JP4711825B2 - 表示むら補正方法 - Google Patents
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Description
このような表示むらを補正する方法として、予め各画素毎に全階調分の表示むら補正用パラメータを用意しておき、表示むら補正用パラメータに基づいて入力信号を補正するものがある。このような従来方法では、各画素毎に全階調分の表示むら補正用パラメータを用意する必要があった。
図2は、画素bに対する入力映像信号にΔVth を加算した値を画素bに与えて、画素bの入力映像信号レベル−輝度特性をΔVth 分だけ左方向にシフトさせた場合の、入力映像信号レベル−輝度特性を示すグラフである。
図3は、画素a、b,cの入力階調レベル−輝度特性を示すグラフである。
図4は、入力映像信号のステップ幅変更処理を行った後にシフト処理を行った場合の、入力映像信号レベル−輝度特性を示すグラフである。
図5は、領域毎の補正パラメータの算出手順を示すフローチャートである。
図6は、表示パネル上の表示画面領域を、2×3の6つの領域A〜Fに分割した様子を示す模式図である。
図7は、各領域A〜Fの輝度LA 〜LF の測定結果を示す模式図である。
図8は、表示むら補正回路の構成を示すブロック図である。
図9は、二次線形補間処理を説明するための模式図である。
図10は、基準領域の発光開始点が原点からずれている場合を示すグラフである。
図11は、基準領域の発光開始点が原点からずれている場合に、Yin =0 から発光が開始させるように、黒側のリファレンス電圧を調整することを示すグラフである。
図12は、Brefを考慮した補正パラメータの算出手順を示すフローチャートである。
図13は、127階調での各領域A〜Fの輝度LAL〜LFLの測定結果および255階調での各領域A〜Fの輝度LAH〜LFHの測定結果を示す模式図である。
図14は、Bref=−16.9の場合の基準領域Aの発光特性曲線を示すグラフである。
図15は、レーザアニール工程を説明するための模式図である。
図16は、レーザアニールムラを考慮した際の、領域分割方法を示す模式図である。
図17は、図16(c)の各分割領域Si 毎の補正パラメータの算出手順を示すフローチャートである。
図18は、表示パネルの互いに異なる画素a,bの入力階調レベル−輝度特性を示すグラフである。
図19は、2つの入力映像信号Yin1とYin2(この例では100と200)において、算出されたシフト量Vth1およびVth2を示すグラフである。
図20は、領域毎の補正パラメータの算出手順を示すフローチャートである。 図21は、表示むら補正回路の構成を示すブロック図である。
以下においては、A/D変換後の入力映像信号は8ビットであるものとする。また、表示パネルに与えられる電圧を256段階で表す値を入力階調レベルということにする。また、A/D変換後の入力映像信号のレベルを入力映像信号レベルといい、入力階調レベルと区別して使用することにする。
〔A〕第1の実施例についての説明
〔1〕表示むらの補正方法の原理についての説明
表示パネルの互いに異なる画素a、bの入力階調レベル−輝度特性が、図1にa、bで示すような特性であるとする。このように、画素によって発光開始電圧Vth が異なると、表示むらが発生する。
画素間の発光効率特性自体は、ほぼ等しいため、両画素の発光開始階調レベルVth の差分ΔVth に応じた値だけ、一方の画素の入力映像信号レベル−輝度特性を水平シフトさせると、両画素a、b位置での入力映像信号レベル−輝度特性が等しくなり、表示むらを補正することができる。
ただし、表示パネルは入力階調レベルが”255”に対応する輝度より高い輝度は出せないため、最も暗い画素(発光開始階調レベルVth が最も高い画素)の入力階調が”255”であるときの輝度を上限として補正する必要がある。上記の例では、補正を行う際には、図1、図2に示すように、最も暗い画素bの入力階調が”255”であるときの輝度L(b)を上限とする必要がある。この結果、入力映像信号レベルが(255−ΔVth )より大きなレベルに対する輝度が一定値(L(b))となり、表現階調がΔVth だけ低下することになる。
例えば、図3に示すように、表示パネルの互いに異なる画素a、b、cの入力階調レベル−輝度特性が、図3にa、b、cで示すような特性であるとする。特性aを基準とした場合、画素bの入力映像信号に対するシフト量が15と決定され、画素cの入力映像信号に対するシフト量が30と決定されたとする。
つまり、入力映像信号に、(255−最暗画素に対するシフト量)/255を乗算することにより、乗算後の入力映像信号レベルの範囲は0〜225となる。これにより、入力映像信号のステップ幅が変更せしめられる。このような処理を入力映像信号のステップ幅変更処理ということにする。そして、乗算後の信号に対してシフト処理を行う。
したがって、入力映像信号レベル(0〜255)に対する輝度特性は、各画素a、b、cとも図4に実線で示すようになり、表示むらをなくすことができるとともに、図2に比べて高階調側での階調低下が減少する。
図5は、領域毎の補正パラメータの算出手順を示している。
まず、表示パネル上の表示画面領域を複数の領域に分割する(ステップS1)。例えば、表示パネル上の表示画面領域を、図6に示すように、2×3の6つの領域A〜Fに分割する。実際には、より多くの領域に分割することが好ましいが、説明の便宜上、ここでは、6つの領域に分割することにする。
次に、予め定められた階調レベル(以下、輝度測定用階調レベルといい、ここでは、”127”に設定されていいるものとする)である場合の、各領域A〜Fの輝度を測定する(ステップS2)。具体的には、入力階調が127に相当するレベルの入力映像信号を表示パネルの全画素に入力させ、各領域A〜Fの輝度を、例えば、面輝度測定装置によって測定する。
この例では、各領域A〜Fの輝度LA 〜LF の測定結果が、図7に示すような値になったとする。つまり、LA =100、LB =80、LC =75、LD =95、LE =80、LF =70となっている。最も明るい領域(最明領域)は領域Aであり、最も暗い領域(最暗領域)は領域Fである。
領域Aにおいて、複数の階調毎に輝度測定を行ってγ値を算出する際には、次式(1) に基づいて複数の階調毎にγを算出する。そして、たとえば、得られた複数のγの平均値を、領域Aのγとする。
上記式(1) において、127は輝度測定用階調レベル、100は輝度測定用階調レベルでの輝度、Lは輝度、Iは入力階調である。
Vth(i)、Data(i) 、Level およびγを次のように定義すると、各領域A〜F毎の補正パラメータは、次式(2) に基づいて算出される。
Vth(i):領域iの基準領域ωからのシフト量( 補正パラメータ)
Data(i) :領域iにおける輝度測定用階調レベルでの測定輝度
Data(ω) : 基準領域ωにおける輝度測定用階調レベルでの測定輝度
Level :輝度測定用階調レベル
γ:表示パネルの発光効率特性(定数値)
Vth (A) =0
Vth (B) =13.4
Vth (C) =17.0
Vth (D) =3.2
Vth (E) =13.4
Vth (F) =20.7
図8は、表示むら補正回路の構成を示している。
EEPROM5には、各領域A〜F毎の補正パラメータVth (A) 〜Vth (F) が格納されている。また、EEPROM5には、補正パラメータの最大値が、Vth MAXとして格納されている。補正パラメータの最大値は最暗領域に対する補正パラメータとなり、上記の例では、Vth MAX=Vth (F) =20.7となる。
入力映像信号Yin は、入力映像信号のステップ幅変更処理を行うための乗算器1、乗算器1の出力に対してシフト処理を行うための加算器2および加算器2の出力をアナログ信号に変換するためのDAC3を介して表示パネル(有機ELパネル)に送られる。
入力映像信号に含まれている同期信号は、位置情報算出部4に送られる。位置情報算出部4は、同期信号に基づいて、現在入力されている映像信号(注目画素の映像信号)の位置情報(xq,yq) を算出する。
水平係数算出部7は、位置情報算出部4から送られてきた注目画素の位置情報(xq,yq) に基づいて、線形補間用の水平係数hを算出する。垂直係数算出部8は、位置情報算出部4から送られてきた注目画素の位置情報(xq,yq) に基づいて、線形補間用の垂直係数vを算出する。水平係数算出部7によって算出された水平係数hおよび垂直係数算出部8によって算出された垂直係数vは、線形補間回路9に送られる。
二次線形補間処理について説明する。図9は、注目画素qと、注目画素qの近傍4領域を示している。ここでは、注目画素qの近傍4領域を領域P1、P2、P3、P4とする。注目画素の座標を(xq,yq) とする。
注目画素qと領域P1の中心画素p1との水平方向距離は、(xq-x1) となる。注目画素qと領域P2の中心画素p2との水平方向距離は、(x2-xq) となる。注目画素qと領域P1の中心画素p1との垂直方向距離は、(yq-y1) となる。注目画素qと領域P3の中心画素p3との垂直方向距離は、(y2-yq) となる。
上記実施の形態によれば、全領域にわたって輝度特性を均一にさせることができるようになる。また、従来と比較して、シフト量のみで表示むらを補正することができるため、補正に必要とするパラメータ数を大幅に削減できる。
なお、上記実施の形態では、複数の画素を含む領域毎に補正パラメータを算出しているが、画素毎に補正パラメータを算出してもよい。この場合には、水平係数算出部7、垂直係数算出部8、線形補間回路9は不要となる。
上記〔2〕で説明した補正パラメータの算出方法では、基準領域の入力階調レベル−輝度特性が原点(入力階調レベル”0”)から発光を開始することを前提としている。しかしながら、基準領域の発光開始点が原点からずれている場合には、表示むらの補正精度が低下する。
例えば、図10に実線で示すように、基準領域の発光開始点が原点からずれている場合には、上記〔2〕で説明した補正パラメータの算出方法では、基準領域の発光特性曲線が、図10に破線で示すような曲線を描くものとして取り扱っている。このため、実際は、図10の実線に対するシフト量を算出しなければならないのに、図10の破線に対するシフト量を算出してしまうので、補正誤差が生じる。
このような黒側のリファレンス電圧の調整を行うためには、図10に示す基準領域の発光特性曲線がYin 軸と交わる点のYin 値(以下、Bref) を求めるとともに、Brefを考慮して補正パラメータを算出する必要がある。以下、Brefを考慮した補正パラメータの算出方法について説明する。
まず、表示パネル上の表示画面領域を複数の領域に分割する(ステップS11)。例えば、表示パネル上の表示画面領域を、図6に示すように、2×3の6つの領域A〜Fに分割する。
この例では、127階調での各領域A〜Fの輝度LAL〜LFLの測定結果が、図13(a)に示すような値になり、255階調での各領域A〜Fの輝度LAH〜LFHの測定結果が、図13(b)に示すような値になったとする。つまり、LAL=100、LBL=80、LCL=75、LDL=95、LEL=80、LFL=70となり、LAH=357、LBH=286、LCH=268、LDH=339、LEH=286、LFH=250となっている。最も明るい領域(最明領域)は領域Aであり、最も暗い領域(最暗領域)は領域Fである。
Bref、Vth(i)、Data_Low (i) 、Data_High(i) 、IL、IHおよびγを次のように定義すると、Brefおよび各領域A〜F毎の補正パラメータは、次式(13)、(14)に基づいて算出される。
Bref:基準領域ωにおける発光特性曲線のx切片
IL,IH:輝度測定用階調レベル
Vth(i):領域iの基準領域ωからのシフト量(補正パラメータ)
Data_Low (i):領域iにおける階調レベルILでの測定輝度
Data_High(i):領域iにおける階調レベルIHでの測定輝度
γ:表示パネルの発光効率特性(定数値)
したがって、Bref=−16.9となる。この場合の基準領域Aの発光特性曲線は、図14に示すようになる。したがって、黒リファレンス電圧を16.9階調分左にシフトするように調整を行えば、原点から発光を開始することを意味している。この16.9階調分は、電圧値に変換すると、たとえば、0.20Vとなり、黒リファレンス電圧を0.20V大きな値に設定すればよい。
Vth (A) =0
Vth (B) =15.2
Vth (C) =19.0
Vth (D) =3.6
Vth (E) =15.2
Vth (F) =23.5
上記〔2〕では、表示パネル上の表示画面領域を複数の領域に分割し、各分割領域毎に補正パラメータを算出している。ここでは、レーザアニールムラを考慮して分割領域を決定する。
有機ELパネルの作成過程においては、ポリシリコンTFTを形成するために、レーザアニールが用いられる。レーザアニールとは、ガラス基板の融解や変形が生じない低温プロセスでポリシリコンTFTを形成するために、レーザー照射によってアモルファス(非結晶)シリコン膜のみを瞬時に溶解して結晶化することをいう。
レーザアニールを行うと、基板100上には、基板100の移動方向(以下、レーザアニール位置移動方向という)にレーザアニールムラが発生するとともに、基板100の移動方向に直交する方向(以下、レーザアニール位置移動方向に直交する方向という)にもレーザアニールムラが発生する。
図16(a)に示すように、表示パネルの垂直方向(レーザアニール位置移動方向)に、1または複数の水平ライン幅単位毎に領域を分割する。分割された領域をSVi(i=1,2,…)とする。また、図16(b)に示すように、表示パネルの水平方向(レーザアニール位置移動方向に直交する方向という)に、1または複数の垂直ライン幅単位毎に領域を分割する。分割された領域をSHi (i=1,2,…)とする。
図17は、各分割領域Si 毎の補正パラメータの算出手順を示している。
まず、表示パネル上の表示画面領域を、レーザアニール位置移動方向に複数の領域に分割する(ステップS21)。この例では、図16(a)に示すように、表示パネルの垂直方向(レーザアニール位置移動方向)に、1または複数の水平ライン幅単位毎に領域を分割する。分割された領域を第1の分割領域といい、SVi (i=1,2,…)で表すことにする。
次に、表示パネル上の表示画面領域を、レーザアニール位置移動方向と直交する方向に複数の領域に分割する(ステップS23)。この例では、図16(b)に示すように、表示パネルの水平方向(レーザアニール位置移動方向)に、1または複数の垂直ライン幅単位毎に領域を分割する。分割された領域を第2の分割領域といい、SHi(i=1,2,…)で表すことにする。
次に、上記ステップS21で得られた第1の分割領域SViと上記ステップS23で得られた第2の分割領域SHiとを組み合わせることにより、図16(c)で示すような、最終的な分割領域Si(i=1,2,…)を設定する(ステップS25)。
次に、各領域領域Si毎の補正パラメータを算出する(ステップS28)。補正パラメータの算出方法は、図5のステップS4と同じである。
なお、レーザアニール位置移動方向にのみ表示領域を分割し、得られた分割領域を単位領域としてもよい。
〔1〕第2実施例の基本的な考え方についての説明
上記第1の実施例では、表示パネルの画素間の発光効率特性自体は、ほぼ等しいと仮定し、両画素の発光開始階調レベルVth の差分ΔVth に応じた値だけ、一方の画素の入力映像信号レベル−輝度特性を水平シフトさせている。しかしながら、様々な原因によって、図18に示すように、表示パネルの画素間の発光効率特性自体が異なる場合もある。
図18に示すような場合には、全階調においてシフト量を一定にした場合には、両画素a,bの入力映像信号レベル−輝度特性は等しくならない。
図6に示すように、表示パネル上の表示画面領域が複数の領域A〜Fに分割されているとし、入力階調が8ビットで表されるとすると、ある領域iのシフト量Vth(i)は、次式(22)で表される。
Yinは入力映像信号である。αは第1補正パラメータである。βは第2補正パラメータであり、図18に示すように、入力階調が0のときのシフト量(発光開始階調レベルの差分ΔVth)に相当する。
図19に示すように、2つの入力映像信号Yin1とYin2(この例では100と200)において、第1の実施例と同様な手法により、シフト量Vth1およびVth2とを算出する。図19の例では、Vth1=10,Vth2=15となる。Yin1,Yin2,Vth1,Vth2を、上記式(22)に代入すると、次式(23)で示すような連立方程式が得られる。
この連立方程式を解くことによって、画素bに対する補正パラメータα, βを得る。この例では、α=12.75,β=5となる。
図20は、領域毎の補正パラメータの算出手順を示している。
まず、表示パネル上の表示画面領域を複数の領域に分割する(ステップS31)。例えば、表示パネル上の表示画面領域を、図6に示すように、2×3の6つの領域A〜Fに分割する。
次に、予め定められた第1の階調レベル(以下、第1の輝度測定用階調レベルといい、例えば、”100”に設定される)である場合の、各領域A〜Fの輝度を測定する(ステップS32)。
領域A〜Fのうちの任意の領域において、発光効率特性γを算出する(ステップS34)。例えば、領域Aにおいて、発光効率特性γを算出する。
次に、上記ステップS33で得られた第2の輝度測定用階調レベルでの各領域A〜Fの輝度と、上記ステップS34で算出された領域Aの発光効率特性γとに基づいて、第2の輝度測定用階調レベルでの各領域A〜F毎のシフト量(第2のシフト量)Vth2(A) 〜Vth2(F) を算出する(ステップS36)。第2のシフト量Vth2の算出方法は、図5のステップS4と同様である。
図21は、表示むら補正回路の構成を示している。図21において、図8に対応するものには同じ符号を付してある。
EEPROM5には、各領域A〜F毎の補正パラメータα(A) 〜α(F) , β(A) 〜β(F) が格納されている。また、EEPROM5には、全ての領域および階調の中での、シフト量〔Vth(i)={α×(Yin /255 }+β〕の最大値が、VthMAXとして格納されている。
ゲイン算出部10には、EEPROM5から、シフト量の最大値VthMAXが送られている。ゲイン算出部10は、次式(24)に基づいて、ゲイン(gain) を算出し、算出したゲインを乗算器1に与えている。
入力映像信号に含まれている同期信号は、位置情報算出部4に送られる。位置情報算出部4は、同期信号に基づいて、現在入力されている映像信号(注目画素の映像信号)の位置情報(xq,yq) を算出する。
水平係数算出部7は、位置情報算出部4から送られてきた注目画素の位置情報(xq,yq) に基づいて、線形補間用の水平係数hを算出する。垂直係数算出部8は、位置情報算出部4から送られてきた注目画素の位置情報(xq,yq) に基づいて、線形補間用の垂直係数vを算出する。水平係数算出部7によって算出された水平係数hおよび垂直係数算出部8によって算出された垂直係数vは、線形補間回路9に送られる。
入力映像信号Yin は、乗算器1に送られるとともに、シフト量演算部11に送られる。シフト量演算部11は、線形補間回路9から与えられた注目画素に対応する補正パラメータα(q) ,β(q) と入力映像信号Yin とを上記式(22)に代入することにより、当該注目画素に対応しかつその入力映像信号レベルに応じたシフト量Vth(q)を算出する。シフト量演算部11によって算出されたシフト量Vth(q)は、加算器2に送られる。
Claims (4)
- 表示パネルの表示領域を複数の単位領域に分割するaステップ、
予め定めた1つの階調レベルにおいて、各単位領域の輝度を測定するbステップ、
任意の単位領域において発光効率特性を求めるcステップ、および
各単位領域のうちの任意の1つの単位領域を基準領域とし、bステップにおいて各単位領域毎に測定された輝度とcステップにおいて求められた発光効率特性とに基づいて、各単位領域毎にその単位領域の発光開始階調レベルと基準領域の発光開始階調レベルとの差に応じた値を、補正パラメータとして算出するdステップ、
を有する第1ステップ、および
入力映像信号を、各単位領域毎に求められた補正パラメータに基づいて補正する第2ステップを備えている表示むら補正方法において、
上記基準領域は、上記bステップで測定された輝度のうち最も高い輝度に対応する単位領域を基準領域として決定されており、
上記bステップで測定された輝度のうち最も低い輝度に対応する単位領域に対して上記dステップで求められた補正パラメータを補正パラメータ最高値とし、入力映像信号に対して、入力映像信号のレベル数を、全階調数から補正パラメータ最高値を減算した階調数のレベルに振り分けるための処理を行う第3ステップを備えており、
第3ステップの処理の後に、上記第2ステップの処理が行われることを特徴とする表示むら補正方法。 - 表示パネルの表示領域を複数の単位領域に分割し、各単位領域のうちの任意の1つの単位領域を基準領域とし、各単位領域毎にその単位領域の発光開始階調レベルと基準領域の発光開始階調レベルとの差に応じた値を、補正パラメータとして予め求めておく第4ステップ、および
入力映像信号を、各単位領域毎に求められた補正パラメータに基づいて補正する第2ステップを備えており、
上記第4ステップは、
基準領域の発光開始階調レベルが0レベル以外の場合には、基準領域の発光開始階調レベルが0レベルとなるように黒リファレンス電圧を調整するための調整値を求めるステップ、および
各単位領域の発光開始階調レベルを、黒リファレンス電圧調整後における各単位領域の発光開始階調レベルに置き換えた後に、各単位領域毎にその単位領域の発光開始階調レベルと基準領域の発光開始階調レベルとの差に応じた値を、補正パラメータとして予め求めておくステップ、
を備えていることを特徴とする表示むら補正方法。 - 第4ステップは、
表示パネルの表示領域を複数の単位領域に分割するeステップ、
予め定めた2つの異なる階調レベルにおいて、各単位領域の輝度を測定するfステップ、
任意の単位領域において発光効率特性を求めるgステップ、
各単位領域のうちの任意の1つの単位領域を基準領域とし、fステップにおいて基準領域に対して予め定めた2つの階調レベルで測定された2つの輝度と、gステップにおいて求められた発光効率特性とに基づいて、基準領域の発光開始階調レベルが0レベルとなるように黒リファレンス電圧を調整するための調整値を求めるhステップ、および
fステップにおいて単位領域毎に測定された輝度と、gステップにおいて求められた発光効率特性と、hステップで求められた調整値とに基づいて、各単位領域毎にその単位領域の発光開始階調レベルと基準領域の発光開始階調レベルとの差に応じた値を、補正パラメータとして算出するiステップ、
を備えていることを特徴とする請求項2記載の表示むら補正方法。 - 上記fステップで測定された輝度のうち最も高い輝度に対応する単位領域が基準単位領域として決定されており、
上記fステップで測定された輝度のうち最も低い輝度に対応する単位領域に対して上記iステップで求められた補正パラメータを補正パラメータ最高値とし、入力映像信号に対して、入力映像信号のレベル数を、全階調数から補正パラメータ最高値を減算した階調数のレベルに振り分けるための処理を行なう第5ステップを備えており、
第5ステップの処理の後に、上記第2ステップの処理が行なわれることを特徴とする請求項3に記載の表示むら補正方法。
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