なお、このタイミングチャートは、画素１６の動作の変化に合わせて期間Ｂ〜Ｈに便宜的に区切ってある。
【００３９】
発光期間Ｂでは、ＥＬ素子１５が発光状態にある。この後、線順次走査の新しいフィールドに入って、最初の期間Ｃで、スイッチ用トランジスタ１１ｂがオンし、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇが初期化される。
【００４０】
次に、期間Ｄに進み、電源供給用回路２３の出力が切り替えられ、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄにキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌが印加され、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓも初期化される。このように駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇ及びソース電位Ｖｓを初期化することで、閾値電圧補正動作の準備が完了する。Ｖｄｄ＿Ｌ電圧は、ＥＬ素子１５がオンせず（電流が流れない）、駆動用トランジスタ１１ａがオフとなる電圧である。
【００４１】
次に、閾値補正期間Ｅに進み、実際に閾値電圧補正動作が行われ、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇとドレイン端子ｄとの間に閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧が保持される。実際には、Ｖｔｈに相当する電圧が、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇとドレイン端子ｄとの間に接続されたコンデンサ１９に書き込まれる。
【００４２】
次に、サンプリング期間Ｆに進み、映像信号の信号電位ＶｉｎがＶｔｈに足し込まれる形でコンデンサ１９に書き込まれる。
【００４３】
次に、発光期間Ｇに進み、信号電圧Ｖｉｎに応じた輝度でＥＬ素子１５が発光する。このときに信号電圧Ｖｉｎは閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧によって調整されているため、ＥＬ素子１５の発光輝度は駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈのばらつきの影響を受けることがない。
【００４４】
なお、発光期間Ｇの最初でブートストラップ動作が行われ、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝Ｖｉｎ＋Ｖｔｈを一定に維持したまま、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇ及びソース電位Ｖｓが上昇する。
【００４５】
（８）画素１６の動作
図４〜図１０を参照して、図１に示した画素１６の動作を詳細に説明する。なお、図４〜図１０の図番は、図３に示したタイミングチャートの各期間Ｂ〜Ｈにそれぞれ対応している。
【００４６】
（８−１）発光期間Ｂ
図４に示すように、発光期間Ｂでは、アノード電圧配線２０の電圧がＶｄｄ＿Ｈになり、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈにあり、駆動用トランジスタ１１ａが駆動電流ＩｄｓをＥＬ素子１５に供給している。
【００４７】
図４に示めすように、駆動電流Ｉｄｓはアノード電圧Ｖｄｄ＿Ｈから駆動用トランジスタ１１ａを介してＥＬ素子１５を通り、共通接地電極またはカソード電極Ｖｓｓに流れ込んでいる。
【００４８】
（８−２）期間Ｃ
次に、期間Ｃに入ると、図５に示すように、ゲート信号線１７の電位が高電位ＶＧＨ（オン電圧が印加される）に変化することでスイッチ用トランジスタ１１ｂがオン状態となり、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇはソース信号線１８の基準電位Ｖ０に初期化（リセット）される。
【００４９】
（８−３）期間Ｄ
次に、期間Ｄに進むと、図６に示すように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈからソース信号線１８の基準電位Ｖ０より十分低いキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌに変化する。
【００５０】
これにより駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓがソース信号線１８の基準電位Ｖ０より十分低いキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌに初期化（リセットまたはキャンセル）される。
【００５１】
具体的には、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ（ゲート電位Ｖｇとソース電位Ｖｓの差）が駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈより大きくなるように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄにキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌを設定する。
【００５２】
（８−４）閾値補正期間Ｅ
次に、閾値補正期間Ｅに進むと、図７に示すように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位がキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌから駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに変化し、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓが上昇を開始する。
【００５３】
やがて、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子−ソース端子間電圧Ｖｇｓが閾値電圧Ｖｔｈとなったところで電流がカットオフする。このようにして駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧がコンデンサ１９に書き込まれる。これが閾値電圧補正動作である。このとき電流が専らコンデンサ１９側に流れ、ＥＬ素子１５側には流れないようにするため、ＥＬ素子１５がカットオフとなるように共通接地電極またはカソード電極Ｖｓｓの電位を設定しておく。
【００５４】
（８−５）サンプリング期間Ｆ
次に、サンプリング期間Ｆに進むと、図８に示すように、第１のタイミングでソース信号線１８の電位が基準電位Ｖ０から信号電位Ｖｉｎに変化し、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位ＶｇはＶｉｎとなる。したがって、サンプリング期間Ｆの時、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧ＶｇｓはＶｉｎ＋Ｖｔｈとなる。
【００５５】
（８−６）発光期間Ｇ
最後に、発光期間Ｇになると、図９に示すように、ゲート信号線１７がキャンセル電圧側に変化し、スイッチ用トランジスタ１１ｂはオフ状態となる。これにより駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇはソース信号線１８から切り離される。同時にドレイン電流ＩｄｓがＥＬ素子１５を流れ始める。これによりＥＬ素子１５のアノード電位は駆動電流Ｉｄｓに応じて上昇する。
【００５６】
ＥＬ素子１５のアノード電位の上昇は、すなわち駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓの上昇に他ならない。駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓが上昇すると、コンデンサ１９のブートストラップ動作により、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇも連動して上昇する。ゲート電位Ｖｇの上昇量はソース電位Ｖｓの上昇量に等しくなる。故に、発光期間中駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧ＶｇｓはＶｉｎ＋Ｖｔｈで一定に保持される。
【００５７】
（８−７）消光期間Ｈ
図１の本実施形態において、アノード電圧配線２０の電位を制御することにより、図１２（ｂ）に図示するようなｄｕｔｙ駆動を実現できる。このｄｕｔｙ駆動は、非表示領域を発生させて、ＥＬ素子１５に流れる電流を抑制するために行なう。以下、消光期間Ｈのｄｕｔｙ駆動について説明する。
【００５８】
消光期間Ｈになると、図１０に示すように、アノード電圧配線２０の電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈから、ハイインピーダンスに遷移する。これにより、アノード電圧配線２０から電源の供給を受けられず、ＥＬ素子１５に流れる駆動電流Ｉｄｓが停止し、ＥＬ素子１５が消灯する。したがって、消光期間Ｈでは、ＥＬ素子１５は消光状態である。
【００５９】
なお、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓはコンデンサ１９により保持されている。アノード電圧配線２０の電位がハイインピーダンスから、再び駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに遷移すると、アノード電圧配線２０より電源の供給を受け、駆動電流Ｉｄｓが流れることにより、ＥＬ素子１５が発光する。
【００６０】
（９）アノード電圧制御
上記したように、アノード電圧配線２０の電位を制御することにより、閾値補正、ｄｕｔｙ駆動を行なっている。アノード電圧配線２０の電位の制御は、図１１に図示するような、電源供給用回路２３と電源セレクタ２１を用いて、切り替えをすることにより、電位の制御を実施している。
【００６１】
電源セレクタ２１がａ側になっているとき、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｈになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｈになり、電源供給用回路１２ｂの出力がＶｄｄ＿Ｌになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｌになる。また、電源セレクタ２１がｂ側になっているとき、電源供給用回路２３の出力にかかわらず、アノード電圧配線２０はハイインピーダンスになる。
【００６２】
（１０）ｄｕｔｙ駆動
図１２において、映像信号を書き込んでいる画素行をプログラム画素行１１１と表示する。
【００６３】
また、非表示領域１１３は、電源セレクタ２１をｂ側にし、アノード電源配線２０をハイインピーダンスにすることにより、非表示とした画素行または画素行の群を示している。なお、非表示とは、ＥＬ素子１５に電流が流れていない、または流れても小さい状態をいう。
【００６４】
表示領域１１２は、電源セレクタ２１をａ側にし、アノード電源配線２０の電位をＶｄｄ＿Ｈに遷移させ、ＥＬ素子１５に電流が供給されている画素行または画素行の群を示している。
【００６５】
非表示領域１１３及び表示領域１１２はフレーム周期または水平同期信号に同期して、表示画面２２の上下方向に走査される。
【００６６】
（１０−１）課題
図１３（ａ）の表示状態では、１つの表示領域１１２が画面の上から下方向に移動する。フレームレートが低いと、表示領域１１２が移動するのが視覚的に認識される。特に、まぶたを閉じた時、または顔を上下に移動させた時などに認識されやすくなる。
【００６７】
（１０−２）第１の解決手段
この課題を解決するために、図１３（ｂ）（ｃ）に示すように、表示領域１１２を複数に分割する。
【００６８】
なお、分割された表示領域１１２は等しく（等分に）する必要はない。例えば、表示領域を４つの領域に分割し、分割された表示領域１１２ａが面積１で、分割された表示領域１１２ｂが面積２で、分割された表示領域１１２ｃが面積１で、分割された表示領域１１２ｄが面積４でもよい。
【００６９】
なお、第１〜第４の解決手段では理解を容易にするために表示領域１１２の面積を分割するとして説明している。しかし、面積を分割するとは、期間（時間）を分割することである。したがって、図１では電源供給用回路２３の出力Ｖｄｄ＿Ｈ期間を分割することになるから、面積を分割することは、期間（時間）を分割することと同義または類似である。
【００７０】
（１０−３）第２の解決手段
数フレーム、または、数フィールド（以下、まとめて「フレーム」という。）での表示領域１１２の面積が平均して目標の大きさになるように制御してもよい。例えば、表示画面２２に占める表示領域１１２の面積を１／１０にするとした時、１フレーム目は表示領域１１２の面積を１／１０とし、２フレーム目は表示領域１１２の面積を１／２０とし、３フレーム目は表示領域１１２の面積を１／２０とし、４フレーム目は表示領域１１２の面積を１／５とし、以上の４フレームで所定の表示面積（表示輝度）の１／１０を得る駆動方法が例示される。
【００７１】
なお、本実施形態での１フレームまたは１フィールドとは、画素１６の画像書き換え周期または表示画面２２が上から下まで（下から上まで）走査される周期と同義である。
【００７２】
（１０−４）第３の解決手段
また、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれが、数フレームでＬの期間の平均が等しくなるように駆動してもよい。
【００７３】
しかし、前記数フレームは４フレーム以下にすることが好ましい。表示画像によってはフリッカが発生する場合があるからである。
【００７４】
（１０−５）第４の解決手段
また、Ｒ、Ｇ、Ｂで、数フレームでＬの期間の平均を異ならせ、適度なホワイトバランスがとれるように駆動してもよい。
【００７５】
この駆動方法は、ＲＧＢの発光効率が異なるときに特に有効である。
【００７６】
また、ＲＧＢで分割数Ｋ（Ｋは表示領域１１２を複数に分割する数）を異ならせても良い。特にＧでは視覚的にめだつため、Ｇでは分割数をＲＢに対して多くすることが有効である。
【００７７】
（１０−６）効果
以上のように、表示領域１１２を複数に分割することにより画面のちらつきは減少する。したがって、フリッカの発生はなく、良好な画像表示を実現できる。なお、分割はもっと細かくしてもよいが、分割するほど動画表示性能は低下する。
【００７８】
また、画像表示のフレームレートを低減することができ、低消費電力化を実現できる。例えば、非点灯領域１１３を一括にした場合は、フレームレート４５Ｈｚ以下になるとフリッカが発生する。しかし、非点灯領域１１３を６分割以上とした場合は、２０Ｈｚ以下までフリッカが発生しない。
【００７９】
（１０−７）表示領域１１２が連続している場合
図１３（ａ１）〜（ａ３）は図１２のように表示領域１１２が連続している場合の明るさ調整方式である。
【００８０】
図１３（ａ１）の表示画面２２の表示輝度が最も明るく、図１３（ａ２）の表示画面２２の表示輝度が次に明るく、図１３（ａ３）の表示画面２２の表示輝度が最も暗い。図１３（ａ１）から図１３（ａ３）への変化（またはその逆）は、先にも記載したように電源セレクタ２１の制御により、容易に実現できる。
【００８１】
このときに、ソースドライバ回路１４が出力するプログラム電流またはプログラム電圧の大きさを変化させる必要がない。すなわち、映像信号を変化させずに表示画面２２の輝度変化を実施できる。
【００８２】
また、図１３（ａ１）から図１３（ａ３）への変化のときに、画面のガンマ特性は全く変化しない。したがって、表示画面２２の輝度によらず、表示画像のコントラスト、階調特性が維持される。これは本実施形態の効果のある特徴である。
【００８３】
従来の画面の輝度調整では、表示画面２２の輝度が低いときは、階調性能が低下する。すなわち、高輝度表示の時は６４階調表示を実現できても、低輝度表示の時は、半分以下の階調数しか表示できない。これに比較して、本実施形態の駆動方法では、画面の表示輝度に依存せず、最高の６４階調表示を実現できる。
【００８４】
（１０−８）表示領域１１２が分散している場合
図１３（ｂ１）〜（ｂ３）は、図１２で説明したように表示領域１１２が分散している場合の明るさ調整方式である。
【００８５】
図１３（ｂ１）の表示画面２２の表示輝度が最も明るく、図１３（ｂ２）の表示画面２２の表示輝度が次に明るく、図１３（ｂ３）の表示画面２２の表示輝度が最も暗い。図１３（ｂ１）から図１３（ｂ３）への変化（またはその逆）は、先にも記載したようにゲートドライバ回路１２のシフトレジスタ回路６１などの制御により、容易に実現できる。図１３（ｂ）のように表示領域１１２を分散させれば、低フレームレートでもフリッカが発生しない。
【００８６】
（１０−９）低フレームレート
さらに、低フレームレートでも、フリッカが発生しないようにするには、図１３（ｃ）のように表示領域１１２を細かく分散させればよい。しかし、動画の表示性能は低下する。したがって、動画を表示するには、図１３（ａ）の駆動方法が適している。静止画を表示し、低消費電力化を要望する時は、図１３（ｃ）の駆動方法が適している。図１３（ａ）から図１３（ｃ）の駆動方法の切り替えも、シフトレジスタの制御により容易に実現できる。
【００８７】
（１０−１０）変更例
図１３は非表示領域１１３が等間隔で構成されているが、これに限定するものではない。表示画面２２の１／２の面積が連続して表示領域１１２とし、残りの面積が図１２（ｃ１）のように等間隔に表示領域１１２と非表示領域１１３が繰り返すように駆動してもよい。
【００８８】
（１１）応用例
本実施形態の駆動方式を実施するＥＬ表示装置を表示ディスプレイとして用いた本実施形態の表示装置について説明する。
【００８９】
（１１−１）第１の応用例
図１５は、ＥＬ表示装置の一例である情報端末装置の携帯電話の平面図である。
【００９０】
筐体１４３にアンテナ１４１などが取り付けられている。１４２ａは、表示画面２２の明るさを変化させる切換キー、１４２ｂは電源オン／オフキー、１４２ｃがゲートドライバ回路１２ｂの動作フレームレートを切り替えるキーである。１４５はホトセンサである。ホトセンサ１４５は、外光の強弱にしたがって、ｄｕｔｙ比などを変化させて、表示画面２２の輝度を自動調整する。
【００９１】
（１１−２）第２の応用例
図１６はビデオカメラの斜視図である。
【００９２】
ビデオカメラは撮影（撮像）レンズ部１５３とビデオカメラ本体１４３と具備している。本実施形態のＥＬ表示パネルは表示モニター１４４としても使用されている。表示画面２２は支点１５１で角度を自由に調整できる。表示画面２２を使用しない時は、格納部１５３に格納される。
【００９３】
（１１−３）第３の応用例
本実施形態のＥＬ表示パネルまたはＥＬ表示装置などはビデオカメラだけでなく、図１７に示すような電子カメラにも適用できる。
【００９４】
すなわち、本実施形態のＥＬ表示装置はカメラ本体１６１に付属されたモニター２２として用いる。カメラ本体１６１にはシャッタ１６３の他、スイッチ１４２ａ、１４２ｃが取り付けられている。
【００９５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のＥＬ表示装置について図１８に基づいて説明する。図１８は、本実施形態に係るＥＬ表示装置を示す模式的な回路図である。
【００９６】
第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態がＮチャネル型のトランジスタを用いて画素回路を構成しているのに対し、本実施形態はＰチャネル型のトランジスタを用いて画素回路を構成していることである。図１８の画素回路も、図１に示した画素回路と同様に閾値電圧補正動作、移動度補正動作及びブートストラップ動作を行うことができる。
【００９７】
（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００９８】
上記各実施形態では、画素行は１画素行ずつ選択し、映像信号の書込み、キャンセルを実施するとしたが、これに限定するものではない。
【００９９】
例えば、複数画素行を同時に選択し、映像信号の書込み、キャンセルをしてもよい。図１４はその実施形態である。図１４では、隣接した画素行を異なるソース信号線１８（１８ａ、１８ｂ）に接続し、２画素行を同時に選択できるように構成している。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態のＥＬ表示装置の画素構成の説明図である。
【図２】ＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】動作説明に関するタイミングチャートである。
【図４】発光期間Ｂの動作を説明する回路図である。
【図５】期間Ｃの動作を説明する回路図である。
【図６】期間Ｄの動作を説明する回路図である。
【図７】閾値補正期間Ｅの動作を説明する回路図である。
【図８】サンプリング期間Ｆの動作を説明する回路図である。
【図９】発光期間Ｇの動作を説明する回路図である。
【図１０】消光期間Ｈの動作を説明する回路図である。
【図１１】電源セレクタと電源供給用回路のブロック図である。
【図１２】プログラム画素行を示す駆動方法の説明図である。
【図１３】ｄｕｔｙ駆動法の説明図である。
【図１４】第１の応用例の説明図である。
【図１５】第２の応用例の説明図である。
【図１６】第３の応用例の説明図である。
【図１７】第３の応用例の説明図である。
【図１８】第２の実施形態のＥＬ表示装置の画素構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１ トランジスタ
１２ ゲートドライバ回路
１４ ソースドライバ回路
１５ ＥＬ素子
１６ 画素
１７ ゲート信号線
１８ ソース信号線
１９ コンデンサ
２０ アノード電圧配線
２１ 電源セレクタ
２２ 表示画面
２３ 電源供給用回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を画素に用いたアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子を用いた平面自発光型のＥＬ表示装置の開発が近年盛んになっている。ＥＬ素子は有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用したデバイスである。
【０００３】
ＥＬ素子は自ら光を発する自発光素子であるため、照明部材を必要とせず軽量化及び薄型化が容易である。また、ＥＬ素子の応答速度は数μ秒程度と非常に高速であるので、動画表示時の残像が発生しない。
【０００４】
ＰＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＯＥＬなどの有機ＥＬ表示パネルは、アクティブマトリクス方式の開発が盛んに行なわれている。この方式は、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子（一般には薄膜トランジスタ、ＴＦＴ）によって制御するものである（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５５８５６公報
【特許文献２】特開２００３−２７１０９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ表示パネルは、低温または高温ポリシリコンからなるトランジスタアレイを用いてパネルを構成する。しかし、ＥＬ素子に電流を供給する駆動用トランジスタに特性バラツキがあると、変換される電流信号にもバラツキが発生する。通常、トランジスタは５０％以上の特性バラツキがある。そのために、駆動用トランジスタの特性バラツキが表示ムラとして表示され、画像表示品位を低下させるという問題点がある。
【０００６】
また、ＥＬ素子自身の特性も経時的に変動するため、画像表示品位が低下するという問題点がある。
【０００７】
画像表示品位の向上のためには、前記トランジスタやＥＬ素子の特性ばらつきを補正する必要がある。これまで係る補正機能を有した表示装置は提案されているが、画素回路の構成要素が多く複雑だったことから、ディスプレイの高精細化の妨げとなっていた。また、画像表示の輝度調整を行なうｄｕｔｙ駆動においても、表示品位の低下なしに実現するには、画素回路の構成要素が複雑になるという問題点があった。
【０００８】
すなわち、ＥＬ表示装置の輝度調整を行うｄｕｔｙ駆動を行うために、画素回路の構成素子数が多くなり、レイアウト面積が大きくなるため、ディスプレイの高精細化には不向きであるという問題点があった、
そこで、本発明は、画素回路の構成素子数が少なくても、輝度調整を行うｄｕｔｙ駆動ができるＥＬ表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＥＬ素子を有する画素がマトリックス状に複数配置された表示画面を有するＥＬ表示装置において、前記各画素のそれぞれは、ソース端子が前記ＥＬ素子に接続され、ドレイン端子がアノード電圧配線に接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲート端子に接続され、ソース信号線から映像信号を印加するスイッチ用トランジスタと、前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子とソース端子に接続されたコンデンサと、を有し、前記アノード電圧配線に駆動制御電圧を供給する電源供給用回路と、前記アノード電圧配線と前記電源供給用回路との間に配され、前記駆動制御電圧とハイインピーダンス状態に切り替え可能であり、前記駆動制御電圧に切り換えたときに前記表示画面に表示領域を発生させ、前記ハイインピーダンス状態に切り換えたときに前記表示画面に非表示領域を発生させて、前記ＥＬ素子に流れる電流を抑制してｄｕｔｙ駆動を行う電源セレクタと、を有したＥＬ表示装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源セレクタによってｄｕｔｙ駆動を実現し、画素構成素子数を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のＥＬ表示装置について図１〜図１１に基づいて説明する。
【００１３】
（１）ＥＬ表示装置の全体構成
まず、ＥＬ表示装置の全体構成について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態は、ＥＬ素子１５がマトリックス状に配置された表示画面２２とこれを駆動する駆動回路とからなる。すなわち、図２に示すように、ＥＬ表示装置は、表示画面２２、これを駆動するＩＣからなるソースドライバ回路１８、ゲートドライバ回路１２、アノード電圧を供給する電源供給用回路２３、アノード電圧を選択する電源セレクタ２１からなる。
【００１５】
表示画面２２は、横方向に延びる行状のゲート信号線１７、縦方向に延びる列状のソース信号線１８、両者が交差する部分に格子状に配された画素１６と、各画素１６の各行に対応して形成されたアノード電圧配線２０を備えている。すなわち、アノード電圧配線２０は、横方向に配線されている。
【００１６】
（２）画素１６の構成
次に、画素１６に構成について図１に基づいて説明する。図１は、図２に示したＥＬ表示装置に含まれる画素１６の具体的な構成及び結線関係を示す回路図である。
【００１７】
図１に示すように、画素１６は、ＥＬ素子１５、スイッチ用トランジスタ１１ｂ、駆動用トランジスタ１１ａ、コンデンサ１９とを含む。
【００１８】
スイッチ用トランジスタ１１ｂのゲート端子ｄがゲート信号線１７に接続され、そのドレイン端子ｄがソース信号線１８に接続され、そのソース端子が駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇに接続されている。
【００１９】
駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄがアノード電圧配線２０に接続され、そのソース端子ｓがＥＬ素子１５のアノード端子に接続されている。
【００２０】
ＥＬ素子１５のカソードは、接地電極またはカソード電極Ｖｓｓに接続されている。このカソード電極Ｖｓｓの電圧もＶｓｓと標記する。なお、この接地電極またはカソード電極Ｖｓｓは全ての画素１６に対して共通に配線されている。
【００２１】
コンデンサ１９は、駆動用トランジスタ１１ａのソース端子ｓとゲート端子ｇの間に接続している。
【００２２】
上記構成において、スイッチ用トランジスタ１１ｂは、ゲート信号線１７から供給された制御信号に応じて導通し、ソース信号線１８から供給された信号電位をサンプリングしてコンデンサ１９に保持する。
【００２３】
駆動用トランジスタ１１ａは、アノード電圧配線２０から電流の供給を受け、コンデンサ１９に保持された信号電位に応じて駆動電流をＥＬ素子１５に流す。
【００２４】
（３）ゲートドライバ回路１２
次に、ゲートドライバ回路１２について説明する。
【００２５】
ゲートドライバ回路１２は、各ゲート信号線１７に制御信号を順次供給して画素１６を行単位で線順次走査する。すなわち、オン電圧またはオフ電圧を供給する。
【００２６】
ゲートドライバ回路１２には、ゲート信号線１７を選択するスタートパルスＳＴ１、スタートパルスを順次シフトするクロック信号ＣＬＫが印加される。また、ゲートドライバ回路１２内のスタートパルスの上下シフトレジスタ方向を切り替える信号ＵＤも印加される。
【００２７】
なお、必要に応じて、ゲートドライバ回路１２には、イネーブル制御端子を付加することが好ましい。ゲートドライバ回路１２内には、シフトレジスタ回路が形成されており、スタートパルスをクロック信号ＣＬＫに同期して順次シフトさせ、選択するゲート信号線１７の位置を変化させる。
【００２８】
（４）アノード電圧の制御
次に、アノード電圧の制御について図１、図１１〜図１３に基づいて説明する。
【００２９】
駆動用トランジスタ１１ａにドレイン端子ｄに駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈまたはキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌを印加する。この駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌの切り替えは、電源セレクタ２１と電源供給用回路２３の制御で実現する。
【００３０】
図１１に示すように、電源セレクタ２１がａ側に選択されているとき、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｈになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｈとなり、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｌになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｌになる。
【００３１】
また、電源セレクタ２１を切り替え制御することにより、図１２、１３で説明するｄｕｔｙ駆動を実現できる。このｄｕｔｙ駆動は、非表示領域を発生させて、ＥＬ素子１５に流れる電流を抑制するために行う。これについては、後から詳しく説明するが、ここで簡単に説明すると、電源セレクタ２１を切り替えて、表示画面２２に帯状の非表示領域を発生し、この非表示領域を画面２２の上下方向に、フレーム周期に同期して画像表示させる。
【００３２】
（５）閾値電圧補正機能
次に、閾値電圧補正機能について説明する。
【００３３】
ソース信号線１８に信号電圧を供給するソースドライバ回路１８は、スイッチ用トランジスタ１１ｂが導通した後で、ソース信号線１８に基準電位Ｖ０を供給している間に、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄに印加する電圧を駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈとキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌとの間で切換え、駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧をコンデンサ１９に保持しておく。
【００３４】
この閾値電圧補正機能により、ＥＬ表示装置は画素１６にばらつく駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧の影響をキャンセルできる。
【００３５】
（６）ブートストラップ機能
次に、ブートストラップ機能について説明する。図１に示した画素１６はさらにブートストラップ機能も備えている。
【００３６】
電源セレクタ２１及び電源供給用回路２３は、コンデンサ１９に信号電位が保持された段階で、その出力をキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌから駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに切り替えることにより、アノード電圧配線２０に同様の電圧が印加する。したがって、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位はＶｄｄ＿ＬからＶｄｄ＿Ｈ電圧に変化する。また、スイッチ用トランジスタ１１ｂを非導通状態にして駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇをソース信号線１８から電気的に切り離す。
【００３７】
この動作により、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓの変動にゲート電位Ｖｇが連動しゲート端子ｇとソース端子ｓ間の電圧Ｖｇｓを一定に維持できる。
【００３８】
（７）画素１６の動作のタイミングチャート
図３は、図１に示した画素１６の動作説明に供するタイミングチャートである。時間軸を共通にして、ゲート信号線１７の電位変化、アノード電圧配線２０の電圧変化、ソース信号線１８の電位変化、ＥＬ素子１５の発光状態と模式的に示している。なお、このタイミングチャートは、画素１６の動作の変化に合わせて期間Ｂ〜Ｈに便宜的に区切ってある。
【００３９】
発光期間Ｂでは、ＥＬ素子１５が発光状態にある。この後、線順次走査の新しいフィールドに入って、最初の期間Ｃで、スイッチ用トランジスタ１１ｂがオンし、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇが初期化される。
【００４０】
次に、期間Ｄに進み、電源供給用回路２３の出力が切り替えられ、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄにキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌが印加され、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓも初期化される。このように駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇ及びソース電位Ｖｓを初期化することで、閾値電圧補正動作の準備が完了する。Ｖｄｄ＿Ｌ電圧は、ＥＬ素子１５がオンせず（電流が流れない）、駆動用トランジスタ１１ａがオフとなる電圧である。
【００４１】
次に、閾値補正期間Ｅに進み、実際に閾値電圧補正動作が行われ、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇとドレイン端子ｄとの間に閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧が保持される。実際には、Ｖｔｈに相当する電圧が、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇとドレイン端子ｄとの間に接続されたコンデンサ１９に書き込まれる。
【００４２】
次に、サンプリング期間Ｆに進み、映像信号の信号電位ＶｉｎがＶｔｈに足し込まれる形でコンデンサ１９に書き込まれる。
【００４３】
次に、発光期間Ｇに進み、信号電圧Ｖｉｎに応じた輝度でＥＬ素子１５が発光する。このときに信号電圧Ｖｉｎは閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧によって調整されているため、ＥＬ素子１５の発光輝度は駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈのばらつきの影響を受けることがない。
【００４４】
なお、発光期間Ｇの最初でブートストラップ動作が行われ、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝Ｖｉｎ＋Ｖｔｈを一定に維持したまま、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇ及びソース電位Ｖｓが上昇する。
【００４５】
（８）画素１６の動作
図４〜図１０を参照して、図１に示した画素１６の動作を詳細に説明する。なお、図４〜図１０の図番は、図３に示したタイミングチャートの各期間Ｂ〜Ｈにそれぞれ対応している。
【００４６】
（８−１）発光期間Ｂ
図４に示すように、発光期間Ｂでは、アノード電圧配線２０の電圧がＶｄｄ＿Ｈになり、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈにあり、駆動用トランジスタ１１ａが駆動電流ＩｄｓをＥＬ素子１５に供給している。
【００４７】
図４に示めすように、駆動電流Ｉｄｓはアノード電圧Ｖｄｄ＿Ｈから駆動用トランジスタ１１ａを介してＥＬ素子１５を通り、共通接地電極またはカソード電極Ｖｓｓに流れ込んでいる。
【００４８】
（８−２）期間Ｃ
次に、期間Ｃに入ると、図５に示すように、ゲート信号線１７の電位が高電位ＶＧＨ（オン電圧が印加される）に変化することでスイッチ用トランジスタ１１ｂがオン状態となり、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇはソース信号線１８の基準電位Ｖ０に初期化（リセット）される。
【００４９】
（８−３）期間Ｄ
次に、期間Ｄに進むと、図６に示すように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈからソース信号線１８の基準電位Ｖ０より十分低いキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌに変化する。
【００５０】
これにより駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓがソース信号線１８の基準電位Ｖ０より十分低いキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌに初期化（リセットまたはキャンセル）される。
【００５１】
具体的には、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ（ゲート電位Ｖｇとソース電位Ｖｓの差）が駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈより大きくなるように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄにキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌを設定する。
【００５２】
（８−４）閾値補正期間Ｅ
次に、閾値補正期間Ｅに進むと、図７に示すように、駆動用トランジスタ１１ａのドレイン端子ｄの電位がキャンセル電圧Ｖｄｄ＿Ｌから駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに変化し、駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓが上昇を開始する。
【００５３】
やがて、駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子−ソース端子間電圧Ｖｇｓが閾値電圧Ｖｔｈとなったところで電流がカットオフする。このようにして駆動用トランジスタ１１ａの閾値電圧Ｖｔｈに相当する電圧がコンデンサ１９に書き込まれる。これが閾値電圧補正動作である。このとき電流が専らコンデンサ１９側に流れ、ＥＬ素子１５側には流れないようにするため、ＥＬ素子１５がカットオフとなるように共通接地電極またはカソード電極Ｖｓｓの電位を設定しておく。
【００５４】
（８−５）サンプリング期間Ｆ
次に、サンプリング期間Ｆに進むと、図８に示すように、第１のタイミングでソース信号線１８の電位が基準電位Ｖ０から信号電位Ｖｉｎに変化し、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位ＶｇはＶｉｎとなる。したがって、サンプリング期間Ｆの時、駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧ＶｇｓはＶｉｎ＋Ｖｔｈとなる。
【００５５】
（８−６）発光期間Ｇ
最後に、発光期間Ｇになると、図９に示すように、ゲート信号線１７がキャンセル電圧側に変化し、スイッチ用トランジスタ１１ｂはオフ状態となる。これにより駆動用トランジスタ１１ａのゲート端子ｇはソース信号線１８から切り離される。同時にドレイン電流ＩｄｓがＥＬ素子１５を流れ始める。これによりＥＬ素子１５のアノード電位は駆動電流Ｉｄｓに応じて上昇する。
【００５６】
ＥＬ素子１５のアノード電位の上昇は、すなわち駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓの上昇に他ならない。駆動用トランジスタ１１ａのソース電位Ｖｓが上昇すると、コンデンサ１９のブートストラップ動作により、駆動用トランジスタ１１ａのゲート電位Ｖｇも連動して上昇する。ゲート電位Ｖｇの上昇量はソース電位Ｖｓの上昇量に等しくなる。故に、発光期間中駆動用トランジスタ１１ａのゲート−ソース間電圧ＶｇｓはＶｉｎ＋Ｖｔｈで一定に保持される。
【００５７】
（８−７）消光期間Ｈ
図１の本実施形態において、アノード電圧配線２０の電位を制御することにより、図１２（ｂ）に図示するようなｄｕｔｙ駆動を実現できる。このｄｕｔｙ駆動は、非表示領域を発生させて、ＥＬ素子１５に流れる電流を抑制するために行なう。以下、消光期間Ｈのｄｕｔｙ駆動について説明する。
【００５８】
消光期間Ｈになると、図１０に示すように、アノード電圧配線２０の電位が駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈから、ハイインピーダンスに遷移する。これにより、アノード電圧配線２０から電源の供給を受けられず、ＥＬ素子１５に流れる駆動電流Ｉｄｓが停止し、ＥＬ素子１５が消灯する。したがって、消光期間Ｈでは、ＥＬ素子１５は消光状態である。
【００５９】
なお、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓはコンデンサ１９により保持されている。アノード電圧配線２０の電位がハイインピーダンスから、再び駆動電圧Ｖｄｄ＿Ｈに遷移すると、アノード電圧配線２０より電源の供給を受け、駆動電流Ｉｄｓが流れることにより、ＥＬ素子１５が発光する。
【００６０】
（９）アノード電圧制御
上記したように、アノード電圧配線２０の電位を制御することにより、閾値補正、ｄｕｔｙ駆動を行なっている。アノード電圧配線２０の電位の制御は、図１１に図示するような、電源供給用回路２３と電源セレクタ２１を用いて、切り替えをすることにより、電位の制御を実施している。
【００６１】
電源セレクタ２１がａ側になっているとき、電源供給用回路２３の出力がＶｄｄ＿Ｈになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｈになり、電源供給用回路１２ｂの出力がＶｄｄ＿Ｌになっていれば、アノード電圧配線２０の電位はＶｄｄ＿Ｌになる。また、電源セレクタ２１がｂ側になっているとき、電源供給用回路２３の出力にかかわらず、アノード電圧配線２０はハイインピーダンスになる。
【００６２】
（１０）ｄｕｔｙ駆動
図１２において、映像信号を書き込んでいる画素行をプログラム画素行１１１と表示する。
【００６３】
また、非表示領域１１３は、電源セレクタ２１をｂ側にし、アノード電源配線２０をハイインピーダンスにすることにより、非表示とした画素行または画素行の群を示している。なお、非表示とは、ＥＬ素子１５に電流が流れていない、または流れても小さい状態をいう。
【００６４】
表示領域１１２は、電源セレクタ２１をａ側にし、アノード電源配線２０の電位をＶｄｄ＿Ｈに遷移させ、ＥＬ素子１５に電流が供給されている画素行または画素行の群を示している。
【００６５】
非表示領域１１３及び表示領域１１２はフレーム周期または水平同期信号に同期して、表示画面２２の上下方向に走査される。
【００６６】
（１０−１）課題
図１３（ａ）の表示状態では、１つの表示領域１１２が画面の上から下方向に移動する。フレームレートが低いと、表示領域１１２が移動するのが視覚的に認識される。特に、まぶたを閉じた時、または顔を上下に移動させた時などに認識されやすくなる。
【００６７】
（１０−２）第１の解決手段
この課題を解決するために、図１３（ｂ）（ｃ）に示すように、表示領域１１２を複数に分割する。
【００６８】
なお、分割された表示領域１１２は等しく（等分に）する必要はない。例えば、表示領域を４つの領域に分割し、分割された表示領域１１２ａが面積１で、分割された表示領域１１２ｂが面積２で、分割された表示領域１１２ｃが面積１で、分割された表示領域１１２ｄが面積４でもよい。
【００６９】
なお、第１〜第４の解決手段では理解を容易にするために表示領域１１２の面積を分割するとして説明している。しかし、面積を分割するとは、期間（時間）を分割することである。したがって、図１では電源供給用回路２３の出力Ｖｄｄ＿Ｈ期間を分割することになるから、面積を分割することは、期間（時間）を分割することと同義または類似である。
【００７０】
（１０−３）第２の解決手段
数フレーム、または、数フィールド（以下、まとめて「フレーム」という。）での表示領域１１２の面積が平均して目標の大きさになるように制御してもよい。例えば、表示画面２２に占める表示領域１１２の面積を１／１０にするとした時、１フレーム目は表示領域１１２の面積を１／１０とし、２フレーム目は表示領域１１２の面積を１／２０とし、３フレーム目は表示領域１１２の面積を１／２０とし、４フレーム目は表示領域１１２の面積を１／５とし、以上の４フレームで所定の表示面積（表示輝度）の１／１０を得る駆動方法が例示される。
【００７１】
なお、本実施形態での１フレームまたは１フィールドとは、画素１６の画像書き換え周期または表示画面２２が上から下まで（下から上まで）走査される周期と同義である。
【００７２】
（１０−４）第３の解決手段
また、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれが、数フレームでＬの期間の平均が等しくなるように駆動してもよい。
【００７３】
しかし、前記数フレームは４フレーム以下にすることが好ましい。表示画像によってはフリッカが発生する場合があるからである。
【００７４】
（１０−５）第４の解決手段
また、Ｒ、Ｇ、Ｂで、数フレームでＬの期間の平均を異ならせ、適度なホワイトバランスがとれるように駆動してもよい。
【００７５】
この駆動方法は、ＲＧＢの発光効率が異なるときに特に有効である。
【００７６】
また、ＲＧＢで分割数Ｋ（Ｋは表示領域１１２を複数に分割する数）を異ならせても良い。特にＧでは視覚的にめだつため、Ｇでは分割数をＲＢに対して多くすることが有効である。
【００７７】
（１０−６）効果
以上のように、表示領域１１２を複数に分割することにより画面のちらつきは減少する。したがって、フリッカの発生はなく、良好な画像表示を実現できる。なお、分割はもっと細かくしてもよいが、分割するほど動画表示性能は低下する。
【００７８】
また、画像表示のフレームレートを低減することができ、低消費電力化を実現できる。例えば、非点灯領域１１３を一括にした場合は、フレームレート４５Ｈｚ以下になるとフリッカが発生する。しかし、非点灯領域１１３を６分割以上とした場合は、２０Ｈｚ以下までフリッカが発生しない。
【００７９】
（１０−７）表示領域１１２が連続している場合
図１３（ａ１）〜（ａ３）は図１２のように表示領域１１２が連続している場合の明るさ調整方式である。
【００８０】
図１３（ａ１）の表示画面２２の表示輝度が最も明るく、図１３（ａ２）の表示画面２２の表示輝度が次に明るく、図１３（ａ３）の表示画面２２の表示輝度が最も暗い。図１３（ａ１）から図１３（ａ３）への変化（またはその逆）は、先にも記載したように電源セレクタ２１の制御により、容易に実現できる。
【００８１】
このときに、ソースドライバ回路１４が出力するプログラム電流またはプログラム電圧の大きさを変化させる必要がない。すなわち、映像信号を変化させずに表示画面２２の輝度変化を実施できる。
【００８２】
また、図１３（ａ１）から図１３（ａ３）への変化のときに、画面のガンマ特性は全く変化しない。したがって、表示画面２２の輝度によらず、表示画像のコントラスト、階調特性が維持される。これは本実施形態の効果のある特徴である。
【００８３】
従来の画面の輝度調整では、表示画面２２の輝度が低いときは、階調性能が低下する。すなわち、高輝度表示の時は６４階調表示を実現できても、低輝度表示の時は、半分以下の階調数しか表示できない。これに比較して、本実施形態の駆動方法では、画面の表示輝度に依存せず、最高の６４階調表示を実現できる。
【００８４】
（１０−８）表示領域１１２が分散している場合
図１３（ｂ１）〜（ｂ３）は、図１２で説明したように表示領域１１２が分散している場合の明るさ調整方式である。
【００８５】
図１３（ｂ１）の表示画面２２の表示輝度が最も明るく、図１３（ｂ２）の表示画面２２の表示輝度が次に明るく、図１３（ｂ３）の表示画面２２の表示輝度が最も暗い。図１３（ｂ１）から図１３（ｂ３）への変化（またはその逆）は、先にも記載したようにゲートドライバ回路１２のシフトレジスタ回路６１などの制御により、容易に実現できる。図１３（ｂ）のように表示領域１１２を分散させれば、低フレームレートでもフリッカが発生しない。
【００８６】
（１０−９）低フレームレート
さらに、低フレームレートでも、フリッカが発生しないようにするには、図１３（ｃ）のように表示領域１１２を細かく分散させればよい。しかし、動画の表示性能は低下する。したがって、動画を表示するには、図１３（ａ）の駆動方法が適している。静止画を表示し、低消費電力化を要望する時は、図１３（ｃ）の駆動方法が適している。図１３（ａ）から図１３（ｃ）の駆動方法の切り替えも、シフトレジスタの制御により容易に実現できる。
【００８７】
（１０−１０）変更例
図１３は非表示領域１１３が等間隔で構成されているが、これに限定するものではない。表示画面２２の１／２の面積が連続して表示領域１１２とし、残りの面積が図１２（ｃ１）のように等間隔に表示領域１１２と非表示領域１１３が繰り返すように駆動してもよい。
【００８８】
（１１）応用例
本実施形態の駆動方式を実施するＥＬ表示装置を表示ディスプレイとして用いた本実施形態の表示装置について説明する。
【００８９】
（１１−１）第１の応用例
図１５は、ＥＬ表示装置の一例である情報端末装置の携帯電話の平面図である。
【００９０】
筐体１４３にアンテナ１４１などが取り付けられている。１４２ａは、表示画面２２の明るさを変化させる切換キー、１４２ｂは電源オン／オフキー、１４２ｃがゲートドライバ回路１２ｂの動作フレームレートを切り替えるキーである。１４５はホトセンサである。ホトセンサ１４５は、外光の強弱にしたがって、ｄｕｔｙ比などを変化させて、表示画面２２の輝度を自動調整する。
【００９１】
（１１−２）第２の応用例
図１６はビデオカメラの斜視図である。
【００９２】
ビデオカメラは撮影（撮像）レンズ部１５３とビデオカメラ本体１４３と具備している。本実施形態のＥＬ表示パネルは表示モニター１４４としても使用されている。表示画面２２は支点１５１で角度を自由に調整できる。表示画面２２を使用しない時は、格納部１５３に格納される。
【００９３】
（１１−３）第３の応用例
本実施形態のＥＬ表示パネルまたはＥＬ表示装置などはビデオカメラだけでなく、図１７に示すような電子カメラにも適用できる。
【００９４】
すなわち、本実施形態のＥＬ表示装置はカメラ本体１６１に付属されたモニター２２として用いる。カメラ本体１６１にはシャッタ１６３の他、スイッチ１４２ａ、１４２ｃが取り付けられている。
【００９５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のＥＬ表示装置について図１８に基づいて説明する。図１８は、本実施形態に係るＥＬ表示装置を示す模式的な回路図である。
【００９６】
第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態がＮチャネル型のトランジスタを用いて画素回路を構成しているのに対し、本実施形態はＰチャネル型のトランジスタを用いて画素回路を構成していることである。図１８の画素回路も、図１に示した画素回路と同様に閾値電圧補正動作、移動度補正動作及びブートストラップ動作を行うことができる。
【００９７】
（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００９８】
上記各実施形態では、画素行は１画素行ずつ選択し、映像信号の書込み、キャンセルを実施するとしたが、これに限定するものではない。
【００９９】
例えば、複数画素行を同時に選択し、映像信号の書込み、キャンセルをしてもよい。図１４はその実施形態である。図１４では、隣接した画素行を異なるソース信号線１８（１８ａ、１８ｂ）に接続し、２画素行を同時に選択できるように構成している。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態のＥＬ表示装置の画素構成の説明図である。
【図２】ＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】動作説明に関するタイミングチャートである。
【図４】発光期間Ｂの動作を説明する回路図である。
【図５】期間Ｃの動作を説明する回路図である。
【図６】期間Ｄの動作を説明する回路図である。
【図７】閾値補正期間Ｅの動作を説明する回路図である。
【図８】サンプリング期間Ｆの動作を説明する回路図である。
【図９】発光期間Ｇの動作を説明する回路図である。
【図１０】消光期間Ｈの動作を説明する回路図である。
【図１１】電源セレクタと電源供給用回路のブロック図である。
【図１２】プログラム画素行を示す駆動方法の説明図である。
【図１３】ｄｕｔｙ駆動法の説明図である。
【図１４】第１の応用例の説明図である。
【図１５】第２の応用例の説明図である。
【図１６】第３の応用例の説明図である。
【図１７】第３の応用例の説明図である。
【図１８】第２の実施形態のＥＬ表示装置の画素構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１ トランジスタ
１２ ゲートドライバ回路
１４ ソースドライバ回路
１５ ＥＬ素子
１６ 画素
１７ ゲート信号線
１８ ソース信号線
１９ コンデンサ
２０ アノード電圧配線
２１ 電源セレクタ
２２ 表示画面
２３ 電源供給用回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＬ素子を有する画素がマトリックス状に複数配置された表示画面を有するＥＬ表示装置において、
前記各画素のそれぞれは、
ソース端子が前記ＥＬ素子に接続され、ドレイン端子がアノード電圧配線に接続された駆動用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート端子に接続され、ソース信号線から映像信号を印加するスイッチ用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子とソース端子に接続されたコンデンサと、
を有し、
前記アノード電圧配線に駆動制御電圧を供給する電源供給用回路と、
前記アノード電圧配線と前記電源供給用回路との間に配され、前記駆動制御電圧とハイインピーダンス状態に切り替え可能であり、前記駆動制御電圧に切り換えたときに前記表示画面に表示領域を発生させ、前記ハイインピーダンス状態に切り換えたときに前記表示画面に非表示領域を発生させて、前記ＥＬ素子に流れる電流を抑制してｄｕｔｙ駆動を行う電源セレクタと、
を有したＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記駆動制御電圧は、前記ＥＬ素子を発光させる駆動電圧と前記キャンセル電圧とからなり、
前記電源供給用回路が前記駆動制御電圧を前記キャンセル電圧から前記駆動電圧に切り換えたときに前記表示画面に前記表示領域を発生させる、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記ソース信号線に前記映像信号を供給するソースドライバ回路が、
前記スイッチ用トランジスタが導通した後で、前記ソース信号線に基準電位を供給している間に、前記駆動用トランジスタの前記ドレイン端子に印加する電圧をキャンセル電圧と駆動電圧との間で切換え、前記駆動用トランジスタの閾値電圧に相当する電圧をコンデンサに保持する、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記コンデンサに信号電位が保持されたときに、前記電源供給用回路は出力を前記キャンセル電圧と前記駆動電圧に変化させることにより、
前記駆動用トランジスタの前記ドレイン端子の電位を前記キャンセル電圧と前記駆動電圧に変化させ、
前記スイッチ用トランジスタにゲート信号を送るゲートドライバ回路は、前記スイッチ用トランジスタを非導通状態にして、前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子を前記ソース信号線から電気的に切り離す、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項１】
ＥＬ素子を有する画素がマトリックス状に複数配置された表示画面を有するＥＬ表示装置において、
前記各画素のそれぞれは、
ソース端子が前記ＥＬ素子に接続され、ドレイン端子がアノード電圧配線に接続された駆動用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート端子に接続され、ソース信号線から映像信号を印加するスイッチ用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子とソース端子に接続されたコンデンサと、
を有し、
前記アノード電圧配線に駆動制御電圧を供給する電源供給用回路と、
前記アノード電圧配線と前記電源供給用回路との間に配され、前記駆動制御電圧とハイインピーダンス状態に切り替え可能であり、前記駆動制御電圧に切り換えたときに前記表示画面に表示領域を発生させ、前記ハイインピーダンス状態に切り換えたときに前記表示画面に非表示領域を発生させて、前記ＥＬ素子に流れる電流を抑制してｄｕｔｙ駆動を行う電源セレクタと、
を有したＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記駆動制御電圧は、前記ＥＬ素子を発光させる駆動電圧と前記キャンセル電圧とからなり、
前記電源供給用回路が前記駆動制御電圧を前記キャンセル電圧から前記駆動電圧に切り換えたときに前記表示画面に前記表示領域を発生させる、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記ソース信号線に前記映像信号を供給するソースドライバ回路が、
前記スイッチ用トランジスタが導通した後で、前記ソース信号線に基準電位を供給している間に、前記駆動用トランジスタの前記ドレイン端子に印加する電圧をキャンセル電圧と駆動電圧との間で切換え、前記駆動用トランジスタの閾値電圧に相当する電圧をコンデンサに保持する、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記コンデンサに信号電位が保持されたときに、前記電源供給用回路は出力を前記キャンセル電圧と前記駆動電圧に変化させることにより、
前記駆動用トランジスタの前記ドレイン端子の電位を前記キャンセル電圧と前記駆動電圧に変化させ、
前記スイッチ用トランジスタにゲート信号を送るゲートドライバ回路は、前記スイッチ用トランジスタを非導通状態にして、前記駆動用トランジスタの前記ゲート端子を前記ソース信号線から電気的に切り離す、
請求項１記載のＥＬ表示装置。
【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１７】
【図１８】
【図１６】
【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１７】
【図１８】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２８０１（Ｐ２０１０−２８０１Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６２７９３（Ｐ２００８−１６２７９３）
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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