JP2009223070A - ドライバｉｃおよび有機ｅｌパネル - Google Patents

Abstract

【課題】複数の用途に効率的に対応する。
【解決手段】補正演算部２９は、入力されてくる画像データとメモリ４０からの補正データとで演算を行い、輝度ムラの補正を行う。また、画像入力信号インターフェース３２は、メモリ４０に画像データを記憶し、この記憶している画像データを出力する。このように、メモリ４０には、補正データまたは画像データを選択的に記憶可能である。このように用途に応じてメモリ４０に何を記憶するかを切り替えることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ディスプレイ用のドライバＩＣおよびそのドライバＩＣを用いた有機ＥＬパネルに関する。

従来より、有機ＥＬディスプレイが知られており、この有機ＥＬディスプレイでは、有機ＥＬ素子を電流駆動するための駆動ＴＦＴを有し、画像データに応じて駆動ＴＦＴの電流量を制御する。

製造上の問題または経年変化等により、駆動ＴＦＴのＶｔｈまたはＶ−Ｉ特性の傾き（μ）がばらつき、輝度ムラとなることがある。このムラを補正するために、各画素を駆動する画像データに所定の値を加算してＶｔｈの補正（オフセット補正）を行ったり、所定の値を乗算することによりμの補正（ゲイン補正）をすることがある。

図３に補正データの計算方法を、図４に補正回路のブロック図を示す。まず、いくつかの画素の電圧対電流特性を測定することにより、そのパネルの標準的な画素のＶ−Ｉ特性のカーブを求める。このカーブがＩ＝ｆ（ａ（Ｖ−ｂ））という式で表されると仮定して関数ｆ（ｘ）を決定する。このパネルの全ての画素はこのｆ（ｘ）で表され、特性のばらつきは係数ａと係数ｂの違いによるものと仮定すれば、各画素のａとｂは２つ以上の入力電圧レベルに対応する画素電流を測定することにより求めることができる。

いま、画素ｐのＶ−Ｉ特性がＩ＝ｆ（ａ’（Ｖ−ｂ’））で表される時、先に求めた平均的な画素のａ及びｂより、Ｄ／Ａ変換の係数をｋとして、ｏｆｆｓｅｔ＝ｋ（ｂ’−ａｂ／ａ’）及びｇａｉｎ＝ａ／ａ’を求め、画像データに求められたｏｆｆｓｅｔを加算し、ｇａｉｎを乗算することで、補正が行える。

具体的には、図４に示すように、画像データである、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号について、それぞれ入力されてくる画素データと画素電流の関係を直線とするためのガンマルックアップテーブル（γＬＵＴ）１０において、γ補正した画像データを得る。このγ補正後の画像データについて、乗算器１２で補正用ゲインｇａｉｎを乗算し、加算器１４で補正用オフセットｏｆｆｓｅｔを加算する。

ムラについて補正された画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、データラッチおよびＤ／Ａ変換器を含むデータドライバ１６を介し、表示パネル１８に供給され、ここで表示される。なお、表示パネル１８には、ゲートドライバ２０が接続されており、このゲートドライバ２０が表示パネル１８のどのラインに画像データを供給するかを制御する。

タイミング信号発生部２２は、画素クロック、水平・垂直同期信号から、各種のタイミング信号を発生するとともに、メモリ２４のアドレスを発生する。このメモリ２４は高速で読み書きができるＲＡＭで構成されており、電源投入時に、補正データ転送回路２６を介して外部の不揮発性メモリなどから補正データ（ｇａｉｎ，ｏｆｆｓｅｔ）が送られて記憶される。タイミング信号発生部２２が、画素毎の画像データに対応して、その画素についての補正データが記憶されているアドレスを発生し、メモリ２４から画素毎の補正データが読み出され、これらが補正用ゲイン発生回路２８、補正用オフセット発生回路３０を介し、乗算器１２、加算器１４に供給される。補正用ゲイン発生回路２８、補正用オフセット発生回路３０、乗算器１２、加算器１４が、補正演算部２９を構成している。

このように、γ補正後の信号データに演算することによりムラを大幅に改善することができる。このようなムラ補正については、特許文献１〜４などに示されている。

また、モバイル機器用のドライバＩＣは、グラフィックＲＡＭと呼ばれる表示用ＲＡＭ（表示メモリ）を内蔵し、１度表示メモリに静止画像を書き込めば表示画像を変更しない限り外部から画像信号を転送する必要がないものがある。図５において画像入力信号インターフェース３２では、各色８ビットの入力画像信号を一旦表示メモリ３４に保持し、保持された画像をγＬＵＴ１０に送る機能を持つ。また、画素クロックに同期して連続的に入力される信号に対してはそのままγＬＵＴ１０に送る動作も行うことができ、これらの動作の切り替えはシステム側のＣＰＵ等からの切り替え信号により行われる。さらに、表示メモリ３４上の画像に線や図形を書き込んだり、画像をスクロールしたり、拡大縮小したりするグラフィック機能を持たせることも一般に行われている。

このような表示メモリ３４を搭載したドライバＩＣの場合、システム側回路とドライバＩＣ間のデータバスからの不要輻射の低減、データ転送による消費電力の低減、システム側回路の負担軽減化等のメリットがあるが、大容量メモリによりチップサイズが増大しコストが上がるというデメリットもある。現状では一般的に、静止画を表示する機会の多い携帯電話用のパネルには表示メモリが搭載されることが多く、動画の表示も頻繁に行うデジタルカメラやビデオカメラのモニタ用内蔵パネルには表示メモリが搭載されていない。従って、表示用ＲＡＭを搭載するべきか否かは一概には言えず、アプリケーション次第で総合的に判断されているのが現状である。

特開平１１−２８２４２０号公報 特開２００４−２６４７９３号公報 特開２００５−２８４１７２号公報 特開２００７−２７９２９０号公報

ここで、ムラ補正回路を用いて全画素を補正しようとすると補正データは各画素毎に必要となるので、パネルの画素数分のデータを保持しておくメモリが必要となる。現在、図６及び図７に示す様に、パネルの出荷時にムラのデータを外部の不揮発性メモリ３６に書き込んでおき、パネルモジュールの電源投入時に全補正データをドライバＩＣ内部のメモリ（ＲＡＭ）２４に読み込み、このメモリ２４のデータを使って補正を行うことが行われている。なお、この例では、不揮発性メモリ３６をフレキシブルケーブル３８に実装している。

画素数の多い表示パネル１８の場合、メモリ２４として大容量のＲＡＭが必要となり、ドライバＩＣのチップサイズに影響しコストも高くなる。このように、ドライバＩＣのサイズに補正用のメモリ２４の占める割合は大きく、ＴＦＴ製造プロセスの最適化や画素回路の工夫によりムラの少ないパネルに関してはこのような外部回路によるムラ補正の回路は、搭載しない方がコスト的に有利である。

一方、モバイル機器用のドライバＩＣには表示用ＲＡＭである表示メモリ３４が搭載されているものがあり、この場合もパネルの画素数分のメモリが使用されるが、前述のように、表示メモリが不要なアプリケーションもある。

すなわち、同じ画素数の駆動方式の同じパネルに対し、ムラ補正機能及び表示メモリ機能ともになし、ムラ補正機能のみあり、表示メモリ機能のみあり、ムラ補正機能及び表示メモリ機能ともにあり、という４種類のドライバＩＣを作り、用途に応じて使い分けるのが理想である。しかしながら、実際には開発費や開発工数の観点でこのように４種類のドライバＩＣを開発するのは難しいし、品種が分散することによって大量生産によるコストダウンも望めなくなる。

本発明は、入力されてくる画像データと各画素の輝度のばらつきを補正するための補正データとで演算を行い、輝度ムラの補正を行うムラ補正手段と、同じ画像を表示する場合に、記憶している画像データ出力をする表示メモリ手段と、前記ムラ補正手段において用いる補正データ、または前記表示メモリ手段において用いる画像データを選択的に記憶可能なメモリと、を備え、前記ムラ補正手段または表示メモリ手段のいずれが前記メモリを使用するかを選択することができることを特徴とする。

また、本発明に係るドライバＩＣは、有機ＥＬパネルに適用することが好適である。

本発明によれば、メモリをムラ補正用または表示メモリ用のいずれに使用するかを選択することができる。このため、チップサイズに大きな影響を与えず、用途に応じてムラ補正機能と表示メモリ機能が選択的に使用できるドライバＩＣを提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図８に、実施形態のブロック図を示す。このように、メモリ４０を有し、このメモリ４０は、スイッチ４２によって、画像入力信号インターフェース３２または補正演算部２９のいずれかに選択的に接続される。

また、タイミング信号発生部２２から発生する、メモリ４０のアドレスを含めたドライバＩＣ内の全てのタイミング信号も機能によって切り替わる。なお、低消費電力化の観点から、一方の機能でしか使われない回路に入力されるクロックやタイミングパルスは、機能として選択されていない時には停止することが望ましい。

機能の切り替えは、例えば生産工程において、機能切り替え信号用ピンをフレキシブルケーブル上で電源又はグランドに接続することにより行う。また、ディスプレイについての輝度、色合いなどの設定と同様に、マイコンの出力信号によって設定してもよいし、前述の外部フラッシュメモリに設定を記憶させておき、電源投入時に読み込んでも良い。

機能切り替え信号が設定されていると、スイッチ４２が画像入力信号インターフェース３２または補正演算部２９のいずれかにメモリ４０を接続する。

表示メモリとして使用する場合には、画像入力信号インターフェース３２がメモリ４０に接続される。外部のＣＰＵは、そのときの状態により、同一画面を表示する場合には、画像入力動作切り替え信号によってその旨の指示を画像入力信号インターフェース３２に供給する。この場合、画像入力信号インターフェース３２は、入力画像信号を一旦表示メモリ３４に保持し、保持された画像をγＬＵＴ１０に送る。これによってメモリ４０内の画像信号が繰り返し表示パネル１８において表示される。また、ＣＰＵからの指令により、表示メモリ３４上の画像に線や図形を書き込んだり、画像をスクロールしたり、拡大縮小したりするグラフィック機能を持たせることもできる。

一方、動画表示などの場合には、画素クロックに同期して連続的に入力される信号をそのままγＬＵＴ１０に送る。これによって、表示パネル１８に、通常のディスプレイと同様の表示が行われる。

また、補正データ用の表示メモリとして使用する場合には、補正演算部２９がメモリ４０に接続される。そして、電源立ち上げ時などに、外部の不揮発性メモリに記憶されている補正データが、補正データ転送回路２６によりメモリ４０に書き込まれ、補正演算部２９に補正データが供給される。

ここで、メモリ４０を表示メモリとして使用する場合のサイズは、例えばＱＶＧＡ（２４０ＲＧＢ×３２０）で１サブピクセルが８ビットのパネルであれば、２４０×３×３２０×８＝１８４３２００ビットとなる。

一方、このメモリ４０をそのままムラ補正用のメモリに使用するとすれば、やはり１ドットに８ビットを割り当てることができる。この場合、駆動ＴＦＴの閾値電圧Ｖｔｈ、すなわちオフセットの補正だけを行うとすれば８ビットをオフセット補正に割り当てることができ、μすなわちゲインも補正する場合はそれぞれ４ビットずつ割り当てることもできる。

ただし、４ビットでは濃いムラが存在した時に補正し切れない可能性があり、特許文献４に示すようなデータ圧縮を行うことが好適である。この特許文献４に記載されたデータ圧縮を使用した場合、補正可能なムラの濃さはメモリ４０のサイズによっては制限されず、補正可能なパネルトータルのムラの量がメモリ４０のサイズによって制限される。通常は、オフセットとゲインの両方を補正しても、濃いムラが全体にわたって存在しない限り上記のメモリサイズ内に収めることが可能である。この場合のブロック図の例を図９に示す。

圧縮された補正データは、補正データ転送回路２６を介して、メモリ４０に書き込まれる。そして、スイッチ４２と、補正用ゲイン発生回路２８、補正用オフセット発生回路３０との間に伸長回路４４を設ける。従って、メモリ４０をムラ補正用に用いる場合に、メモリ４０に圧縮された補正データが記憶され、その圧縮された補正データが伸長回路４４で伸長されて補正に利用される。

本実施形態では、ムラ補正に使用する記憶手段と、表示メモリ機能に使用する記憶手段の両方にメモリ４０を共用化し、一つのドライバＩＣでムラ補正機能と表示メモリ機能を選択可能にする。これにより、１種類のドライバＩＣで、ムラ補正機能のみあり、または、表示メモリ機能のみありのドライバＩＣが実現できる。この場合、ムラ補正機能を選択した時は表示メモリ機能に使用するロジック部は使用しないので冗長となり、また、表示メモリ機能を選択した時はムラ補正機能に使用するロジック部は使用しないので冗長となる。しかし、これらのロジック部分がチップサイズに占める割合はＲＡＭやＤ／Ａ変換部が占める割合に比べると非常に小さく、ＩＣのチップサイズへの影響は少ない。むしろ、ドライバＩＣの共用化によって、一般的には、開発費の削減、量産効果によるコストダウンなどのメリットの方が大きくなる。

画素回路の構成を示す図である。 入力電圧と電流の関係を示す図である。 画素毎の特性の相違を示す図である。 ムラ補正のための構成を示す図である。 表示メモリを用いる場合の構成を示す図である。 補正データを記憶する不揮発性メモリを設ける構成を示す図である。 補正データを記憶する不揮発性メモリをフレキシブルケーブルに設ける構成を示す図である。 実施形態の構成を示す図である。 他の実施形態の構成を示す図である。

符号の説明

１０ γＬＵＴ、１２ 乗算器、１４ 加算器、１６ データドライバ、１８ 表示パネル、２０ ゲートドライバ、２２ タイミング信号発生部、２４ メモリ、２６ 補正データ転送回路、２８ 補正用ゲイン発生回路、２９ 補正演算部、３０ 補正用オフセット発生回路、３２ 画像入力信号インターフェース、３４ 表示メモリ、３６ 不揮発性メモリ、３８ フレキシブルケーブル、４０ メモリ、４２ スイッチ、４４ 伸長回路。

Claims (2)

1. 入力されてくる画像データと各画素の輝度のばらつきを補正するための補正データとで演算を行い、輝度ムラの補正を行うムラ補正手段と、
   同じ画像を表示する場合に、記憶している画像データを出力する表示メモリ手段と、
   前記ムラ補正手段において用いる補正データ、または前記表示メモリ手段において用いる画像データを選択的に記憶可能なメモリと、
   を備え、
   前記ムラ補正手段または表示メモリ手段のいずれが前記メモリを使用するかを選択することができるディスプレイ用のドライバＩＣ。
2. 請求項１に記載のドライバＩＣを用いた有機ＥＬパネル。

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