(57)【要約】【課題】従来の容量に蓄積した電荷を発光素子に流し、発光（残光）させることで所望の輝度を得る駆動方法では、現実的なレイアウトサイズよりかなり大きいキャパシタの容量を必要とする。【解決手段】  発光素子と、発光素子に接続され発光素子を発光させる駆動回路とを有する画素がマトリックス状に配置され、一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する選択線と、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加するデータ線と、をそれぞれ複数有し、駆動回路は、キャパシタと、選択線の信号によりデータ線とキャパシタとを接続するスイッチとを備え、  １画面分の画像データを表示する１つのフレームの画像データを保存する記憶部と、記憶部に保存された画像データを時間的に分割された複数のフィールドに繰り返し出力する制御回路とを有し、データ線に、出力された画像データに基づくデータ信号が出力される。【選択図】図１
2010156839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子に接続され前記発光素子を発光させる駆動回路とを有する画素がマトリックス状に配置され、
一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する選択線と、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加するデータ線と、をそれぞれ複数有し、
前記駆動回路は、キャパシタと、前記選択線の信号により前記データ線と前記キャパシタとを接続するスイッチとを備える表示装置であって、
１画面分の画像データを表示する１つのフレームの該画像データを保存する記憶部と、前記記憶部に保存された前記画像データを時間的に分割された複数のフィールドに繰り返し出力する制御回路とを有し、
前記データ線に、出力された前記画像データに基づく前記データ信号が出力され、
前記複数のフィールドの各々で、前記データ線から前記キャパシタへの前記データ信号の伝達と、前記キャパシタから前記発光素子への電荷供給とを実行してなる表示装置。
【請求項２】
前記１つのフレーム内の複数のフィールドでは、
１画面分の同じ画像データに応じたデータ信号が、各フィールドにおいて前記データ線に印加されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御回路は、複数の前記選択線の各選択線を選択する１つの選択期間を、
前記データ信号に対応する電圧が前記電荷蓄積手段に蓄積される時間以上となるように、前記フィールドの数を設定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記選択線に印加する前記選択信号と、前記データ線に印加される前記データ信号との印加のタイミングを規定するクロックを出力するクロック制御部と、複数の段階に輝度を切り換えるために前記クロックの周波数を切り換える輝度モード切換制御部と、を有し、
前記複数のフィールドのフィールド数は、前記周波数の切り換えにより設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された表示装置と、被写体を撮影する撮影部と、前記撮影部で撮影された信号を処理する映像信号処理回路とを備え、前記映像信号処理回路で信号処理された映像信号が前記表示装置で表示されることを特徴とするカメラ。
【請求項６】
発光素子と、前記発光素子に接続され前記発光素子を発光させる駆動回路とを有する画素がマトリックス状に配置され、
一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する選択線と、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加するデータ線と、をそれぞれ複数有し、
前記駆動回路は、キャパシタと、前記選択線の信号により前記データ線と前記キャパシタとを接続するスイッチとを備える表示装置の駆動方法であって、
１画面分の画像データを表示する１つのフレームが、時間的に分割された複数のフィールドから成り、前記複数のフィールドの各々で、前記データ線から前記キャパシタへの前記データ信号の伝達と、前記キャパシタから前記発光素子への電荷供給とを実行してなる表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記１つのフレーム内の複数のフィールドでは、
１画面分の同じ画像データに応じたデータ信号が、各フィールドにおいて前記データ線に印加されることを特徴とする、請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項８】
複数の前記選択線の各選択線を選択する１つの選択期間を、
前記データ信号に対応する電圧が前記電荷蓄積手段に蓄積される時間以上となるように、前記フィールドの数を決定することを特徴とする、請求項６又は７に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記選択線に印加する前記選択信号と、前記データ線に印加される前記データ信号との印加のタイミングを規定するクロックの周波数を、複数の段階に輝度を切り換えるために切り換えを行い、
前記複数のフィールドのフィールド数は、前記周波数の切り換えにより設定されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた表示装置及びその駆動方法に関するものである。特に、有機及び無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）又はＬＥＤ（発光ダイオード）等のような発光輝度が素子を流れる電流により制御される電流制御型発光素子を用いた表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機物半導体材料を用いた、電子デバイスの開発が広く行なわれており、発光素子である有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、有機太陽電池等の開発が報告されている。中でも、有機ＥＬディスプレイは、最も実用化に近い技術として有望視されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイパネルの構成は、パッシブマトリックス型とアクティブマトリックス型に分類される。パッシブマトリックス型ではＴＦＴが不要であるので、高精細化や基板の低コスト化といった利点がある。しかし、点滅駆動が前提となり、点灯時に流す電流値が大きくなるため、輝度と寿命に深刻なトレードオフが存在し、高輝度のディスプレイパネルを得ることが難しいとされる。また、寄生容量や瞬時輝度に起因する消費電力の増大が問題としてある。
【０００４】
一方、アクティブマトリックス型では、必ずしも点滅駆動させる必要が無く、常時点灯に近い動作が可能となるため、点灯時に流す電流値を低くすることができ、有機ＥＬの長寿命化や消費電力の面で有利となる。しかし、アクティブマトリックス型では、ＴＦＴの特性ドリフトや精細度、コスト、歩留まりの面で不利である。
【０００５】
パッシブマトリックス型とアクティブマトリックス型の長所を併せ持つ方式として、電荷蓄積手段に蓄積した電荷を、選択期間後に発光素子に流すことによる発光（以下、残光と呼ぶ）を利用した駆動方法（以下、電荷駆動方式と呼ぶ）が提案されている。電荷蓄積手段としては、通常は基板上の画素内の駆動回路内に設けたキャパシタを用いる。駆動回路としては、基本的には、スイッチと、キャパシタを１つずつ設ければ良い。電荷駆動方式については、特許文献１、特許文献２、特許文献３などに紹介されている。
【０００６】
図５は、従来の電荷駆動方式の表示装置の構成を示す図である。画素１０１は、１つのキャパシタ１０３と、電荷の蓄積を制御する１つのスイッチ１０４と、発光素子１０２から成る。なお、図５では一部の画素のみ示しているが、実際は横方向にＸ個、縦方向にＹ個、マトリックス状に配置されて表示領域を構成している。そして、各画素を行単位で選択する選択線１０６−１〜選択線１０６−Ｙと、各画素にデータ信号を入力するデータ線１０５−１〜データ線１０５−Ｘとから成る。発光素子１０２は、例えば有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子が用いられる。
【０００７】
上記表示装置の動作原理について説明する。選択線１０６−１からの信号によって選択線１０６に接続される各画素のスイッチ１０４がＯＮする。すると、データ線１０５−１〜１０５−Ｘから輝度データに応じたデータ電圧（又はデータ電流）がスイッチ１０４を介してキャパシタ１０３に印加される。これにより、データ電圧に応じた電流が発光素子に流れ、所望の輝度で発光する。
【０００８】
次に、選択線１０６−１からの信号によって選択線１０６に接続される各画素のスイッチ１０４をＯＦＦする。すると、キャパシタ１０３に蓄積された電荷が発光素子１０２に流れ、残光を生じる。残光は電荷量で制御することができ、この電荷量はデータ電圧とキャパシタ１０３の容量で決定される。つまり、キャパシタ充電時のデータ電圧（又はデータ電流）に応じた発光に加え、電荷量に応じた残光を利用することで、所望の輝度を得る駆動方式である。
【０００９】
この方式を用いれば、画素の駆動回路の構成がシンプルなので高精細化が容易であり、さらにＴＦＴをスイッチとして用いるので、ＴＦＴの特性ばらつきの影響が小さく、ＴＦＴの歩留まりを上げることが可能となる。
【００１０】
図６は、従来の電荷駆動方式の表示装置のタイミングチャートを示す図である。横軸は時間を示し、２フレーム（Ｍ番目、（Ｍ＋１）番目）の動作を説明している。１つのフレームは１画面分の画像データを表示する時間であり、１フレーム周期で表示装置を駆動する不図示のコントローラに、外部から画像データが入力される。
【００１１】
図６に示す選択信号Ｓ１〜ＳＹは、図５の選択線１０６−１〜１０６−Ｙにそれぞれ印加される信号である。例えば、Ｍ番目のフレームにおいて、１選択期間にＨｉｇｈとなる電圧パルスを選択信号Ｓ１〜ＳＹとして、順次印加していく。選択信号Ｓ１〜ＳＹの各々がＨｉｇｈとなる期間、画素１０１内のスイッチ１０４はＯＮとなり、キャパシタ１０３の１端子側（発光素子１０２のアノード側）の電位がデータ線１０５−１〜１０５−Ｘに印加されたデータ電圧となる。この結果、データ電圧に応じた電荷がキャパシタ１０３に蓄積される。このように、１フレーム期間で、キャパシタ１０３には行単位で順次、電荷が蓄積されていく。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても同様な動作が行われる。
【００１２】
図５のデータ線１０５−１〜１０５−Ｘには、画像データに応じた信号であるデータ信号がそれぞれ印加される。ここでは、データ線１０５−１に印加されるデータ信号Ｄ１を例にとって説明をする。図６において、データ信号はデータ信号Ｄ１のみが示されている。
【００１３】
データ信号Ｄ１は選択期間に発光素子１０２を所望の輝度で発光させる階調電圧であり、選択信号Ｓ１〜ＳＹに同期して規定の階調で変化する。ここで、電圧ではなく、電流としても良い。例えば、Ｍ番目のフレームにおいて、選択信号Ｓ１〜ＳＹに応じてデータ信号Ｄ１の階調電圧は変化する。このＭ番目のフレームのデータ信号Ｄ１はＭ番目のフレームの画像データに基づく信号である。また、同様に、（Ｍ＋１）番目のフレームのデータ信号Ｄ１は（Ｍ＋１）番目のフレームの画像データに基づく信号である。
【００１４】
マトリックス状に配された発光素子１０２は、選択信号Ｓ１〜ＳＹに応じて、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第Ｙ行目の発光素子１０２のように行単位で順次発光する。各発光素子１０２は、選択期間はデータ信号Ｄ１の電圧と発光素子１０２のカソード電位の電圧差に応じた電流が流れて発光する。選択期間後は、キャパシタ１０３に蓄積された電荷が発光素子１０２に流れて残光として発光する。例えば、Ｍ番目のフレームでは、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第Ｙ行目の発光素子１０２のように、順次発光（選択期間の発光と残光）する。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても、同様に発光の動作を行う。図６においてＩ１〜ＩＹはデータ線１０５−１に接続されるＹ個の画素の発光素子１０２の発光素子電流を示す。
【特許文献１】特開平０８−０５４８３６号公報
【特許文献２】特許３２８１８４８号公報
【特許文献３】特開２０００−２７６１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、電荷駆動方式を用いる場合、残光が必要とする輝度に対して小さいので、瞬時輝度が高くなってしまう。瞬時輝度が高くピーク電流が大きいので、ＤＣ成分の消費電力が大きくなってしまう。ここで、アクティブマトリックス型と同等の消費電力に低減するためには、ピーク電流を抑え、且つ残光を大きくすることが求められる。
【００１６】
低いピーク電流で同等の輝度を保つには、容量を大きくして残光時間を長くすれば良い。しかしながら、１画素あたりの有機ＥＬ素子の容量と、１画素内に作成できるキャパシタの容量にはレイアウト上の制限がある。例えば、ＶＧＡの３インチパネルを想定した場合、残光を利用してピーク輝度２５０ｃｄ／ｍ２を得るには、１４ｐＦ程度の容量が必要となる。ここでは、データ電圧を１５Ｖ、発光素子の電流密度を１Ａ／ｃｍ２と仮定した。これに対し、仮に１画素全域にレイアウトしても、有機ＥＬ素子とキャパシタを合わせて２〜３ｐＦ程度であり、これでは３０〜５０ｃｄ／ｍ２程度の輝度しか得られない。
【００１７】
従って、従来の容量に蓄積した電荷を発光素子に流し、発光（残光）させることで所望の輝度を得る駆動方法では、現実的なレイアウトサイズよりかなり大きいキャパシタの容量を必要とする、という課題があった。
【００１８】
本発明の目的は、残光に用いる容量の大きさを従来と比べて低減し、所望の輝度で発光が可能な表示装置及び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】
【００１９】
本発明は、発光素子と、前記発光素子に接続され前記発光素子を発光させる駆動回路とを有する画素がマトリックス状に配置され、
一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する選択線と、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加するデータ線と、をそれぞれ複数有し、
前記駆動回路は、キャパシタと、前記選択線の信号により前記データ線と前記キャパシタとを接続するスイッチとを備える表示装置であって、
１画面分の画像データを表示する１つのフレームの該画像データを保存する記憶部と、前記記憶部に保存された前記画像データを時間的に分割された複数のフィールドに繰り返し出力する制御回路とを有し、
前記データ線に出力された前記画像データに基づく前記データ信号が出力され、
前記複数のフィールドの各々で、前記データ線から前記キャパシタへの前記データ信号の伝達と、前記キャパシタから前記発光素子への電荷供給とを実行してなる表示装置である。
【００２０】
また本発明は、発光素子と、前記発光素子に接続され前記発光素子を発光させる駆動回路とを有する画素がマトリックス状に配置され、
一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する選択線と、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加するデータ線と、をそれぞれ複数有し、
前記駆動回路は、キャパシタと、前記選択線の信号により前記データ線と前記キャパシタとを接続するスイッチとを備える表示装置の駆動方法であって、
１画面分の画像データを表示する１つのフレームが、時間的に分割された複数のフィールドから成り、前記複数のフィールドの各々で、前記データ線から前記キャパシタへの前記データ信号の伝達と、前記キャパシタから前記発光素子への電荷供給とを実行してなる表示装置の駆動方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、１画面分の画像データを表示する１つのフレームを複数のフィールドで表示する。フィールド数が増えて選択期間が短くなっても、１つの残光の輝度は低下することはない。この特徴を利用し、残光による発光量をフィールド数だけ倍増することができる。この結果、残光に用いる容量の大きさを従来と比べて低減し、所望の輝度で発光することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態において、表示装置の構成は図５を用いて説明した構成と同じなので説明を省略する。選択線１０６−１〜１０６−Ｙのそれぞれは、一方向に配された複数の画素の行に選択信号を印加する配線であり、データ線１０５−１〜１０５−Ｘのそれぞれは、他方向に配された複数の画素の列にデータ信号を印加する配線である。画素１０１の駆動回路は、１つのキャパシタ１０３と、電荷の蓄積を制御する１つのスイッチ１０４とから構成される。
【００２３】
図１は、本発明に係る実施形態の表示装置のタイミングチャートを示す図である。横軸は時間を示し、２フレーム（Ｍ番目、（Ｍ＋１）番目）の動作を説明している。１つのフレームは１画面分の画像データを表示する時間であり、１フレーム周期で表示装置を駆動する不図示のコントローラに、外部から画像データが入力される。１つのフレームは、時間的に分割された複数のフィールドで構成され、フィールド数をＮ（Ｎは２以上の自然数である）として以後説明を続ける。複数のフィールドの各々で、データ線からキャパシタへのデータ信号の伝達と、キャパシタから発光素子への電荷供給とが実行される。
【００２４】
図１に示す選択信号Ｓ１〜ＳＹは、図５の選択線１０６−１〜１０６−Ｙにそれぞれ印加される信号である。第１フィールド〜第Ｎフィールドの各フィールドにおいて選択信号Ｓ１〜ＳＹが順次印加されていき、各選択信号は１選択期間にＨｉｇｈとなる電圧パルスとして印加される。例えば、選択信号Ｓ１がＨｉｇｈとなる期間、選択線１０６−１に接続される画素１０１内のスイッチ１０４はＯＮとなり、キャパシタ１０３の１端子側（発光素子１０２のアノード側）の電位がデータ線１０５に印加されたデータ電圧となる。この結果、データ電圧に応じた電荷がキャパシタ１０３に蓄積される。選択信号Ｓ２〜ＳＹについても順次同様な動作が行われていく。このように、１フィールド期間で、キャパシタ１０３には行単位で順次、電荷が蓄積されていく。
【００２５】
第１フィールド〜第Ｎフィールドまでの動作は各フレームごとに行われ、図１ではＭ番目のフレームと（Ｍ＋１）番目のフレームでの動作が示されている。
【００２６】
図５のデータ線１０５−１〜１０５−Ｘには、画像データに応じた信号であるデータ信号がそれぞれ印加される。ここでは、データ線１０５−１に印加されるデータ信号Ｄ１を例にとって説明をする。図１において、データ信号はデータ信号Ｄ１のみが示されている。
【００２７】
データ信号Ｄ１は選択期間に発光素子１０２を所望の輝度で発光させる階調電圧であり、選択信号Ｓ１〜ＳＹに同期して規定の階調で変化する。ここで、電圧ではなく、電流としても良い。例えば、Ｍ番目のフレームにおいて、第１フィールドでは、選択信号Ｓ１〜ＳＹに応じてデータ信号Ｄ１の階調電圧は変化する。この第１フィールドのデータ信号Ｄ１はＭ番目のフレームの画像データに基づく信号であるが、第１フィールドに続く第２フィールド〜第Ｎフィールドにおいても、選択信号Ｓ１〜ＳＹに応じて同じ信号を出力する。つまり、第１フィールド〜第Ｎフィールドでは、１画面分の走査を同じ画像データに基づいてＮ回繰り返していることになる。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても、（Ｍ＋１）番目のフレームの画像データに基づいて、Ｍ番目のフレームと同様な動作を行なう。
【００２８】
マトリックス状に配された発光素子１０２は、選択信号Ｓ１〜ＳＹに応じて、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第Ｙ行目の発光素子１０２のように行単位で順次発光する。各発光素子１０２は、選択期間はデータ信号Ｄ１の電圧と発光素子１０２のカソード電位の電圧差に応じた電流が流れて発光する。選択期間後は、キャパシタ１０３に蓄積された電荷が発光素子１０２に流れて残光として発光する。１つのフィールドでは、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第Ｙ行目の発光素子１０２のように、順次発光（選択期間の発光と残光）する。これを第１フィールド〜第Ｎフィールドまで繰り返す。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても、同様に発光の動作を行なう。図１においてＩ１〜ＩＹはデータ線１０５−１に接続されるＹ個の画素の発光素子１０２のそれぞれの発光素子電流を示す。
【００２９】
次に、本実施形態による効果を説明する。図５及び図６を用いた説明した従来の表示方法において、１フレームで全画素が選択期間に発光する輝度を１とし、また、１フレームで全画素が残光として発光する輝度をＭ（選択期間に対する相対値）とする。その場合、従来の表示方法では、１フレームでの輝度は（１＋Ｍ）となる。
【００３０】
これに対して、本実施形態の１フレームでの輝度を求める。まず、１フレームで全画素が選択期間に発光する輝度は１であり、従来と変わらない。これは、選択期間の輝度は（発光素子の端子間電圧）×（発光時間）であり、フィールド数がＮに増えても、１選択期間の発光時間は（１／Ｎ）となる為である。それに対し、１フレームで全画素が残光として発光する輝度は（Ｍ×Ｎ）となり、増大する。これは、残光の輝度は（キャパシタに蓄積された電荷量）によって決まる為である。つまり、キャパシタに電荷を蓄積する回数分だけ、残光の輝度は増大することが可能となる。従って、本実施形態の１フレームでの輝度は、（１＋Ｍ・Ｎ）となる。
【００３１】
これは、残光による輝度が選択期間の輝度に対して十分に大きい場合（Ｍ＞＞１）、１フレームでの輝度がＮ倍となることを示唆している。
【００３２】
上記の効果を踏まえて、所望の輝度でどこまでキャパシタの容量を低減することができるのかを説明する。従来の駆動方法と同じ輝度で発光させる場合を考えて、容量を（１／Ａ）に低減できると仮定すると、上記の関係から、
（１＋Ｍ）＝（１＋Ｍ・Ｎ・（１／Ａ））
となり、Ａ＝Ｎであることが分かる。
【００３３】
つまり、従来の駆動方法に比べて、容量を（１／Ｎ）に低減することが可能になる。
【００３４】
図２は、フィールド数を変えた場合の、キャパシタの必要とする容量を示す図である。縦軸の容量比は、フィールド数が１の場合の容量を１として、フィールド数を大きくした場合の必要とする容量の比を相対値として算出したものである。このように、フィールド数Ｎを大きくすることで、容量を（１／Ｎ）に低減することが出来る。
【００３５】
ここで、フィールド数の決定方法を説明する。上述した効果から、フィールド数のＮを出来る限り大きくした方が容量を低減するには有利となる。しかしながら、Ｎを無制限に大きくすることはできない。キャパシタの容量にデータ電圧に対応した電荷を蓄積するには、一定の時定数を要する。つまり、Ｎが大きいほど、１選択期間は（１／Ｎ）と短くなり、ある所から所望の電荷を蓄積できなくなる。この結果、所望の輝度より残光が小さくなり、期待する効果が得られなくなる。従って、所望の電圧がキャパシタに蓄積されるまでに要する時間以上となるように、フィールド数Ｎを決定することが望ましい。フィールドの数は後述する制御回路２０１で設定され、制御回路２０１は、複数の選択線の各選択線を選択する１つの選択期間を、データ信号に対応する電圧が電荷蓄積手段に蓄積される時間以上となるように、フィールドの数を設定する。
【００３６】
また、残光の時定数によってもフィールド数が制限される。残光の時定数は、キャパシタと発光素子、及び配線等における抵抗と容量によって決まる。１選択期間が残光の時定数に対して短い場合、発光素子１０２に所望の電荷が全て流れず、正確な階調表示ができない。
【００３７】
従って、各選択期間の終了時から、複数の選択線のうち同じ選択線が次に選択されるまでの時間内に、発光素子１０２が非発光となるように、フィールド数Ｎを決定することが望ましい。
【００３８】
以下、さらに本発明の実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３９】
図３は、本発明に係る第１実施例の電荷駆動方式の表示装置の構成を示す図である。本実施例の表示装置では、パネルサイズは３インチ、表示色はＲＧＢ３色、解像度はＶＧＡである。画素１０１は、１つのキャパシタ１０３と、電荷の蓄積を制御する１つのスイッチ１０４と、発光素子１０２から成る。なお、図３では一部の画素のみ示しているが、実際は横方向に１９２０個、縦方向に４８０個、マトリックス状に配置されて表示領域を構成している。そして、各画素を行単位で選択する選択線１０６−１〜選択線１０６−４８０と、各画素にデータ信号を入力するデータ線１０５−１〜データ線１０５−１９２０とから成る。発光素子１０２は、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子である。
【００４０】
図４は、本発明に係る実施例１の表示装置のタイミングチャートを示す図である。横軸は時間を示し、２フレーム（Ｍ番目、（Ｍ＋１）番目）の動作を説明している。１つのフレームは１画面分の画像データを表示する時間であり、１フレーム周期で表示装置を駆動する不図示のコントローラに、外部から画像データが入力される。１つのフレームは、時間的に分割された複数のフィールドで構成され、本実施例ではフィールド数は６である。ここで、入力画像データのフレーム周波数を６０Ｈｚとする。複数のフィールドの各々で、データ線からキャパシタへのデータ信号の伝達と、キャパシタから発光素子への電荷供給とが実行される。
【００４１】
図４に示す選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０は、図３の選択線１０６−１〜１０６−４８０にそれぞれ印加される信号である。第１フィールド〜第６フィールドの各フィールドにおいて選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０が順次印加されていき、各選択信号は１選択期間にＨｉｇｈとなる電圧パルスとして印加される。例えば、選択信号Ｓ１がＨｉｇｈとなる期間、選択線１０６−１に接続される画素１０１内のスイッチ１０４はＯＮとなり、キャパシタ１０３の１端子側（発光素子１０２のアノード側）の電位がデータ線１０５に印加されたデータ電圧となる。この結果、データ電圧に応じた電荷がキャパシタ１０３に蓄積される。選択信号Ｓ２〜Ｓ１６０についても順次同様な動作が行われていく。このように、１フィールド期間で、キャパシタ１０３には行単位で順次、電荷が蓄積されていく。
【００４２】
第１フィールド〜第６フィールドまでの動作は各フレームごとに行われ、図４ではＭ番目のフレームと（Ｍ＋１）番目のフレームでの動作が示されている。
【００４３】
図５のデータ線１０５−１〜１０５−１９２０には、画像データに応じた信号であるデータ信号がそれぞれ印加される。ここでは、データ線１０５−１に印加されるデータ信号Ｄ１を例にとって説明をする。図４において、データ信号はデータ信号Ｄ１のみが示されている。
【００４４】
データ信号Ｄ１は選択期間に発光素子１０２を所望の輝度で発光させる階調電圧であり、選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０に同期して規定の階調で変化する。例えば、Ｍ番目のフレームにおいて、第１フィールドでは、選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０に応じてデータ信号２０２の階調電圧は変化する。この第１フィールドのデータ信号Ｄ１はＭ番目のフレームの画像データに基づく信号であるが、第１フィールドに続く第２フィールド〜第６フィールドにおいても、選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０に応じて同じ信号を出力する。つまり、第１フィールド〜第６フィールドでは、１画面分の走査を同じ画像データに基づいて６回繰り返していることになる。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても、（Ｍ＋１）番目のフレームの画像データに基づいて、Ｍ番目のフレームと同様な動作を行なう。
【００４５】
マトリックス状の配された発光素子１０２は、選択信号Ｓ１〜Ｓ４８０に応じて、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第４８０行目の発光素子１０２のように行単位で順次発光する。各発光素子１０２は、選択期間はデータ信号Ｄ１の電圧と発光素子１０２のカソード電位の電圧差に応じた電流が流れて発光する。選択期間後は、キャパシタ１０３に蓄積された電荷が発光素子１０２に流れて残光として発光する。１つのフィールドでは、第１行目の発光素子１０２→第２行目の発光素子１０２→・・・→第４８０行目の発光素子１０２のように、順次発光（選択期間の発光と残光）する。これを第１フィールド〜第６フィールドまで同様に繰り返す。また、（Ｍ＋１）番目のフレームについても、同様に発光の動作を行なう。図４においてＩ１〜Ｉ４８０はデータ線１０５−１に接続される４８０個の画素の発光素子１０２のそれぞれの発光素子電流を示す。
【００４６】
次に、本実施例による効果を説明する。例えば、有機ＥＬ素子の発光効率が、電流密度が２．９５ｍＡ／ｃｍ２（直流）で２５０ｃｄ／ｍ２の輝度を示すものとする。図５及び図６を用いた説明した従来の表示方法において、２５０ｃｄ／ｍ２のピーク輝度を出す場合に、選択期間の電流密度を１Ａ／ｃｍ２、データ電圧を１５Ｖに設定すると、必要なキャパシタの容量は１４ｐＦとなる。このとき、１フレームで全画素が選択期間に発光する輝度は１７７ｃｄ／ｍ２、１フレームで全画素が残光として発光する輝度を７３ｃｄ／ｍ２、といった内訳になる。仮に１画素全域にキャパシタをレイアウトしても、有機ＥＬ素子とキャパシタを合わせた容量は２．４ｐＦである。これは、有機ＥＬ素子の比誘電率を3、キャパシタの絶縁膜の比誘電率を７．５、有機ＥＬ素子と絶縁膜の厚さを共に１００ｎｍとした。これでは４３ｃｄ／ｍ２の輝度しか得られない。
【００４７】
ここで、本実施例ではフィールド数Ｎ＝６としたので、従来の駆動方法と同じ２５０ｃｄ／ｍ２で発光させる場合は、容量を１／６に低減できる。即ち、２．３ｐＦの容量で良い。従って、レイアウト可能な現実的なキャパシタの容量でも、本実施例では２５０ｃｄ／ｍ２のピーク輝度を出すことが可能になる。
【００４８】
ここで、フィールド数Ｎ＝６とした理由を説明する。キャパシタの容量にデータ電圧に対応した電荷を蓄積するのに要する時間を、以下の条件でＳＰＩＣＥシミュレーションを用いて計算した。有機ＥＬ素子のＯＮ抵抗を１２５ｋΩとし、データ線（例えば、データ線１０５−１）の寄生抵抗を２．３ｋΩ、寄生容量を９．５ｐＦとした。また、選択線（例えば、選択線１０６−１）の寄生抵抗を６１ｋΩ、寄生容量を５８ｐＦとした。また、スイッチ１０４としてｐ型の低温ポリシリコンＴＦＴを仮定し、Ｌ／Ｗ＝１０／１５μｍと設定した。この結果、電荷の蓄積に要する時間は３．５μｓｅｃであった。フレーム周波数を６０Ｈｚとしたので、フィールド数Ｎ＝６の場合の選択期間は５．８μｓｅｃとなる。従って、マージンを少し見て、本実施例の条件では、Ｎ＝６が望ましいと考えられる。
【００４９】
図７は本発明に係る実施例１の電荷駆動方式の表示装置の全体の構成を示す図である。
【００５０】
図７において、２０１は制御回路、２０２は第１フレームメモリ２０２−１と第２フレームメモリ２０２−２とからなる記憶部、２０３はデータドライバ、２０４は選択ドライバ、２０５は画素がマトリックス状に配置された表示パネルである。
【００５１】
制御回路２０１には、画像データ、水平同期クロック（Hsync）、垂直同期クロック（Vsync）が入力され、入力された画像データは、フレームごとに交互に第１フレームメモリ２０２−１、第２フレームメモリ２０２−２に入力される。
【００５２】
本実施例ではパネル表示データの１フレームは６つのフィールドからなり、例えば、まず、ｎ番目のフレームの画像データが第１フレームメモリ２０２−１に保存される。次に、第１フレームメモリ２０２−１に記憶された、ｎ番目のフレームの画像データが６つのフィールドの各フィールドのそれぞれで読み出され、データドライバによりパネルのデータ線に送られる。この読み出し時に（ｎ＋１）番目のフレームの画像データが第２フレームメモリ２０２−２に保存される。
【００５３】
そして、次に、第２フレームメモリ２０２−２に保存された、（ｎ＋１）番目のフレームの画像データが６つのフィールドの各フィールドのそれぞれで読み出され、データドライバによりパネルのデータ線に送られる。この読み出し時に（ｎ＋２）番目のフレームの画像データが第１フレームメモリ２０２−１に保存される。こうして、一方のフレームメモリへの保存と、他方のフレームメモリからの１フレーム内の各フィールドでの読み出しとが同時に行われていく。
【００５４】
図８は、フィールドの数が２つで、表示パネル２０５の行数が１２行としたときに、任意の１列分に対応する、制御回路に入力される画像データと、表示パネルに入力されるパネル表示データとを示す図である。図８では簡易化のためにフィールドの数が２つとしている。ｎフレームの画像データの番号１〜１２は第１行目〜第12行目の画素に与えられるデータを示し、（ｎ＋１）フレームの画像データの番号１３〜２４は第１行目〜第12行目の画素に与えられるデータを示す。同様に、（ｎ＋２）フレームの画像データの番号２５〜３６は第１行目〜第12行目の画素に与えられるデータを示す。
【実施例２】
【００５５】
図９は本発明に係る実施例２の電荷駆動方式の表示装置の全体の構成を示す図である。
【００５６】
本実施例では記憶部をフレームメモリ２０６のみで構成している。
【００５７】
図１０は、フィールドの数が２つで、表示パネル２０５の行数が１２行としたときに、任意の１列分に対応する、制御回路に入力される画像データと、表示パネルに入力されるパネル表示データとを示す図である。
【００５８】
図１０では簡易化のためにフィールドの数が２つとしており、以下の説明においてフィールドの数が２つの場合について説明する。
【００５９】
例えば、まず、ｎ番目のフレームの画像データがフレームメモリ２０６に保存されていく。番号１〜６のデータがフレームメモリ２０６に保存された時に、第１フィールドとして、フレームメモリ２０６から番号１からのデータ読み出しを開始する。そして、ｎ番目のフレームの画像データがフレームメモリ２０６に保存し終わるとともに、第２フィールドとしてフレームメモリ２０６から番号１からのデータ読み出しを開始する。
【００６０】
第２フィールドとしてフレームメモリ２０６から番号１からのデータ読み出しを開始されるとともに、（ｎ＋１）番目のフレームの画像データがフレームメモリ２０６に保存されていく。
【００６１】
こうして、１つのフレームメモリで、図８で示した動作と同様に、1フレームで２つのフィールドを構成することができる。
【実施例３】
【００６２】
本実施例では、輝度モードにより倍速数を切り換える表示装置の例について説明する。
【００６３】
図１１（ａ）は残光量を説明する図である。図１１（ｂ）は倍速数と輝度比との関係を示す特性図である。倍速数は等倍速（フィールド数が１）の整数倍を示す。例えば倍速数２はフィールド数が２であることを示す。輝度比は等倍速（フィールド数が１）に対する輝度の相対値を示す。
【００６４】
図１１（ｂ）に示すように、倍速数に比例して大きくなる。なお、倍速数が同じでも残光量比が小さければ輝度比は小さくなる。残光量比は図１１（ａ）に示すように、残光量比＝（残光期間の発光量）／（選択期間の発光量）で表される。
【００６５】
図１１（ｂ）の特性から、輝度の切り換えを、倍速数（フィールドの数）を切り換えることで実現することができる。例えば、高輝度モード、標準輝度モード、低輝度モードに表示を切り換える場合には、４倍速、２倍速、等倍速のように、切り換えればよい。なお、フォールドの数は必ずしも倍に切り換える必要はなく、フィールドの数を３（３倍速）、２（２倍速）、１（等倍速）のように切り換えても良い。  
【００６６】
図１２は本発明に係る実施例３の電荷駆動方式の表示装置の倍速数を切り換える回路構成を示す図である。
【００６７】
図１２に示すように、輝度モード制御回路３０１は、輝度モード切換制御部３０２、クロック制御部３０３からなる。この輝度モード制御回路３０１及びクロック制御部３０３は図７又は図９の制御回路２０１の一部として設けられる。クロック制御部３０３は選択線に印加する選択信号と、データ線に印加されるデータ信号との印加のタイミングを規定するクロックをデータドライバ２０３と選択ドライバ２０４とに出力する。輝度モード切換制御部３０２は複数の段階に輝度を切り換えるためにクロック制御部３０３のクロックの周波数を切り換える。フィールド数は、このクロックの周波数の切り換えにより設定される。高輝度モード、標準輝度モード、低輝度モードのような輝度モード指令が輝度モード制御回路に入力されると、輝度モード切換制御部３０２はクロック制御部３０３の表示クロック（Ｈｓｙｎｃ、Ｖｓｙｎｃ）の周波数を輝度モードに応じて変更する。変更された表示クロックに基づき、データドライバ２０３と選択ドライバ２０４は画像データを表示する。
【００６８】
本発明の表示装置を用いて、いろいろな情報機器を構成できる。情報機器としては、携帯電話、携帯コンピュータ、スチルカメラもしくはビデオカメラ、ＰＤＡなど、もしくは、それらの各機能の複数をあわせ持つ機器である。
【００６９】
これらの情報機器は、情報入力部を備えている。携帯電話の場合には情報入力部はアンテナを含んでいる。ＰＤＡや携帯ＰＣの場合には、ネットワークに対するインターフェース部が情報入力部になる。スチルカメラやムービーカメラの場合には、情報入力部はＣＣＤやＣＭＯＳなどによるセンサ部を含んでいる。また、テレビ等の表示装置にも本発明を適用することができる。
【００７０】
図１３は本発明の表示装置を搭載したデジタルスチルカメラのブロック図である。撮影部１１２で撮影した被写体の映像、またはメモリ１１５に記録された被写体の映像を、映像信号処理回路１１３で信号処理し、表示パネル１１４で見ることができる。ＣＰＵ１１６では、操作部１１７からの入力によって、撮影部１１２、メモリ１１５、映像信号処理回路１１３などを制御して、状況に適した撮影、記録、再生、表示を行う。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は発光素子を用いた表示装置及びその駆動方法に適用され、特に、有機及び無機ＥＬ又はＬＥＤ等のような発光輝度が素子を流れる電流により制御される電流制御型発光素子の表示装置に利用できる。例えば本発明は携帯電話、携帯コンピュータ、スチルカメラもしくはビデオカメラ、ＰＤＡ等の情報機器に用いられる表示装置、テレビ等の表示装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る実施形態の表示装置のタイミングチャートを示す図である。
【図２】本発明に係る、フィールド数を変えた場合の、キャパシタの必要とする容量を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例１の電荷駆動方式の表示装置の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る実施例１の表示装置のタイミングチャートを示す図である。
【図５】従来の電荷駆動方式の表示装置の構成を示す図である。
【図６】従来の電荷駆動方式の表示装置のタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明に係る実施例１の電荷駆動方式の表示装置の全体の構成を示す図である。
【図８】フィールドの数が２つで、表示パネルの行数が１２行としたときに、任意の１列分に対応する、制御回路に入力される画像データと、表示パネルに入力されるパネル表示データとを示す図である。
【図９】本発明に係る実施例２の電荷駆動方式の表示装置の全体の構成を示す図である。
【図１０】フィールドの数が２つで、表示パネル２０５の行数が１２行としたときに、任意の１列分に対応する、制御回路に入力される画像データと、表示パネルに入力されるパネル表示データとを示す図である。
【図１１】（ａ）は残光量を説明する図、及び（ｂ）は倍速数と輝度比との関係を示す特性図である。
【図１２】本発明に係る実施例３の電荷駆動方式の表示装置の倍速数を切り換える回路構成を示す図である。
【図１３】本発明の表示装置を用いたデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  画素
１０２  発光素子
１０３  キャパシタ
１０４  スイッチ
１０５  データ線
１０６  選択線
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１３】
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