JP2007178837A - 有機ｅｌディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長時間の使用による有機ＥＬ発光素子の輝度低下を適切に調整することができ、色ずれを生じにくくすることのできる有機ＥＬディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】表示コントローラ１４は、１フレームの表示が終了すると、表示した１フレームのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの表示データから、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、全サブピクセルの階調値をカウンタ１５により積算し、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の全サブピクセルの階調値の積算値を算出し、算出した積算値を全点灯時の点灯時間に換算し、不揮発メモリ１６に保持されているＲ，Ｇ，Ｂ毎の累計の点灯時間に、今回の点灯時間を加え、結果を不揮発メモリ１６に格納し、累計の点灯時間を、予め設定されたＲ，Ｇ，Ｂ毎の駆動電流の変更が必要な時間と比較し、駆動電流の変更が必要か判定し、変更の必要がある色があれば、該当する色の駆動電流回路１８に駆動電流値の変更を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器に用いられる有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイ装置に関するものである。

従来、小型軽量なフラットパネルディスプレイとしては液晶ディスプレイが一般的であるが、視野角が狭い、自己発光ではないため周囲が暗い環境下ではバックライトが必要となり消費電力が大きくなってしまう、などの課題があり、また、動画再生などのために応答速度が望まれている。

これらの課題を解決するものとして、有機ＥＬ素子を利用した有機ＥＬディスプレイが注目されている。

有機ＥＬ素子を用いたフルカラーの表示方法としては、
（１）白色有機発光素子に三原色（ＲＧＢ：Red-Green-Blue）のカラーフィルタを設けた方法
（２）三原色それぞれの色に発光する有機ＥＬ発光素子を用いる方法
（３）青色有機ＥＬ発光素子を、蛍光色素を利用した色変換フィルターによって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）に色変換させて三原色を発光させる方法
などがある。

（１）の方法では、製造工程ラインが既存の液晶パネルと同じであるため、設備投資が少なくて済むといった利点があるが、光効率が悪いため、消費電力が大きくなってしまう。

（２）の方法では、製造プロセスが複雑で、大画面、高精細化が難しいが、高い発光効率を得ることができ、色再現性も良好である。

（３）の方法では、（１）の方法と同様に、製造工程が容易なため製造コストを安くできる可能性があるが、色変換効率の低さ、外光による光励起によってコントラストが低下してしまうというといった課題がある。

携帯端末においては、待ち受け時間の延長や連続使用時間の延長などのため消費電力の低減が必須であり、光効率の高効率化が重要であり、その点から（２）の方法が望まれる。

図９は従来の有機ＥＬディスプレイ装置を有する電子機器のブロック図である。図９の電子機器は、ディスプレイ表示制御回路をはじめとする電子機器の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１を動作させるためのプログラムやディスプレイの駆動電流を制御するためのデータなどが格納されているＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１が動作する上で必要なデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ディスプレイの表示を制御する表示コントローラ１０４と、有機ＥＬディスプレイパネル１０６を点灯させるための電流を供給する駆動電流回路１０５と、有機ＥＬディスプレイパネル１０６とを備え、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に駆動電流回路１０５を設けてＲ，Ｇ，Ｂの駆動電流を個別に制御している（例えば、特許文献１参照）。

上述の（２）の方法では、三原色の各色を発光する有機ＥＬ発光素子の寿命の違いがあるため、点灯時間が長くなると各色の輝度の劣化が発生し、結果として色ずれが生じる。その場合、電子機器上のアプリケーションでユーザが各色毎に色味（輝度）の調整・設定を行わなければならない。

なお、バックライトとして有機ＥＬ発光素子を用いた表示装置において、有機ＥＬ発光素子の点灯時間に対応して駆動電流を制御して輝度を一定に保つようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１６６７３７号公報 特開２００３−３０２９３９号公報

しかしながら、画素として有機ＥＬ発光素子を用いた場合、バックライトとして用いた場合と異なり、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの階調（輝度）を変えて色を表現しているので、表示する階調によって輝度の劣化の度合いが異なり、バックライトとして用いた場合のように単純な点灯時間による駆動電流の制御では輝度を一定に保つことはできない。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、長時間の使用による有機ＥＬ発光素子の輝度低下を適切に調整することができ、色ずれを生じにくくすることのできる有機ＥＬディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬディスプレイ装置は、赤、緑、青の各色に発光する有機ＥＬ発光素子をサブピクセルとする複数の画素を有する有機ＥＬディスプレイパネルと、赤、緑、青の各色毎に点灯したサブピクセルの階調値の積算値を点灯時間に換算し、換算した点灯時間に基づいて赤、緑、青の各色毎に輝度が一定となるように駆動電流を制御する表示制御部とを備える構成を有している。

この構成により、赤、緑、青の各色毎に点灯したサブピクセルの階調値の積算値が点灯時間に換算され、この点灯時間に基づいて各色毎に駆動電流が制御される。したがって、赤、緑、青の各色の輝度を一定に保つことができ、色ずれを生じにくくすることができる。

ここで、前記表示制御部は、表示画面を複数の画面に分割し、分割された画面毎に、前記換算した点灯時間による前記駆動電流制御を行う構成とした。

この構成により、分割された画面毎に点灯したサブピクセルの階調値の積算値が点灯時間に換算され駆動電流が制御される。したがって、表示画面の部分により表示内容が異なる場合でも、色ずれを生じにくくすることができる。

本発明によれば、赤、緑、青の各色毎に点灯したサブピクセルの階調値の積算値を点灯時間に換算し、この点灯時間に基づいて各色毎に駆動電流を制御しているので、赤、緑、青の各色の輝度を一定に保つことができ、色ずれを生じにくくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器を示すブロック図である。

図１において、本実施の形態の電子機器は、ディスプレイ表示制御回路をはじめとする電気機器の各部を制御するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１を動作させるためのプログラムやディスプレイの駆動電流を制御するためのデータなどが格納されているＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１が動作する上で必要なデータを記憶するＲＡＭ１３と、ディスプレイの表示を制御する表示コントローラ１４と、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎のサブピクセルの階調データを積算するカウンタ１５と、カウンタ１５の値から換算した点灯時間を電源が切断されても保持する不揮発メモリ１６と、有機ＥＬディスプレイパネル１７と、有機ＥＬディスプレイパネル１７を点灯させるための電流を供給する駆動電流回路１８とを備えている。

この電子機器の有機ＥＬディスプレイパネル１７は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色に発光する有機ＥＬ発光素子を用いる方法によるもので、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色に発光する有機ＥＬ発光素子の駆動電流が異なる。このため、駆動電流回路１８は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ別に設けられている。

また、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの有機ＥＬ発光素子の輝度の寿命曲線も異なるので、点灯時間が長くなると各色の輝度の劣化が発生し、結果として色ずれが生じる。

実際の輝度の変化を測定して色ずれを補正するにはセンサー等を持たなければならず、構成部品や組立工程などが増加してしまう。このため、図２に示すような点灯時間と輝度の劣化の関係を利用し、点灯時間を輝度の劣化の目安とする。

図２は、有機ＥＬ発光素子における点灯時間と輝度の関係の一例を示す図である。一般的に、点灯時間が長くなれば輝度も劣化していくが、そのカーブは有機ＥＬ発光素子によって異なる。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて点灯時間（輝度の変化）に対応して駆動電流を制御しなければならない。

また、画素に有機ＥＬ発光素子を用いた場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの階調（輝度）を変えて色を表現しているので、表示する階調によって輝度の劣化の度合いが異なる。

そこで、本実施の形態の電子機器のディスプレイ表示装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの階調データを点灯時間に置き換え換算し、算出した点灯時間に基づいて駆動電流を制御するようになっている。

例えば、表示画面をＱＶＧＡの２４０×３２０ピクセルの画面とすると、ピクセル数は、
２４０×３２０＝７６８００
となる。それぞれのピクセルにＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルがあるので、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのサブピクセル数も７６８００個となる。

カラー発色の構成を１８ビットで、かつＲ，Ｇ，Ｂの一色当たり６ビット構成の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの階調は０〜６３の６４階調となる。

図３は、Ｒ，Ｇ，Ｂの階調が、それぞれ６４階調の場合の一画面（１フレーム）の一色（例えばＲ）のデータ、すなわち階調を示すものである。

ピクセルのアドレスが（０，０）から（２３９，３１９）までとなり、各サブピクセルの階調は、一画面では異なるが、長い時間で見ると平均した階調の値になる。このため、一画面の全画素の階調の値を積算した値を点灯時間の目安にするとよい。

本実施の形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎に、一画面の全画素の階調の値を積算し、この積算値を点灯時間に置き換え換算する。

ここでは全点灯のデータに基づいて点灯時間に置き換え換算する場合について説明する。なお、ある一定の階調で点灯した場合のデータに基づいて点灯時間に置き換え換算してもよい。

全点灯の場合、全ての画素の階調値は６３なので、積算値は、
７６８００×６３＝４８３８４００
となる。

一画面の全画素の階調の値を積算値と全点灯の場合の積算値との比率と、全点灯の場合の点灯時間の換算値から点灯時間を換算する。

図４は、１秒間に１０フレーム表示したとした場合のＲ，Ｇ，Ｂの換算値を示す図である。

各フレームにおけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの各サブピクセルにおける階調値の和を計算し、全点灯の値の比率から全点灯における点灯時間を換算する。図では、全点灯の１秒間に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ０．２１２秒、０．３１１秒、０．０８７秒の点灯時間と換算される。

このようにして算出した点灯時間と、全点灯の場合の点灯時間と輝度の劣化の関係から、点灯時間に対応した輝度の劣化度合いに応じて駆動電流を制御して輝度の劣化を補正する。

例えば、全点灯の場合の点灯時間と輝度の関係が図２に示すような場合、換算された点灯時間が予め設定された時間、例えばｔ１経過すると、輝度がＬ０からＬ１へ変化し、その差分（Ｌ０−Ｌ１）だけ輝度が落ちたことになる。

ここで、図５に示すような、この状態での輝度と駆動電流との関係から、輝度が一定になるように、輝度がＬ１から（Ｌ０−Ｌ１）だけアップしてＬ０となるように、駆動電流をｉ０からｉ１へ増やす。同様に、換算された点灯時間がｔ２、ｔ３になったときに、それぞれ輝度が一定となるように想定される駆動電流を制御する。

このような、全点灯に換算した点灯時間に応じた駆動電流を示す駆動電流制御データをＲ，Ｇ，Ｂの各色毎に予め算出してＲＯＭ１２内に格納しておく。なお、この駆動電流制御データは、点灯時間から駆動電流を算出する近似式を保持しておいてもよいし、予め設定した点灯時間毎に駆動電流を格納したテーブルを保持するようにしてもよい。

表示コントローラ１４は、フレーム毎のＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルの階調値の積算値を算出し、算出した積算値を全点灯の点灯時間に換算し、各フレームでの換算した点灯時間を累計した点灯時間が予め設定された時間になったとき、駆動電流制御データに従って駆動電流を変更するようになっている。

具体的には、図６のフローチャートに示すように、表示コントローラ１４は、１フレームの表示が終了すると、表示した１フレームのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの表示データから、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、全サブピクセルの階調値をカウンタ１５により積算し、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の全サブピクセルの階調値の積算値を算出する（Ｓ１１）。

そして、算出した積算値を全点灯時の点灯時間に換算し（Ｓ１２）、不揮発メモリ１６に保持されているＲ，Ｇ，Ｂ毎の累計の点灯時間に、今回の点灯時間を加え、結果を不揮発メモリ１６に格納する（Ｓ１３）。

次いで、累計の点灯時間を、予め設定されたＲ，Ｇ，Ｂ毎の駆動電流の変更が必要な時間と比較し、駆動電流の変更が必要か判定する（Ｓ１４）。

変更の必要がある色があれば、該当する色の駆動電流回路１８に駆動電流値の変更を設定する（Ｓ１５）。

このように本実施の形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に全サブピクセルの階調値を積算し、積算した値を点灯時間に置き換え換算して輝度劣化の目安とし、駆動電流を制御しているので、有機ＥＬ発光素子の輝度を一定に保つことができ、色ずれを生じにくくすることができる。

すなわち、ユーザの介在無しに、有機ＥＬディスプレイ装置の色むらを自動的に簡易的に補正することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図７は本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。

本実施の形態の電子機器は、例えば、図８に示すように、有機ＥＬディスプレイパネル１７の表示領域を二分割（４０×２４０の第１の領域と２８０×２４０の第２の領域）し、それぞれに駆動電流を供給する第１の駆動電流回路２２および第２の駆動電流回路２３とを備え、別々に点灯時間に基づく輝度調整を行うことを特徴とする。

表示コントローラ２１は、１フレームの表示が終了すると、表示した１フレームのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの表示データから、第１の領域と第２の領域別々に、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、全サブピクセルの階調値をカウンタ１５により積算し、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の全サブピクセルの階調値の積算値を算出する。

そして、算出した積算値を全点灯時の点灯時間に換算し、不揮発メモリ１６に第１の領域と第２の領域別々に保持されているＲ，Ｇ，Ｂ毎の累計の点灯時間に、今回の点灯時間を加え、結果を不揮発メモリ１６に格納する。

次いで、累計の点灯時間を、予め設定されたＲ，Ｇ，Ｂ毎の駆動電流の変更が必要な時間と比較し、駆動電流の変更が必要か判定し、第１の領域で変更の必要がある色があれば、該当する色の第１の駆動電流回路２２に駆動電流値の変更を設定し、第２の領域で変更の必要がある色があれば、該当する色の第２の駆動電流回路２３に駆動電流値の変更を設定する。

このように本実施の形態においては、有機ＥＬディスプレイパネル１７の表示領域を分割して、それぞれ別々に有機ＥＬ発光素子の輝度の調整をしているので、有機ＥＬディスプレイの部分により表示する内容が異なる場合（例えば、画像と文字など）でも、有機ＥＬ発光素子の輝度を一定に保つことができ、色ずれを生じにくくすることができる。

なお、表示領域の分割単位は一画素単位で可能であるが、分割された領域が多ければＲＡＭ１３、カウンタ１５、不揮発メモリ１６の使用容量が大きくなるので、電子機器のシステム全体のバランスを考慮して選択するとよい。

以上のように、本発明にかかる有機ＥＬディスプレイ装置は、有機ＥＬ発光素子の輝度を一定に保つことができ、色ずれを生じにくくすることができるという効果を有し、電話やＰＤＡなどの携帯端末やテレビなどに用いられるディスプレイ装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態における有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器のブロック図 有機ＥＬ発光素子における点灯時間と輝度の関係の一例を示す図 一画面の一色の階調の一例を示す図 １秒間に１０フレーム表示したとした場合のＲ，Ｇ，Ｂの換算値を示す図 有機ＥＬ発光素子における駆動電流と輝度の関係の一例を示す図 本発明の第１の実施の形態における有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器の動作を説明するためのフローチャート 本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器のブロック図 本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器の画面分割の一例を示す図 従来の有機ＥＬディスプレイ装置を備えた電子機器のブロック図

符号の説明

１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 表示コントローラ
１５ カウンタ
１６ 不揮発メモリ
１７ 有機ＥＬディスプレイパネル
１８ 駆動電流回路
２１ 表示コントローラ
２２ 第１の駆動電流回路
２３ 第２の駆動電流回路
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 表示コントローラ
１０５ 駆動電流回路
１０６ 有機ＥＬディスプレイパネル

Claims (2)

1. 赤、緑、青の各色に発光する有機ＥＬ発光素子をサブピクセルとする複数の画素を有する有機ＥＬディスプレイパネルと、赤、緑、青の各色毎に点灯したサブピクセルの階調値の積算値を点灯時間に換算し、換算した点灯時間に基づいて赤、緑、青の各色毎に輝度が一定となるように駆動電流を制御する表示制御部とを備えることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ装置。
2. 前記表示制御部は、表示画面を複数の画面に分割し、分割された画面毎に、前記換算した点灯時間による前記駆動電流制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ装置。

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