JP2007065182A

JP2007065182A - 表示装置

Info

Publication number: JP2007065182A
Application number: JP2005249634A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sato; 政俊佐藤; Kazunobu Takai; 和順高井; Hitoshi Yasuda; 仁志安田; Tomonori Matsumuro; 智紀松室
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15
Also published as: CN1924982A; US20070052633A1; TW200709171A; KR100753318B1; KR20070026081A

Abstract

【課題】テスト画像の表示に要する消費電力を増大させることなく、ＲＧＢ信号の最適化が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】
本実施形態の表示装置は、ＲＧＢ信号に応じて画像を表示する表示パネル１と、ＲＧＢ信号を最適化する複数の信号処理回路からなる信号処理回路部ＤＳＰと、表示パネル１が所定の電力以下で発光するようにＲＧＢ信号を制御するＡＣＬ回路３３と、上記最適化に用いる第１及び第２のテスト画像に応じた第１及び第２のテスト画像信号を表示パネル１に供給する第１及び第２のテスト回路２４，２９と、を備えている。さらに、信号処理回路部ＤＳＰには、第１及び第２のテスト画像信号の供給時に、表示パネル１の全面が所定の電力以下で発光するように、第１及び第２のテスト画像を、表示パネル１の一部のみ表示領域１Ｗのみに制限して表示させる表示エリア制限回路３０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、自発光素子を光源に用いた表示パネルと、その表示パネルの電力を制御する制御回路とを備えた表示装置に関する。

近年、ＣＲＴやＬＣＤに代わるカラー表示装置として、自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｅｖｉｃｅ：以降、「有機ＥＬ素子」と略称する）を用いた有機ＥＬ表示装置が開発されている。特に、有機ＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以降、「ＴＦＴ」と略称する）を備えたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が開発されている。

次に、従来例に係る有機ＥＬ表示装置について図面を参照して説明する。図３は、従来例に係る有機ＥＬ表示装置を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、上記有機ＥＬ表示装置は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色に対応したカラー表示信号（以降、「ＲＧＢ信号」と略称する）に応じて自発光する複数の不図示の有機ＥＬ素子を備えた表示パネル１と、ＲＧＢ信号を最適化して表示パネル１のホワイトバランスのばらつき等を調整する不図示の信号処理回路（例えば色補正回路や、いわゆるガンマ補正回路等を含む）からなる信号処理部ＤＳＰと、表示パネル１及び信号処理部ＤＳＰに電源を供給する不図示の電源回路を備えている。

ここで、信号処理部ＤＳＰには、上記最適化に用いるテスト画像に応じたテスト画像信号を表示パネルに供給する不図示のテスト回路が設けられている。また、信号処理部ＤＳＰには、表示パネル１の全体が高い輝度で発光する場合、即ち消費電力が高い場合に、表示パネル１が所定の電力以下で発光するようにＲＧＢ信号を制御する不図示のＡＣＬ制御（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｕｓｔＬｉｍｉｔｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）回路が設けられている。このＡＣＬ回路による制御は、例えば、上記全色のＲＧＢ信号の振幅の積分値を算出し、その積分値が所定の値を超えないようにＲＧＢ信号の振幅を抑制することにより行われる。

上記ＲＧＢ信号の最適化は、例えば次のように行われる。最初に、パソコン等の制御装置２から信号処理部ＤＳＰの不図示のテスト回路に対して、テスト画像信号を表示パネル１に出力させるための制御信号φが出力される。そして、不図示のテスト回路からのテスト画像信号に応じたテスト画像が表示パネル１に表示されると、輝度計３により表示パネル１の輝度や色温度等の光学的特性値が計測され、それらの計測データＳが制御装置２に入力される。そして、制御回路２では、計測データＳを基に各種の最適値データＣ（例えば色補正値やガンマ特性値等）が算出され、それらの最適値データＣが信号処理部ＤＳＰへ出力される。信号処理部ＤＳＰ内では、これらの最適値データＣにより、ＲＧＢ信号が最適化される。

上記テスト画像が表示された表示パネル１の輝度等の計測、及び信号処理部ＤＳＰでのＲＧＢ信号の最適化は、所望の最適化が完了するまで繰り返される。

なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
特開２００３−２２８３２８号公報

上記ＲＧＢ信号の最適化に用いる上記テスト画像は、そのＲＧＢ信号から生成される白色画像として表示パネルの全面に表示されることが一般的である。このテスト画像の表示に要する消費電力は、通常のカラー映像の表示に要する消費電力に比して数倍（例えば約３〜４倍）大きくなる。言い換えれば、表示パネル１の輝度が通常の表示時に比して著しく大きくなる。そのため、不図示のＡＣＬ回路により、表示パネル１が所定の電力以下で発光するようにＲＧＢ信号の振幅の積分値が抑制される。

しかしながら、上記ＡＣＬ回路により制御されたＲＧＢ信号から生成されたテスト画像の輝度や色温度等の光学的特性値は本来のテスト画像と異なるため、表示パネル１の上記光学的特性値の計測が不正確になるという問題が生じていた。また、仮に、上記不正確な計測を避けるためＡＣＬ回路による上記制御を停止させた場合、上記のように、テスト画像の表示に要する消費電力が著しく増大する。そのため、表示装置に備える不図示の電源回路は、通常の表示に要する消費電力を著しく上回る消費電力を想定して設計されている必要があり、表示装置の省電力化の妨げとなっていた。

そこで本発明は、テスト画像の表示に要する消費電力を増大させることなく、ＲＧＢ信号の最適化が可能な表示装置を提供する。

本発明の表示装置は、上記課題に鑑みて為されたものであり、カラー表示信号に応じて画像を表示する表示パネルと、カラー表示信号を最適化する信号処理回路と、表示パネルが所定の電力以下で発光するように前記カラー表示信号を制御する制御回路と、上記最適化に用いるテスト画像に応じたテスト画像信号を表示パネルに供給するテスト回路と、を備え、さらに、表示パネルの一部のみにテスト画像を表示させる表示エリア制限回路を備えることを特徴とする。ここで、上記表示パネルはマトリクス状に配置された複数の表示画素を備え、各表示画素の光源は、例えば有機ＥＬ素子等の自発光素子である。

本発明の表示装置によれば、テスト画像の表示に要する消費電力を増大させることなく、カラー表示信号の最適化が可能となる。従って、表示装置には、従来例のようにテスト画像の表示に要する大きな消費電力を想定して設計された電源回路を備える必要がなくなり、通常の表示に要する消費電力のみを想定して設計された電源回路を備えればよい。結果として、表示装置の省電力化を図ることが可能となる。

次に、この表示装置の構成について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する機能ブロック図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る表示装置の表示パネルを示す概略平面図である。

図１に示すように、この表示装置は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色に対応した複数の不図示の表示画素がマトリックス状に配置され、上記各色に対応したカラー表示信号（以降、「ＲＧＢ信号」と略称する）が供給される表示パネル１を備えている。
各表示画素は、画素選択信号に応じてオンする不図示の画素選択用トランジスタと、陽極及び陰極を有した自発光素子である不図示の有機ＥＬ素子と、不図示の電源線及び陽極に接続され画素選択用ＴＦＴを通して供給されるＲＧＢ信号に応じて有機ＥＬ素子を駆動する不図示の駆動用ＴＦＴと、駆動用ＴＦＴのゲートと保持容量線の間に接続され、ＲＧＢ信号を所定期間にわたり保持する不図示の保持容量と、を備えている。ここで、上記画素選択信号は不図示の垂直駆動回路から不図示の走査線を介して供給され、上記ＲＧＢ信号は、不図示の水平駆動回路から不図示のデータ線を介して供給される。

また、この表示装置は、デジタル化されたＲＧＢ信号を最適化して表示パネル１のホワイトバランスのばらつき等を調整するための複数の信号処理回路からなる信号処理部ＤＳＰを備えている。

この信号処理部ＤＳＰは、シリアル／パラレルコンバータ２１を備えている。このシリアル／パラレルコンバータ２１は、シリアル信号であるＲＧＢ信号、及び輝度信号と色差信号とからなるＹＵＶ信号をパラレル信号に変換する。このパラレル信号のうちＹＵＶ信号は、ＲＧＢマトリックス２２によってＲＧＢ信号に変換される。シリアル／パラレルコンバータ２１から出力されたＲＧＢ信号、もしくはＲＧＢマトリックス２２によってＹＵＶ信号から変換されたＲＧＢ信号は、選択回路２３によっていずれか１つに選択され、最適化の対象となるＲＧＢ信号として出力される。このＲＧＢ信号は、第１のテスト回路２４に入力される。第１のテスト回路２４は、後述する第２のテスト回路２９が動作しない状態において、入力されたＲＧＢ信号を基に所定の色及びパターンの第１のテスト画像（例えば白色画像）に応じた第１のテスト画像信号を出力する。

そして、通常の表示の際のＲＧＢ信号、もしくは第１のテスト画像信号の基になるＲＧＢ信号は、所定の色補正を行う色補正回路２５に入力される。色補正されたＲＧＢ信号は、そのコントラストや明るさを調整するＣｏｎｔ．／Ｂｒｉｇｈｔ調整回路２６に入力される。さらにコントラストや明るさが調整されたＲＧＢ信号は、そのガンマ（γ）特性曲線を直線状にする逆ガンマ補正を行う逆ガンマ（γ）補正回路２７に入力される。逆ガンマ補正されたＲＧＢ信号は、複数のデータバスＢＵＳを介して、さらにＲＧＢ信号に対して各種の光学的補正を行う各種の補正回路２８に入力される。各種の補正回路２８は、例えば、いわゆるシャープネス回路やＡＰＬ（ＡｖｅｒａｇｅＰｉｃｔｕｒｅＬｅｖｅｌ）補正回路等である。各種の補正回路２８の最後段の補正回路から出力されたＲＧＢ信号は、第２のテスト回路２９に入力される。第２のテスト回路２９は、第１のテスト回路２４が動作しない状態において、入力されたＲＧＢ信号を基に所定の色及びパターンの第２のテスト画像（例えば白色画像）に応じた第２のテスト画像信号を出力する。

そして、通常の表示の際のＲＧＢ信号、もしくは第１のテスト画像信号の基になるＲＧＢ信号、もしくは第２のテスト画像信号の基になるＲＧＢ信号は、表示エリア制限回路３０に入力される。表示エリア制限回路３０は、表示パネル１の全面が所定の電力以下で発光するように、表示パネル１の一部のみに第２のテスト画像を表示させる機能を有している。上記所定の電力とは、後述するＡＣＬ回路３３がＲＧＢ信号の振幅の抑制制御を開始するときの基準となる表示パネル１の輝度に対応する電力を意味する。

この表示エリア制限回路３０は、例えば、第２のテスト画像を表示させない表示パネル１の非表示領域に対応した不図示の走査線に印加される画素選択信号、もしくは上記非表示領域に対応した不図示のデータ線に印加されるＲＧＢ信号、もしくはそれらの両信号をマスクすることにより、上記第２のテスト画像を表示パネル１の一部のみに表示する。

さらに、表示エリア制限回路３０から出力されたＲＧＢ信号は、そのＲＧＢ信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正回路３１に入力される。ガンマ補正されたＲＧＢ信号は、Ｄ／Ａコンバータ３２に入力される。Ｄ／Ａコンバータ３２は、ＲＧＢ信号をアナログ信号に変換して表示パネル１に対して出力する。

また、ガンマ補正されたＲＧＢ信号は、ＡＣＬ回路３３に入力される。ＡＣＬ回路３３は、表示パネル１の全体が高い輝度で発光する場合、即ち消費電力が高い場合に、表示パネル１が所定の電力以下で発光するようにＲＧＢ信号を制御する。

ＡＣＬ回路３３の出力信号は、白レベル基準電圧発生回路３４に入力される。また、色補正回路２５から出力されたＲＧＢ信号は、黒レベル基準電圧発生回路３５に入力される。これらの白レベル基準電圧発生回路３４及び黒レベル基準電圧発生回路３５は、それぞれ、Ｄ／Ａコンバータ３２に対して、Ｄ／Ａ変換に用いられる各色ごとの白レベル基準電圧値（輝度の最大値に対応した電圧値）ＲＷ，ＧＷ，ＢＷ、及び黒レベル基準電圧値（輝度の最小値に対応した電圧値）ＲＢ，ＧＢ，ＢＢを出力する。

次に、上記構成の表示装置の動作について、特に、第１及び第２のテスト画像を用いたＲＧＢ信号の最適化に係る動作について説明する。
最初に、シリアルなデジタル信号であるＲＧＢ信号及びＹＵＶ信号が入力されたシリアル／パラレルコンバータ２１から、それらの入力信号がパラレル信号として出力される。それらの信号のうちＹＵＶ信号は、ＲＧＢマトリックス２２によりＲＧＢ信号に変換される。次に、シリアル／パラレルコンバータ２１から出力されたＲＧＢ信号、もしくはＲＧＢマトリックス２２によってＹＵＶ信号から変換されたＲＧＢ信号のいずれかが、選択回路２３によって選択され、最適化の対象となるＲＧＢ信号として出力される。
そして、図３に示したパソコン等の制御装置２から信号処理部ＤＳＰに対して、第１のテスト回路２４を動作させる所定の信号を有した制御信号φが出力されると、第１のテスト回路２４により、上記選択されたＲＧＢ信号を基に、第１のテスト画像である所定のパターンの白色画像に応じた第１のテスト画像信号が生成される。

この第１のテスト画像信号は、色補正回路２５、Ｃｏｎｔ．／Ｂｒｉｇｈｔ調整回路２６、逆ガンマ補正回路２７、各種の補正回路２８を経て各信号処理が為される。

その後、第１のテスト画像信号は、動作していない第２のテスト回路２９を通過して、表示エリア制限回路３０に出力される。表示エリア制限回路３０では、第１のテスト画像信号が、図２に示すような表示パネル１の一部の所定の表示領域１Ｗに応じた第１のテスト画像信号となるようにマスクされる。即ち、第１のテスト画像の表示面積が制限される。ここで、表示パネル１の一部の表示領域１Ｗは、第１のテスト画像が表示された際の表示パネル１の輝度に対応する電力がＡＣＬ回路により抑制制御されないような所定の表示面積を有している。なお、図２では、表示領域１Ｗ以外の領域を、発光を伴わない非表示領域１Ｂとして図示している。

次に、第１のテスト画像信号は、ガンマ補正回路３１に出力されてガンマ補正される。ガンマ補正された第１のテスト画像信号は、Ｄ／Ａコンバータ３２によりアナログ信号に変換され、第１のテスト画像として表示パネル１の一部の表示領域１Ｗのみに表示される。

次に、第１のテスト画像が表示された表示パネル１の輝度や色温度等の光学的特性値が、図３に示した輝度計３により計測され、それらの計測値が計測データＳとして制御装置２に出力される。

そして、制御装置２により、上記計測データＳを基にして、信号処理部ＤＳＰの色補正回路２５、Ｃｏｎｔ．／Ｂｒｉｇｈｔ調整回路２６、逆ガンマ補正回路２７、及び各種の補正回路２８によるＲＧＢ信号の最適化に必要な最適値データＣが生成され、信号処理部ＤＳＰに出力される。信号処理部ＤＳＰの上記各信号処理回路では、最適値データＣをもとに最適化が為される。

上記計測及び最適化の際には、第１のテスト画像の表示領域が表示エリア制限回路３０により制限されているため、表示パネル１の輝度はＡＣＬ回路３３によって制御される値とはならない。そのため、第１のテスト画像信号の基になるＲＧＢ信号は、ＡＣＬ回路３３により制御されることなく、本来の光学的特性を保って計測される。従って、計測データＳに基づく最適値データＣも、本来のＲＧＢ信号に基づく正確な値となり、従来例に比して正確にＲＧＢ信号の最適化を図ることができる。

また、第１のテスト画像の表示に要する消費電力が通常の表示に要する消費電力に比して増大することがない。そのため、表示装置の不図示の電源回路は、従来例のようにテスト画像の表示に要する大きな消費電力を想定して設計されている必要はなく、通常の表示に要する消費電力のみを想定して設計されていればよい。即ち、表示装置の省電力化を図ることが可能となる。

次に、制御装置２から信号処理部ＤＳＰに対して、第２のテスト回路２９を動作させる所定の信号を有した制御信号φが出力されると、第１のテスト回路２４の替わりに第２のテスト回路２９によって、第１のテスト画像と同様の第２のテスト画像に応じた第２のテスト画像信号が生成される。この第２のテスト画像信号は、第１のテスト画像信号と同様にＲＧＢ信号を基に生成される。

そして第２のテスト画像信号は、表示エリア制限回路３０に出力される。ここで、第２のテスト画像信号は、第１のテスト画像信号と同様に、表示パネル１の一部の所定の表示領域１Ｗに応じた第２のテスト画像信号となるようにマスクされる。即ち、第２のテスト画像の表示面積が制限される。

この第２のテスト画像信号は、ガンマ補正回路３１に出力されてガンマ補正される。その後、Ｄ／Ａコンバータ３２によりアナログ信号化された第２のテスト画像信号に応じた第２のテスト画像が、表示パネル１の一部の表示領域１Ｗのみに表示される。このときも第１のテスト画像の表示と同様に、表示パネル１の輝度に対応する電力は、ＡＣＬ回路３３により制御されることはない。

次に、第１のテスト画像が表示された場合と同様に、表示パネル１の輝度や色温度等の光学的特性値の計測及びＲＧＢ信号の最適化が為される。この第２のテスト画像を用いた上記計測及び最適化は、制御装置２から制御信号φを適宜出力することにより、ＲＧＢ信号の最適化が所望の程度に達するまで繰り返される。この場合も、第１のテスト画像を用いた上記計測及び最適化と同様の効果を奏する。即ち、第２のテスト画像の表示に要する消費電力を通常の表示に要する消費電力に比して増大させることなく、そのＲＧＢ信号を正確に最適化することが可能となる。

なお、上記実施形態では、表示パネル１の光源は有機ＥＬ素子であるとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、本発明は、有機ＥＬ素子以外の自発光素子、例えば無機ＥＬ素子等を表示パネルの光源として用いた場合にも適用できる。

また、上記実施形態の信号処理部ＤＳＰは、同等の効果を奏するものであれば、上記以外の信号処理回路からなるものであってもよい。

本発明の実施形態に係る表示装置を説明する機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る表示装置の表示パネルを示す概略平面図である。従来例に係る有機ＥＬ表示装置を説明する機能ブロック図である。

符号の説明

１表示パネル１Ｄ表示領域１Ｂ非表示領域
２制御装置３輝度計
２１シリアル／パラレルコンバータ２２ＲＧＢマトリックス
２３選択回路２４第１のテスト回路２５色補正回路
２６Ｃｏｎｔ．／Ｂｒｉｇｈｔ調整回路
２７逆ガンマ（γ）補正回路２８補正回路
２９第２のテスト回路３０表示エリア制限回路
３１ガンマ（γ）補正回路３２Ｄ／Ａコンバータ
３３ＡＣＬ回路
３４白レベル基準電圧発生回路３５黒レベル基準電圧発生回路
ＤＳＰ信号処理部

Claims

カラー表示信号に応じて画像を表示する表示パネルと、前記カラー表示信号を最適化する信号処理回路と、前記表示パネルが所定の電力以下で発光するように前記カラー表示信号を制御する制御回路と、前記最適化に用いるテスト画像に応じたテスト画像信号を前記表示パネルに供給するテスト回路と、を備え、
さらに、前記表示パネルの一部のみに前記テスト画像を表示させる表示エリア制限回路を備えることを特徴とする表示装置。
前記表示エリア制限回路は、前記テスト画像信号の供給時に、前記表示パネルの全面が前記所定の電力以下で発光するように、前記表示パネルの一部のみに前記テスト画像を表示させることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記表示パネルはマトリクス状に配置された複数の表示画素を備え、各表示画素の光源は自発光素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
前記自発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
前記テスト画像は、前記カラー表示信号から生成された白色パターンであることを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに記載の表示装置。