JP2020060765A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、仮想現実機器に適用可能な表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る表示装置は、データラインとスキャンラインが交差され、複数の水平ラインのそれぞれに複数のピクセルが配置される表示パネルと、データラインにデータ電圧を供給するためのデータ駆動回路と、データ電圧をピクセルに印加するためのスキャン信号と発光するピクセルを消灯するためのリセット信号をスキャンラインを介してピクセルに供給するためのゲート駆動回路と、データ駆動回路とゲート駆動回路を制御して、表示パネルの第１領域の第１ピクセルを同時に発光させ、同時に消灯させ、第１領域を除外した第２領域の第２ピクセルを順次発光させ、順次消灯させるようにするタイミングコントローラ、とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に関し、さらに詳細には、仮想現実機器に適用可能な表示装置に関する。

仮想現実技術は、マルチメディア、ゲーム、映画、建築、観光、国防分野などで速く発展している。仮想現実は、立体映像技術を用いて、実際の環境と類似に感じられる特定の環境、状況を意味する。仮想現実技術を実現するための装置は、仮想現実（Virtual Reality：ＶＲ）機器または拡張現実（Augmented Reality：ＡＲ）機器に分かれることができる。このような機器は、ＨＭＤ（Head Mounted Display）、ＦＭＤ（Face Mounted Display）、ＥＧＤ（Eye Glasses-type Display）など、様々な形態の表示装置として開発されている。

ＶＲ表示装置において、ユーザの没入のために映像は、レンズを介して拡大され、ユーザの目と非常に近接した位置で提供されるので、表示装置の大きさは、小さいが、ユーザがピクセルを認識できないようにＰＰＩ（Pixel Per Inch）が非常に高い超高解像度表示パネルが使用される。

自ら発光する有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）を含むアクティブマトリックスタイプの有機発光表示パネルは、応答速度が速く、発光効率、輝度及び視野角が大きい利点があるので、ますます多くのＶＲ表示装置に使用されている。

有機発光表示パネルを採用するＶＲ表示装置は、グローバルシャッター（Global Shutter）方式またはローリングシャッター（Rolling Shutter）方式で、短い時間の間に、発光するように駆動するが、現実感と没入度を高めるために、解像度とフレームレートを高めなければならず、それに応じて高速駆動、すなわちデータ書き込みのためのアドレッシング（addressing）時間と水平期間が短くなり、ピクセルにデータ電圧を充電する時間余裕が減り、発光時間も短くなり、表示画面の輝度が低くなる。

表示画面の輝度が低下するとユーザの没入度が低くなるので、ユーザの使用満足度を高めるためには、ＶＲ表示装置の輝度を上げることが重要であるが、従来画一的なスキャン方式、すなわち従来のデータ書き込みと発光方式では表示画面の輝度を上げるための発光時間を増やすことには限界がある。

本発明は、このような状況を勘案したもので、本発明の目的は、有機発光表示パネルを採用するＶＲ表示装置の表示性能を最大化することにある。

本発明の他の目的は、ＶＲ表示装置で輝度を増加させ、疲労感を軽減する駆動方法を提供することにある。

前記の課題を実現するための本発明の一実施形態に係る表示装置は、データラインとスキャンラインが交差され、複数の水平ラインのそれぞれに複数のピクセルが配置される表示パネルとデータラインにデータ電圧を供給するためのデータ駆動回路とデータ電圧をピクセルに印加するためのスキャン信号と発光するピクセルを消灯するためのリセット信号をスキャンラインを介してピクセルに供給するためのゲート駆動回路。及びデータ駆動回路とゲート駆動回路を制御して、表示パネルの第１領域の第１ピクセルを同時に発光させて、同時に消灯させ、第１領域を除外した第２領域の第２ピクセルを順次発光させ、順次消灯させるようにするタイミングコントローラを含みから構成されることを特徴とする。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第１ピクセルのすべてにデータ電圧を印加した後、第１ピクセルを同時に発光させ、以降、順次、第２ピクセルにデータ電圧を印加しながら第２ピクセルを発光させることができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第１ピクセルが同時に発光した後、所定の発光時間が経過した後、同時に消灯するようにし第２ピクセルが水平ライン単位で順次発光した後、所定の発光時間が経過した後、順次消灯することができる。

一実施形態において、第１領域がデータラインが進行する第１方向に基づいて表示パネルの中央に配置され、第２領域が第１方向に基づいて、第１領域の上下に第３及び第４領域に区分されるとき、タイミングコントローラは、ピンポンアドレッシング方式で第３領域での第１スキャン動作と第４領域での第２スキャン動作を１水平期間を周期で交互に進行するようにすることができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、ピンポンアドレッシング方式で、第１方向に基づいて、第１領域の中央で第３領域の方向に上向きスキャン動作と、第１領域の中央から第４領域の方向の下向きスキャン動作を１水平期間を周期で交互に進行するようにすることができる。または順次アドレッシング方式で、第１領域の第１境界で第２境界の方向にスキャン動作を進行するようにすることができる。

一実施形態において、第１領域がデータラインが進行する第１方向に基づいて表示パネルの中央に配置され、第２領域が第１方向に基づいて、第１領域の片側と反対側に第３及び第４領域に区分されるとき、タイミングコントローラは、順次アドレッシング方式で、第１領域と第３領域の境界から第４領域の方向にスキャン動作を行った後、第３領域を順次アドレッシング方式でスキャン動作を進行するようにすることができる。

一実施形態において、第１領域がデータラインが進行する第１方向に基づいて表示パネルの一方の端に配置されるとき、タイミングコントローラは、順次アドレッシング方式で、第１領域から第２領域の方向にスキャン動作を進行するようにすることができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第１領域で第１ピクセルにデータ電圧を印加する第１スキャン速度と第２領域で第２ピクセルにデータ電圧を印加する第２スキャン速度を同じようにした状態で、第１及び第２スキャン速度を可変にして、ピクセルが発光した後、消灯するまで、発光時間を調整することができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第２領域で第２ピクセルを消灯するためのリセット信号の第３スキャン速度を第２スキャン速度より速くして、第２領域での発光時間を第１領域から離れるほど徐々に減らすことができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第２領域の第２ピクセルに印加されるデータ電圧に対応するデータ階調を第１領域から離れるほど上向きに調整することができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第２領域で第２ピクセルにデータ電圧を印加する第２スキャン速度を第１領域で第１ピクセルにデータ電圧を印加する第１スキャン速度と異なるように可変してピクセルが発光した後、消灯するまで、発光時間を調整することができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、データラインが進行する第１方向に基づいて、第１領域の幅が変わるとき、第１領域で第１ピクセルにデータ電圧を印加する第１スキャン速度と第２領域で第２ピクセルにデータ電圧を印加する第２スキャン速度を同じようにした状態で、第１ピクセルを同時に発光させる発光時点を前後に調整したり、発光時点を固定し、第１及び第２スキャン速度を調整することができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、ピクセルが発光した後、消灯するまで、発光時間を増加させるとき、電源生成部を制御して、ピクセルに印加される電源電圧のレベルを下げることができる。

一実施形態において、ピクセルは、発光素子とソース‐ゲート間電圧に応じて発光素子に印加される駆動電流を制御するための駆動トランジスタとスキャン信号の制御に応じて、データラインと駆動トランジスタのゲート電極を接続する第１トランジスタ、データラインを介して印加されるデータ電圧を貯蔵するためのキャパシタと、リセット信号に応じて駆動トランジスタと発光素子を初期化し発光素子を消灯させるための第２トランジスタを含むことができる。

一実施形態において、ゲート駆動回路は、第１ピクセルを同時に発光させ、所定の発光時間が経過した後、第１ピクセルにリセット信号を同時に印加し、リセット信号を同時に印加した後、水平ラインの単位で順次、第２ピクセルにリセット信号を印加することができる。

一実施形態において、タイミングコントローラは、第１ピクセルにデータ電圧を印加する間、第１ピクセルに電源電圧を印加しないように、電源生成部を制御することができる。

一実施形態において、第１領域と第２領域は、電源ラインとの接続が互いに分離され、タイミングコントローラは、第１ピクセルが発光する間、第１ピクセルに電源電圧を印加し、第２ピクセルにデータ電圧を印加し、第２ピクセルが発光する時、第２ピクセルに電源電圧を印加するようにすることができる。

フォーカスエリア（焦点領域）と周辺エリア（周辺領域）でスキャン及び発光方式を異なるように適用してＶＲ表示装置を駆動することにより、容易に発光時間を可変することができ、また、発光時間を増やすことにより、輝度を向上させ、ＶＲめまい症を減らすことができ、これに応じてＶＲ機器を使用するユーザの没入度と満足度を向上させることができるようになる。

また、発光時間を調整しながら、パネルに印加される電源電圧を可変することにより、ＶＲ機器の消費電力を低減させ、また、パネルに印加される電源電圧を瞬間的に上げて輝度を急激に増加させることで、ユーザ没入度を高めることができるようになる。

それぞれ複数本の水平ラインを同時に発光させるグローバルシャッター方式と水平ラインを順次発光させるローリングシャッター方式を概念的に示す図である。 それぞれ複数本の水平ラインを同時に発光させるグローバルシャッター方式と水平ラインを順次発光させるローリングシャッター方式を概念的に示す図である。 本発明に基づいてフォーカスエリアをグローバルシャッター方式で駆動し、周辺エリアをローリングシャッター方式で駆動する実施形態を概念的に示す図である。 本発明に係る表示装置をブロック単位で示す図である。 本発明の一実施形態に係るピクセルの等価回路を示す図である。 図４のピクセルを図２の実施形態に基づいて領域別にグローバルシャッターの光ローリングシャッター方式で駆動するための制御信号と、これを生成するためのブロックを示す図である。 図４のピクセルを図２の実施形態に基づいて領域別にグローバルシャッターの光ローリングシャッター方式で駆動するための制御信号と、これを生成するためのブロックを示す図である。 図４のピクセルを図２の実施形態に基づいて領域別にグローバルシャッターの光ローリングシャッター方式で駆動するための制御信号と、これを生成するためのブロックを示す図である。 図４のピクセルを図２の実施形態に基づいて領域別にグローバルシャッターの光ローリングシャッター方式で駆動するための制御信号と、これを生成するためのブロックを示す図である。 本発明の一実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てをピンポン方式でデータをアドレッシングすることを概念的に示す図である。 本発明の他の実施形態に基づいてフォーカスエリアは順次方式でデータをアドレッシングし、周辺エリアは、ピンポン方式でデータをアドレッシングすることを概念的に示す図である。 本発明のまた異なる実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てを順次方式でアドレッシングすることを概念的に示す図である。 本発明のまた異なる実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てを順次方式でアドレッシングすることを概念的に示す図である。 本発明のまた異なる実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てを順次方式でアドレッシングすることを概念的に示す図である。 スキャン速度を調整して発光時間を増加させる実施形態を示す図である。 スキャン速度を調整して発光時間を増加させる実施形態を示す図である。 フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアのスキャン速度を異なるようにして発光時間を増加させる実施形態を示す図である。 フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアでのスキャン速度を同じにしながら、フォーカスエリアの発光時間だけを増加させる実施形態を示す図である。 フォーカスエリアの発光開始時点を固定してフォーカスエリアと周辺エリアでのスキャン速度を同じにしながら、フォーカスエリアと周辺エリアの発光時間を増加させる実施形態を示す図である。 図１２の実施形態を実現するための電源構成と制御信号を示す図である。 図１２の実施形態を実現するための電源構成と制御信号を示す図である。 スキャン速度を一定にして、フォーカスエリアの発光開始時点を調整してフォーカスエリアのサイズを調整する実施形態を示す図である。 フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアのスキャン速度を調整してフォーカスエリアのサイズを調整する実施形態を示す図である。 フォーカスエリアの位置を変える実施形態を示す図である。 パネルに印加される電源電圧のレベルとフォーカスエリアの発光時間を調整して、消費電力を低減する実施形態を示す図である。

以下、添付された図面を参照して、本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。明細書全体にわたって同一の参照番号は、実質的に同一の構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連された公知の機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

図１Ａと図１Ｂは、それぞれ複数本の水平ラインを同時に発光させるグローバルシャッター方式と水平ラインを順次発光させるローリングシャッター方式を概念的に示したものである。

グローバルシャッター方式は、パネルに含まれている水平ラインに順次データを書き込み、すべての水平ラインにデータを書き込こんた後、すべての水平ラインを同時に発光させる方式であり、ローリングシャッター方式は、水平ラインに順次データを書き込みながら、データが書き込まれた水平ラインを順次発光させる方式である。

例えば、フレームレートを１２０Ｈｚで駆動し、縦方向に解像度が４，８００、すなわち水平ラインの数が４，８００であるとき（Ｖａｃｔｉｖｅ ＝ ４，８００ｌｉｎｅｓ）、４，８００ラインをスキャンする時間の１/４の時間を発光時間に割り当てるとき（Ｖｂｌａｎｋ ＝ １，２００ｌｉｎｅｓ）、１水平期間（１Ｈ）は、１/１２０/６０００ ＝ １．３９ｕｓｅｃであり、発光時間は１２００水平期間に該当し、１．６７ｍｓｅｃとなる。

ＶＲ表示装置で再生されるアプリケーションまたは映像の特性上、疲労感（ＶＲ sickness）を減らすために、グローバルシャッター方式を採用する傾向がある。発光ダイオードの輝度は、発光時間に比例するが、限られた発光時間で輝度を高めにくく、さらに超高解像度が必要な没入型ＶＲ表示装置は、ピクセル密度が上がってピクセルの開口率が低くなり、さらに輝度を上げるのが難しい。

図１Ａや図１Ｂに示すように、一般的なアクティブマトリックス方式で同じ方向に順次スキャンして駆動すると、１水平期間（１Ｈ）や発光時間は１フレームに割り当てられた時間によって定められ、変更しにくく、これに応じて輝度を上げることも難しい。

ユーザの目に近い状態で動作するＶＲ表示装置の特性に応じて、表示領域の内で、ユーザが映像を鮮明に認知することができる中心部またはフォーカスエリア（Foveate（ＦＯＶ）area）は制限的で、フォーカスエリアを除外した周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）は、ユーザが画像を鮮明に認知するのは難しい。

そこで、フォーカスエリアには高解像度で処理された映像を表示し、周辺エリアには、低解像度で処理された映像を表示するFoveated Rendering手法がＶＲ表示装置に使用されることもある。

このような状況を考慮すると、図１Ａや図１Ｂに示すように、表示領域全体に渡って同じで、一定のスキャン方式を適用してはＶＲ表示装置の画質を最適に実現するのが難しい。

図２は、本発明に基づいてフォーカスエリアをグローバルシャッター方式で駆動し、周辺エリアをローリングシャッター方式で駆動する実施形態を概念的に示したものである。

図２において、縦軸は表示領域を中心部のフォーカスエリア（または第１領域）（ＦＯＶ area）と周辺部の周辺エリア（または第２領域）（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）に分け、横軸は時間を指し、点線は各水平ラインのピクセルにデータを書き込むスキャン動作の進行を指し、明るい部分は、ピクセルを発光させることを指し、明るい部分より右側の暗い部分は発光させたピクセルを消灯させることを指す。

本発明においては、時間的に、また空間的にスキャン方式を異なるように適用して高解像度のＶＲ表示装置の表示性能を極大化するが、図２に示したように、表示領域の中心部であるフォーカスエリア（ＦＯＶ area）は、画質が重要であるから、グローバルシャッター方式を適用し周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）には、ローリングシャッター方式を適用して駆動することにより、容易に発光時間を可変し、輝度を調整することができる。

図２において、中心部のフォーカスエリアから周辺エリアにスキャンを行い、フォーカスエリアでは、グローバルシャッター方式で水平ラインのピクセルにデータを書き込んだ後、水平ラインのピクセルを同時に発光させ、所定時間経過後、水平ラインのピクセルを同時に消灯し、周辺エリアでは、ローリングシャッター方式で、各水平ラインにデータを書き込み、発光させ、所定時間経過後消灯させる動作を順次実行する。

図３は、本発明に係る表示装置をブロック単位で示したもので、本発明に係る表示装置は、表示パネル１０、タイミングコントローラ１１、データ駆動回路１２及びゲート駆動回路１３を備えることができる。本発明に係る表示装置は、左眼用と右眼用一つのペアでＨＭＤ、ＦＭＤ、ＥＧＤなどに装着され、仮想現実機器で動作することができる。
発光させ、所定時間経過後消灯させる動作を順次実行する。

表示パネル１０には、列方向に配列される複数のデータライン１４と行（Row）方向に配列される複数のスキャンライン（またはゲートライン）１５が交差し、交差領域ごとにピクセル（ＰＸＬ）がマトリックス形態に配置されてピクセルアレイを形成する。スキャンライン１５には、データ電圧印加を制御するためのスキャン信号が供給される。

スキャンライン１５は、表示パネル１０を構成するピクセル（ＰＸＬ）の回路構成に応じて、データ電圧または基準電圧印加のための第２スキャン信号が供給される複数の第２スキャンラインと発光素子の発光を制御するための発光信号が供給される複数の発光ラインまたはエミッションラインをさらに含むこともできる。

ピクセルアレイにおいて、同じ水平ラインに配置されるピクセル（ＰＸＬ）は、データライン１４の内、いずれか１つ及びスキャンライン１５の内、いずれか１つに接続され、ピクセルラインを形成する。ピクセルは、スキャンライン１４を介して入力されるスキャン信号に応答してデータライン１４と電気的に接続され、データ電圧の入力を受ける。同じピクセルラインに配置されたピクセルは、同じスキャンライン１５から印加されるスキャン信号に応じて同時に動作する。

ピクセルは、電源生成部（図示せず）から高電位駆動電圧、低電位駆動電圧、基準電圧または初期化電圧の供給を受けることができる。また、ピクセルは、発光素子、駆動トランジスタ、ストレージキャパシタ、複数のスイッチトランジスタを備え、データラインを介して印加されるデータ電圧に比例する電流で発光素子を駆動し、補償回路をさらに含み駆動トランジスタのしきい値電圧を補償することもできる。発光素子は、無機電界発光素子や有機発光ダイオード素子（ＯＬＥＤ）になることができる。以下においては、便宜上、ＯＬＥＤを例に挙げて説明する。本発明の実施形態に係るピクセル回路の具体的な構造は、図４を参照して、後述する。

ピクセルを構成するトランジスタ（またはＴＦＴ）は、Ｐ型またはＮ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）構造で実現されるか、またはＰ型とＮ型の混合されたハイブリッドタイプで実現されることができる。

トランジスタは、ゲート（gate）、ソース（source）及びドレイン（drain）を含む３電極素子である。ソースは、キャリア（carrier）をトランジスタに供給する電極である。トランジスタ内でキャリアは、ソースから流れ始める。ドレインはトランジスタでキャリアが外部に出る電極である。つまり、ＭＯＳＦＥＴでのキャリアの流れは、ソースからドレインに流れる。

Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（ＰＭＯＳ）の場合、キャリアが正孔（hole）であるため、ソースからドレインに正孔が流れることができるよう、ソース電圧がドレイン電圧よりも高い。 Ｐ型ＭＯＳＦＥＴで正孔がソースからドレインの方向に流れるため、電流がソースからドレインの方向に流れる。 Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（ＮＭＯＳ）の場合、キャリアが電子（electron）であるため、ソースからドレインに電子が流れることができるよう、ソース電圧がドレイン電圧より低い電圧を有する。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴで電子がソースからドレインの方向に流れるため、電流の方向は、ドレインからソースの方向に流れる。

ＭＯＳＦＥＴのソースとドレインは、固定されたものではないことに注意しなければならない。例えば、ＭＯＳＦＥＴのソースとドレインは、印加電圧に応じて変更されることができる。以下の実施形態において、トランジスタのソースとドレインによって発明が制限されてはならず、ソースとドレイン電極を区分せずに、第１及び第２電極に称することもある。

タイミングコントローラ１１は、ホストシステム（図示せず）から伝達される映像データ（ＲＧＢ）をデータ駆動回路１２に供給する。タイミングコントローラ１１は、ホストシステムからの垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Data Enable、ＤＥ）、ドットクロック（ＣＬＫ）などのタイミング信号の入力を受け駆動回路（１２ 、１３）の動作タイミングを制御するための制御信号を生成する。制御信号は、ゲート駆動回路１３の動作タイミングを制御するためのゲート制御信号（ＧＤＣ）とデータ駆動回路１２の動作タイミングを制御するためのデータ制御信号（ＤＤＣ）を含む。

タイミングコントローラ１１は、表示パネル１０を構成するピクセルに１つの画面を構成する映像データが印加される１つのフレームを少なくとも初期化期間、データ書き込み期間、及びエミッション期間に分けて駆動することができる。

データ駆動回路１２は、タイミングコントローラ１１の制御に基づいてタイミングコントローラ１１から入力されるデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をサンプリングし、ラッチして並列データに変え、ガンマ基準電圧に基づいてアナログデータ電圧に変換して出力チャンネルを経てデータライン１４に出力する。このとき、データ電圧は、有機発光素子が示す画像信号に対応する値で有り得る。

ゲート駆動回路１３は、ゲート制御信号（ＧＤＣ）に基づいて、ゲート駆動電圧のレベルをシフトさせながらスキャン信号を行順次方式で生成してピクセルラインごとに接続されたスキャンラインに順次提供することができる。ピクセル回路に印加される発光信号は、ピクセルの発光時間を調整することができる。

ゲート駆動回路１３は、さらにピクセルに初期化電圧を印加するための第２スキャン信号を生成してもよく、ピクセルを発光させるためのエミッション信号を生成してもよい。この場合、スキャン信号を生成するスキャン駆動部と別に第２スキャン駆動部とエミッション駆動部をさらに構成してもよい。

ゲート駆動回路１３は、ローリングシャッター方式を採用する場合、行順次方式でエミッション信号を生成してエミッションラインに順次提供し、グローバルシャッター方式を採用する場合、複数のピクセルラインにデータ書き込みが終わった後、エミッション信号を複数のピクセルラインに同時に提供することもできる。ピクセル回路に印加される発光信号は、ピクセルの発光時間を調整することができる。

ゲート駆動回路１３は、シフトレジスタ、シフトレジスタの出力信号をピクセルのＴＦＴ駆動に適したスイング幅に変換するためのレベルシフタ及び出力バッファなどをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路で構成されることができる。または、ゲート駆動回路１３は、ＧＩＰ（Gate Drive IC in Panel）方式で表示パネル１０の下部基板に直接形成することもできる。 ＧＩＰ方式の場合、レベルシフタはＰＣＢ（Printed Circuit Board）上に実現され、シフトレジスタは、表示パネル１０の下部基板に形成されることができる。

ゲート制御信号（ＧＤＣ）は、ゲートスタートパルス（Gate Start Pulse、ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Gate Shift Clock、ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（Gate Output Enable、ＧＯＥ）などを含む。ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）はゲートパルスまたはスキャンパルスの出力開始タイミングを制御する。ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）は、シフトレジスタに入力されてシフトレジストのシフトタイミングを制御する。ゲート出力イネーブル信号（ＧＯＥ）はゲートパルスの出力タイミングを画定する。

電源生成部（図示せず）は、外部電源を用いて、データ駆動回路１２とゲート駆動回路１３の動作に必要な電圧を生成して供給するが、高電位電圧、低電位電圧、基準電圧、初期化電圧などを生成して表示パネル１０に印加することができる。

一方、本発明の表示装置に接続されて映像データを提供しながら、仮想現実アプリケーションを実行するホストシステムは、ＧＰＵのようなグラフィックイメージプロセッサを用いて、フォーカスエリアと周辺エリアの解像度を異なるように調整してもよい。

また、ホストシステムは、ＶＲ機器に一緒に取り付けたカメラから映像データを受け、これに基づいて、ユーザの瞳を追跡してもよく、またＶＲ機器に搭載されたジャイロセンサや加速度センサなどのセンサ出力に基づいて、ユーザの動きを把握し、表示パネルでユーザが集中している位置を推定し、これに基づいてフォーカスエリアの位置やフォーカスエリアの大きさを調整してもよい。

ホストシステムは、フォーカスエリアのサイズ、位置、発光時間などの情報を映像データと一緒にタイミングコントローラ１１に伝送し、タイミングコントローラ１１は、これに合わせて、データ駆動回路１２に供給する映像データの順序を変えてデータ制御信号（ＤＤＣ）と、ゲート制御信号（ＧＤＣ）を生成して、データ駆動回路１２とゲート駆動回路１３の動作を制御する。

図４は、本発明の一実施形態に係るピクセルの等価回路を示すものであり、図５Ａ〜図５Ｄは、図４のピクセルを図２の実施形態に基づいて領域ごとにグローバルシャッター及びローリングシャッター方式で駆動するための制御信号と、これを生成するためのブロックを示したものである。

一つのピクセルは、基本的にスイッチングトランジスタ（Ｔ１）、駆動トランジスタ（ＤＴ）、キャパシタ（ＣＳＴ）及びＯＬＥＤを含む２Ｔ（Transistor）１Ｃ（Capacitor）構造で構成されるが、補償回路が追加される場合、３Ｔ１Ｃ 、４Ｔ２Ｃ、５Ｔ２Ｃなどで構成することもできる。

図４の有機発光素子（ＯＬＥＤ）を駆動する回路は、トランジスタ３個とキャパシタ １個で構成される。

ＯＬＥＤは、駆動トランジスタ（ＤＴ）から供給される駆動電流によって発光し、駆動トランジスタ（ＤＴ）は、自分のソース‐ゲート間電圧（ＶＳＧ）に基づいてＯＬＥＤに印加される駆動電流を制御する。

ＯＬＥＤのアノード電極は、駆動トランジスタ（ＤＴ）に接続され、カソード電極は、低電位電源ライン（ＥＬＶＳＳ）に接続される。

駆動トランジスタ（ＤＴ）は、高電位電圧を供給する高電位電源ライン（ＥＬＶＤＤ）に接続される第１電極、第１ノードに接続されるゲート電極とＯＬＥＤのアノード電極に接続される第２電極を含むが、駆動トランジスタ（ＤＴ）がＮ型なので、第１ノードがドレイン電極であり、第２ノードは、ソース電極で有ってもよい。

駆動トランジスタ（ＤＴ）の第１電極は、電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）を介して高電位電源ライン（ＥＬＶＤＤ）に接続されるが、電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）を介してＯＬＥＤの発光開始時点を調整することができる。

ストレージキャパシタ（ＣＳＴ）は、駆動トランジスタ（ＤＴ）のゲート電極と第２電極に接続されて、駆動トランジスタ（ＤＴ）のゲート電極に印加されるデータ電圧を一定に維持するようにする。

第１トランジスタ（Ｔ１）は、データライン１４に接続される第１電極、スキャンライン１５に接続されるゲート電極とストレージキャパシタ（ＣＳＴ）に接続される第２電極を含みから、スキャンライン１５を介して供給されるスキャン信号（ＳＣＡＮ）に応答してデータライン１４を介して供給されるデータ電圧がストレージキャパシタ（ＣＳＴ）に貯蔵されるようにする。

第２トランジスタ（Ｔ２）は、駆動トランジスタ（ＤＴ）のゲート電極に接続される第１電極、リセット信号（ＲＥＳＥＴ）を供給する第２スキャンライン１５に接続されるゲート電極と駆動トランジスタ（ＤＴ）の第２電極に接続される第２電極を含み、第２スキャンライン１５を介して供給されるリセット信号（ＲＥＳＥＴ）に応答して、データ書き込みに先立って駆動トランジスタ（ＤＴ）とストレージキャパシタ（ＣＳＴ）を初期化し、ＯＬＥＤが発光である時、ＯＬＥＤの発光を停止させてもよい。

図４においては、第２トランジスタ（Ｔ２）は、第１電極が駆動トランジスタ（ＤＴ）のゲート電極に接続されるものとされているが、第１電極が初期化電圧を印加する初期化電源ラインに接続され、ピクセルにデータを書き込む前に駆動トランジスタ（ＤＴ）とＯＬＥＤを初期化させてもよく、また、ＯＬＥＤの発光を停止させてもよい。

図５Ａに示すように、フォーカスエリア（FOV area）に含まれるすべてのピクセルラインをスキャンした後、すなわち、データを書き込んだ後、フォーカスエリアを同時に発光させ、周辺エリア（Non-FOV area）に含まれたピクセルラインを順次スキャンしながら発光させ、フォーカスエリアと周辺エリアの全てＯＬＥＤを発光させた後、所定時間経過後にピクセルをリセットさせて発光を停止させる。

１フレーム（１ Frame）の時間は、全体のピクセルラインをスキャンする期間（Scan Duration）と、各ピクセルラインを発光させる発光時間（Emission Duration）を含み、各ピクセルラインは、発光した後、発光時間（Emission Duration）が経過した後、リセットされて発光を停止する。

図５Ａにおいて、ピクセルラインにデータを書き込むスキャン動作は表示パネル１０の中央から開始して表示パネル１０の上端と下端に進行するが、表示パネル１０の中央から上端に進行するアップスキャン（Up Scan）と表示パネル１０の中央から下端に進行するダウンスキャン（Down Scan）を交互に行うことができる。

図５Ｂに示すように、表示パネル１０の垂直解像度がＮであるとき、Ｎ/２ピクセルラインにスキャン／リセット（SCAN、RESET）信号を供給し、（Ｎ／２＋１）ピクセルラインにスキャン／リセット（SCAN、RESET）信号を供給し、（Ｎ/２−１）のピクセルラインにスキャン／リセット（SCAN、RESET）信号を供給し、（Ｎ/２＋２）ピクセルラインにスキャン／リセット（SCAN、RESET）信号を供給して、アップスキャン（Up Scan）とダウンスキャン（Down Scan）を１水平期間（１Ｈ）を周期で交互に進行して上下方向にスキャン動作を行う。

このようにアップスキャンとダウンスキャンが交互にやりとりしながらパネルの中央から上端と下端に進行するので、このようなスキャン動作をピンポンアドレッシング（Ping-pong addressing）と称することができる。このようなピンポンアドレッシングは、フォーカスエリアと周辺エリアのすべてにデータを書き込むまでスキャン時間（Scan Duration）の間進行される。

１水平期間（１Ｈ）は、一つのピクセルラインにデータ電圧を印加する期間を指すが、駆動トランジスタ（ＤＴ）とＯＬＥＤを初期化する第１期間（または初期化期間）ｔ１とストレージキャパシタ（ＣＳＴ）にデータ電圧を印加する第２期間（またはデータ書き込み期間）ｔ２で構成されることができる。

第１期間ｔ１にスキャン信号（ＳＣＡＮ）とリセット信号（ＲＥＳＥＴ）が第１及び第２トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）をターン‐オンさせることができるハイロジックレベルになり、第２期間ｔ２にスキャン信号（ＳＣＡＮ）は、ハイロジックレベルを維持して、第１トランジスタ（Ｔ１）をターン‐オンさせリセット信号（ＲＥＳＥＴ）がローロジックレベルになって第２トランジスタ（Ｔ２）をターン-オフさせる。

第２期間ｔ２に、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）が活性化されデータ駆動回路１２のソースドライブＩＣがデータライン１４にデータ電圧を供給し、ターン‐オン状態の第１トランジスタ（Ｔ１）を介してデータ電圧がストレージキャパシタ（ＣＳＴ）に貯蔵されて、ピクセルにデータ書き込みが行われる。

フォーカスエリア（ＦＯＶ area）に含まれたピクセルラインにデータ書き込みが終了すると、電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）がターン‐オンされてフォーカスエリアに含まれたピクセルの駆動トランジスタ（ＤＴ）に高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）が供給され、これにフォーカスエリアのピクセルが発光する。電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）は、周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）に含まれて最後にデータが書き込まれた上端と下端のピクセルラインのピクセルが発光を開始して発光時間（Emission Duration）が経過するまでターン‐オン状態を維持し、その後、次のフレームが開始されるときターン-オフされる。

図５Ｃに示すように、同時に発光させるフォーカスエリア（ＦＯＶ area）は、発光を開始した後、発光時間（Emission Duration）が経過した後に、同時に発光を停止しなければならなく、順次発光させる周辺エリア（Ｎｏｎ −ＦＯＶ area）は、発光を開始した後、発光時間（Emission Duration）が経過した後に順次発光を停止させなければならないので、図５Ａに示すように、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）がフォーカスエリアが発光を開始した後、発光時間（Emission Duration）が経過した後、パルスの形で供給される。

タイミングコントローラ１１は、ホストシステムから伝送される発光時間情報に基づいて、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）を生成してゲート駆動回路１３に提供することができる。また、タイミングコントローラ１１は、ホストシステムから伝送されるフォーカスエリアのサイズ及び/または位置情報に基づいて、電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）を制御するための信号を生成し、電源生成部に提供して表示パネル１０に供給される高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）の供給タイミングまたはフォーカスエリアの発光開始時点を制御することができる。

図５Ｄはフォーカスエリアと周辺エリアの境界でリセット信号を生成して出力するリセット駆動部の構成を示すもので、ゲート駆動回路１３は、リセット信号を生成して、ピクセルラインに出力するリセット駆動部を含み、リセット駆動部は順次にリセット信号を生成して出力するためのシフトレジスタを含み、シフトレジスタは、従属的に接続される複数のステージ（またはＤフリップフロップ）で構成され、各ピクセルラインに対応する各ステージはスタートパルス（ＶＳＴ）または以前ステージから受信されるキャリー信号をスタートパルスで入力を受けクロック信号（ＣＬＫ）に同期してリセット信号（ＲＥＳＥＴ）を生成して出力する。

フォーカスエリア（ＦＯＶ area）のピクセルラインに対応するステージ（図５ＤでStage（n）とStage（n+1））の出力信号（ＲＥＳＥＴ）は、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）とＯＲ論理処理され、そのピクセルラインにリセット信号（図５ＤでＲＥＳＥＴ（ｎ）、ＲＥＳＥＴ（n+1））に供給される。したがって、フォーカスエリアに含まれるすべてのピクセルラインのピクセルは、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）のパルスに応じて同時にリセットされ、同時に発光して発光時間（Emission Duration）が経過した後に、同時に発光が停止される（Global Reset）。

周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）の最初のピクセルラインに対応するステージ（図５ＤでStage（n+2））は、フォーカスエリア（ＦＯＶ area）の最後のピクセルラインに対応するステージ（図５ＤでStage（n+1））の出力信号とグローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）がＯＲ論理処理された結果をスタートパルスとして入力を受け、リセット信号（ＲＥＳＥＴ（n+2））を生成して出力し、周辺エリア（Ｎｏｎ −ＦＯＶ area）の第二のピクセル列に対応するステージ（図５ＤでStage（n＋３））は、Stage（n+2）のリセット信号（ＲＥＳＥＴ（n+2））をスタートパルスとして入力を受け、リセット信号（ＲＥＳＥＴ（n+3））を生成して出力することにより、周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）のピクセルラインに順次リセット信号を供給して周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）のピクセルラインのピクセルを順次発光を停止することができる（Sequential Reset）。

図５Ｄのリセット駆動部において、フォーカスエリアと周辺エリアを区別せずにすべてのステージのリセット信号出力をグローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）とＯＲ論理処理するが、フォーカスエリアのステージに印加するグローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）と周辺エリアのステージに印加するグローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）を異なるように処理することもできる。つまり、フォーカスエリアの幅や位置が変わることがあるので、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）を先にフォーカスエリアと周辺エリアを区分する信号とＡＮＤ処理した後、各ステージに印加することができる。これにより、フォーカスエリアの位置や大きさが変わっても、フォーカスエリアでは、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）に対応して同時にリセット信号を出力し、周辺エリアではフォーカスエリアのリセット信号に同期して順次リセット信号を出力できるようになる。

スキャン動作が表示パネルの中央から上端と下端に進行するので、ホストシステムが映像データを伝送する順序を変更してもよい。またはホストシステムは、映像データを上端から下端に伝送するが、タイミングコントローラ１１がフレームメモリを用いて、フレーム単位で映像データを受信した後、順番を変えてデータ駆動回路１２に供給することもできる。

図６は、本発明の一実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てをピンポン方式でデータをアドレッシングすることを概念的に示したものであり、図７は、本発明の他の実施形態に基づいてフォーカスエリアは順次方式でデータをアドレッシングし、周辺エリアは、ピンポン方式でデータをアドレッシングすることを概念的に示したものである。

フォーカスエリアは、グローバルシャッター方式ですべてのピクセルラインにデータを書き込んた後、同時に発光するので、ピンポンアドレッシング方式で両方向に対称にデータを書き込んでも、順次アドレッシング方式で一方向に非対称にデータを書き込んても、問題ないが、周辺エリアではフォーカスエリアが発光した後、順次発光するので、両方向に対称にスキャン動作を実行することが有利である。

図６においては、縦方向に基づいて表示パネル１０の中央から上端と下端に両方向に交差するように対称スキャン動作（Symmetric Scanning）が行われることがあるが、フォーカスエリアのスキャン動作（(1)＆(1) '）と周辺エリアのスキャン動作（(2)＆(2)'）がすべてピンポンアドレッシング方式（Ping-pong Addressing）に対称的に行われる。

図７においては、フォーカスエリアでは、順次アドレッシング方式（Sequential Addressing）で非対称にスキャン動作（(1)）が行われる反面（Asymmetric Scanning）、周辺エリアのスキャン動作（(2)＆(2)'）は、ピンポンアドレッシング方式で対称的で行われる。

図８Ａ〜図８Ｃは、本発明のまた他の実施形態に基づいてフォーカスエリアと周辺エリアの全てを順次方式でアドレッシングすることを概念的に示したものである。

図８Ａのように、フォーカスエリアとフォーカスエリアの下に位置する周辺エリアを連続して上から下方向に順次アドレッシングした後に（(1)＆(2)）、フォーカスエリアの上に位置する周辺エリアを下から上に向かう方向に順次アドレッシングすることができる（(3)）。

または、図８Ｂのように、フォーカスエリアとフォーカスエリアの下に位置する周辺エリアを連続して上から下方向に順次アドレッシングした後に（(1)＆(2)）、フォーカスエリアの上に位置する周辺エリアを上から下方向に順次アドレッシングすることもできる（(3)）。

または、図８Ｃのように、フォーカスエリアが表示パネルの中央ではなく、上端または下端に偏っている場合に、フォーカスエリアから周辺エリアに１方向に順次アドレッシングすることができる。

図８Ａ〜図８Ｃで、上と下方向は、相対的な概念で、上と下は互いに逆になることができ、上と下との方向によって権利範囲が制限されない。

図９Ａと図９Ｂは、スキャン速度を調整して発光時間を増加させる実施形態を示したもので、図９Ａはフォーカスエリアをピンポンアドレッシング方式で対称スキャンする実施形態であり、図９Ｂは、フォーカスエリアを順次アドレッシング方法で非対称スキャンする実施形態である。

発光時間を変えるためには、図５Ａでスキャン動作を実行するスキャン時間（Scan Duration）と発光動作を実行する発光時間（Emission Duration）を相対的に変更しなければならず、一つの水平ラインのピクセルにデータ電圧を印加する水平期間（１Ｈ）を変えて発光時間（Emission Duration）に割り当てられる水平期間の数を変更しなければならない。

なぜかといえば、スキャン時間（Scan Duration）に割り当てられる水平期間（１Ｈ）の数は、表示パネルの垂直解像度、つまりピクセルラインの数によって固定されるので、発光時間（Emission Duration）に割り当てられる水平期間（１Ｈ）の数を変えるためには、水平期間（１Ｈ）を変えなければならない。

したがって、水平期間（１Ｈ）を減らし、発光時間（Emission Duration）に多くの水平期間（１Ｈ）を割り当てて発光時間（Emission Duration）を増やすことができる。水平期間（１Ｈ）を減らすと、スキャン速度が増加し、（図９でスキャンを指す直線の傾きが大きくなる）、これにより、フォーカスエリアの発光開始時点が引っ張られてるようになり、発光時間が長くなる。

フォーカスエリアでは、図９Ａは、ピンポンアドレッシング方式で対称的にスキャン動作を行いが、図９Ｂにおいては順次アドレッシング方式で非対称にスキャン動作を実行する。しかし、周辺エリアでは、図９Ａと図９Ｂの全てピンポンアドレッシング方式で対称的にスキャン動作を実行することができる。

図１０は、フォーカスエリアの発光開始時点を固定しフォーカスエリアと周辺エリアのスキャン速度を異なるようにして発光時間を増加させる実施形態を示したものである。

フォーカスエリアの発光開始時点をフレームの開始時点から一定にした状態で発光時間を増やすためには、フォーカスエリアでは、スキャン速度を変えずに周辺エリアでスキャン速度を上げなければならない。

図１０の最初の図では、４，８００ピクセルラインを１２０Ｈｚで駆動し、スキャン時間（Scan Duration）と発光時間（Emission Duration）を４：１とするとき、１水平期間（１Ｈ）は１/１２０ /６，０００＝１．３９ｕｓｅｃであり、発光時間は１Ｈｘ１，２００＝１．６７ｍｓｅｃである。

図１０の第２の図では、フォーカスエリアをスキャンするスキャン速度（１Ｈ＿ａ）をそのまま１．３９ｕｓｅｃに維持し、周囲領域をスキャンするスキャン速度（１Ｈ＿ｂ）を１．０４２ｕｓｅｃとすると、平均水平期間は（２/５ ＊ １Ｈ＿ａ ＋ ３/５ ＊ １Ｈ＿ｂ）＝ １．１８ｕｓｅｃであり、発光時間を２．４９ｍｓｅｃに増やすことができる。このとき、２/５と３/５は表示パネルでフォーカスエリアと周辺エリアが占める割合で、フォーカスエリアが４０％であり、周辺エリアが６０％であることを指す。

同様に、図１０の第３の図において、フォーカスエリアをスキャンするスキャン速度（１Ｈ＿ａ）をそのまま１．３９ｕｓｅｃに維持し、 周辺エリアをスキャンするスキャン速度（１Ｈ＿ｂ）を０．６９５ｕｓｅｃとすると、平均水平期間は（２/５＊１Ｈ＿ａ＋３/５＊１Ｈ＿ｂ＝ ０．９７ｕｓｅｃであり、発光時間を３．３２ｍｓｅｃに増やすことができる。

図１０の実施形態では、フォーカスエリアと周辺エリアのすべて発光時間が同じ状態に調整されるので、フォーカスエリアと周辺エリアの全て輝度が均一であるから、データを補償する必要がない。

フォーカスエリアと周辺エリアのスキャン速度が異なるので、ホストシステムが映像データを伝送する速度を可変にしたり、タイミングコントローラ１１がバッファを介して映像データの供給速度を調整することができる。

さらに、フォーカスエリアをスキャンするときと周辺エリアをスキャンするとき、データ駆動回路１２とゲート駆動回路１３の動作周波数が異なることになるため、タイミングコントローラ１１は、制御信号とクロック信号の周波数を可変にしたり、交互にスイッチングしてデータ駆動回路１２とゲート駆動回路１３に供給することができる。

図１１は、フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアでのスキャン速度を同じにしながら、フォーカスエリアの発光時間だけを増加させる実施形態を示したものである。

図１１においては、発光時間がフォーカスエリアと周辺エリアが互いに異なり、周辺エリアでも位置によって発光時間が変わる。

すなわち、フォーカスエリアの輝度を高めながらもフォーカスエリアの発光開始時点とスキャン速度を固定する必要がある場合には、周辺エリアの外郭の発光時間を犠牲にしながらフォーカスエリアの発光時間を増加させることができる。

フォーカスエリアの発光開始時点とスキャン速度を変えずに図１０の第２と第３の図のような程度のフォーカスエリアの発光時間を増加させながら、１フレーム内に周辺エリアの発光を終わるようにするためには、周辺エリアの発光を順次停止させるリセット信号のスキャン速度が周辺エリアにデータ電圧を順次印加するスキャン速度より速くなければならない。

リセット信号のスキャン速度が速くなると周辺エリアの外郭に行くほど発光時間が減るようになり、輝度がますます減ることになる。外郭の輝度が減って中央に位置するフォーカスエリアに集中する効果が発生することもするが、外郭の輝度があまりにも減って問題になることがあるので、周辺エリアの不足輝度は、当該部分に供給されるデータの階調を上向きに調整して補償することもできる。周辺エリアの外郭で漸進的な輝度減少が問題ない場合は、データを補償しなくても問題ない。

図１１の実施形態において、リセット信号を生成して出力するリセット駆動部は、ピクセルにデータを書き込む前に、ピクセルを初期化するときの動作周波数とピクセルの発光を停止させるときの動作周波数が変わらなければならなので、タイミングコントローラ１１の制御に基づいて制御信号とクロック信号を変えながら、リセット信号を生成しなければならない。

図１２は、フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアでのスキャン速度を同じにしながら、フォーカスエリアと周辺エリアの発光時間を増加させる実施形態を示したものであり、図１３Ａと図１３Ｂは図１２の実施形態を実現するための電源構成と制御信号を示したものである。

図１２においてもフォーカスエリアと周辺エリアでスキャン速度を同じようにし、フォーカスエリアの発光開始時点を固定したまま発光時間を増やしフォーカスエリアと周辺エリアの輝度を一緒に高める。

しかし、図１２の実施形態は、周辺エリアの発光を順次停止させるリセット信号のスキャン速度が周辺エリアにデータ電圧を順次印加するスキャン速度と同じ点が図１１の実施形態と異なる。これにより、フォーカスエリアと周辺エリアの発光時間が互いに同じになるが、発光を停止させるリセット信号のスキャン速度が図１１の実施形態に比べて遅くなるに応じて、周辺エリアの外郭で発光を停止する時点が、当該フレームの境界を越えて次のフレームに移ることになる。

図５Ａを参照して説明したように、電源制御トランジスタ（ＰＣＴ）を介してピクセルの駆動トランジスタ（ＤＴ）に高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を供給することを制御することにより、データが書き込まれたピクセルの発光時点を調整する場合、周辺エリアの発光とフォーカスエリアのデータ書き込みが互いに重なりながら、高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を供給するかどうかに応じて、データが書き込まれたフォーカスエリアがあらかじめ発光するかまたは周辺エリアの発光が発光時間が完了する前に停止されることもある。

このような問題を解決するために、図１３のようにフォーカスエリアと周辺エリアに高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を区分して供給することができる。

図１３において、フォーカスエリア（ＦＯＶ area）のピクセルには、第１電源制御トランジスタ（ＰＣＴ１）を介して高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）の供給を制御し、周辺エリア（Ｎｏｎ−ＦＯＶ area）のピクセルには第２電源制御トランジスタ（ＰＣＴ２）を介して高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）の供給を制御する。

第１電源制御トランジスタ（ＰＣＴ１）は、フォーカスエリアのスキャン動作が終わったとき、ターン‐オンされてフォーカスエリアのピクセルに高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を供給してフォーカスエリアを同時に発光させ、グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）に同期してターン-オフされて高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）の供給を遮断して発光を停止させることができる。

グローバルシャッターオフ信号（ＧＳＯＦＦ）に同期して、リセット信号がフォーカスエリアに印加されてフォーカスエリアを同時にリセットさせ発光を停止させるために、第１電源制御トランジスタ（ＰＣＴ１）は、フレームの終了時にターン-オフされても構わない。

第２電源制御トランジスタ（ＰＣＴ２）は、フォーカスエリアのスキャン動作が終わったとき、ターン‐オンされて周辺エリアのピクセルに高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を供給して周辺エリアのピクセルを順次発光させ、周辺エリアの最外郭ピクセルラインに発光を停止させるリセット信号が印加されるとき、ターン-オフされて高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）の供給を遮断して発光を停止させることができる。周辺エリアは、ローリングシャッター方式で動作するので、第２電源制御トランジスタ（ＰＣＴ２）せずに、常に周辺エリアのピクセルに高電位電源電圧（ＥＬＶＤＤ）を供給しても構わない。

図１４はスキャン速度を一定にし、フォーカスエリアの発光開始時点を調整してフォーカスエリアのサイズを調整する実施形態を示したものであり、図１５は、フォーカスエリアの発光開始時点を固定し、フォーカスエリアと周辺エリアのスキャン速度を調整してフォーカスエリアのサイズを調整する実施形態を示したものである。

図１４のように、フォーカスエリアの上下幅が変わる場合にフォーカスエリアと周辺エリアでのスキャン速度を変えずにフォーカスエリアの発光開始時点を前後に調整することができ、フォーカスエリアの上下幅を減らすためには、フォーカスエリアの発光時点を前に繰り上げることができ、フォーカスエリアの上下幅を増やすためには、フォーカスエリアの発光時点を後に遅らせることができる。

または図１５のように、フォーカスエリアの発光開始時点を固定したまま、フォーカスエリアのスキャン速度を周辺エリアのスキャン速度より遅くしてフォーカスエリアの上下幅を減らすことができ、フォーカスエリアのスキャン速度を周辺エリアのスキャン速度より速くしてフォーカスエリアの上下幅を増やすことができる。

図１６は、フォーカスエリアの位置を変える実施形態を示したものであり、スキャン速度とフォーカスエリアの発光開始時点を固定している。

フォーカスエリアが表示パネルの画面中央から上の方向または下の方向に移動することができるが、フォーカスエリアの移動程度に応じて、スキャン方式が変わることもある。

図１６の最初の図のように、フォーカスエリアが画面の一番上端の外郭に位置する場合、フォーカスエリアはピンポンアドレッシング方式でスキャン動作が実行され、周辺エリアは、順次アドレッシング方式でスキャン動作が実行されることができる。またはフォーカスエリアも順次アドレッシング方式でスキャン動作が実行されることもある。

図１６の第３の図のように、フォーカスエリアが画面の上端または下端外郭と当接しない場合、フォーカスエリアはピンポンアドレッシング方式でスキャン動作が実行され、周辺エリアの内、さらに狭い領域の方向にスキャンが終わるまでピンポンアドレッシング方式でスキャン動作が実行された後、さらに広い領域の方向に順次スキャン方式でスキャン動作が実行されることができる。

図１６の実施形態に図１０の実施形態を組み合わせて、フォーカスエリアでのスキャン速度と周辺エリアでのスキャン速度を変えて、フォーカスエリアの位置を変えながらも、発光時間を調整することができる。

一方、フレームごとに発光時間が異なるように適用することもあるが、図１０、図１１及び図１２の実施形態の内、１つまたはこれらの組み合わせを適用して発光時間をフレームごとに異なるようにすることもある。

また、図１４と図１５の実施形態の内、１つまたはこれらの組み合わせをフレーム毎に適用してフォーカスエリアのサイズをフレームごとに異なるように調整することもある。

また、図１６の実施形態をフレームごとに適用してフォーカスエリアの位置をフレームごとに異なるように変更することもできる。

図１７は、パネルに印加される電源電圧のレベルとフォーカスエリアの発光時間を調整して、消費電力を低減する実施形態を示したものである。

図９〜図１２の実施形態の内、いずれか１つまたはそれらの組み合わせを各フレーム毎に適用して、発光時間をフレームごとに異なるように調整しながら、これに相応に表示パネルに供給される電源電圧の大きさを変更して、消費電力を減らすことができる。

図１７においては、図９の実施形態のようにスキャン速度を増加させ、発光開始時点を繰り上げてフレームが進むにつれ、発光時間を増やす一方、発光時間が増えたことに比例して表示パネルに供給される電源電圧のレベルを下げ、輝度に大きな変化を与えることなく、消費される電力を削減している。

また、図１７の第４のフレームにおいては、発光時間を伸ばした状態で表示パネルに供給される電源電圧を瞬間的に急いで上げ、当該フレームでの輝度を瞬間的に高めることで、ＶＲアプリケーションの劇的な効果を高め、動的特性を向上させることができる。

一方、フォーカスエリアの位置や大きさが変わる場合もまたフレームごとにフォーカスエリアの発光開始時点が変わる場合、これを駆動するためのスキャン信号とリセット信号が連続的に変わるので、ゲート駆動回路を物理的な回路で構成することが容易でないことがある。この場合、ゲート駆動回路をデコーダタイプに実現することがあるが、表示パネルの垂直解像度である水平ライン数（Ｎ）だけの出力ポートを設けてｌｏｇ２Ｎより多くの入力コードで出力ポートを介してスキャン信号とリセット信号を出力することができる。

このように、ユーザの視線がとどまるフォーカスエリアを同時発光させ、周辺エリアを順次発光させてＶＲ駆動によるＶＲ酔い（ＶＲ sickness）を減らすことができるようになり、発光時間を可変することにより、高解像度に応じたパネルの不足した輝度を改善することができるようになり、コンテンツに応じてフレームごとに輝度を異なるようにし、動的特性を向上させることができるようになる。

以上説明した内容を通じて当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び修正が可能であることを知ることができる。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に制限されるものではなく、特許請求の範囲によって定めるべきである。

Claims (17)

1. データラインとスキャンラインが交差され、複数の水平ラインのそれぞれに複数のピクセルが配置される表示パネルと
   前記データラインにデータ電圧を供給するためのデータ駆動回路と
   前記データ電圧を前記ピクセルに印加するためのスキャン信号と発光するピクセルを消灯するためのリセット信号とを前記スキャンラインを介して前記ピクセルに供給するためのゲート駆動回路と、
   前記データ駆動回路とゲート駆動回路とを制御して、前記表示パネルの第１領域の第１ピクセルを同時に発光させ、同時に消灯させ、前記第１領域を除外した第２領域の第２ピクセルを順次発光させて順次消灯させるようにするタイミングコントローラを含む表示装置。
2. 前記タイミングコントローラは、前記第１ピクセルのすべてに前記データ電圧を印加した後、前記第１ピクセルを同時に発光させ、以降、順次、前記第２ピクセルに前記データ電圧を印加しながら前記第２ピクセルを発光させることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記タイミングコントローラは、前記第１ピクセルが同時に発光した後、所定の発光時間が経過した後、同時に消灯するようにし前記第２ピクセルが水平ライン単位で順次発光した後、前記所定の発光時間が経過した後、順次消灯することを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１領域が、前記データラインが進行する第１方向に関して、前記表示パネルの中央に配置され、前記第２領域が前記第１方向に関して前記第１領域の上と下に第３及び第４領域に分割され、前記タイミングコントローラは、ピンポンアドレッシング方式で前記第３領域での第１スキャン動作と前記第４領域での第２スキャン動作を１水平期間を周期で交互進行するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記タイミングコントローラは、前記ピンポンアドレッシング方式で前記第１方向に関して前記第１領域の中央で前記第３領域への上向きスキャン動作と、前記第１領域の中央から前記第４領域への下向きスキャン動作を前記１水平期間を周期で交互進行するようにするか、または前記タイミングコントローラは、順次アドレッシング方式で前記第１領域の第１境界から第２境界の方へのスキャン動作を行うようにすることを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１領域が、前記データラインが進行する第１方向に関して、前記表示パネルの中央に配置され、前記第２領域が前記第１方向に関して前記第１領域の片側と反対側に第３及び第４領域に分割され、前記タイミングコントローラは、順次アドレッシング方式で前記第１領域と前記第３領域との境界から前記第４領域の方へのスキャン動作を行った後、前記第３領域を前記順次アドレッシング方式で前記スキャン動作を行うようにすることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記第１領域が、前記データラインが進行する第１方向に関して、前記表示パネルの一方の端に配置されるとき、前記タイミングコントローラは、順次アドレッシング方式で前記第１領域から前記第２領域の方向にスキャン動作を進行するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記タイミングコントローラは、前記第１領域で前記第１ピクセルに前記データ電圧を印加する第１スキャン速度と前記第２領域で前記第２ピクセルに前記データ電圧を印加する第２スキャン速度を同じようにした状態で前記第１及び第２スキャン速度を可変して前記ピクセルが発光した後、消灯されるまで、発光時間を調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
9. 前記タイミングコントローラは、前記第２領域で前記第２ピクセルを消灯するためのリセット信号の第３スキャン速度を前記第２スキャン速度より速くして前記第２領域での発光時間を前記第１領域から離れるほど徐々に減らすことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記タイミングコントローラは、前記第２領域の第２ピクセルに印加されるデータ電圧に対応するデータ階調を前記第１領域から離れるほど上向きに調整することを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
11. 前記タイミングコントローラは、前記第２領域で前記第２ピクセルに前記データ電圧を印加する第２スキャン速度を前記第１領域で前記第１ピクセルに前記データ電圧を印加する第１スキャン速度とは異なるように変更して、前記ピクセルが発光した後、消灯するまで、発光時間を調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
12. 前記タイミングコントローラは、前記データラインが進行する第１方向に関して前記第１領域の幅が変わるとき、前記第１領域で前記第１ピクセルに前記データ電圧を印加する第１スキャン速度と、前記第２領域で前記第２ピクセルに前記データ電圧を印加する第２スキャン速度を同じようにした状態で、前記第１ピクセルを同時に発光させる発光時点を前後に調整するか、または発光時点を固定し、前記第１及び第２スキャン速度を調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
13. 前記タイミングコントローラは、前記ピクセルが発光した後、消灯するまで、発光時間を増加させるとき、電源生成部を制御して前記ピクセルに印加される電源電圧のレベルを下げることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
14. 前記ピクセルは、
    発光素子：
    ソース‐ゲート間電圧に応じて前記発光素子を流れる駆動電流を制御するための駆動トランジスタ;
    前記スキャン信号に応じて、前記データラインと前記駆動トランジスタのゲート電極とを接続するための第１トランジスタ；
    前記データラインを介して印加されるデータ電圧を貯蔵するためのキャパシタ；及び
    前記リセット信号に応じて前記駆動トランジスタと前記発光素子とを初期化し、前記発光素子を消灯させるための第２トランジスタを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
15. 前記ゲート駆動回路は、前記第１ピクセルを同時に発光させ、所定の発光時間が経過した後、前記第１ピクセルに前記リセット信号を同時に印加し、前記リセット信号を同時に印加した後、前記水平ライン単位で順次前記第２ピクセルに前記リセット信号を印加することを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記タイミングコントローラは、前記第１ピクセルに前記データ電圧を印加する間、前記第１ピクセルに電源電圧を印加しないように、電源生成部を制御することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
17. 前記第１領域と第２領域とは、電源ラインとの接続が互いに電気的に分離され、
    前記タイミングコントローラは、
    前記第１ピクセルが発光する間、前記第１ピクセルに電源電圧を印加し、
    前記第２ピクセルに前記データ電圧を印加して、前記第２ピクセルが発光する間、前記第２ピクセルに前記電源電圧を印加するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。

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