(57)【要約】【課題】外光下での視認性の向上を図りつつ、消費電力の増大を抑える。【解決手段】外光照度の上昇に応じて、画素回路に与える映像信号電圧Ｖｓｉｇの電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させ、かつ映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させる。或いは、各画素回路に閾値補正動作を実行させる期間を、外光照度の上昇に応じて短くする。これにより、外光下で、映像信号電圧の振幅の幅の増大を抑制しつつ、高輝度表示を行い視認性を向上させる。【選択図】図６
2011191472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、
信号線を介して上記各画素回路に映像信号電圧を供給して各画素回路を発光駆動する画素駆動部と、
を備え、
上記画素駆動部は、外光照度の上昇に応じて、上記映像信号電圧の電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させ、かつ上記映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に上記映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させるように設定する表示装置。
【請求項２】
上記表示パネルに照射される外光照度を検出する照度センサをさらに備え、
上記信号セレクタは、上記照度センサからの検出情報に基づいて、上記映像信号電圧の電圧値の設定を行う請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、
信号線を介して、上記各画素回路に対し、閾値補正基準電圧を供給して閾値補正動作を実行させた後、映像信号電圧を供給して発光駆動する画素駆動部と、
を備え、
上記画素駆動部は、上記各画素回路に閾値補正動作を実行させる期間を、外光照度の上昇に応じて短くする表示装置。
【請求項４】
上記表示パネルに照射される外光照度を検出する照度センサをさらに備え、
上記画素駆動部は、上記照度センサからの検出情報に基づいて、上記閾値補正動作を実行させる期間の設定を行う請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
上記画素回路は、上記発光素子と、ドレイン・ソース間に駆動電圧が印加されることで上記発光素子に対してゲート・ソース間電圧に応じた電流印加を行う上記駆動トランジスタと、導通されることで信号線電圧を上記駆動トランジスタのゲートに入力するサンプリングトランジスタと、上記駆動トランジスタのゲート・ソース間に接続され上記駆動トランジスタの閾値電圧と入力された映像信号電圧とを保持する保持容量とを有し、
上記画素駆動部は、
上記画素アレイ上で列状に配設される各信号線に、上記信号線電圧として、上記各画素回路に対する閾値補正基準電圧及び映像信号電圧を供給する信号セレクタと、
上記画素アレイ上で行状に配設される各電源制御線に電源パルスを与え、上記画素回路の上記駆動トランジスタへの駆動電圧の印加を行う駆動制御スキャナと、
上記画素アレイ上で行状に配設される各書込制御線に走査パルスを与えて上記画素回路の上記サンプリングトランジスタを制御し、各画素回路への閾値補正基準電圧及び映像信号電圧の入力を実行させる書込スキャナと、
を備えた請求項１又は請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、
信号線を介して上記各画素回路に映像信号電圧を供給して各画素回路を発光駆動する画素駆動部と、
を備えた表示装置の表示駆動方法として、
上記画素駆動部が、外光照度の上昇に応じて、上記映像信号電圧の電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させ、かつ上記映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に上記映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させる表示駆動方法。
【請求項７】
発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、
信号線を介して、上記各画素回路に対し、閾値補正基準電圧を供給して閾値補正動作を実行させた後、映像信号電圧を供給して発光駆動する画素駆動部と、
を備えた表示装置の表示駆動方法として、
上記画素駆動部が、上記各画素回路に閾値補正動作を実行させる期間を、外光照度の上昇に応じて短くする表示駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素回路がマトリクス状に配置された画素アレイを有する表示装置と、その表示駆動方法であって、例えば発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いた表示装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−２５５８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７１０９５号公報
【背景技術】
【０００３】
例えば上記特許文献１，２に見られるように、有機ＥＬ素子を画素に用いた画像表示装置が開発されている。有機ＥＬ素子は自発光素子であることから、例えば液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高く、バックライトが不要であり、応答速度が速いなどの利点を有する。又、各発光素子の輝度レベル（階調）はそれに流れる電流値によって制御可能である（いわゆる電流制御型）。
有機ＥＬディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがある。前者は構造が単純であるものの、大型且つ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある為、現在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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬ素子は電流発光素子の為、有機ＥＬ素子に流れる電流値をコントロールすることで、発色の階調を得ている。
このため有機ＥＬディスプレイでは、各画素回路に対しては、映像データの階調値に応じた映像信号電圧を与え、各画素回路が、その入力された映像信号電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子に流す。これにより各画素回路では、それぞれ対応する信号値に応じた発光が行われる。
【０００５】
一般的にアクティブマトリックス有機ＥＬディスプレイは、１水平期間毎に信号線に映像信号電圧を書き込み、その信号を、各画素回路内の容量に書き込み、発光電流を制御する。書き込まれた映像信号電圧は１フィールド期間保持され、発光電流が維持される。
ここで、各画素回路に映像信号電圧を供給するための信号線に着目すると、信号線は１水平期間毎に信号電圧が書き換えられていることになる。つまり充放電動作を繰り返している。
充放電動作時の消費電力はＣ・Ｖ2・ｆにて求められる。Ｃは容量、Ｖは電圧、ｆは充放電の周波数である。これを上記の信号線に当てはめると、Ｃは信号線の容量、Ｖは映像信号電圧、ｆは水平周波数となる。
映像表示動作において上記Ｃ、ｆは固定であるとすると、消費電力は映像信号電圧の振幅によって増減することになる。
そして、有機ＥＬディスプレイに対する要求として、低消費電力化があるが、信号線に対する充放電による消費電力は、消費電力低減の観点から重要である。
【０００６】
一方、有機ＥＬパネルへの要求として、外光下での視認性がある。キャビティ構造を有する有機ＥＬパネルでは、外光がアノード表面にて反射してしまい、いわゆる黒浮きしてパネルの視認度が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこれらの点に鑑みて、外光下でも視認性を向上させつつ、そのための消費電力の増大を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、信号線を介して上記各画素回路に映像信号電圧を供給して各画素回路を発光駆動する画素駆動部と、を備える。そして上記画素駆動部は、外光照度の上昇に応じて、上記映像信号電圧の電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させ、かつ上記映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に上記映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させるように設定する。
また、上記表示パネルに照射される外光照度を検出する照度センサをさらに備え、上記信号セレクタは、上記照度センサからの検出情報に基づいて、上記映像信号電圧の電圧値の設定を行う。
【０００９】
また本発明の表示装置は、発光素子と、上記発光素子を入力された映像信号電圧に応じて発光駆動する駆動トランジスタと、を有する画素回路が、マトリクス状に配置されて表示パネルを形成する画素アレイと、信号線を介して、上記各画素回路に対し、閾値補正基準電圧を供給して閾値補正動作を実行させた後、映像信号電圧を供給して発光駆動する画素駆動部と、を備える。そして上記画素駆動部は、上記各画素回路に閾値補正動作を実行させる期間を、外光照度の上昇に応じて短くする。
また上記表示パネルに照射される外光照度を検出する照度センサをさらに備え、上記画素駆動部は、上記照度センサからの検出情報に基づいて、上記閾値補正動作を実行させる期間の設定を行う。
【００１０】
また、上記各表示装置において、上記画素回路は、上記発光素子と、ドレイン・ソース間に駆動電圧が印加されることで上記発光素子に対してゲート・ソース間電圧に応じた電流印加を行う上記駆動トランジスタと、導通されることで信号線電圧を上記駆動トランジスタのゲートに入力するサンプリングトランジスタと、上記駆動トランジスタのゲート・ソース間に接続され上記駆動トランジスタの閾値電圧と入力された映像信号電圧とを保持する保持容量とを有する。
上記画素駆動部は、上記画素アレイ上で列状に配設される各信号線に、上記信号線電圧として、上記各画素回路に対する閾値補正基準電圧及び映像信号電圧を供給する信号セレクタと、上記画素アレイ上で行状に配設される各電源制御線に電源パルスを与え、上記画素回路の上記駆動トランジスタへの駆動電圧の印加を行う駆動制御スキャナと、上記画素アレイ上で行状に配設される各書込制御線に走査パルスを与えて上記画素回路の上記サンプリングトランジスタを制御し、各画素回路への閾値補正基準電圧及び映像信号電圧の入力を実行させる書込スキャナとを備える。
【００１１】
本発明の表示方法は、上記画素アレイと上記画素駆動部とを備えた表示装置の表示駆動方法として、上記画素駆動部が、外光照度の上昇に応じて、上記映像信号電圧の電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させ、かつ上記映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に上記映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させる表示駆動方法である。
また上記画素駆動部が、上記各画素回路に閾値補正動作を実行させる期間を、外光照度の上昇に応じて短くする表示駆動方法である。
【００１２】
このような本発明では、外光視認性を上げる為に、外光下では、例えば通常の数倍の輝度を出力するようにする。これは映像信号電圧を上昇させたり、閾値補正動作期間を短くすることで実現する。映像信号電圧を上昇させた場合、映像信号電圧の振幅の増大によって、信号線に対する充放電による消費電力が増大してしまう。そこで、外光下において、視認できないレベルまで黒浮きさせる（映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させる）ことで、信号振幅を縮小し、充放電電力を抑制する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外光照度の上昇に応じて、映像信号電圧の電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する上記映像信号電圧値を上昇させることで、表示輝度を上昇させ、もって外光下での視認性を向上させる。そしてその場合、映像信号電圧の電圧範囲を縮小させる方向に映像信号電圧の黒基準輝度相当値を上昇させることで、外光下では視認できない範囲で映像信号電圧の振幅を縮小できる。これにより、外光下でのコントラスト向上による視認性改善と映像信号電圧の書き込みのための信号線の充放電による消費電力増加の抑制が可能となる。
また、閾値補正動作期間を短くする（閾値補正が完了する前に閾値補正を終了させる）ことでも、表示輝度を上昇させることができる。その場合、映像信号電圧の振幅増大は無いため、この場合でも、外光下での視認性改善と消費電力増加の抑制を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の表示装置の構成の説明図である。
【図２】実施の形態の画素回路の回路図である。
【図３】実施の形態の通常時の画素回路動作の説明図である。
【図４】第１の実施の形態の外光下での画素回路動作の説明図である。
【図５】外光下での輝度オフセットの説明図である。
【図６】実施の形態の第１例の外光下駆動時の輝度及び映像信号電圧の説明図である。
【図７】実施の形態の第１例の場合の水平セレクタの構成の説明図である。
【図８】実施の形態の第２例の画素回路動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について次の順序で説明する。
［１．表示装置及び画素回路の構成］
［２．通常時の画素回路動作］
［３．外光下の画素回路動作（第１例）］
［４．外光下の画素回路動作（第２例）］
【００１６】
［１．表示装置及び画素回路の構成］
図１に実施の形態の有機ＥＬ表示装置の構成を示す。
この有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子を発光素子とし、アクティブマトリクス方式で発光駆動を行う画素回路１０を含むものである。
図示のように、有機ＥＬ表示装置は、多数の画素回路１０が列方向と行方向（ｍ行×ｎ列）にマトリクス状に配列された画素アレイ２０を有する。なお、画素回路１０のそれぞれは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの発光画素となり、各色の画素回路１０が所定規則で配列されてカラー表示装置が構成される。
【００１７】
各画素回路１０を発光駆動するための構成として、水平セレクタ１１、ドライブスキャナ１２、ライトスキャナ１３を備える。
また水平セレクタ１１により選択され、表示データとしての輝度信号の信号値（階調値）に応じた電圧を画素回路１０に供給する信号線ＤＴＬ１、ＤＴＬ２・・・ＤＴＬ（ｎ）が、画素アレイ上で列方向に配されている。信号線ＤＴＬ１、ＤＴＬ２・・・ＤＴＬ（ｎ）は、画素アレイ２０においてマトリクス配置された画素回路１０の列数分（ｎ列）だけ配される。
【００１８】
また画素アレイ２０上において、行方向に書込制御線ＷＳＬ１，ＷＳＬ２・・・ＷＳＬ（ｍ）、電源制御線ＤＳＬ１，ＤＳＬ２・・・ＤＳＬ（ｍ）が配されている。これらの書込制御線ＷＳＬ及び電源制御線ＤＳＬは、それぞれ、画素アレイ２０においてマトリクス配置された画素回路１０の行数分（ｍ行）だけ配される。
【００１９】
書込制御線ＷＳＬ（ＷＳＬ１〜ＷＳＬ（ｍ））はライトスキャナ１３により駆動される。
ライトスキャナ１３は、設定された所定のタイミングで、行状に配設された各書込制御線ＷＳＬ１〜ＷＳＬ（ｍ）に順次、走査パルスＷＳ（ＷＳ１，ＷＳ２・・・ＷＳ（ｍ））を供給して、画素回路１０を行単位で線順次走査する。
【００２０】
電源制御線ＤＳＬ（ＤＳＬ１〜ＤＳＬ（ｍ））はドライブスキャナ１２により駆動される。ドライブスキャナ１２は、ライトスキャナ１３による線順次走査に合わせて、行状に配設された各電源制御線ＤＳＬ１〜ＤＳＬ（ｍ）に電源パルスＤＳ（ＤＳ１，ＤＳ２・・・ＤＳ（ｍ））を供給する。電源パルスＤＳ（ＤＳ１，ＤＳ２・・・ＤＳ（ｍ））は駆動電圧Ｖｃｃと初期電圧Ｖｉｎｉの２値に切り替わるパルス電圧とされる。
なおドライブスキャナ１２，ライトスキャナ１３は、クロックｃｋ及びスタートパルスｓｐに基づいて、走査パルスＷＳ、電源パルスＤＳのタイミングを設定する。
【００２１】
水平セレクタ１１は、ライトスキャナ１３による線順次走査に合わせて、列方向に配された信号線ＤＴＬ１、ＤＴＬ２・・・に対して、画素回路１０に対する入力信号としての信号線電圧を供給する。
本実施の形態では、水平セレクタ１１は、各信号線に対し、信号線電圧として、閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓと映像信号電圧Ｖｓｉｇを供給する。
映像信号電圧Ｖｓｉｇは、水平セレクタ１１に入力される映像データの値としての階調値に基づく電圧値となる。
【００２２】
また、画素アレイ２０によって形成される表示パネルの内部、もしくは外部に、照度センサ１５が設けられる。この照度センサ１５は、表示パネルに入射される外光の照度を検出し、その外光照度の輝度レベル情報ＳＬを水平セレクタ１１又はライトスキャナ１３に供給する。
後述する外光下での画素回路動作として第１例を採用する場合は、照度センサ１５は輝度レベル情報ＳＬを水平セレクタ１１に供給することになり、第２例を採用する場合は、照度センサ１５は輝度レベル情報ＳＬをライトスキャナ１３に供給することとなる。
なお、照度レベル情報ＳＬは、単に、「通常時」と「外光下」の判別信号としても良いし、照度レベルを表した情報としてもよい。
【００２３】
図２に画素回路１０の構成例を示している。この画素回路１０が、図１の構成における画素回路１０のようにマトリクス配置される。
なお、図２では簡略化のため、信号線ＤＴＬと、書込制御線ＷＳＬ及び電源制御線ＤＳＬが交差する部分に配される１つの画素回路１０のみを示している。
また、信号線ＤＴＬに対して容量Ｃｐを示しているが、これは信号線容量を表す。
【００２４】
画素回路１０は、発光素子である有機ＥＬ素子１と、保持容量Ｃｓと、サンプリングトランジスタＴｓ、駆動トランジスタＴｄとしてのｎチャネルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、補助容量Ｃｓｕｂとで構成されている。なお容量Ｃｏｌｅｄは有機ＥＬ素子１の寄生容量である。
【００２５】
保持容量Ｃｓは、一方の端子が駆動トランジスタＴｄのソース（ノードＮＤ２）に接続され、他方の端子が同じく駆動トランジスタＴｄのゲート（ノードＮＤ１）に接続されている。
画素回路１０の発光素子は例えばダイオード構造の有機ＥＬ素子１とされ、アノードとカソードを備えている。有機ＥＬ素子１のアノードは駆動トランジスタＴｄのソースに接続され、カソードは所定の配線（カソード電位Ｖｃａｔ）に接続されている。
また、有機ＥＬ素子１と並列に補助容量Ｃｓｕｂが接続されている。
【００２６】
サンプリングトランジスタＴｓは、そのドレインとソースの一端が信号線ＤＴＬに接続され、他端が駆動トランジスタＴｄのゲートに接続される。
またサンプリングトランジスタＴｓのゲートは書込制御線ＷＳＬに接続されている。
駆動トランジスタＴｄのドレインは電源制御線ＤＳＬに接続されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子１の発光駆動は、基本的には次のようになる。
信号線ＤＴＬに映像信号電圧Ｖｓｉｇが印加されたタイミングで、サンプリングトランジスタＴｓが、書込制御線ＷＳＬによってライトスキャナ１３から与えられる走査パルスＷＳによって導通される。これにより信号線ＤＴＬからの映像信号電圧Ｖｓｉｇが保持容量Ｃｓに書き込まれる。
【００２８】
駆動トランジスタＴｄは、ドライブスキャナ１２によって駆動電位Ｖｃｃが与えられている電源制御線ＤＳＬからの電流供給により電流Ｉｄｓを有機ＥＬ素子１に流し、有機ＥＬ素子１を発光させる。
このとき電流Ｉｄｓは、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じた値（保持容量Ｃｓに保持された電圧に応じた値）となり、有機ＥＬ素子１はその電流値に応じた輝度で発光する。
つまりこの画素回路１０の場合、保持容量Ｃｓに信号線ＤＴＬからの映像信号電圧Ｖｓｉｇを書き込むことによって、駆動トランジスタＴｄのゲート印加電圧を変化させ、これにより有機ＥＬ素子１に流れる電流値をコントロールして発光の階調を得る。
【００２９】
駆動トランジスタＴｄは、常に飽和領域で動作するように設計されているので、駆動トランジスタＴｄは次の式１に示した値を持つ定電流源となる。
Ｉｄｓ＝（１／２）・μ・（Ｗ／Ｌ）・Ｃｏｘ・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）2・・・（式１）
但し、Ｉｄｓは飽和領域で動作するトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流、μは移動度、Ｗはチャネル幅、Ｌはチャネル長、Ｃｏｘはゲート容量、Ｖｔｈは駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を表している。
この式１から明らかな様に、飽和領域ではドレイン電流Ｉｄｓはゲート・ソース間電圧Ｖｇｓによって制御される。駆動トランジスタＴｄは、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが一定に保持される為、定電流源として動作し、有機ＥＬ素子１を一定の輝度で発光させることができる。
【００３０】
このように基本的には、各フレーム期間において、画素回路１０に映像信号値（階調値）Ｖｓｉｇが保持容量Ｃｓに書き込まれる動作が行われ、これにより表示すべき階調に応じて駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが決まる。
そして駆動トランジスタＴｄは飽和領域で動作することで有機ＥＬ素子１に対して定電流源として機能し、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じた電流を有機ＥＬ素子１に流すことで、各フレーム期間に有機ＥＬ素子１では映像信号の階調値に応じた輝度の発光が行われる。
【００３１】
［２．通常時の画素回路動作］
まず、本実施の形態の通常時の画素回路１０の動作について説明する。「通常時」とは、外光下ではない、つまり外光照度が高くない場合という意味である。
なお、以下の例は、各画素回路１０の駆動トランジスタＴｄの閾値、移動度のばらつきによるユニフォミティ劣化を補償するための閾値補正動作、移動度補正動作を含む回路動作である。
【００３２】
画素回路動作においては、閾値補正動作、移動度補正動作自体は、従来より行われているが、この必要性について簡単に説明しておく。
例えばポリシリコンＴＦＴ等を用いた画素回路では、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈや、駆動トランジスタＴｄのチャネルを構成する半導体薄膜の移動度μが経時的に変化することがある。また製造プロセスのバラツキによって閾値電圧Ｖｔｈや移動度μのトランジスタ特性が画素毎に異なったりする。
駆動トランジスタＴｄの閾値電圧や移動度が画素毎に異なると、画素毎に駆動トランジスタＴｄに流れる電流値にばらつきが生じる。このため仮に全画素回路１０に同一の映像信号値（映像信号電圧Ｖｓｉｇ）を与えたとしても、有機ＥＬ素子１の発光輝度に画素毎のバラツキが生じ、その結果、画面のユニフォミティ（一様性）が損なわれる。
このことから、画素回路動作においては、閾値電圧Ｖｔｈや移動度μの変動に対する補正機能を持たせるようにしている。
【００３３】
図３に画素回路１０の発光サイクル（各フレーム期間）の動作のタイミングチャートを示す。
図３では、水平セレクタ１１が信号線ＤＴＬに与える信号線電圧を示している。この動作例の場合、水平セレクタ１１は信号線電圧として、１水平期間（１Ｈ）に、所定の電圧値としての閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓと、映像信号電圧Ｖｓｉｇとしてのパルス電圧を信号線ＤＴＬに与える。
また図３には、書込制御線ＷＳＬを介してライトスキャナ１３によってサンプリングトランジスタＴｓのゲートに与えられる走査パルスＷＳを示している。ｎチャネルのサンプリングトランジスタＴｓは、走査パルスＷＳがＨレベルとされることで導通され、走査パルスＷＳがＬレベルとされることで非導通となる。
また図３には、電源制御線ＤＳＬを介してドライブスキャナ１２から供給される電源パルスＤＳを示している。電源パルスＤＳとしては駆動電圧Ｖｃｃ又は初期電圧Ｖｉｎｉが与えられる。
また図３には、図２に示したノードＮＤ１、ＮＤ２の電圧として、駆動トランジスタＴｄのゲート電圧Ｖｇとソース電圧Ｖｓの変化を示している。
【００３４】
図３のタイミングチャートにおける時点ｔｓは、発光素子である有機ＥＬ素子１が発光駆動される１サイクル、例えば画像表示の１フレーム期間の開始タイミングとなる。
この時点ｔｓに至る前は、前フレームの発光が行われている。
即ち、有機ＥＬ素子１の発光状態は、電源パルスＤＳが駆動電圧Ｖｃｃであり、サンプリングトランジスタＴｓがオフした状態である。この時、駆動トランジスタＴｄは飽和領域で動作するように設定されているため、有機ＥＬ素子１に流れる電流Ｉｄｓは駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じて、上述した式１に示される値となる。
【００３５】
時点ｔｓで今回のフレームの発光のための動作が開始される。
期間ＬＴ１として、消光及び閾値補正のための準備が行われる。
まず電源パルスＤＳ＝初期電位Ｖｉｎｉとされる。
このとき、初期電位Ｖｉｎｉが有機ＥＬ素子１の閾値電圧Ｖｔｈｅｌとカソード電圧Ｖｃａｔの和よりも小さい、つまりＶｉｎｉ ≦Ｖｔｈｅｌ＋Ｖｃａｔであることで、有機ＥＬ素子１は消光し、非発光期間が開始される。このとき電源制御線ＤＳＬが駆動トランジスタＴｄのソースとなる。また有機ＥＬ素子１のアノード（ノードＮＤ２）は初期電位Ｖｉｎｉに充電される。
また駆動トランジスタＴｄのゲート電位（ノードＮＤ１）は、ソース電位の低下に応じて、或る電位Ｖｇ’まで低下する。
【００３６】
一定期間後、閾値補正のための準備が行われる。
即ち、信号線ＤＴＬの電位が閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓである時に、走査パルスＷＳがＨレベルとされ、サンプリングトランジスタＴｓがオンとされる。このため駆動トランジスタＴｄのゲート（ノードＮＤ１）は閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓとなる。
駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ＝Ｖｏｆｓ−Ｖｉｎｉとなる。
このＶｏｆｓ−Ｖｉｎｉが駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈよりも大きくないと閾値補正動作を行うことができないために、Ｖｏｆｓ−Ｖｉｎｉ＞Ｖｔｈとなるように、初期電位Ｖｉｎｉ、基準電圧Ｖｏｆｓが設定されている。
即ち閾値補正の準備として、駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧が、その閾値電圧Ｖｔｈよりも十分広げられることになる。
【００３７】
続いて期間ＬＴ２として閾値補正（Ｖｔｈ補正）が行われる。
即ち、信号線電圧が閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓとなっている間、ライトスキャナ１３は走査パルスＷＳのＨレベルを維持する。そしてドライブスキャナ１２が電源パルスＤＳを駆動電圧Ｖｃｃとする。
この場合、有機ＥＬ素子１のアノード（ノードＮＤ２）が駆動トランジスタＴｄのソースとなり電流が流れる。このため、駆動トランジスタＴｄのゲート（ノードＮＤ１）は閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓに固定されたまま、ソースノード（ノードＮＤ２）が上昇する。
有機ＥＬ素子１のアノード電位（ノードＮＤ２の電位）が、Ｖｃａｔ＋Ｖｔｈｅｌ（有機ＥＬ素子１の閾値電圧）以下である限り、駆動トランジスタＴｄの電流は保持容量Ｃｓと寄生容量Ｃｏｌｅｄ及び補助容量Ｃｓｕｂを充電するために使われる。有機ＥＬ素子１のアノード電位がＶｃａｔ＋Ｖｔｈｅｌ以下である限りとは、有機ＥＬ素子１のリーク電流が駆動トランジスタＴｄに流れる電流よりもかなり小さいという意味である。
このためノードＮＤ２の電位（駆動トランジスタＴｄのソース電位）は、時間と共に上昇してゆく。
【００３８】
この閾値補正は、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧を閾値電圧Ｖｔｈとする動作である。従って駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Ｖｔｈとなるまで、駆動トランジスタＴｄのソース電位が上昇される。
一定時間経過すると、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Ｖｔｈとなる。
なお、この例では閾値補正動作を１回行うものとしているが、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Ｖｔｈとなる時間を確保するため、閾値補正動作が分割して複数回行われることもある。
【００３９】
期間ＬＴ２の終了時点で、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Ｖｔｈとなった時、ソース電位（ノードＮＤ２：有機ＥＬ素子１のアノード電位）＝Ｖｏｆｓ−Ｖｔｈ≦Ｖｃａｔ＋Ｖｔｈｅｌとなっている。（Ｖｃａｔはカソード電位、Ｖｔｈｅｌは有機ＥＬ素子１の閾値電圧）
このとき、ライトスキャナ１３は走査パルスＷＳをＬレベルとし、サンプリングトランジスタＴｓがオフとなって閾値補正動作が完了する。
【００４０】
その後、信号線電圧が映像信号電圧Ｖｓｉｇとなっている期間ＬＴ３に、ライトスキャナ１３が走査パルスＷＳがＨレベルとし、映像信号電圧Ｖｓｉｇの書込及び移動度補正が行われる。即ち駆動トランジスタＴｄのゲートに映像信号電圧Ｖｓｉｇが入力される。
【００４１】
駆動トランジスタＴｄのゲート電位は映像信号電圧Ｖｓｉｇの電位となるが、電源制御線ＤＳＬが駆動電圧Ｖｃｃとなっていることで電流が流れ、ソース電位は時間とともに上昇してゆく。
このとき、駆動トランジスタＴｄのソース電圧が有機ＥＬ素子１の閾値電圧Ｖｔｈｅｌとカソード電圧Ｖｃａｔの和を越えなければ、駆動トランジスタＴｄの電流は保持容量Ｃｓと寄生容量Ｃｏｌｅｄ及び補助容量Ｃｓｕｂを充電するのに使用される。つまり有機ＥＬ素子１のリーク電流が駆動トランジスタＴｄに流れる電流よりもかなり小さければという条件である。
そしてこのときは、駆動トランジスタＴｄの閾値補正動作は完了しているため、駆動トランジスタＴｄが流す電流は移動度μを反映したものとなる。
具体的にいうと、移動度が大きいものはこの時の電流量が大きく、ソースの上昇も早い。逆に移動度が小さいものは電流量が小さく、ソースの上昇は遅くなる。
これによって、走査パルスＷＳがＨレベルとなる期間ＬＴ４として、サンプリングトランジスタＴｓがオンしてから、駆動トランジスタＴｄのソース電圧Ｖｓは上昇し、サンプリングトランジスタＴｓがオフしたときには、ソース電圧Ｖｓは移動度μを反映した電圧となる。駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは移動度を反映して小さくなり、一定時間経過後に完全に移動度を補正する電圧となる。
【００４２】
このように映像信号電圧Ｖｓｉｇ書込及び移動度補正を行った後、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓを確定させ、ブートストラップ、発光状態へと移行する。
即ち走査パルスＷＳをＬレベルとしてサンプリングトランジスタＴｓをオフして書き込みが終了し、有機ＥＬ素子１を発光させる。
この場合、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じた電流Ｉｄｓが流れ、ノードＮＤ２の電位は、有機ＥＬ素子１にその電流が流れる電圧まで上昇し、有機ＥＬ素子１は発光する。このときサンプリングトランジスタＴｓがオフであり、ノードＮＤ２の電位の上昇と同時に駆動トランジスタＴｄのゲート（ノードＮＤ１）も同様に上昇するため、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは一定に保たれたままである。(ブートストラップ動作)
【００４３】
このように画素回路１０は１フレーム期間における１サイクルの発光駆動動作として、閾値補正動作及び移動度補正動作を含んで、有機ＥＬ素子１の発光のための動作が行われる。
閾値補正動作によって各画素回路１０での駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈのバラツキや、経時変動による閾値電圧Ｖｔｈ変動などに関わらず、信号電位Ｖｓｉｇに応じた電流を有機ＥＬ素子１に与えることができる。つまり製造上或いは経時変化による閾値電圧Ｖｔｈのバラツキをキャンセルして、画面上に輝度ムラ等を発生させずに高画質を維持できる。
また、駆動トランジスタＴｄの移動度によってもドレイン電流は変動するため、画素回路１０毎の駆動トランジスタＴｄの移動度のバラツキにより画質が低下するが、移動度補正により、駆動トランジスタＴｄの移動度の大小に応じてソース電位Ｖｓが得られる。結果として各画素回路１０の駆動トランジスタＴｄの移動度のバラツキを吸収するようなゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに調整されるため、移動度のバラツキによる画質低下も解消される。
【００４４】
［３．外光下の画素回路動作（第１例）］
以上が通常時の画素回路動作であるが、外光下では、十分な視認性が得られないことがある。そこで、外光下では表示輝度を上昇させるようにする。
図４に外光下であるときの画素回路動作を示す。
【００４５】
図４では上記図３と同様に画素回路１０の１発光サイクル（１フレーム期間）の動作のタイミングチャートを示している。図３と同様、信号線電圧、走査パルスＷＳ、電源パルスＤＳ、ノードＮＤ１（駆動トランジスタＴｄのゲート電圧Ｖｇ）、ＮＤ２（駆動トランジスタＴｄのソース電圧Ｖｓ）を示している。
走査パルスＷＳ、電源パルスＤＳは図３と同様である。
【００４６】
１発光サイクルにおいて、期間ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３の動作は基本的には上記図３と同様であるため、重複説明は避ける。
外光下においては、水平セレクタ１１が各信号線ＤＴＬに与える映像信号電圧Ｖｓｉｇの値を増大させる点が、上述の通常時と異なる。
図４における映像信号電圧Ｖｓｉｇ、ノードＮＤ１、ＮＤ２の電位は図３と異なる。なお比較のため、破線で図３の通常時の電圧レベルを示している。
【００４７】
本例の場合、照度センサ１５からの照度レベル情報ＳＬによって外光下であると判断された際には、水平セレクタ１１は、表示パネルの視認性を向上させるために、ピーク輝度を突き上げて、視認性を向上させる。
即ち水平セレクタ１１は、入力された映像データの階調値に応じた映像信号電圧Ｖｓｉｇを発生させるが、外光下においては、図示するように各階調値に対応する各映像信号電圧Ｖｓｉｇの値を例えば２倍程度に上昇させる。
これによって発光期間における駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは図示のように高くなり、従って有機ＥＬ素子１の発光輝度は上昇する。
このように外光下では、映像信号電圧Ｖｓｉｇの信号振幅を増加させて輝度を突き上げ、視認性を改善している。
【００４８】
ただし、上述のように映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅の増大は、消費電力の増大をもたらす。
各信号線ＤＴＬには、水平セレクタ１１は１Ｈ（１水平周期）で、映像信号電圧Ｖｓｉｇの書込を行っており、信号線ＤＴＬは１水平期間での充放電動作を繰り返している。
充放電動作時の消費電力はＣ・Ｖ2・ｆとなるが、この場合のＣは信号線の容量Ｃｐ、Ｖは映像信号電圧Ｖｓｉｇ、ｆは水平周波数となる。
そのため映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅を増加させることは、消費電力の増大に直結する。
そこで本例では、消費電力の増加を抑制するため、外光下にて視認されない範囲で黒基準輝度を上昇させるようにする。これにより、映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅増大を抑え、映像信号電圧Ｖｓｉｇの書き込み充放電による消費電力の増大を抑える。
【００４９】
図５（ａ）（ｂ）には、通常状態と外光下状態でのパネル輝度の違いを模式的に示している。
通常状態では、パネル上で視認される輝度は、図５（ａ）のように画素アレイ２０（各画素回路１０の有機ＥＬ素子１）で発光される光Ｌ１が支配的となる。
しかし、外光下では図５（ｂ）に示すように、通常の発光による光Ｌ１に加えて、外光からの反射光Ｌ２が視認される輝度として加わる。即ち、表示パネルの全体の輝度として外光の反射光Ｌ２によるオフセットが乗ってしまう。その為、何も対策を施さなければ、いわゆる黒浮きが生じてしまい、コントラストの低下が生じてしまう。
図６（ａ）は、上記図３の通常時の動作を外光下でも行ったとした場合の、映像信号電圧Ｖｓｉｇの電圧値とパネル輝度（Nit）の関係を示している。Ａが通常時、Ｂが外光下の場合である。
このように、外光下Ｂの場合、外光の反射光Ｌ２によるオフセットで、パネル輝度としては、映像信号電圧Ｖｓｉｇが最も低くても（つまり黒基準値の場合でも）、例えば１０Ｎｉｔの輝度が生じてしまう。通常時Ａと比較して分かるようにパネル輝度の変化の範囲、つまり視認されるコントラストは大きく低下する。
【００５０】
このような外光下においてコントラスト低下を防止し、視認性を向上させるには、上記図４で示したように、映像信号電圧Ｖｓｉｇを上昇させ、発光による光Ｌ１の輝度を高くすればよい。
図５（ｂ）に、外光下で映像信号電圧Ｖｓｉｇを増加させた場合をＢ１として示す。図から分かるように、パネル発光輝度のレンジが高輝度側にシフトされてコントラストが改善され、これによって視認性が改善される。
しかしながら、その一方で映像信号電圧Ｖｓｉｇの信号振幅が増加してしまう。即ち通常時は信号振幅の幅は図中ＷＡで示す幅であったところ、ＷＢ１として示す幅に拡大してしまう。これによって、消費電力の増大が生ずる。
【００５１】
そこで本例では外光下において、映像信号電圧Ｖｓｉｇの増大と共に、コントラストに影響のない範囲で、黒基準信号レベルを増加させ、信号振幅を低下させる。
例えば、外光による輝度オフセットが１０Ｎｉｔであるとする。
その場合はパネルでの１Ｎｉｔ以下の輝度は視認もされず、輝度オフセットと比較してもコントラスト悪化にはならない。
そこで、パネルでの黒表示状態を、通常の０．１Ｎｉｔから１Ｎｉｔにまで増加させる。映像信号電圧Ｖｓｉｇでいえば、黒基準レベルでの映像信号電圧Ｖｓｉｇの値を、通常時は０．１Ｎｉｔ相当の値であるものを、外光下では１Ｎｉｔ相当の値に上昇させる。
映像信号電圧Ｖｓｉｇの黒基準レベルの値を上昇させることで、映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅の幅を縮小させることができる。
その場合の映像信号電圧とパネル輝度の関係は、図６（ｃ）のＢ２に示すようになる。黒基準レベルの映像信号電圧Ｖｓｉｇの値を押し上げることで、映像信号電圧に対するパネル輝度の値も押し上げられるが、結果として映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅の幅を見れば、図中ＷＢ１からＷＢ２に縮小できる。
このことから、消費電力の増大量を低減できることになる。
【００５２】
このように本例では、外光下の輝度突き上げを消費電力の増加を抑えて行うことが可能となり、外光下での視認性改善を、消費電力増加を抑えながら実現できる。
【００５３】
本例の動作は、水平セレクタ１１が、照度レベル情報ＳＬに応じて映像信号電圧Ｖｓｉｇの設定（映像データ階調に対する映像信号電圧Ｖｓｉｇ値の設定）を変更することで実現できる。
図７に水平セレクタ１１の構成例を示す。水平セレクタ１１内には、例えば映像信号入力部８０を備え、また各信号線ＤＴＬ１〜ＤＴＬ（ｎ）に対応して、出力値設定部８１−１〜８１−ｎ、信号線ドライバ８２−１〜８２−ｎを備える。
【００５４】
映像信号入力部８０には、図示しない映像信号処理系から、映像データが供給される。
映像信号入力部８０はラインバッファとして機能し、１水平ライン毎に、各画素回路１０に与えるべき映像データを出力値設定部８１−１〜８１−ｎに転送する。
出力値設定部８１−１〜８１−ｎでは、入力された映像データ値に応じて、映像信号電圧Ｖｓｉｇ及び閾値補正用基準電圧Ｖｏｆｓの値を設定する。
このとき、出力値設定部８１−１〜８１−ｎは、照度レベル情報ＳＬに基づいて、映像データ階調に対する映像信号電圧Ｖｓｉｇ値の設定を変更する。即ち外光下である場合は、各階調値に応じた映像信号電圧値を、通常より高くし、さらに黒基準レベルの値を上昇させる。
なお、設定変更は、通常時／外光下に応じて２段階にしてもよいし、検出された照度レベルに応じて多段階に行うようにしてもよい。
【００５５】
そして出力値設定部８１−１〜８１−ｎは、閾値補正用基準電圧Ｖｏｆｓの値、及び通常時か外光下であるかに応じて設定したと映像信号電圧Ｖｓｉｇの値を、それぞれ所定のタイミングで信号線ドライバ８２−１〜８２−ｎに出力する。
信号線ドライバ８２−１〜８２−ｎは、それぞれ与えられた電圧値をＤ／Ａ変換し、各信号線ＤＴＬ１〜ＤＴＬ（ｎ）に出力する。
【００５６】
以上の構成により、各画素回路１０には、図３，図４のように通常時／外光下時に応じた映像信号電圧Ｖｓｉｇが入力される。
そして、この第１例としての画素駆動動作によれば、外光照度の上昇に応じて、映像信号電圧Ｖｓｉｇの電圧範囲を拡大させる方向に各階調値に対する映像信号電圧Ｖｓｉｇ 値を上昇させることで、表示輝度を上昇させ、もって外光下での視認性を向上させる。加えて、映像信号電圧Ｖｓｉｇの電圧範囲を縮小させる方向に映像信号電圧Ｖｓｉｇの黒基準輝度相当値を上昇させることで、外光下では視認できない範囲で映像信号電圧Ｖｓｉｇの振幅を縮小する。
これにより、外光下でのコントラスト向上による視認性改善と映像信号電圧Ｖｓｉｇの書き込みのための信号線ＤＴＬの充放電による消費電力増加の抑制が可能となる。
【００５７】
［４．外光下の画素回路動作（第２例）］
続いて第２例としての画素回路動作を説明する。
通常時の画素回路動作は図３の通りである。
この第２例では、外光下での画素回路動作として、図８に示す動作を行う。
【００５８】
上述のように外光の反射光Ｌ２によるオフセットがある外光下で、十分なコントラストを得て視認性を向上させるには、発光輝度を上昇させることが必要である。上述の第１例では、映像信号電圧Ｖｓｉｇを上昇させることで、発光輝度を上昇させた。一方で、映像信号電圧Ｖｓｉｇを上昇させなくとも、閾値補正動作を短くすることで発光輝度を上昇させることができる。
【００５９】
図８に外光下での画素回路動作を示す。
この図８では上記図３と同様に画素回路１０の１発光サイクル（１フレーム期間）の動作のタイミングチャートを示している。
なお図８におけるノードＮＤ１、ＮＤ２の電位として、破線で示すレベルは、比較のために示した図３の通常時の電圧レベルである。
１発光サイクルにおいて、期間ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３の動作は基本的には上記図３と同様であるため、重複説明は避けるが、この図８の場合は、閾値補正を行う期間ＬＴ２が図３の場合と比べて短くなっている。
即ち、期間ＬＴ２のためにライトスキャナ１３が発生する走査パルスＷＳのパルス幅が短くされる。
【００６０】
この場合の期間ＬＴ２の短縮とは、閾値補正動作が完了する前に閾値補正を終了させるということである。
駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、本来（つまり図３の通常時）は閾値補正動作によって、閾値電圧Ｖｔｈとされる。即ち閾値補正基準電圧Ｖｏｆｓに固定されたゲートに対して、ソース電圧Ｖｓが、Ｖｏｆｓ−Ｖｔｈの値となるまで上昇される。ところが、そのように成る前に閾値補正動作が終了される図８の場合では、期間ＬＴ２の終了時において、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは、Ｖｔｈ＋ΔＶとなる。ΔＶとは、ソース電圧Ｖｓが上がりきらなかった電圧分である。
【００６１】
その後、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ＝Ｖｔｈ＋ΔＶの状態で、期間ＬＴ３に、映像信号電圧Ｖｓｉｇが書き込まれる。そして、その後発光に至る。
つまりこの場合は、映像信号電圧Ｖｓｉｇの際には、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ＝Ｖｔｈ＋ΔＶ＋Ｖｓｉｇの状態となり、ΔＶの分、映像信号電圧Ｖｓｉｇを上昇させたことと同様となる。
従って、同じ映像信号電圧Ｖｓｉｇ値であったとしても、発光期間における駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは図示のように、図３の通常時よりも高くなり、従って有機ＥＬ素子１の発光輝度は上昇する。
これによって、外光下でのコントラスト改善を図り、視認性を向上させることができる。
そしてこの場合は、信号線ＤＴＬに与えられる映像信号電圧Ｖｓｉｇ自体のレベルは変更されない。
従って信号線ＤＴＬの充放電による消費電力は、図８の外光下の駆動の場合も増大しないことになる。よって、外光下での視認性向上と、消費電力の増大の抑制を両立できる。
【００６２】
なお、この図８の動作を実行する場合は、期間ＬＴ２のための走査パルスＷＳのパルス幅を調整するのみでよい。
従って例えば、ライトスキャナ１３が照度レベル情報ＳＬに応じて通常時／外光下を判別し、それによって操作パルスＷＳのパルス幅を可変設定すればよい。
或いは２段階の切換でなく、照度レベル情報ＳＬによって検出される照度の値に応じて、多段階の期間ＬＴ２のための操作パルスＷＳのパルス幅を変化させるようにしてもよい。
【００６３】
以上、実施の形態について説明したが、本発明は上記例に限定されるものではない。例えば画素回路１０の構成は、図２のものに限定されず、多様な例が考えられる。
【符号の説明】
【００６４】
１  有機ＥＬ素子、１０  画素回路、１１  水平セレクタ、１２  ドライブスキャナ、１３  ライトスキャナ、１５  照度センサ、２０  画素アレイ部、８１−１〜８１−（ｎ）  出力値設定部、８２−１〜８２−（ｎ）  信号線ドライバ、Ｃｓ  保持容量、Ｔｓ  サンプリングトランジスタ、Ｔｄ  駆動トランジスタ
【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７】
2011191472.tif 000009
【図８】
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