專利名稱：顯示裝置、顯示驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了有機電發(fā)光元件(有機EL元件)作為發(fā)光元件的顯 示裝置、以及其顯示驅(qū)動方法。
背景技術：
日本特開2005-301234號公報
平板顯示器在計算機顯示器、便攜式終端、電視顯像器等產(chǎn)品中廣泛普 及。當前，主要是大多采用著液晶顯示面板，但仍然被指出視角窄或響應速 度慢。另一方面，由自發(fā)光元件形成的有才幾電發(fā)光(Electroluminescence:以 下、EL)顯示器不僅能夠克服所述的視角或響應性的課題，還能夠?qū)崿F(xiàn)不需 要背光燈(backlight)的薄形態(tài)、高亮度、高對比度(contrast)，因此期待作 為代替液晶顯示器的下一代顯示裝置。
在有機EL顯示器中，與液晶顯示器同樣地，作為其驅(qū)動方式存在無源 矩陣(passive matrix)方式和有源矩陣(active matrix )方式。前者的結構簡 單，但存在難以實現(xiàn)大型且高精度的顯示器等問題，因此當前正積極地進行 著有源矩陣方式的開發(fā)。該有源矩陣方式是根據(jù)設置在像素電路內(nèi)部的有源 元件(一般為薄膜晶體管TFT)來控制流過各個像素電路內(nèi)部的發(fā)光元件 的電流。
有機EL顯示器當前也有被實用化的，但消耗功率高依然被視為問題。 對于所有的顯示裝置都可以公共地說，從降低裝置整體的消耗功率，并且還 能夠削減電源系統(tǒng)的規(guī)模的觀點出發(fā)，抑制消耗功率或抑制負載急速變動的 影響被作為應努力的大課題而把握。
有機EL顯示器是自發(fā)光顯示器，畫面內(nèi)的平均顯示亮度越高，則需要 的消耗功率就越多。因此，至今為止難以實現(xiàn)明亮且美麗的顯示、使一般的
高畫質(zhì)化和低消耗功率化兼顧。
另外，在上述專利文獻1中公開了一種顯示裝置，其在無源矩陣驅(qū)動方 式的自發(fā)光顯示器中，進行閾值電壓的控制和視頻信號的拉伸處理，以根據(jù)
顯示內(nèi)容的整體的信號電平，對于信號電平在整體上高的視頻，可進行相對 高亮度顯示，而對于信號電平整體上低的視頻，可使其相對較暗，從而實現(xiàn) 對比度改善和高亮度化。
這時，可進行閾值電壓或視頻信號處理來控制自發(fā)光型元件的兩端電壓，
以通過直方圖(histogram)分析來關注顯示內(nèi)容中存在的灰度，能夠始終使 用自發(fā)光型元件的電壓-亮度特性的最適合的部分，但所有都是為了畫質(zhì)改 善、即對比度改善和高亮度化而動作，不但沒有減少消耗功率，反而進行使 消耗功率增加的處理。此外，只能應用在無源矩陣驅(qū)動動作中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出 一種抑制畫質(zhì)下降的同時能夠簡單地降低消耗功 率的辦法。
本發(fā)明的顯示裝置包括顯示面板單元，在各個像素電路中將有機電發(fā) 光元件用作發(fā)光元件，并且在各個像素電路中被驅(qū)動，以使上述有機電發(fā)光 元件以與所輸入的顯示數(shù)據(jù)信號的信號值電壓和信號振幅基準電壓的電壓差 對應的亮度進行發(fā)光；電壓控制單元，對于提供給上述顯示面板單元的顯示 數(shù)據(jù)信號，在每個規(guī)定期間進行灰度值檢測，并使用檢測出的灰度值，生成 上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息；以及信號振幅基準電壓可變單元， 基于在上述電壓控制單元中生成的電壓控制信息，改變提供給上述顯示面板 單元的各個像素電路的上述信號振幅基準電壓的電壓值。
此外，上述電壓控制單元對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號， 在作為上述規(guī)定期間的每個1幀期間進行灰度值檢測，從而;f企測1幀內(nèi)的最 小灰度值，根據(jù)檢測出的最小灰度值來計算像素電路中所輸入的信號值電壓， 并使用計算出的信號值電壓，生成上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息。
此外，上述電壓控制單元被提供上述信號振幅基準電壓的上限值的信息， 并生成使上述信號振幅基準電壓在不超過上述上限值的范圍內(nèi)可變的上述電 壓控制信息。
此外，上述電壓控制單元對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號， 在作為上述規(guī)定期間的每個1幀期間檢測每個顯示色的最小灰度值，對檢測 出的每個顯示色的最小灰度值分別計算像素電路中所輸入的信號值電壓，并 使用計算出的各個信號值電壓中的最小的信號值電壓，生成上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息。
此外，還包括顯示數(shù)據(jù)延遲單元，使顯示數(shù)據(jù)信號延遲用于進行基于上 述電壓控制單元和上述信號振幅基準電壓可變單元的信號振幅基準電壓的可 變動作的時間后，提供給上述顯示面板單元。
本發(fā)明的顯示驅(qū)動方法，用于具有顯示面板單元的顯示裝置中，所述顯 示面板單元的各個像素電路中將有機電發(fā)光元件用作發(fā)光元件，并且在各個 像素電路中被驅(qū)動，以使上述有機電發(fā)光元件以與所輸入的顯示數(shù)據(jù)信號的 信號值電壓和信號振幅基準電壓的電壓差對應的亮度進行發(fā)光，該顯示驅(qū)動
方法包括對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號，在每個規(guī)定期間 進行灰度值檢測的步驟；根據(jù)檢測出的灰度值，生成上述信號振幅基準電壓 的電壓控制信息的步驟；以及基于所生成的電壓控制信息，改變提供給上述 顯示面板單元的各個像素電路的上述信號振幅基準電壓的電壓值的步驟。
在有源矩陣方式的有機EL顯示器的像素電路中，根據(jù)所輸入的顯示數(shù) 據(jù)信號的信號值電壓和信號振幅基準電壓(通常為固定電位)的電壓差，作 為恒流源起作用的有源元件(驅(qū)動晶體管)對有機EL元件流過電流，從而 有機EL元件被發(fā)光驅(qū)動。以與由此所輸入的信號值電壓對應的亮度進行發(fā) 光。
并且，有機EL元件的消耗功率是通過在有機EL中流過的電流上乘以有 機EL元件的陽極-陰極間的電壓而計算的。流過有機EL元件的電流相對于 要發(fā)光的亮度是規(guī)定的，因此發(fā)光亮度越低，則消耗功率就越少。但是，如 果過度地降低發(fā)光亮度，則必然會損害灰度再現(xiàn)性等，從而導致畫質(zhì)下降。
在本發(fā)明中，對基于顯示數(shù)據(jù)信號而輸入到像素電路的信號值不進行任 何處理，通過改變通常被設為固定電位的信號振幅基準電壓(決定視頻信號 振幅中的黑電平的Vofs電壓)，控制整體的亮度從而實現(xiàn)低消耗功率化。
即，在顯示內(nèi)容中，不存在低灰度側(cè)的情況下，通過升高信號振幅基準 電壓(Vofs電壓)，在幀的所有像素電路中減少與信號值電壓的電位差。這是 在確保幀的所有像素的灰度再現(xiàn)性的同時降低整體灰度。由此，在抑制畫質(zhì) 下降的同時，能夠簡單地實現(xiàn)消耗功率的減少。
更具體地說，若檢測出在幀的像素中的最小灰度值，則可知從0%灰度(規(guī) 格上的最低亮度)到幀內(nèi)的最小灰度值范圍的灰度不存在，因此，即使相應 量地改變了信號振幅基準電壓，也不會對顯示的灰度產(chǎn)生影響，降低整體的
亮度，能夠減少消耗功率。
根據(jù)本發(fā)明，在每個規(guī)定期間(例如1幀)檢測像素的灰度值，并基于 灰度值而改變信號振幅基準電壓。這不會損害顯示內(nèi)容的灰度性而降低整體 的亮度。尤其，若檢測每個幀的最小灰度值，則不會損害存在的灰度的再現(xiàn) 性，并且，能夠一邊將亮度變動這樣的畫質(zhì)考慮在內(nèi)， 一邊適當?shù)貨Q定信號 振幅基準電壓的可升高程度。
由此，具有通過信號振幅基準電壓的電壓可變這樣的簡單控制，可實現(xiàn) 將畫質(zhì)的降低抑制到最低限度的、抑制整體亮度、即抑制消耗功率的效果。


圖1是本發(fā)明實施方式的顯示裝置的結構的方框圖。
圖2是實施方式的有機EL顯示面板模塊的說明圖。 圖3是實施方式的像素電路的說明圖。 圖4 (a) ~ (h)是實施方式的像素電路的動作的說明圖。 圖5是實施方式的信號振幅基準電壓的變化引起的柵極-源極間電壓變動 的說明圖。
圖6是有機EL元件的I-V特性的說明圖。
圖7是在實施方式的動作中灰度性被維持的說明圖。
圖8是用于決定實施方式的信號振幅基準電壓的處理的說明圖。
圖9是實施方式的振幅基準電壓可變單元的說明圖。
標號說明
1有機EL顯示面板模塊，2顯示數(shù)據(jù)延遲單元，3最小灰度檢測單元，4 最小信號值計算單元，5振幅基準電壓決定單元，6振幅基準電壓可變單元， IO像素電路，ll數(shù)據(jù)驅(qū)動器，12、 13、 14、 15柵極驅(qū)動器，20像素陣列單 元，30有機EL元件，Cs保持電容，Trl采樣晶體管，Tr2驅(qū)動晶體管，Tr3 開關晶體管，Tr4復位用晶體管，Tr5振幅基準設定用晶體管
具體實施例方式
以下，說明本發(fā)明的顯示裝置、顯示驅(qū)動方法的實施方式。 圖l表示實施方式的顯示裝置的結構。本例的顯示裝置包括將有機EL 元件用作發(fā)光元件的有機EL顯示面板模塊1、顯示數(shù)據(jù)延遲單元2、最小灰
度檢測單元3、最小信號值計算單元4、振幅基準電壓決定單元5以及振幅基
準電壓可變單元6。
首先參照圖2、圖3、圖4來敘述有機EL顯示面板模塊1。
圖2表示有機EL顯示面板模塊1的結構的一個例子。該有機EL顯示面
板模塊1包括像素電路10，該像素電路10以有機EL元件作為發(fā)光元件，以
有源矩陣方式進行發(fā)光驅(qū)動。
如圖2所示，有機EL顯示面板模塊1包括像素電路10以列方向和行
方向配置成矩陣狀的像素陣列單元20、數(shù)據(jù)驅(qū)動器ll、柵極驅(qū)動器12、 13、
14、 15。
此外，信號線DTL1、 DTL2…相對于像素陣列單元20以列方向排列，這 些信號線將與由數(shù)據(jù)驅(qū)動器11選擇和被提供的顯示數(shù)據(jù)信號對應的信號值 Vsig作為對于像素電路10的輸入信號來提供。信號線DTL1、 DTL2…排列 了在像素陣列單元2 0中矩陣配置的像素電路10的列數(shù)的量。
此外，相對于像素陣列單元20，以行方向排列了掃描線WSL1、 WSL2...， 掃描線DSL1、 DSL2...,掃描線AZ1L1、 AZ1L2…，掃描線AZ2L1、 AZ2L2…。 這些掃描線WSL、 DSL、 AZ1L、 AZ2L分別排列了在像素陣列單元20中矩 陣配置的像素電路10的行數(shù)的量。
掃描線WSL (WSL1、 WSL2…)是用于寫入(寫掃描)對像素電路10 的信號值Vsig的掃描線，通過柵極驅(qū)動器12被驅(qū)動。柵極驅(qū)動器12以所設 定的規(guī)定定時，對行狀分布的各個掃描線WSL1、 WSL2.,.順序提供掃描脈沖 WS，從而以行為單位線順序地掃描像素電路10。
掃描線DSL(DSL1、 DSL2...)通過柵極驅(qū)動器13被驅(qū)動。柵極驅(qū)動器 13以規(guī)定定時分別對行狀分布的各個掃描線DSL1、DSL2.,.提供用于有機EL 元件的發(fā)光驅(qū)動的掃描脈沖DS。
掃描線AZ1L ( AZ1L1、 AZ1L2...)通過柵極驅(qū)動器14被驅(qū)動。柵極驅(qū) 動器14以規(guī)定定時分別對行狀分布的各個掃描線AZ1L1、AZ1L2.,.提供用于 提供像素電路10的復位電壓(Vrs)的掃描脈沖AZ1。
掃描線AZ2L ( AZ2L1、 AZ2L2...)通過柵極驅(qū)動器15被驅(qū)動。柵極驅(qū) 動器15以規(guī)定定時分別對行狀分布的各個掃描線AZ2L1、AZ2L2…提供用于 對像素電路IO提供信號振幅基準電壓(Vofs)的掃描脈沖AZ2。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器11與柵極驅(qū)動器12的線順序掃描相匹配地，對以列方向分
布的信號線DTL1、 DTL2…提供作為對于像素電路10的輸入信號的信號值 (Vsig )。
圖3表示像素電路10的結構。該像素電路10如圖2的結構中的像素電 路10那樣被矩陣配置。另外，在圖3中為了簡化，僅表示了分布在信號線 DTL和掃描線WSL、 DSL、 AZ1L、 AZ2L交叉的部分的一個像素電路10。
作為實施方式，可采用的像素電路10的結構可以有多種，但在該例子中， 像素電路10由作為發(fā)光元件即有機EL元件30、 一個保持電容Cs、采樣晶 體管Trl、驅(qū)動晶體管Tr2、開關晶體管Tr3、復位用晶體管Tr4、振幅基準設 定用晶體管Tr5的5個薄膜晶體管(TFT)構成。各個晶體管Trl、 Tr2、 Tr3、 Tr4、 Tr5被設為n溝道TFT。
保持電容Cs的一個端子被連接到驅(qū)動晶體管Tr2的源極，另一端子被連 接到同一驅(qū)動晶體管Tr2的柵極。
像素電路10的發(fā)光元件例如被設為二極管結構的有機EL元件30，具有 陽極和陰極。有機EL元件30的陽極被連接到驅(qū)動晶體管Tr2的源極，陰極 被連接到規(guī)定的接地布線(陰極電位Vcath)。
采樣晶體管Trl的漏極和源極中的一端被連接到信號線DTL,另 一端被 連接到驅(qū)動晶體管Tr2的柵極。此外，釆樣晶體管的柵極被連接到掃描線 WSL。
開關晶體管Tr3的漏極和源極中的一端被連接到電源電壓Vcc，另一端 被連接到驅(qū)動晶體管Tr2的漏極。此外，開關晶體管Tr3的柵極被連接到掃 描線DSL。
復位用晶體管Tr4的漏極和源極中的一端被連接到驅(qū)動晶體管Tr2的源 極，另一端被連接到規(guī)定的復位電位Vrs。此外，復位用晶體管Tr4的柵極被 連接到掃描線AZ1L。
振幅基準設定用晶體管Tr5的漏極和源極中的一端被連接到驅(qū)動晶體管 Tr2的柵極，另一端被連接到信號振幅基準電壓Vofs的供給線上。此外，振 幅基準設定用晶體管Tr5的柵極被連接到掃描線AZ2L。
參照圖4簡單說明這樣的像素電路10的動作。圖4 ( a)表示提供給信號 線DTL的信號值Vsig、圖4 (b)表示水平同步信號HS、圖4 ( c )表示從掃 描線WSL提供給采樣晶體管Trl的柵極的掃描脈沖WS、圖4 ( d )表示從掃 描線AZ1L提供給復位用晶體管Tr4的柵極的掃描脈沖AZ1 、圖4 ( e )表示
從掃描線AZ2L提供給振幅基準設定用晶體管Tr5的柵極的掃描脈沖AZ2、 圖4 ( f)表示驅(qū)動晶體管Tr2的柵極電壓Vg、圖4 ( g )表示驅(qū)動晶體管Tr2 的源極電壓Vs、圖4 (h)表示從掃描線DSL提供給開關晶體管Tr3的柵極 的掃描脈沖DS。
水平掃描的開始時刻由水平同步信號HS決定。并且，在圖中的寫入準 備期間，通過掃描脈沖AZ1、 AZ2，復位用晶體管Tr4和振幅基準設定用晶 體管Tr5成為被導通的狀態(tài)，由此，驅(qū)動晶體管Tr2的柵極電壓Vg—言號振 幅基準電壓Vofs，驅(qū)動晶體管Tr2的源極電壓Vs二復位電壓Vrs。該信號振幅 基準電壓Vofs和復位電壓Vrs的電位差被設定為比驅(qū)動晶體管Tr2的閾值電 壓Vth足夠大。
接著，在規(guī)定定時，掃描脈沖AZ1成為低電平，且掃描脈沖DS成為高 電平。即，復位用晶體管Tr4截止(off),開關晶體管Tr3導通(on)。由此， 在驅(qū)動晶體管Tr2的漏極上被施加電源電壓Vcc，同時驅(qū)動晶體管Tr2的源極 從復位電壓Vrs被切斷。這時，驅(qū)動晶體管Tr2的漏極-源極間流過電流，驅(qū) 動晶體管Tr2的源極電壓Vs逐漸上升。并且，在驅(qū)動晶體管Tr2的柵極-源 極間電壓Vgs達到閾值電壓Vth的時刻，漏極-源極之間流過的電流停止(cut off狀態(tài))，之后，源極電壓Vs成為維持柵極-源極間電壓Vgs成為閾值電壓 Vth的狀態(tài)的電位。
這樣，設柵極-源極間電壓VgsH萄值電壓Vth是為了消除每個元件的閾 值電壓Vth的偏差的影響。
然后，作為寫入期間，在信號線DTL中通過數(shù)據(jù)驅(qū)動器11而被施加信 號值Vsig,信號值Vsig被寫入到像素電路10。
在該寫入期間，掃描脈沖DS成為低電平，從而電源電壓Vcc被停止施 加。并且，掃描脈沖AZ2成為低電平，柵極電位在信號振幅基準電壓Vofs 上的固定被解除。然后，采樣晶體管Trl通過掃描脈沖WS而被導通，從而 來自信號線DTL的信號值Vsig被寫入到保持電容Cs。
在該寫入期間，驅(qū)動晶體管Tr2的柵極電壓根據(jù)信號值Vsig對保持電容 Cs的寫入而上升。結果，驅(qū)動晶體管Tr2的柵極-源極間電壓Vgs成為Vth+ (Vsig_Vofs )。
緊接著寫入期間而進行作為發(fā)光期間的動作。在發(fā)光期間，掃描脈沖ws
成為低電平，從而采樣晶體管Trl被截止，另一方面，開關晶體管Tr3通過
掃描脈沖DS而被導通。由此，通過來自驅(qū)動電源電壓Vcc的電流供給，有
機EL元件30中流過與驅(qū)動晶體管Tr2在保持電容Cs中所保持的信號電位(即 驅(qū)動晶體管Tr2的柵極-源極間電壓)對應的電流，使有機EL元件30發(fā)光。 驅(qū)動晶體管Tr2在飽和區(qū)域動作，作為對有機EL元件30提供與信號值Vsig 對應的驅(qū)動電流的恒流源起作用。
另外，通過有才幾EL元件30中流過電流，有才幾EL元件30的兩端電壓 VEL上升，因此在發(fā)光期間最初，驅(qū)動晶體管Tr2的柵極電壓Vg和源極電 壓Vs伴隨此而上升。即，源極電壓Vs上升至Vcath+VEL的電位，柵極電壓 Vg從其源極電壓Vs開始， 一邊保持Vth+ ( Vsig-Vofs )的電位差一邊上升。
通過以上這樣的動作，進行像素電路10的發(fā)光驅(qū)動。
返回到圖1,說明本例的結構。
顯示數(shù)據(jù)信號被提供給顯示數(shù)據(jù)延遲單元2以及最小灰度檢測單元3。
顯示數(shù)據(jù)延遲單元2對顯示數(shù)據(jù)信號給予規(guī)定時間的延遲后提供給有機 EL顯示面板模塊1。該顯示數(shù)據(jù)延遲單元2的延遲是為了使通過從最小灰度 檢測單元3到振幅基準電壓可變單元6的動作的信號振幅基準電壓Vofs的可 變控制與顯示內(nèi)容適當?shù)仄ヅ浞从常鞘褂脦鎯ζ鞯葋硌舆t考慮了從最小 灰度檢測單元3到振幅基準電壓可變單元6的處理延遲的時間。
在有機EL顯示面板模塊1中，通過上述結構，基于被提供的顯示數(shù)據(jù) 信號來進行各個像素的發(fā)光驅(qū)動。
最小灰度檢測單元3對每個像素的構成色檢測顯示數(shù)據(jù)信號的1幀內(nèi)的 最小灰度值。
這里檢測的最小灰度值是指在給予某一幀的各個像素的亮度值中成為最 低亮度的值，即對于在l幀內(nèi)的、以最低亮度發(fā)光的像素的顯示數(shù)據(jù)信號值。
對R (紅)、G (綠)、B (藍)的各個顯示色檢測這樣的最小灰度值。
即，通過對1幀中的各個R像素電路的顯示數(shù)據(jù)信號順序進行比較處理， 檢測最低亮度的值作為R最小灰度值Smin—r。同樣地，對于1幀中的各個G 像素電路的顯示數(shù)據(jù)信號中，檢測最低亮度的值作為G最小灰度值Smin一g, 并且對于1幀中的各個B像素電路的顯示數(shù)據(jù)信號中，檢測最低亮度的值作 為B最小灰度值Smin—b。
然后，將該1幀中的每個顏色的最小灰度值Smin—r、 Smin—g、 Smin一b 輸出到最小信號值計算單元4。
另外，也可以在最小灰度檢測單元3中準備幀存儲器，臨時存儲1幀期
間的顯示數(shù)據(jù)信號值，從中檢測R、 G、 B的各個顏色的最小灰度值。
最小信號值計算單元4將各個顏色的最小灰度值Smin—r、 Smin一g、 Smin—b 分別換算成數(shù)據(jù)驅(qū)動器11的輸出電壓值(作為信號值Vsig的電壓值)，從中 選擇最小值，并將其作為最小信號值(Vsig (Smin))而輸出到振幅基準電壓 決定單元5。
振幅基準電壓決定單元5根據(jù)所輸入的最小信號值(Vsig (Smin))，決 定提供給各個像素電路10的信號振幅基準電壓Vofs。
具體來說，首先從每個幀的最小信號值(Vsig (Smin))減去0%灰度時 的信號值(Vsig ( 0 )),從而對每個幀計算用于表示0%灰度信號值Vsig ( 0 ) 和最小信號值Vsig (Smin)的差為多少的差分(AVsig (MIN))。然后，在 信號振幅基準電壓Vofs的缺省值(Vofs—default)上相加差分AVsig (MIN)， 從而決定提供給像素電路10的信號振幅基準電壓Vofs的值。
但是，振幅基準電壓決定單元5中被輸入Vofs上限值信息，振幅基準電 壓決定單元5到底還是在不超過該Vofs上限值信息的值的范圍內(nèi)決定提供給 像素電路10的信號振幅基準電壓Vofs的值。即，選^t奪上述那樣在信號振幅 基準電壓Vofs的缺省值(Vofs_default)上相加了差分AVsig (MIN)的電壓 值，和作為Vofs上限值信息的電壓值中的小值。
另外，在振幅基準電壓決定單元5中，在信號振幅基準電壓Vofs的缺省 值(Vofs—default)上相加差分AVsig (MIN)，從而決定提供給像素電路10 的信號振幅基準電壓Vofs的值，這會使從0%灰度到最小灰度為止的灰度在 顯示上被填補，但由于該幀中不存在到最小灰度值為止的灰度，因此不會產(chǎn) 生問題。
振幅基準電壓可變單元6對作為規(guī)定的初始電壓(Vofs—default)所設定 的信號振幅基準電壓Vofs進行電壓值變換，變換為電壓值(Vofs_ott),并提 供給有機EL顯示面板模塊1。從該振幅基準電壓可變單元6輸出的信號振幅 基準電壓Vofs (Vofs一ott)被公共地提供給有機EL顯示面板模塊1的所有像 素電路10。
該振幅基準電壓可變單元6將所輸入的初始電壓值(Vofs—default)變換 為由振幅基準電壓決定單元5決定的電壓值(Vofs—out),并將其作為信號振 幅基準電壓Vofs提供給有機EL顯示面板模塊1。電壓變換方法的例子在后
面敘述。
繼續(xù)說明這樣的本例的顯示裝置的動作。
首先，根據(jù)圖5說明信號振幅基準電壓Vofs的電位變化了的情況下的、 驅(qū)動晶體管Tr2的柵極-源極間電壓Vgs的變化，即進行了信號值Vsig的寫 入的柵極-源極間電壓Vgs的變化。
在圖5中，表示了驅(qū)動晶體管Tr2的柵極電壓Vg和源極電壓Vs，實線 擴大表示了在上述圖4中說明的電位變化，虛線表示在本例中信號振幅基準 電壓Vofs纟皮改變時的電位變化。
首先看一下實線所示的通常情況的電位變化。這里所說的通常情況是指， 信號振幅基準電壓Vofs被設為所設定的初始電壓值即缺省值(Vofs_default) 的情況。
如先前也敘述的那樣，首先在最初的寫入準備期間被設為柵極電壓Vg= Vofs ( =Vofs—default)，源極電壓Vs-復位電壓Vrs 。
從該狀態(tài)成為停止對源極電壓Vs供給復位電壓Vrs,在驅(qū)動晶體管Tr2 的漏極上被提供電源電壓Vcc的狀態(tài)時，源極電壓Vs的電位逐漸開始上升， 柵極-源極間電壓Vgs成為驅(qū)動晶體管Tr2的閾值電壓Vth的電位狀態(tài)時，電 流Ids的流動停止(cut off狀態(tài))，之后，作為柵極-源極間電壓Vgs, Vth電 位被保持。
這里，通過停止對柵極提供信號振幅基準電壓Vofs (=Vofs—default),代 替為提供信號值Vsig，從而在柵極-源極間電壓Vgs中，除了到此為止的閾值 電壓Vth之外，還被相加"Vsig-Vofs—default"電位，在產(chǎn)生有機EL元件30 的兩端電壓VEL的同時會伴隨自舉(bootstrap )現(xiàn)象，但最終柵極-源極間電 壓Vgs中會被寫入電壓"Vth+ ( Vsig-Vofs—default )，，。
由此，在發(fā)光期間，與柵極-源極間電壓Vgs ( =Vth+ ( Vsig-Vofs_default)) 對應的電流會流過有機EL元件30，以與該柵極-源極間電壓Vgs對應的亮度 發(fā)光。
接著，考慮信號振幅基準電壓Vofs從初始電壓值Vofs_default上升到了 電壓值Vofs (MIN)的情況。該電壓值Vofs (MIN)表示作為信號振幅基準 電壓Vofs (=Vofs—out),由圖1的振幅基準電壓可變單元6從初始電壓值 Vofs—default改變提供的某一電壓值。
圖5中用虛線表示著這一情況。
首先，在最初的寫入準備期間被設為，柵極電壓Vg= Vofs( = Vofs( MIN))， 源極電壓Vs二復位電壓Vrs。
然后，為了閾值Vth的偏差消除動作，停止對源極電壓Vs供給復位電壓 Vrs，成為在驅(qū)動晶體管Tr2的漏極上被提供電源電壓Vcc的狀態(tài)。于是與上 述的通常情況同樣地，源極電壓Vs上升，柵極-源極間電壓Vgs成為驅(qū)動晶 體管Tr2的閾值電壓Vth的電位狀態(tài)時，電流Ids的流動停止，之后，作為柵 極-源極間電壓Vgs ， Vth電位被保持。
由圖可知，通過柵極-源極間電壓Vgs=Vth，虛線情況下，源極電壓Vs 成為比實線的通常情況更高的電位。即，源極電壓Vs也提高與信號振幅基準 電壓Vofs從初始電壓值Vofs—default上升到電壓值Vofs ( MIN)相應的量。
這里進行信號值Vsig的寫入，但如圖所示，由于Vsig電壓、Vth電壓中 不會引起變動，因此最終在柵極-源極間電壓Vgs中被寫入少了 "Vofs(MIN) —Vofs—default"的電壓。
由此，在發(fā)光期間，與柵極-源極間電壓Vgs ( =Vth+ ( Vsig-Vofs ( MIN)) 對應的電流會流過有機EL元件30,以與該柵極-源極間電壓Vgs對應的亮度 發(fā)光。
即，由虛線作為信號振幅基準電壓Vofs=Vofs (MIN)所示的情況，和由 實線作為信號振幅基準電壓Vofs=Vofs—default所示的情況相比，柵極-源極間 電壓Vgs變小，有機EL元件30的發(fā)光亮度降低。并且，通過發(fā)光亮度降低， 消耗功率減少。
這樣，能夠?qū)艠O-源極間電壓Vgs減少使信號振幅基準電壓Vofs的電 位上升的量，能夠簡單地控制整體亮度。并且，通過降低整體亮度，能夠?qū)?現(xiàn)消耗功率的減少。
但這里需要注意的是，信號振幅基準電壓Vofs的電位上升過度。在像素 動作中，在寫入準備期間的閾值電壓Vth的特性偏差的消除動作中，在有機 EL元件30的陽極電極上施加Vofs-Vth的電位，在該狀態(tài)下若有機EL元件 30中流過電流，則會對正確的消除動作帶來障礙。圖6中表示有機EL元件 30的I-V特性，但如果作為有機EL元件30的兩端電壓VEL超過發(fā)光開始 電壓Vt,則有機EL元件30中開始流過電流。
因此，作為上P艮，信號振幅基準電壓Vofs需要使Vofs-Vth不要超過有機 EL元件的發(fā)光開始電壓Vt。因此，如上所述，在振幅基準電壓決定單元5
中被設定考慮了這一點的Vofs上限值信息，信號振幅基準電壓Vofs在不超過
該上限值的范圍內(nèi)可變(上升)。
圖7涉及到每個幀的最小灰度值和信號振幅基準電壓Vofs的電位差的關系。
在本例中如上所述，通過提高信號振幅基準電壓Vofs,作為結果而降低
整體的發(fā)光亮度，從而實現(xiàn)節(jié)省功率。
并且在本例中，就算亮度降低，也不會導致顯示圖像的質(zhì)量降低。 本例的動作的基本想法是，在構成l幀的灰度分布中，只有當不存在低
灰度側(cè)時，根據(jù)該不存在的范圍，填補該不存在的范圍的灰度再現(xiàn)性，從而
使整體的灰度向低灰度側(cè)滑動(slide )。這時所填補的灰度范圍是該幀中不存 在的范圍，因此顯示內(nèi)容的灰度再現(xiàn)性被確保。
將此顯示在圖7中。圖7中設橫軸為灰度，縱軸為亮度。
在設某一顯示器的灰度-亮度特性為圖7的實線(假設曲線為2.2次方) 所示時，某一幀的最小灰度值為由"A"所示的位置。這時，該幀中存在的 灰度范圍由箭頭X表示。就實線的特性而言，為虛線所示的范圍。
這里，若設灰度-數(shù)據(jù)驅(qū)動器11的輸出電壓(信號值Vsig)的關系為線 性特性，則從最小灰度值下的信號值Vsig ( MIN )到0%灰度下的信號值Vsig (0 )之間的電壓不會從數(shù)據(jù)驅(qū)動器11輸出，即使將信號振幅基準電壓Vofs 提高相應的量，也不會對顯示內(nèi)容的灰度再現(xiàn)性帶來影響。
因此，這里若將信號振幅基準電壓Vofs的電位提高"Vsig (MIN) -Vsig (O)"的量，則對像素電路IO,作為信號值Vsig所寫入的電位的此時灰度特 性會成為沿實線所示的一點劃線所示的范圍，灰度存在范圍為箭頭Y所示的 范圍。
即，這能夠減少整體亮度，而不會損害存在的灰度再現(xiàn)性。
另外，若因該亮度變動幅度大，使整體亮度的變化變大，從而可辨認該
變化，產(chǎn)生感到畫質(zhì)下降的顧慮時，通過對亮度變化幅度設置限制值來應對即可。
為此，只要如前述的那樣設置信號振幅基準電壓Vofs的電位的上限值即可。
此外，根據(jù)對于100%亮度的變化量來決定變化上限值也是一例。例如， 該上限以不較大地損害畫質(zhì)為條件，考慮最大灰度下的發(fā)光亮度降低到3/4
(75%)，設定為灰度值中相當于1/8 (12.5%)的電位程度以下作為目標也可 以。如果整體亮度為這種程度的變化，則不會使視聽者感覺到畫質(zhì)下降。
如上所述，在本例中，檢測幀中的最小灰度值，從而求出作為信號振幅 基準電壓Vofs的變化量，改變提供給各個像素電路10的信號振幅基準電壓 Vofs,從而在原樣保持灰度再現(xiàn)性的基礎上控制整體亮度，并減少消耗功率。
以下，由圖8說明從檢測最小灰度值開始到信號振幅基準電壓Vofs的變 化的動作步驟。
首先，作為處理〈S1、最小灰度檢測單元3在顯示數(shù)據(jù)信號的1幀內(nèi)， 對每個顯示色檢測最小灰度值Smin—r、 Smin_g、 Smin—b。
接著，作為處理〈S2、最小信號值計算單元4將最小灰度值Smin—r、 Smin—g、 Smin一b分別換算成數(shù)據(jù)驅(qū)動器11的輸出電壓值(作為信號值Vsig 的電壓值)，從中選擇最小的值并將其設為最小信號值(Vsig (Smin))。
接著，作為處理〈S3、振幅基準電壓決定單元5計算最小信號值(Vsig (Smin))和在該最小信號值Vsig( Smin )的顏色下的0%灰度時的信號值(Vsig (0 ))的差分(AVsig ( MIN) =Vsig ( Smin ) —Vsig ( 0 ))。
接著，作為處理〈S4、振幅基準電壓決定單元5對信號振幅基準電壓Vofs 的缺省值(Vofs—default)相加差分AVsig (MIN)，從而計算應提供給像素電 路10的信號振幅基準電壓Vofs的電位(Vofs_out) ( Vofs_out=Vofs—default 十AVsig ( MIN))。
這樣，決定根據(jù)最小灰度值的信號振幅基準電壓Vofs (Vofs_out),并將 該信息輸出到振幅基準電壓可變單元6。由此在振幅基準電壓可變單元6中， 進行信號振幅基準電壓Vofs的電壓變換。
另外，如上所述，在計算出的電壓值Vofs—out為超過Vofs上限值信息的 值時，將應提供給像素電路10的信號振幅基準電壓Vofs的電位設為其上限 值。
圖9表示振幅基準電壓可變單元6的結構的一個例子。例如如圖那樣設 為包括了電源可變控制單元51 、數(shù)字電位器(digital potentiometer) 52 、電阻 Rl的結構。
電源可變控制單元51得到對于輸入電壓Vin進行電壓可變了的輸出電壓 Vout。
一般的電源可變控制電路大致區(qū)分為開關調(diào)節(jié)器(switching regulator)
和串聯(lián)調(diào)節(jié)器(series regulator )，但對輸出電壓Vout進行可變控制的方法基 本相同。在想相對較多地取得電壓可變量時，因效率的關系而幾乎都選擇開 關調(diào)節(jié)器。
電源可變控制單元51中設置了用于以某一電位反饋輸出電壓的FB端 子，通過使該電位保持為一定值的動作來穩(wěn)定輸出電壓。FB電位一般為1 3V 左右，因此通過對輸出電壓進行電阻分壓，并連接到FB端子的結構，可進 4亍電壓可變控制。
即，由于FB電位決定為某一值(例如2V),因此為了使輸出電壓可變， 改變電阻分壓的比即可。
為此， 一方使用固定電阻R1，另一方使用可進行電阻值可變的數(shù)字控制 的數(shù)字電位器52。振幅基準電壓決定單元5將用于得到計算了的電壓值 Vofs—out的數(shù)字值提供給數(shù)字電位器52,通過對電阻值進行可變控制，作為 輸出電壓Vout,得到電壓值Vofs—out的信號振幅基準電壓Vofs,這被提供給 有機EL顯示面板模塊1的各個像素電路10。
上述圖8的處理〈S1〉 〈S4〉在每個1幀期間進行，由此通過振幅基準電 壓可變單元6，信號振幅基準電壓Vofs在1幀期間被可變控制。
這樣，通過信號振幅基準電壓Vofs被可變控制，在有機EL顯示面板模 塊l中，在各個幀原樣保持了灰度再現(xiàn)性，并減少整體亮度，消耗功率被減 少。
另外，被可變控制的信號振幅基準電壓Vofs的提供和、成為用于可變控 制的基準的當前幀在有機EL顯示面板模塊1中的顯示定時需要適當?shù)胤稀?因此，先前敘述了為了校正從最小灰度檢測單元3中的處理到振幅基準電壓 可變單元6中的信號振幅基準電壓Vofs的可變控制的處理時間所引起的響應 延遲而設置顯示數(shù)據(jù)延遲單元2。
如下設定顯示數(shù)據(jù)延遲單元2中的適當?shù)难舆t量。
引起延遲的原因分為"(1)從1幀的最小灰度值的檢測開始到計算信號 振幅基準電壓Vofs的適當?shù)碾妷褐礦ofs—out的延遲"、和"(2)從振幅基準 電壓可變單元6接受了電壓值Vofs—out的信息開始到輸出電壓成為該電壓值 的延遲"。
關于上述(1)，為了計算1幀的最小灰度值，最低也會產(chǎn)生"1幀"的 延遲。關于上述(2)，也依賴于電源變換電路的性能，將該響應延遲假定為
"aH" (H為水平期間)( 一般認為可以是數(shù)H程度)。因此，在顯示數(shù)據(jù)延 遲單元2中，進行1幀+aH的量的數(shù)據(jù)延遲即可。
如上所述，在本實施方式中，在每一幀檢測像素的最小灰度值，并基于 最小灰度值而改變信號振幅基準電壓Vofs。這不會損害顯示內(nèi)容的灰度性而 實現(xiàn)整體的亮度降低。由此，具有通過信號振幅基準電壓的電壓可變這樣的 簡單控制，可實現(xiàn)將畫質(zhì)的降低抑制到最低限度的、抑制整體亮度、即抑制 消耗功率的效果。
并且，為了能夠?qū)崿F(xiàn)低消耗功率化而不會視覺識別出自發(fā)光型平板顯示 器的畫質(zhì)下降，將顯示裝置設為電池動作設備，則會對使動作時間長時間化 起作用，此外如杲是從AC插座(consent)得到電源的設備，則能夠?qū)?jié)電 或電費的節(jié)約起作用。
作為實施方式，考慮有多樣的變形例。
例如在上述例子中，表示了對所有的像素電路提供公共的信號振幅基準 電壓Vofs的結構，但作為像素電路IO，排列有R(紅)用像素電路、G(綠) 用像素電路、B(藍)用像素電路。也可以對這些每個顏色的像素電路分別單 獨設置信號振幅基準電壓Vofs的線，對每個顏色進行上述信號振幅基準電壓 Vofs的可變處理。這時，基于對各個顏色的最小灰度值進行該顏色的信號振 幅基準電壓Vofs的可變控制即可。
此外，在上述例子中，在最小灰度檢測單元3中檢測了按色的最小灰度 值，但也考慮以下方法，即檢測最小灰度值而不區(qū)分顏色，并基于該最小灰 度值，求出作為信號振幅基準電壓Vofs的最佳的電壓值Vofs一out。
進而，若認為就算未必將"最小"的灰度值作為基準，也可以填補多少 某一程度(例如對可視覺識別的畫質(zhì)不產(chǎn)生影響的程度)的低亮度側(cè)的灰度， 則還考慮將最小灰度值附近的值作為基準來控制信號振幅基準電壓Vofs。
此外，雖然以1幀期間單位進行了最小灰度值的檢測、信號振幅基準電 壓Vofs的變換，但也可以例如以2幀期間等的其他單位期間來進行同樣的動 作。
此外，圖3表示了有機EL顯示面板模塊1中的像素電路結構，但本發(fā) 明也可以應用在采用圖3以外的像素電路結構的情況。特別適合于以有源矩 陣方式進行像素驅(qū)動的顯示裝置。
特別而言，只要是進行以下那樣的動作的像素電路，則都可以應用本發(fā)
明，即在進行了驅(qū)動晶體管的Vth特性消除動作后，在驅(qū)動晶體管的柵極上
再現(xiàn)信號振幅基準電壓Vofs的電位，源極上再現(xiàn)Vofs-Vth的電位，然后，通 過將信號值Vsig的電位提供給柵極電位，從而作為柵極-源極間電壓Vgs，寫 入"Vth+ ( Vsig—Vofs )"的電位。
權利要求
1、一種顯示裝置，其特征在于，包括顯示面板單元，在各個像素電路中將有機電發(fā)光元件用作發(fā)光元件，并且在各個像素電路中被驅(qū)動，以使上述有機電發(fā)光元件以與所輸入的顯示數(shù)據(jù)信號的信號值電壓和信號振幅基準電壓的電壓差對應的亮度進行發(fā)光；電壓控制單元，對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號，在每個規(guī)定期間進行灰度值檢測，并使用檢測出的灰度值，生成上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息；以及信號振幅基準電壓可變單元，基于在上述電壓控制單元中生成的電壓控制信息，改變提供給上述顯示面板單元的各個像素電路的上述信號振幅基準電壓的電壓值。
2、 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述電壓控制單元對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號，在作 為上述規(guī)定期間的每個1幀期間進行灰度值檢測，從而檢測1幀內(nèi)的最小灰 度值，根據(jù)檢測出的最小灰度值來計算像素電路中所輸入的信號值電壓，并 使用計算出的信號值電壓，生成上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息。
3、 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述電壓控制單元被提供上述信號振幅基準電壓的上限值的信息，并生 成使上述信號振幅基準電壓在不超過上述上限值的范圍內(nèi)可變的上述電壓控 制信息。
4、 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述電壓控制單元對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號，在作 為上述規(guī)定期間的每個1幀期間檢測每個顯示色的最小灰度值，對檢測出的 每個顯示色的最小灰度值分別計算像素電路中所輸入的信號值電壓，并使用 計算出的各個信號值電壓中的最小的信號值電壓，生成上述信號振幅基準電 壓的電壓控制信息。
5、 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，還包括 顯示數(shù)據(jù)延遲單元，使顯示數(shù)據(jù)信號延遲用于進行基于上述電壓控制單元和上述信號振幅基準電壓可變單元的信號振幅基準電壓的可變動作的時間 后，提供給上述顯示面板單元。
6、 一種顯示驅(qū)動方法，用于具有顯示面板單元的顯示裝置中，所述顯示 面板單元的各個像素電路中將有機電發(fā)光元件用作發(fā)光元件，并且在各個像 素電路中被驅(qū)動，以使上述有機電發(fā)光元件以與所輸入的顯示數(shù)據(jù)信號的信 號值電壓和信號振幅基準電壓的電壓差對應的亮度進行發(fā)光，該顯示驅(qū)動方 法的特征在于，包括對于提供給上述顯示面板單元的顯示數(shù)據(jù)信號，在每個規(guī)定期間進行灰 度值檢測的步驟；根據(jù)檢測出的灰度值，生成上述信號振幅基準電壓的電壓控制信息的步 驟；以及基于所生成的電壓控制信息，改變提供給上述顯示面板單元的各個像素 電路的上述信號振幅基準電壓的電壓值的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的顯示裝置和顯示驅(qū)動方法不損害灰度性而簡單地實現(xiàn)消耗功率的降低。在1幀的顯示內(nèi)容中不存在低灰度側(cè)的情況下，通過提高信號振幅基準電壓(Vofs電壓)，在幀的所有像素電路中減少與信號值電壓的電位差，從而一邊確保幀的所有像素的灰度再現(xiàn)性，一邊降低整體亮度。由此可一邊抑制畫質(zhì)下降，一邊簡單地實現(xiàn)消耗功率的減少。尤其通過檢測幀的像素中的最小灰度值，可知不存在從0％灰度到幀內(nèi)的最小灰度值的范圍的灰度，所以相應量地改變信號振幅基準電壓。
文檔編號G09G3/20GK101393719SQ200810161718
公開日2009年3月25日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權日2007年9月20日
發(fā)明者小澤淳史 申請人:索尼株式會社