JP2010026406A - 自発光型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素毎の初期的な輝度ムラとその後の時間経過と共に生じる画素毎の発光特性の劣化による焼き付きとを補正して常に画面上の全ての画素について均一な発光特性を得られるようにした自発光型表示装置を提供することである。
【解決手段】映像表示部７は、電流量によって明るさが制御される発光素子からなる複数の画素及び基準映像データに基づいて複数の画素の発光素子に流れる電流量を画素毎に制御する発光制御部とを備えている。輝度ムラ補正手段３は、各画素の初期的な輝度ムラを、その輝度ムラ補正係数を用いて基準映像データに対して補正をする。焼き付き補正手段８は、輝度ムラ補正手段で輝度ムラ補正した補正映像データを入力し、該補正映像データを画素毎に焼き付き補正係数に基づいて補正した入力映像データを算出して、映像表示部の各画素の焼き付き補正をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの自発光型表示装置において、常に画面全体の全ての画素について均一な発光特性を得られるようにする自発光型表示装置に関する。

近年、ＬＥＤディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの自発光型の表示装置が開発されている。自発光型表示装置の中でも、ＬＥＤディスプレイは屋外での広告ディスプレイや、ビルの壁面に設置された大型ディスプレイとして用いられている。

自発光型表示装置の中でも、有機ＥＬディスプレイは携帯端末やテレビ受信の表示装置として用いられつつある。このような有機ＥＬディスプレイに関して、製造時に生じる初期的な輝度ムラや時間の経過と共に生じる素子劣化に基づく発光特性のばらつきを防止する表示装置として、特許文献１及び２に示されるような技術が提案されている。

特許文献１のマトリクス駆動型ディスプレイは、時間の経過と共に生じる素子劣化に基づく発光特性のばらつき、所謂‘焼き付き’に関して、各画素の表示素子の発光特性を揃え、有機ＥＬパネルの焼き付きを防ぐ提案である。

特許文献２の表示装置では、表示素子の初期的な輝度ムラに対する補正および経時変化による素子劣化(焼き付き)対する補正をそれぞれ別々の実施例として提案している(特許文献２の[００４１]の第１行目〜第４行目参照)。
特開２００３−２２８３２９号公報 特開２０００−１２２５９８号公報

例えばＬＥＤディスプレイでは発光素子毎の特性が異なるため、同じ入力に対する輝度が一定になるように各発光素子毎に補正係数により電流を制御している。そのため、同じ階調の入力信号に対して各発光素子に流れる電流は異なっており、劣化の進み具合も異なる。特許文献１の先行技術では、輝度ムラに対する初期的な補正係数が考慮されていないため、発光素子の劣化(焼き付き)の特性が発光素子毎に異なってしまい焼き付き補正をすることができない問題がある。また、特許文献２の先行技術では、初期的な輝度ムラの補正と経時変化による素子劣化(焼き付き)の補正の両方を行える構成については述べられていない。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、画素毎の初期的な輝度ムラとその後の時間経過と共に生じる画素毎の発光特性の劣化による焼き付きとを補正して常に画面上の全ての画素について均一な発光特性を得られるようにした自発光型表示装置を提供することである。

請求項１の発明の自発光型表示装置は、電流量によって明るさが制御される発光素子からなる複数の画素および基準映像データに基づいて前記複数の画素の発光素子に流れる前記電流量を画素毎に制御する発光制御部とを備えた映像表示部と；前記映像表示部の各画素の初期的な輝度ムラを、その輝度ムラ補正係数を用いて基準映像データに対して補正をする輝度ムラ補正手段と；前記輝度ムラ補正手段で輝度ムラ補正した補正映像データを入力し、該補正映像データを画素毎に焼き付き補正係数に基づいて補正した入力映像データを算出して、前記映像表示部の各画素の焼き付き補正をする焼き付き補正手段と；を具備するものである。

ここで、自発光型表示装置とは、駆動源から供給される電流や電圧などによって駆動されて自ら発光する画素ごとの発光素子をマトリクス状に複数備えて構成され、入力データとして供給される映像信号に応じて駆動電流または電圧を制御することによって画面上に映像表示する表示装置であって、ＬＥＤディスプレイ，有機ＥＬディスプレイ，プラズマディスプレイなどがこれに該当する。画素としては、Ｒ(赤)，Ｇ(緑)，Ｂ(青)の３色のサブ画素を有している。ＬＥＤディスプレイで言えば、一色を表示するのにＲ，Ｇ，Ｂの３つのＬＥＤを一組として表示してもよいし、或いは、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の発光素子を１つの容器に収納した構造のものであってもよい。

請求項１の発明によれば、画素毎の初期的な輝度ムラとその後の時間経過と共に生じる画素毎の発光特性の劣化による焼き付きとを補正して常に画面上の全ての画素について均一な発光特性を得ることができる。

請求項２の本発明は、請求項１に記載の自発光型表示装置において、前記輝度ムラ補正手段は、前記映像表示部の複数の発光素子それぞれの製造時の発光特性に基づいて算出される輝度ムラ補正係数を用いて前記複数の発光素子の発光量を均等化するものであり、
前記焼き付き補正手段は、画素毎の入力映像データから求められる各画素に流れる電流量に相当する電流データを所定時間毎に積算した焼き付き劣化値から焼き付き補正係数を算出し、所定期間毎に各画素の発光特性を補正するものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の自発光型表示装置において、前記輝度ムラ補正手段は、前記輝度ムラ補正係数として、輝度の低い発光素子の画素に合わせるように他の発光素子の画素に流れる電流を減少させる補正係数を用いることを特徴とする。

このように構成すれば、複数の発光素子の画素に対して、例えば１００％点灯という指令を出したときに実際の輝度を測定して、画素毎の輝度のばらつきを見たときに一番輝度の低い画素に合わせるように全ての発光素子の画素に流れる電流を調整可能な補正係数を求めて、画素毎の基準映像データに乗算してやれば、初期的な輝度ムラ補正した映像データを生成することが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の自発光型表示装置において、前記焼き付き補正手段は、入力映像データから所定周期で各画素に流れる電流データを積算する積算手段と；前記積算手段にて所定周期毎に積算された積算値に基づき焼き付き補正データを算出する演算手段と；前記輝度ムラ補正手段にて輝度ムラ補正された各画素毎の補正映像データを入力し、前記演算手段にて算出した焼き付き補正データに基づいて焼き付き補正係数を算出して焼き付き補正を行って入力映像データを出力する焼き付き補正部と；を具備する。

請求項５の発明は、請求項４記載の自発光型表示装置において、前記演算手段は、前記積算手段にて所定周期毎に積算された電流データの積算値の最大値を検出し、この最大値から前記積算手段にて所定周期毎に積算された各画素毎の電流データの積算値を減算することにより焼き付き補正データを算出し、前記焼き付き補正係数は前記焼き付き補正データの大きさに逆比例するように算出することを特徴とする。

このように構成すれば、画素毎の階調を持った映像データについて、階調度が高ければ、明るいデータであるが、それに応じて素子劣化(焼き付き)も大きくなると考えることができ、従って複数の画素のうちの時間経過による映像データの積算値が最大となる画素の最大値と、その他の複数の画素の各画素の積算値とを減算して得られる差分積算値である焼き付き補正データは、その焼き付き補正データが大きいほどその画素は素子劣化(焼き付き)を起こしにくい画素であり、焼き付き補正係数としては小さくされる。一方、映像データの積算値が大きく最大値又は最大値に近くなる画素は、焼き付き補正データが最小又は最小に近くなる場合であって、この場合は対象画素は素子劣化(焼き付き)を最大又は最大に近いくらいに起こし易い画素であり、焼き付き補正係数としては大きくされる。

請求項６の発明は、請求項４又は５記載の自発光型表示装置において、前記焼き付き補正手段における前記焼き付き補正部は、前記積算手段にて所定周期毎に積算された積算値の最大値をａとし、前記積算手段にて所定周期毎に積算された各画素の積算値をｂとしたとき、ｂ／ａを前記焼き付き補正係数とすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、画素毎の初期的な輝度ムラとその後の時間経過と共に生じる画素毎の発光特性の劣化による焼き付きとを補正して常に画面上の全ての画素について均一な発光特性を得られるようにした自発光型表示装置を実現することができる。

請求項２の発明によれば、輝度ムラ補正係数ほかに、焼き付き補正係数を算出することができる。
請求項３の発明によれば、輝度ムラ補正係数の求め方の一例を明確に表すことができる。

請求項４の発明によれば、焼き付き補正手段を具体的に構成することができる。
請求項５の発明によれば、焼き付き補正データの求め方の一例を明確に表すことができる。

請求項６の発明によれば、焼き付き補正係数の求め方の他の例を示すことができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態の自発光型表示装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す自発光型表示装置１０は、電流量によって明るさを制御できる発光素子を含む複数の画素７ａと基準映像信号に基づいて前記発光素子を流れる前記電流を制御する発光制御部とを備えた映像表示部７と、基準映像信号が供給される映像入力端子１と、基準映像信号を映像表示部７の画素数(ドット数)に応じた画素数とし、さらに各画素ごとに予め定めた階調数(ビット数)で表現した階調映像データ(以下、単に階調データ又は映像データ)を生成する階調データ生成部２と、前記映像表示部７の各画素の初期的な輝度ムラの補正係数を用いて、前記基準映像信号に対して輝度ムラ補正をする輝度ムラ補正手段としての輝度ムラ補正部３と、輝度ムラ補正部３にて輝度ムラ補正された各画素毎の補正映像データを入力し、焼き付き補正を行って入力映像データを出力する焼き付き補正部４と、焼き付き補正部４で補正されて出力された各画素毎の入力映像データから求められる電流データを所定周期で積算する積算手段としての積算部５と、前記積算部５にて所定周期毎に積算された積算値に基づき焼き付き補正データを算出する演算手段としての演算部６と、を具備している。

輝度ムラ補正手段である前記輝度ムラ補正部３は、前記映像表示部７の複数の発光素子それぞれの製造時の発光特性に基づいて算出される輝度ムラ補正係数を用いて前記複数の発光素子の発光量を均等化するものである。

演算手段である演算部６は、積算部５にて所定周期毎に積算された電流データの積算値の最大値を検出し、この最大値から積算部５にて所定周期毎に積算された各画素毎の電流データの積算値を減算することにより焼き付き補正データを算出する。

積算部５と演算部６と焼き付き補正部４からなる点線枠８で囲んだ部分は、焼き付き補正手段を構成している。焼き付き補正手段８は、輝度ムラ補正部３で輝度ムラ補正した補正映像データを入力し、該補正映像データを画素毎に焼き付き補正係数に基づいて補正した入力映像データを算出して、映像表示部７の各画素の焼き付き補正をする。

焼き付き補正手段８は、画素毎の入力映像データから求められる各画素に流れる電流量に相当する電流データを所定時間毎に積算した焼き付き劣化値から焼き付き補正係数を算出し、所定期間毎に各画素の発光特性を補正する。

焼き付き補正部４は、輝度ムラ補正部３で輝度ムラ補正した各画素毎の階調データを入力し、焼き付き補正を行を行うものであるが、演算部６で算出した焼き付き補正データに基づいて演算部６で補正係数を算出しこの補正係数を用いて演算部６で所定周期ごとに補正テーブルを作成し、焼き付き補正部４ではこの補正テーブルを参照して焼き付き補正を行うようにしてもよいし、これに代えて、演算部６で焼き付き補正データに基づいて補正係数を算出して焼き付き補正部４に供給し、焼き付き補正部４で所定周期ごとに補正テーブルを作成して焼き付き補正を行うようにしてもよい。

図２は図１における発光素子を含む画素７ａの構成を示す図である。ここでは、自発光型表示装置としてＬＥＤディスプレイを採用し、発光素子がＬＥＤである場合について説明する。
ＬＥＤディスプレイにおいては、図２に示すように各画素７ａは、発光素子としてのＬＥＤと、このＬＥＤに直列接続されていて、ゲートに供給される映像データ電圧に応じてＬＥＤに対する通電電流を制御し、ＬＥＤ発光量を制御する駆動用トランジスタＱ2と、走査線による走査電圧の印加によって導通状態となる書き込み用トランジスタＱ1と、該書き込み用トランジスタＱ1が導通状態となることによってデータ線からのデータ電圧が印加されて電荷を蓄積し、その蓄積電圧を駆動用トランジスタＱ2のゲートに供給する容量素子Ｃと、を備えている。図２で、ＬＥＤ以外の部分が発光制御部を構成している。

次に、図１の自発光型表示装置の動作を図３を参照して説明する。
図３は映像表示部７の画面上における複数の画素の劣化を見るために、各画素毎の焼き付き補正した電流データを一定周期で(例えば１年経過するごとに)積算した積算値を示したものである。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、ＬＥＤディスプレイを使用開始後に、例えば１年、２年、３年、４年と経過したときの積算値の変化を示している。

縦軸が画面の最上ライン(最上走査線)の左端の画素から右端の画素へ、次にその下方のラインの左端の画素から右端の画素へ、というように順次下方のラインに移動して左端の画素から右端の画素へと、画面上の横×縦の画素に順に１から画面の画素数に相当する番号を振った際のドット番号を示している。ただし、画素にもＲ，Ｇ，Ｂと３種類の画素が存在しているので、図３では例えばＲの画素に順に付した番号としてある。

横軸が例えば１秒(＝６０フレーム)周期ごとに１回の割合で電流データを取得して例えば１年分ずつ蓄積した積算値を示している。なお、１秒ごとに取得する電流データは、1/60秒毎に６０個得たデータを平均したものであってもよい。積算値は図３の横軸の左に行くほど積算値が増えていくと共に、ＬＥＤディスプレイの場合、屋外などの広告や場所の表示など比較的同じ情報を長時間(例えば40000時間)表示していた場合など発光している素子と発光していない素子(或いは、高輝度で発光している素子と低輝度で発光している素子)とで、電流データの積算値に大きな差が生じる。つまり、発光している素子と発光していない素子とで素子劣化量に大きな差が生じる。

そこで、例えば符号Ｄで示した４年分の電流データの積算値について見ると、演算部６は、積算部５にて所定周期毎に積算された積算値のその最大値ａを検出し、この最大値から前記積算部５にて所定周期毎に積算された各画素(最大値の画素を含めて考えてもよい)の積算値ｂを減算することにより、焼き付き補正データ(ａ−ｂ)を算出する。焼き付き補正データ(ａ−ｂ)については、この値が大きい画素ほど素子劣化が少ないので、焼き付き補正係数(０以上１以下の数値)が少なくするような演算を施し、焼き付き補正データ(ａ−ｂ)の値が小さい画素ほど素子劣化が大きくなるので、焼き付き補正係数が大きくなるような演算を施すことにより、視覚的な焼き付き現象をなくすような焼き付き補正係数を算出することができる。つまり、例えば、焼き付き補正データの大きさに逆比例するように焼き付き補正係数を算出してもよい。

なお、補正データ(ａ−ｂ)に基づいて焼き付き補正係数を算出する上述の方法以外に、ｂ/ａ(＝ｂ÷ａ) を計算し、この値もしくはこれに対応した値を補正係数(０以上１以下の数値)として採用するようにしてもよい。このとき、積算値の最大値ａに対応した画素No.の画素の焼き付き補正係数は最大の１となり、積算値ｂに対応した画素No.の画素の焼き付き補正係数はｂ/ａと表すことができ、積算値ｂ1に対応した画素No.の画素の補正係数はｂ1/ａと表すことができる。

本発明の一実施形態によれば、画素毎の初期的な輝度ムラとその後の時間経過と共に生じる画素毎の発光特性の劣化による輝度ムラ(焼き付き)とを補正して常に画面上の全ての画素について均一な発光特性を得られるようにした自発光型表示装置を提供することが可能となる。初期的な輝度ムラと素子劣化による輝度ムラ(焼き付き)とのトータルな輝度ムラを補正して、常に均等な発光特性を持った画素を維持することができる。

以上述べた本発明の実施形態では、ＬＥＤディスプレイにおける輝度ムラ補正及び焼き付き補正について説明したが、本発明はＬＥＤディスプレイに限らず有機ＥＬディスプレイ，フィールドエミッションディスプレイ等の自発光型表示装置に広く適用することができる。

本発明の一実施形態の自発光型表示装置の構成を示すブロック図。 図１における発光素子を含む画素の構成を示す図。 焼き付き補正に必要なデータの取得と、焼き付き補正に必要な補正係数の算出方法を説明する図。

符号の説明

１…基準映像信号入力端子
２…階調データ生成部
３…輝度ムラ補正部(輝度ムラ補正手段)
４…焼き付き補正部
５…積算部
６…演算部(演算手段)
７…映像表示部
８…焼き付き補正手段
１０…自発光型表示装置

Claims (6)

1. 電流量によって明るさが制御される発光素子からなる複数の画素および基準映像データに基づいて前記複数の画素の発光素子に流れる前記電流量を画素毎に制御する発光制御部とを備えた映像表示部と；
   前記映像表示部の各画素の初期的な輝度ムラを、その輝度ムラ補正係数を用いて基準映像データに対して補正をする輝度ムラ補正手段と；
   前記輝度ムラ補正手段で輝度ムラ補正した補正映像データを入力し、該補正映像データを画素毎に焼き付き補正係数に基づいて補正した入力映像データを算出して、前記映像表示部の各画素の焼き付き補正をする焼き付き補正手段と；
   を具備したことを特徴とする自発光型表示装置。
2. 前記輝度ムラ補正手段は、前記映像表示部の複数の発光素子それぞれの製造時の発光特性に基づいて算出される輝度ムラ補正係数を用いて前記複数の発光素子の発光量を均等化するものであり、
   前記焼き付き補正手段は、画素毎の入力映像データから求められる各画素に流れる電流量に相当する電流データを所定時間毎に積算した焼き付き劣化値から焼き付き補正係数を算出し、所定期間毎に各画素の発光特性を補正するものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置。
3. 前記輝度ムラ補正手段は、
   前記輝度ムラ補正係数として、輝度の低い発光素子の画素に合わせるように他の発光素子の画素に流れる電流を減少させる補正係数を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の自発光型表示装置。
4. 前記焼き付き補正手段は、
   入力映像データから所定周期で各画素に流れる電流データを積算する積算手段と；
   前記積算手段にて所定周期毎に積算された積算値に基づき焼き付き補正データを算出する演算手段と；
   前記輝度ムラ補正手段にて輝度ムラ補正された各画素毎の補正映像データを入力し、前記演算手段にて算出した焼き付き補正データに基づいて焼き付き補正係数を算出して焼き付き補正を行って入力映像データを出力する焼き付き補正部と；
   を具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の自発光型表示装置。
5. 前記演算手段は、
   前記積算手段にて所定周期毎に積算された電流データの積算値の最大値を検出し、この最大値から前記積算手段にて所定周期毎に積算された各画素毎の電流データの積算値を減算することにより焼き付き補正データを算出し、前記焼き付き補正係数は前記焼き付き補正データの大きさに逆比例するように算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の自発光型表示装置。
6. 前記焼き付き補正手段における前記焼き付き補正部は、前記積算手段にて所定周期毎に積算された積算値の最大値をａとし、前記積算手段にて所定周期毎に積算された各画素の積算値をｂとしたとき、ｂ／ａを前記焼き付き補正係数とする
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の自発光型表示装置。

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