(57)【要約】【課題】  表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置において使用する発光素子の色やその組み合わせの制限を軽減する。【解決手段】  表示パネル１０は、有機ＥＬ素子などの発光素子を複数備え、表示領域ごとに定められた色で発光する。電源変調部３１１〜３１ｎは、電源２０から入力される電圧を色識別信号ＣＩに従いＰＷＭ制御する。色識別信号ＣＩは、対応するデータ線またはデータ線群の発光素子の配列パターンに応じて、走査線毎に設置される発光素子の色を指定するよう、予め設定された信号である。データ書込部３２１〜３２ｎは、電源変調部３１１〜３１ｎにより変調された電源電圧と、同期信号ｓに同期して入力される画像データｉとの論理積をとり、各データ線に出力する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置の駆動方法であって、
前記表示装置に配される発光素子に印加すべき電源電圧の印加期間を、各表示領域の発光色に応じて制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２】
表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置の駆動装置であって、
前記表示装置のデータ線に画像データを書き込むデータ書込部と、
前記表示装置の走査線を駆動する走査線駆動部と、
前記データ線と前記走査線により制御される発光素子に印加すべき電源電圧の印加期間を、各表示領域の発光色に応じて変調する電源変調部と、
を備えることを特徴とする表示装置の駆動装置。
【請求項３】
前記電源変調部による変調に応じて、前記データ書込部に入力すべき前記画像データの信号幅を変調するデータ変調部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の表示装置の駆動装置。
【請求項４】
表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置であって、
請求項２または３に記載の駆動装置を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の駆動技術に関し、特にエリアカラー方式の表示装置を駆動する表示装置の駆動方法、駆動装置およびそれを利用した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エリアカラーディスプレイが実用化され、携帯電話機のサブディスプレイなどに用いられている。エリアカラーディスプレイは、表示領域全体を複数の表示領域に分割し、表示領域ごとに設定された色で、単色発光を行うものである。エリアカラーディスプレイは、一般のフルカラーフルディスプレイに対してコストを大幅に削減することができるにも関わらず、複数の色で文字やアイコンなどを表示することができる。
【０００３】
特許文献１は、エリアカラー有機発光ダイオードディスプレイの駆動方法を開示する。特許文献１は、各発光材料の発光効率Ｐｉを取得し、すべての発光効率Ｐｉの値から最小公倍数Ｐｍを計算する。そして、走査周期Ｔを均等分割して、Ｐｍ個のサブ走査周期となし、走査周期Ｔ内に各発光材料をＰｍ／Ｐｉ回、駆動する。
【特許文献１】特開２００３−２２３１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の駆動方法では、発光材料の種類が多くなったり、それらの組み合わせによっては、上記最小公倍数Ｐｍの値が大きくなりすぎてしまう場合がある。その場合、サブ走査周期も多くなってしまい、発光素子の立ち上がり波形を考慮すると、発光素子間の輝度のバラツキが大きくなってしまう。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置において、使用する発光素子の色やその組み合わせの制限を軽減することができる表示装置の駆動方法、駆動装置およびそれを利用した表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置の駆動方法は、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置の駆動方法であって、表示装置に配される発光素子に印加すべき電源電圧の印加期間を、各表示領域の発光色に応じて制御する。
【０００７】
この態様によると、発光色に応じて、発光素子に印加すべき電源電圧の印加期間を制御することにより、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置において、使用する発光素子の色やその組み合わせによる制限を軽減することができる。
【０００８】
本発明の別の態様は、表示装置の駆動装置である。この装置は、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置の駆動装置であって、表示装置のデータ線に画像データを書き込むデータ書込部と、表示装置の走査線を駆動する走査線駆動部と、データ線と走査線により制御される発光素子に印加すべき電源電圧の期間を、各表示領域の発光色に応じて変調する電源変調部と、を備える。「電源変調部」は、変調した電源電圧を発光素子に、データ線から印加してもよいし、電源線から印加してもよい。
【０００９】
この態様によると、電源変調部が、発光色に応じて、発光素子に印加すべき電源電圧の印加期間を変調することにより、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置において、使用する発光素子の色やその組み合わせによる制限を軽減することができる。
【００１０】
電源変調部による変調に応じて、データ書込部に入力すべき画像データの信号幅を変調するデータ変調部をさらに備えてもよい。この態様によれば、定められた色で発光する表示領域において、中間色も表現することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、表示装置である。この装置は、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置であって、上述した態様の駆動装置を備える。
【００１２】
この態様によると、使用する発光素子の色やその組み合わせによる制限が軽減された、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置を実現することができる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表示領域ごとに定められた色で発光する表示装置において、使用する発光素子の色やその組み合わせの制限を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を具体的に説明する前に、エリアカラーディスプレイの概要を述べる。図１は、エリアカラー方式の表示パネル１０の一例を示す図である。この表示パネル１０は、横９６×縦６４のドット数で構成され、青、赤、黄、緑の４色が用いられる。第１表示領域１２は、横９６×縦２４のドット数で構成され、青色で発光する領域である。第２表示領域１４は、横４８×縦１６のドット数で構成され、赤色で発光する領域である。第３表示領域１６は、横４８×縦２４のドット数で構成され、青色で発光する領域である。第４表示領域１８は、横９６×縦２４のドット数で構成され、緑色で発光する領域である。
【００１６】
各表示領域には、発光素子として有機ＥＬ素子（ElectroLuminescent）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などが設置される。エリアカラー方式の表示パネル１０（以下、単に表示パネル１０という。）は、各画素が、赤、緑、青の３原色によりフルカラーを実現するものではないため、上述した色以外の発光素子を用いてもよい。例えば、橙、白などを用いてもよい。また、各色にも濃淡に種類があり、濃い青や薄い青を使い分けて配置してもよい。
【００１７】
エリアカラーディスプレイは、上述した携帯電話機のサブディスプレイのみならず、各種のリモコンや健康機器の表示部など、コストの都合上、モノクロで表示されることが多かった分野への利用も期待される。エリアカラーディスプレイでは、例えば、電池残量や血圧値など重要な情報を赤で表示し、その他を他の色で表示するといった設計も可能になる。
【００１８】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、発光素子としての有機ＥＬ素子をマトリクス状に配置した表示装置に関する。この表示装置は、パッシブマトリクス駆動であるとし、マトリクスの行方向に走査線を配列し、マトリクスの列方向にデータ線を配列して、走査線とデータ線の電圧制御に応じて、有機ＥＬ素子がそれぞれ発光する。また、実施形態１は、有機ＥＬ素子で発光すべき色が複数であるにもかかわらず、ひとつの電源を備える。そのかわりに、有機ＥＬ素子で発光すべき色に応じて、当該有機ＥＬ素子に電圧を印加すべき期間を変更する。例えば、赤、黄、青、緑を高い輝度で発光させる場合に、データ線から電圧を印加する期間を長くすべきであるが、同一輝度を実現するために必要な電流量が「赤：黄：青：緑」に対して「１０：３：４：２」程度であれば、電圧を印加する期間もこれに応じるように調節する。
【００１９】
図２は、実施形態１に係る表示装置１００の構成を示す。表示装置１００は、表示パネル１０、電源２０、データ線駆動部３０、および走査線駆動部４０を備える。ここで、電源２０、データ線駆動部３０、および走査線駆動部４０が駆動装置を構成する。表示パネル１０は、複数の有機ＥＬ素子１１１〜１４ｎを備える。各有機ＥＬ素子は、データ線と走査線とが直交する位置またはその近傍に設置され、パッシブマトリクス型の場合、その電極の一端がデータ線と接続され、他端が走査線と接続される。有機ＥＬ素子の一方の電極にデータ線から電圧が印加されている状態で、走査線がグランドに接地されると、有機ＥＬ素子に電流が流れ、発光する。表示パネル１０は、表示領域ごとに設定された色で発光させるものであるため、一本のデータ線または走査線に異なる色を発光する有機ＥＬ素子が接続される場合もある。
【００２０】
図１に示した例のように、表示パネル１０を横９６×縦６４のドット数で構成した場合、データ線が９６本、走査線が６４本、その交点が６１１４点となり、６１１４個の有機ＥＬ素子が設置されることになる。図２は、図１に示した表示領域の設定に対応させている。即ち、表示パネル１０の上方の領域は、青で表示させる領域である。図２では一部省略しているが、横９６×縦２４で２３０４個の青の有機ＥＬ素子１１１〜１ｍｎが配置される。ここで、ｍはその表示領域における走査線数を示し、ｎはそのデータ線数を示す。表示パネル１０の中間帯の左の領域は、赤で表示させる領域であり、その右の領域は黄で表示させる領域である。表示パネル１０の下方の領域は、緑で表示させる領域である。それぞれの領域には、設定された色を発光する有機ＥＬ素子が設置される。
【００２１】
電源２０は、電池、または交流電源から整流して得た直流電圧をデータ線駆動部３０に供給する。電源電圧は、所望の発光輝度、有機ＥＬ素子の発光効率、その素子間の発光効率比、後述する電源電圧に対する期間制御などを考慮して設定してもよい。
【００２２】
走査線駆動部４０は、入力される同期信号ｓにもとづいて、表示パネル１０に配されている走査線のうち、一番上の走査線から順にひとつを選択していく。そして、一番下の走査線まで選択すると、また一番上の走査線に戻って選択を続ける。図２の例では、６４本の走査線を順に選択していく。パッシブマトリクス駆動の場合、選択された走査線がグランドに接地されることになる。したがって、選択されている走査線に対応した有機ＥＬ素子は、発光することになる。一方、選択されていない走査線には、有機ＥＬ素子に電流が流れないよう、逆バイアスをかけてもよい。
【００２３】
データ線駆動部３０には、画像データｉおよび同期信号ｓが入力される。また、電源２０から表示パネル１０に印加する電圧の供給を受ける。画像データｉは、表示パネル１０で表示されるべき画像のデータである。実施形態１では中間色を持たない２値データであるとする。この場合、１ドットの情報を１ビットで表すことができる。入力される同期信号ｓは、走査線駆動部４０に入力される同期信号ｓと同期がとれた信号である。
【００２４】
図３は、実施形態１に係るデータ線駆動部３０の詳細を示す。データ線駆動部３０は、データ線ごとに電源変調部３１１〜３１ｎを設けてもよいし、同じ有機ＥＬ素子の配列パターンのデータ線群ごとに設けてもよい。例えば、図２の例では、上記データ線群が２つあるので、電源変調部３１１〜３１ｎを２つ設ければよい。
【００２５】
各電源変調部３１１〜３１ｎは、電源２０から入力される電圧を色識別信号ＣＩに従いＰＷＭ(Pulse Width Modulation）制御する。色識別信号ＣＩは、発光させるべき有機ＥＬ素子の色を指定するための信号である。電源変調部３１１〜３１ｎの設計に対応して、各データ線ごと、または同じ有機ＥＬ素子の配列パターンのデータ線群ごとに生成すればよい。各色識別信号ＣＩは、対応するデータ線またはデータ線群の有機ＥＬ素子の配列パターンに応じて、走査線毎に設置される有機ＥＬ素子の色を指定するよう、予め設定される。その際、上記同期信号ｓのタイミングで順次、有機ＥＬ素子の色を指定するよう設定される。
【００２６】
当該色の指定は、ある色の有機ＥＬ素子に供給すべき電流量を実現するために、印加すべき電圧の期間を単位期間とした場合の、デューティ比で表現することができる。例えば、赤、黄、青、緑の４色の有機ＥＬ素子を使用する場合、最も発光効率の悪い赤を基準とすると、黄のデューティ比が３０％、青のデューティ比が４０％、緑のデューティ比が１０％程度に設定するとよい。勿論、どのような色の組み合わせでも、使用する各有機ＥＬ素子の発光効率を仕様や実験により求めて、最適なデューティ比を設定することができる。各電源変調部３１１〜３１ｎは、入力される電源電圧と、当該色識別信号ＣＩとの論理積をとることにより、印加すべき有機ＥＬ素子の色に対応した電源電圧を生成することができる。
【００２７】
各データ書込部３２１〜３２ｎは、電源変調部３１１〜３１ｎにより変調された電源電圧と、上記同期信号ｓに同期して入力される画像データｉとの論理積をとり、各データ線に出力する。なお、外部からアナログ形式で画像データｉが入力される場合、図示しないアナログ−デジタル変換器でデジタル形式に変換すればよい。また、１行分の画像データｉを記憶可能な図示しないシフトレジスタを設けて、各データ書込部３２１〜３２ｎに入力される画像データｉのタイミングを調整してもよい。
【００２８】
図４（ａ）−（ｅ）は、実施形態１に係る走査線駆動部４０とデータ線駆動部３０から出力される信号を示す。図４（ａ）は、走査線駆動部４０から出力される信号であり、ローはグランドレベルを示す。ハイは逆バイアス電圧でもよい。時刻ｔ１〜ｔ２までの期間がひとつの走査線の走査周期である。即ち、この信号が印加される走査線は、その期間にグランドに接地され、その走査線の有機ＥＬ素子が発光することになる。
【００２９】
図４（ｂ）−（ｅ）は、それぞれ、赤、黄、青、緑の有機ＥＬ素子に出力される信号であり、各信号のハイは、単一の電源２０から供給される同じレベルの電圧を示し、ローは、グランドレベルを示す。上記４色のうち、最も発光効率の悪い赤の有機ＥＬ素子に対しては、（ｂ）に示すように、上記走査期間のすべての期間、電圧が印加される。黄の有機ＥＬ素子に対しては、（ｃ）に示すように、上記走査期間の３０％の期間、電圧が印加される。青の有機ＥＬ素子に対しては、（ｄ）に示すように、上記走査期間の４０％の期間、電圧が印加される。緑の有機ＥＬ素子に対しては、（ｅ）に示すように、上記走査期間の２０％の期間、電圧が印加される。勿論、画像データｉが非点灯を指示するドットの場合は、どの色の有機ＥＬ素子にも電圧が印加されない。
【００３０】
このように本発明の実施形態１によれば、各色ごとに電圧印加期間を制御することにより、発光効率の異なる色の有機ＥＬ素子が混在したエリアカラー方式の表示パネル１０の輝度を均一化することができる。しかも、混在する色の種類や色の配置が複雑になっても、十分に輝度を均一化することができる。また、輝度を均一化するために、各色に応じて複数の駆動用電源を設ける方式と比較し、実施形態１は、一つの電源で済むため、駆動装置を小面積化することができる。また、電源同士のバラツキも抑えることができる。さらに、複数電源の配置による表示パネル上の各色の配置制約も軽減することができ、表示内容の限定も軽減することができる。
【００３１】
（実施形態２）
実施形態２は、中間色も表現可能な画像データｉを用いる例である。実施形態２の画像データｉは、４ビット、６ビット、または８ビットなど複数ビットで１ドットを表現する。例えば、８ビットで表現した場合、２５６階調の明るさを表現しうる。
【００３２】
実施形態２の全体構成は、実施形態１と同様である。実施形態１とデータ線駆動部３０の構成が異なる。図５は、実施形態２に係るデータ線駆動部３０の詳細を示す。実施形態２に係るデータ線駆動部３０は、実施形態１に係るデータ線駆動部３０にデータ変調部３３１〜３３ｎが付加された構成である。実施形態１と同じ構成については同符号を付し、実施形態１とは異なる構成と動作を説明する。
【００３３】
各データ変調部３３１〜３３ｎは、外部から入力される画像データｉを色識別信号ＣＩに従いＰＷＭ制御する。色識別信号ＣＩは、発光させるべき有機ＥＬ素子の色を指定するための信号であり、各電源変調部３１１〜３１ｎに入力される色識別信号ＣＩと同様のものである。ただ、各データ変調部３３１〜３３ｎに入力される色識別信号ＣＩは、データ線毎に生成される。
【００３４】
各データ変調部３３１〜３３ｎは、当該色識別信号ＣＩにより指定される、画像データｉを表示する有機ＥＬ素子の色に対応したデューティ比と、当該画像データｉとを乗算する。そして、その乗算結果を、対応するデータ書込部３２１〜３２ｎに出力する。図２の例では、赤が指定された場合、デューティ比が１００％なので画像データｉをそのまま、対応するデータ書込部３２１〜３２ｎに出力する。青が指定された場合、デューティ比が４０％なので画像データｉのパルス幅を２／５に縮めて、対応するデータ書込部３２１〜３２ｎに出力する。
【００３５】
各データ書込部３２１〜３２ｎは、電源変調部３１１〜３１ｎにより変調された電源電圧と、各データ変調部３３１〜３３ｎにより変調された画像データｉとの論理積をとり、その結果を各データ線に出力する。電源電圧および画像データｉは、各タイミングにおいて、同一の比で変調されているため、変調された電源電圧に各画像データｉの諧調値を書き込むことができる。
【００３６】
実施形態２に係るデータ線駆動部３０から出力される信号は図示しないが、図４（ｂ）−（ｅ）に示した各色の電源電圧のハイ期間内において、さらに、諧調値に応じて変調された信号となる。
【００３７】
このように実施形態２によれば、各色ごとに電圧印加期間を変調し、その期間内において、諧調値に応じてさらに期間を変調することにより、発光効率の異なる色の有機ＥＬ素子が混在した表示パネル１０の輝度を均一化することができるとともに、表現力豊かなエリアカラーディスプレイを実現することができる。
【００３８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３９】
本発明の実施形態１、２では、表示パネル１０をパッシプマトリクス駆動する例を説明した。この点、本発明はアクティブマトリクス駆動にも適応可能である。アクティブマトリクス方式の場合、電源線とデータ線とが別になる。電源線と有機ＥＬ素子との間に電界効果トランジスタなどの第１スイッチング素子を設け、第１スイッチング素子のゲート電極などの制御電極にデータ線を接続する。当該制御電極とデータ線との間に電界効果トランジスタなどの第２スイッチング素子を設け、第２スイッチング素子のゲート電極などの制御電極に走査線を接続する。
【００４０】
この構成において、実施形態１、２と同様の電源変調部は、有機ＥＬ素子の色に応じて、電源電圧を変調して電源線に出力する。この構成のデータ書込部は、画像データを、オン／オフ情報、または諧調値として、データ線に出力する。諧調値として出力する場合、実施形態２のデータ変調部と同様に、有機ＥＬ素子の色に応じて変調して出力する。この構成の走査線駆動部は、走査すべき走査線の第２スイッチング素子の制御電極をオンし、対応するデータ線と第１スイッチング素子の制御電極とを導通させる。第１スイッチング素子は、データ線からの画像データに応じてオン／オフし、このオン期間中、供給される電源電圧を有機ＥＬ素子に供給する。このように、アクティブマトリクス方式で表示パネル１０を駆動することにより、パッシブマトリクス方式の場合の効果に加えて、走査電極間のクロストークを排除することができ、高画質化することができる。
【００４１】
また、実施形態２において、データ変調部３３１〜３３ｎの変調処理を画像データｉを供給する情報処理装置側で行ってもよい。これによれば、駆動装置の構成を簡素化することができる。
【００４２】
また、実施形態１、２において、表示パネル１０のすべての走査線が、それぞれ同じ色の発光素子に接続される場合、データ線駆動部３０側が電源電圧の変調を行わず、走査線駆動部４０側に電源変調部を設けことにより、有機ＥＬ素子に印加すべき電源電圧の期間を調整してもよい。
【００４３】
また、実施形態１、２において、表示装置１００は、発光素子として有機ＥＬ素子１１１〜１４ｎを備える。この点、発光素子は有機ＥＬ素子に限らず、例えば、各色に対応したＬＥＤ、ＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）、無機ＥＬ素子であってもよい。その際に、電源電圧や電圧の印加期間は、異なる色を実現する発光素子の特性に応じて設定されていてもよい。これによれば、さまざまな発光素子を適用できる。また、素子の特性に適した電源電圧や印加期間を設定できる。つまり、発光素子の輝度が調節されればよい。
【００４４】
さらに、実施形態１において、ＰＷＭ制御の変わりに、ＰＦＭ制御（Pulse Frequency Modulation）またはＰＤＭ（Pulse Duration Modulation）制御で電源電圧を変調してもよい。それぞれ、一般的な回路により実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】エリアカラー方式の表示パネルの一例を示す図である。
【図２】実施形態１に係る表示装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係るデータ線駆動部の詳細を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｅ）は、実施形態１に係る走査線駆動部とデータ線駆動部から出力される信号を示す図である。
【図５】実施形態２に係るデータ線駆動部の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  表示パネル、  １２  第１表示領域、  １４  第２表示領域、  １６  第３表示領域、  １８  第４表示領域、  ２０  電源、  ３０  データ線駆動部、  ４０  走査線駆動部、  １００  表示装置、  １１１〜１４ｎ  有機ＥＬ素子、  ３１１〜３１ｎ  電源変調部、  ３２１〜３２ｎ  データ書込部、  ３３１〜３３ｎ  データ変調部、  ｉ  画像データ、  ｓ  同期信号、  ＣＩ  色識別信号。
【図１】
2006053242.tif 000003
【図２】
2006053242.tif 000004
【図３】
2006053242.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006053242.tif 000007