JP5456298B2 - Ｏｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＬＥＤ表示装置に関し、特に、低消費電力化を実現できる表示機能を備えたＯＬＥＤ表示装置に関する。

携帯電話、カメラなどの携帯機器の電池駆動時間の長寿命化は、使用期間の長大化やエネルギーの有効活用の面で、非常に重要である。そして、このような携帯機器には、一般的に、表示パネルが用いられており、必然的に表示パネルの低消費電力化が要求される。特に、薄さ、コントラスト、動画特性など、携帯機器に必要な種々のよい特長を備えたＯＬＥＤ表示装置に対する要求が強くなりつつある。

図６は、従来のＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図であり、（ａ）はデータラインの駆動回路、（ｂ）は通常のカラー表示を行う場合の駆動波形をそれぞれ示している。図６において、各画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブ画素で構成されている。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応したＭｕｘ信号によりデータラインドライバが制御され、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応したビデオデータが各データラインに取り込まれる。さらに、ゲートライン信号による適切なタイミングで、各データラインの信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのサブ画素に表示がなされることとなる。

このような構成を備えたＯＬＥＤ表示装置における低消費電力化を実現するための制御方法（電池の長寿命化）としては、一般的に、以下のものが知られている。
１）一定時間表示後に、発光輝度を低下させる。
２）一定時間表示後に、表示を停止させる。
３）周囲光を検知して、最適な発光輝度を設定する。
４）最大消費電流を設定しておき、それを超える場合は、自動的に輝度を低下させ、輝度の再設定を行う。
５）光色毎に電源電圧を変え、最適なマージンを確保しながら電源値（ＶＤＤやＣＶ）を設定する。
６）テキスト画面では、表示データを白黒反転させる。
７）すべての表示を黒バックにする。
８）制御信号の振幅を小さくする（レベルシフタ（Ｌ／Ｓ）をパネル内に内蔵し、Ｌ／Ｓの直前まで低振幅駆動するなど）。
９）駆動回路を間欠動作させる。
１０）サブピクセルを４色（ＲＧＢＷ）用意し、Ｗ成分による駆動を多くする。
１１）ＯＬＥＤ材料の高効率化を図る。
１２）ＯＬＥＤデバイス構造の最適化、あるいは光学材料・構造の最適化による光取り出し効率の向上を図る。

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
ＯＬＥＤ表示装置は、革新と改良を重ね、上述のような低消費電力化がなされてきた。しかし、電力の低下は、永遠に継続されるべき問題であり、課題である。特に、ＯＬＥＤ表示装置は、ＯＬＥＤ材料の効率が低く、電池寿命が短い点を克服することが急務である。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、ＯＬＥＤ材料における効率が低く、電池寿命が短いといった問題を解消したＯＬＥＤ表示装置を得ることを目的とする。

本発明に係るＯＬＥＤ表示装置は、外部からのモノカラーモード信号に応じてカラー表示からモノカラー表示に切り換えるモノカラー表示機能を有するＯＬＥＤ表示装置であって、１画素を構成し互いに異なる色相を発光する複数のサブ画素のそれぞれに対応するビデオデータに対して表示用の補正演算処理を施して補正後のビデオデータを生成し、表示に必要な駆動信号と補正後のビデオデータとを出力する駆動ＩＣ部と、駆動ＩＣ部により生成された駆動信号および補正後のビデオデータを読み込み、複数のサブ画素に接続されたそれぞれのデータラインに対して、データラインに対応する補正後のビデオデータを供給することで、所望のカラー表示またはモノカラー表示を行うパネル部と、複数のサブ画素の中で、モノカラー表示のために選択されるいずれか１つのモノカラー用サブ画素以外のサブ画素に対応するデータラインのそれぞれと、パネル部内部に黒データを供給するように具備された黒データ電源ラインとの間に接続されるモノカラー切り換え用スイッチとを備え、モノカラーモード信号によってモノカラー切り換え用スイッチがＯＮすると、黒データ電源ラインは、モノカラー切り換え用スイッチに接続されたデータラインに黒データを供給し、駆動ＩＣ部は、モノカラーモード信号に応じて、モノカラー用サブ画素に対応するデータラインに対して、補正後のビデオデータを出力し、モノカラー用サブ画素以外のサブ画素に対応するデータラインに接続されたデータラインドライバをＯＦＦさせるものである。

本発明によれば、必要に応じた切り換え信号により、表示モードをカラーモードからモノカラーモードに変更する構成を備えることにより、ＯＬＥＤ材料における効率が低く、寿命が短いといった問題を解消したＯＬＥＤ表示装置を得ることができる。

以下、本発明のＯＬＥＤ表示装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるＯＬＥＤ表示装置の全体構成図であり、駆動ＩＣ１０とパネル２０とで構成されている。駆動ＩＣ１０は、ガンマ補正回路１１、メモリ１２、論理回路１３、ドライバ１４、およびＤＡＣ１５を備えている。また、パネル２０の内部構成については、図２を用いて後述する。

ＯＬＥＤ表示装置の消費電力は、駆動ＩＣ１０の部分での消費電力と、パネル２０の部分での消費電力とに大別され、両方の電力を下げることが有効である。そして、ＯＬＥＤ表示を行うパネル部２０は、通常、ビデオ信号が駆動ＩＣ１０から入力され、その信号に応じた輝度を発光している。従って、発光に寄与する画素数の低減と、駆動ＩＣ１０から入力されるビデオ信号数の低減とが、低消費電力化に効果的である。

そこで、本発明は、表示モードとしてモノカラー表示に切り換える機能を追加し、低消費電力化を実現するＯＬＥＤ表示装置を提案するものである。より具体的には、本発明では、モノカラー表示による低消費電力化を図る意味で、次の２点がポイントとなる。
ポイント１：モノカラー表示を意図する信号のよって、データラインに黒データ（すな
わち、ＯＬＥＤが発光しないデータ）を書き込むこと
ポイント２：モノカラー表示を意図する信号のよって、黒データを表示するサブ画素に
対する駆動ＩＣ内の回路動作（演算処理）を停止させること

実用面での具体例を示すと、例えば、携帯電話において、バッテリー容量が所定量を低下した場合に、本発明に係るモノカラー表示モードに切り換えて省電力化を図ることにより、表示機能はモノカラー化されるものの、携帯電話としての本来の通話・通信機能を長持ちさせることが可能となる。

本発明では、表示するサブ画素を１種類（モノカラー）に限定することで、発光に寄与する画素数の低減を図っている。さらに、表示しないサブ画素用のビデオ信号の演算を簡素化するあるいは省略することで、駆動ＩＣから入力されるビデオ信号数の低減を図っている。

低消費電力の観点からは、電流−光変換効率が最も高い色を選択するのが、効果的である。また、視認性の観点から、Ｇ色を選択してもよい。あるいは、寿命が一番長いと考えられる色を選択してもよい。そして、このような色の選択に関しては、メーカ側で選択してもよいし、ユーザが選択できるように自由度を持たせることも可能である。

図２は、本発明の実施の形態１におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図であり、（ａ）はデータラインの駆動回路、（ｂ）はモノカラーモード時の駆動波形をそれぞれ示している。基本的な構成は、先の図６における従来のＯＬＥＤ表示装置と同じである。さらに、本実施の形態１における図２のＯＬＥＤ表示装置は、ＲＧＢの３原色によるＯＬＥＤ表示装置において、そのうち適当な１色としてＧをモノカラーモードの色とした場合を例示している。

先の図１の構成において、駆動ＩＣ１０は、外部からモノカラーモードの選択信号に相当するＭＣＭ信号（Ｍｏｎｏ−Ｃｈｒｏｍｅ Ｍｏｄｅ）を読み込む。そして、ＭＣＭ信号が「Ｌ」の場合（すなわち、モノカラー表示を行わせたい場合）には、駆動ＩＣ１０内の論理回路１３は、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ビデオデータについて、各種補正のための演算処理を行う。これに対して、モノカラーモードでは、選択された１つの色についてのみ、演算がなされる。従って、演算量は３分の１以下に減少し、メモリ１２とのデータのやり取りも減少する。

一方、駆動ＩＣ１０内のＤＡＣ１５は、ＭＣＭ信号が「Ｌ」の場合には、モノカラーモードの色として選択されたＧサブ画素に対応するデータのみＤＡ変換後のビデオデータを出力し、他のサブ画素Ｒ、Ｂに対応するデータとしては、個々にＤＡ変換をすることなしに黒データ（すなわち、ＯＬＥＤが発光しないビデオデータ）に対応するＤＡ変換後のビデオデータを出力する。

一方、駆動ＩＣ１０からＤＡ変換後のビデオデータを受け取ったパネル２０側では、図２に示した表示処理を行うことで、Ｇサブ画素のビデオデータに対応したモノカラーモードの表示を行うことができる。

モノカラーモードの選択信号に相当するＭＣＭ信号は、専用のスイッチ回路を設けることで対応可能であり、ユーザは、このスイッチ回路により、所望のタイミングでモノカラーモードへの変更が可能となる。

また、モノカラーモードとして、どのサブ画素を用いるかについても、専用のスイッチ回路を設けることで対応可能であり、この選択は、メーカサイドであらかじめ行うこともできるが、先のＭＣＭ信号と同様に、ユーザ選択可能とすることもできる。

以上のように、実施の形態１によれば、モノカラーモードへの選択切り替えが可能な構成を備えており、必要に応じて表示モードをフルカラーからモノカラーに切り換えることで、低消費電力化および電池の長寿命化を図ることができるＯＬＥＤ表示装置を得ることができる。

このようなモノカラーモードによる低消費電力化は、バックライトを用いる液晶表示装置では不可能なモードであり、ＯＬＥＤ表示装置に有効な機能といえる。さらに、上述したモノカラーモードでは、パネル部分のみならず、駆動ＩＣの消費電力も低減可能となる。さらに、パネル部分での消費電力の９０％以上は、ＯＬＥＤでの消費電力である。従って、モノカラー表示を行わせることで、パネル部分の消費電力は、約３分の１以下にすることができる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、ＲＧＢの３原色によるＯＬＥＤ表示装置において、モノカラー表示を行わせる場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、ＲＧＢに加えＷサブ画素をさらに備えたＲＧＢＷの４色によるＯＬＥＤ表示装置において、モノカラー表示を行わせる場合について説明する。

先の実施の形態１では、モノカラーモードの色として、ＲＧＢのサブ画素の中から１つを選択していたが、本実施の形態２では、Ｗサブ画素をモノカラーモードの色として選択する。モノカラーモードの色として選択されなかったサブ画素（すなわち、本実施の形態２においては、ＲＧＢの各サブ画素に相当）に対して、発光しない黒のビデオデータを書き込む点は、先の実施の形態１の場合と同様である。

図３は、本発明の実施の形態２におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図であり、（ａ）はデータラインの駆動回路、（ｂ）はモノカラーモード時の駆動波形をそれぞれ示している。図３において、サブ画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗで構成されている。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗに対応したＭｕｘ信号によりデータラインドライバが制御され、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗに対応したビデオデータが各データラインに取り込まれる。さらに、ゲートラインの信号による適切なタイミングで、各データラインの信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗそれぞれのサブ画素に表示がなされることとなる。

ＲＧＢのそれぞれのサブ画素の場合、Ｗｈｉｔｅ材料を光らせてカラーフィルタ（ＣＦ）で色付けしている。一方、Ｗサブ画素は、ＣＦがなく、他色より取り出し効率が上がる。すなわち、Ｗサブ画素は、この４つのサブ画素の中で最も変換効率が大きい。従って、図３の構成のように、サブ画素としてＲＧＢＷを備えている場合には、モノカラーモードの色としてＷサブ画素を選択するのが最も効果的である。

基本的な動作は、先の実施の形態１と同様であり、ＲＧＢＷのモノカラーモードでは、ＲＧＢには黒データを入力し、Ｗには通常のビデオデータを入力する点が異なるだけである。

以上のように、本実施の形態２によれば、先の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、最も変換効率が大きいＷサブ画素をモノカラーモードの色として選択することで、低消費電力化および電池の長寿命化の効果をより発揮できるＯＬＥＤ表示装置を得ることができる。パネル部分での消費電力の９０％以上は、ＯＬＥＤでの消費電力である。従って、モノカラー表示を行わせることで、ＲＧＢＷからなるパネル部分の消費電力は、約４分の１以下にすることができる。

実施の形態３．
先の実施の形態１、２では、ＯＬＥＤを光らせないビデオデータ（黒データ）を駆動ＩＣ側からパネル側へ入力する場合について説明した。これに対して、本実施の形態３では、黒データをパネル２０の内部の電源から導入する場合について説明する。以下の説明においては、各画素におけるＯＬＥＤ駆動ＴＦＴの伝導型がｐチャンネルトランジスタとした場合を示す。

図４は、本発明の実施の形態３におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図であり、（ａ）はデータラインの駆動回路、（ｂ）はモノカラーモード時の駆動波形をそれぞれ示している。本実施の形態３における図４のＯＬＥＤ表示装置は、ＲＧＢの３原色によるＯＬＥＤ表示装置において、そのうち適当な１色としてＧサブ画素をモノカラーモードの色とした場合を例示している。

先の実施の形態１における図２の構成、および先の実施の形態２における図３の構成では、ＯＬＥＤを光らせないビデオデータを駆動ＩＣ１０側から取得して、パネル２０側は、取得したビデオデータを単に通常の動作で表示させていた。これに対して、本実施の形態３における図４の構成では、パネル２０側の内部で、モノカラーモードの選択信号に相当するＭＣＭ信号を利用して、黒データを生成している。

より具体的には、ＲＧＢそれぞれのデータラインとＶＤＤラインとの間に、モノカラーモードに切り換えるためのスイッチとして、ＭＳＷ（Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ−ＳＷ）トランジスタが設けられている。

そして、ＭＣＭ信号が「Ｌ」の場合（すなわち、モノカラー表示を行わせたい場合）には、以下の動作を行う。
１）ＲとＢに対応するＭｕｘ信号を「Ｈ」固定として駆動ＩＣ１０から受信し、動作するのはＧサブ画素の１つに減る。
２）ＲとＢのデータラインは、ＭＳＷトランジスタがＯＮすることで、ＶＤＤラインから「Ｈ」データが入力され、以後、モノカラーモードが続く限り、データの変化はない。
３）結果として、ＲとＢのビデオデータは、「Ｄｏｎ’ｔ ｃａｒｅ」となり、駆動ＩＣ１０で駆動する必要はない。
この結果、選択されなかったサブ画素に対応したデータラインに、黒データをパネル２０側で書き込むことができるとともに、駆動ＩＣ１０側の演算負荷を軽減することができる。

次に、先の図１を用いて、駆動ＩＣ１０側の動作について説明する。モノカラーモードを検知したＭＣＭ信号が発生すると、選択されたモノカラーのみの演算が論理回路１３とメモリ１２との間で行われた後、ドライバ１４およびＤＡＣ１５から、モノカラーモードに必要な駆動信号（ＣＬＫ、Ｘ、Ｙ駆動信号、Ｍｕｘ信号、ＭＣＭ信号）やビデオ信号（ビデオデータ）がパネル２０に入力される。

論理回路１３は、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ビデオデータについて、各種補正のための演算処理を行う。これに対して、モノカラーモードでは、選択された１つの色についてのみ、演算がなされる。従って、演算量は３分の１以下に減少し、メモリ１２とのデータのやり取りも減少する。

また、ドライバ１４からは、通常、３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のビデオデータを書き込むためのＭｕｘ信号が出力される。しかし、モノカラーモードでは、選択された１つの色を書き込むのに必要なＭｕｘ信号のみが出力され、他の２色は「Ｈ」状態として出力されることとなる。

また、ＤＡＣ１５からは、通常、３色のビデオデータが出力されるが、モノカラーモードでは、選択された１つの色のみが出力され、データラインに反映されることとなる。一方、他の色は、Ｍｕｘ信号が「Ｈ」状態となり、ＲおよびＢのデータラインドライバがＯＦＦ状態となるため（図４（ａ）（ｂ）参照）、ビデオデータとしてはどのようなデータが出ていても関係ないこととなる。この結果、駆動ＩＣ１０側の演算負荷を軽減することができる。

以上のように、実施の形態３によれば、モノカラーモードへの選択切り替えが可能な構成を備えており、必要に応じて表示モードをフルカラーからモノカラーに切り換えることで、低消費電力化および電池の長寿命化を図ることができるＯＬＥＤ表示装置を得ることができる。

さらに、実施の形態３によれば、駆動ＩＣ側だけでなく、パネル側にもモノカラーモードへの選択切り替えが可能な構成を備えることで、モノカラー表示を行わないサブ画素に対応するデータラインを強制的に黒データ（すなわち、ＯＬＥＤが発光しないデータ）に変更することができ、駆動ＩＣ側の演算処理を軽減させることができる。すなわち、駆動ＩＣ側においても、ビデオデータの転送（入出力）を１種類のみにできるとともに、ビデオデータの演算を１つのみにすることができ、駆動ＩＣ側の消費電力をさらに低減できる。

実施の形態４．
先の実施の形態３では、ＲＧＢの３原色によるＯＬＥＤ表示装置において、パネル側にＭＳＷトランジスタを設けて、モノカラー表示を行わせる場合について説明した。これに対して、本実施の形態４では、ＲＧＢに加えＷサブ画素をさらに備えたＲＧＢＷのＯＬＥＤ表示装置において、パネル側にＭＳＷトランジスタを設けて、モノカラー表示を行わせる場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態４におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図であり、（ａ）はデータラインの駆動回路、（ｂ）はモノカラーモード時の駆動波形をそれぞれ示している。図５において、サブ画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗで構成されたている。そして、先の実施の形態３では、モノカラーモードの色として、ＲＧＢの中から１つを選択していたが、本実施の形態４では、先の実施の形態２と同様に、Ｗサブ画素をモノカラーモードの色として選択する。

そして、ＭＣＭ信号が「Ｌ」の場合（すなわち、モノカラー表示を行わせたい場合）には、以下の動作を行う。
１）Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するＭｕｘ信号を「Ｈ」固定として駆動ＩＣ１０から受信し、動作するのはＷサブ画素の１つに減る。
２）Ｒ、Ｇ、Ｂのデータラインは、ＭＳＷトランジスタがＯＮすることで、ＶＤＤラインから「Ｈ」データが入力され、以後、モノカラーモードが続く限り、データの変化はない。
３）結果として、Ｒ、Ｇ、Ｂのビデオデータは、「Ｄｏｎ’ｔ ｃａｒｅ」となり、駆動ＩＣ１０で駆動する必要はない。
この結果、選択されなかったサブ画素に対応したデータラインに、黒データをパネル２０側で書き込むことができるとともに、駆動ＩＣ１０側の演算負荷を軽減することができる。

また、駆動ＩＣ１０側の動作は、Ｗサブ画素をモノカラーモードの色として選択した点が異なるだけで、先の実施の形態３と同様である。

以上のように、実施の形態４によれば、先の実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、最も変換効率が大きいＷサブ画素をモノカラーモードの色として選択することで、低消費電力化および電池の長寿命化の効果をより発揮できるＯＬＥＤ表示装置を得ることができる。パネル部分での消費電力の９０％以上は、ＯＬＥＤでの消費電力である。従って、モノカラー表示を行わせることで、ＲＧＢＷからなるパネル部分の消費電力は、約４分の１以下にすることができる。

なお、上述した実施の形態１〜４では、サブ画素を１つ選択してモノカラー表示を行わせる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ＲＧＢあるいはＲＧＢＷのうちの２色を選択した簡易カラー表示を行うことで、低消費電力化を図りつつ、モノカラー表示よりも情報量の多い擬似カラー表示を行わせることが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるＯＬＥＤ表示装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態１におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図である。 本発明の実施の形態２におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図である。 本発明の実施の形態３におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図である。 本発明の実施の形態４におけるＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図である。 従来のＯＬＥＤ表示装置の表示方法に関する説明図である。

符号の説明

１０ 駆動ＩＣ（駆動ＩＣ部）、１２ メモリ、１３ 論理回路、１４ ドライバ、１５ ＤＡＣ、２０ パネル（パネル部）。

Claims (6)

1. 外部からのモノカラーモード信号に応じてカラー表示からモノカラー表示に切り換えるモノカラー表示機能を有するＯＬＥＤ表示装置であって、
   １画素を構成し互いに異なる色相を発光する複数のサブ画素のそれぞれに対応するビデオデータに対して表示用の補正演算処理を施して補正後のビデオデータを生成し、表示に必要な駆動信号と前記補正後のビデオデータとを出力する駆動ＩＣ部と、
   前記駆動ＩＣ部により生成された前記駆動信号および前記補正後のビデオデータを読み込み、前記複数のサブ画素に接続されたそれぞれのデータラインに対して、前記データラインに対応する前記補正後のビデオデータを供給することで、所望のカラー表示またはモノカラー表示を行うパネル部と、
   前記複数のサブ画素の中で、前記モノカラー表示のために選択されるいずれか１つのモノカラー用サブ画素以外のサブ画素に対応するデータラインのそれぞれと、前記パネル部内部に黒データを供給するように具備された黒データ電源ラインとの間に接続されるモノカラー切り換え用スイッチと
   を備え、
   前記モノカラーモード信号によって前記モノカラー切り換え用スイッチがＯＮすると、前記黒データ電源ラインは、前記モノカラー切り換え用スイッチに接続されたデータラインに前記黒データを供給し、
   前記駆動ＩＣ部は、前記モノカラーモード信号に応じて、前記モノカラー用サブ画素に対応するデータラインに対して、前記補正後のビデオデータを出力し、前記モノカラー用サブ画素以外のサブ画素に対応するデータラインに接続されたデータラインドライバをＯＦＦさせる
   ことを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
2. 請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置において、
   前記複数のサブ画素は、ＲＧＢの３色またはＲＧＢＷの４色で構成されることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
3. 請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置において、
   前記複数のサブ画素の中で電流−光変換効率が一番高いサブ画素を前記モノカラー用サブ画素とすることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
4. 請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置において、
   前記複数のサブ画素の中で視認性が一番高いサブ画素を前記モノカラー用サブ画素とすることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
5. 請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置において、
   前記複数のサブ画素の中で寿命が一番長いサブ画素を前記モノカラー用サブ画素とすることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
6. 請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置において、
   前記複数のサブ画素がＲＧＢＷの４色で構成される場合には、Ｗサブ画素を前記モノカラー用サブ画素とすることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。

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