JP5071954B2 - 発光表示パネルの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

Description

この発明は、発光色が異なる複数種類の発光素子によりカラー表示画素を構成し、これを例えばマトリクス状に配列してカラー画像の表示を実現させるようにした発光表示パネルの駆動装置および駆動方法に関する。

例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などにおいては、表示すべき映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ＝Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）を求めて、この平均輝度レベルに基づいて前記映像信号の表示輝度を制御するＰＬＥ（Ｐｅａｋ Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）制御手段が採用されている。

前記ＰＬＥ制御手段においては、同じ輝度レベルの信号であっても平均輝度レベルが小さい場合（画像全体が暗い場合）には、ピーク輝度レベルを高く設定して高輝度な表示が行われるようにされる。これに対して平均輝度レベルが大きい場合（画像全体が明るい場合）には、ピーク輝度レベルを下げて電力消費量を抑制するようにされる。このようにしてＰＬＥ制御が行われることにより、低消費電力化を実現させることができると共に、コントラストの良好な画像を表示させることが可能となる。

前記したように、表示すべき映像信号の平均輝度レベルＡＰＬを求め、このＡＰＬにより表示輝度を制御するＰＬＥ制御手段を備えた表示装置は、次に示す特許文献１および２などに示されている。
特開平９−２８１９２７号公報 特開２００１−１７５２２０号公報

ところで、前記したＰＬＥ制御を実行するにあたり、映像信号がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号である場合においては、映像信号をグレースケール（輝度）データに変換して前記ＡＰＬ値を算出するようにされている。この場合、カラー映像信号をグレースケールに変換した場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の値は同じ値であっても各色毎にグレースケール上での明るさ（見た目の白さ）は異なる結果となる。例えば、ＮＴＳＣでは各色毎の発光輝度の比（Ｒ：Ｇ：Ｂ）は約３：６：１となる。

そのために、従来においてはカラー映像信号をグレースケール信号に変換する際に、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行い、前記ＡＰＬを算出する手段が採用されていた。

図１は従来のカラー映像信号を扱う場合におけるＡＰＬ算出手段の基本構成を説明するものであり、符号３１で示すブロックは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各映像信号を受けて、各色の輝度比に応じて重み付けを行う輝度比重み付け手段を示し、また符号３２で示すブロックは、重み付けされた各映像信号を加算して平均値を算出する平均化手段を示している。

前記輝度比重み付け手段３１および平均化手段３２によってＡＰＬ算出手段３３を構成しており、このＡＰＬ算出手段３３によるＡＰＬ出力によりピーク輝度制御手段３４が制御される。そして、前記ピーク輝度制御手段３４において複合映像信号のピーク輝度が前記ＡＰＬ出力により制御されることにより、前記したＰＬＥ制御が実現される。すなわち前記したＡＰＬ算出手段３３とピーク輝度制御手段３４によりＰＬＥ制御手段３５を構成している。

前記した輝度比重み付け手段３１においては、その作用の説明を単純化するために、グレースケール上で同じ明るさを得るために必要な各色の画素の輝度の比（輝度比）が例えば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１であると仮定した場合、Ｒの映像信号には、３／（３＋６＋１）が、Ｇの映像信号には、６／（３＋６＋１）が、Ｂの映像信号には、１／（３＋６＋１）がそれぞれ乗じられることによって重み付けされる。

前記輝度比重み付け手段３１においてそれぞれ重み付けされた映像信号は、前記平均化手段３２で加算されて平均値が算出される。この平均値がＡＰＬ（平均輝度レベル）としてＡＰＬ算出手段３３から出力され、前記したピーク輝度制御手段３４に対して制御信号として供給される。すなわち、前記したＡＰＬは次の式１によって求められる。
ＡＰＬ＝Ｒ×３／（３＋６＋１）＋Ｇ×６／（３＋６＋１）
＋Ｂ×１／（３＋６＋１） …… （式１）

ところで、昨今においては薄型化が可能で高い表示品質が得られ、また自発光型素子であるという特質を生かした有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた表示パネルが実用化されている。これは素子の発光機能層に、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、電気的には図２のような等価回路で表すことができる。すなわち、有機ＥＬ素子は、発光エレメントとしてのダイオード成分Ｅと、このダイオード成分Ｅに並列に結合する寄生容量成分Ｃｐとによる構成に置き換えることができ、有機ＥＬ素子は容量性の発光素子であると言うことができる。

この有機ＥＬ素子は、発光駆動電圧が印加されると、先ず当該素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて当該素子固有の一定の電圧（発光閾値電圧＝Ｖｔｈ）を越えると、一方の電極（ダイオード成分Ｅのアノード側）から発光層を構成する有機層に電流が流れ始め、この電流に比例した強度で発光すると考えることができる。

図３は、このような有機ＥＬ素子の発光静特性を示したものである。これによれば、有機ＥＬ素子は図３（ａ）に示すように、駆動電流Ｉにほぼ比例した輝度Ｌで発光し、図３（ｂ）に実線で示すように駆動電圧Ｖが発光閾値電圧Ｖｔｈ以上の場合において急激に電流Ｉが流れて発光する。

換言すれば、駆動電圧が発光閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合には、ＥＬ素子には電流は殆ど流れず発光しない。したがって、ＥＬ素子の輝度特性は図３（ｂ）に実線で示すように前記閾値電圧Ｖｔｈより大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有している。

さらに、有機ＥＬ素子の輝度特性は、温度によって概ね図３（ｂ）に破線で示すように変化することも知られている。すなわちＥＬ素子は、前記した発光閾値電圧より大なる発光可能領域においては、それに印加される電圧Ｖの値が大きくなるほど、その発光輝度Ｌが大きくなる特性を有するが、環境温度が高温になるほど発光閾値電圧が小さくなる。したがってＥＬ素子は、高温になるほど小さい印加電圧で発光可能な状態となり、同じ発光可能な印加電圧を与えても、高温時は明るく低温時は暗いといった輝度の温度依存性を有している。

さらにまた、前記したＥＬ素子はその発光色に応じて駆動電圧に対する発光効率が異なるという問題を有しており、現状において実用化し得る前記したＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれ発光するＥＬ素子の発光効率は、概ね図３（ｃ）に示したようにＧの発光効率が高く、ＲおよびＢの発光効率が低いという状況にある。そして、これらＲ，Ｇ，Ｂを発光する各ＥＬ素子の個々においても、図３（ｂ）で示したような温度依存性をそれぞれ有している。

前記したように各色毎に発光効率が異なる有機ＥＬ素子に代表される発光素子をそれぞれサブ画素としてカラー表示画素を構成したカラー表示パネルの表示装置において、前記したＰＬＥ制御を実現させようとした場合においては、次に説明するような技術的な課題が発生することになる。

すなわち、各色毎の素子の発光効率が異なるために、図１に示した構成のように映像信号と輝度比のみから算出されたＡＰＬ値に基づいて輝度の制御（ＰＬＥ制御）を行うと、例えば、発光効率が悪く輝度比が低い発光素子において点灯率（前記したＡＰＬ値と等価）が高い場合には、点灯率が高いにもかかわらず、「暗い画面」であると判断され、ＰＬＥ制御においてピーク輝度を上げる動作が実行される。

例えば、輝度比が前記したとおり、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１であり、さらに青色（Ｂ）の発光素子の発光効率が最も悪く、前記青色発光素子のみが全点灯される場合を仮定すると、この時のＡＰＬ出力は前記式１より、ＡＰＬ＝Ｂ×１／（３＋６＋１）となり、非常に「暗い画面」であると判断される。したがって、青色の発光効率が最も悪いにもかかわらず、ピーク輝度が上げられるように制御され、この結果消費電力は増大し、高点灯率時にピーク輝度を下げて消費電力を抑える前記したＰＬＥの効果が損なわれるという問題が発生する。

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、各色毎に発光効率が異なる発光素子を用いて構成したカラー表示パネルの駆動装置において、発光効率の相違に起因して消費電力の面から観て不適切なＡＰＬ値（点灯率）が算出されるのを防止することができる発光表示パネルの駆動装置および駆動方法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発光表示パネルの駆動装置における好ましい第１の基本形態は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、前記映像信号から平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出するＡＰＬ算出手段と、前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記ＡＰＬに応じて前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御させるためのピーク輝度制御手段とが備えられ、前記ＡＰＬ算出手段には、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う第１の重み付け手段と、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け手段がさらに備えられ、前記第１の重み付け手段と前記第２の重み付け手段とのいずれか一方を使用者が選択する選択手段によって、前記各色の映像信号に対して、前記第１の重み付け手段による重み付けもしくは前記第２の重み付け手段による重み付け手段が選択可能に構成される。

また、この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置における好ましい第２の基本形態は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、前記映像信号から平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出するＡＰＬ算出手段と、前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記ＡＰＬに応じて前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御させるためのピーク輝度制御手段とが備えられ、前記ＡＰＬ算出手段には、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う第１の重み付け手段と、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け手段がさらに備えられ、前記第１の重み付け手段と前記第２の重み付け手段とのいずれか一方を使用者が選択する選択手段によって、前記各色の映像信号に対して、前記第１の重み付け手段による重み付けもしくは前記第２の重み付け手段による重み付けが行われるように構成される。

一方、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発光表示パネルの駆動方法における好ましい第１の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給することで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う重み付け動作を実行する点に特徴を有する。

また、この発明にかかる発光表示パネルの駆動方法における好ましい第２の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給することで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う重み付け動作を実行する点に特徴を有する。

また、この発明にかかる発光表示パネルの駆動方法における好ましい第３の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給し、算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、もしくは前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作のいずれかを使用者の選択によって実行する点に特徴を有する。

また、この発明にかかる発光表示パネルの駆動方法における好ましい第４の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給し、算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、もしくは前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作のいずれかを使用者の選択によって実行する点に特徴を有する。

さらに、この発明にかかる発光表示パネルの駆動方法における好ましい第５の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給することで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、および前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作を実行する点に特徴を有する。

さらにまた、この発明にかかる発光表示パネルの駆動方法における好ましい第６の基本態様は、複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給することで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、および前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作を実行する点に特徴を有する。

以下、この発明にかかる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４は発光表示パネルを含む駆動装置の全体構成をブロック図により示したものであり、これはアクティブマトリクス型表示パネルを対象とした駆動装置を構成している。

駆動装置は、各種のタイミング信号を発生するコントローラ回路１に対して、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２、少なくとも１フレーム分の映像信号を格納することができる映像メモリ３、映像信号の表示輝度を制御することができるピーク輝度制御手段としてのＰＬＥ制御部４が接続されている。そして、この図４に示す実施の形態においてはアナログ映像信号がコントローラ回路１およびＡ／Ｄ変換部２に供給されるように構成されている。前記コントローラ回路１はアナログ映像信号中における水平および垂直同期信号に基づいて、前記Ａ／Ｄ変換部２に対するクロック信号ＣＫ、前記映像メモリ３に対する書き込み信号Ｗおよび読み出し信号Ｒを生成する。

前記Ａ／Ｄ変換部２は、コントローラ回路１から供給されるクロック信号に基づいて、入力されたアナログ信号をサンプリングし、これを１画素ごとの映像信号に変換して映像メモリ３に供給するように作用する。前記映像メモリ３は前記コントローラ回路１からの書き込み信号ＷによってＡ／Ｄ変換部２から供給される１画素ごとの映像信号を映像メモリ３に順次書き込むように動作する。

前記映像メモリ３としては前記したとおりフレームメモリが用いられており、前記書き込み動作によって、後述する表示パネルにおける一画面分のデータの書き込みが行われる。また映像メモリ３に書き込まれた映像信号は、前記コントローラ回路１から出力される読み出し信号Ｒによって読み出され、前記ＰＬＥ制御部４に供給されるように構成されている。

このＰＬＥ制御部４は、前記映像メモリ３より読み出された映像信号について、例えば１フレーム期間ごとにその表示輝度を制御するように動作する。このためにコントローラ回路１からＰＬＥ制御部４に対して１フレーム期間に同期する同期信号が供給されるように構成されている。なお、前記ＰＬＥ制御部４のより具体的な構成およびその作用については後で詳細に説明する。そして、前記ＰＬＥ制御部４から出力される映像信号は出力処理部５に供給され、この出力処理部５は、前記映像信号を後述するデータドライバ７において駆動可能な信号形態に変換して出力する。

なお、前記したコントローラ回路１は、映像信号中における前記水平および垂直同期信号に基づいて、走査ドライバ６およびデータドライバ７に対するシフトクロック信号やスタートパルス等を生成し、それぞれのドライバ６，７に供給するように構成されている。

図４に示す符号１０は発光素子をそれぞれに含む多数の表示画素をマトリクス状に配列した表示パネルを示している。この表示パネル１０には、Ｒ，Ｇ，Ｂで示すように赤、緑、青の各色を発光するＥＬ素子を含むサブ画素を組としたカラー表示画素が縦横方向にマトリクス状に配列されている。

そして、前記表示パネル１０には、前記した走査ドライバ６、データドライバ７にそれぞれ接続される走査線１１、データ線１２が互いに直交する方向に配列されており、これらの交差位置に前記ＥＬ素子を含むサブ画素Ｒ，Ｇ，Ｂがそれぞれ配置されている。なお、前記各サブ画素には、電源供給回路８より画素の点灯駆動用電圧が電源供給線１３を介して、それぞれ供給されるように構成されている。

図５は前記した表示パネル１０に配置された１つのサブ画素Ｒに対応する回路構成を示すものであり、これは発光素子としてＥＬ素子を用いる場合の最も基本的な画素構成を示している。なお、図５においてはサブ画素として代表してＲに対応する画素の回路構成を示しているが、この画素の回路構成は他のＧおよびＢのサブ画素においても同一に構成される。

この画素Ｒには前記データドライバ７からの映像信号に対応したデータ信号Ｖｄａｔａが、表示パネルに配列されたデータ線１２を介して制御用ＴＦＴ、すなわちデータ書き込みトランジスタＴｒ１のソースに供給されるように構成されている。

前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のゲートには、走査ドライバ６に接続された走査線１１を介して走査信号Ｓｅｌｅｃｔ（以下、これを書き込みパルスとも言う。）が供給されるように構成されている。前記データ書き込みトランジスタＴｒ１のドレインは、点灯駆動用ＴＦＴ、すなわち点灯駆動トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用キャパシタＣ１の一方の端子に接続されている。

また、点灯駆動トランジスタＴｒ２のソースは、前記キャパシタＣ１の他方の端子に接続されると共に、電源供給線１３を介して前記した電源供給回路８より駆動電圧Ｖｃｃが供給されるように構成されている。前記点灯駆動トランジスタＴｒ２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、表示パネル１０の基準電位点（グランド）に接続されている。

なお、図５に示す画素Ｒの回路構成においては、データ書き込みトランジスタＴｒ１がｎチャンネル型ＴＦＴにより構成され、また駆動トランジスタＴｒ２がｐチャンネル型ＴＦＴにより構成されている。そして、前記した構成による画素はＲ，Ｇ，Ｂのサブ画素を組としてカラー表示画素を形成し、このカラー表示画素は図４に示したように行および列方向にマトリクス状に多数配置されて表示パネル１０が構成されている。

図５に示した画素Ｒの構成において、制御トランジスタＴｒ１のゲートには、アドレス期間において走査ドライバ６より走査信号としての書き込みパルスＳｅｌｅｃｔが供給される。この時、データドライバ７から供給されるデータ信号Ｖｄａｔａが画素を点灯させるデータである場合においては、制御トランジスタＴｒ１のソース・ドレインを介して、データ信号Ｖｄａｔａに対応した電流がキャパシタＣ１に流れ、キャパシタＣ１は充電される。

そして、その充電電圧が駆動トランジスタＴｒ２のゲートに供給されて、トランジスタＴｒ２はそのゲート電圧とドレインに供給される駆動電圧Ｖｃｃに対応した電流を前記ＥＬ素子Ｅ１に流し、これによりＥＬ素子Ｅ１は発光する。

前記制御トランジスタＴｒ１のゲートに対する前記書き込みパルスの印加が停止されると、トランジスタＴｒ１はいわゆるカットオフとなる。しかしながら、キャパシタＣ１に蓄積された電荷により駆動トランジスタＴｒ２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。

この実施の形態においては、表示パネル１０に配列された各画素は、前記ＰＬＥ制御部４において輝度制御された映像信号に基づいて発光制御される。この場合、一つの手段として前記ＰＬＥ制御部４において輝度制御された映像信号に基づいて、例えばデータドライバ７より各データ線１２を介して制御用トランジスタＴｒ１のソースに供給されるデータ信号Ｖｄａｔａの電圧値を制御することで、各サブ画素の輝度（階調）を制御することができる。これにより、前記したＰＬＥによる画素のピーク輝度の制御を実現させることができる。なおこの時、前記した各Ｒ，Ｇ，Ｂの間における階調を個々に制御することで、１つのカラー表示画素における表示色を調整することができる。

また、別の手段として１フレーム期間を複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム単位で画素を点灯もしくは非点灯に制御し、１フレーム期間における画素の点灯時間の累計により各画素の輝度（階調）制御を実現させることができる。このようなサブフレーム法を利用することによっても、前記したＰＬＥ制御に基づく画素のピーク輝度の制御を実現させることができる。また、この場合においても前記した各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素を、各サブフレーム単位で個々に階調制御することで、１つのカラー表示画素における表示色を調整することができる。

図６は図４に示したＰＬＥ制御部４に対して好適に採用し得る第１の実施の形態をブロック図で示したものである。この図６に示す構成においては、映像メモリ３から読み出された映像信号は、ＡＰＬ算出手段２０を構成するカラー信号復調回路２１に供給されて、前記したＲ，Ｇ，Ｂに対応する映像信号に復調される。すなわち、ここではＲ，Ｇ，Ｂの輝度にそれぞれ対応したレベルの映像信号として出力されるように構成されている。

前記回路２１から出力されるＲ，Ｇ，Ｂに対応した各映像信号は、重み付け手段２２Ａに供給されて、各Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号に対して重み付けが実行される。この重み付け手段２２Ａにおいては、各色の映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、グレースケールで表示した場合に同じ明るさを得るために各色の発光素子毎に必要となる発光電流の比、すなわちグレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けが行われる。なお、この重み付け手段２２Ａは、便宜上第１重み付け手段と呼ぶことにする。

この第１重み付け手段２２Ａによる重み付け作用の説明を単純化するために、グレースケール上で同じ明るさを得るためにＲ，Ｇ，Ｂの発光素子毎に必要となる発光電流の比が例えば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：２であると仮定した場合、Ｒの映像信号には、１／（１＋１＋２）が、Ｇの映像信号には、１／（１＋１＋２）が、またＢの映像信号には、２／（１＋１＋２）が乗じられることによって重み付けされる。

前記第１重み付け手段２２Ａによって重み付けされた映像信号は、平均化手段２３に供給されて平均値が算出され、この平均値がＡＰＬ（平均輝度レベル）としてＡＰＬ算出手段２０より出力される。前記平均化手段２３における平均値の算出作用は、すでに図１に示す構成に基づいて説明したとおりであり、この時のＡＰＬ出力は次の式２によって求められる。
ＡＰＬ＝Ｒ×１／（１＋１＋２）＋Ｇ×１／（１＋１＋２）
＋Ｂ×２／（１＋１＋２） …… （式２）

前記ＡＰＬ算出手段２０により求められたＡＰＬ出力は、ピーク輝度制御手段２９に対して制御信号として供給される。このピーク輝度制御手段２９には前記映像メモリ３より読み出された複合映像信号が被制御信号として供給され、この映像信号のピーク輝度が前記ＡＰＬ出力により制御されることによりＰＬＥ制御が実現される。

そして、ピーク輝度制御手段２９による出力、すなわちＰＬＥ制御部４による出力は、前記したとおり出力処理部５に供給され、この出力処理部５は映像信号をデータドライバ７において駆動可能な信号形態に変換して出力する。

前記した重み付け手段２２Ａを用いたＡＰＬ算出出力によると、グレースケールで表示した場合に同じ明るさを得るために各色の発光素子毎に必要となる発光電流の比に応じた重み付けがなされるので、発光輝度が駆動電流に依存する有機ＥＬ素子に代表される発光素子を用いた表示パネルの駆動装置に前記したＰＬＥ制御を導入した場合において、ＡＰＬ算出の判定を適正に行うことができる。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの発光素子の如何にかかわらず、点灯率が高い場合においてはピーク輝度を下げて消費電力を抑えるＰＬＥ制御を実現させることができる。

また図６に示す構成において、第１重み付け手段２２Ａは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の映像信号に対して、グレースケールで表示した場合に同じ明るさを得るために各色の発光素子毎に必要となる発光電力の比、すなわちグレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行うようにされていてもよい。この構成は、図４に示したＰＬＥ制御部４に対して好適に採用し得る第２の実施の形態に対応するものである。

すなわち、すでに説明したＰＬＥ制御部４の第１の形態における重み付け手段２２Ａは、「各色の発光素子毎に必要となる発光電流の比に応じた重み付けを行う」のに対して、第２の形態における重み付け手段２２Ａは、「各色の発光素子毎に必要となる発光電力の比に応じた重み付けを行う」点で相違がある。

しかしながら、発光素子の発光電力Ｐは、順方向電圧Ｖｆと電流Ｉｆの積であるＰ＝Ｖｆ×Ｉｆとして示すことができる。すなわち、前記発光電力Ｐは、前記発光電流Ｉｆに比例する関係を有すると共に、順方向電圧Ｖｆに比例する関係を有している。したがってＰＬＥ制御部４の第２の形態における重み付け手段２２Ａを実現させる構成は、図６に示した第１の形態における重み付け手段２２Ａと同様のブロック図の構成として示すことができる。

この第２の手段による重み付け動作および平均化手段により生成されるＡＰＬ出力による前記したＰＬＥ動作によれば、すでに説明した第１の手段による重み付け動作および平均化手段により生成されるＡＰＬ出力によるＰＬＥ動作と同様の作用効果を得ることができる。

図７は図４に示したＰＬＥ制御部４に対して好適に採用し得る第３の実施の形態をブロック図で示したものである。なお図７においては、すでに説明した図６に示す各部と同一の機能を果たす部分は同一符号で示している。したがって、その説明は適宜省略する。

この図７に示す構成においては、すでに説明した図６に示す構成に対して第１選択手段２６および第２選択手段２７が具備され、第１選択手段２６はカラー信号復調回路２１からのＲ，Ｇ，Ｂに対応した各映像信号を第１重み付け手段２２Ａまたは第２重み付け手段２２Ｂに対して選択的に供給できるように構成されている。前記第１重み付け手段２２Ａは、図６に示した第１重み付け手段２２Ａと同一の機能を果たすものである。

また、図７に示す第２重み付け手段２２Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の映像信号に対して、グレースケールで表示した場合に同じ明るさを得るために各色の発光素子毎に必要となる輝度の比、すなわち、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行うものであり、これはすでに説明した図１に示す輝度比重み付け手段と同一の機能を果たすものである。

そして、前記第１重み付け手段２２Ａおよび第２重み付け手段２２Ｂには、それぞれ平均化手段２３ａ，２３ｂが接続され、この平均化手段２３ａ，２３ｂによる平均化出力は第２選択手段２７に供給されるように構成され、第２選択手段２７によって選択された平均化出力がピーク輝度制御手段２９に供給されるように構成されている。すなわち、前記第１および第２選択手段２６，２７は、前記第１または第２重み付け手段２２Ａ，２２Ｂによる平均化出力を択一的に選択できるように構成されている。

図７に示した構成によると、第１重み付け手段２２Ａによる前記した発光電流比による重み付けと、従来の第２重み付け手段２２Ｂによる前記した輝度比による重み付けの機能を選択することができる。すなわち、選択手段により前記した発光電流比による重み付け動作を選択した場合においては、省エネルギーモードに設定することができ、また前記した輝度比による重み付け動作を選択した場合においては、高画質（コントラスト重視）モードに設定することができる。

また、図７に示した構成における第１重み付け手段２２Ａは、前記した第２の実施の形態において説明したように、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う重み付け手段に入れ替えて構成することもできる。このように構成した場合においても、前記した省エネルギーモードおよびコントラスト重視モードを選択することができる。

図８は図４に示したＰＬＥ制御部４に対して好適に採用し得る第４の実施の形態をブロック図で示したものである。なお図８においては、すでに説明した図６および図７に示す各部と同一の機能を果たす部分は同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。

この図８に示す構成においては、第１重み付け手段２２Ａにおいて前記した発光電流比による重み付け動作を実行したＲ，Ｇ，Ｂ各色の映像信号に対して、さらに第２重み付け手段２２Ｂにおいて前記した輝度比による重み付け動作が実行され、この両者により重み付け動作がなされた各色の映像信号を平均化手段２３により平均化処理を行うことで、ＡＰＬ出力を得るようにしている。なお、図８に示す構成において第１重み付け手段２２Ａと第２重み付け手段２２Ｂは、前後に入れ替えても同一の特性を得ることができる。

この図８に示した構成によると、すでに説明した第１と第２の重み付け手段２２Ａ，２２Ｂによる特質を備えた特性を得ることができ、図６および図７に示した第１ないし第３の実施の形態に比較して、算出される平均輝度レベルは比較的正確なものを得ることができる。

また、図８に示した構成における第１重み付け手段２２Ａは、前記した第２の実施の形態において説明したように、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う重み付け手段に入れ替えて構成することもできる。このように構成した場合においても、同様に算出される平均輝度レベルは比較的正確なものを得ることができる。

カラー映像信号を扱う場合における従来のＡＰＬ算出手段の基本構成を説明するブロック図である。 有機ＥＬ素子の等価回路図である。 有機ＥＬ素子の諸特性を示した静特性図である。 表示パネルを含む駆動装置の全体構成を示したブロック図である。 図４に示す発光表示パネルに配列された画素の構成例を示した回路構成図である。 図４に示すＰＬＥ制御部において好適に採用し得る第１および第２の実施の形態を説明するブロック図である。 同じく第３の実施の形態を説明するブロック図である。 同じく第４の実施の形態を説明するブロック図である。

符号の説明

１ コントローラ回路
２ Ａ／Ｄ変換部
３ 映像メモリ
４ ＰＬＥ制御部
５ 出力処理部
６ 走査ドライバ
７ データドライバ
８ 電源供給回路
１０ 表示パネル
１１ 走査線
１２ データ線
１３ 電源供給線
２０ ＡＰＬ算出手段
２１ カラー信号復調回路
２２Ａ 第１重み付け手段
２２Ｂ 第２重み付け手段
２３ 平均化手段
２４ 温度検出手段
２５ ルックアップテーブル
２６，２７ 選択手段
２９ ピーク輝度制御手段

Claims (4)

1. 複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記映像信号から平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出するＡＰＬ算出手段と、前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記ＡＰＬに応じて前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御させるためのピーク輝度制御手段とが備えられ、
   前記ＡＰＬ算出手段には、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う第１の重み付け手段と、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け手段がさらに備えられ、
   前記第１の重み付け手段と前記第２の重み付け手段とのいずれか一方を使用者が選択する選択手段によって、前記各色の映像信号に対して、前記第１の重み付け手段による重み付けもしくは前記第２の重み付け手段による重み付けが行われるように構成したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記映像信号から平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出するＡＰＬ算出手段と、前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記ＡＰＬに応じて前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御させるためのピーク輝度制御手段とが備えられ、
   前記ＡＰＬ算出手段には、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う第１の重み付け手段と、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け手段がさらに備えられ、
   前記第１の重み付け手段と前記第２の重み付け手段とのいずれか一方を使用者が選択する選択手段によって、前記各色の映像信号に対して、前記第１の重み付け手段による重み付けもしくは前記第２の重み付け手段による重み付けが行われるように構成したことを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
3. 複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給し、算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、
   前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電流比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、もしくは前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作、
   のいずれかを使用者の選択によって実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。
4. 複数色の発光素子がマトリクス状に配置され、前記各発光素子を映像信号に基づいて選択的に発光駆動させるように構成した発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記映像信号からＡＰＬ算出手段により、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を算出すると共に、ピーク輝度制御手段に対して前記ＡＰＬ算出手段により算出されたＡＰＬ情報を制御信号として供給し、算出されたＡＰＬが所定値よりも小さい場合にはピーク輝度レベルを上昇させ、前記ＡＰＬが前記所定値よりも大きい場合にはピーク輝度レベルを下げる制御を行うことで、前記映像信号におけるピーク輝度を可変制御するピーク輝度の可変制御動作を実行するものであり、
   前記ＡＰＬ算出手段は、前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光電力比に応じた重み付けを行う第１の重み付け動作、もしくは前記平均輝度レベルを算出するに際して、各色の映像信号に対して、グレースケール表示時における各色の発光輝度比に応じた重み付けを行う第２の重み付け動作、
   のいずれかを使用者の選択によって実行することを特徴とする発光表示パネルの駆動方法。

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