JP5084003B2 - 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、多数の自発光素子を表示画素として例えばマトリクス状に配列した発光表示パネルの駆動技術に関し、特に自発光素子の経時変化等により発生する発光特性の変化を抑制することができるようにした駆動装置および駆動方法に関する。

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化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表示パネル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素子であるという特質を生かした有機ＥＬ素子を用い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による透明電極と有機物質からなる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。

前記した有機ＥＬ素子は、電気的には図１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考えられている。

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、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初め、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２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２（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２（ｂ）に実線で示すように駆動電圧Ｖが前記発光閾値電圧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２（ｃ）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。

一方、前記した有機ＥＬ素子は、長期の使用によって素子の物性が変化し、順方向電圧Ｖｆが大きくなることが知られている。このために、有機ＥＬ素子は図２（ｂ）に示したように実使用時間によって、Ｖ−Ｉ特性が矢印に示した方向（破線で示した特性）に変化し、したがって、輝度特性も低下することになる。また、前記した有機ＥＬ素子は、素子の成膜時における例えば蒸着のばらつき等によっても初期輝度にばらつきを発生させるという問題も抱えており、これにより、入力映像信号に忠実な輝度階調を表現することが困難になる。

さらに、有機ＥＬ素子の輝度特性は、温度によって概ね図２（ｃ）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、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。

加えて、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Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色をそれぞれ発光するＥＬ素子の発光効率は、初期の段階においては概ね図２（ｄ）に示したようにＧの発光効率が高く、Ｂの発光効率が最も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２（ｂ）および（ｃ）で示したような経時変化および温度依存性をそれぞれ有している。

前記した経時変化および温度依存性は、特にＥＬ素子を定電圧で駆動した場合において顕著に現れる。これは素子の順方向のインピーダンスが累計駆動時間や周囲環境によって変化するため、これに伴ってＥＬ素子に流れる電流が変化するためである。

そこで、表示パネルに配列されて発光表示を行なうＥＬ素子とは別に、その順方向電圧Ｖｆを測定するモニタ用のＥＬ素子を具備し、モニタ用のＥＬ素子より得られる順方向電圧Ｖｆを利用して、前記電源部からもたらされる駆動電圧を制御することが特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示された構成によると、ＥＬ素子の経時変化や環境温度の変化に対応して電源部からもたらされる駆動電圧が制御され、ＥＬ素子の経時変化等による発光特性の変化を抑制させることができる。またこの構成によると、ＥＬ素子の発光駆動に必要な電圧値を常に確保することができ、余分な電圧マージンを少なくすることができるので、電源の利用効率を向上させることが期待できる。
特開２００４−４７５９号公報

ところで、前記した有機ＥＬ素子に代表される自発光素子を用いた表示パネルにおいては、表示内容（映像信号）によって表示パネルに配列された自発光素子の点灯率または輝度（駆動電流）が決定され、これにより前記した自発光素子の経時変化の進行度合いが概ね決定される。すなわち、明るい（輝度が高い）画像を平均的に表示する場合には、素子の平均的な経時変化の進行度合いは早くなり、また暗い（輝度が低い）画像を平均的に表示する場合には、素子の平均的な経時変化の進行度合いは遅くなる。

しかしながら、前記した特許文献１に開示された構成によると、その順方向電圧Ｖｆを測定するモニタ用の素子には、いわば常に一定の電流を、もしくはその電流を定められた期間において印加するように制御され、その順方向電圧に基づいて電源部からもたらされる駆動電圧を制御するようにしている。したがって、モニタ用の素子と表示パネルを構成する自発光素子とは、使用時間の経過と共に経時変化の進行度合いが徐々に乖離するという問題が発生する。

すなわち、モニタ用の素子により得られる順方向電圧と、表示パネルを構成する自発光素子の平均的な順方向電圧とは、経時変化の進行度合いが異なるために、表示パネルを構成する自発光素子の経時変化の進行に沿った最適な駆動電圧を常に電源部から供給することは不可能になる。それ故、特許文献１に開示された構成のようにモニタ素子により得られる順方向電圧を利用して、電源部からもたらされる駆動電圧を制御しても、表示パネルの輝度特性を一定に保ことは困難となり、また電源部における電力の利用効率を最適な状態に保つことも不可能になる。

さらに、前記した発光表示パネルの駆動装置においては、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より表示パネルにおける表示輝度を制御するＰＬＥ（Ｐｅａｋ Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）制御手段を搭載することが考えられる。

これは、例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などにすでに採用されており、映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出し、この平均輝度レベルに基づいて実際に画像表示させるための輝度である表示輝度レベルを設定するようになされる。

したがって、前記ＰＬＥ制御を実行した場合においては、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。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。

したがって、前記したようなＰＬＥ制御手段を前記した発光表示パネルの駆動装置に搭載した場合においては、モニタ素子により得られる順方向電圧と、表示パネルを構成する自発光素子の平均的な順方向電圧とは、経時変化の進行度合いがさらに乖離し、表示パネルの輝度特性を一定に保ことはさらに困難になる。

この発明は、前記したようなＰＬＥ制御を実現する表示パネルの駆動装置において好適に採用することができ、モニタ素子と表示パネルを構成する自発光素子との経時変化を概ね一致させるような制御形態を備えることで、電源部より常に適切な駆動電圧を表示パネル側に供給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形態は、請求項１に記載のとおり、入力される映像信号の平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、前記平均輝度算出手段により得られる映像信号の平均輝度情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する輝度制御手段とが備えられ、前記輝度制御手段により輝度制御された映像信号に基づいて映像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、前記発光表示パネルに配列された自発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ素子と、前記モニタ素子より得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに与える駆動電圧値が制御される電源部と、前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号に基づいて生成されるパルス幅変調信号にて、前記モニタ素子に加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整する駆動率制御部とが具備され、前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号が、前記表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号であることを特徴とする。

さらに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態様は、請求項４に記載のとおり、入力される映像信号の平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、前記平均輝度算出手段により得られる映像信号の平均輝度情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する輝度制御手段とが備えられ、前記輝度制御手段により輝度制御された映像信号に基づいて映像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、前記発光表示パネルに配列された自発光素子の順方向電圧に対応する電圧値をモニタ素子より取り出して、当該電圧値に基づいて前記発光表示パネルに与える駆動電圧値を制御する駆動電圧制御動作と、前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号に基づいて生成されるパルス幅変調信号にて、前記モニタ素子に加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整する駆動率制御動作とが実行され、前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号は、前記表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号であ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。なお以下に説明する各実施の形態においては、入力される映像信号の平均輝度（ＡＰＬ）を算出する平均輝度算出手段と、この平均輝度算出手段により得られる映像信号の平均輝度情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する輝度制御手段（ＰＬＥ制御手段）とが備えられ、前記輝度制御手段により輝度制御された映像信号に基づいて、発光表示パネルにおいて映像が表示されるように構成されている。

図３はその第１の実施の形態をブロック図により示したものである。この図３において符号１は、入力される少なくとも１フレーム分の映像信号を書き込むことができる映像メモリを示しており、この映像メモリ１から読み出される映像信号は、前記した輝度制御手段としての輝度制御部２に供給されるように構成されている。

一方、入力される映像信号は前記した平均輝度算出手段としてのＡＰＬ部３に送られ、前記１フレーム分の映像信号における平均輝度レベルが算出される。このＡＰＬ部３において算出された平均輝度レベルの情報は、前記輝度制御部２に対して映像信号の輝度制御信号として供給されるように構成されている。

なお、この実施の形態においては後で説明するとおり、表示パネルには多数の発光画素がマトリクス状に配列されており、したがって、前記した表示パネルの構成においては、前記平均輝度レベルの情報として画素の点灯率を算出することで、平均輝度レベルと等価の情報を得ることができる。

前記した輝度制御部２は、ＡＰＬ部３からの平均輝度レベルの情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する動作を実行する。この場合、ＡＰＬ部３からの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、前記映像メモリ１から読み出される映像信号のピーク輝度レベルを低く設定するＰＬＥ動作が実行され、これにより表示パネルの低消費電力化を実現させることができる。

また、前記ＡＰＬ部３からの平均輝度レベルが小さい場合（画像全体が暗い場合）には、必要に応じて前記映像メモリ１から読み出される映像信号のピーク輝度レベルを高く設定するＰＬＥ動作を実行することにより、表示パネルにおいて発光制御される画素の輝度を高める制御が行われる。これにより、表示パネルにおいて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。

図３に示す実施の形態においては、前記輝度制御部２に対してディマー制御信号が供給されるように構成されている。このディマー制御信号は、後述する表示パネルの全体の明るさを制御するための制御信号であり、輝度制御部２は前記したＡＰＬ部３からの平均輝度レベルに応じて映像信号のピーク輝度を制御すると共に、前記ディマー制御信号を受けて表示パネル全体の明るさを制御するように動作する。

前記輝度制御部２において輝度制御された映像信号は、表示パネルを含む映像表示手段４において表示制御可能な信号に変換されて出力される。すなわち、この実施の形態においては、輝度制御部２からバスラインを介して映像表示手段４に対して表示制御信号が送られる。

図４は、前記映像表示手段４の具体的な一例を示す回路構成図である。この図４にはアクティブマトリクス型表示画素を備えた表示パネルの一部の構成と、これを発光駆動する駆動回路のブロック構成が示されている。図４おいて符号１０で示す発光表示パネルには、表示画素１０ａがマトリクス状に配列されている。なお、図４においては紙面の都合により、行方向および列方向にそれぞれ２つの画素１０ａが配列されている様子を示している。

前記発光表示パネル１０には、データドライバ１１からのデータ信号が供給されるデータ線Ａ１〜Ａｍが縦方向（列方向）に配列され、また、ゲートドライバ１２からの走査選択信号が供給される走査選択線Ｂ１〜Ｂｎが横方向（行方向）に配列されている。さらに、表示パネル１０には、前記各データ線に対応して縦方向に電源供給線Ｐ１〜Ｐｍが配列されている。

前記表示画素１０ａは、その一例として有機ＥＬ素子を発光素子として使用した場合の最も基本的な構成であるコンダクタンスコントロール駆動方式による画素構成が示されている。すなわち、図４示す表示パネル１０における左上の画素１０ａを構成する各素子に符号を付けて示したとおり、ｎチャンネル型ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成された制御用トランジスタＴｒ１のソースはデータ線Ａ１に接続され、そのゲートは走査選択線Ｂ１に接続されている。また、制御用トランジスタＴｒ１のドレインは、ｐチャンネル型ＴＦＴで構成された発光駆動トランジスタＴｒ２のゲートに接続されると共に、電荷保持用のコンデンサＣｓの一方の端子に接続されている。

そして、発光駆動トランジスタＴｒ２のソースは前記コンデンサＣｓの他方の端子に接続されると共に、電源供給線Ｐ１に接続されている。また、発光駆動トランジスタＴｒ２のドレインには、前記ＥＬ素子Ｅ１のアノードが接続されると共に、当該ＥＬ素子Ｅ１のカソードは表示パネル１０の共通カソードラインＶＫに接続されている。斯くして前記した構成と同一構成の表示画素１０ａが、前記したとおり表示パネル１０において、縦横方向にマトリクス状に多数配列されている。

前記した画素構成において、制御用トランジスタＴｒ１のゲートに、走査選択線Ｂ１を介してゲートドライバ１２よりオン電圧が供給されると、制御用トランジスタＴｒ１はソースに供給されるデータ線Ａ１からのデータ電圧に対応した電流を、ソースからドレインに流す。したがって、制御用トランジスタＴｒ１のゲートがオン電圧の期間に、前記コンデンサＣｓが充電され、その電圧が発光駆動トランジスタＴｒ２のゲートに供給される。それ故、発光駆動トランジスタＴｒ２は、そのゲート電圧とソース電圧に基づいた電流をＥＬ素子Ｅ１に流し、ＥＬ素子を発光駆動させる。

また、制御用トランジスタＴｒ１のゲートがオフ電圧になると、当該トランジスタはいわゆるカットオフとなり、制御用トランジスタＴｒ１のドレインは開放状態となるものの、発光駆動トランジスタＴｒ２はコンデンサＣｓに蓄積された電荷によりゲート電圧が保持され、次の走査選択時まで前記した駆動電流を維持し、これによりＥＬ素子Ｅ１の発光も維持される。

この実施の形態においてはすでに説明したとおり、表示パネル１０に配列された各画素は、輝度制御部２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、前記輝度制御部２において輝度制御される映像信号として、例えばデータドライバ１１より各データ線Ａ１〜Ａｍを介して制御用トランジスタＴｒ１のソースに供給するデータ電圧の値を制御することで、各画素の輝度（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行うことができる。

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、ＰＬＥによる前記した画素のピーク輝度の制御を行うことができる。

図３に戻り、この実施の形態においてはモニタ素子Ｅｘが具備されており、これにより表示パネル１０に配列されたＥＬ素子Ｅ１の順方向電圧に対応する電圧値Ｖｆを取り出すことができるように構成されている。このモニタ素子Ｅｘのカソード側は前記した表示パネル１０の共通カソードラインＶＫに接続されており、またアノード側は例えばＦＥＴ等の能動素子により構成されたスイッチング素子６を介して定電流源５に接続されている。

なお、前記モニタ素子Ｅｘは、表示画素１０ａを構成する有機ＥＬ素子Ｅ１と同一の電気的特性（同一の仕様）を有する素子が使用されていることが望ましい。好ましくは、図４に示したように表示画素１０ａを構成する有機ＥＬ素子Ｅ１とモニタ素子Ｅｘとは、同一の表示パネル１０上に同一の製造プロセスによって同時に成膜されて形成される。

前記モニタ素子Ｅｘに対して定電流を供給するスイッチング素子６は、駆動率制御部７によってスイッチング動作を受ける。この駆動率制御部７は前記した輝度制御部２において輝度制御された映像信号（ＰＬＥ制御情報）に基づいて、前記スイッチング素子６を駆動制御するように作用する。

図３に示す実施の形態においては、前記駆動率制御部７は輝度制御部２からのＰＬＥ制御情報に基づいたパルス幅変調（ＰＷＭ＝Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、これによりモニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御するように動作する。この作用により、前記モニタ素子Ｅｘには、表示パネル１０における各ＥＬ素子Ｅ１の平均的な駆動電流値にほぼ比例したパルス幅の駆動電流が定電流源５より供給されることになる。

したがって、モニタ素子Ｅｘの経時変化の度合いは、表示パネル１０における各ＥＬ素子Ｅ１の平均的な経時変化の進行度合いに概ね一致する状態に調整されることになる。それ故、モニタ素子Ｅｘによって得られる順方向電圧Ｖｆの経時変化と、表示パネル１０における各ＥＬ素子Ｅ１の平均した順方向電圧の経時変化とを概ね一致させることが可能となる。

前記モニタ素子Ｅｘのアノード端子からは、順方向電圧Ｖｆが取り出され、これはＶｆ検出部８に供給される。このＶｆ検出部８は、例えばサンプリングホールド回路により構成されており、これによりホールドされた前記順方向電圧Ｖｆは、制御電圧Ｖｃｏｎとして電源部９に供給される。そして、電源部９は前記制御電圧Ｖｃｏｎに基づいて表示パネルに供給する駆動電圧値Ｖｃｃを制御するように動作する。

図５は図３において符号９として示された電源部の具体的な一例を示すものであり、これは、バッテリーＢａｔｔから供給される１次側電圧を昇圧させるＤＣ／ＤＣコンバータの例を示している。すなわち、図３に示すＶｆ検出部８からの制御電圧Ｖｃｏｎに応じて可変電圧源２１の出力値が可変制御され、この可変電圧源２１の出力は誤差増幅器２２における一方の入力端（反転入力端）に供給されるように構成されている。

また、前記誤差増幅器２２における他方の入力端（非反転入力端）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ９における出力電圧Ｖｃｃを分圧する抵抗素子Ｒ１およびＲ２による分圧出力が供給されるように構成されている。したがって、誤差増幅器２２における出力電圧値は、前記した制御電圧ＶｃｏｎおよびＤＣ／ＤＣコンバータ９における出力電圧Ｖｃｃの差分に相当するものとなる。

図５に示す構成は、前記したとおり昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを構成しており、前記誤差増幅器２２における出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成するスイッチング信号生成回路２３に供給されるように構成されている。このスイッチング信号生成回路２３には、基準三角波発振器２４およびＰＷＭ回路２５が備えられている。前記ＰＷＭ回路２５は図示せぬコンパレータが具備されており、このコンパレータに対して前記誤差増幅器２２からの出力および基準三角波発振器２４からの三角波が供給されることで、ＰＷＭ回路２５からはＰＷＭ信号が生成される。

前記ＰＷＭ回路２５からのＰＷＭによるパルス信号はパワーＦＥＴＱ１ゲートに供給され、ＦＥＴＱ１をスイッチング動作するように作用する。すなわち、前記ＦＥＴＱ１のオン動作によって、１次側の直流電圧源（バッテリー）Ｂａｔｔからの電力エネルギーがインダクタＬ１に蓄積され、一方、ＦＥＴＱ１のオフ動作に伴い、前記インダクタに蓄積された電力エネルギーは、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に蓄積される。

そして、前記ＦＥＴＱ１のオン・オフ動作の繰り返しにより、昇圧されたＤＣ出力をコンデンサＣ１の端子電圧として得ることができ、これがコンバータ９の出力電圧Ｖｃｃとなる。この出力電圧Ｖｃｃは前記したとおり抵抗Ｒ１およびＲ２により分圧されて誤差増幅器２２に帰還される。したがって、コンバータ９からの出力電圧Ｖｃｃは、前記したＶｆ検出部８からの制御電圧Ｖｃｏｎに対応して制御されることになる。

前記したようにＶｆ検出部８からの出力に基づいて、電源部９を構成するＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧レベルを制御する構成を採用することで、表示パネル１０に配列された発光表示用ＥＬ素子Ｅ１における順方向電圧Ｖｆの経時変化分が効果的に補償されることになる。加えて前記Ｖｆの温度の依存性も補償された状態で、各画素１０ａに印加される駆動電圧Ｖｃｃが制御される。

したがって、前記した実施の形態のようにＰＬＥ制御手段を採用した発光表示パネルの駆動装置において、表示パネルに配列されたＥＬ素子の経時変化の進行にかかわりなく、表示パネルの表示輝度特性を良好に保つことができる駆動装置を提供することができ、また環境温度に対する依存性が補償された表示輝度特性を得ることができる。

図６はこの発明にかかる表示パネルの駆動装置における第２の実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図６に示した構成においては、すでに説明した図３に示す構成における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、その詳細な説明は省略する。

この図６に示した実施の形態においては、前記したＰＬＥ制御が実行される輝度制御部２に供給される輝度制御信号に基づいて、モニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整するように構成した点に特徴を有する。そして、図６に示した実施の形態においては、輝度制御部２に供給される前記輝度制御信号として、平均輝度算出手段（ＡＰＬ部）３により得られる映像信号の平均輝度を示す制御信号を利用するように構成されている。

すなわち、駆動率制御部７は前記ＡＰＬ部３により得られる映像信号の平均輝度を示す制御信号を受けて、モニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御するように動作する。そして、図６に示した映像表示手段４および電源部９は、図４および図５に示したそれぞれの構成を好適に採用することができる。したがって、この図６に示した実施の形態においても、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図７はこの発明にかかる表示パネルの駆動装置における第３の実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図７に示した構成においては、すでに説明した図３に示す構成における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、その詳細な説明は省略する。

この図７に示した実施の形態においても、前記したＰＬＥ制御が実行される輝度制御部２に供給される輝度制御信号に基づいて、モニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整するように構成されている。そして、図７に示した実施の形態においては、輝度制御部２に供給される前記輝度制御信号として、表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号を利用するように構成されている。

すなわち、駆動率制御部７は前記ディマー制御信号を受けて、モニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御するように動作する。そして、図７に示した映像表示手段４および電源部９は、図４および図５に示したそれぞれの構成を好適に採用することができる。したがって、この図７に示した実施の形態においても、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図８はこの発明にかかる表示パネルの駆動装置における第４の実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図８に示した構成においては、すでに説明した図３に示す構成における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、その詳細な説明は省略する。

この図８に示した実施の形態においては、前記したＰＬＥ制御が実行される輝度制御部２より得られる輝度制御された映像信号に基づいてモニタ素子Ｅｘに加える直流電流値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整するように構成されている。このために、図８に示した実施の形態においては、定電流源５はモニタ素子Ｅｘに流す直流電流値が制御できる可変電流源を構成している。

そして、駆動率制御部７は前記輝度制御部２より得られる輝度制御された映像信号に基づいて、定電流源５による電流値を制御するように構成されている。なお、図８に示した映像表示手段４および電源部９として、同様に図４および図５に示したそれぞれの構成を好適に採用することができる。したがって、この図８に示した実施の形態においても、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図９はこの発明にかかる表示パネルの駆動装置における第５の実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図９に示した構成においては、すでに説明した図３に示す構成における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、その詳細な説明は省略する。

この図９に示した実施の形態においては、前記したＰＬＥ制御が実行される輝度制御部２に供給される輝度制御信号に基づいて、モニタ素子Ｅｘに加える直流電流値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整するように構成されている。このために、図９に示した実施の形態においては、定電流源５は図８に示した構成と同様にモニタ素子Ｅｘに流す直流電流値が制御できる可変電流源を構成している。

そして、駆動率制御部７は、前記平均輝度算出手段（ＡＰＬ部）３により得られる映像信号の平均輝度情報を受けて定電流源５による電流値を制御するように構成されている。なお、図９に示した映像表示手段４および電源部９においても、図４および図５に示したそれぞれの構成を好適に採用することができる。したがって、この図９に示した実施の形態においても、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

図１０はこの発明にかかる表示パネルの駆動装置における第６の実施の形態をブロック図によって示したものである。なお、図１０に示した構成においては、すでに説明した図３に示す構成における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、その詳細な説明は省略する。

この図１０に示した実施の形態においても、前記したＰＬＥ制御が実行される輝度制御部２に供給される輝度制御信号に基づいて、モニタ素子Ｅｘに加える直流電流値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整するように構成されている。このために、図１０に示した実施の形態においても、定電流源５は図８および図９に示した構成と同様に、モニタ素子Ｅｘに流す直流電流値が制御できる可変電流源を構成している。

そして、駆動率制御部７は表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号を受けて、モニタ素子Ｅｘに加えるパルス電流のデューティ値を制御するように構成されている。そして、図１０に示した映像表示手段４および電源部９においても、図４および図５に示したそれぞれの構成を好適に採用することができる。したがって、この図１０に示した実施の形態においても、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

以上説明した各実施の形態は、いわば単色の発光素子を画素に使用したモノクローム表示パネルの駆動装置を前提にしている。そこで、前記した有機ＥＬ素子に代表されるこの種の自発光素子を用いて、例えばカラー画像を表示しようとする場合には、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を個別に発光する素子を備えた各サブ画素を組として１つのカラー表示画素が構成される。

この場合、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブ画素を構成するＥＬ素子は、すでに説明したとおりそれぞれ発光効率が異なり、また表示画像に応じて点灯時間およびＰＬＥ制御による点灯輝度も異なることから、各色の素子において経時変化の度合いに相違が発生することになる。さらに各サブ画素を構成するＥＬ素子は、温度依存性もそれぞれの素子において異なる特性を有している。

したがって、前記したようにカラー画像を表示する表示パネルの駆動装置においては、前記モニタ素子Ｅｘ、電流源５、スイッチング素子６、駆動率制御部７、Ｖｆ検出部８、電源部９の組み合わせを、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブ画素に対応させてそれぞれ独立して具備した構成を採用することが望ましい。前記した構成にすることで、図３に基づいてすでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができると共に、経時変化に対応して発生するカラーバランスの崩れを効果的に抑制させることができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、アクティブ駆動方式の発光表示パネルの駆動装置を例示したが、この発明はパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルの駆動装置にも適用することができる。また、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素子を用いた例を示したが、経時変化および温度依存性を有する他の自発光素子を画素に用いた表示パネルの駆動装置に適用することで、同様の作用効果を享受することができる。

有機ＥＬ素子の等価回路を示す図である。 有機ＥＬ素子の諸特性を示す図である。 この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置における第１の実施の形態を示したブロック図である。 図３に示す構成において好適に採用される表示パネルに配列された画素構成の例を示した回路構成図である。 図３に示す実施の形態において好適に採用し得る電源部の例を示した回路構成図である。 この発明にかかる発光表示パネルの駆動装置における第２の実施の形態を示したブロック図である。 同じく第３の実施の形態を示したブロック図である。 同じく第４の実施の形態を示したブロック図である。 同じく第５の実施の形態を示したブロック図である。 同じく第６の実施の形態を示したブロック図である。

符号の説明

１ 映像メモリ
２ 輝度制御部（輝度制御手段）
３ ＡＰＬ部（平均輝度算出手段）
４ 映像表示手段
５ 定電流源
６ スイッチング素子
７ 駆動率制御部
８ Ｖｆ検出部
９ 電源部
１０ 発光表示パネル
１０ａ 表示用画素
１１ データドライバ
１２ ゲートドライバ
Ｅ１ 自発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｅｘ モニタ素子

Claims (4)

1. 入力される映像信号の平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、前記平均輝度算出手段により得られる映像信号の平均輝度情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する輝度制御手段とが備えられ、前記輝度制御手段により輝度制御された映像信号に基づいて映像を表示する発光表示パネルの駆動装置であって、
   前記発光表示パネルに配列された自発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を取り出すことができるモニタ素子と、
   前記モニタ素子より得られる前記順方向電圧に対応する電圧値に基づいて、前記発光表示パネルに与える駆動電圧値が制御される電源部と、
   前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号に基づいて生成されるパルス幅変調信号にて、前記モニタ素子に加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整する駆動率制御部とが具備され、
   前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号が、前記表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号であることを特徴とする発光表示パネルの駆動装置。
2. 前記自発光素子は、有機物質からなる発光機能層を少なくとも一層含む有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１に記載された発光表示パネルの駆動装置。
3. 前記モニタ素子は、前記発光表示パネルに配列された自発光素子と同一仕様の素子で構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光表示パネルの駆動装置。
4. 入力される映像信号の平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、前記平均輝度算出手段により得られる映像信号の平均輝度情報に基づいて、前記映像信号の輝度を制御する輝度制御手段とが備えられ、前記輝度制御手段により輝度制御された映像信号に基づいて映像を表示する発光表示パネルの駆動方法であって、
   前記発光表示パネルに配列された自発光素子の順方向電圧に対応する電圧値をモニタ素子より取り出して、当該電圧値に基づいて前記発光表示パネルに与える駆動電圧値を制御する駆動電圧制御動作と、
   前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号に基づいて生成されるパルス幅変調信号にて、前記モニタ素子に加えるパルス電流のデューティ値を制御することで、前記モニタ素子における経時変化の進行度合いを調整する駆動率制御動作とが実行され、
   前記輝度制御手段に供給される輝度制御信号は、前記表示パネルの全体の明るさを制御するためのディマー制御信号であ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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