(57)【要約】【課題】消費電力を低減させる際に生じていたフリッカの発生を抑制し、画質を向上させる。【解決手段】入力される映像信号を自発光素子で構成された表示部に表示する有機ＥＬ表示装置において、上記発光素子の発光時間を変化させるために、表示装置で光らせるライン数を変化させた時に表示画面の明るさがステップ変化するのを避けるために、各ステップの間で、明るさが段階的に変化するように、映像信号に対してゲイン調整する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される映像信号を自発光素子で構成された表示部に表示する有機ＥＬ表示装置において、
映像信号の信号レベルを検出し上記発光素子に流す電流値に換算する電流値検出手段と、
上記電流値検出手段で得た電流値情報から、発光時間の制御パラメータおよび映像信号の制御パラメータを演算する制御パラメータ演算手段と、
入力される映像信号の信号レベルを、上前記映像信号の制御パラメータで制御する映像信号処理手段と、
上記映像信号処理手段の出力に応じて上記発光素子の信号線に画像信号を出力する信号線駆動手段と、
上記発光時間の制御パラメータに基づき、上記発光素子の発光時間を制御する発光制御手段と、
上記発光制御手段の出力に応じて上記発光素子の走査線に走査信号を出力する走査線駆動手段と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
上記制御パラメータ演算手段は、上記発光時間の制御パラメータと映像信号の制御パラメータの双方を採用した時に表示制御精度が向上するように、最適な映像信号の制御パラメータを演算することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
発光時間を変化させることで表示部での明るさがステップ変化するのを避けるために、各ステップの間で明るさが段階的に変化するように、映像信号の制御パラメータを演算して表示制御精度を向上させる請求項２記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
上記各ステップの間で明るさが直線的に変化するように、映像信号の制御パラメータを演算する請求項３記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機ＥＬの表示装置において高輝度化を図るべく、高い電圧を印加するか、あるいは、大きい電流を流すと、有機ＥＬ素子は自発光デバイスであるために素子自体に寿命があり、劣化するという問題がある。更には消費電力も増大する。そこで有機ＥＬ表示装置では低消費電力化を図る試みがなされている。
【０００３】
特開２００３−１２２３０５号公報にはその低消費電力化の具体例が示され、発光画素に流れる電流値を検出する手段と、その検出した電流値に基づいて発光画素の発光時間を制御する手段を備え、検出した電流値が大きい時には、発光画素の発光時間を短く設定することで消費電力の増大を抑制している。動作例として、電流値と発光時間を設定した時の電力を図８に示す。電流値の増加に対し発光時間を短くすることで電力を削減しており、電流値が大きくなるに伴い電力の削減量を大きくしている。
【特許文献１】特開２００３−１２２３０５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、発光画素の発光時間を設定する場合、その制御は表示パネルのラインごとに行うのが一般的である。たとえば、パネルのライン数が２４０である場合には、発光時間の制御は２４０のラインのうち何ラインを光らせるかであるため、明るさの分解能は１／２４０となり８ビット階調相当になる。このため発光時間を順次変化させていった場合、発光するラインは１ラインごとに変化する。したがって、図２に示すように、電流値の増加に対して発光ライン数を減らすことで発光時間を短く設定しているが、ライン１本をオンオフすることによる明るさの変化は連続ではなく、離散的な値をとる。ここでは検出した電流値の変化量が大きい場合には問題にならないが、電流値の変化量が小さい場合、たとえばある値を中心に小刻みに振動している場合には明るさの変化は連続的ではないために、これが画面のふらつきとして見えてしまう。また、黒から白へのフェード信号の場合には、同様に明るさが連続的に変わらないため、フリッカとして見えてしまう。
【０００５】
更に発光させるラインの本数により明るさの変化の度合いが異なるという問題を抱えている。たとえば、７９ラインから８０ラインへ変化する場合の明るさの変化と、２３９ラインから２４０ラインへ変化する場合の明るさの変化を考えた場合に、その比率は２３９／２４０すなわち、およそ０．９９５８であるのに対し、７９／８０の場合はおよそ０．９８７５であるため、２３９ラインおよび２４０ラインでの明るさの変化に比べ、７９ラインおよび８０ラインでの明るさの変化は大きく、変化の程度が一律でないことがわかる。更に、この８０ライン程度、すなわち全２４０ラインに対し１／３のライン数で発光させるのは電力を大きく削減する場合であり、映像データが大きい時である。このため、黒のデータに比べ白のデータの場合にはちらつきが大きいという欠点が生じてしまう。
【０００６】
この発光時間の制御を１ラインごとではなく、１／２ラインあるいは１／４ライン単位で行い制御量を小さくすることにより、ふらつきの量あるいはフリッカを抑制することができるが、これには１／２ラインあるいは１／４ライン単位での制御を実施するための制御回路がラインごとに必要となり、規模の増加につながるという問題がある。
【０００７】
以上は、発光画素の発光時間を制御する場合について説明を行ってきたが、消費電力を抑制するためには、次のような方法も考えられる。１つは発光画素に流れる電流の最大値を直接制御する方法、もう１つは映像信号のゲインを制御する方法である。前者は、発光画素への電流を調整する方法であるが、カラーパネルの場合にはＲＧＢの３つの信号の出力特性が同じでないためにホワイトバランスずれを生ずる問題がある。後者はゲインの値により映像信号の精度が不足する場合がある。たとえば、図３に示すようにゲインを０．５倍にして信号レベルを１／２にして電力削減を行った場合には、映像信号が持つ精度も１／２になってしまい、映像信号のレベルによって精度が変わるという問題が新たに生じる。
【０００８】
さらには、映像信号のゲインの制御と、発光時間の調整の組み合わせによる低電力化の試みも特開２００３−１９５８１６に述べられているが、この例では、信号ゲインの制御で電力を削減し、更に削減量を補うために発光時間の調整により、電力削減を試みているが、結局、発光時間制御による精度によって、明るさの変化量は決定されるため、前述の画面のふらつきやフリッカが生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記のような課題を改善するためになされたもので、消費電力を低減させる際に生じていた画面のふらつきやフリッカの発生を抑制する画像表示装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、入力される映像信号を自発光素子で構成された表示部に表示する有機ＥＬ表示装置において、映像信号の信号レベルを検出し上記発光素子に流す電流値に換算する電流値検出手段と、上記電流値検出手段で得た電流値情報から、発光時間の制御パラメータおよび映像信号の制御パラメータを演算する制御パラメータ演算手段と、入力される映像信号の信号レベルを、上前記映像信号の制御パラメータで制御する映像信号処理手段と、上記映像信号処理手段の出力に応じて上記発光素子の信号線に画像信号を出力する信号線駆動手段と、上記発光時間の制御パラメータに基づき、上記発光素子の発光時間を制御する発光制御手段と、上記発光制御手段の出力に応じて上記発光素子の走査線に走査信号を出力する走査線駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像表示装置は、表示装置の駆動を、発光時間の制御と信号制御を組み合わせて行なうようにしたので、調光時の分解能を向上させることができ、そのため発光時間の制御で発生していたフリッカを抑制することが可能となり、高い画像表現力が得られるという格別の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下に、本発明の一実施の形態について、図１を用いて説明する。図１において、映像信号処理手段１は、入力される映像信号に、ゲイン調整として後述のパラメータを掛け合わせることにより映像信号のレベルを制御するものであり、図４に示すような乗算器１１により構成される。信号線駆動手段２は、映像信号処理手段１の出力に応じて発光素子であるパネル３の信号線に対して画像信号を出力する。
【００１３】
パネル３の輝度は、パネルの全ラインが発光している場合が最も明るいが、電力を多く消費する。これに対してパネルの全ラインのうちたとえば１／４のライン数を発光させないようにすれば、パネルの輝度はおよそ３／４になるが、電力もおよそ３／４となり低電力化ができることになる。パネルのライン数のうち発光させる本数により、電力削減の度合いを変えることができ、電力削減に応じてパネルの輝度が変わることは明らかである。
【００１４】
電流値検出手段４は、映像信号の信号レベルを検出し、そのレベルから発光素子に流す電流値に換算する。映像信号の信号レベルによって発光素子に流れる電流は異なり、かつＲＧＢの各素子に流れる電流も異なるので、この電流値検出手段４ではＲＧＢごとの信号レベルを検出し、これに所定の係数を掛けて電流値に換算し、ＲＧＢの電流値を足し合わせて入力信号の電流値を算出する。
【００１５】
制御パラメータ演算手段５は、電流値検出手段３から得られる電流値情報から、前記映像信号処理手段１に供給するためのパラメータと、発光時間を制御するパラメータを演算する。発光制御手段６は、前記制御パラメータ演算手段５からのパラメータに基づき、パネル３の全ライン数のうち何本のラインを発光させるかを制御して発光素子の発光時間を制御する。走査線駆動手段７は、発光制御手段６の出力に応じてライン毎に発光あるいは非発光を切り替えるために、パネル３の走査線に走査信号を出力する。
【００１６】
上記のように構成された実施の形態１に示されるように、本発明のポイントは、
制御パラメータ演算手段５は、第１に発光時間の制御パラメータ値を得ると共に、第２に上記発光時間の制御パラメータ値と映像信号の制御パラメータ値の両方を採用して制御の精度を上げるように、映像信号の制御パラメータ値を演算することである。これによって、発光時間の制御のみでは得られない明るさを実現するわけである。以下、具体的な例を挙げて動作を説明する。
【００１７】
発光時間の制御のみで電力削減を行った場合には、図２で示したようにその制御がライン単位で行われるために、電流値が小刻みに変動し、図２中の区間Ａでパネルの発光時間が変動した場合には、パネルの明るさは図２のＬ１とＬ２で示す値を交互にとるために画面にふらつきが発生する。ＮＴＳＣ仕様のライン数である２４０ライン程度を有するパネルにおいては、そのライン数により決定される分解能が約１／２４０であり、８ビット階調相当である。
【００１８】
パネルのライン数は固定であるので、この画面のふらつき、フリッカを抑制するために分解能を増す必要がある。図５に示すように、発光させるライン数により決まる明るさのＬ１，Ｌ２に対し、その中間の値であるＬ３、あるいは更に中間の値であるＬ４およびＬ５を設定できれば、画面のふらつき、フリッカを抑制できることは明らかである。この中間の値を、以下に示すように映像信号のゲインを変えて作り出す。これを図６を用いて説明する。
【００１９】
まず、電流値に応じて発光時間の制御パラメータを決定する。図６において、電流値がＣ１以上Ｃ２未満の時は２４０ラインに対し２０１ラインを発光させており、このとき明るさはＬ１である。電流値がＣ２以上Ｃ３未満の時は２４０ラインに対し２００ラインを発光させ、このときの明るさはＬ２である。電流値がＣ３以上Ｃ４未満の時は２４０ラインに対し１９９ラインを発光させ、このときの明るさはＬ３である。電流値がＣ２以上Ｃ３未満であれば発光時間から定まる明るさはＬ２で同じである。このとき、たとえばＣ２とＣ３の中間の値であるＣ５の場合に、映像信号のゲインを次のように制御する。
電流値がＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４といった値の境界のところではゲインは１倍を設定し、電流値がＣ５の場合には、ゲインを次のように求める。
電流値がＣ２の時の明るさを、２００／２４０＝Ａ１・・・数式１
電流値がＣ３の時の明るさを、１９９／２４０＝Ａ２・・・数式２
数式１と数式２のＡ１とＡ２を用いて明るさＡ３を次のように定義する。
Ａ３＝(Ａ１＋Ａ２)／２・・・数式３
【００２０】
このＡ３を得るために、ゲインをＡ２／Ａ３に設定する。この場合、Ａ２／Ａ３の実際の演算値はおよそ０．９９７５である。この値をゲインとして入力の映像信号に掛け合わせることで、図６でＬ２とＬ３の中間の値であるＬＸの明るさを実現できる。この中間の値は発光時間の制御では実現できない値である。
【００２１】
同様にして、電流値がＣ２とＣ５の中間の値を取る場合には、明るさＡ４を次のように定義する。
Ａ４＝（Ａ１＋Ａ３）／２・・・数式４
【００２２】
このときのゲインはＡ２／Ａ４を設定すればよいことがわかる。このゲインの演算を各電流値に対し行うことで、発光時間のみの制御では離散的になっていた明るさの制御を連続的に行うことが可能である。このゲインによる演算は映像信号が０から１０２３の値を取る、すなわち１０ビットの精度を持っていれば可能である。もちろん更にビット数が多くても良い。このようにして明るさの諧調を増やす、すなわち分解能を増すことで、画面のふらつきを低減することが可能になるわけである。
【００２３】
さらに好ましい具体的な例を図７に示す。電流値がたとえば１０ビットのデータである場合には、上位の８ビットで調光のパラメータを決定し下位の２ビットで映像信号のゲインを決定する。図７において、電流値がＣ２以上Ｃ３未満である場合のゲインの設定例を説明する。電流値がＣ２以上Ｃ３未満の場合には、上位８ビットの値から発光するラインが１９９となり、発光時間を定めるパラメータは１９９となる。次に今回求めたライン数と１段階暗いライン数との比率を、図７の例では１９９と２００の比率を求める。すなわち１９９／２００＝０．９９５が得られる。次にこの０．９９５と下位２ビットの値を用いて、Ｃ２以上Ｃ３未満の電流値に対する映像信号のゲインを定める。たとえば、図７のＣ２で示される下位２ビットが０の時には０．９９５、図７のＣ２−１で示される下位２ビットが１の時には０．９９６、図７のＣ２−２で示される下位２ビットが２の時には０．９９７、図７のＣ２−３で示される下位２ビットが３の時には０．９９８と定める。ゲインが１を超えると、電流値がＣ３以上Ｃ４未満の時の明るさを上回ってしまう場合があるので、１未満を設定する。
【００２４】
このようにして求めた電流値とパラメータの設定値を次表に示す。
【表１】
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電流値に対して発光時間を決めるライン数と、映像信号処理を行うゲインがパラメータとして決定される。電流値がＣ１以上Ｃ２未満、あるいはＣ３以上Ｃ４未満の場合にも同様にして、発光時間およびゲインのパラメータを各電流値の上位８ビットの値および下位２ビットの値より求める。なお、映像信号処理を行うためのゲインを等ステップで変化すれば、明るさは直線的に変化し、より望ましい。
【００２５】
これまでの説明は、電流値に応じて演算を行ってパラメータを求めたが、電流値と調光、ゲインのパラメータから構成されるテーブルをあらかじめ作成しておき、電流値に応じてこれらを読み込む構成にしても良い。
【００２６】
以上述べてきた動作による効果について再度図８を用いて説明する。図８において、電流値が大きい領域では、電力削減量が大きくするために発光時間を短くしている。この領域では映像信号は白に近く、画面のふらつきおよびフリッカが増大するが、前述の電流値に応じたゲインを映像信号に掛け合わせる信号処理を発光時間の制御に組み合わせることで明るさの制御量の精度を上げることができ、画面のふらつきおよびフリッカを抑制する効果が大きく現れることがわかる。もちろん電力削減量が小さい領域でもその効果は同様である。
【００２７】
また、信号処理だけで電力削減を図る従来例では、その値が１／２倍あるいは１／３倍になることにより映像信号の精度が低下する弊害を避けられなかったが、本実施の形態のでは、映像信号に掛け合わせるゲインはおよそ０．９倍以上すなわちおよそ１倍の値をとるため前述のような弊害は極めて小さい。このように、本実施例では電力削減時に発生していた画面のふらつき及びフリッカ発生の抑制を実現できるため、極めて高い画像表現力が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
自発光素子により構成された画像表示装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第1の手段による画像表示装置を示すブロック図。
【図２】電流値が変化した場合の明るさを説明する図。
【図３】電力削減を信号ゲインのみで実施した場合の動作を説明する図。
【図４】本発明の第１の手段による映像信号処理手段の具体例を示す図。
【図５】本発明の第１の手段による動作の概略を説明する図。
【図６】本発明の第１の手段による制御パラメータの設定例を説明する図。
【図７】本発明の第１の手段による制御パラメータの設定例を説明する図。
【図８】電流値と発光時間制御による電力の関係を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１：映像信号処理手段
２：信号線駆動手段
３：パネル
４：電流値検出手段
５：制御パラメータ演算手段
６：発光制御手段
７：走査線駆動手段
【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】
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【図８】
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