JP4945972B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
一方、蛍光体の輝度が高いほど焼付きが発生しやすいことに着目し、明るい静止画像のみを輝度を下げることで焼付きを軽減する手法が、下記特許文献1〜3に記載されている。
互いに隣接する領域に位置し、それぞれ第1画像信号、第2画像信号に応じて発光する、第1発光素子、第2発光素子と、
前記第1発光素子、第2発光素子が発する光を検出し、それぞれ第1電圧、第2電圧を生成する、第1光検出手段、第2光検出手段と、
前記第1画像信号、第2画像信号に対して係数を乗算し、非表示期間内の基準時刻における前記乗算結果が前記第1電圧、第2電圧とそれぞれ一致させる較正手段と、
前記基準時刻における前記乗算結果と、前記基準時刻から所定期間経過した、非表示期間内の時刻における前記第1電圧、第2電圧との差分を、それぞれ第1変動値、第2変動値として算出する差分演算手段と、
前記第1変動値と前記第2変動値との差分を、前記第1変動値、前記第2変動値でそれぞれ除した指標値がともに所定の第1閾値以下となるように、前記第1変動値、前記第2変動値のいずれか大きい方に対応する発光素子への画像信号の増幅度を制御する信号制御手段と、
連続する映像フレームにおける前記第1画像信号、第2画像信号の信号レベルの変化率がともに第2閾値以上であることを条件として、映像表示が動画であると判断し、前記変化率がともに前記第2閾値未満であることを条件として、映像表示が静止画であると判断する動画・静止画判別手段と、
映像表示が静止画であると判断されたことを条件として、前記信号制御手段による制御を開始する制御開始手段と、
を備えた表示装置である。
第1発光素子、第2発光素子は、互いに隣接する領域に位置するが、2つの発光素子が単独で存在する場合のみならず、たとえばマトリクス状に配置された複数の発光素子の中の任意の2つの発光素子として存在する場合も含む。
差分演算手段は、前記基準時刻における前記乗算結果と、前記基準時刻から所定期間経過した、非表示期間内の時刻における前記第1電圧、第2電圧との差分を、それぞれ第1変動値、第2変動値として算出する。ここで、前記基準時刻から所定期間経過する間は非表示期間内であるので、各変動値は、対応する発光素子の発光量の劣化(低下)度合いを示すものとなる。
一般に、有機EL素子を用いた表示装置は、視野角が広く、コントラストが高く、視認性に優れている上に、自発光であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であることから、薄型、軽量化および低消費電力化を実現できる。従って、次世代の表示装置として注目され、商品化も始まっている。
そこで、本実施形態に係る表示装置では、隣接する2つの有機EL素子の発光量の一定時間における変動値をモニタし、その結果に応じて、有機EL素子に与える画像信号のレベルを調整することによって、焼付きとして認識されないように隣接する2つの有機EL素子間の発光量を制御するようにする。そのための実施形態に係る表示装置の構成について、図1を参照して以下説明する。
図1に示すように、表示装置1は、利得制御部2、メモリ3、表示モジュール4、アナログ・デジタル変換器(ADC)5、メモリ6、本発明の較正手段としてのデータ較正部7、判定部8を有する。
なお、判定部8は、本発明の差分演算手段の一実施形態である。
利得制御部2および判定部8は、本発明の信号制御手段を構成する。
図2は、表示モジュール4の断面図であり、(a)はトップエミッション型、(b)はボトムエミッション型を示す。トップエミッション型とボトムエミッション型とでは、表示光の取り出し方向(図の上側または下側)が異なる。いずれの型も、駆動方式として、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリクス方式の両方に対応することができる。
対向支持基板には、発光素子に対応して受光素子が設けられる。この受光素子は、図2(a)に示すように、対向支持基板面の垂直方向から見た場合、表示光を遮らないように発光素子と重ならない位置に設けられる。
したがって、発光素子が発する光の多くは、画像表示のために支持基板面の垂直上方向に進行し、受光素子は、発光素子が発する光の一部を光漏れ量として受光することになる。たとえば、図2(a)では、受光素子PD1が受光する光量は、発光素子OEL1からの光漏れ量であり、受光素子PD2が受光する光量は、発光素子OEL2からの光漏れ量である。
陽極側には、発光素子に対応して受光素子が設けられる。この受光素子は、図2(b)に示すように、支持基板面の垂直方向から見た場合、表示光を遮らないように発光素子と重ならない位置に設けられる。
したがって、発光素子が発する光の多くは、画像表示のために支持基板面の垂直下方向に進行し、受光素子は、発光素子が発する光の一部を光漏れ量として受光することになる。たとえば、図2(b)では、受光素子PD1が受光する光量は、発光素子OEL1からの光漏れ量であり、受光素子PD2が受光する光量は、発光素子OEL2からの光漏れ量である。
ここで、受光素子が生成する電圧は、対応する発光素子による輝度に比例したものとなっている。したがって、以下の処理において、受光素子が生成する電圧をモニタすることは、対応する発光素子による輝度をモニタすることに等しい。
すなわち、判定部8では、データ較正部7においてデータ較正を行った基準時刻から所定時間経過する間を、画像信号のレベルが変化しない非表示期間(たとえば垂直ブランキング期間)内にとり、その所定時間における信号S6と信号S7の電圧レベルの乖離度合い(以下、変動値)をモニタする。そして、判定部8は、変動値に基づいて、表示モジュール4において隣接する2つの発光素子間の輝度差を小さくするための判定式(後述する)を満足するような利得を決定する。
図3に示すように、判定部8は、変動値検出部81、演算部82、比較部83、利得計算部84を有する。
前述したように、メモリ6からの信号S6は、対応する発光素子による輝度と比例関係にあるので、信号S6の変動値を検出することは、対応する発光素子による輝度の劣化(低下)度合いを検出することに等しい。
一方、メモリ6から供給される信号S6は、発光素子OEL1の経時劣化(発光量の低下)によって徐々に低下する。したがって、時刻t1の時点では、図4(a)に示すように、変動値ΔL1が検出される。
同様にして、発光素子OEL2の経時劣化(発光量の低下)によって、時刻t1の時点では、図4(b)に示すように、変動値ΔL2(<ΔL1)が検出される。
変動値ΔL1,ΔL2は、信号S81として、演算部82に供給される。
指標値IDX1=|ΔL1−ΔL2|/ΔL1 …(1)
指標値IDX2=|ΔL1−ΔL2|/ΔL2 …(2)
この判定式において、上記指標値IDX1,IDX2がともに所定の判定閾値よりも大きいということは、隣接する発光素子間の輝度差が大きいことを意味し、かかる場合に人間の目には表示画面の焼付きとして認識される。
図5に、その感応評価結果を示す。図5に示すように、指標値IDX1,IDX2を徐々に増加させていき、1/2よりも大きくなると、視聴者が画面の焼付きを認識し始めるようになった。
なお、隣接する発光素子OEL1,OEL2のうち劣化度合いの小さいいずれかに対する画像信号の利得を下げる(1より小さな値にする)ようにしても、上記(1),(2)をともに満足する場合があるが、これは行わない方が望ましい。なぜならば、表示画像が全体的に暗くなる方向であり、画像の鮮やかさが落ちるためである。
表示モジュール4上のすべての発光素子が白色を発光し、図示しないカラーフィルタを積層させることでカラー表示を行うようにしてカラー表示を行うことも可能であるが、かかる場合でも同様に、すべての発光素子を対象として上記利得計算および利得制御を行うことが望ましい。
そして、画像信号S3(S31,S32)がメモリ3から取り出され、表示モジュール4内の対応する発光素子OEL1,OEL2に順次印加される。
表示モジュール4では、対応する受光素子PD1,PD2が、対応する発光素子OEL1,OEL2が発光する光の一部を光漏れ量として受け、それぞれ、その光漏れ量に応じた電圧の電気信号S41,S42を生成する。
受光素子PD1,PD2がそれぞれ生成する信号S41,S42は、順にアナログ・デジタル変換器5によってデジタル信号に変換されて、メモリ6に格納された後、信号S6(S61,S62)としてデータ較正部7および判定部8に供給される。
判定部8は、データ較正を行った基準時刻から所定期間経過した時刻において、それぞれ発光素子OEL1,OEL2に対応した信号として、信号S6(S61,S62)および信号S7(S71,S72)を取り込む。次に、判定部8は、発光素子OEL1,OEL2の経時劣化(発光量の低下)に伴う変動量ΔL1,ΔL2(図4参照)を検出し、前述した(1),(2)式に示した指標値IDX1,IDX2を算出した後に、指標値と所定の判定閾値とを比較する。
利得制御部2は、判定部8で設定された利得によって、利得適用対象の発光素子に対する入力画像信号Sin1またはSin2の信号レベルを増幅させる。
指標値IDX1=|5%−3%|/5%=0.40 …(3)
指標値IDX2=|5%−3%|/3%=0.67 …(4)
指標値IDX1=|4%−3%|/4%=0.25 …(5)
指標値IDX2=|4%−3%|/3%=0.33 …(6)
表示装置1では、上述した制御を、表示モジュール4の隣接する発光素子(画素)を、マトリクスの端部から順に選択・処理する。これにより、焼付きのない表示画像を順次生成することができる。
本実施形態に係る表示装置1では、図6に示すように、表示モジュール4上の画素の走査方向と並行して、発光素子とそれに対応する受光素子が順に配置される。前述したように、表示モジュール4の支持基板面から見ると、発光素子と受光素子とは重ならないようになっている。したがって、受光素子が表示光を遮ることはない。
たとえば、連続する2つのフレームとして(N−1)番目フレーム(N:2以上の整数)およびN番目フレームにおいて、制御対象として隣接する受光素子が生成する電圧をそれぞれVN−1,VNとしたときに、下記式(7)を満足したことを条件として、静止画であることを検出できたとする。このような静止画の検出は、図示しない動画・静止画判別回路(動画・静止画判別手段)によって行われる。なお、判別閾値は、30〜70%程度に設定した場合に適切に静止画を判別できた。
(VN−VN−1)/VN−1 < 判別閾値…(7)
そして、静止画であることを検出したときには、変動値の算出を容易にするために、受光素子が生成する信号を増幅(たとえば100倍程度)して出力することが望ましい。
したがって、有機EL素子などの発光素子の経時劣化に伴って、隣接する画素間の輝度差によって認識される画面の焼付きを防止することができる。また、上記制御は、入力画像信号に対して連続的に行われるため迅速に処理され、違和感を生じない。
たとえば、上述の実施形態では、発光素子がマトリクス状に配置された表示装置について説明したが、隣接する2つの発光素子と対応する受光素子があればよく、複数の発光素子がマトリクス状に配置されている必要はない。
Claims (6)
- 互いに隣接する領域に位置し、それぞれ第1画像信号、第2画像信号に応じて発光する、第1発光素子、第2発光素子と、
前記第1発光素子、第2発光素子が発する光を検出し、それぞれ第1電圧、第2電圧を生成する、第1光検出手段、第2光検出手段と、
前記第1画像信号、第2画像信号に対して係数を乗算し、非表示期間内の基準時刻における前記乗算結果が前記第1電圧、第2電圧とそれぞれ一致させる較正手段と、
前記基準時刻における前記乗算結果と、前記基準時刻から所定期間経過した、非表示期間内の時刻における前記第1電圧、第2電圧との差分を、それぞれ第1変動値、第2変動値として算出する差分演算手段と、
前記第1変動値と前記第2変動値との差分を、前記第1変動値、前記第2変動値でそれぞれ除した指標値がともに所定の第1閾値以下となるように、前記第1変動値、前記第2変動値のいずれか大きい方に対応する発光素子への画像信号の増幅度を制御する信号制御手段と、
連続する映像フレームにおける前記第1画像信号、第2画像信号の信号レベルの変化率がともに第2閾値以上であることを条件として、映像表示が動画であると判断し、前記変化率がともに前記第2閾値未満であることを条件として、映像表示が静止画であると判断する動画・静止画判別手段と、
映像表示が静止画であると判断されたことを条件として、前記信号制御手段による制御を開始する制御開始手段と、
を備えた表示装置。 - 前記第1閾値は1/2である
請求項1記載の表示装置。 - 発光素子がマトリクス状に配置されるとともに、各発光素子に対応して各発光素子が発する光を検出する複数の光検出手段を含む表示部を備え、
前記信号制御手段による制御を前記マトリクスの端部の隣接2領域から順に行う
請求項1記載の表示装置。 - 前記発光素子は、赤色、緑色、青色、または、白色を発光するとともに、前記信号制御手段による制御を異なる発光色の発光素子ごとに行う
請求項1記載の表示装置。 - 前記第1発光素子、第2発光素子は、支持基板上に設けられ、
前記第1光検出手段、第2光検出手段は、前記支持基板の対向支持基板側にあって、前記支持基板の垂直方向から見た場合に、それぞれ前記第1発光素子、第2発光素子と重ならない位置に設けられる
請求項1記載の表示装置。 - 前記表示部の表示方向から見た場合に、前記マトリクスに対する表示出力のための走査方向と並行して、前記発光素子と前記光検出手段とが交互に配置され、
各光検出手段は、前記走査の周期ごとに、対応する発光素子が発する光を検出する
請求項3記載の表示装置。
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