JP5625864B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
電流駆動型の発光部を有する表示素子が第1の方向と第2の方向とに2次元マトリクス状に配列されて成り、映像信号に基づいて画像を表示する表示パネル、及び、
入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正部、
を備えており、
輝度補正部は、
発光期間のデューティ比が或るデューティ比に設定された状態で表示素子が映像信号に基づいて所定の単位時間の間動作したときの表示素子の輝度の経時変化と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したと仮定したときの表示素子の輝度の経時変化とが等しくなる基準動作時間の値を計算する基準動作時間値計算部、
基準動作時間値計算部が計算した基準動作時間の値を表示素子毎に累積した累積基準動作時間値を保持する累積基準動作時間値保持部、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したときの、表示素子の動作時間と表示素子の輝度の経時変化との関係を示す基準カーブを格納した基準カーブ格納部、
累積基準動作時間値保持部と基準カーブ格納部とを参照して表示素子の輝度の経時変化を補償するための階調値の補正量を計算し、各表示素子に対応した階調値の補正量を保持する階調補正量保持部、及び、
階調補正量保持部に保持された階調値の補正量に基づいて、各表示素子に対応した入力信号の階調値を補正して映像信号として出力する映像信号生成部、
を備えている。
電流駆動型の発光部を有する表示素子が第1の方向と第2の方向とに2次元マトリクス状に配列されて成り、映像信号に基づいて画像を表示する表示パネル、及び、
入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正部、
を備えた表示装置を用いた表示装置の駆動方法において、
輝度補正部の動作に基づいて、入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正ステップを有し、
輝度補正ステップは、
発光期間のデューティ比が或るデューティ比に設定された状態で表示素子が映像信号に基づいて所定の単位時間の間動作したときの表示素子の輝度の経時変化と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したと仮定したときの表示素子の輝度の経時変化とが等しくなる基準動作時間の値を計算する基準動作時間値計算ステップ、
基準動作時間の値を表示素子毎に累積した累積基準動作時間値を保持する累積基準動作時間値保持ステップ、
累積基準動作時間値に基づいて、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したときの、表示素子の動作時間と表示素子の輝度の経時変化との関係を示す基準カーブを参照して表示素子の輝度の経時変化を補償するための階調値の補正量を計算し、各表示素子に対応した階調値の補正量を保持する階調補正量保持ステップ、及び、
階調値の補正量に基づいて、各表示素子に対応した入力信号の階調値を補正して映像信号として出力する映像信号生成ステップ、
を備えている。
1.本発明の表示装置及び表示装置の駆動方法、全般に関する説明
2.実施例1(表示装置及び表示装置の駆動方法)
3.実施例2(表示装置及び表示装置の駆動方法)
デジタル制御を行うといった観点からは、入力信号及び映像信号の値は2の冪乗で表される段階で値が変化するといった構成が好ましい。本発明の表示装置及び表示装置の駆動方法にあっては、経時変化を補償するために、映像信号の階調値が入力信号の階調値の最大値を超える値となる場合が生じ得る。
輝度補正部は、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を動作時間換算係数として格納した動作時間換算係数格納部、及び、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比とは異なるデューティ比に設定されている状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を第2の動作時間換算係数としたとき、第2の動作時間換算係数と動作時間換算係数との比をデューティ比加速係数として格納したデューティ比加速係数格納部、
を更に備えており、
基準動作時間値計算部は、
映像信号の階調値に対応した動作時間換算係数格納部の値と、動作時の発光期間のデューティ比に対応したデューティ比加速係数格納部の値とを参照し、単位時間の値にこれらの値を乗算することによって、基準動作時間の値を計算する構成とすることができる。
表示装置は、更に、温度センサを備えており、
動作時間換算係数格納部に格納されている動作時間換算係数は、所定の温度条件において表示素子が動作するときの動作時間換算係数であり、
輝度補正部は、更に、
所定の温度条件とは異なる温度条件において発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定されている状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、所定の温度条件において発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定されている状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を第3の動作時間換算係数としたとき、第3の動作時間換算係数と動作時間換算係数との比を温度加速係数として格納した温度加速係数格納部、
を更に備えており、
基準動作時間値計算部は、
映像信号の階調値に対応した動作時間換算係数格納部の値と、動作時の発光期間のデューティ比に対応したデューティ比加速係数格納部の値と、温度センサの温度情報に対応した温度加速係数格納部の値とを参照し、単位時間の値にこれらの値を乗算することによって、基準動作時間の値を計算する構成とすることができる。
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
Vgs:ソース領域に対するゲート電極の電圧
Vth:閾値電圧
Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。
・・・0ボルト(階調値0)〜10ボルト(階調値511)
VOfs :駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)に印加する基準電圧
・・・0ボルト
VCC-H :発光部ELPに電流を流すための駆動電圧
・・・20ボルト
VCC-L :駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の
電位を初期化するための初期化電圧
・・・−10ボルト
Vth :駆動トランジスタTRDの閾値電圧
・・・3ボルト
VCat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
Vth-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・4ボルト
TF=1/FR (秒)
である。そして、デューティ比設定信号dRModeが信号dRMode0であるときの発光期間の長さを符号LTMode0で表せば、デューティ比DRMode0は、
DRMode0=LTMode0/TF
である(図5の上側のタイミングチャート参照)。同様に、デューティ比設定信号dRModeが信号dRMode1であるときの発光期間の長さを符号LTMode1で表せば、デューティ比DRMode1は、
DRMode1=LTMode1/TF
である(図5の下側のタイミングチャート参照)。尚、図5にはデューティ比設定信号dRModeが信号dRMode2,dRMode3の場合は図示されていないが、上述した式を適宜読み替えればよいので説明を省略する。
LU=(VDSig−ΔD)×αIni
といった式で表すことができる。ここで、「ΔD」は、所謂黒レベルの階調であり、表示装置1の仕様や設計によって定まる。尚、VDSig<ΔDの場合には、式においてLUの値が負となるが、この場合にはLUは「0」として扱う。
LU=VDSig×αIni
と表すことができる。例えば、αIni=1.2であるとすれば、初期状態の表示装置1において階調値500の映像信号VDSigに基づいて画像を表示する場合、画像の輝度は概ね600cd/m2となる。尚、実施例1にあっては、表示装置1の仕様上の輝度の最大値は、255×αIniである。
LU=VDSig×αTdc
と表すことができる。また、αTdc<αIniである。従って、表示素子10の輝度の経時変化を補償するには、映像信号VDSigの階調値をαIni/αTdc倍して、表示素子10を動作させればよい。
DT1’=DT1・(ETt1_500_Mode0/ETt1_50_Mode0)
といった計算で求めることができる。この(ETt1_500_Mode0/ETt1_50_Mode0)は、階調値50における動作時間換算係数に該当する。
DT2’=DT2・(ETt1_500_Mode0/ETt1_100_Mode0)
といった計算で求めることができる。この(ETt1_500_Mode0/ETt1_100_Mode0)は、階調値100における動作時間換算係数に該当する。
輝度補正ステップは、
発光期間のデューティ比が或るデューティ比DRModeに設定された状態で表示素子10が映像信号VDSigに基づいて所定の単位時間の間動作したときの表示素子10の輝度の経時変化と、発光期間のデューティ比DRModeが所定の基準デューティ比DRMode0に設定された状態で表示素子10が所定の基準階調値の映像信号VDSigに基づいて動作したと仮定したときの表示素子10の輝度の経時変化とが等しくなる基準動作時間の値を計算する基準動作時間値計算ステップ、
基準動作時間の値を表示素子10毎に累積した累積基準動作時間値を保持する累積基準動作時間値保持ステップ、
累積基準動作時間値に基づいて、発光期間のデューティ比DRModeが所定の基準デューティ比DRMode0に設定された状態で表示素子10が所定の基準階調値の映像信号VDSigに基づいて動作したときの、表示素子10の動作時間と表示素子10の輝度の経時変化との関係を示す基準カーブを参照して表示素子10の輝度の経時変化を補償するための階調値の補正量を計算し、各表示素子10に対応した階調値の補正量を保持する階調補正量保持ステップ、及び、 階調値の補正量に基づいて、各表示素子10に対応した入力信号vDSigの階調値を補正して映像信号VDSigとして出力する映像信号生成ステップ、
を備えている。
第(Q−1)番目の表示フレームにおける基準動作時間=TF・fDRC(DRMode)・fCSC(VDSig(n,m)_Q-1)
といった計算を行う。
SP(n,m)_Q-1=SP(n,m)_Q-2+TF・fDRC(DRMode)・fCSC(VDSig(n,m)_Q-1)
といった動作を行う。これにより、累積基準動作時間値保持部115には、基準動作時間値計算部112が計算した基準動作時間の値を表示素子10毎に累積した累積基準動作時間値が保持される。
映像信号VDSig(n,m)_Q=vDSig(n,m)_Q・LC(n,m)_Q-1
といった計算を行い、生成した映像信号VDSig(n,m)_Qを信号出力回路102に供給する。
第(Q−1)番目の表示フレームにおける基準動作時間=TF・fDRC(DRMode)・fCSC(VDSig(n,m)_Q-1)・fTAC(WPT_Q-1)
といった計算を行う。
SP(n,m)_Q-1=SP(n,m)_Q-2+TF・fDRC(DRMode)・fCSC(VDSig(n,m)_Q-1)・fTAC(WPT_Q-1)
といった動作を行う。これにより、累積基準動作時間値保持部115には、基準動作時間値計算部112が計算した基準動作時間の値を表示素子10毎に累積した累積基準動作時間値が保持される。
この[期間−TP(2)-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、前回の各種の処理完了後に第(n,m)番目の表示素子10が発光状態にある期間である。即ち、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子10における発光部ELPには、後述する式(5’)に基づくドレイン電流Ids’が流れており、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子10の輝度は、係るドレイン電流Ids’に対応した値である。ここで、書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、駆動トランジスタTRDは導通状態である。第(n,m)番目の表示素子10の発光状態は、第(m+m’)行目に配列された表示素子10の水平走査期間の開始直前まで継続される。
この[期間−TP(2)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(2)0]は、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間Hm+m'の始期から、現表示フレームにおける第(m−3)番目の水平走査期間の終期までの期間である。そして、この[期間−TP(2)0]において、第(n,m)番目の表示素子10は、原則として非発光状態にある。[期間−TP(2)0]の始期において、電源部100から給電線PS1mに供給する電圧を駆動電圧VCC-Hから初期化電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
そして、現表示フレームにおける第(m−2)番目の水平走査期間Hm-2が開始する。この[期間−TP(2)1]において、走査線SCLmをハイレベルとして表示素子10の書込みトランジスタTRWを導通状態とする。信号出力回路102からデータ線DTLnに供給される電圧は基準電圧VOfsである。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる。電源部100の動作に基づき、給電線PS1mから初期化電圧VCC-Lを第2ノードND2に印加しているので、第2ノードND2の電位はVCC-L(−10ボルト)を保持する。
この[期間−TP(2)2]において走査線SCLmをローレベルとする。表示素子10の書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。第1ノードND1及び第2ノードND2の電位は、基本的には従前の状態を維持する。
この[期間−TP(2)3]において、第1回目の閾値電圧キャンセル処理を行う。走査線SCLmをハイレベルとし表示素子10の書込みトランジスタTRWを導通状態とする。信号出力回路102からデータ線DTLnに供給される電圧は基準電圧VOfsである。第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)である。
この[期間−TP(2)4]においては、走査線SCLmをローレベルとし、表示素子10の書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。
この[期間−TP(2)5]において、第2回目の閾値電圧キャンセル処理を行う。走査線SCLmからの走査信号に基づいて、表示素子10の書込みトランジスタTRWを導通状態とする。信号出力回路102からデータ線DTLnに供給される電圧は基準電圧VOfsである。第1ノードND1の電位は、ブートストラップ動作によって上昇した電位から、再度VOfs(0ボルト)となる(図36の(A)参照)。
書込みトランジスタTRWの非導通状態を維持した状態で、信号出力回路102からデータ線DTLnの一端に基準電圧VOfsに替えて映像信号電圧VSig_mが供給される。[期間−TP(2)5]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(実際には、寄生容量等の静電結合による電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる)。尚、[期間−TP(2)5]で行う閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達していない場合には、[期間−TP(2)6]においてブートストラップ動作が生じ、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は多少上昇する。
この[期間−TP(2)7]において、走査線SCLmの走査信号に基づいて、表示素子10の書込みトランジスタTRWを導通状態とする。データ線DTLnから書込みトランジスタTRWのゲート電極に映像信号電圧VSig_mを印加する。
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (3)
駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から駆動電圧VCC-Hが印加された状態を維持する。表示素子10にあっては、書込み処理によって容量部C1に映像信号電圧VSig_mに応じた電圧が保持されている。走査線からの走査信号は終了しているので、書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。従って、映像信号電圧VSig_mの駆動トランジスタTRDのゲート電極への印加が停止されることによって、書込み処理によって容量部C1に保持された電圧の値に応じた電流が駆動トランジスタTRDを介して発光部ELPに流れて発光部ELPが発光する。
Claims (5)
- 電流駆動型の発光部を有する表示素子が第1の方向と第2の方向とに2次元マトリクス状に配列されて成り、映像信号に基づいて画像を表示する表示パネル、及び、
入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正部、
を備えており、
輝度補正部は、
発光期間のデューティ比が或るデューティ比に設定された状態で表示素子が映像信号に基づいて所定の単位時間の間動作したときの表示素子の輝度の経時変化と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したと仮定したときの表示素子の輝度の経時変化とが等しくなる基準動作時間の値を計算する基準動作時間値計算部、
基準動作時間値計算部が計算した基準動作時間の値を表示素子毎に累積した累積基準動作時間値を保持する累積基準動作時間値保持部、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したときの、表示素子の動作時間と表示素子の輝度の経時変化との関係を示す基準カーブを格納した基準カーブ格納部、
累積基準動作時間値保持部と基準カーブ格納部とを参照して表示素子の輝度の経時変化を補償するための階調値の補正量を計算し、各表示素子に対応した階調値の補正量を保持する階調補正量保持部、
階調補正量保持部に保持された階調値の補正量に基づいて、各表示素子に対応した入力信号の階調値を補正して映像信号として出力する映像信号生成部、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を動作時間換算係数として格納した動作時間換算係数格納部、及び、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比とは異なるデューティ比に設定されている状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を第2の動作時間換算係数としたとき、第2の動作時間換算係数と動作時間換算係数との比をデューティ比加速係数として格納したデューティ比加速係数格納部、
を備えており、
基準動作時間値計算部は、
映像信号の階調値に対応した動作時間換算係数格納部の値と、動作時の発光期間のデューティ比に対応したデューティ比加速係数格納部の値とを参照し、単位時間の値にこれらの値を乗算することによって、基準動作時間の値を計算する、
表示装置。 - 表示装置は、更に、温度センサを備えており、
動作時間換算係数格納部に格納されている動作時間換算係数は、所定の温度条件において表示素子が動作するときの動作時間換算係数であり、
輝度補正部は、更に、
所定の温度条件とは異なる温度条件において発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定されている状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、所定の温度条件において発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定されている状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を第3の動作時間換算係数としたとき、第3の動作時間換算係数と動作時間換算係数との比を温度加速係数として格納した温度加速係数格納部、
を更に備えており、
基準動作時間値計算部は、
映像信号の階調値に対応した動作時間換算係数格納部の値と、動作時の発光期間のデューティ比に対応したデューティ比加速係数格納部の値と、温度センサの温度情報に対応した温度加速係数格納部の値とを参照し、単位時間の値にこれらの値を乗算することによって、基準動作時間の値を計算する、
請求項1に記載の表示装置。 - 温度センサは、表示パネルに設置されている、
請求項2に記載の表示装置。 - 発光部は、有機エレクトロルミネッセンス発光部から成る、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 電流駆動型の発光部を有する表示素子が第1の方向と第2の方向とに2次元マトリクス状に配列されて成り、映像信号に基づいて画像を表示する表示パネル、及び、
入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正部、
を備えた表示装置を用いた表示装置の駆動方法において、
輝度補正部の動作に基づいて、入力信号の階調値を補正して映像信号として出力することによって、表示パネルが画像を表示する際の表示素子の輝度を補正する輝度補正ステップを有し、
輝度補正ステップは、
発光期間のデューティ比が或るデューティ比に設定された状態で表示素子が映像信号に基づいて所定の単位時間の間動作したときの表示素子の輝度の経時変化と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したと仮定したときの表示素子の輝度の経時変化とが等しくなる基準動作時間の値を計算する基準動作時間値計算ステップ、
基準動作時間の値を表示素子毎に累積した累積基準動作時間値を保持する累積基準動作時間値保持ステップ、
累積基準動作時間値に基づいて、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作したときの、表示素子の動作時間と表示素子の輝度の経時変化との関係を示す基準カーブを参照して表示素子の輝度の経時変化を補償するための階調値の補正量を計算し、各表示素子に対応した階調値の補正量を保持する階調補正量保持ステップ、
階調値の補正量に基づいて、各表示素子に対応した入力信号の階調値を補正して映像信号として出力する映像信号生成ステップ、
を備えており、
基準動作時間値計算ステップは、
発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を示す動作時間換算係数における映像信号の階調値に対応する値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比とは異なるデューティ比に設定されている状態で表示素子が各階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が或る値に達するまでの各動作時間の値と、発光期間のデューティ比が所定の基準デューティ比に設定された状態で表示素子が所定の基準階調値の映像信号に基づいて動作して輝度の経時変化の程度が該或る値に達するまでの動作時間の値との比を第2の動作時間換算係数としたとき、第2の動作時間換算係数と動作時間換算係数との比をデューティ比加速係数における動作時の発光期間のデューティ比に対応した値とを参照し、単位時間の値にこれらの値を乗算することによって、基準動作時間の値を計算する、
表示装置の駆動方法。
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