JP2012022181A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自発光型の表示装置、照明装置などの発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device such as a self-luminous display device or a lighting device.
赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に代表される複数の基本色によってカラー画像が表示される表示装置においては、各基本色を表示する表示素子の組み合わせで画素が形成され,各基本色の表示素子がそれぞれ最大輝度を出力したときに白が表示される。基本色の輝度の比(ホワイトバランス)を調整することにより自然な白色表示を得ることができる。 In a display device in which a color image is displayed with a plurality of basic colors typified by three colors of red (R), green (G), and blue (B), a pixel is formed by a combination of display elements that display each basic color. White is displayed when each basic color display element outputs the maximum luminance. A natural white display can be obtained by adjusting the luminance ratio (white balance) of the basic colors.
表示される白の色合いは一般的に色温度で表示され、5000K、6500K、9300K等、規格で定められた値、または使用場面に応じた値に設定される。代表的な映像信号であるNTSCは米国規格で6500Kの色温度を前提としている。同じNTSCでも日本国内では9300Kが指定されている。また使用場面においても、より色温度の低いものほど使用による疲労感が少ないなどの理由で、コンピュータのモニタ等の設定においてユーザーが5000K等に設定して使用することも行なわれる。このように、モニタに使われるディスプレイは、色温度を設定するためのスイッチなどが設けられ、いくつかの設定値の間で切り替えできるようになっている。 The shade of white to be displayed is generally displayed at a color temperature, and is set to a value determined by the standard, such as 5000K, 6500K, 9300K, or a value according to the usage scene. NTSC, which is a typical video signal, is based on the US standard assuming a color temperature of 6500K. Even in the same NTSC, 9300K is specified in Japan. Also in the usage scene, the user may set the computer monitor to 5000K or the like when setting the computer monitor or the like because the lower the color temperature, the less the fatigue caused by the use. As described above, the display used for the monitor is provided with a switch for setting the color temperature and can be switched between several set values.
色温度の設定できる発光装置は表示装置だけではない。照明装置においても、異なる色の発光素子を並べ、それらの輝度を調節していろいろな混合色を出すことができる。照明装置としては、一般の室内の照明だけでなく、液晶表示装置のバックライトや内視鏡の光源などがある。 The display device is not the only light emitting device that can set the color temperature. Also in the lighting device, light emitting elements of different colors can be arranged and their luminance can be adjusted to produce various mixed colors. Illumination devices include not only general indoor lighting but also backlights of liquid crystal display devices and light sources of endoscopes.
色温度は色度座標で表すこともでき、異なる色温度の白色は、色度座標上で黒体軌跡と呼ばれる曲線の上に並ぶ。RGBを基本色とする表示装置では、RGBの輝度比を調整して、これが黒体軌跡上の所定の色温度の位置に来るように設定される。しかし、現実の表示装置や照明装置では、特別な演色効果をもたせるために、黒体軌跡上からはずれた白色も利用される。 The color temperature can also be expressed by chromaticity coordinates, and white colors having different color temperatures are arranged on a curve called a black body locus on the chromaticity coordinates. In a display device using RGB as a basic color, the luminance ratio of RGB is adjusted and set so as to come to a predetermined color temperature position on the black body locus. However, in an actual display device or lighting device, white that deviates from the black body locus is also used in order to have a special color rendering effect.
自発光型の表示素子を用いる場合、RGBの輝度比は、各色の発光効率を考慮して、駆動回路の回路特性や開口率などによって設計される。図11は、そのような設計により所望のRGB輝度比に調整された表示素子の、階調と輝度の関係を示す図である。64階調の表示素子の場合、横軸には0から63までの目盛りが刻まれる。 When a self-luminous display element is used, the luminance ratio of RGB is designed based on the circuit characteristics of the drive circuit, the aperture ratio, and the like in consideration of the luminous efficiency of each color. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between gradation and luminance of a display element adjusted to a desired RGB luminance ratio by such a design. In the case of a display device with 64 gradations, a scale from 0 to 63 is engraved on the horizontal axis.
所定の階調の輝度を得るために表示素子に与えられるデータ信号は、輝度と表示素子に与える信号を結びつけるテーブルもしくは演算式を参照することによって決定される。このテーブルもしくは演算式は、ガンマ補正テーブル、ガンマ補正演算式と呼ばれ、制御部のガンマ調整回路に用意されている。 The data signal given to the display element to obtain the luminance of a predetermined gradation is determined by referring to a table or an arithmetic expression that associates the luminance and the signal given to the display element. This table or calculation formula is called a gamma correction table or gamma correction calculation formula, and is prepared in the gamma adjustment circuit of the control unit.
自発光型の表示素子の場合、表示素子の材料や構成がRGBで異なるので、中間の輝度に対して同じ電圧信号(または電流信号)を与えても、異なる輝度が得られることが多い。その場合は、RGBそれぞれのガンマ補正テーブルまたは演算式が用意される。 In the case of a self-luminous display element, since the materials and configurations of the display elements are different for RGB, even when the same voltage signal (or current signal) is applied to intermediate luminance, different luminance is often obtained. In that case, a RGB gamma correction table or an arithmetic expression is prepared.
駆動回路の特性や開口率によって輝度比が所望の値にできたとしても、いったん表示装置ができてしまうと、表示素子に印加するデータ信号の変調範囲すなわち振幅をRGBそれぞれで調節する以外に、色温度調整のために輝度比を変えることは困難である。データ信号の変調振幅を変えるにはガンマ補正テーブルまたは演算式を取り替える必要があり、回路が複雑かつ大規模になる。 Even if the luminance ratio can be set to a desired value due to the characteristics of the drive circuit and the aperture ratio, once the display device is completed, in addition to adjusting the modulation range of the data signal applied to the display element, that is, the amplitude by RGB, It is difficult to change the luminance ratio for adjusting the color temperature. In order to change the modulation amplitude of the data signal, it is necessary to replace the gamma correction table or the arithmetic expression, resulting in a complicated and large circuit.
この問題を解決するために、特許文献1は、1フレームにおけるRGBそれぞれの発光期間(発光デューティ)を調整してホワイトバランスをとる表示装置を提案する。目に見える明るさは輝度の時間積分(積分輝度)で決まるから、デューティ比を調節して、積分輝度の比が図11の輝度比LR0、LG0、LB0になるようにすることで、ホワイトバランスをとることができる。RGBのデューティ比を変化させて色温度を調節することもできる。各色の輝度(瞬間輝度)は変えないので、ガンマ補正テーブルまたは演算式は、異なる色温度で同じものが使える。 In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a display device that achieves white balance by adjusting the light emission periods (light emission duty) of RGB in one frame. Since the visible brightness is determined by time integration of luminance (integrated luminance), the duty ratio is adjusted so that the ratio of integrated luminance becomes the luminance ratios L R0 , L G0 , and L B0 in FIG. , White balance can be taken. The color temperature can also be adjusted by changing the RGB duty ratio. Since the luminance (instantaneous luminance) of each color is not changed, the same gamma correction table or arithmetic expression can be used at different color temperatures.
RGBのデューティを調節してホワイトバランスをとる場合、1フレーム内のRGB3色の発光時間に差が生じる。この時間差によって、フレーム内の一定の期間ごとに表示する画像の色が変化するため、動画を表示すると「色割れ」と呼ばれる現象を生じる。 When white balance is achieved by adjusting the RGB duty, a difference occurs in the light emission times of the three colors RGB in one frame. Due to this time difference, the color of the image to be displayed changes every certain period in the frame, so that when a moving image is displayed, a phenomenon called “color breakup” occurs.
図12は、特許文献1の表示装置における、白色表示のときのRGBの輝度と1フレーム内の発光期間をあらわしている。RGBの各色は、1フレーム期間内の時刻Tで同時に発光を開始し、異なる時刻TE1、TE2、TE3で消灯される。したがってRGBの発光デューティが異なる。発光中の輝度が同じとすると、デューティ比がRGBの目に見える積分輝度の比を決め、それによって色温度を決める。 FIG. 12 shows the RGB luminance and the light emission period within one frame in white display in the display device of Patent Document 1. The RGB colors start to emit light simultaneously at time T within one frame period, and are turned off at different times T E1 , T E2 , and T E3 . Therefore, the RGB light emission duties are different. Assuming that the luminance during light emission is the same, the duty ratio determines the ratio of RGB integrated luminance, and the color temperature is determined accordingly.
ところで特許文献1のようにデューティでホワイトバランスを調整した場合、TE1、TE2、TE3がそれぞれ異なるため、TE1からTE2まではRとGが混じった黄色が表示され、TE2からTE3までは赤が表示される。 However, adjusting the white balance at a duty as in Patent Document 1, since different T E1, T E2, T E3 respectively, from T E1 to T E2 appear yellow, which contaminated with R and G, and T E2 Red is displayed until TE3 .
1フレーム内での表示色が異なるのは短い時間であるが、動く物体を表示するとき、観察者の視線がそれを追いかけて動くことによって、物体の後ろの縁が黄色と赤に色づいて見えてしまう。これが「色割れ」呼ばれる現象で、この現象は動画の画質を大きく低下させる。表示装置だけでなく、内視鏡など、時間的に色が異なる光源を用いて動く物体を照明し撮影するときにも色割れが生じる。 The display color within one frame is different for a short time, but when displaying a moving object, the observer's line of sight follows it and the edge behind the object appears colored yellow and red. End up. This is a phenomenon called “color breakup”, and this phenomenon greatly reduces the image quality of moving images. Color breakup also occurs when a moving object is illuminated and photographed using not only a display device but also an endoscope or other light source having different colors over time.
本発明は、複数の異なる色の発光素子と前記発光素子を駆動する駆動回路を含む発光装置であって、色温度が可変に設定され、
前記駆動回路が、供給される輝度信号に基づいて前記発光素子の輝度を制御し、かつ、供給される発光期間制御信号に基づいて前記発光素子の発光デューティを制御する回路であり、
前記輝度信号が、設定されるすべての色温度に共通の信号であり、
前記発光期間制御信号が、設定される色温度の1つである標準の色温度において、前記異なる色の発光素子の発光デューティを等しくし、前記標準の色温度以外の色温度において、前記異なる色の発光素子の発光デューティを互いに異ならせる信号であることを特徴とする。
The present invention is a light emitting device including a plurality of light emitting elements of different colors and a driving circuit for driving the light emitting elements, the color temperature is variably set,
The drive circuit controls the luminance of the light emitting element based on a supplied luminance signal, and controls the light emission duty of the light emitting element based on a supplied light emission period control signal;
The luminance signal is a signal common to all set color temperatures,
The light emission period control signal is equal to a light emission duty of the light emitting elements of different colors at a standard color temperature which is one of the set color temperatures, and the different colors at a color temperature other than the standard color temperature. It is a signal that makes the light emission duty of the light emitting elements different from each other.
本発明は、設定可能な色温度の1つにおいて、RGBの発光デューティを等しくし、輝度比によってホワイト調整を行う。他の色温度においては、輝度比はそのままにし、発光デューティを変えて色調整を行なう。この結果、RGBの発光デューティの差が小さくてすみ、光源が異なる色を出す時間が短くなって、色割れ現象が抑制される。 In the present invention, at one of the settable color temperatures, the RGB light emission duties are made equal, and white adjustment is performed according to the luminance ratio. At other color temperatures, the luminance ratio is kept as it is, and color adjustment is performed by changing the light emission duty. As a result, the difference in RGB light emission duty is small, the time required for the light source to produce different colors is shortened, and the color breakup phenomenon is suppressed.
図1は、本発明の実施形態である有機EL表示装置1の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an organic EL display device 1 according to an embodiment of the present invention.
表示部10は、赤(R)、緑(G)、青(B)の有機EL素子をそれぞれ駆動する駆動回路11R,11G,11Bが行列をなして規則的に配列した領域である。有機EL素子は、RGBの3色が組になって画素を構成し、行方向にm画素、列方向n画素が配列している。 The display unit 10 is a region in which drive circuits 11R, 11G, and 11B that drive red (R), green (G), and blue (B) organic EL elements are arranged in a matrix. The organic EL element forms a pixel by combining three colors of RGB, and m pixels in the row direction and n pixels in the column direction are arranged.
表示部10には、各有機EL素子の駆動回路11R,11G,11Bを行単位で選択する走査線S1,S2・・・Snが行ごとに設けられている。走査線S1,S2・・・Snには、走査線ドライバ12から行選択信号が供給される。有機EL素子の駆動回路によっては、走査線が各行に2本以上設けられることもある。 The display unit 10 is provided with scanning lines S1, S2,... Sn for selecting the driving circuits 11R, 11G, and 11B of the organic EL elements in units of rows. A row selection signal is supplied from the scanning line driver 12 to the scanning lines S1, S2,. Depending on the driving circuit of the organic EL element, two or more scanning lines may be provided in each row.
走査線S1,S2・・・Snに交差して、各有機EL素子の駆動回路11R,11G,11Bを列方向につなぐデータ線DR1、DG1、DB1、DR2・・・DBmが設けられている。データ線DR1、DG1、DB1、DR2・・・DBmには、データ線ドライバ13からデータ信号Vdataが供給される。データ線ドライバ13は、後述のガンマ調節回路16からシリアルに送られてくるデータ信号Vdataを列ごとのパラレル信号に変換してデータ線に送る。 Data lines DR1, DG1, DB1, DR2,... DBm that connect the drive circuits 11R, 11G, and 11B of the organic EL elements in the column direction are provided so as to cross the scanning lines S1, S2,. The data signal Vdata is supplied from the data line driver 13 to the data lines DR1, DG1, DB1, DR2,. The data line driver 13 converts the data signal Vdata sent serially from the gamma adjustment circuit 16 described later into a parallel signal for each column and sends it to the data line.
走査線S(以下、特定の行または列でなく、一般的に説明するときは、行および列についての添字は省略する)とデータ線DR、DG、DBに加えて、有機EL素子の発光期間を決める発光期間制御線TR、TG、TBが各行に3本ずつ設けられている。3本の発光期間制御線TR,TG,TBは、それぞれが、1つの行内のR、G、Bの各有機EL素子の駆動回路を共通に結んでいる。発光期間制御線TR,TG,TBには、発光期間制御回路14から信号が供給される。 In addition to the scanning line S (hereinafter not a specific row or column, in general description, subscripts for the row and column are omitted) and the data lines DR, DG, DB, the light emission period of the organic EL element Three light emission period control lines TR, TG, and TB are provided for each row. Each of the three light emission period control lines TR, TG, and TB commonly connects the drive circuits for the R, G, and B organic EL elements in one row. A signal is supplied from the light emission period control circuit 14 to the light emission period control lines TR, TG, and TB.
表示部10にはこの他に駆動回路11R,11G,11Bに電源電圧を供給する電源線が設けられているが、図1では省略されている。 In addition to this, the display unit 10 is provided with a power supply line for supplying a power supply voltage to the drive circuits 11R, 11G, and 11B, which is omitted in FIG.
制御部19は、走査線ドライバ12、データ線ドライバ13、および発光期間制御回路14に、それぞれの動作を制御する信号を送る回路15と、ガンマ調節回路16と発光タイミング信号生成回路17とを含む。ガンマ調節回路16は、画像信号Videoを取り込んで、ガンマ補正テーブル20R,20G,20Bを参照しつつデータ信号Vdataを生成し、データ線ドライバ13に出力する。発光タイミング信号生成回路17は、色温度情報Tempに基づいてRGBの発光期間をそれぞれ独立に決定し、それに応じた発光タイミング信号ILMr、ILMg、ILMbを発光期間制御回路14に送る。 The control unit 19 includes a circuit 15 that sends a signal for controlling each operation to the scanning line driver 12, the data line driver 13, and the light emission period control circuit 14, a gamma adjustment circuit 16, and a light emission timing signal generation circuit 17. . The gamma adjustment circuit 16 takes in the image signal Video, generates a data signal Vdata while referring to the gamma correction tables 20R, 20G, and 20B, and outputs the data signal Vdata to the data line driver 13. The light emission timing signal generation circuit 17 independently determines the RGB light emission periods based on the color temperature information Temp, and sends light emission timing signals ILMr, ILMg, and ILMb corresponding to the light emission timing signals to the light emission period control circuit 14.
表示装置1には色温度設定スイッチ18が取り付けられており、使用者により切り替えられる。色温度設定スイッチ18で設定された色温度情報Tempは、発光タイミング信号生成回路17に送られる。色温度情報Tempは、表示装置1の外部から信号として送られて来てもよい。 A color temperature setting switch 18 is attached to the display device 1 and can be switched by the user. The color temperature information Temp set by the color temperature setting switch 18 is sent to the light emission timing signal generation circuit 17. The color temperature information Temp may be sent as a signal from the outside of the display device 1.
図2は、有機EL素子R,G,Bに付随した駆動回路11R,11G,11Bの詳細と、それに接続される走査線S、データ線DR,DG,DB、発光期間制御線TR,TG,TBを示す図である。 2 shows details of the drive circuits 11R, 11G, and 11B associated with the organic EL elements R, G, and B, and the scanning lines S, data lines DR, DG, and DB, and light emission period control lines TR, TG, connected thereto. It is a figure which shows TB.
駆動回路11R,11G,11Bは、有機EL素子R,G,Bに電流を供給する駆動TFT101R,101G,101B、データ線DR,DG,DBを通じて送られるデータ信号をそれぞれ1フレームの間保持する保持容量104R,104G,104B、行単位で選択され、データ信号を保持容量104R,104G,104Bに伝えるためのスイッチとなるTFT102R,102G,102B、ならびに有機EL素子R,G,Bに流れる電流を遮断するための発光期間制御スイッチとなるTFT103R,103G,103Bを含んでいる。 The drive circuits 11R, 11G, and 11B hold data signals sent through the drive TFTs 101R, 101G, and 101B that supply current to the organic EL elements R, G, and B and the data lines DR, DG, and DB for one frame, respectively. Capacitors 104R, 104G, 104B are selected in units of rows, and currents flowing through TFTs 102R, 102G, 102B and organic EL elements R, G, B serving as switches for transmitting data signals to the holding capacitors 104R, 104G, 104B are cut off. TFTs 103R, 103G, and 103B serving as light emission period control switches are included.
TFT102(以下、特定の色でなく、一般的に説明するときは、色についての添字は省略する)は、ゲートが走査線Sに接続され、走査線に行ごとに順次与えられる選択信号(Highレベル)によって同時に導通(オン)状態となる。発光期間制御スイッチであるTFT103は、ゲートが発光期間制御線Tに接続され、色ごとに独立にオン/オフが制御される。 The TFT 102 (hereinafter, not a specific color, but in general description, the color suffix is omitted) has a gate connected to the scanning line S and a selection signal (High) sequentially applied to the scanning line for each row. Level) at the same time. The TFT 103 which is a light emission period control switch has a gate connected to the light emission period control line T, and is turned on / off independently for each color.
走査線Sに選択信号(Highレベル)が入ると、駆動TFT101のゲート−ソース間が短絡されてゲートがそれまでの状態によらない電位にリセットされる。このリセット電位とデータ線Dのデータ信号電位との差が保持容量104の両端電圧となる。走査線Sの選択信号が非選択(Lowレベル)になると、スイッチ102が非導通(オフ)状態となり、データ信号が保持容量104の両端電圧として保持される。 When a selection signal (High level) is input to the scanning line S, the gate and source of the driving TFT 101 are short-circuited, and the gate is reset to a potential that does not depend on the previous state. The difference between the reset potential and the data signal potential of the data line D becomes the voltage across the storage capacitor 104. When the selection signal of the scanning line S is not selected (Low level), the switch 102 is turned off (off), and the data signal is held as the voltage across the holding capacitor 104.
走査線Sの行順次選択信号が全行にわたって走査され、全ての駆動回路11の保持容量104にデータ信号が保持されると、データ線Dにデータ信号によらない一定の基準電位が与えられ、基準電位に保持容量104の電圧が上乗せされた電位が駆動TFT101のゲートに伝わる。同時に発光期間制御スイッチ103がオンになり、駆動TFT101のゲート電位によって決まる電流が有機EL素子に流れる。この電流に応じて、有機EL素子が発光し、表示部10に入力映像信号Videoに対応した画像が表示される。 When the row sequential selection signal of the scanning line S is scanned over all rows and the data signal is held in the holding capacitors 104 of all the drive circuits 11, a constant reference potential independent of the data signal is applied to the data line D, A potential obtained by adding the voltage of the storage capacitor 104 to the reference potential is transmitted to the gate of the driving TFT 101. At the same time, the light emission period control switch 103 is turned on, and a current determined by the gate potential of the driving TFT 101 flows to the organic EL element. In response to this current, the organic EL element emits light, and an image corresponding to the input video signal Video is displayed on the display unit 10.
発光期間制御スイッチ103は、1フレームの映像に割り当てられる期間(通常1/60秒)内でオン/オフが切り替えられ、有機EL素子の発光デューティを決定する。 The light emission period control switch 103 is switched on / off within a period (usually 1/60 seconds) assigned to one frame of video, and determines the light emission duty of the organic EL element.
図2の駆動回路は、走査線によって行単位にデータ信号が書き込まれ、その後データ線から基準信号が入力されて全行の有機EL素子が同じ期間内に発光する。発光期間制御信号は、RGBの3色で別々だが、各色については全行に共通の信号である。 In the driving circuit of FIG. 2, a data signal is written in units of rows by a scanning line, and then a reference signal is input from the data line, and the organic EL elements in all rows emit light within the same period. The light emission period control signals are different for the three colors RGB, but are common to all rows for each color.
これに対して、全行にわたる選択走査が終了するのを待たず、選択=データ信号書き込みが終了した行が直ちに発光を開始する方式もある。この場合は、発光期間制御回路が、発光期間制御線に行ごとに独立した発光期間制御信号を供給する。 On the other hand, there is also a method in which light emission is immediately started for a row in which selection = data signal writing is completed without waiting for completion of selective scanning over all rows. In this case, the light emission period control circuit supplies an independent light emission period control signal to the light emission period control line for each row.
以上説明したように、駆動回路は、データ信号が与えられて、そのデータ信号に基づいて表示素子の輝度を制御するとともに、発光期間制御信号が与えられて、それに基づいて発光デューティを制御する回路である。データ信号は、表示装置においては各表示素子の輝度を指示する輝度信号であり、照明装置においては、全体の輝度に合わせて各発光素子の輝度を与える輝度信号である。 As described above, the drive circuit is supplied with the data signal, controls the luminance of the display element based on the data signal, and is supplied with the light emission period control signal, and controls the light emission duty based on the control signal. It is. The data signal is a luminance signal that indicates the luminance of each display element in the display device, and the luminance signal that gives the luminance of each light emitting element in accordance with the overall luminance in the lighting device.
駆動回路は、図2に示すものに限らず、駆動トランジスタ、保持容量、データ書き込みスイッチ、発光期間制御スイッチを含むものであればよい。また、表示素子は有機EL素子以外のLED等の電流駆動型の発光素子であってもよい。 The drive circuit is not limited to that shown in FIG. 2, and any drive circuit, storage capacitor, data write switch, and light emission period control switch may be used. The display element may be a current-driven light emitting element such as an LED other than the organic EL element.
発光タイミング信号生成回路17は、入力される色温度データTempに基づいて、1フレーム期間内の発光期間と休止期間を決定し、それを発光タイミング信号ILMとして発光期間制御回路14に出力する。発光期間制御回路14は、発光期間に対応するHighレベルと消灯期間に対応するLowレベルの信号を発光期間制御線Tに出力する。 The light emission timing signal generation circuit 17 determines a light emission period and a pause period within one frame period based on the input color temperature data Temp, and outputs them to the light emission period control circuit 14 as a light emission timing signal ILM. The light emission period control circuit 14 outputs a high level signal corresponding to the light emission period and a low level signal corresponding to the light extinction period to the light emission period control line T.
図2の駆動回路のように全行が一斉に発光期間となる場合は、発光タイミング信号生成回路17の出力ILMr、ILMg、ILMbを、そのまま、全行の発光期間制御線TR、TG,TBに一斉に出力する。 When all the rows are in the light emission period at the same time as in the drive circuit of FIG. 2, the outputs ILMr, ILMg, and ILMb of the light emission timing signal generation circuit 17 are directly applied to the light emission period control lines TR, TG, and TB. Output all at once.
発光期間が行順次となる場合は、発光タイミング信号生成回路17からの信号ILMr、ILMg、ILMbをシフトレジスタ(不図示)により1行ずつ遅延させて、各行の発光期間制御線TR、TG,TBに出力する。 When the light emission periods are row-sequential, the signals ILMr, ILMg, and ILMb from the light emission timing signal generation circuit 17 are delayed one row at a time by a shift register (not shown), and the light emission period control lines TR, TG, TB of each row are delayed. Output to.
発光期間制御信号が選択レベル(High)になると、発光期間制御スイッチがオンになり、有機EL素子に電流が流れて発光する。 When the light emission period control signal becomes the selection level (High), the light emission period control switch is turned on, and a current flows through the organic EL element to emit light.
本発明は、有機EL素子などの発光素子を用いた色温度が可変な発光装置において、スイッチ18で設定される色温度の1つにおいてRGBの発光デューティを等しくし、輝度の比によってその色温度となるようにする。それ以外の色温度においては、輝度比をそのままとし、発光デューティを異ならせて色調整を行う。 The present invention relates to a light emitting device using a light emitting element such as an organic EL element, in which the color temperature is variable, and the RGB light emission duty is made equal at one of the color temperatures set by the switch 18, and the color temperature is determined by the luminance ratio. To be. At other color temperatures, the luminance ratio is kept as it is, and the color adjustment is performed by changing the light emission duty.
以下、実施例によって本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
図3−図5によって本発明の第1の実施例を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3(a)は、標準の色温度に設定されたときの、発光タイミング信号生成回路17の出力である発光タイミング信号ILMr、ILMg、ILMbを示し、図3(b)は、おなじときの、白を表示する画素のRGBの有機EL素子の発光輝度と発光期間を示す図である。縦軸がゼロレベルになっている期間が消灯期間、プラスになっている期間が、その輝度で発光している期間を示す。 FIG. 3A shows the light emission timing signals ILMr, ILMg, and ILMb that are the outputs of the light emission timing signal generation circuit 17 when the standard color temperature is set, and FIG. 3B shows the same. It is a figure which shows the light emission luminance and light emission period of the RGB organic EL element of the pixel which displays white. A period in which the vertical axis is at the zero level indicates a light extinction period, and a period in which the vertical axis is positive indicates a period in which light is emitted with the luminance.
T0からT1までの1フレーム内で、走査=書き込み期間Twが終了した後の残り期間Teが発光に割り当てられた期間である。ILMr、ILMg、ILMbの信号はT2からT3の期間にHighレベルになり、これが毎フレーム繰り返される。 Within one frame from T 0 to T 1, the remaining period Te after the end of the scanning = writing period Tw is a period assigned to light emission. The ILMr, ILMg, and ILMb signals are at the high level during the period from T2 to T3, and this is repeated every frame.
ILMr、ILMg、ILMbの信号に応じて発光期間制御回路14から同じタイミング信号が発光期間制御線TR,TG,TBに送られる。この信号は、駆動回路の方式によって、全行一斉に出される場合と、行順次に出される場合とがある。行順次に出される場合は、発光期間制御回路14のシフトレジスタ(負図示)によって、1行ずつ遅れた信号として各行に出力される。 The same timing signal is sent from the light emission period control circuit 14 to the light emission period control lines TR, TG, TB in response to the signals ILMr, ILMg, ILMb. This signal may be issued simultaneously for all rows or may be issued row-sequentially depending on the method of the drive circuit. When the signals are output sequentially in rows, they are output to each row as a signal delayed by one row by a shift register (negative illustration) of the light emission period control circuit 14.
発光期間制御線TR,TG,TBの信号を受けて、各行のRGBの有機EL素子は、それぞれ、同じ時刻T2からT3まで揃って発光する。発光期間中、各有機EL素子はデータ線DR,DG,DBから各画素に送られたデータ信号Vdataに応じた輝度で発光する。この場合は、白の信号すなわちRGBの最大階調信号が各有機EL素子に保持されているので、各有機EL素子は最大輝度LR、LG、LBで発光する。 In response to the signals of the light emission period control lines TR, TG, TB, the RGB organic EL elements in each row emit light from the same time T2 to T3. During the light emission period, each organic EL element emits light with a luminance corresponding to the data signal Vdata sent from the data lines DR, DG, DB to each pixel. In this case, since the maximum gradation signal white signal or RGB is retained in the organic EL elements, the organic EL element emits light maximum brightness L R, L G, in L B.
白色度の調整(ホワイトバランス)は各色輝度LR、LG、LBによって行なわれている。白表示でない中間的な色と明るさの表示は、輝度をLR、LG、LBより小さくする。与えられた輝度に対応したデータ信号Vdataは、ガンマ調整回路16で作られる。ガンマ調整回路16では、入力された映像信号Videoから各画素のRGBの階調レベルが抽出され、ガンマ特性テーブルを参照してデータ信号Vdataを決定する。ガンマ特性がRGBで異なるので、それぞれのガンマ特性テーブルが用意されている。 Adjustment of whiteness (white balance) is performed by the color brightness L R, L G, L B . Displaying intermediate color and brightness non-white display, the brightness L R, L G, smaller than L B. The data signal Vdata corresponding to the given luminance is generated by the gamma adjustment circuit 16. In the gamma adjustment circuit 16, RGB gradation levels of each pixel are extracted from the input video signal Video, and the data signal Vdata is determined with reference to the gamma characteristic table. Since the gamma characteristics are different for RGB, respective gamma characteristic tables are prepared.
図4(a)は、標準の色温度より低温側に色温度を設定したときの発光タイミング信号ILMr、ILMg、ILMb、図4(b)は同じ時の白色表示の輝度と発光タイミングを示す図である。 FIG. 4A shows the light emission timing signals ILMr, ILMg, and ILMb when the color temperature is set lower than the standard color temperature, and FIG. 4B shows the luminance and light emission timing of white display at the same time. It is.
色温度の低い白を表示するために、Rの発光開始時刻をT2より早いT2Rに、終了時刻をT3より遅いT3Rにしている。すなわち、Rの発光デューティ(1フレーム期間、あるいは単位時間における発光時間の割合)は、標準の色温度における発光デューティより大きくなっている。いっぽう、G発光の開始と終了の時刻はそれぞれT2とT3であって標準の色温度におけるそれと変わらない。また、B発光は、開始時刻がT2より遅いT2Bになり、終了時刻がT3より早いT3Bになっている。すなわち、Bの発光デューティは標準の色温度における発光デューティより低くなっている。 In order to display white with a low color temperature, the R emission start time is set to T2R earlier than T2, and the end time is set to T3R later than T3. That is, the light emission duty of R (the ratio of the light emission time in one frame period or unit time) is larger than the light emission duty at the standard color temperature. On the other hand, the start and end times of G emission are T2 and T3, respectively, which are the same as those at the standard color temperature. In the B light emission, the start time is T2B later than T2, and the end time is T3B earlier than T3. That is, the light emission duty of B is lower than the light emission duty at the standard color temperature.
図4(b)に示すように、RGBの有機EL素子は、発光タイミング信号ILMr、ILMg、ILMbと同じ期間、それぞれの輝度で発光する。白色を表示する画素のRGBの輝度は、図3(b)の標準の色温度における輝度LR、LG、LBと同じである。目に感じられる明るさ、すなわち輝度×発光時間(以下、積分輝度という)は、標準の色温度におけるそれと比較して、Rが増加し、Gは変わらず、Bが減少する。この結果、赤みがかった、すなわち色温度の低い白が表示される。 As shown in FIG. 4B, the RGB organic EL elements emit light at the respective luminances during the same period as the light emission timing signals ILMr, ILMg, and ILMb. RGB brightness of pixels displaying white, the same as the brightness L R, L G, L B in the standard color temperature in FIG. 3 (b). Brightness perceived by the eyes, that is, luminance × light emission time (hereinafter referred to as integral luminance), R increases, G does not change, and B decreases compared to that at the standard color temperature. As a result, white that is reddish, that is, low in color temperature is displayed.
中間輝度の表示も、ガンマ調整回路16が標準の色温度で用いたのと同じガンマ補正テーブルを用いて、同じデータ信号Vdataを生成し、データ線ドライバ13を通じてデータ線Dに送る。したがって、いずれの階調についても有機EL素子の輝度は標準の色温度における輝度と同じであり、色温度は発光デューティの違いだけで調整される。 For the display of intermediate luminance, the same data signal Vdata is generated using the same gamma correction table used by the gamma adjustment circuit 16 at the standard color temperature, and sent to the data line D through the data line driver 13. Accordingly, the luminance of the organic EL element is the same as that at the standard color temperature for any gradation, and the color temperature is adjusted only by the difference in the light emission duty.
全体の白の明るさを変化させないように、Rの積分輝度の増加分とBの積分輝度の減少分が相殺し、RGBの積分輝度の総和を標準の色温度での値と等しくなるようにしてもよい。その際、必要に応じてGの発光期間を微調整してもよい。 In order not to change the brightness of the whole white, the increase in the integral luminance of R and the decrease in the integral luminance of B cancel each other, and the total sum of the RGB integral luminances becomes equal to the value at the standard color temperature. May be. At that time, the light emission period of G may be finely adjusted as necessary.
図5(a)は、標準の色温度より高温側に色温度を設定したときの発光タイミング信号ILMr、ILMg、ILMb、図5(b)は同じ時の白色表示の輝度と発光タイミングを示す図である。 FIG. 5A shows the light emission timing signals ILMr, ILMg, ILMb when the color temperature is set higher than the standard color temperature, and FIG. 5B shows the luminance and light emission timing of white display at the same time. It is.
色温度の高い白を表示するために、Rの発光は開始時刻がT2より遅いT2R‘になり、終了時刻がT3より早いT3R’になっている。G発光の開始と終了の時刻は標準の色温度から変わらず、B発光は、開始時刻がT2より早いT2B‘になり、終了時刻がT3より遅いT3B’になっている。すなわち、Bの発光時間は標準の色温度における発光時間より長くなっている。この結果、青みがかった、すなわち色温度の高い白が表示される。各色の輝度LR、LG、LBは、標準の色温度における輝度と同じである。 In order to display white with a high color temperature, the light emission of R is T2R ′ whose start time is later than T2, and T3R ′ whose end time is earlier than T3. The start time and end time of G light emission do not change from the standard color temperature, and B light emission has a start time T2B ′ earlier than T2 and an end time T3B ′ later than T3. That is, the light emission time of B is longer than the light emission time at the standard color temperature. As a result, white which is bluish, that is, has a high color temperature is displayed. Each color brightness L R, L G, L B is the same as the luminance at the standard color temperature.
標準より高い色温度においても、白および中間調の輝度を標準色温度のときと同じにして、図5(a)の発光デューティによってホワイトバランスをとる。輝度に対応したデータ信号は変わらないので、ガンマ補正テーブル20は標準の色温度のときと同じものを用いることができ、色温度ごとに異なるガンマ補正テーブルを用意する必要がない。 Even at a color temperature higher than the standard, white and halftone luminances are made the same as those at the standard color temperature, and white balance is obtained by the light emission duty of FIG. Since the data signal corresponding to the luminance does not change, the same gamma correction table 20 as that at the standard color temperature can be used, and it is not necessary to prepare a different gamma correction table for each color temperature.
標準の色温度としては、使用者が選択できる色温度の範囲内から1つの色温度が選ばれる。使用者が選択できる色温度の1つを標準の色温度とし、その色温度でRGBのデューティを等しくし、輝度を調整してホワイトバランスをとるので、使用者がそこから色温度を変えたとしても、デューティの差は小さく抑えられ、色割れはほとんど問題にならない。 As the standard color temperature, one color temperature is selected from the range of color temperatures that can be selected by the user. One of the color temperatures that can be selected by the user is the standard color temperature, the RGB duty is made equal at that color temperature, and the brightness is adjusted to achieve white balance, so the user changes the color temperature from there. However, the difference in duty is kept small, and color breakup is hardly a problem.
これに対して、RGBの輝度を等しくし、デューティだけでホワイトバランスをとる場合は、どの色温度においてもRGBのデューティの違いが大きく、色割れが生じる惧れが高い。 On the other hand, when the luminance of RGB is made equal and white balance is obtained only by the duty, the difference in the duty of RGB is large at any color temperature, and there is a high possibility that color breakup occurs.
選択できるいくつかの色温度のうち、中心近くにある色温度を標準の色温度として選ぶと、高温側、低温側の両方でデューティをわずかずつ変えるだけで済む。使用者が選べる色温度が、5000K、6000K,7000K,8000Kの4通りのときは、6000Kまたは7000Kを標準とすることが好ましい。 Of the several color temperatures that can be selected, if the color temperature near the center is selected as the standard color temperature, it is only necessary to slightly change the duty on both the high temperature side and the low temperature side. When the color temperature selectable by the user is four types of 5000K, 6000K, 7000K, and 8000K, it is preferable to set 6000K or 7000K as a standard.
上で述べたとおり、標準の色温度以外の色温度が設定されたときも、最大輝度LR、LG、LBおよび中間輝度は標準色温度のときから変化させないので、データ信号Vdataはすべての色温度で同じである。この結果、ガンマ調整回路16で用いられるガンマ補正テーブル20は、色温度ごとに変える必要がなく、RGBごとに1つずつあればよい。 As mentioned above, even when the color temperature other than the standard color temperature is set, the maximum brightness L R, L G, since L B and the intermediate brightness is not changed from the time of standard color temperature, the data signals Vdata are all The color temperature is the same. As a result, the gamma correction table 20 used in the gamma adjustment circuit 16 does not need to be changed for each color temperature, and may be one for each RGB.
本実施例では、RGBの発光開始時刻T2と終了時刻T3の両方を変化させて色温度を切り替えているが、発光開始時刻T2をRGBで揃え、発光終了時刻T3だけを変えるようにしてもよい。逆に、発光終了時刻T3は一定にして、発光開始時刻T2を変えて色温度を調整してもよい。 In this embodiment, the color temperature is switched by changing both the RGB light emission start time T2 and the end time T3. However, the light emission start time T2 may be aligned with RGB and only the light emission end time T3 may be changed. . Conversely, the color temperature may be adjusted by changing the light emission start time T2 while keeping the light emission end time T3 constant.
なお、照明装置においては、1枚の画像に割り当てられるフレーム期間というものがないが、単位時間内の発光している時間の割合が発光デューティとなる。またデータ信号に該当するのは、輝度調節の信号である。 In the illumination device, there is no frame period assigned to one image, but the ratio of the time during which light is emitted within a unit time is the light emission duty. A data signal corresponds to a luminance adjustment signal.
図6−図8は本発明の第2の実施例を説明する図である。図6−図8においては、有機EL素子の発光輝度と発光時間のチャートのみを示し、発光タイミング信号のチャートは省略した。 6 to 8 are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention. 6-8, only the chart of the light emission luminance and the light emission time of the organic EL element is shown, and the chart of the light emission timing signal is omitted.
図6は、標準の色温度におけるRGB各有機EL素子の発光タイミングチャートである。実施例1では、有機EL素子が1フレーム期間に1回発光しているが、本実施例は、各有機EL素子が1フレーム内に複数回発光する。そのほかは実施例1と同じである。 FIG. 6 is a light emission timing chart of each RGB organic EL element at a standard color temperature. In Example 1, the organic EL element emits light once in one frame period, but in this example, each organic EL element emits light multiple times in one frame. The rest is the same as in the first embodiment.
有機EL素子は、発光時間制御信号によって、T0からT1までの1フレーム内で断続的に発光する。 The organic EL element emits light intermittently within one frame from T 0 to T 1 according to the light emission time control signal.
標準の色温度に設定されたとき、発光開始と終了時刻、ΔTR、ΔTG、ΔTBの休止期間、休止位置TB1、TB2、TB3はRGBで同じである。白色度の調整(ホワイトバランス)は輝度LR、LG、LBの比によって行なわれている。各色の輝度をLR、LG、LBに対して小さくすることにより、中間調を表示する。階調レベルにたいする輝度の割合は、RGBごとにガンマ特性テーブルを参照して決められる。 When the standard color temperature is set, the light emission start and end times, the rest periods of ΔT R , ΔT G , and ΔT B and the rest positions T B1 , T B2 , and T B3 are the same for RGB. Adjustment of whiteness (white balance) is performed by the ratio of the luminance L R, L G, L B . By reducing the intensity of each color for L R, L G, L B , and displays the halftone. The ratio of the luminance to the gradation level is determined with reference to the gamma characteristic table for each RGB.
図7は、ホワイトバランスを変更し、別の、標準の色温度より低い色温度に切り替えた場合の白表示状態を示す。色温度を標準値より低温側に設定するには、Rの休止期間ΔTR’をΔTRより小さく設定し、Gの休止期間ΔTGはほぼ同じに、ΔTB’をΔTBより大きく設定する。この結果、Rのデューティが高くなり、Bのデューティが低下する。ただし、目に見える白の明るさを変えないために、積分輝度をRGBについて合計したものは、標準色温度の場合と同じにする。これにより、Rの1フレーム内の積分輝度が増え、Bの積分輝度が減少して、赤みがかった白になる。 FIG. 7 shows a white display state when the white balance is changed and switched to another color temperature lower than the standard color temperature. To set the low temperature side than the standard value color temperature, rest period R [Delta] T R 'was smaller than [Delta] T R, rest period [Delta] T G of G is about the same, [Delta] T B' to set the larger than [Delta] T B . As a result, the duty of R increases and the duty of B decreases. However, in order not to change the visible white brightness, the sum of the integrated luminances for RGB is the same as that for the standard color temperature. As a result, the integral luminance within one frame of R increases, and the integral luminance of B decreases, resulting in a reddish white.
図8は、色温度を標準より高温側に設定したときの各色の発光タイミングを示す図である。休止位置TB1、TB2、TB3、及びピーク輝度LR、LG、LBは標準色温度の設定から変化させず、Rの休止期間ΔTR’をΔTRより大きくしてRのデューティを小さくし、Gの休止期間ΔTGはほぼ同じに、Bの休止期間ΔTB’をΔTBより小さくして青のデューティを高くする。Rの積分輝度がBに比べて相対的に小さくなり、青みがかった白が表示される。 FIG. 8 is a diagram showing the light emission timing of each color when the color temperature is set higher than the standard. Rest position T B1, T B2, T B3 , and the peak luminance L R, L G, L B is not changed from the setting of the standard color temperature, the suspension period [Delta] T R 'for R made larger than [Delta] T R of the R Duty , The idle period ΔT G of G is substantially the same, and the idle period ΔT B ′ of B is made smaller than ΔT B to increase the blue duty. The integrated luminance of R is relatively smaller than B, and a bluish white is displayed.
本実施例においては、発光が1フレーム内で複数回に分けて行われるため、実施例1と比べて色割れの発生が一層抑えられる。 In the present embodiment, since the light emission is performed in a plurality of times within one frame, the occurrence of color breakup is further suppressed as compared with the first embodiment.
図9−図10は本発明の第3の実施例を説明する図である。 9 to 10 are diagrams for explaining a third embodiment of the present invention.
実施例2では休止期間を長くまたは短くして色温度を調整したが、1フレーム内の発光回数を変えて色温度を調節することもできる。 In Example 2, the color temperature is adjusted by extending or shortening the pause period. However, the color temperature can be adjusted by changing the number of times of light emission within one frame.
標準の色温度における発光の輝度と時間は、図6と同じである。図9は標準の色温度から低温側にシフトしたとき、図10は標準の色温度から低温側にシフトしたとき、の発光回数の変化を示した図である。 The luminance and time of light emission at the standard color temperature are the same as in FIG. FIG. 9 is a diagram showing a change in the number of times of light emission when the standard color temperature is shifted to a low temperature side, and FIG. 10 is a graph showing a change in the number of light emissions when the standard color temperature is shifted to a low temperature side.
色温度を標準の色温度から低温側に切り替えたとき、図9のように、Rの休止期間をΔTRからΔTR’に短縮し、Gの休止期間ΔTGは変えず、Bの休止期間ΔTBをΔTB’に延長する。さらに、RとBの休止期間の中心時刻を変化させて、1フレーム期間内の発光回数を、Rは1回増、Gは変わらず、Bは1回減となるようにする。すなわち、nR⇒nR’+1、nG⇒nG’、nB⇒nB’−1とする。この結果、Rの積分輝度は増加し、Gの積分輝度は変化せず、Bの積分輝度は減少するので、赤みがかった白になる。ただし、RGB合計の輝度が変化しないように、RとBの1回の発光期間を調節して、Rの輝度増加とBの輝度減少が相殺するようにすることが好ましい。 When switched to the low-temperature side color temperature from the standard color temperature, as shown in FIG. 9, to shorten the rest period R from [Delta] T R to [Delta] T R ', rest period [Delta] T G of G is unchanged, rest period B Extend ΔT B to ΔT B '. Further, the central time of the rest periods of R and B is changed so that the number of times of light emission within one frame period is increased by R once, G remains unchanged, and B decreases by one. That, n R ⇒n R '+ 1 , n G ⇒n G', and n B ⇒n B '-1. As a result, the integrated luminance of R increases, the integrated luminance of G does not change, and the integrated luminance of B decreases, so that it becomes reddish white. However, it is preferable to adjust the R and B emission periods once so that the total RGB luminance does not change so that the R luminance increase and the B luminance decrease cancel each other.
標準の色温度から高温側に切り替えたときは、図10のように、Rの休止期間を長く、Gの休止期間は変えず、Bの休止期間を短くし、1フレーム期間内の発光回数が、Rは1回減、Gは変わらず、Bは1回増となるようにする。この結果、青みがかった白が得られる。 When the standard color temperature is switched to the high temperature side, as shown in FIG. 10, the R pause period is lengthened, the G pause period is not changed, the B pause period is shortened, and the number of times of light emission within one frame period is reduced. , R is decreased once, G is not changed, and B is increased once. As a result, a bluish white is obtained.
1 表示装置
12 走査線ドライバ
13 データ線ドライバ
14 発光期間制御回路
16 ガンマ調整回路
17 発光タイミング信号生成回路
18 色温度設定スイッチ
19 制御部
20R,20G,20B ガンマ特性テーブル
Video 映像信号
Temp 色温度信号
ILMr、ILMg、ILMb 発光タイミング信号
Vdata データ信号
S1,S2・・・Sn 走査線
DR1,DG1・・・DBm データ線
TR1,TG1・・・TBn 発光期間制御線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 12 Scan line driver 13 Data line driver 14 Light emission period control circuit 16 Gamma adjustment circuit 17 Light emission timing signal generation circuit 18 Color temperature setting switch 19 Control part 20R, 20G, 20B Gamma characteristic table Video Video signal Temp Color temperature signal ILMr , ILMg, ILMb Light emission timing signal Vdata Data signal S1, S2 ... Sn Scan line DR1, DG1 ... DBm Data line TR1, TG1 ... TBn Light emission period control line
Claims (7)
前記駆動回路が、供給される輝度信号に基づいて前記発光素子の輝度を制御し、かつ、供給される発光期間制御信号に基づいて前記発光素子の発光デューティを制御する回路であり、
前記輝度信号が、設定されるすべての色温度に共通の信号であり、
前記発光期間制御信号が、設定される色温度の1つである標準の色温度において、前記異なる色の発光素子の発光デューティを等しくし、前記標準の色温度以外の色温度において、前記異なる色の発光素子の発光デューティを互いに異ならせる信号であることを特徴とする発光装置。 A light emitting device including a plurality of light emitting elements of different colors and a driving circuit for driving the light emitting elements, wherein the color temperature is variably set,
The drive circuit controls the luminance of the light emitting element based on a supplied luminance signal, and controls the light emission duty of the light emitting element based on a supplied light emission period control signal;
The luminance signal is a signal common to all set color temperatures,
The light emission period control signal is equal to a light emission duty of the light emitting elements of different colors at a standard color temperature which is one of the set color temperatures, and the different colors at a color temperature other than the standard color temperature. A light emitting device characterized in that the light emitting duty is different from each other.
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