JPH10319909A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素毎及びパネル毎に均一な発光光量を得、
画像品位をよくする。 【解決手段】 コントローラ２は、２進表現された画像
信号を１フレーム単位で保存する。コントローラ２は、
保存した１フレーム分の画像信号の各桁の値に従って２
階調の画像データで表示する画像を表す複数のサブフレ
ームに１フレームを分割する。このサブフレーム毎の２
階調の画像データは、ゲートドライバ３の選択に従い、
行毎にドレインドライバ４からキャパシタＣｐに書き込
まれる。この画像データが“１”のとき、駆動用トラン
ジスタ１２がオンされる。コモンドライバ５は、サブフ
レーム毎に所定レベルの電圧を印加し、有機ＥＬ素子１
１の電極間に印加する電圧を制御する。これにより、有
機ＥＬ素子１１はサブフレーム毎に異なる明るさで発光
する。各サブフレームの画像が視覚的に合成されて、１
フレーム中での階調が表現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置及びその
駆動方法に関し、特に有機ＥＬ表示装置の階調表示に好
適な表示装置及びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モバイルコンピューティングが盛んにな
るにつれて、平面型の表示装置に対する需要がますます
増してきている。平面型の表示装置としては、従来、液
晶表示装置が一般に用いられている。しかしながら、液
晶表示装置には、視野角が狭い、応答特性が悪いといっ
た問題がある。

【０００３】これに対し、視野角が広く、しかも応答特
性がよい平面型の表示装置として、近年、有機ＥＬ（エ
レクトロルミネッセンス）表示装置が注目されている。
ドットマトリクス表示を行う有機ＥＬ表示装置に使用さ
れる有機ＥＬパネルの各画素は、例えば、図１４に示す
ように、有機ＥＬ素子３１と、ＴＦＴ（Thin Film Tran
sistor）で構成される駆動用トランジスタ３２と、ＴＦ
Ｔで構成される選択用トランジスタ３３とから構成され
る。そして、選択用トランジスタ３３のゲートはゲート
ドライバ（図示せず）に接続されたゲートラインＧＬに
接続され、ドレインはドレインドライバ（図示せず）に
接続されたドレインラインＤＬに接続される。また、選
択用トランジスタ３３のソースは、駆動用トランジスタ
３２のゲートに接続されている。また、各駆動用トラン
ジスタ３２のソースはそれぞれに対応する有機ＥＬ素子
３１のカソードに接続され、ドレインは接地されてい
る。そして、全ての有機ＥＬ素子３１のアノードには、
一定電圧値の基準電位Ｖｄｄが常時印加されるように接
続されている。

【０００４】この有機ＥＬ表示装置にフルカラー画像を
表示する場合など、ドレインドライバからドレインライ
ンＤＬ及び選択用トランジスタ３２を介して駆動用トラ
ンジスタ３２に印加する電圧をそれぞれ制御し、駆動用
トランジスタ３２のソース・ドレイン間電流を制御する
ことによって、各々の有機ＥＬ素子３１の発行輝度階調
表示を行っていた。

【０００５】すなわち、図１５の特性図に示すように、
基準電位Ｖｄｄを一定にして、つまり駆動用トランジス
タ３２のソースドレイン間電圧Ｖｓｄを一定とすると、
ゲート電圧Ｖｇを変化させることによってソース・ドレ
イン間電流Ｉｓｄが変化する。これにより、有機ＥＬ素
子３１を流れる電流の量が変化し、有機ＥＬ素子３１内
の有機ＥＬ層における正孔と電子との結合時に励起され
るエネルギーが変化することによって、有機ＥＬ素子３
１が発する光の量が変化する。

【０００６】しかしながら、画素数の増大に従い、１パ
ネル内のすべての有機ＥＬ素子３１に接続される駆動用
トランジスタ３２のゲート電圧−ソースドレイン間電流
の特性を均一にすることは、極めて困難なことであるた
め、駆動用トランジスタ３２のゲートに印加する電圧の
値が仮に同じであっても、ソースドレイン間電流にバラ
ツキが生じる。また、同様に選択用トランジスタ３３の
トランジスタ特性にもバラツキが生じているので、これ
らのトランジスタ３２、３３の特性のバラツキの相乗作
用により、、有機ＥＬ素子３１を流れる電流の値、言い
換えれば正孔の量と電子の量も著しくバラツキが大きく
なり、ドレインラインＤＬに同じデータ信号を出力して
いるにもかかわらず画素毎に有機ＥＬ素子３１の発光光
量がばらついてしまい、これにより、有機ＥＬパネルに
表示される画像の品位が悪くなるという問題があった。

【０００７】この問題は、有機ＥＬパネルの歩留まりが
低下するという問題を招く。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消するためになされたものであり、画素
毎及びパネル毎に均一な発光光量が得られ、画像品位が
よい表示装置及びその駆動方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかる表示装置は、マトリク
ス状に配置された複数の発光素子と、それぞれ一端がこ
の発光素子の各々の一方の電極に接続され、他端に基準
電圧が印加されている複数の第１のスイッチと、各第１
のスイッチをオン・オフするデータを当該第１のスイッ
チに書き込む複数の第２のスイッチと、を備える表示パ
ネルと、１フィールドの画像を、１フィールド中におけ
る画像の階調に応じて、それぞれの階調画像で構成され
るサブフィールドの画像に分割する画像処理手段と、前
記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択する
選択駆動手段と、前記画像処理手段によって分割された
サブフィールド毎の画像に応じて、各サブフィールドに
選択された前記第２のスイッチを介して前記第１のスイ
ッチをオン・オフするためのデータを出力するデータ駆
動手段と、前記マトリクスの行毎の前記発光素子の他方
の電極に接続され、前記選択駆動手段が選択した行の前
記第２のスイッチに対応する前記発光素子の他方の電極
に、前記サブフィールド毎に定められた所定の電圧を印
加する電圧駆動手段と、を備えることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の第１の観点にかかる表示装
置は、マトリクス状に配置され、一対の電極のうちの一
方の電極に基準電位が印加された複数の発光素子と、一
端がこの発光素子の各々の他方の電極に接続されている
複数の第１のスイッチと、各第１のスイッチをオン・オ
フするデータを当該第１のスイッチに書き込む複数の第
２のスイッチと、を備える表示パネルと、１フィールド
の画像を、１フィールド中における画像の階調に応じ
て、それぞれ階調の画像で構成されるサブフィールドの
画像に分割する画像処理手段と、前記マトリクスの行の
前記第２のスイッチを順次選択する選択駆動手段と、前
記画像処理手段によって分割されたサブフィールド毎の
画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第２
のスイッチを介して前記第１のスイッチをオン・オフす
るためのデータを出力するデータ駆動手段と、前記マト
リクスの行毎の前記複数の第１のスイッチの他端にそれ
ぞれ接続され、前記選択駆動手段が選択した行の第２の
スイッチに対応する前記第１のスイッチの他端に、前記
サブフィールド毎に定められた所定の電圧を印加する電
圧駆動手段と、を備える構成としてもよい。

【００１１】ここで、前記第１のスイッチは、例えば、
ゲート絶縁膜に不純物をドープし、ゲートにデータを書
き込めるようにしたメモリトランジスタを用いることが
できる。また、トランジスタとこのトランジスタをオン
・オフするためのデータを保持するためのキャパシタ
（コンデンサ）とによって前記第１のスイッチを構成す
ることもできる。

【００１２】これらの表示装置によれば、第１のスイッ
チをオン・オフするためのデータは、１フィールドにお
ける階調に応じてサブフィールド毎に発光素子の発光／
非発光を決めている。そして、電圧駆動手段が発光素子
の他方の電極に印加する電圧を制御することによって、
サブフィールド毎に発光する発光素子の明るさが制御さ
れる。このため、サブフィールドに分割された画像が視
覚的に合成して１フィールドの画像となり、発光素子の
明るさは、１フィールドにおける発光輝度の合計によっ
て決められる。すなわち、第１スイッチ及び第２スイッ
チをオン・オフするだけで階調制御できるため、この表
示装置では、同一の階調における画素の明るさをどの発
光素子においても第１スイッチ及び第２スイッチの電気
的特性のばらつきに実質的に左右されずほぼ一定にする
ことができるので、画像品位の高い画像を表示すること
ができる。また、表示パネル毎に表示のばらつきが生じ
ることがない。

【００１３】なお、ここで、前記所定の電圧は、前記第
１のスイッチをオンしたときに、前記発光素子をサブフ
ィールドに応じて適切な発光輝度で発光させるレベルの
電圧をいう。また、この表示装置における階調とは、画
像の輝度を意味するものである。

【００１４】また、上記表示装置において、前記第１の
スイッチは、データに従ってオン・オフ駆動されるトラ
ンジスタから構成され、前記トランジスタのオン抵抗
は、前記発光素子の抵抗よりも十分に小さく、前記トラ
ンジスタのオフ抵抗は、前記発光素子の抵抗よりも十分
に大きくすることを好適とする。

【００１５】ここで、前記トランジスタのオン抵抗は、
例えば、前記発光素子の抵抗の１０分の１以下とするも
ので、前記トランジスタ及び前記発光素子に印加される
電圧のほとんどが前記発光素子に分圧され、前記トラン
ジスタのオン抵抗を無視できる位に、前記発光素子の抵
抗より十分大きくするものである。一方、前記トランジ
スタのオフ抵抗は、前記トランジスタ及び前記発光素子
に印加される電圧のうち前記発光素子に分圧される電圧
がその閾値以下の電圧となるように、前記発光素子の抵
抗より十分大きくするものである。

【００１６】すなわち、このように前記トランジスタの
オン抵抗及びオフ抵抗を設定することによって前記トラ
ンジスタの特性に多少のばらつきがあっても、前記発光
素子が発光する光量にさほどばらつきが生じない。この
ため、均一な画像品位がよい画像を表示することができ
る。

【００１７】上記表示装置において、前記１フィールド
の画像は、２ⁿ階調の画像であり、前記画像処理手段
は、前記１フィールドをｎ個のサブフィールドに分割す
るものであり、前記電圧駆動手段は、前記ｎ個のサブフ
ィールドのそれぞれにおいて前記発光素子の発光量の比
が２⁰：２¹：・・・：２^n-1となる所定の電圧を前記発
光素子の前記他方の電極に印加するものであり、ｎは１
以上の整数とすることができる。

【００１８】この場合、前記画像処理手段は、前記１フ
ィールド中での前記発光素子毎の画像をその階調に応じ
て、前記各サブフィールドに対応する複数の桁からなる
データに変換する画像変換手段と、前記複数の桁からな
るデータの各桁の値によって、前記各サブフィールドに
前記第２のスイッチをオン・オフするためのデータを前
記データ駆動手段に供給する画像決定手段と、を有する
ものとすることができる。

【００１９】このようにして１フィールドをサブフィー
ルドに分割し、及び前記所定の電圧の比を定めた場合に
は、最も効率よく２ⁿ階調の画像を表示することができ
る。また、前記画像処理手段を上記のように構成した場
合、各発光素子をどのサブフィールドで発光させるかを
容易に求めることができる。

【００２０】ここで、サブフィールド毎の前記所定の電
圧は、前記発光素子の特性によって決められる。例え
ば、前記発光素子の発光輝度が閾値以上の電圧を電極間
に印加したときに直線的に増加し、前記第１のスイッチ
の他端に印加する基準電圧を前記発光素子の閾値と同レ
ベルで反対の極性の電圧としたときは、前記所定の電圧
の比も２⁰：２¹：・・・：２^n-1とすることができる。

【００２１】なお、上記表示装置において、前記電圧駆
動手段は、各行の前記発光素子の前記他方の電極毎に、
前記選択駆動手段が次のサブフィールドで前記発光素子
に対応する行の前記第２のスイッチを再び選択するま
で、前記所定の電圧を印加するものとすることが出来
る。

【００２２】この場合、前記発光素子の各サブフィール
ドにおける発光期間は、ほぼ１サブフィールド期間とな
る。これにより、効率的に画像を表示することができ
る。

【００２３】なお、この場合において、それぞれの発光
量で前記発行素子を発行させるｎ個のサブフィールドの
順番は、任意である。

【００２４】上記表示装置において、前記複数の発光素
子の各前記他方の電極は、前記マトリクスの各行単位
で、前記行方向に同じ幅で共通して形成されたものとす
ることを好適とする。

【００２５】上記表示装置において、前記複数の発光素
子は、前記マトリクスに所定の順序で配置されたそれぞ
れ赤、緑、青の光を発する３種類の発光素子から構成さ
れる、ものとすることができる。

【００２６】このように、３種類の発光素子を所定の順
序で配置することによって、上記表示装置にカラー画像
を表示することができる。

【００２７】上記表示装置において、各前記発光素子
は、有機エレクトロルミネッセンス素子によって構成さ
れることを好適とする。

【００２８】すなわち、有機エレクトロルミネッセンス
素子は、応答特性がよいため、サブフィールド中で前記
所定の電圧を印加する期間が短くても、十分に発光する
ことができるからである。

【００２９】また、上記目的を達成するため、本発明の
第２の観点にかかる表示装置の駆動方法は、マトリクス
状に配置された複数の発光素子と、それぞれ一端がこの
発光素子の各々の一方の電極に接続されている複数の第
１のスイッチと、この複数の第１のスイッチの各々をオ
ン・オフする複数の第２のスイッチとを備え、前記複数
の発光素子の他方の電極或いは前記複数の第１のスイッ
チの他端のうちの一方に基準電圧が印加され、前記複数
の発光素子の他方の電極或いは前記複数の第１のスイッ
チの他端のうちの他方が、各行毎に接続されている表示
パネルを有する表示装置の駆動方法であって、前記表示
パネルに表示される１フィールドの画像を、１フィール
ド中における画像の階調に応じて、それぞれの階調の画
像で構成されるサブフィールドの画像に分割する画像処
理ステップと、前記マトリクスの行の前記第２のスイッ
チを順次選択する選択駆動ステップと、前記画像処理ス
テップで分割されたサブフィールド毎の画像に応じて、
各サブフィールドに選択された前記第２のスイッチに前
記第１のスイッチをオン・オフするためのデータを出力
するデータ駆動ステップと、各行毎に接続されている、
前記複数の発光素子の他方の電極或いは前記複数の第１
のスイッチの他端のうちの他方に、前記サブフィールド
毎に定められた所定の電圧を印加する電圧駆動ステップ
と、を含むことを特徴とする。

【００３０】第１のスイッチをオン・オフするためのデ
ータは、１フィールドにおける階調に応じてサブフィー
ルド毎に発光素子の発光／非発光を決めている。そし
て、電圧駆動ステップにおいて、各行毎に接続されてい
る、複数の発光素子の他方の電極或いは複数の第１のス
イッチの他端のうちの他方に、サブフィールド毎に定め
られた所定の電圧を印加する電圧を制御することによっ
て、サブフィールド毎に発光する発光素子の明るさが制
御される。このため、サブフィールドに分割された画像
が視覚的に合成して１フィールドの画像となり、発光素
子の明るさは、１フィールドにおける発光輝度の合計に
よって決められる。すなわち、第１スイッチ及び第２ス
イッチをオン・オフするだけで階調制御できるため、こ
の表示装置の駆動方法では、同一の階調におけるがその
明るさをどの発光素子においても第１スイッチ及び第２
スイッチの電気的特性のばらつきに実質的に左右されず
ほぞ一定にすることができるので、画像品位の高い画像
を表示することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。

【００３２】この実施の形態においては、１フレームの
画像を実質的に表示する期間である１フィールド期間を
４個のサブフィールド期間に分割し、各サブフィールド
期間における発光量を１：２：４：８とすることによっ
て、１６階調を表示する有機ＥＬ表示装置を例として説
明する。

【００３３】図１は、この実施の形態の有機ＥＬ表示装
置の構成を示すブロック図である。図示するように、こ
の有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬパネル１、コントロー
ラ２、ゲートドライバ３、ドレインドライバ４、及びコ
モンドライバ５とから構成される。

【００３４】有機ＥＬパネル１は、図中の等価回路図に
示すように、有機ＥＬパネルの各画素は、有機ＥＬ素子
１１と、駆動用トランジスタ１２と、選択用トランジス
タ１３と、キャパシタＣｐとから構成される。

【００３５】有機ＥＬ素子１１は、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色の光を発するものが、
有機ＥＬパネル１上に所定の順序でマトリクス状に配置
されている。有機ＥＬ素子１１は、図２の特性図に示す
ように、アノード−カソード間に閾値Ｖｔｈ以上の電圧
が印加されると、後述する有機ＥＬ層を流れる電流が急
激に立ち上がり、この電流の値に応じた輝度で発光す
る。印加電圧及び発光輝度はＶｔｈ〜（Ｖｔｈ＋Ｖｘ）
の範囲において実質的に１次関数的に示すことができる
ので、有機ＥＬ槽の両端に印加される印加電圧値をこの
範囲で階調制御することにより輝度階調を制御する。有
機ＥＬ層を流れる電流、すなわち有機ＥＬ素子１１の発
光量は、アノード−カソード間に印加される電圧がＶｔ
ｈ＋Ｖｘ以上となると、飽和していく。

【００３６】駆動用トランジスタ１２は、ＴＦＴから構
成される。駆動用トランジスタ１２のゲートは選択用ト
ランジスタ１３のソースに、ドレインは有機ＥＬ素子１
１のカソード電極に接続され、ソースは接地（０Ｖ）さ
れている。駆動用トランジスタ１２は、有機ＥＬ素子１
１に供給する電力をオン・オフするスイッチとして使用
される。

【００３７】駆動用トランジスタ１２は、後述するコモ
ンドライバ５から有機ＥＬ素子１１にコモン信号が印加
されたとき、オン抵抗が有機ＥＬ素子１１の抵抗より十
分小さくなり（例えば、１０分の１以下）、オフ抵抗が
有機ＥＬ素子１１の抵抗より十分に大きくなる（例え
ば、１０倍以上）特性を有している。このため、駆動用
トランジスタ１２がオンしているときは、コモンドライ
バ５から出力された電圧のほとんどが有機ＥＬ素子１１
に分圧される。このため、この実施の形態の有機ＥＬ表
示装置では、駆動用トランジスタ１２のオン抵抗を実質
的に無視することができる。一方、駆動用トランジスタ
１２がオフしているときは、コモンドライバ５から出力
された電圧のほとんどが駆動用トランジスタ１２のソー
スドレイン間に分圧される。

【００３８】選択用トランジスタ１３は、ＴＦＴから構
成される。選択用トランジスタ１３のゲートは有機ＥＬ
パネル１の行（図の横方向）毎に設けられたゲートライ
ンＧＬに、ドレインは有機ＥＬパネル１の列（図の縦方
向）毎に設けられたドレインラインＤＬに接続されてい
る。また、ソースは駆動用トランジスタ１２のゲートに
接続されている。選択用トランジスタ１３は、後述する
ドレインドライバ４からの駆動信号の駆動用トランジス
タ１２のゲートへの供給をオン・オフするスイッチとし
て用いられる。

【００３９】キャパシタＣｐは、後述するドレインドラ
イバ４から供給された駆動信号を所定期間保持する。キ
ャパシタＣｐが保持する駆動信号は、駆動用トランジス
タ１２をオン・オフするために用いられ、キャパシタＣ
ｐと駆動用トランジスタ１２とで有機ＥＬ素子１１を発
光させるためのスイッチを形成する。

【００４０】以下、有機ＥＬパネル１の構造について詳
しく説明する。図３は、有機ＥＬパネル１の１画素分の
構成を平面的に示す図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線
断面図である。これらの図に示すように、有機ＥＬ素子
１１、駆動用トランジスタ１２及び選択用トランジスタ
１３をガラス基板１４の上に形成することによって、有
機ＥＬパネル１を構成している。

【００４１】具体的に説明すると、ガラス基板１４の上
にアルミニウムからなるゲートメタル膜で構成されるゲ
ートラインＧＬと、ゲートラインＧＬと一体に形成され
た選択用トランジスタ１３のゲート電極１３ａと、駆動
用トランジスタ１２のゲート電極１２ａとがパターン形
成されている。ゲート電極ＧＬ、ゲート電極１３ａ及び
ゲート電極１２ａの上には、陽極酸化膜１４ａが形成さ
れている。さらに、ゲート電極１２ａ上の陽極酸化膜１
４ａの上には、窒化シリコンでなるゲート絶縁膜１４ｂ
が形成されている。

【００４２】ゲート電極１３ａの上側のゲート絶縁膜１
４ｂの上には、アモルファスシリコンでなる半導体層１
３ｄが形成されている。半導体層１３ｄ上、中央にはブ
ロッキング層１３ｅが形成され、その両側にはオーミッ
ク層１３ｆが形成されている。そして、データラインＤ
Ｌと一体形成された選択用トランジスタ１３のドレイン
電極１３ｂが、オーミック層１３ｆに積層して形成され
ている。一方、その反対側には、選択用トランジスタ１
３のソース電極１３ｃが、オーミック層１３ｆに積層し
て形成されている。このようにして選択用トランジスタ
１３が形成される。なお、選択用トランジスタ１３のソ
ース電極１３ｃは、コンタクトホール１５ｂを介して選
択用トランジスタ１２のゲート電極１２ａに接続されて
いる。

【００４３】ゲート電極１２ａの上側のゲート絶縁膜１
４ａの上には、アモルファスシリコンでなる半導体層１
２ｄが形成されている。半導体層１２ｄの中央にはブロ
ッキング層１２ｅが形成され、その両側にはオーミック
層１２ｆが形成されている。そして、基準電圧ラインＳ
Ｌと一体形成された駆動用トランジスタ１２のソース電
極１２ｂが、オーミック層１２ｆに積層して形成されて
いる。一方、その反対側には、駆動用トランジスタ１２
のドレイン電極１２ｃが、オーミック層１３ｆに積層し
て形成されている。このようにして駆動用トランジスタ
１２が形成される。なお、基準電圧ラインＳＬは、接地
されている。

【００４４】上記のようにして形成された駆動用トラン
ジスタ１２及び選択用トランジスタ１３の上には、駆動
用トランジスタ１２のドレイン電極１２ｃの端部に形成
されたコンタクトホール１５ａを除いて、層間絶縁膜１
４ｃが形成されている。層間絶縁膜１４ｃの上には、Ｍ
ｇＩｎ（Magnesium Indium）からなる可視光反射性のカ
ソード電極１１ａがパターン形成されている。カソード
電極１１ａは、コンタクトホール１５ａを介して駆動用
トランジスタ１２のドレイン電極１２ｃと接続されてい
る。カソード電極１１ａの上には、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞ
れの色に発光する発光層のいずれかを有する有機ＥＬ層
１１ｂが、マトリクス状に所定の配置で形成されてい
る。そして、有機ＥＬ層１１ｂの上に、各ゲートライン
ＧＬに対応してそれぞれマトリクスの行方向の画素領域
に亘って延在し、列方向の画素領域に亘って互いに離間
してかつ同じ幅に設けられたＩＴＯ（Indium-Tin Oxid
e）からなる複数のアノード電極１１ｃが形成されてい
る。このようにして、有機ＥＬ素子１１が形成される。
また、画素毎に基準電圧ラインＳＬとゲート絶縁膜１４
ｂとゲート電極１２ａにより構成されたキャパシタＣｐ
がもうけられている。

【００４５】Ｒ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送性発
光層と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層
とからなる。

【００４６】電子輸送性発光層は、化１に示すＡｌｑ３
内に化２に示すＤＣＭ−１が分散されたものである。

【化１】

【化２】

【００４７】正孔輸送層は、化３に示すα−ＮＰＤから
なる。

【化３】

【００４８】なお、電子輸送性発光層は、層内に電子と
正孔との再結合領域があり、用いられているＡｌｑ３の
他に発光材料を含まない場合は、電子と正孔との再結合
に伴うエネルギーを吸収してＡｌｑ３による緑色の光を
発生するが、層内にＤＣＭ−１が分散されていることに
より、ＤＣＭ−１が電子と正孔との再結合に伴うエネル
ギーを吸収し、赤色の光を発生する。

【００４９】Ｇ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送性発
光層と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層
とからなる。

【００５０】電子輸送性発光層は、化４に示すＢｅｂｑ
２からなる。

【化４】

【００５１】正孔輸送層は、Ｒ用の有機ＥＬ層１１ｂの
正孔輸送層と同じα−ＮＰＤからなる。Ｇ用の有機ＥＬ
素子１１では、電子と正孔との再結合に伴うエネルギー
を電子輸送性発光層のＢｅｂｑ２が吸収し、緑色の光を
発生する。

【００５２】Ｂ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１
ｂは、カソード電極１１ａ側に形成された電子輸送層
と、アノード電極１１ｃ側に形成された正孔輸送層と、
電子輸送層と正孔輸送層との間に形成された発光層とか
らなる。

【００５３】電子輸送層は、Ｒ用の有機ＥＬ素子１１ｂ
の電子輸送性発光層に用いられたＡｌｑ３からなる。正
孔輸送層は、Ｒ用及びＧ用の有機ＥＬ素子１１ｂの正孔
輸送層と同じα−ＮＰＤからなる。

【００５４】発光層は、９６重量％の化５に示すＤＰＶ
Ｂｉと、４重量％の化６に示すＢＣｚＶＢｉとからな
る。

【化５】

【化６】

【００５５】なお、Ｂ用の有機ＥＬ素子１１の有機ＥＬ
層１１ｂにおいては、電子と正孔との再結合領域がＤＰ
ＶＢｉとＢＣｚＢｉとからなる発光層となる。この発光
層における電子と正孔との再結合に伴うエネルギーをＤ
ＰＶＢｉとＢＣｚＢｉが吸収し、青色の光を発生する。

【００５６】図５は、図１のコントローラ２の構成を示
すブロック図である。図示するように、コントローラ２
は、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、補正
回路２ｃ、テーブル記憶部２ｄ、画像信号記憶部２ｅ、
発光信号出力部２ｆ、同期信号抽出回路２ｇ、水晶パル
ス発振器２ｉ、基準クロック生成回路２ｊ、ゲート制御
信号生成回路２ｋ、ドレイン制御信号生成回路２ｌ、コ
モン制御信号生成回路２ｍとから構成される。

【００５７】コントローラ２に外部から供給されたビデ
オ信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａ及び同期信号抽出回
路２ｇに入力される。同期信号抽出回路２ｇは、ビデオ
信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出する。
Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路２ａは、同期信号抽出回路２ｇが抽
出した水平同期信号及び垂直同期信号に基づいてビデオ
信号中の輝度信号及び色差信号から赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の画像信号を所定の順序で抽出する。
基準クロック生成回路２ｊは、水晶パルス発振器２ｉが
発信したシステムクロックに基づいて、１サブフレーム
の１水平期間を計測するための基準クロック信号ＣＬＫ
を生成する。

【００５８】Ａ／Ｄ変換器２ｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路
２ａが抽出した画像信号を２進数で表現されるデジタル
信号に変換する。補正回路２ｃは、テーブル記憶部２ｄ
内に格納された変換テーブルを参照して、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各有機ＥＬ素子の発光量、ガンマ特性などに応じて、Ａ
／Ｄ変換器２ｂでデジタル変換された画像信号の値を補
正する。画像信号記憶部２ｅは、補正回路２ｃで補正さ
れた画像信号を一時保存する。画像信号記憶部２ｅに記
憶された画像信号は、４桁の２進数で示される信号であ
り、１フレーム分の画像信号のうち第１行、第２行、…
…、第ｎ行の第１桁に相当する第１サブフィールド分
が、基準クロック生成回路２ｊのタイミングに基づいて
第１行、第２行、……、第ｎ行の順に１行毎に発光信号
出力部２ｆに読み込まれる。次いで、第１行から第ｎ行
までの画像信号の第２桁に相当する第２サブフィールド
分が、１行毎に発光信号出力部２ｆに読み込まれる。最
終的に、第１行から第ｎ行までの画像信号の第４桁に相
当する第４サブフィールド分が、１行毎に読み込まれ、
１フレーム分のデータが画像信号が読み込まれる。画像
信号は、その値が大きければ大きいほど、その画素の画
像が明るいことを示す。すなわち、この有機ＥＬ表示装
置においては、階調は０から１５であり、階調が０から
１５となるに従って、表示が暗から明へと変わってい
く。

【００５９】発光信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２
ｅに記憶された画像信号に応じて、各サブフレームにお
いてその画素の有機ＥＬ素子１１を発光させるかどうか
を決定し、基準クロック生成回路２ｊから供給された基
準クロックに基づいて所定タイミングで各行毎分の発光
信号ＩＭＧを出力する。すなわち、各画素の画像信号の
各サブフィールドに対応する桁が“０”である場合、発
光信号ＩＭＧはオフ信号となり、対応する桁が“１”で
ある場合、発光信号ＩＭＧはオン信号としてドレインド
ライバ４に出力される。

【００６０】発光信号出力部２ｆにおいて決定される階
調と各サブフレームの関係を表１に示す。

【表１】 発光信号出力部２ｆが出力した発光信号ＩＭＧは、ドレ
インドライバ４に供給される。

【００６１】ゲート制御信号生成回路２ｋは、同期信号
抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、ゲート制御信号ＧＣＯＮＴを生成する。ゲ
ート制御信号生成回路２ｋが生成したゲート制御信号Ｇ
ＣＯＮＴは、ゲートドライバ３に供給される。

【００６２】ドレイン制御信号生成回路２ｌは、同期信
号抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴを生成する。
ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴは、後述するスタート信
号、切替信号及びアウトプットイネーブル信号を含む。
ドレイン制御信号生成回路２ｌが生成したドレイン制御
信号ＤＣＯＮＴは、ドレインドライバ４に供給される。

【００６３】コモン制御信号生成回路２ｍは、同期信号
抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号及び垂直同期信
号、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準クロック
に基づいて、コモン制御信号ＣＣＯＮＴを生成する。コ
モン制御信号生成回路２ｍが生成したコモン制御信号Ｃ
ＣＯＮＴは、コモンドライバ５に供給される。

【００６４】図１のゲートドライバ３は、ゲート制御信
号生成回路２ｋから供給されたゲート制御信号ＧＣＯＮ
Ｔに従って、選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nを出力する。選択信号Ｘ
₁〜Ｘ_nは、同一タイミングではいずれか１つのみがアク
ティブとなり、有機ＥＬパネル１のいずれかのゲートラ
インＧＬを選択する。これにより、選択されたゲートラ
インＧＬに接続された選択用トランジスタ１３のゲート
に選択信号Ｘ₁〜Ｘ_nが印加され、選択用トランジスタ１
３がオンする。

【００６５】ドレインドライバ４は、図７に示すよう
に、シフトレジスタ４１、ラッチ回路４２、４３、レベ
ル変換回路４４とから構成される。シフトレジスタ４１
は、ドレイン制御信号生成回路２ｌから供給されたドレ
イン制御信号ＤＣＯＮＴ中のスタート信号によって最初
のビットに１（ハイレベルの信号）がセットされ、ドレ
イン制御信号ＤＣＯＮＴ中のシフト信号が供給される毎
にビットシフトしていく。

【００６６】ラッチ回路４２は、シフトレジスタ４１の
ビット数と対応する個数のラッチ回路から構成され、シ
フトレジスタ４１の１となっているビットに対応するラ
ッチ回路に発光信号出力部２ｆから供給された発光信号
ＩＭＧをラッチする。ラッチ回路４２に１サブフレーム
中の１行分の発光信号ＩＭＧがラッチされると、ドレイ
ン制御信号ＤＣＯＮＴ中の切替信号に従って、次段のラ
ッチ回路４３にその発光信号ＩＭＧがラッチされる。そ
して、ラッチ回路４２は、次の行の発光信号ＩＭＧをラ
ッチする。

【００６７】レベル変換回路４４は、ドレイン制御信号
ＤＣＯＮＴ中のアウトプットイネーブル信号に基づいて
ラッチ回路４３にラッチされた発光信号ＩＭＧに応じて
所定の電圧レベルの駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nを有機ＥＬパネル
１のドレインラインＤＬに出力する。レベル変換回路４
４から出力される駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nは、駆動用トランジ
スタ１２のゲート１２ａに蓄積され、駆動用トランジス
タ１２をオンさせる。

【００６８】図１のコモンドライバ５は、コモン制御信
号生成回路２ｍから供給されたコモン制御信号ＣＣＯＮ
Ｔに基づいて、有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃ
に印加するコモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nを発生する。この信号
は、コモンラインＣＬを介して行毎の有機ＥＬ素子１１
のアノード電極１１ｃに印加される。サブフレーム毎に
アノード電極１１ｃに印加される電圧に応じた発光輝度
の比は、１：２：４：８であり、最大レベルの電圧が印
加される第４サブフレームでアノード電極１１ｃに印加
される電圧は、Ｖｄｄ８（＝Ｖｔｈ＋Ｖｘ）である。

【００６９】以下、この実施の形態の有機ＥＬ表示装置
の１フレーム期間における動作について説明する。Ｒ、
Ｇ、Ｂ抽出回路２ａにおいて所定のタイミングでＲ、
Ｇ、Ｂ信号を抽出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、Ａ／Ｄ変換
器２ｂでＡ／Ｄ変換され、補正回路２ｃでガンマ補正等
の補正が施された後、画像信号記憶部２ｅに記憶され
る。画像信号記憶部２ｅに記憶される画像信号は、前述
のように４桁の２進数によって表される。また、ビデオ
信号の替わりにパーソナルコンピュータ等から出力され
たデジタル信号のデータであれば、直接補正回路２ｃに
出力される。

【００７０】一方、ゲート制御信号生成回路２ｋ、ドレ
イン制御信号生成回路２ｌ及びコモン制御信号生成回路
２ｍは、同期信号抽出回路２ｇが抽出した水平同期信号
及び垂直同期信号、並びに基準クロック生成回路２ｊが
生成した基準クロックＣＬＫに基づいて、それぞれゲー
ト制御信号ＧＣＯＮＴ、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴ及
びコモン制御信号ＣＣＯＮＴを生成する。

【００７１】第１サブフレームにおいて、発光信号出力
部２ｆは、基準クロック生成回路２ｊが生成した基準ク
ロックＣＬＫに従って画像信号記憶部２ｅに記憶された
１フレーム分の画像信号の第１桁（最下位桁）を順に読
み出し、発光信号ＩＭＧとしてドレインドライバ４に出
力する。この発光信号出力部２ｆからの発光信号ＩＭＧ
の出力にタイミングを合わせて、ドレイン制御信号生成
回路２ｌは、スタート信号をドレインドライバ４に出力
する。

【００７２】ドレインドライバ４においては、スタート
信号がシフトレジスタ４１に供給されると、シフトレジ
スタ４１の最初のビットに１がセットされる。そして、
シフトレジスタ４１は、ドレイン制御信号ＤＣＯＮＴ中
のシフト信号が入力される度に、ビットシフトしてい
く。シフトレジスタ４１がビットシフトしていく間にラ
ッチ回路４２は、発光信号出力部２ｆからの第１サブフ
レームの発光信号ＩＭＧを第１行目から順にラッチして
いく。ラッチ回路４２にラッチされた第１サブフレーム
の１行分の発光信号ＩＭＧは、ドレイン制御信号ＤＣＯ
ＮＴ中の切替信号によって、２段目のラッチ回路４３に
ラッチされる。次に、ドレインドライバ４は、同様の動
作によって２行目以降の発光信号ＩＭＧを取り込んでい
く。ドレインドライバ４は、第ｎ行目の第１サブフレー
ムの発光信号ＩＭＧの取込を終了すると、第２サブフレ
ームの発光信号ＩＭＧを順次取り込んでいく。

【００７３】ゲートドライバ３は、最初に、ゲート制御
信号生成回路２ｌからのゲート制御信号ＧＣＯＮＴに基
づいて、１行目のゲートラインＧＬに基準クロック信号
ＣＬＫの１期間、選択信号Ｘ₁を出力する。これによ
り、１行目のゲートラインＧＬに接続された選択用トラ
ンジスタ１３がオンする。このとき、ドレインドライバ
４のレベル変換回路４４にドレイン制御信号中のアウト
プットイネーブル信号が供給され、ラッチ回路４３にラ
ッチされた発光信号ＩＭＧに従う所定の電圧の駆動信号
Ｙ₁〜Ｙ_nがレベル変換回路４４からそれぞれの列のドレ
インラインＤＬに出力される。すると、選択信号Ｘ₁が
出力されている期間内で、駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nが１行目の
駆動用トランジスタ１２のゲート１２ａに書き込まれ
る。

【００７４】１行目の駆動用トランジスタ１２は、駆動
信号Ｙ₁〜Ｙ_nがハイレベルのときはオンされ、駆動信号
Ｙ₁〜Ｙ_nがローレベルのときはオフされる。１行目のゲ
ートラインＧＬの選択を終了すると、コモンドライバ５
は、コモン制御信号生成回路２ｍからのコモン制御信号
ＣＣＯＮＴに基づいて、１行目のコモンラインＣＬにＶ
ｄｄ１（＝Ｖｔｈ＋１／８Ｖｘ）の電圧レベルのコモン
信号Ｚ₁を、第２サブフレームにおいてゲートドライバ
３が１行目のゲートラインを選択するまで有機ＥＬ素子
１１のアノード電極１１ｃに印加する。

【００７５】ここで、駆動用トランジスタ１２がオンの
とき、そのオン抵抗は有機ＥＬ素子１１の抵抗よりも十
分に小さくなり、第１サブフレーム発光期間における発
光輝度１で発光するように有機ＥＬ素子１１の電極間に
ほぼＶｄｄ１の電圧が印加される。これによって、有機
ＥＬ素子１１の有機ＥＬ層１１ｂに電圧のレベルに応じ
た電流が流れ、有機ＥＬ素子１１が発光する。一方、駆
動用トランジスタ１２がオフのとき、そのオフ抵抗は有
機ＥＬ素子の抵抗よりも十分に大きくなり、有機ＥＬ素
子１１の電極間には閾値よりも大きな電圧が印加されな
い。このため、有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００７６】１行目のコモンラインＣＬにコモン信号Ｚ
₁が出力されている間、ゲートドライバ２は、２行目の
ゲートラインＧＬを選択する。すると、同様にして２行
目の駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nが駆動用トランジスタ１２のゲー
ト１２ａに書き込まれる。以下、同様にして有機ＥＬ素
子１１を発光させていく。そして、最終行（ｎ行目）の
コモンラインＧＬへのコモン信号Ｚ_nの出力を終了する
と、第１サブフレームを終了する。以上のように、第１
サブフレームにおいては、画像信号の第１桁が“１”で
ある有機ＥＬ素子１１は輝度１で発光し、画像信号の第
１桁が“０”である有機ＥＬ素子１１は発光しない。

【００７７】第２サブフレームにおける動作も、第１サ
ブフレームの場合とほとんど同じである。しかし、発光
信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶された画
像信号の第２桁（下位２桁目）を発光信号ＩＭＧとして
出力する。また、コモンドライバ５から出力されるコモ
ン信号Ｚ₁〜Ｚ_nの電圧レベルは、第２サブフレーム発光
期間において発光輝度２で発光するようにＶｄｄ２（＝
Ｖｔｈ＋１／４Ｖｘ）となる。したがって、第２サブフ
レームにおける有機ＥＬ素子１１の発光輝度は、第１サ
ブフレームにおける有機ＥＬ素子１１の発光輝度の２倍
の輝度２となる。

【００７８】このため、第２サブフレームにおいては、
画像信号の第２桁が“１”である有機ＥＬ素子１１は輝
度２で発光し、画像信号の第２桁が“０”である有機Ｅ
Ｌ素子１１は発光しない。

【００７９】第３サブフレームにおける動作も、第１サ
ブフレームの場合とほとんど同じである。しかし、発光
信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶された画
像信号の第３桁（下位３桁目）を発光信号ＩＭＧとして
出力する。また、コモンドライバ５から出力されるコモ
ン信号Ｚ₁〜Ｚ_nの電圧レベルは、第３サブフレーム発光
期間において発光輝度４で発光するようにＶｄｄ４（＝
Ｖｔｈ＋１／２Ｖｘ）となる。このため、第３サブフレ
ームにおける有機ＥＬ素子１１の発光輝度は、第１サブ
フレームにおける有機ＥＬ素子１１の発光輝度の４倍の
輝度４となる。

【００８０】このため、第３サブフレームにおいては、
画像信号の第３桁が“１”である有機ＥＬ素子１１は輝
度４で発光し、画像信号の第３桁が“０”である有機Ｅ
Ｌ素子１１は発光しない。

【００８１】第４サブフレームにおける動作も、第１サ
ブフレームの場合とほとんど同じである。しかし、発光
信号出力部２ｆは、画像信号記憶部２ｅに記憶された画
像信号の第４桁（最上位桁）を発光信号ＩＭＧとして出
力する。また、コモンドライバ５から出力されるコモン
信号Ｚ₁〜Ｚ_nの電圧レベルは、第４サブフレーム発光期
間における発光輝度８で発光するようにＶｄｄ８（＝Ｖ
ｔｈ＋Ｖｘ）となる。したがって、第４サブフレームに
おける有機ＥＬ素子１１の発光輝度は、第１サブフレー
ムにおける有機ＥＬ素子１１の発光輝度の８倍の輝度８
となる。

【００８２】このため、第４サブフレームにおいては、
画像信号の第４桁が“１”である有機ＥＬ素子１１は輝
度８で発光し、画像信号の第４桁が“０”である有機Ｅ
Ｌ素子１１は発光しない。なおコモン信号Ｚ₁〜Ｚ_nの電
圧レベルＶｄｄ１〜Ｖｄｄ８は、全て図２におけるＶｔ
ｈ〜（Ｖｔｈ＋Ｖｘ）の間に設定してあるが、第１、
２、３、４サブフレームでの輝度の比が、１：２：４：
８となるように設定しておけば、各印加電圧値の比を各
発光輝度の比と必ずしも一致させる必要はない。したが
って、発光輝度と電圧値が一次関数で示されない輝度特
性の有機ＥＬ素子においては、輝度比に応じた電圧を印
加すればよい。

【００８３】この駆動方法では、図９に示すようにサブ
フレーム書込期間で出力される選択信号Ｘ₁〜Ｘ_n及びコ
モン信号Ｚ₁〜Ｚ_nのタイミングが各行毎にずれているた
め、第１行の選択された画素及び第ｎ行の選択された画
素が発光する期間はそれぞれ第１サブフレーム発光期間
の前半と後半とにずれる。このため第ｎ行の選択された
画素が発光する期間は、第１行〜第（ｎ−１）行におけ
る次のサブフレーム書込期間にまたがる。上記の第１〜
第４サブフレームに分割された画像は、残像効果によっ
て視覚的に１フレームの画像として合成される。

【００８４】このとき、階調値が１５であった画素の有
機ＥＬ素子１１の１フレームにおける合計の輝度は、１
５となる。階調値が０であった有機ＥＬ素子１１の１フ
レームにおける合計の輝度は、０となる。その中間の階
調値であった画素の有機ＥＬ素子１１の１フレームにお
ける合計の輝度は、その階調値に応じた値となる。これ
により、各有機ＥＬ素子１１は、視覚的には１フレーム
においてその階調値に応じた明るさで発光しているよう
に見える。そしてまた、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の有機ＥＬ
素子１１から発した光が視覚的に合成されて有機ＥＬパ
ネル１にフルカラー画像が表示されているように見え
る。図８では選択信号Ｘａ（ａは１≦ａ≦ｎを満たす整
数）の直後にコモン信号Ｚａが出力されるが、図９に示
すように、選択信号Ｘａと同期して或いは選択信号Ｘａ
と部分的に重なるタイミングでコモン信号Ｚａを出力し
てもよい。

【００８５】以上説明したように、この実施の形態の有
機ＥＬ表示装置では、駆動用トランジスタ１２をオン・
オフ用のスイッチとして用い、コモンドライバ５に接続
されたアノード電極１１ｃに印加する電圧を制御するこ
とで階調表示をしていた。このため、駆動用トランジス
タ１２及び／又は選択トランジスタ１３の特性にばらつ
きがあっても、同一の階調で各画素の有機ＥＬ素子１１
がアノード電極１１ｃ側に出射する光量をほぼ一定にす
ることができる。従って、この有機ＥＬ表示装置は、表
示される画像の品位が高いものとなる。しかも、製造工
程で複数製造される有機ＥＬパネル毎に表示のばらつき
が生じることがない。なお、図３、４のようにトランジ
スタ１２、１３の情報に光反射性カソード電極１１ａ、
発光層１１ｂ、透明なアノード電極１１ｃを配置してい
るので、トランジスタによる画素領域の制限がなく、極
めて画素の発光面積の割合の高い表示装置が実現でき、
また発光層１１ｂの光は、カソード電極１１ａで遮光さ
れているので、トランジスタ１２、１３の半導体層を光
励起して誤作動を起こすことがない。

【００８６】上記の実施の形態では、１サブフレームに
おいてゲートドライバ３がゲートラインＧＬを選択し、
ドレインドライバ４から駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nを書き込んで
から、次のサブフレームでゲートドライバ３が同じゲー
トラインＧＬを選択するまで、コモンドライバ５からコ
モン信号Ｚ₁〜Ｚ_nを出力していた。すなわち、各サブフ
レームにおける有機ＥＬ素子１１の発光期間は、ほぼ１
サブフレーム期間に近かった。これにより、効率的に画
像を表示することができる。

【００８７】また、この実施の形態の有機ＥＬ表示装置
では、有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃを行毎に
共通に形成し、コモンドライバ５からのコモン信号Ｚ₁
〜Ｚ_nによって行毎に有機ＥＬ素子１１の発光を開始・
終了させていた。このため、１サブフレーム中で全画素
を一斉に点灯させるプラズマディスプレイパネルなどに
用いられている方法に比べて、伝搬遅延のばらつきが低
減され、有機ＥＬパネル１全体を均一に発光させること
ができる。有機ＥＬ素子のアノード電極は、光透過性の
観点からＩＴＯ等の高抵抗値の材料を選択せねばなら
ず、このため従来のように全面に１枚で形成されても部
分的にシート抵抗が異なってしまうアノード電極では、
部分的に輝度にバラツキが生じていた。これに対し、本
実施の形態の表示装置では、アノード電極１１ｃを行毎
に共通に形成したことによって、従来よりも共通電圧の
バラツキを小さくすることができ、各有機ＥＬ素子１１
がほぼ同じ明るさの光を発することができるようにな
る。

【００８８】また、この実施の形態では、発光素子とし
て応答特性がよい有機ＥＬ素子１１を用いた有機ＥＬ表
示装置を例としている。有機ＥＬ素子１１は応答特性が
よいので、１フレームをサブフレームに分割し、有機Ｅ
Ｌ素子１１に電圧を印加する期間が短くなっても十分な
光量を得ることができる。すなわち、本発明は有機ＥＬ
表示装置に適用することを好適とするものである。

【００８９】上記の実施の形態においては、有機ＥＬパ
ネル１の各画素は、有機ＥＬ素子１１、ＴＦＴからなる
駆動用トランジスタ１２、及び選択用トランジスタ１
３、及びキャパシタＣｐとから構成されていた。しかし
ながら、有機ＥＬパネルの各画素の構成はこれに限らず
ＭＩＭのようなスイッチング素子を選択用トランジスタ
及び／または駆動用トランジスタに適用してもよい。

【００９０】また、本実施形態では、駆動用トランジス
タ１２と有機ＥＬ素子１１とを直列に接続し、一方をコ
モンラインＣＬに接続し、他方を接地させたが、接地ラ
インの代わりに正の電位、或いは負の電位の固定ライン
に設定し、コモンラインＣＬに印加される信号Ｚの０以
外の階調電圧の最小値をこの固定ラインの電位より正側
に図２のＶｔｈの絶対値以上シフトされた電位となるよ
うに設定してもよい。

【００９１】また、本実施形態では、画像信号機億部２
ｅに記憶された１フレーム分の画像信号のうち第１行、
第２行、……、第ｎ行の第１桁に相当する第１サブフィ
ールド分が、基準クロック生成回路２ｊのタイミングに
基づいて第１行、第２行、……、第ｎ行の順に１行毎に
発光信号出力部２ｆに読み込まれ、次いで第１行から第
ｎ行までの画像信号の第２桁に相当する第２サブフィー
ルド分が１行毎に読み込まれ、最終的に第１行から第ｎ
行までの画像信号の第４桁に相当する第４サブフィール
ド分が１行毎に読み込まれ、１フレーム分のデータが画
像信号が読み込まれるように設定され、発光信号出力部
２ｆが順次読み込んだ画像信号に応じて基準クロック生
成回路に基づいてオン・オフ信号を各行の各サブフィー
ルド毎に出力した。これに対し、図６に示すように、画
像信号機億部２ｅが１フレーム分の４桁の画像信号を発
光信号出力部２ｆの演算回路２ｆｃに、１行毎もしくは
１フレーム毎に出力し、第１、２、３、４サブフィール
ドに相当する桁をそれぞれ対応したサブフレームメモリ
１、２、３、４にふるい分けし、ふるい分けされたデー
タを読み出し回路２ｆｒに出力し、基準クロック生成回
路２ｊの基準クロックに応じて各行の各サブフィールド
に対応する発光信号ＩＭＧをドレインドライバに順次出
力するように設定してもよい。

【００９２】図１０は、本発明の第２の実施の形態の有
機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬパネルの１画素分
の等価回路図であり、図１１は第２実施の形態の有機Ｅ
Ｌ表示装置における動作を示すタイミングチャートであ
る。有機ＥＬ素子１１は、アノード電極１１ｃが接地さ
れ、カソード電極１１ａが駆動用トランジスタ１２のソ
ースと接続されている。所定行の駆動用トランジスタ１
２のドレインは、共通のコモンラインＣＬに接続されて
いる。コモンドライバ５は図１１に示すように各サブフ
レーム期間に応じて−Ｖｄｄ１、−Ｖｄｄ２、−Ｖｄｄ
４、−Ｖｄｄ８の何れかを選択的に印加する。

【００９３】本実施形態では、駆動用トランジスタ１２
と有機ＥＬ素子１１とを直列に接続し、一方を接地さ
せ、他方をコモンラインＣＬに接続させたが、接地ライ
ンの代わりに正の電位、或いは負の電位の固定ラインに
設定し、コモンラインＣＬに印加される信号Ｚの０以外
の階調電圧の最小値をこの固定ラインの電位より負側に
図２のＶｔｈの絶対値以上シフトされた電位となるよう
に設定してもよい。

【００９４】図１２は、本発明の第３の実施の形態の有
機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬパネルの１画素分
の等価回路図であり、図１３は、図１２の有機ＥＬパネ
ルの１画素分の構成を示す断面図である。これらの図に
示すように、本発明の第３の実施の形態の有機ＥＬパネ
ルの１画素は、有機ＥＬ素子５１、駆動用トランジスタ
５２、データ保持コンデンサ５３、及び選択用トランジ
スタ５４とから構成される。図中５４ａ、５４ｂ、５４
ｃはそれぞれ選択トランジスタ５４のゲート電極、ドレ
イン電極、ソース電極であり、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ
は、駆動用トランジスタ５２のゲート電極、ドレイン電
極、ソース電極である。

【００９５】この有機ＥＬパネルでは、ドレインドライ
バ４からの駆動信号Ｙ₁〜Ｙ_nは、データ保持コンデンサ
５３に保持される。そして、駆動用トランジスタ５２及
びデータ保持コンデンサ５３で、上記実施の形態の駆動
用トランジスタ１２及びキャパシタＣｐと同様の機能を
実現する。

【００９６】また、この有機ＥＬパネルでは、有機ＥＬ
素子５１は、カソード電極５１、発光層５１ｂ、アノー
ド電極５１ａから構成され、各画素について基板５５上
の駆動用トランジスタ５２、データ保持コンデンサ５３
及び選択用トランジスタ５４が形成されていない部分に
形成されている。アノード電極５１ａは、上記の実施の
形態の有機ＥＬパネルのように行毎に共通のものが構成
されているのではなく、各有機ＥＬ素子５１毎に独立に
形成されている。そして、有機ＥＬ素子５１のアノード
電極５１ａは、データライン（図示せず）の上に絶縁膜
を介して形成されたコモンライン（図示せず）に接続さ
れている。駆動用トランジスタ５２のソース電極５２ｂ
は、固定電圧Ｖｄｓ（＝Ｖｔｈ）が常時印加されてい
る。

【００９７】この有機ＥＬパネルを上記の場合と同様に
駆動する場合、有機ＥＬ素子５１が上述の図２に示すよ
うな特性を有しているとすると、コモンラインＣＬに印
加する電圧は、第１〜第４サブフレームにおいて、それ
ぞれ１／８Ｖｘ、１／４Ｖｘ、１／２Ｖｘ、Ｖｘとな
る。

【００９８】なお、この有機ＥＬパネルでは、図１３に
示すように、カソード電極５１ｃは、透明の絶縁膜５６
を介してガラス基板５５側に形成されている。このカソ
ード電極５１ｃは、透明のＩＴＯ層、もしくは発光層５
１ｂとの界面側に設けられた発光層５１ｂの材料にＭｇ
等の低仕事関数の材料を分散させてなる層とガラス基盤
５５側に設けられたＩＴＯ層の透明２層構造によって構
成されてもよい。このため、有機ＥＬ層５１ｂで発した
光は、透明のガラス基板５５を透過し、ガラス基板１５
の側に画像が表示される。

【００９９】上記の実施の形態の有機ＥＬパネル１で
は、カソード電極５１ｃを駆動用トランジスタ５２に、
アノード電極５１ａをコモンラインＣＬに接続してい
た。これに対し、この電極５１ａ、５１ｃの接続を逆に
してもよい。この場合は、コモンドライバからカソード
電極に印加する電圧を固定電圧Ｖｄｓより負側にすれば
よい。また、コモンラインＣＬと固定電圧Ｖｄｓを印加
するラインの接続を逆にしても良い。

【０１００】上記の実施の形態においては、駆動用トラ
ンジスタ５２のソース電極５２ｂは、正の電位、０Ｖ、
負の電位のいずれでも良く、コモンラインＣＬがその電
位より正側にシフトしていればよい。

【０１０１】上記の実施の形態においては、有機ＥＬ素
子１１はアノード−カソード間に印加する電圧が閾値電
圧を越えると、直線的に有機ＥＬ素子１１の発光輝度が
増していった。このため、有機ＥＬ素子１１のカソード
電極１１ａに閾値電圧の極性を負とした電圧−Ｖｄｄを
印加し、アノード電極１１ｃに印加する電圧の値を各サ
ブフレームにおける発光輝度に比例して制御すること
で、有機ＥＬ素子１１の発光輝度を制御してもよく、さ
らに閾値電圧以上の電圧での発光輝度の増加の仕方が直
線的でない有機ＥＬ素子にも本発明を適用することがで
きる。この場合は、有機ＥＬ素子の発光輝度が所定のサ
ブフレーム毎に所定の比率となるように、有機ＥＬ素子
のアノード−カソード間に印加する電圧を制御すればよ
い。

【０１０２】上記の実施の形態においては、１フレーム
を発光輝度の比を１：２：４：８とする４つのサブフレ
ームに分割し、各サブフレームを選択することによって
１６階調の表示を得ていた。しかしながら、本発明の有
機ＥＬ表示装置は、３階調以上の任意の階調数の画像を
表示することができる。例えば、２ⁿ階調を表示する場
合には、１フレームをｎ個のサブフレームに分割し、各
サブフレームにおける有機ＥＬ素子１１の発光量の比を
１：２：４：・・・：２^n-1とすればよい（ｎは１以上
の整数）。また、各サブフレームにおいてその画素を選
択発光させるかどうかは、上記の実施の形態と同様に、
２進表示されたその画素の階調値に基づいて決定すれば
よい。

【０１０３】上記の実施の形態においては、１フレーム
中において第１サブフレームから順に有機ＥＬ素子１１
の発光量を順々に大きくしていった。しかしながら、発
光量の大きいサブフレームを先に表示してもよく、発光
量が最も小さいサブフレームの次に発光量が最も大きい
サブフレームを表示してもよい。

【０１０４】上記の実施の形態においては、駆動用トラ
ンジスタ１２のゲートに発光信号ＩＭＧの書き込みを終
了してから、次のサブフレームの発光信号ＩＭＧの書き
込みを開始するまで、コモンドライバ５からコモン信号
Ｚ１〜Ｚｎを有機ＥＬ素子１１のアノード電極１１ｃに
印加していた。すなわち、１サブフレームにおける有機
ＥＬ素子１１の発光期間は、ほぼ１サブフレーム期間で
あった。しかしながら、有機ＥＬ素子１１の発光期間
は、任意に設定することができる。また、ユーザが有機
ＥＬ素子１１の発光期間を設定できるようにして、有機
ＥＬパネル１に表示される画像の明るさを調整してもよ
い。

【０１０５】上記の実施の形態においては、インターレ
ース走査を行わず、１フレームを１フィールドで構成し
ていた。しかしながら、本発明は、１フレームが複数フ
ィールドで構成される場合にも適用することができる。
この場合は、上記の実施の形態のフレームをフィールド
に置き換え、サブフレームをサブフィールドに置き換え
て、動作させればよい。

【０１０６】上記の実施の形態においては、１フレーム
をサブフレームに分割した画像信号を間引かずにそのま
ま表示していた。しかしながら、本発明において表示画
像の階調数が大きくなると、ドレインドライバから駆動
用トランジスタのゲートへのデータの書き込みの期間、
及びコモンドライバによる有機ＥＬ素子の選択発光の期
間が十分に得られない場合がある。このような場合に
は、所定の規則に基づいて画像信号を間引いて有機ＥＬ
パネルに表示してもよい。また、このとき、１フレーム
を複数フィールドに分割してもよい。

【０１０７】上記の実施の形態においては、各サブフレ
ームにおける画素毎の発光信号ＩＭＧに対応する電圧
は、キャパシタＣｐ或いはデータ保持コンデンサ５３に
保持されていた。これに対し、ゲート絶縁膜に不純物を
ドープしたメモリトランジスタを駆動用トランジスタと
して使用し、キャパシタ或いはデータ保持コンデンサを
設けない構成としてもよい。

【０１０８】上記の実施の形態においては、有機ＥＬパ
ネル１上にＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色の発光層を有する
有機ＥＬ素子１１を所定の順序で配置することによっ
て、フルカラー画像を表示する有機ＥＬ表示装置を構成
していた。このように３種類の有機ＥＬ素子を用いる代
わりに、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべての光を含む白色光を発する
発光層を有する有機ＥＬ素子と、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカ
ラーフィルタを用いてもよい。また、同一色の発光層を
有する有機ＥＬ素子をマトリクス状に配置し、色の濃淡
でモノクローム画像を表示する有機ＥＬ表示装置にも用
いることができる。この場合は、ビデオ信号中の輝度信
号のみに基づいて画像信号を抽出すればよい。

【０１０９】上記の実施の形態においては、各画素の発
光素子として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置に
本発明を適用した場合について説明した。しかしなが
ら、本発明は、無機ＥＬ表示装置など、各画素が選択用
トランジスタと、駆動用トランジスタ（及びデータ保持
コンデンサ）と、発光素子とで構成されるすべての種類
の表示装置に適用することができる。なお、発光素子が
交流駆動型無機ＥＬ素子で構成される場合には、１フレ
ーム毎に極性を反転してもよい。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１サブフィールドにおいて各発光素子の発光／非発光を
決めており、しかも発光する発光素子の輝度にばらつき
を生じない。このため、画像が視覚的に合成されて１フ
ィールドの画像となるときに、同一の階調の画素の光量
がほぼ一定となる。従って、画像品位がよくなる。ま
た、複数生産される表示パネル毎に表示のばらつきが生
じることもない。

【０１１１】また、本発明では、データ保持手段にデー
タの書き込みを終了すると、電圧駆動手段から発光素子
に所定の電圧が印加される。このため、各発光素子の発
光における伝搬遅延のばらつきが低減され、表示パネル
全体を均一に発光させることができる。

【０１１２】また、電圧駆動手段が、選択駆動手段が発
光素子に対応する行の第２のスイッチを次に選択してオ
ンするまで、所定の電圧を発光素子の他方の電極に印加
することによって、ほぼ１サブフレーム期間有機ＥＬ素
子を発光させることができる。このため、有機ＥＬパネ
ルに最も効率よく画像を表示することができる。

【０１１３】また、発光素子の電圧駆動手段からの電圧
が印加される側の電極を各行単位で、前記行方向に同じ
幅で共通して形成することによって、個々の電極を配線
で接続するよりも抵抗値を低くすることができる。この
ため、電圧駆動手段からの距離の長短に関わらず、前記
発光素子の電極にほぼ同じレベルの電圧を印加すること
ができ、各発光素子がほぼ同じ明るさの光を発すること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬパネルに用
いられる有機ＥＬ素子の特性図である。

【図３】図１の有機ＥＬパネルの１画素分の構造を平面
的に示す図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図１の有機ＥＬ表示装置のコントローラの構成
を示すブロック図である。

【図６】図１の有機ＥＬ表示装置のコントローラの構成
を示すブロック図である。

【図７】図１の有機ＥＬ表示装置のドレインドライバの
構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置におけ
る動作を示すタイミングチャートである。

【図９】本発明の実施の形態の有機ＥＬ表示装置におけ
る動作を示すタイミングチャートである。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬ表示装
置に用いられる有機ＥＬパネルの等価回路図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬ表示装
置における動作を示すタイミングチャートである。

【図１２】本発明の第３の実施の形態の有機ＥＬ表示装
置に用いられる有機ＥＬパネルの１画素分の等価回路で
ある。

【図１３】図１２の有機ＥＬパネルの１画素分の構成を
示す断面図である。

【図１４】従来例の有機ＥＬパネルの１画素分の構成を
示す断面図である。

【図１５】図１４の有機ＥＬパネルに用いられる駆動用
トランジスタの特性図である。

【符号の説明】

１・・・有機ＥＬパネル、２・・・コントローラ、２ａ・・・
Ｒ、Ｇ、Ｂ抽出回路、２ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、２ｃ・・・補
正回路、２ｄ・・・テーブル記憶部、２ｅ・・・画像信号記憶
部、２ｆ・・・発光信号出力部、２ｇ・・・同期信号抽出回
路、２ｉ・・・水晶パルス発振器、２ｊ・・・基準クロック生
成回路、２ｋ・・・ゲート制御信号生成回路、２ｌ・・・ドレ
イン制御信号生成回路、２ｍ・・・コモン制御信号生成回
路、３・・・ゲートドライバ、４・・・ドレインドライバ、５
・・・コモンドライバ、１１・・・有機ＥＬ素子、１１ａ・・・
カソード電極、１１ｂ・・・有機ＥＬ層、１１ｃ・・・アノー
ド電極、１２・・・駆動用トランジスタ、１２ａ・・・ゲート
電極、１２ｂ・・・ソース電極、１２ｃ・・・ドレイン電極、
１３・・・選択用トランジスタ、１３ａ・・・ゲート電極、１
３ｂ・・・ドレイン電極、１３ｃ・・・ソース電極、４１・・・
シフトレジスタ、４２・・・ラッチ回路、４３・・・ラッチ回
路、４４・・・レベル変換回路、５１・・・有機ＥＬ素子、５
１ａ・・・アノード電極、５１ｂ・・・有機ＥＬ層、５１ｃ・・
・カソード電極、５２・・・駆動用トランジスタ、５３・・・
データ保持コンデンサ、５４・・・選択用トランジスタ、
Ｃｐ・・・キャパシタ、ＧＬ・・・ゲートライン、ＤＬ・・・ド
レインライン、ＣＬ・・・コモンライン、ＳＬ・・・基準電圧
ライン

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス状に配置された複数の発光素子
   と、それぞれ一端がこの発光素子の各々の一方の電極に
   接続され、他端に基準電圧が印加されている複数の第１
   のスイッチと、各第１のスイッチをオン・オフするデー
   タを当該第１のスイッチに書き込む複数の第２のスイッ
   チと、を備える表示パネルと、 １フィールドの画像を、１フィールド中における画像の
   階調に応じて、それぞれの階調画像で構成されるサブフ
   ィールドの画像に分割する画像処理手段と、 前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択す
   る選択駆動手段と、 前記画像処理手段によって分割されたサブフィールド毎
   の画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第
   ２のスイッチを介して前記第１のスイッチをオン・オフ
   するためのデータを出力するデータ駆動手段と、 前記マトリクスの行毎の前記発光素子の他方の電極に接
   続され、前記選択駆動手段が選択した行の前記第２のス
   イッチに対応する前記発光素子の他方の電極に、前記サ
   ブフィールド毎に定められた所定の電圧を印加する電圧
   駆動手段と、 を備えることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】マトリクス状に配置され、一対の電極のう
   ちの一方の電極に基準電位が印加された複数の発光素子
   と、一端がこの発光素子の各々の他方の電極に接続され
   ている複数の第１のスイッチと、各第１のスイッチをオ
   ン・オフするデータを当該第１のスイッチに書き込む複
   数の第２のスイッチと、を備える表示パネルと、 １フィールドの画像を、１フィールド中における画像の
   階調に応じて、それぞれ階調の画像で構成されるサブフ
   ィールドの画像に分割する画像処理手段と、 前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択す
   る選択駆動手段と、 前記画像処理手段によって分割されたサブフィールド毎
   の画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第
   ２のスイッチを介して前記第１のスイッチをオン・オフ
   するためのデータを出力するデータ駆動手段と、 前記マトリクスの行毎の前記複数の第１のスイッチの他
   端にそれぞれ接続され、前記選択駆動手段が選択した行
   の第２のスイッチに対応する前記第１のスイッチの他端
   に、前記サブフィールド毎に定められた所定の電圧を印
   加する電圧駆動手段と、 を備えることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】前記第１のスイッチは、データに従ってオ
   ン・オフ駆動されるトランジスタから構成され、前記ト
   ランジスタのオン抵抗は、前記発光素子の抵抗よりも十
   分に小さく、前記トランジスタのオフ抵抗は、前記発光
   素子の抵抗よりも十分に大きい、 ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】前記１フィールドの画像は、２ⁿ階調の像
   であり、 前記画像処理手段は、前記１フィールドをｎ個のサブフ
   ィールドに分割するものであり、 前記電圧駆動手段は、前記ｎ個のサブフィールドのそれ
   ぞれにおいて前記発光素子の発光量の比が２⁰：２¹：・
   ・・：２^n-1となる所定の電圧を前記発光素子の前記他
   方の電極に印加するものであり、 ｎは１以上の整数である、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
   の表示装置。
5. 【請求項５】前記画像処理手段は、 前記１フィールド中での前記発光素子毎の画像をその階
   調に応じて、前記各サブフィールドに対応する複数の桁
   からなるデータに変換する画像変換手段と、 前記複数の桁からなるデータの各桁の値によって、前記
   各サブフィールドに前記第２のスイッチをオン・オフす
   るためのデータを前記データ駆動手段に供給する画像決
   定手段と、を有する、 ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
   の表示装置。
6. 【請求項６】前記画像変換手段で変換される複数の桁か
   らなるデータは、２進数である、 ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 【請求項７】前記画像決定手段が供給するデータは、各
   サブフィールド単位で前記行分毎に前記データ駆動手段
   へ供給される、 ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
8. 【請求項８】前記電圧駆動手段は、各行の前記発光素子
   の前記他方の電極毎に、前記選択駆動手段が次のサブフ
   ィールドで前記発光素子に対応する行の前記第２のスイ
   ッチを再び選択するまで、前記所定の電圧を印加するも
   のである、 ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載
   の表示装置。
9. 【請求項９】前記複数の発光素子の各前記他方の電極
   は、前記マトリクスの各行単位で、前記行方向に同じ幅
   で共通して形成されたものである、 ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載
   の表示装置。
10. 【請求項１０】各前記発光素子は、有機エレクトロルミ
    ネッセンス素子によって構成される、 ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載
    の表示装置。
11. 【請求項１１】マトリクス状に配置された複数の発光素
    子と、それぞれ一端がこの発光素子の各々の一方の電極
    に接続されている複数の第１のスイッチと、この複数の
    第１のスイッチの各々をオン・オフする複数の第２のス
    イッチとを備え、前記複数の発光素子の他方の電極或い
    は前記複数の第１のスイッチの他端のうちの一方に基準
    電圧が印加され、前記複数の発光素子の他方の電極或い
    は前記複数の第１のスイッチの他端のうちの他方が、各
    行毎に接続されている表示パネルを有する表示装置の駆
    動方法であって、 前記表示パネルに表示される１フィールドの画像を、１
    フィールド中における画像の階調に応じて、それぞれの
    階調の画像で構成されるサブフィールドの画像に分割す
    る画像処理ステップと、 前記マトリクスの行の前記第２のスイッチを順次選択す
    る選択駆動ステップと、 前記画像処理ステップで分割されたサブフィールド毎の
    画像に応じて、各サブフィールドに選択された前記第２
    のスイッチに前記第１のスイッチをオン・オフするため
    のデータを出力するデータ駆動ステップと、 各行毎に接続されている、前記複数の発光素子の他方の
    電極或いは前記複数の第１のスイッチの他端のうちの他
    方に、前記サブフィールド毎に定められた所定の電圧を
    印加する電圧駆動ステップと、 を含むことを特徴とする表示装置の駆動方法。