JP2015106082A - 表示装置及びその補償データ算出方法及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表示装置において、各画素間における発光素子の劣化ばらつきによって発生するイメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および寿命の改善を目的とする。【解決手段】本発明の表示装置は、複数の画素を有する表示装置において、画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定するセンシングドライバと、画素の過去に測定された第２電圧値を格納するメモリと、第１電圧値と第２電圧値とから得られる電圧変化量に基づいて、画素を表示するための入力データを補償する補償電圧データ加算部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は表示画質および信頼性を向上させることができる表示装置、表示装置の補償データ算出方法および表示装置の駆動方法に関する発明である。

近年、ＣＲＴディスプレイ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）に替わる表示装置として、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置が多く採用されている。特に有機ＥＬディスプレイは低消費電力、薄型ディスプレイとして非常に注目を集めている。

有機ＥＬ素子などの発光素子は、蓄積されたストレスの量によって、発光素子の劣化度合い（劣化量）が異なる。したがって、アクティブマトリクスパネルのように、複数の発光素子が配置された表示装置においては、画素毎に蓄積されるストレス量の違いによって、発光素子の劣化量が異なる。一般的に、上記のストレス量は画素の発光輝度（発光素子に流れる電流量）と時間との積に比例して蓄積されるため、表示されるパターンが異なると、画素毎に蓄積されるストレス量も異なり、画素毎の劣化量に差が生じる。このため、ある一定の時間が経過した後に、各画素に同じデータ電圧を印加しても、画素によって発光輝度が異なってしまう、いわゆるイメージ・スティッキング（焼きつき）現象が起き、画質や信頼性低下の原因となる。

そこで、上記のイメージ・スティッキング現象を低減するために、データ積算、ダミー画素、受光センサを用いた補償方法が開発されている。

例えば特許文献１では、データ積算を用いた補償方法が開示されている。特許文献１は、入力サブピクセルデータの累積加算値に応じて、補償率を掛け合わせることで、補償用の出力サブピクセルデータを得る。つまり、特許文献１は、累積加算値が大きい、すなわち画素の劣化が大きいと予想される画素については、通常の階調データより大きな階調データを画素に印加することにより、劣化による画素間の輝度ばらつきの影響を低減する方法を開示している。

また、例えば特許文献２では、データ積算とダミー画素を用いた補償方法が開示されている。特許文献２は、表示領域外にダミー画素を配置し、ダミー画素の輝度測定結果を用いて、特許文献１のようなデータ積算を用いた補償方法によって得られた結果に対して劣化量の補償を行うことにより、補償精度を向上させる技術を開示している。

しかし、特許文献１のデータ積算を用いた補償方法では、例えば、データ積算値に基づいて計算された補償値が実際の画素の劣化量と異なっていると、補償不足や過補償といった現象を引き起こし、逆に画質を低下させる。また、累積加算値を計算させる場合、入力される階調データビットに応じて、単純に積算するのではなく、ストレス量を考慮して階調毎に重みづけをして加算する必要があるため、計算が複雑になる。

また、特許文献２のダミー画素を用いた方法においても、ダミー画素に印加される階調データに応じて、ストレス量が変化するため、ダミー画素の劣化特性量と実際の画素の劣化量を完全に一致させることは難しい。さらに、同じストレス量が与えられたとしても、画素毎に劣化量にばらつきがある場合、ダミー画素の劣化量だけでは、画素の劣化量のばらつきを完全に補償できないといった問題が残る。

特開２００５−２７５１８２公報 特開２００７−１８７７６１公報

本発明は、各画素間における発光素子の劣化の差によって発生するイメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および信頼性を向上させることができる表示装置及びその補償データ算出方法及びその駆動方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る表示装置の補償データ算出方法は、複数の画素を有する表示装置において、画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定するセンシングドライバと、画素の過去に測定された第２電圧値を格納するメモリと、第１電圧値と第２電圧値とから得られる電圧変化量に基づいて、画素を表示するための入力データを補償する補償部と、を有することを特徴とする表示装置。

また、別の好ましい態様において、第１電圧値と第２電圧値とから電圧変化量を計算し、電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流および補償データを計算する演算部を含み、補償データに基づいて入力データを補償してもよい。

また、別の好ましい態様において、第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａで表されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第２関数は、Ｉａを電圧を測定する際の測定用バイアス電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａで表されてもよい。

この画素回路の表示装置によれば、イメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の補償データ算出方法は、複数の画素を有する表示装置において、画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定し、第１電圧値と、メモリに格納された画素の過去に測定された第２電圧値と、に基づいて電圧変化量を計算し、電圧変化量に基づいて画素を表示するための入力データを補償する。

また、別の好ましい態様において、電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流を計算し、補償電流に合わせて補償データを調整し、補償データに基づいて、画素を表示するための入力データを補償してもよい。

また、別の好ましい態様において、第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａで表されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第２関数は、Ｉａを電圧を測定する際の測定用バイアス電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａで表されてもよい。

この画素回路の表示装置の補償データ算出方法によれば、イメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動方法は、複数の画素を有する表示装置において、画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定し、第１電圧値と、メモリに格納された画素の過去に測定された第２電圧値と、に基づいて電圧変化量を計算し、電圧変化量に基づいて画素を表示するための入力データを補償する。

また、別の好ましい態様において、電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流を計算し、補償電流に合わせて補償データを調整し、補償データに基づいて、画素を表示するための入力データを補償してもよい。

また、別の好ましい態様において、第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａで表されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第２関数は、Ｉａを電圧を測定する際の測定用バイアス電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａで表されてもよい。

この画素回路の表示装置の駆動方法によれば、イメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、各画素間における発光素子の劣化ばらつきによって発生するイメージ・スティッキング現象を低減し、表示画質および寿命の改善することができる。

本発明の実施形態における表示装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の基本画素回路構成を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の駆動方法を示すタイミングチャート図である。 本発明の実施形態における表示装置の基本画素回路構成を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の画素回路の動作点を示した図である。 本発明の実施形態における表示装置の経過時間と輝度劣化との関係を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の経過時間とアノード電圧との関係を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電圧−電流特性の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電流−輝度特性の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電圧−電流−輝度特性の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の電圧変化と輝度変化との関係を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置のＲＧＢの画素における電圧変化と輝度変化との実測データとフィッティングデータとを示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の電圧変化と輝度変化との関係の階調依存を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の補償電流と補償電圧との関係を示す図である。 本発明の実施形態における表示装置の補償方法を示すフローチャートを示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る表示装置及びその補償データ算出方法及びその駆動方法について説明する。但し、本発明の表示装置及びその補償データ算出方法及びその駆動方法は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［表示装置の構成］
図１を参照して、本発明の実施形態における表示装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態における表示装置の回路構成を示す図である。図１に示す表示装置は、発光素子を有する画素１００がＮ行Ｍ列（ＮおよびＭは整数）のマトリクス状に配置された表示部１０と、各画素１００を制御するためのスキャンドライバ２０、スキャンドライバ３０と、画素の階調を決定するデータを出力するデータドライバ４０と、各画素１００に配置された発光素子に印加される電圧（アノード電圧）を測定し、測定データＤｖａ［１：Ｍ］を出力するセンシングドライバ５０と、測定データを格納するメモリ６０と、メモリ６０に格納された過去に測定された測定データとセンシングドライバ５０によって測定された現在の測定データから得られる電圧変化量に基づいて補償電圧データΔｄａｔａを出力する演算部７０と、補償電圧データΔｄａｔａに基づいて外部から入力される画素を表示するための入力データＩｄａｔａを補償して、補償画像データＣｄａｔａとして出力する補償部８０から構成される。

スキャンドライバ２０は、各行の画素１００に対応して設けられたゲート制御信号線２１〜２３にゲート制御信号ＳｃａｎＮを供給する。スキャンドライバ３０は、エミッション制御線３１〜３３にエミッション制御信号ＥｎＮを供給し、センシング制御線５１〜５３にセンシング制御信号ＳｅｎｓｅＮを供給する。ゲート制御信号ＳｃａｎＮおよびエミッション制御信号ＥｎＮが供給された画素１００に対して、データドライバ４０から出力されたデータ電圧ＤａｔａＭがデータ線４１〜４４を介して各画素１００に供給される。また、センシング制御信号ＳｅｎｓｅＮが供給された画素１００に対して、センシングドライバ５０によって発光素子のアノード電圧がデータ線４１〜４４を介して測定される。測定されたアノード電圧は測定データＤｖａ［１：Ｍ］として出力され、メモリ６０に格納される。

ここで、各画素１００における発光素子は、発光ダイオードを有する（図２参照）。実施形態では、発光ダイオードは、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光素子であるものとするが、発光素子（発光ダイオード）であれば、ＯＬＥＤに限られない。

［基本画素の構成］
図２を参照して、本発明の実施形態における表示装置の基本画素の構成について、より具体的に説明する。図２は、本発明の実施形態における表示装置の基本画素回路構成を示す図である。図２の画素回路は、図１の画素１００をより詳細に示したもので、発光素子Ｄ１と、発光素子Ｄ１を駆動するための駆動トランジスタＭ２と、ゲート制御信号Ｓｃａｎによって制御され、駆動トランジスタＭ２のゲート電極ｇに画素の階調を決定するデータ電圧Ｄａｔａを供給するスイッチトランジスタＭ１と、エミッション制御信号Ｅｎによって制御され、発光素子の発光／非発光を制御するスイッチトランジスタＭ４と、センシング制御信号Ｓｅｎｓｅによって制御され、発光素子のアノード電圧を測定するための検査電流Ｉａを供給するスイッチトランジスタＭ３と、入力されたデータ電圧Ｄａｔａを１フレーム期間保持しておく保持容量Ｃｓｔから構成される。

また図２のデータドライバ４０は入力されたデジタルの画像データをアナログ電圧信号に変換して、制御スイッチＳＷ１を介して画素１００のデータ線４５へデータ電圧Ｄａｔａを出力する。また、図２のセンシングドライバ５０は制御スイッチＳＷ２およびスイッチトランジスタＭ３を介して、内蔵された電流源Ｉから画素の発光素子Ｄ１へ検査電流Ｉａを供給し、発光素子Ｄ１のアノード電圧Ｖａを測定し、センシングドライバ５０に内蔵されたアナログデジタル変換回路ＡＤＣを介して、Ｓｅｎｓｅ ｏｕｔ端子からデジタル化されたアノード電圧の測定データＤｖａ［１：Ｍ］を出力する。

［表示装置の動作方法］
図３を参照して、本発明の実施形態における表示装置の動作方法について、より具体的に説明する。図３は、本発明の実施形態における表示装置の駆動方法を示すタイミングチャート図である。図３では、各フレームは表示期間と検出期間に分かれており、これらの期間が時分割的に駆動される。各フレームの表示期間において、表示データが更新される。また、画素回路はＰチャネルトランジスタで構成されており、ゲート信号がＬｏｗのときにオンになるものとされる。一方、制御スイッチＳＷ１とＳＷ２はＮチャネルトランジスタで構成されており、ゲート信号がＨｉｇｈのときにオン状態になる。ただし、ＳＷ１、ＳＷ２がＰチャネルトランジスタで構成され、Ｌｏｗでオン状態となってもよい。

まず表示期間においては、データドライバの制御スイッチＳＷ１がオンされ、センシングドライバの制御スイッチＳＷ２がオフされる。Ｓｃａｎ信号として、Ｓｃａｎ１〜ＳｃａｎＮが順次走査され、各行の画素に配置されたスイッチトランジスタＭ１に順次Ｌｏｗが供給される。各行のスイッチトランジスタＭ１が順次オンされ、各画素の駆動トランジスタＭ２には画素の階調を決定するデータ電圧Ｄａｔａが供給される。また、Ｅｎ信号はＬｏｗのためスイッチトランジスタＭ４はオン状態となっている。したがって、データ電圧Ｄａｔａに応じた駆動電流ＩｏｌｅｄがＭ２、Ｍ４を介して発光素子Ｄ１に流れ、発光素子Ｄ１が発光する。

次に検出期間においては、データドライバの制御スイッチＳＷ１がオフされ、センシングドライバの制御スイッチＳＷ２がオンされる。また、Ｓｅｎｓｅ信号として、Ｓｅｎｓｅ１〜ＳｅｎｓｅＮが順次走査され、各行の画素に配置されたスイッチトランジスタＭ３に順次Ｌｏｗが供給される。各行のスイッチトランジスタＭ３が順次オンされ、電流源Ｉから所定の電流値となる検査電流Ｉａが制御スイッチＳＷ２、スイッチトランジスタＭ３を介して発光素子Ｄ１に流れる。この検査電流Ｉａによってアノード電圧Ｖａを測定することができる。

図３では、検出期間におけるＳｅｎｓｅ信号走査が２行分（Ｓｅｎｓｅ１，２）、または１行分（ＳｅｎｓｅＮ）供給される例を示した。画素の劣化はフレーム単位で進行するものではないため、数十フレームから数万フレームに相当する期間内にアノード電圧の測定が完了すれば十分である。したがって、１フレームですべての画素の測定を完了する必要はなく、数十フレームから数万フレームの単位に相当する期間内に、全ての画素のアノード電圧を測定すればよい。画素のアノード電圧の測定は、測定時間を長く設定した方がより精度が高くなるため、１フレーム期間内に測定する画素数を少なく設定し、１画素当たりの測定時間を長く設定することが好ましい。また、画素のアノード電圧の測定は定期的に行う必要はなく、例えば、表示装置がＯＮまたはＯＦＦされたタイミングのように、不定期に行ってもよい。

測定されたアノード電圧Ｖａはセンシングドライバ５０に取り込まれ、その後、アナログデジタル変換回路ＡＤＣを介してデジタルデータに変換されて、Ｓｅｎｓｅ ｏｕｔ端子より測定データＤｖａ［１:Ｍ］として出力される。センシングドライバ５０には、図２に示すセンシングドライバの基本回路はデータ線数に相当する数だけ具備されている。例えば、実施形態における表示装置では、Ｍ個のデータ線に対応して、Ｍ個のセンシングドライバの基本回路が具備されている。よって、Ｓｅｎｓｅ信号１行分の走査により、Ｍ個分の画素に相当するアノード電圧の測定値が出力される。なお、このときＥｎ信号はＨｉｇｈのためスイッチトランジスタＭ４はオフされており、画素回路内の保持容量Ｃｓｔで保持された画像データがアノード電圧測定に影響を及ぼすことはない。

センシングドライバ５０から出力された測定データＤｖａ［１:Ｍ］はメモリ６０に格納される。次に、所定の期間が経過した後にアノード電圧が測定され、測定データＤｖｂ［１:Ｍ］がメモリ６０に格納される。演算部７０は、メモリ６０に格納された過去の測定データＤｖａ［１:Ｍ］の各画素のアノード電圧Ｖａ、および所定期間後（現在）の測定データＤｖｂ［１：Ｍ］の各画素のアノード電圧Ｖｂ、から得られる電圧変化量ΔＶに基づいて輝度劣化量ΔＬを計算し、輝度劣化量ΔＬに基づいて補償電流ΔＩおよび補償電圧データΔｄａｔａを計算する。補償部８０は、計算された補償電圧データΔｄａｔａに基づいて、画素を発光するための入力データＩｄａｔａを補償し、補償画像データＣｄａｔａを計算して出力する。電圧変化量ΔＶに基づく補償の詳細な方法は後述する。

上記のように、表示装置に配置された各画素に対してアノード電圧の変化量を計算し、その電圧変化量ΔＶに基づいて入力データＩｄａｔａを補償することで、各画素に配置された発光素子の劣化量に応じた補償をすることが可能となる。その結果、イメージ・スティッキング現象を抑制することができ、画質や信頼性を向上させることができる。

［補償方法］
図４〜図１４を参照して、実施形態に係る表示装置の補償方法を、より具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態における表示装置の基本画素回路構成を示す図である。図４は、画素回路を構成するトランジスタがｐチャネル型である場合を示している。一つの基本画素回路は、駆動トランジスタＭ２、発光素子Ｄ１で構成される。駆動トランジスタＭ２は、ゲート電極ｇに画素の階調を決定するデータ電圧Ｄａｔａが印加され、ソース電極ｓに発光素子Ｄ１の電源電圧ＥＬＶＤＤが印加される。駆動トランジスタＭ２のドレイン電極ｄは発光素子Ｄ１のアノード側の電極に接続されている。発光素子Ｄ１のカソード側の電極には発光素子Ｄ１の電源電圧ＥＬＶＳＳが印加される。

発光素子Ｄ１は電流駆動素子であるため、Ｄ１に流れる電流Ｉｏｌｅｄに比例して発光輝度が変化する。具体的には、発光輝度を制御するには、駆動トランジスタＭ２のゲート電極ｇに印加するデータ電圧Ｄａｔａを制御し、駆動トランジスタＭ２のゲート−ソース間電圧（Ｖｇｓ）に相当する電源電圧ＥＬＶＤＤとデータ電圧Ｄａｔａ間のバイアス電圧を変化させることにより実現する。このとき、データ電圧Ｄａｔａによって発光素子Ｄ１に印加されるアノード電圧Ｖｏｌｅｄが決定される。ここで駆動トランジスタＭ２はＰチャンネル型である例を示したが、Ｎチャンネル型であってもよい。

図５は、本発明の実施形態における表示装置の画素回路の動作点を示した図である。ここで、Ｖｏｌｅｄ１、Ｖｏｌｅｄ２は、それぞれ駆動トランジスタＭ２のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ１、Ｖｇｓ２で駆動した場合の発光素子Ｄ１に印加される電圧（アノード電圧）を示す。また、Ｉｏｌｅｄ１、Ｉｏｌｅｄ２は、それぞれ駆動トランジスタＭ２をＶｇｓ１、Ｖｇｓ２で駆動した場合の発光素子Ｄ１に流れる電流を示す。このように、駆動トランジスタＭ２は発光素子Ｄ１を電流駆動するための電圧−電流変換素子の役割を果たしている。

発光素子Ｄ１を一定時間駆動すると、発光素子Ｄ１自体の劣化により特性が変化してしまう。これら特性変化の様子を図６〜図９を参照して説明する。

図６は、本発明の実施形態における表示装置の経過時間と輝度劣化との関係を示す図である。図６に示すグラフは、時刻ｔ０における所定の電流値を発光素子に流した場合の初期輝度を１００％と定義し、時間の経過に伴う輝度劣化の様子をグラフ化したものである。Ｌ＝１００％は初期輝度時の電流値を保持して発光し続けた場合の時間の経過に伴う輝度劣化を示し、Ｌ＝５０％は初期輝度時の電流値の５０％の電流値を保持して発光し続けた場合の時間の経過に伴う輝度劣化を示す。時刻ｔ０で１００％であった輝度値は、時刻ｔ１ではそれぞれΔＬ２、ΔＬ１だけ低下する。Ｌ＝１００％のように発光素子Ｄ１を発光させる電流値が大きい程、輝度劣化量も大きくなる。

図７は、本発明の実施形態における表示装置の経過時間とアノード電圧との関係を示す図である。図７に示すグラフは、時間の経過に伴うアノード電圧上昇の様子をグラフ化したものである。図７におけるＬ＝１００％、５０％は図６で説明したものと同様である。時刻ｔ０におけるアノード電圧をＶａとすると、時間経過とともにＶａ値は上昇していき、時刻ｔ１ではそれぞれΔＶ２、ΔＶ１だけ上昇する。Ｌ＝１００％のように発光素子Ｄ１を発光させる電流値が大きい程、アノード電圧の上昇も大きくなる傾向にある。

図８は、本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電圧−電流特性の時間変化を示す図である。また、図９は、本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電流−輝度特性の時間変化を示す図である。図８、図９はそれぞれ初期状態（時刻ｔ０）とｔ１時間経過後（時刻ｔ１）における発光素子Ｄ１の電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）及び電流−輝度特性（Ｉ−Ｌ特性）の変化をグラフ化したものである。いずれのグラフにおいても、発光素子Ｄ１の劣化に伴い特性が変化することが分かる。例えば、図８のＶ−Ｉ特性では、特性カーブは全体的に高電圧側にシフトし、所定の電流値Ｉａで比較した場合、特性はΔＶだけ高電圧側にシフトしている。同様に図９のＩ−Ｌ特性では、例えば、所定の電流値Ｉａで比較した場合、ΔＬだけ輝度低下が発生している。

上記のように、例えば、所定の定電流で発光素子を駆動し続けると、時間の経過とともに輝度は低下する。また、同じ時間だけ駆動しても、電流が大きい程輝度劣化量は大きくなる。

このように、発光素子を用いた、表示装置においては、画素毎に蓄積されるストレス量の違いによって、素子の劣化量が異なる。ストレス量は、発光素子に流れる電流量によって決まる画素の発光輝度と時間との積に比例して蓄積される。このため、表示されるパターンに応じて、各画素に蓄積されるストレス量が異なり、各画素の劣化量に差異が生じる。したがって、ある一定の時間が経過した後に、各画素に同じデータ電圧を印加しても、蓄積されたストレス量に応じて画素によって発光輝度が異なってしまう、いわゆるイメージ・スティッキング現象が起き、画質や信頼性低下の原因となる。なお、上記の特性変化は、使用する発光材料や素子構造によって変化する。

次に、図１０〜図１１を参照しながら本発明における具体的なイメージ・スティッキング補償の方法を説明する。

図１０は、本発明の実施形態における表示装置の発光素子の電圧−電流−輝度特性の時間変化を示す図である。所定の駆動電流Ｉａを基準とすると、初期状態に対して、ｔ１時間経過後のＶ−Ｉ特性は高電圧側にシフトし、駆動電流Ｉａを得るための電圧はＶａからＶｂへΔＶだけ上昇する。また、初期状態に対して、ｔ１時間経過後のＩ−Ｌ特性は低輝度側にシフトし、駆動電流Ｉａに対する輝度はＬａからＬｂへΔＬだけ低下する。このように、時間の経過とともに電圧変化量ΔＶ及び輝度劣化量ΔＬは大きくなる。

図１０の各特性の変化から、ｔ１時間経過後に初期輝度Ｌａと同じ輝度値を得るためには、電流値Ｉｃが必要であり、そのために必要な電圧値はＶｃである。すなわち、初期の駆動電流Ｉａとｔ１時間経過後の電流値Ｉｃとの差ΔＩがイメージ・スティッキング補償に必要な電流である。

図１１は、本発明の実施形態における表示装置の電圧変化と輝度変化との関係（ΔＶ−ΔＬ特性）を示す図である。図１１において、ΔＬは初期輝度Ｌａを１００％とした場合の輝度劣化率を示す。図１１でΔＬが大きくなることは輝度劣化の割合が大きくなることを意味する。図１１の関係から、電圧変化量ΔＶに比例して、輝度劣化量ΔＬも大きくなる。つまり、この関係は数式１の関数として表現することができる。ここで、ΔＶ−ΔＬ特性は材料によって直線２００になる場合と２次曲線３００になる場合があるが、いずれの場合においても次に示す数式１の関数として表現することができる。

ΔＬ＝ｆ（ΔＶ） （数式１）

数式１は、ＲＧＢの各発光素子材料や、素子構造によって関数は変化するが、基本的な関係は変わらない。以下、数式１をより具体的に説明する。

図１２は、本発明の実施形態における表示装置のＲＧＢの画素における電圧変化と輝度変化との実測データとフィッティングデータとを示す図である。図１２において、プロットは実際の測定値で、実線は測定値を次に示す数式２の関数を用いてフィッティングしたものである。

ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａ （数式２）

ここで、Ｃ、ｂ、Ａは定数である。またΔＬを初期輝度１００％としたときの輝度低下率で表現した場合、定数Ａは１００である。図１２では、ＲＧＢの素子毎にそれぞれ特性が異なっているが、実測値と数式２の関数を用いてフィッティングした値はよく一致する。例えば、定数Ａを１００として、図１２の実測値に対して数式２の関数を用いてフィッティングした結果、各定数は、Ｃ＝−３５２、ｂ＝２．２８８であった。

図１３は、本発明の実施形態における表示装置の電圧変化と輝度変化との関係の階調依存を示す図である。図１３では、発光素子の発光輝度をそれぞれＬ＝１００％、Ｌ＝５０％、Ｌ＝２０％と設定した場合のΔＶ−ΔＬ特性を示したものである。図１３に示すように、発光輝度を変化させても、ΔＶ−ΔＬ特性は数式２でフィッティングされた関数上にプロットされることが本願発明者によって確認された。以上のように、発光素子材料や発光輝度を変化させても数式２の関係は成り立つことになる。

以上より、図１３のように、発光輝度が変化しても同じ関数上でプロットできることから、表示装置において、画素毎に異なるストレス量が蓄積された場合であっても、数式２の関係が維持できることを意味する。つまり、蓄積されたストレス量が異なる複数の発光素子に対して、数式２のΔＶとΔＬの関係から、各画素のアノード電圧の変化量に基づく輝度劣化を計算することができる。データ電圧を変化させても図１３に示すΔＶ−ΔＬの関係が維持されるため、所定の駆動電流（検査電流）Ｉａを用いて発光素子のアノード電圧の変化量ΔＶを測定することによって、その発光素子の輝度劣化量を把握することができる。したがって、表示装置に配置された各画素の発光素子に対して、発光素子のアノード電圧の変化量を測定することで、その発光素子の輝度劣化量を計算することができ、各々の発光画素の輝度劣化量に対応する補償をすることができる。

ここで、図１０を用いて、より具体的な補償電流ΔＩの計算方法を説明する。まず、検査電流Ｉａを用いて、初期のアノード電圧Ｖａを測定する。測定されたアノード電圧Ｖａは、過去のアノード電圧Ｖａとしてメモリに格納される。例えば、実際の製品を考慮した場合、初期状態は工場の出荷前検査に相当するので、この時点で各画素の輝度値を測定しておいてもよい。初期のアノード電圧Ｖａの測定は全ての画素に対して行うことが好ましい。また、表示装置がテレビの場合は、購入後の設置の際の設定時に初期のアノード電圧Ｖａを測定してもよい。

次に、ｔ１時間経過後のアノード電圧Ｖｂを測定する。測定されたアノード電圧Ｖｂは、現在のアノード電圧Ｖｂとしてメモリに格納される。次に、過去のアノード電圧Ｖａおよび現在のアノード電圧Ｖｂに基づいて電圧変化量ΔＶを計算する。次に、計算されたΔＶから数式２に基づいて輝度劣化量ΔＬを計算する。数式２の定数Ｃ、ｂ、Ａは予測される劣化特性に基づいた定数データであり、予めメモリに格納されていてもよい。表示装置のすべての画素に対して、上記のように、ｔ１時間経過後のアノード電圧Ｖｂを測定し、過去に測定されたＶａに基づいて電圧変化量ΔＶを計算することで、数式２に基づいてすべての画素に対して輝度劣化量ΔＬを計算することができる。

次に、数式２で計算されたΔＬから補償電流ΔＩを計算する。図１０から、ｔ１時間経過後のＩ−Ｌ特性において、初期輝度Ｌａと同様の輝度を得るためには、電流値Ｉｃが必要である。ここで、駆動電流Ｉａと電流値Ｉｃとの差を補償電流ΔＩと定義することができる。図１０から、Ｉ−Ｌ特性は線形関数であるので、ΔＩは次に示す数式３で表すことができる。

ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａ （数式３）

ここで、Ｉａは初期駆動電流（検査電流）である。また、数式３で計算された補償電流ΔＩから補償に必要な電流値Ｉｃは次に示す数式４で表すことができる。

Ｉｃ＝Ｉａ＋ΔＩ （数式４）

以上のように、補償に必要な電流値Ｉｃを得ることができる。

図１４は、本発明の実施形態における表示装置の補償電流と補償電圧との関係を示す図である。輝度を補償するためには、駆動トランジスタＭ２に流れる電流Ｉｏｌｅｄが電流値Ｉｃになるように、図１４に示すガンマ特性から補償電圧データΔｄａｔａを計算することができる。

上記のように、本発明の補償方法は、発光素子のアノード電圧の変化量と輝度劣化量の関係を所定の関数で表現することで、各画素の劣化量に応じた補償をすることが可能となる。その結果、イメージ・スティッキング現象を抑制することができ、画質や信頼性を向上させることができる。

［補償方法のフローチャート］
図１５を参照して、実施形態に係る表示装置の補償方法のフローチャートを、より具体的に説明する。図１５は、本発明の実施形態における表示装置の補償方法を示すフローチャートを示す図である。

まず、初期状態のアノード電圧Ｖａ（ｔ０）とＩａを測定し、メモリに格納する（Ｓ１５１）。次に、ｔ１時間経過後のアノード電圧Ｖｂ（ｔ１）を測定し、メモリに格納する（Ｓ１５２）。次に、測定されたＶｂ（ｔ１）とメモリに格納された過去に測定されたＶａ（ｔ０）との差からアノードの電圧変化量ΔＶを計算する（Ｓ１５３）。次に、計算されたΔＶから、数式２に基づいて輝度劣化量ΔＬを計算する（Ｓ１５４）。次に、計算されたΔＬから、数式３に基づいて補償電流ΔＩが計算される（Ｓ１５５）。次に、計算されたΔＩから、図１４に示すガンマ特性に基づいて補償電圧データΔｄａｔａが計算される（Ｓ１５６）。この結果が図１における演算部７０から補償部８０へ出力される。そして、補償部８０で、補償電圧データΔｄａｔａによって外部から入力される画素を表示するための入力データＩｄａｔａを補償して、補償画像データＣｄａｔａとして出力する（Ｓ１５７）。

上記のように、本発明の実施形態における表示装置において、各画素のアノード電圧を測定し、図１５のフローチャートに示された所定の関数を用いて、発光素子のアノード電圧の変化量に基づいて輝度劣化量を計算し、計算された輝度劣化量から補償画像データを計算することにより、各画素における発光素子の劣化に起因するイメージ・スティッキングを補償することができる。また、本発明の実施形態における補償アルゴリズムは、各画素に蓄積されたストレス量に依存せず、アノード電圧測定に用いる検査電流も一定の電流値であればよいため、簡単に補償回路を構成することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０：表示部
２０：スキャンドライバ
２１、２２、２３：ゲート制御信号線
３０：スキャンドライバ
３１、３２、３３：エミッション制御線
４０：データドライバ
４１、４２、４３、４４：データ線
５０：センシングドライバ
５１、５２、５３：センシング制御線
６０メモリ
７０：演算部
８０：補償部
１００：画素

Claims (12)

1. 複数の画素を有する表示装置において、
   前記画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定するセンシングドライバと、
   前記画素の過去に測定された第２電圧値を格納するメモリと、
   前記第１電圧値および前記第２電圧値から得られる電圧変化量に基づいて、前記画素を表示する入力データを補償する補償部と、を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記第１電圧値および前記第２電圧値から前記電圧変化量を計算し、前記電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、前記輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流および補償電圧データを計算する演算部を含み、
   前記補償電圧データに基づいて前記入力データを補償することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、
   ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａ
   で表されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第２関数は、Ｉａを前記電圧を測定するための検査電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、
   ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａ
   で表されることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 複数の画素を有する表示装置において、
   前記画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定し、
   前記第１電圧値と、メモリに格納された前記画素の過去に測定された第２電圧値と、に基づいて電圧変化量を計算し、
   前記電圧変化量に基づいて前記画素を表示するための入力データを補償することを特徴とする表示装置の補償データ算出方法。
6. 前記電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、
   前記輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流を計算し、
   前記補償電流に合わせて補償電圧データを調整し、
   前記補償電圧データに基づいて、前記画素を表示するための入力データを補償することを特徴とする請求項５に記載の表示装置の補償データ算出方法。
7. 前記第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、
   ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａ
   で表されることを特徴とする請求項６に記載の表示装置の補償データ算出方法。
8. 前記第２関数は、Ｉａを前記電圧を測定するための検査電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、
   ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａ
   で表されることを特徴とする請求項７に記載の表示装置の補償データ算出方法。
9. 複数の画素を有する表示装置において、
   前記画素に配置された発光素子に印加される第１電圧値を測定し、
   前記第１電圧値と、メモリに格納された前記画素の過去に測定された第２電圧値と、に基づいて電圧変化量を計算し、
   前記電圧変化量に基づいて前記画素を表示するための入力データを補償することを特徴とする表示装置の駆動方法。
10. 前記電圧変化量から第１関数に基づいて輝度劣化量を計算し、
    前記輝度劣化量から第２関数に基づいて補償電流を計算し、
    前記補償電流に合わせて補償電圧データを調整し、
    前記補償電圧データに基づいて、前記画素を表示するための入力データを補償することを特徴とする請求項９に記載の表示装置の駆動方法。
11. 前記第１関数は、Ｃ、ｂ、Ａをある定数とし、輝度劣化量（ΔＬ）を電圧変化量（ΔＶ）の関数として、
    ΔＬ＝Ｃ・ΔＶ^ｂ＋Ａ
    で表されることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の駆動方法。
12. 前記第２関数は、Ｉａを前記電圧を測定するための検査電流とし、補償電流（ΔＩ）を電圧変化量（ΔＶ）と輝度劣化量（ΔＬ）との関数として、
    ΔＩ＝（Ｉａ／ΔＬ）−Ｉａ
    で表されることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の駆動方法。