JP2006113445A - 自発光表示パネルの駆動装置および同装置を搭載した電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 重み付けサブフレーム法による階調表現を用いた場合において発生する動画擬似輪郭ノイズを、重み付けサブフレーム法を利用しつつ実用上問題のないレベルに低減させること。
【解決手段】 複数のデータ線および複数の走査選択線の各交差位置に、自発光素子をそれぞれに含む画素をマトリクス状に配列してなる自発光表示パネルの駆動装置において、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、前記各サブフレームごとに点灯期間を設定する階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、各サブフレームの前記点灯期間の累計により階調表示を行なう重み付けサブフレーム法が採用される。この構成において、前記１フレーム期間のフレーム周波数を１００Ｈｚ〜１５０Ｈｚの範囲に設定することで、動画擬似輪郭ノイズを実用上問題のないレベルに低減させることができる。
【選択図】 図９

Description

この発明は、画素を構成する自発光素子を例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によってアクティブ駆動させる表示パネルの駆動装置に関し、例えば１フレーム期間を複数のサブフレームに時分割し、それぞれのサブフレームに所定の輝度重みを持たせて多階調表現を行なう場合において発生する動画擬似輪郭ノイズを低減させることができる表示パネルの駆動装置および同装置を搭載した電子機器に関する。

携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たすものとして多くの製品に採用されてきた。一方、昨今においては自発光型表示素子であるという特質を生かした有機ＥＬ素子を利用した表示パネルが実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。これは素子の発光層に、良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって、実用に耐え得る高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。

前記した有機ＥＬ素子は、基本的にはガラス等の透明基板上に、例えばＩＴＯによる透明電極と発光機能層と金属電極とが順次積層されることで構成されている。そして、前記発光機能層は、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層と有機発光層からなる二層構造、または有機正孔輸送層と有機発光層および有機電子輸送層からなる三層構造、さらにこれらの適切な層間に電子もしくは正孔の注入層を挿入した多層構造になされる場合もある。

かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、マトリクス状に配列したＥＬ素子の各々に、例えばＴＦＴからなる能動素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルが提案されている。このアクティブマトリクス型表示パネルは、低消費電力化を実現することができ、また画素間のクロストークが少ない等の特質を備えており、特に大画面を構成する高精細度のディスプレイに適している。

図１は、従来のアクティブマトリクス型表示パネル１０における１つの画素１１に対応する回路構成の一例を示しており、この画素構成は有機ＥＬ素子を発光画素として用いた場合の最も基本的なコンダクタンスコントロール（Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）方式の回路構成を示している。

この画素１１の構成においては、データドライバ１２からの映像信号に対応したデータ信号Ｖｄａｔａが、表示パネル１０に配列されたデータ線Ａ１を介して走査選択トランジスタ、すなわちデータ書き込みトランジスタＴｒ２のソースに供給されるように構成されている。また、前記走査選択トランジスタＴｒ２のゲートには、走査ドライバ１３からの走査選択線Ｂ１を介して走査選択信号Ｓｅｌｅｃｔが供給されるように構成されている。

前記走査選択トランジスタＴｒ２のドレインは、発光駆動トランジスタＴｒ１のゲートに接続されると共に、発光維持用コンデンサＣ１の一方の端子に接続されている。また、発光駆動トランジスタＴｒ１のソースは、前記コンデンサＣ１の他方の端子に接続されると共に、アノード側電源ラインＶａに接続されている。さらに、発光駆動トランジスタＴｒ１のドレインは、発光素子としての有機ＥＬ素子Ｅ１のアノード端子に接続され、この有機ＥＬ素子Ｅ１のカソード端子は、カソード側電源ラインＶｃに接続されている。

なお、図１に示す画素１１においては、走査選択トランジスタＴｒ２がｎチャンネル型ＴＦＴにより構成され、発光駆動トランジスタＴｒ１がｐチャンネル型ＴＦＴにより構成されている。そして、図１には紙面の都合により１つの画素構成のみを示しているが、前記した構成の各画素１１は、行および列方向にそれぞれ配列された各データ線および走査選択線の交点位置に配置されてドットマトリクス型表示パネル１０が構成されている。

図１に示した画素１１の構成において、走査選択トランジスタＴｒ２のゲートには、アドレス期間において走査ドライバ１３より走査信号としてのオン電圧Ｓｅｌｅｃｔが供給される。これにより、走査選択トランジスタＴｒ２のソース・ドレインを介して、データドライバ１２から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａに対応した電流が発光維持用コンデンサＣ１に流れ、コンデンサＣ１には電荷が充電される。

そして、その充電電圧が発光駆動トランジスタＴｒ１のゲートに供給されて、トランジスタＴｒ１はそのゲート電圧と、ソースに供給されるアノード側電源ラインＶａからの電圧によるゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）に基づいたドレイン電流ＩｄをＥＬ素子Ｅ１に流し、これによりＥＬ素子Ｅ１は発光する。

そして、アドレス期間が経過して走査選択トランジスタＴｒ２のゲートがオフ電圧になると、トランジスタＴｒ２はいわゆるカットオフ状態となる。しかしながら、コンデンサＣ１に蓄積された電荷により発光駆動トランジスタＴｒ１のゲート電圧が保持され、これによりＥＬ素子Ｅ１への駆動電流が維持される。したがって、ＥＬ素子Ｅ１は次のアドレス動作に至る期間（例えば、次の１フレーム期間もしくは次の１サブフレーム期間）まで、前記データ信号Ｖｄａｔａに対応した点灯状態を継続することができる。

ところで、前記したような回路構成を用い、画像データの階調表示を行なう方式として、時間階調方式が提案されている。この時間階調方式は、例えば１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、１フレーム期間あたりにＥＬ素子が発光するサブフレーム期間の累計によって中間調表示を行なう方式である。

この時間階調方式には、図２に示すように、サブフレーム単位でＥＬ素子を発光駆動させて、発光するサブフレーム期間の単純な累計により階調表現する方法（便宜的に単純サブフレーム法と呼ぶ）と、図３に示すように、１つまたは複数のサブフレーム期間を組として、組に対して階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、その組み合わせにより階調表現する方法（便宜的に重み付けサブフレーム法と呼ぶ）とがある。なお図２および図３においては、いずれも階調“０”〜“７”の８階調を表現する場合を例示している。

このうち、図３に示した重み付けサブフレーム法においては、例えばサブフレーム期間内における点灯期間にも階調表示のための重み付け制御を行なうことにより、単純サブフレーム法よりも少ないサブフレーム数で多階調表示を実現できるという利点がある。しかしながら、この重み付けサブフレーム法にあっては、１フレームの画像に対し、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調を表現しているため、動画擬似輪郭ノイズ（以下、単に擬似輪郭ノイズとも呼ぶ）と呼ばれる等高線状のノイズが発生することがあり、これが画質劣化の一原因となっていた。

この擬似輪郭ノイズについて図４に基づき説明する。図４は擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。図４において、２のべき乗の輝度に重み付け（重み１、２、４、８）されたサブフレームの組４つ（組１〜組４）を、輝度の小さい順に配置した場合が示されている。

表示画面の下に行くほど１画素単位で輝度が一段階ずつ高く（明るく）なる画像、すなわち輝度が滑らかに変化する画像を考え、この画像が１フレーム経過後に１画素分、上方向に移動するものとする。図示するようにフレーム１とフレーム２とは、画面上の表示位置が１画素分ずれているが、人間の目にはこの画像移動の切れ目が認識できない。

しかしながら、人間の目は移動する輝度に対して追従する特性があるため、例えば桁上がりに発光パターンが大きく変化する輝度７と輝度８の間において、発光していないサブフレームの組を追従してしまい、人間の目には輝度０の黒い画素が移動していくように見える。したがって、人間の目は本来存在しない輝度を認識し、これが等高線状ノイズとして知覚される。このように連続するフレームにおいて同一画素で同じ階調データを表示するとき、各フレームでの発光パターンが同じ場合には、擬似輪郭ノイズが発生しやすい。

このような課題に対する対策方法の一つとして、重み付けされたサブフレームの組の表示順をフレーム毎に入れ替える方法が考えられる。図５に示す例では、連続する２つのフレーム（第１フレーム、第２フレームとする）のそれぞれにおいて、重み付けされた組の表示順が異なるようになされる。すなわち、第１フレームでは、重み４、重み２、重み１の組の順で表示され、第２フレームでは、重み１、重み４、重み２の組の順で表示される。これにより、連続するフレームにおいて同じ階調データでも発光パターンが異なるようになり、擬似輪郭ノイズの発生をある程度抑制させることができる。

なお、動画擬似輪郭ノイズの発生を抑制させるために、１フレームデータの発光パターンに工夫を施した階調表示について、例えば次に示す特許文献１にも開示されている。
特開２００１−１２５５２９号公報

図５に示した方法を採用した場合には、同一画素において連続するフレーム間での発光パターンが異なるように制御するため、人間の視覚における擬似輪郭ノイズの知覚をある程度低減させることができる。しかしながら、どのような発光パターンの配列を行なっても、前記した重み付けサブフレーム法を採用する場合においては、時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調表現する原理に変わりはなく、完全に擬似輪郭ノイズの発生を抑制させることは不可能である。

一方、単純サブフレーム法では、１フレーム期間での発光において、複数のサブフレーム期間における発光が大きく離散することがないため、擬似輪郭ノイズの発生を抑えることができる。しかしながら、単純サブフレーム法にあっては、１つまたは複数連続するサブフレーム期間を単純に発光させて階調表示するものであるため、重み付けサブフレーム法と同等の多階調表示を実現させるためには、１フレーム期間を数多くのサブフレーム期間に分割する必要がある。その場合には、回路を駆動させる基本クロック周波数を高く設定しなければならず、高速駆動に伴う駆動系周辺回路に加わる負荷が大きくなり、また低消費電力化を実現させることができないという課題が発生する。

ところで、前記した擬似輪郭ノイズの発生には、実際の動画表示により発生する第１態様と、手振れなどにより表示画面自体が動くことにより発生する第２態様とに大別することができる。前記第２態様としての手振れによる擬似輪郭ノイズの発生は、例えばモバイル機器などのように、その機器を実際に手に持ってその再生画像を見た場合などに発生する。これは機器の動きとこれに追従する人間の目の動きなどの相互作用により発生するものである。

前記した第１態様により発生する擬似輪郭ノイズは、図５に示したようにフレームごとに発光パターンの配列を変えるなどの方法を採用することで、その擬似輪郭ノイズをある程度低減させる効果を得ることができるが、前記した第２態様により発生する擬似輪郭ノイズは、たとえ図５に示したような方法を採用しても、ノイズの低減効果はそれほど期待することができないことを、本件発明者は実験等により知得している。

この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、前記した重み付けサブフレーム法による階調制御を採用しつつ、前記した第１態様および第２態様による擬似輪郭ノイズの発生を効果的に低減させることができる表示パネルの駆動装置および同装置を搭載した電子機器を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置は、請求項１に記載のとおり、複数のデータ線および複数の走査選択線の各交差位置に、自発光素子をそれぞれに含む画素をマトリクス状に配列してなる自発光表示パネルの駆動装置であって、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、前記各サブフレームごとに点灯期間を設定する階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、各サブフレームの前記点灯期間の累計により階調表示を行なうと共に、前記１フレーム期間のフレーム周波数を１００Ｈｚ〜１５０Ｈｚの範囲に設定した点に特徴を有する。

以下、この発明にかかる自発光表示パネルの駆動装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図６はこの発明において好適に採用することができる表示パネルの画素構成を示したものであり、この画素構成は時分割階調表現を効果的に実現するＳＥＳ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｅｒａｓｉｎｇ Ｓｃａｎ）と呼ばれる点灯駆動方式を利用するものである。

この図６に示す画素構成はすでに図１に基づいて説明したコンダクタンスコントロール方式の画素構成に対して、消去用トランジスタＴｒ３が加えられている。なお、図６においては図１に示した画素構成と同一の機能を果たす各素子を同一の符号で示しており、したがってその説明は省略する。

前記消去用トランジスタＴｒ３のソースおよびドレインは、電荷保持用キャパシタＣ１の各端部にそれぞれ接続されており、そのゲートには消去信号線Ｒ１を介して消去ドライバ１４より消去信号Ｅｒａｓｅが供給されるように構成されている。前記消去信号Ｅｒａｓｅを受けたトランジスタＴｒ３は直ちにオンされ、これによりコンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電され、発光駆動トランジスタＴｒ１はカットオフ状態になされるためにＥＬ素子Ｅ１は消灯される。

したがって、図６に示す画素構成は、後述するようにサブフレームごとに設定された点灯期間に対応して、サブフレーム期間の経過途中において消去信号Ｅｒａｓｅを供給することにより、自発光素子としてのＥＬ素子を強制消灯させる点灯期間制御手段として機能する。

図７は図６に示した各画素１１をマトリクス状に配列した表示パネル１０を模式的に示したものであり、各データ線Ａ１〜Ａｍと、各走査選択線Ｂ１〜Ｂｍおよび各消去信号線Ｒ１〜Ｒｎの交差位置の各々において、図６に示した回路構成の各画素１１がそれぞれ形成されている。そして、前記した構成においては、発光駆動トランジスタＴｒ１の各ソースが図７に示された共通陽極１７にそれぞれ接続され、各ＥＬ素子Ｅ１のカソード端子が同じく図７に示された共通陰極１８にそれぞれ接続された構成とされている。

図７に示す構成においては、さらに共通陽極１７に対して電圧源より＋Ｖａが供給され、発光制御を実行する場合においては、スイッチ１９が図に示すようにグランド（電位Ｖｃ）に接続される状態になされる。また、後述するように各画素を構成するＥＬ素子Ｅ１に対して逆バイアス電圧を印加する場合においては、スイッチ１９は電圧源＋Ｖｂ側に切り換えられる。

ここで、前記した＋Ｖａと＋Ｖｂとの関係は、＋Ｖａ＜＋Ｖｂになされており、したがって、前記スイッチ１９の切り換えにより、Ｖｂ−Ｖａの値の逆バイアス電圧が共通陰極１８と共通陽極１７との間に印加される。したがって、図６に示すＥＬ素子Ｅ１には、発光駆動トランジスタＴｒ１ドレインとソース間を介して前記逆バイアス電圧が印加されることになる。

図８は、前記したＳＥＳ駆動方式の画素構成を備えた表示パネル１０においてなされる重み付け階調制御の一例を示したものである。図８に示すように、“５”〜“０”の各階調ビットに対応して発光駆動されるサブフレームの期間が重みとして割り当てられている。例えば階調ビットが“５”である場合には、２つのサブフレームの期間が点灯期間として割り当てられ、例えば階調ビットが“０”である場合には、１サブフレームの１／１６の期間が点灯期間として割り当てられる。

そして、１フレーム期間はサブフレームナンバー“１”〜“７”で示すように７つの等しい期間のサブフレームに分割されている。さらに、図８に示す態様においては各サブフレームごとに前記したように点灯期間を設定する階調ビットが割り当てられており、例えば階調ビット“５”は、第１と第２のサブフレームに割り当てられている。また、階調ビット“４”は、第３のサブフレームに割り当てられており、以下同様にして例えば階調ビット“０”は、１／１６の重みとして１フレーム期間内において、サブフレームナンバー“７”に割り当てられている。

したがって、第１サブフレームにおいては、第５階調ビットが割り当てられ、重み１のサブフレームの点灯動作が実行される。これにより、第１サブフレームの開始時に図８に示す書き込みスタートパルスが発生し、図６に示す走査ドライバ１３より、データ書き込み用トランジスタＴｒ２のゲートに走査選択信号Ｓｅｌｅｃｔが供給される。したがって、この時のデータドライバ１２からのデータ信号Ｖｄａｔａに基づいてコンデンサＣ１が充電される。このコンデンサへの充電電圧に基づいて発光駆動トランジスタＴｒ１はＥＬ素子Ｅ１に駆動電流を供給し、これによりＥＬ素子Ｅ１は発光駆動される。

次の第２サブフレームにおいても、第５階調ビットが割り当てられており、同じく重み１のサブフレームの点灯動作が実行される。この時の動作は前記した第１サブフレームにおける動作と同様になる。ここで、例えば第４サブフレームにおいては、第３階調ビットが割り当てられ、この場合にはサブフレーム期間の１／２の点灯制御がなされる。すなわち、第４サブフレームの開始時点には書き込みスタートパルスが供給される。

そして、当該サブフレームの１／２の期間が経過した時点で、図８に示すように消去スタートパルスが発生し、これに基づいて図６に示す消去ドライバ１４より消去用トランジスタＴｒ３のゲートに対して消去信号Ｅｒａｓｅが供給され、消去用トランジスタＴｒ３がオンされる。したがって、コンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電され、直ちに発光駆動トランジスタＴｒ１はカットオフ状態になされるためＥＬ素子Ｅ１は消灯される。

なお、第５サブフレーム以降においても前記と同様の作用により、各サブフレームごとに割り当てられた重みに基づくＥＬ素子の点灯制御が実行される。これにより、最も階調が高い（明るい）制御状態においては、図８に発光パターンとして示した白抜きの部分でＥＬ素子が点灯駆動される。したがって、この図８に示した例によると６ビットにより６４段階の階調表現を行なうことができる。

以上の構成によりなされる重み付けサブフレーム法によると、すでに説明したとおり時間方向に離散的な発光の組み合わせで階調表現をするものであるため、擬似輪郭ノイズの発生を抑制させることは不可能であると考えられているが、本件発明者の実験および検証によると、フレーム周波数を１００Ｈｚ以上とした場合においては、前記した擬似輪郭ノイズが知覚されないことが判明した。

すなわち、前記した重み付けサブフレーム法を採用しつつ、フレーム周波数を徐々に上昇させて擬似輪郭ノイズが知覚される程度を検証したところ、フレーム周波数を８０〜９０Ｈｚとした場合には、ほとんどの人の視覚において擬似輪郭ノイズが目立たなくなり、前記したようにフレーム周波数を１００Ｈｚ以上とした場合においては、いずれの人の視覚においても擬似輪郭ノイズは知覚されないことが明らかになった。これは、すでに説明した第１態様により発生する擬似輪郭ノイズおよび第２態様により発生する擬似輪郭ノイズも効果的に抑えることができ、また、階調ビット数の選択に伴う１フレーム期間を時分割する場合のサブフレーム数にかかわりなく同様の結果を得ることができた。

一方、フレーム周波数を上昇させるに伴い、走査選択周波数等も上昇させざるを得ず、したがって駆動回路系の設計上の課題やコストの問題、さらに消費電力の問題等の別の課題が発生することになる。このため、擬似輪郭ノイズに対処する場合の前記フレーム周波数は、実用上においては１００Ｈｚから１５０Ｈｚの範囲とすることが適当であると考えることができる。

図９は例えばＮＴＳＣ方式に基づく映像信号（フレーム周波数が６０Ｈｚ）を、フレーム周波数が１００Ｈｚで動作する発光表示パネルにおいて表示する場合のこの発明にかかる第１の実施の形態を示している。

なお、この図９に示す例においては、サブフレームに対する階調ビットの割り付け順序が図８に示す例とは異なるように設定されている。すなわち、図９に括弧書きでサブフレームごとに割り付けた階調ビットを、１→３→５→０→５→２→４と示したように、１サブフレームの期間にわたって点灯制御される階調ビット“５”および“４”に対応するサブフレームは連続して発生しないように、１フレーム期間中に分散させて配置されている。そして、図９に示すフレーム周波数が６０Ｈｚの映像信号は、フレームレート変換されてフレーム周波数が１００Ｈｚで動作する発光表示パネル１０に供給される。

図１０は前記したフレームレート変換手段の一例をブロック図によって示したものである。前記したＮＴＳＣ方式に基づく映像信号は、インターレース信号であり、これはプログレッシブ信号に変換するためのＩ／Ｐ変換手段２１に供給される。このＩ／Ｐ変換手段２１においては、１フレームを構成する前フィールドの情報と後フィールドの情報とをメモリ２２に書き込んで、それぞれのフィールドの上下走査ラインの情報から補間ラインを合成することで、プログレッシブ信号に変換する。

そして、Ｉ／Ｐ変換手段２１からのプログレッシブ信号は、画素変換手段２３に供給され、ここで表示パネル１０の行および列方向に配列された画素数に合わせて、デジタル的に画素数を拡大または縮小する操作が実行される。そして、画素変換手段２３からの出力はサブフレーム変換手段２４に供給され、この画素変換手段２３からの映像信号を表示パネル１０において所望される信号に並び替える操作が実行される。

一方、Ｉ／Ｐ変換手段２１に供給される映像信号に同期する垂直同期信号が、垂直同期信号検出手段２６により検出され、この垂直同期信号は位相調整手段２７により位相調整されて、書き込み／読み出し（Ｗ／Ｒ）信号生成手段２８に供給される。前記Ｗ／Ｒ信号生成手段２８によりもたらされる書き込み信号Ｗは、フレームレート変換しようとする元の映像信号に同期するものであり、前記書き込み信号Ｗによって、サブフレーム変換手段２４からの映像信号がメモリ２５に書き込まれる。そして、フレームレートの変換度合いにしたがう周波数に対応する読み出し信号Ｒによりメモリ２５より画素データ信号が読み出され、これが前記した表示パネル１０において利用される映像信号として出力される。

前記したようにフレーム周波数が１００Ｈｚで動作する発光表示パネル１０によると、図９に示したサブフレームの配列パターンのごとく重み付けサブフレーム法を採用しているにもかかわらず、擬似輪郭ノイズは知覚されないことが検証された。また、すでに説明した第１態様により発生する擬似輪郭ノイズについては勿論のこと、第２態様により発生する擬似輪郭ノイズについても、人間の視覚においては効果的にこれを抑えることができることが検証された。

図１１はこの発明にかかる第２の実施の形態を示すものであり、この図１１に示す例においても、すでに説明した図９に示した例と同様のサブフレームに対する階調ビットの割り付け構成になされている。そして、この図１１に示した形態においては、１フレーム期間に対応する同一の画像データに基づく発光表示を、連続して２フレーム行なうように構成されている。

すなわち、図１１に示した形態においては、すでに説明したようにＮＴＳＣ方式に基づくプログレッシブ映像信号を利用することを想定し、フレーム周波数が６０Ｈｚの映像信号を、２フレーム連続して表示するようにしている。これによると、表示パネル１０は１２０Ｈｚのフレーム周波数で駆動されることになる。この形態によっても、図９に示した形態と同様に、人間の視覚において擬似輪郭ノイズを効果的に抑えることができる。

図１２はこの発明にかかる第３の実施の形態を示すものであり、この図１２に示す例においては、すでに説明した図８に示した例と同様のサブフレームに対する階調ビットの割り付け構成になされている。そして、この図１２に示した形態においては、１フレーム期間に対応する同一の画像データに基づく発光表示を、連続して３フレーム行なうように構成されている。

すなわち、図１２に示した形態においては、フレーム周波数が４０Ｈｚの映像信号を、３フレーム連続して表示することにより、表示パネル１０において１２０Ｈｚのフレーム周波数で駆動されることを想定している。この形態によっても、図９および図１１に示した形態と同様に、人間の視覚において擬似輪郭ノイズを効果的に抑えることができる。

次に図１３はこの発明にかかる第４の実施の形態を示すものであり、これは１フレーム期間において、各画素を構成するＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加させるためのダミーサブフレームＤＳが含まれるように構成されている。すなわち、図１３に示す例においては図１２に示した例と同様なサブフレームに対する階調ビットの割り付け構成になされており、さらに１フレーム期間の最後にダミーサブフレームＤＳが付加され、このダミーサブフレームＤＳを含めて、１フレームが８つのサブフレームに分割されている。

図１３に示す例においては前記ダミーサブフレームＤＳは、他のサブフレーム期間と同様に１フレーム期間を均等に８分割することで形成されており、このダミーサブフレームＤＳにおいては、当該ダミーサブフレームの開始時において図６に示す消去用トランジスタＴｒ３がオンされ、これに対応した画素のＥＬ素子Ｅ１はダミーサブフレームの経過期間中において消灯状態になされる。そして、図１３に示す例においてはフレーム周波数が６０Ｈｚの映像信号を、２フレーム連続して表示し、表示パネル１０は１２０Ｈｚのフレーム周波数で駆動されるようになされる。

ここで、前記したＥＬ素子Ｅ１においては、発光に関与しない逆方向の電圧（逆バイアス電圧）を逐次印加することで、ＥＬ素子の発光寿命を延ばすことができることが知られている（例えば、特開２００２−１６９５１０号公報参照）。また、前記したＥＬ素子においては、素子に逆バイアス電圧を印加することで、当該素子のリーク現象を自己リペアさせることができることも知られている（特開２００１−１１７５３４号公報参照）。

図７に示した構成のように、各画素１１の回路構成が共通陽極１７と共通陰極１８との間に接続された構成においては、表示パネル１０に配列された全ての画素１１が消灯されたタイミングで、前記逆バイアス電圧を印加させることが必要となる。ところが各画素１１は走査選択線Ｂ１〜Ｂｎに対応して走査選択のタイミングが時間の経過方向に順次ずれて行くため、前記したダミーサブフレームＤＳの期間内においては、表示パネル１０における全ての画素１１が消灯されるタイミングを得ることが不可能となる。すなわち前記逆バイアス電圧を同時に各画素のＥＬ素子に印加させることは不可能となる。

そこで、図１３に示す形態においては、前記ダミーサブフレームＤＳは、１サブフレームの期間内において画素の消灯を伴う階調ビットが割り付けられたサブフレームの直後に配置されている。すなわち、図１３に示す形態においては、ダミーサブフレームＤＳは、最も点灯期間が短く制御される階調ビット“０”が割り付けられたサブフレームの直後に配置されている。

前記したダミーサブフレームＤＳの配置状態によると、階調ビット“０”が割り付けられたサブフレームとダミーサブフレームＤＳとが連続する期間内において、全ての画素１１が消灯されるタイミングを得ることが可能となり、このタイミングにおいて各画素のＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加させるように駆動制御することができる。

この場合、例えば階調ビットが“１”〜“３”を割り当てたサブフレームの直後にダミーサブフレームＤＳを配置するようにしてもよいが、特に図１３に示したようにダミーサブフレームＤＳは、最も点灯期間が短く制御される階調ビット“０”が割り付けられたサブフレームの直後に配置することが望ましく、これにより逆バイアス電圧の十分な印加期間を設定させることができる。なお、前記した逆バイアス電圧の印加は、図７に基づいてすでに説明したように、スイッチ１９を電圧源＋Ｖｂ側に切り換えることで実現できる。

前記したようにダミーサブフレームＤＳを、１サブフレームの期間内において画素の消灯を伴う階調ビットが割り付けられたサブフレームの直後に配置した構成とすることで、前記ダミーサブフレームＤＳの期間を、他のサブフレーム期間以上に長く設定させる必要性を無くすことができる。したがって、図１３に示すダミーサブフレームＤＳの配置状態によると、画素の点灯率を犠牲にすることを避けることができる。そして、図１３に示す形態においても、人間の視覚において擬似輪郭ノイズを効果的に抑えるという効果を享受することができる。

なお、先に説明したように画素を構成するＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加させて、ＥＬ素子のリーク現象を自己リペアさせようとする場合においては、ＥＬ素子の逆バイアス電圧の印加方向に瞬間的に比較的大きな電流を供給する必要がある。このために、図６に示す画素構成において、発光駆動トランジスタＴｒ１をバイパスする受動素子としてのダイオード、もしくは能動素子としてのＴＦＴを備えた構成とすることが望ましい。

図１４はこの発明にかかる第５の実施の形態を示すものであり、これは複数フレームごとに各画素を構成するＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加させるためのダミーサブフレームＤＳが含まれるように構成されている。ここで、図１４に示す例においても図１３に示す例と同様にフレーム周波数が６０Ｈｚの映像信号を、２フレーム連続して表示し、表示パネル１０は１２０Ｈｚのフレーム周波数で駆動されるようになされる。

そして、図１４に示す実施の形態においては、２フレーム連続して表示される映像信号における前のフレームにおいては、ダミーサブフレームは含まれず、先に説明した図１２に示す例と同様のサブフレームに対する階調ビットの割り付け構成になされている。また、２フレーム連続して表示される映像信号における後のフレームにおいては、図１３に示す例と同様にダミーサブフレームＤＳを含むサブフレームに対する階調ビットの割り付け構成になされている。

図１４に示した実施の形態によると、２フレームごとにダミーサブフレームＤＳが設定されて、画素を構成するＥＬ素子に対して逆バイアス電圧を印加することができるので、先に説明した図１３に示す形態と同様の作用効果を得ることができる。そして、この実施の形態においては、２フレームごとに、もしくは複数フレームごとにダミーサブフレームＤＳを設定するものであるため、各フレームごとにダミーサブフレームを設定する図１３に示す形態に比較すると画素の点灯率を向上させることができる。

図１５はこの発明にかかる第６の実施の形態を示すものであり、この形態においても同一の画像データに基づく発光表示を、連続してＮフレーム行なう場合を想定している。すなわち、図１５に示す形態においてもフレーム周波数が６０Ｈｚの映像信号を、２フレーム連続して表示し、表示パネル１０は１２０Ｈｚのフレーム周波数で駆動されるようになされる例を示している。

この場合、２フレーム連続して表示される前のフレーム期間には、最も点灯期間が短く制御されるサブフレーム（すなわち階調ビット“０”が割り付けられるサブフレーム）に代えて、次に点灯期間が短く制御されるサブフレーム（すなわち階調ビット“１”が割り付けられるサブフレーム）を設定するようになされる。一方、２フレーム連続して表示される後のフレーム期間には、最も点灯期間が短く制御されるサブフレーム（すなわち階調ビット“０”が割り付けられるサブフレーム）に代えてダミーサブフレームＤＳを設定するようにされている。

この図１５に示した形態によると、２フレーム連続して表示される前のフレームと後のフレームとの点灯期間の累計（１フレーム当たりの平均）により階調表示が行なわれ、この期間内において２のべき乗の輝度に重み付けした忠実な階調制御を実行することができる。また図１５に示した形態によると、前のフレームと後のフレームにおけるサブフレームの分割数は共に同一にすることができるので、駆動制御の構成を簡素化させることができる。

そして図１５に示した形態においても２フレームごとに、もしくは複数フレームごとにダミーサブフレームＤＳを設定するものであるため、各フレームごとにダミーサブフレームを設定する図１３に示す形態に比較すると画素の点灯率を向上させることができ、さらに人間の視覚において擬似輪郭ノイズを効果的に抑えるという効果も同様に享受することができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、自発光素子として有機ＥＬ素子を用いているが、この自発光素子は有機ＥＬ素子に限らず、その他の電流依存性の自発光素子を利用することができる。そして、前記した表示パネルの駆動装置は冒頭において説明した携帯電話機や携帯型情報端末機のほか、この種の表示装置を必要とする種々の電子機器に採用することによって、すでに説明した作用効果をそのまま享受することができる。

従来のコンダクタンスコントロール駆動方式による画素の構成例を示した回路構成図である。 単純サブフレーム法による階調方式を説明するタイミング図である。 重み付けサブフレーム法による階調方式を説明するタイミング図である。 擬似輪郭ノイズの発生メカニズムを説明するための図である。 擬似輪郭ノイズを軽減する対策を説明するタイミング図である。 この発明の実施の形態において利用される画素構成を示した回路構成図である。 画素に対して逆バイアス電圧を印加する手段を説明する回路構成図である。 時分割された各サブフレームに対して階調ビットを割り付けた例を示すタイミング図である。 この発明にかかる第１の実施の形態を説明するタイミング図である。 図９に示す実施の形態において利用されるフレームレート変換手段の一例を示したブロック図である。 この発明にかかる第２の実施の形態を説明するタイミング図である。 同じく第３の実施の形態を説明するタイミング図である。 同じく第４の実施の形態を説明するタイミング図である。 同じく第５の実施の形態を説明するタイミング図である。 同じく第６の実施の形態を説明するタイミング図である。

符号の説明

１０ 表示パネル
１１ 画素
１２ データドライバ
１３ 走査ドライバ
１４ 消去ドライバ
１７ 共通陽極
１８ 共通陰極
１９ スイッチ
Ａ１〜Ａｍ データ線
Ｂ１〜Ｂｎ 走査選択線
Ｃ１ 発光維持用コンデンサ
Ｅ１ 自発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｒ１〜Ｒｎ 消去信号線
Ｔｒ１ 発光駆動トランジスタ
Ｔｒ２ 走査選択トランジスタ（データ書込みトランジスタ）
Ｔｒ３ 消去用トランジスタ

Claims (10)

1. 複数のデータ線および複数の走査選択線の各交差位置に、自発光素子をそれぞれに含む画素をマトリクス状に配列してなる自発光表示パネルの駆動装置であって、
   １フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、前記各サブフレームごとに点灯期間を設定する階調ビットを割り付けて重み付けを行ない、各サブフレームの前記点灯期間の累計により階調表示を行なうと共に、前記１フレーム期間のフレーム周波数を１００Ｈｚ〜１５０Ｈｚの範囲に設定したことを特徴とする自発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記サブフレームごとに設定された点灯期間に対応して、前記サブフレーム期間の経過途中において前記自発光素子を強制消灯させる点灯期間制御手段が具備されていることを特徴とする請求項１に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
3. １フレーム期間に対応する同一の画像データに基づく発光表示を、連続してＮフレーム（Ｎは自然数）行なうように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
4. 前記１フレーム期間には、前記自発光素子に対して逆バイアス電圧を印加させるためのダミーサブフレームが含まれるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
5. 複数フレームごとに、前記自発光素子に対して逆バイアス電圧を印加させるためのダミーサブフレームが含まれるように設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
6. 同一の画像データに基づく発光表示を、連続してＮフレーム行なう場合において、前記Ｎフレームにおける１つのフレーム期間には、最も点灯期間が短く制御されるサブフレームに代えて、次に点灯期間が短く制御されるサブフレームを設定すると共に、前記Ｎフレームにおける他の１つのフレーム期間には、最も点灯期間が短く制御されるサブフレームに代えてダミーサブフレームを設定するようにしたことを特徴とする請求項３に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
7. 前記ダミーサブフレームは、１サブフレームの期間内において画素の消灯を伴うサブフレームの直後に設定されていることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
8. 前記ダミーサブフレームは、最も点灯期間が短く制御されるサブフレームの直後に設定されていることを特徴とする請求項７に記載された自発光表示パネルの駆動装置。
9. 前記自発光素子は、少なくても一層以上の発光機能層を有する有機ＥＬ素子によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載された表示パネルの駆動装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載された表示パネルの駆動装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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