JP6358615B2 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、表示装置及びその製造方法に関する。

電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置として、有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置（有機ＥＬディスプレイ）が知られている。この有機ＥＬディスプレイは、視野角特性が良好で、消費電力が少ないという利点を有するため、次世代のＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）候補として注目されている。

有機ＥＬディスプレイでは、通常、画素を構成する有機ＥＬ素子がマトリクス状に配置される。特に、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、複数の走査線と複数のデータ線との交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられる。このＴＦＴに駆動トランジスタのゲートが接続され、選択した走査線を通じて当該ＴＦＴをオンさせてデータ線から入力階調信号が駆動トランジスタに入力され、当該駆動トランジスタにより有機ＥＬ素子が発光する。上記構成によれば、次の走査（選択）まで有機ＥＬ素子を発光させることが可能であるため、デューティ比が上がってもディスプレイの輝度減少を招くようなことはない。しかしながら、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイでは、駆動トランジスタや有機ＥＬ素子の特性のばらつきに起因して、同じ入力階調信号を与えても、各画素において有機ＥＬ素子の輝度が異なり、輝度ムラが発生するという欠点がある。

従来の有機ＥＬディスプレイにおける、製造工程で生じる駆動トランジスタや有機ＥＬ素子の特性のばらつき（以下、特性の不均一と総称する）による輝度ムラの補償方法として、画素ごとに特性の不均一を補償する方法が提案されている。

特許文献１に開示された電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の製造方法、及び電子機器では、電流プログラム画素回路において、最低１種類の入力電流で各画素の輝度が測定される。そして、測定された各画素の輝度比が記憶容量に記憶され、当該輝度比に基づいて画像データが補正され、該補正後の画像データにより、電流プログラム画素回路が駆動される。これにより、輝度ムラが抑制され、均一な表示を可能にすることができる。

特開２００５−２８３８１６号公報

しかしながら、有機ＥＬディスプレイでは、最低階調（黒）から最高階調の全表示階調範囲にわたり輝度ムラが解消されることが要求されるため、特許文献１に記載された輝度ムラの補正方法では、予め記憶容量に記憶される各画素の輝度比の精度が問題となる。例えば、上記輝度比を取得するにあたり、入力電流値の種類が少ない、または、入力電流値の選択が適切でない場合には、一部の入力階調では輝度ムラが解消されても、全表示階調範囲にわたり輝度ムラを十分に解消できないといった問題が生じる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、全表示階調にわたり輝度ムラを高精度に抑制できる表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法は、発光素子と、当該発光素子の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより、当該入力階調データに対応した駆動電流を前記発光素子へ流す駆動素子とを含む画素が行列状に配置された表示パネルを有する表示装置の製造方法であって、入力階調と発光輝度との相関を表す画素ごとの階調−輝度特性を補正するターゲットとなる、前記表示パネル全体に共通する階調−輝度特性である代表階調−輝度特性を取得する第１ステップと、前記入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを生成するための複数の階調値であって、映像として使用される階調範囲である表示階調範囲における下限階調を含まない複数の離散した演算階調値を選択する第２ステップと、前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を前記画素ごとに測定し、前記画素ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する第３ステップと、前記演算階調−輝度テーブルにおける、演算階調値と輝度との組み合わせに対応する各データが、前記代表階調−輝度特性上のデータと一致するような、前記画素ごとの前記複数の離散した演算階調値のシフト量を求める第４ステップと、前記第４ステップで求められた前記シフト量でシフトした前記複数の離散した演算階調値と、シフト前の前記複数の離散した演算階調値との相関データに基づいて、前記表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する前記階調変換テーブルを前記画素ごとに生成する第５ステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係る表示装置の製造方法によれば、入力階調データを補正する際に使用される演算階調値の数を、各画素で同一にできるので、全表示階調にわたり輝度ムラを高精度に抑制することが可能となる。

従来の輝度ムラ補償方法における演算階調−輝度テーブルを示す図である。 実施の形態に係る表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。 表示部が有する画素の回路構成の一例及びその周辺回路との接続を示す図である。 実施の形態に係る表示装置の製造システムの機能ブロック図である。 実施の形態に係る表示装置の製造方法を説明する動作フローチャートである。 表示階調範囲およびステップＳ３０での演算階調−輝度テーブルを示す図である。 ステップＳ４０での演算階調値の補正を説明するグラフである。 ステップＳ５０における階調変換テーブルを示す図である。 実施の形態に係る表示装置と従来の表示装置との補正精度を比較する図である。 実施の形態に係る演算階調−輝度テーブルを示す図である。 実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルを内蔵した薄型フラットＴＶの外観図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した表示パネルの輝度ムラ補償方法に関し、以下の問題が生じることを見出した。

例えば、有機ＥＬ素子と、当該有機ＥＬ素子の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより、当該入力階調データに対応した駆動電流を有機ＥＬ素子へ流す駆動トランジスタとを含む画素が行列状に配置された表示パネルにおける従来の輝度ムラ補償方法として、以下の方法が挙げられる。

まず、入力階調と発光輝度との相関を表す画素ごとの階調−輝度特性を補正するターゲットとなる、表示パネル全体に共通する代表階調−輝度特性を取得する（Ｓ５１）。

次に、入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを生成するための複数の演算階調値を選択する（Ｓ５２）。

選択された複数の演算階調値における発光輝度を画素ごとに測定し、画素ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する（Ｓ５３）。

上記演算階調−輝度テーブルの各データ（演算階調値、輝度）が、上記代表階調−輝度特性上のデータ（階調値、輝度）と一致するよう、画素ごとの複数の演算階調値をシフトさせる（Ｓ５４）。

シフトした複数の演算階調値と、シフト前の複数の演算階調値との相関データに基づいて、表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する階調変換テーブルを画素ごとに生成する（Ｓ５５）。

最後に、外部入力された映像信号を反映した入力階調データを、上記階調変換テーブルにより補正し、補正後の入力階調データを各画素へ供給する（Ｓ５６）。

図１は、従来の輝度ムラ補償方法における演算階調−輝度テーブルを示す図である。同図は、具体的には、上述した従来の輝度ムラ補償方法におけるステップＳ５３を説明する図である。表示パネルの各画素において、複数の演算階調値（Ｄ０、１４０、１Ａ０、２００、２６０：１６進表記）が選択されている（Ｓ５２）。階調Ｄ０は、映像として使用される下限階調（黒表示）であり、また、階調２６０は、映像として使用される上限階調である。つまり、階調Ｄ０から階調２６０までが、映像として使用される表示階調範囲である。そして、各演算階調値における発光輝度が測定されている（Ｓ５３）。図１には、画素Ｐ及び画素Ｑにおける演算階調−輝度テーブルが示されている。

ここで、画素Ａの演算階調Ｄ０では、画素輝度として０．００５０５１と測定されている。しかしながら、この測定輝度値は、輝度計の測定下限値を下回っており、正確な画素Ｐの発光輝度を反映したものとなっていない。したがって、画素Ｐにおいては、階調Ｄ０を、画素Ｐの階調変換テーブルを生成するための演算階調として選択せず、階調Ｄ０以外の４点の演算階調を選択する。

一方、画素Ｑでは、５点の演算階調のいずれにおいても、測定された画素輝度は輝度計の測定可能な範囲内にあるため、当該５点の演算階調を、画素Ｑの階調変換テーブルを生成するための演算階調として選択する。

上記のように、異なる演算階調数に基づいて各画素の階調変換テーブルを生成した場合、例えば、全画素同一の入力階調データを画素ごとに補正し、該補正された入力階調データを各画素に供給すると、図１に示すように、画素Ｐと画素Ｑとで発光輝度が異なる。つまり、表示パネル全体にわたって輝度ムラを効果的に抑制できないといった課題が発生する。

このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法は、発光素子と、当該発光素子の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより、当該入力階調データに対応した駆動電流を前記発光素子へ流す駆動素子とを含む画素が行列状に配置された表示パネルを有する表示装置の製造方法であって、入力階調と発光輝度との相関を表す画素ごとの階調−輝度特性を補正するターゲットとなる、前記表示パネル全体に共通する階調−輝度特性である代表階調−輝度特性を取得する第１ステップと、前記入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを生成するための複数の階調値であって、映像として使用される階調範囲である表示階調範囲における下限階調を含まない複数の離散した演算階調値を選択する第２ステップと、前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を前記画素ごとに測定し、前記画素ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する第３ステップと、前記演算階調−輝度テーブルにおける、演算階調値と輝度との組み合わせに対応する各データが、前記代表階調−輝度特性上のデータと一致するような、前記画素ごとの前記複数の離散した演算階調値のシフト量を求める第４ステップと、前記第４ステップで求められた前記シフト量でシフトした前記複数の離散した演算階調値と、シフト前の前記複数の離散した演算階調値との相関データに基づいて、前記表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する前記階調変換テーブルを前記画素ごとに生成する第５ステップとを含むことを特徴とする。

これによれば、表示階調範囲における下限階調を含まずに、入力階調データを補正する際に使用される複数の演算階調値を抽出するので、有効な測定輝度値が得られる演算階調値の数を各画素で同一にできる。よって、全表示階調にわたり輝度ムラを高精度に抑制することが可能となる。

また、前記第２ステップでは、全ての前記画素において、同一の前記複数の離散した演算階調値を選択してもよい。

これにより、選択された複数の演算階調値により生成された階調変換テーブルの精度を、全画素において一致させることが可能となる。

また、前記第５ステップでは、前記シフト前の複数の離散した演算階調値をｘ、前記シフトした複数の離散した演算階調値をｙ、補正係数をα、及びオフセット値をβとした場合、前記階調変換テーブルを、ｙ＝αｘ＋βで表される一次式として生成してもよい。

これにより、補正前の入力階調データに対して、まず補正係数αを乗算し、該乗算されたものにオフセット値βを加算することで、補正後の入力階調データが生成される。よって、簡素化された補正演算処理で、輝度ムラを高精度に抑制することが可能となる。

また、前記第３ステップでは、前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を輝度計にて測定し、前記第２ステップでは、前記輝度計の検出可能な最低輝度に対応した階調値以上である前記複数の離散した演算階調値を選択してもよい。

これにより、選択された複数の演算階調値において測定された発光輝度値は、いずれも測定誤差を極力含まない値とすることが可能となる。よって、これらの測定された発光輝度値により生成された階調変換テーブルの変換精度を向上させることが可能となる。

また、前記第１ステップでは、前記代表階調−輝度特性として、同一条件で製造される他の表示装置の製造方法において取得された代表階調−輝度特性を利用してもよい。

これにより、一の表示装置の製造方法で求められた代表階調−輝度特性を、当該一の表示装置と同一条件で製造される他の表示装置の製造方法で利用するので、複数の表示パネルの階調変換テーブルを生成する毎に代表階調−輝度特性を設定する手間を省くことができる。その結果、本装置の製造プロセスを短縮できる。

また、さらに、前記第５ステップにおいて生成された各画素の前記階調変換テーブルを、所定のメモリに書き込む第６ステップ、を含んでもよい。

これにより、映像表示動作ごとに階調変換テーブルを生成することなく、製造工程で一度生成された階調変換テーブルを、出荷後の表示動作の際に常に使用できる。よって、輝度ムラ補償処理を簡素化できる。

また、本発明は、このような特徴的なステップを含む表示装置の製造方法として実現することができるだけでなく、当該製造方法に含まれる特徴的なステップを手段として生成された階調変換テーブルを有する表示装置としても、上記と同様の効果を奏す。

以下、表示装置の製造方法の一実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示における好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、並びに、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明における最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
以下、実施の形態に係る表示装置及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。

［１．表示装置の基本構成］
図２は、実施の形態に係る表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。同図における表示装置１は、制御回路１２と、表示パネル１１とを備える。制御回路１２はメモリ１２１を有する。表示パネル１１は、走査線駆動回路１１１と、データ線駆動回路１１２と、表示部１１３とを備える。なお、メモリ１２１は、表示装置１内であって制御回路１２の外部に配置されていてもよい。

制御回路１２は、メモリ１２１、走査線駆動回路１１１、及びデータ線駆動回路１１２の制御を行う機能を有する。メモリ１２１には、本実施の形態で説明する製造方法による製造工程の完了後には、本実施の形態に係る表示装置の製造方法により生成された階調変換テーブルが記憶される。制御回路１２は、表示動作時には、メモリ１２１に書き込まれた階調変換テーブルを読み出し、外部から入力された映像信号を反映した入力階調データを、階調変換テーブルに基づいて補正して、データ線駆動回路１１２へと出力する。言い換えると、制御回路１２は、映像信号に対してメモリ１２１から階調変換テーブルを読出して入力階調データを補正する補正部としての機能を有する。

また、制御回路１２は、製造工程においては、外部の情報処理装置と通信することにより、当該情報処理装置の指示に従って表示パネル１１を駆動する機能を有する。

表示部１１３は、複数の画素を備え、外部から表示装置１へ入力された映像信号に基づいて画像を表示する。

［２．画素回路構成］
図３は、表示部が有する画素の回路構成の一例及びその周辺回路との接続を示す図である。同図における画素４００は、走査線４２４−４２７と、データ線４３４と、駆動トランジスタ４０１と、有機ＥＬ素子４０２と、保持容量素子４０３と、選択トランジスタ４０４と、イネーブルトランジスタ４０５と、参照トランジスタ４０６と、初期化トランジスタ４０７とを備える。また、周辺回路は、走査線駆動回路１１１と、データ線駆動回路１１２とで構成されている。

走査線駆動回路１１１は、走査線４２４−４２７に接続されており、選択トランジスタ４０４、イネーブルトランジスタ４０５、参照トランジスタ４０６、及び初期化トランジスタ４０７の導通及び非導通を制御する。

データ線駆動回路１１２は、データ線４３４に接続されており、映像信号を反映し、有機ＥＬ素子４０２の発光輝度を決定する入力階調データ（入力階調電圧）を出力して、駆動トランジスタ４０１に流れる駆動電流を決定する。

駆動トランジスタ４０１は、ゲートが選択トランジスタ４０４を介してデータ線４３４に接続され、ソースが有機ＥＬ素子４０２のアノードに接続され、ドレインがイネーブルトランジスタ４０５を介して正電源線（Ｖ_ＴＦＴ）に接続された駆動素子である。これにより、駆動トランジスタ４０１は、入力階調電圧を、当該入力階調電圧に対応した駆動電流に変換し、変換された駆動電流を有機ＥＬ素子４０２に供給する。

有機ＥＬ素子４０２は、電流駆動型の発光素子として機能し、有機ＥＬ素子４０２のカソードは、負電源線（Ｖ_ＥＬ）に接続されている。

保持容量素子４０３は、駆動トランジスタ４０１のゲート−ソース間に接続されている。保持容量素子４０３は、例えば、選択トランジスタ４０４がオフ状態となった後も、直前のゲート−ソース間電圧を維持し、継続して駆動トランジスタ４０１から有機ＥＬ素子４０２へ駆動電流を供給させる機能を有する。

選択トランジスタ４０４は、ゲートが走査線４２４に接続されており、データ線４３４の入力階調電圧を駆動トランジスタ４０１のゲートに供給するタイミングを制御するスイッチトランジスタである。

イネーブルトランジスタ４０５は、ゲートが走査線４２５に接続されており、正電源線の電源電圧Ｖ_ＴＦＴを駆動トランジスタ４０１のドレインに供給するタイミングを制御する発光トランジスタである。

参照トランジスタ４０６は、ゲートが走査線４２６に接続されており、閾値電圧を検出するために設けられた参照電源線の参照電圧Ｖ_ＲＥＦを駆動トランジスタ４０１のゲートに供給するタイミングを制御するスイッチトランジスタである。

初期化トランジスタ４０７は、ゲートが走査線４２７に接続されており、初期化電源線の初期化電圧Ｖ_ＩＮＩを駆動トランジスタ４０１のソースに供給するタイミングを制御する。

なお、図３には記載されていないが、正電源線は電源に接続されている。また、負電源線は、別の電源に接続、または接地されている。

［３．画素回路動作］
次に、図３に示された画素回路の駆動シーケンスについて説明する。

まず、初期化トランジスタ４０７のみを導通状態として、駆動トランジスタ４０１のソース電位を初期化電圧Ｖ_ＩＮＩに設定する（初期化期間）。

次に、参照トランジスタ４０６を導通状態とする。これにより、参照電圧Ｖ_ＲＥＦと初期化電圧Ｖ_ＩＮＩとの差分電圧が、保持容量素子４０３に充電される。

次に、初期化トランジスタ４０７を非導通状態とし、参照トランジスタ４０６を導通状態に維持し、イネーブルトランジスタ４０５を導通状態とする。このとき、初期化期間での電圧設定により有機ＥＬ素子４０２には電流が流れない状態でドレイン電流が流れ、駆動トランジスタ４０１のソース電位が変化する。そして、保持容量素子４０３の両電極の電位差（駆動トランジスタ４０１のゲート−ソース間電圧）は、駆動トランジスタ４０１の閾値電圧Ｖｔｈに相当する電位差となる。次に、イネーブルトランジスタ４０５を非導通状態にする。これにより、ドレイン電流の供給が停止され、閾値電圧検出動作が完了する（閾値電圧検出期間）。

次に、参照トランジスタ４０６を非導通状態とし、選択トランジスタ４０４を導通状態とすることで、書込み動作の準備がなされる。この状態で、データ線４３４を介して、補正された入力階調電圧が保持容量素子４０３の第１電極に印加される。これにより、保持容量素子４０３には、閾値電圧検出期間で保持された駆動トランジスタ４０１の閾値電圧Ｖｔｈに、補正後の入力階調電圧と参照電圧との電圧差に対応した電圧が加算された電圧が記憶（保持）される（書き込み期間）。なお、上記補正された入力階調電圧は、本実施の形態に係る表示装置の製造方法により生成された階調変換テーブルに基づいて補正された入力階調データである。

選択トランジスタ４０４、参照トランジスタ４０６、及び初期化トランジスタ４０７を非導通状態とし、イネーブルトランジスタ４０５を導通状態にする。これにより、保持容量素子４０３に蓄えられた電圧に応じて有機ＥＬ素子４０２に駆動電流が流れ、当該駆動電流に対応して有機ＥＬ素子４０２が発光する（発光期間）。有機ＥＬ素子４０２は、補正された入力階調電圧に対応した発光輝度で発光する。例えば、有機ＥＬ素子４０２は、下限階調電圧では発光せず（黒表示）、上限階調電圧では最大輝度で発光する。

［４．製造システムの構成］
次に、本実施の形態に係る表示装置の製造方法を実現する製造システムを説明する。

図４は、実施の形態に係る表示装置の製造システムの機能ブロック図である。同図に記載された製造システムは、情報処理装置２と、輝度計３と、表示パネル１１と、制御回路１２とを備える。

情報処理装置２は、演算部２１と、記憶部２２と、通信部２３とを備え、階調変換テーブルを生成するまでの工程を制御する機能を有する。情報処理装置２としては、例えば、パーソナルコンピュータが適用される。

輝度計３は、情報処理装置２の通信部２３からの制御信号により、表示パネル１１を撮像し、撮像された画像データを通信部２３へ出力する。輝度計３としては、例えば、ＣＣＤカメラや輝度計が適用される。

情報処理装置２は、表示装置１内の制御回路１２及び輝度計３へ、通信部２３を介して制御信号を出力し、制御回路１２及び輝度計３から測定データを取得して当該測定データを記憶部２２に格納し、格納された測定データを基に演算部２１で演算して各種特性値やパラメータを算出する。なお、制御回路１２は、表示装置１に内蔵されない制御回路を使用してもよい。

より具体的には、代表階調−輝度特性の設定時には、情報処理装置２は、測定画素へ与える入力階調電圧値の制御を行い、輝度計３から測定輝度値を受信する。また、後述する画素４００ごとの演算階調と発光輝度との相関を表す階調−輝度テーブルの生成時には、情報処理装置２は、測定画素へ与える演算階調電圧値の制御及び輝度計３の制御を行い、測定輝度値を受信する。

演算部２１は、階調−輝度テーブルの各データ（演算階調値、輝度）が、代表階調−輝度特性上のデータ（階調値、輝度）と一致するよう、画素４００ごとに、演算階調値をシフトさせる。また、演算部２１は、シフトした演算階調値と、シフト前の演算階調値との相関データに基づいて、表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する階調変換テーブルを画素４００ごとに生成する。

制御回路１２は、情報処理装置２からの制御信号により、表示パネル１１の有する画素４００へ与える階調電圧値を制御する。また、制御回路１２は、情報処理装置２で生成された階調変換テーブルをメモリ１２１へ書き込む機能を有する。

［５．製造方法］
次に、本実施の形態に係る表示装置の製造方法を説明する。

図５は、実施の形態に係る表示装置の製造方法を説明する動作フローチャートである。同図には、表示装置１が有する表示パネルの輝度ムラを補正するための高精度な階調変換テーブルを生成するまでの工程が記載されている。上記高精度な階調変換テーブルとは、入力階調データを補正する際に使用される複数の演算階調値の数が各画素で同一である状態で生成されたものである。上記補正パラメータを生成するため、本製造方法では、表示階調範囲における下限階調を含まずに、複数の演算階調値を選択する。以下、図５に従って、製造工程を説明していく。

まず、情報処理装置２は、表示部１１３全体に共通する、入力階調と発光輝度との相関を表す代表階調−輝度特性を取得する（Ｓ１０）。ここで、代表階調−輝度特性とは、各画素４００の入力階調と発光輝度との相関を表す階調−輝度特性を補正するターゲットとなる階調−輝度特性のことである。なお、ステップＳ１０は、第１ステップに相当する。具体的には以下のようにして、代表階調−輝度特性を取得する。

まず、表示部１１３の有する複数の画素から、代表階調−輝度特性を決定するための測定用画素を抽出する。この測定用画素は、１つであってもよいし、規則性に従い、または無作為に選択された複数の画素であってもよい。情報処理装置２は、制御回路１２に対し測定用画素へ入力階調電圧を印加させて当該画素の有機ＥＬ素子４０２を発光させる。次に、情報処理装置２は、輝度計３に対し、上記測定用画素の発光輝度を測定させる。上記測定用画素への入力階調電圧の印加及び発光輝度測定を、異なる入力階調電圧値において複数回実行させる。なお、上記測定用画素への入力階調電圧の印加及び発光輝度測定を、複数の測定用画素で一斉に実行してもよいし、測定用画素ごとに繰り返して実行してもよい。これにより、情報処理装置２は、演算部２１にて測定用画素ごとの階調−輝度特性を求める。次に、情報処理装置２は、複数の測定用画素の各々について得られた階調−輝度特性を平均化することにより代表階調−輝度特性を求める。

上記代表階調−輝度特性の取得プロセスにより、表示部１１３に含まれる全ての画素の電流を測定するのではなく、複数の測定用画素についてのみ発光輝度を測定するので、表示部１１３全体に共通する代表階調−輝度特性を設定するまでの時間を大幅に短縮することができる。

なお、代表階調−輝度特性を取得する上記プロセスは、表示装置１ごとにしなくてもよい。例えば、代表階調−輝度特性として、同一条件で製造される他の表示装置の製造方法において取得された代表階調−輝度特性を自己の表示装置の代表階調−輝度特性としてそのまま利用してもよい。これにより、ある表示装置の製造方法で求められた代表階調−輝度特性を、当該装置と同一条件で製造される他の表示装置の製造方法で利用するので、複数の表示パネルの補正パラメータを測定するたびに代表階調−輝度特性を設定する手間を省くことができる。その結果、本装置の製造プロセスを短縮できる。

次に、情報処理装置２は、表示階調範囲内の下限階調を含まない複数の離散した演算階調値を選択する（Ｓ２０）。

図６は、表示階調範囲と演算階調−輝度テーブルを示す図である。図６の上段に示すように、有機ＥＬ素子４０２の発光による画素４００の輝度レベルは、例えば、階調０Ｄ０ｈ〜２６０ｈ（ｈは１６進数を表す）の４０１階調に細分されている。ここで、階調０Ｄ０ｈ〜２６０ｈは、画素４００が表示し得る輝度の範囲である表示階調範囲であり、階調０Ｄ０ｈは発光輝度の下限を示す下限表示階調（黒表示階調）であり、階調２６０ｈは発光輝度の上限を示す上限表示階調である。

従来の補正方法では、上記複数の演算階調値として、下限表示階調（０Ｄ０ｈ）及び上限表示階調（２６０ｈ）を含むように選択する。この場合、下限表示階調（０Ｄ０ｈ）を演算階調値として画素Ｐに供給することにより測定される画素Ａの測定輝度値は、図６の下段に示すように、例えば、０．００５０５１である。この測定輝度値は、輝度計３の測定下限を下回る値であり、画素Ａの正確な発光輝度を表すものではない。したがって、演算階調値としては、０Ｄ０ｈを選択せず、１４０ｈ、１Ａ０ｈ、２００ｈ及び２６０ｈという４値を選択する。これにより、画素Ｐの演算階調−輝度テーブルは、上記演算階調値の４値とそれらに対応した測定輝度の組み合わせで構成されることとなる。

これに対して、本実施の形態に係る製造方法では、上記複数の演算階調値として、下限表示階調（０Ｄ０ｈ）を含まないように選択する。例えば、演算階調値としては、０Ｄ０ｈを含まず、０Ｄ４ｈ、１４０ｈ、１Ａ０ｈ、２００ｈ及び２６０ｈという５値を選択する。ここで、階調０Ｄ４ｈにおける画素Ｐの測定輝度値は、０．０２２７２９である。この測定輝度値は、輝度計３の測定下限を上回る有効値であり、画素Ｐの正確な発光輝度を表すものである。これにより、本実施の形態に係るステップＳ２０及び後述するステップＳ３０では、画素Ｐの演算階調−輝度テーブルは、上記演算階調値の５値とそれらに対応した測定輝度の組み合わせで構成されることとなる。

次に、情報処理装置２は、ステップＳ２０で選択した、複数の離散した演算階調値における発光輝度を画素４００ごとに測定し、演算階調−輝度テーブルを生成する（Ｓ３０）。なお、上述した従来の補正方法では、下限表示階調を演算階調として輝度測定した場合、図６に示す画素Ｐでは、輝度計３の測定限界よりも低い輝度値が測定され、図１に示す画素Ｑでは、輝度計３の測定限界よりも高い輝度値が測定される。これは、表示部１１３が有する画素４００の回路特性のばらつきによるものであ。これにより、各画素の演算階調−輝度テーブルのデータ数がばらついてしまう。

これに対して、本実施の形態に係るステップＳ２０で選択した複数の離散した演算階調値は、表示階調範囲における下限階調を含まないので、各演算階調値における測定輝度値は全て有効な値となる。よって、各画素４００の演算階調−輝度テーブルのデータ数を同一とすることができる。

次に、情報処理装置２は、ステップＳ３０で生成された演算階調−輝度テーブルにおける、演算階調値と輝度との組み合わせに対応する各データ（演算階調値、輝度）が、代表階調−輝度特性上のデータ（階調値、輝度）となるよう、演算階調−輝度テーブルの演算階調値のシフト量を求める（Ｓ４０）。

図７は、ステップＳ４０における演算階調値のシフトを説明するグラフである。同図のグラフにおいて、横軸は画素４００に供給される入力階調電圧を表し、縦軸は画素４００の発光輝度を表す。また、同図のグラフには、代表階調−輝度特性と、画素Ｐの５点の実測データ（演算階調値、輝度値）とが示されている。情報処理装置２は、図７に示された代表階調−輝度特性と、画素Ｐの実測データ（演算階調値、輝度値）とを比較していく。例えば、情報処理装置２は、画素Ｐの実測データ（ａ１、Ａ）が、代表階調−輝度特性上のデータ（ａ２、Ａ）となるよう、演算階調のシフト量（ａ２−ａ１）を求める。他の４点の実測データも同様にして、演算階調ｂ１、ｃ１、ｄ１及びｅ１のシフト量（ｂ２−ｂ１）、（ｃ２−ｃ１）、（ｄ２−ｄ１）、（ｅ２−ｅ１）を、それぞれ算出する。

次に、情報処理装置２は、ステップＳ４０で算出したシフト量によりシフト前後の演算階調値の相関データから、表示階調全範囲における任意の入力階調データを補正する変換テーブルを生成する（Ｓ５０）。

図８は、ステップＳ５０における階調変換テーブルを示す図である。同図のグラフにおいて、横軸は補正前の入力階調電圧を表し、縦軸は補正後の入力階調電圧を表す。本ステップＳ２０では、まず、演算部２１は、ステップＳ４０で取得したシフト前後の演算階調値の相関データ（ａ２、ａ１）、（ｂ２、ｂ１）、（ｃ２、ｃ１）、（ｄ２、ｄ１）、及び（ｅ２、ｅ１）を、上記グラフ上にプロットする。具体的には、シフト後の演算階調値（ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２）を、補正前の入力階調電圧を示す横軸として、また、シフト前の演算階調値（ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ）を、補正後の入力階調電圧を示す縦軸としてプロットする。

次に、演算部２１は、上記５点の相関データから、表示階調範囲における入力階調電圧を補正する際に参照する階調変換テーブルを生成する。例えば、演算部は、上記５点の相関データから、一次式（ｙ＝αｘ＋β）で表される階調変換テーブルを生成する。ここで、ｙは補正後の入力階調電圧、ｘは補正前の入力階調電圧、αは補正係数、及びβはオフセット値である。

なお、ステップＳ５０の後、情報処理装置２は、ステップＳ５０において求められた各画素の階調変換テーブルを、表示装置１のメモリ１２１に書き込む（ステップＳ６０）。なお、本ステップＳ１０は、第６ステップに相当する。具体的には、メモリ１２１には、例えば、画素ごとに（補正係数α、オフセット値β）で構成される階調変換データが、表示部１１３（Ｍ行×Ｎ列）のマトリクスに対応して格納される。

以上のステップＳ１０〜Ｓ６０が実行されることにより、本実施の形態に係る表示パネルの輝度ムラが解消される。例えば、上記製造工程が完了した後の表示装置１の映像表示動作において、以下のような処理がなされる。

まず、制御回路１２は、外部から入力された映像信号に対して、画素ごとの入力階調データを生成する。例えば、全画素を一様な輝度Ａで表示させるとする。このとき、制御回路１２は、図７に示された代表階調−輝度特性より、全画素に供給すべき入力階調電圧値をａ２であると決定する。ただし、全画素に、同一の入力階調電圧ａ２を供給した場合、画素ごとの特性ばらつきにより、輝度ムラが発生する。そこで、制御回路１２は、入力階調電圧ａ２を補正する。例えば、画素Ｐを輝度Ａで発光させるには、図７に示すように入力階調電圧をａ１とすればよい。制御回路１２は、この入力階調電圧の変換を、メモリ１２１に記憶されている階調変換テーブルを用いて行う。画素Ｐの階調変換データが（α_Ｐ、β_Ｐ）であるとすると、補正後の入力階調電圧は、ａ１＝α_Ｐ×ａ２＋β_Ｐとして算出される。

図９は、実施の形態に係る表示装置と従来の表示装置との補正精度を比較する図である。同図には、上記ステップＳ２０において選択された複数の演算階調値の中に、表示階調範囲における下限階調値ａ３が含まれる場合に生成される階調変換テーブルが示されている。演算階調値ａ３において測定された輝度は、大きな誤差を含む測定値であるため、当該測定値に基づいてａ３がシフトされた後の演算階調値ａ４もまた、大きな誤差を含んでいる。このため、ステップＳ５０で生成される階調変換テーブルの精度も低い。例えば、図９に示すように、階調変換一次式は、一意に定まらず、補正係数αはα１〜α２及びオフセット値はβ１〜β２のばらつきを有することとなる。これにより、高精度に輝度ムラを抑制することができない。

これに対して、本実施の形態に係る表示装置１の製造方法では、上記ステップＳ２０において選択された複数の演算階調値の中に、表示階調範囲における下限階調値が含まれない。よって、演算階調値において測定された輝度も誤差を含まないので、当該測定輝度に基づいて算出されたシフト後の演算階調値もまた誤差を含まない。このため、ステップＳ５０で生成される階調変換テーブルの精度は高い。れにより、高精度に輝度ムラを抑制することが可能となる。

図１０は、実施の形態に係る演算階調−輝度テーブルを示す図である。同図は、具体的には、本実施の形態におけるステップＳ２０及びＳ３０を説明する図である。表示部１１３の各画素４００において、映像として使用される下限階調（黒表示）を含まない、複数の演算階調値（Ｄ４、１４０、１Ａ０、２００、２６０：１６進表記）が選択されている（Ｓ２０）。図１０には、画素Ｐ及び画素Ｑにおける演算階調−輝度テーブルが示されている。

ここで、画素Ｐ及び画素Ｑの演算階調Ｄ４では、それぞれ、画素輝度として０．０２２７２９及び０．０３０３６と測定されている。この測定輝度値は、いずれも輝度計３の測定下限値を上回っており、正確な発光輝度を反映したものとなっている。

上記のように、表示部１１３が有する全ての画素４００において、同一の演算階調数に基づいて各画素４００の階調変換テーブルを生成した場合、例えば、全画素同一の入力階調データを画素ごとに補正し、該補正された入力階調データを各画素に供給すると、図１０に示すように、画素Ｐと画素Ｑとで発光輝度が同一となる。つまり、表示パネル全体にわたって輝度ムラを効果的に抑制することが可能となる。

（その他の実施の形態）
以上、上記実施の形態に基づいて表示パネルの製造方法を説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

なお、上記実施の形態のステップＳ２０〜ステップＳ５０では、複数の演算階調値の選択、演算階調−輝度テーブルの作成、演算階調値のシフト、及び、階調変換テーブルの生成を、画素ごとに実行したが、これに限られない。隣接または近傍の画素において取得された複数の演算階調値、演算階調−輝度テーブル、シフトした演算階調値、及び、階調変換テーブルを援用してもよい。これにより、輝度ムラの補正精度は低下することが想定されるが、補正処理に関する製造工程を簡素化できるという効果が奏される。

また、上記実施の形態では、本開示の表示部１１３が有する画素回路構成の一例を挙げたが、画素４００の回路構成は上記回路構成に限定されない。例えば、上記実施の形態では、正電源線と負電源線との間に、イネーブルトランジスタ４０５、駆動トランジスタ４０１及び有機ＥＬ素子４０２が、この順に配置されている構成を例示したが、これらの３素子が異なる順で配置されていてもよい。つまり、本開示の表示部１１３は、駆動トランジスタがｎ型であってもｐ型であっても、駆動トランジスタ４０１のドレイン及びソース、ならびに有機ＥＬ素子４０２のアノード及びカソードが、正電源線と負電源線との間の電流径路上に配置されていればよく、駆動トランジスタ４０１及び有機ＥＬ素子４０２の配置順には限定されない。

また、上記実施の形態において、選択トランジスタ４０４、イネーブルトランジスタ４０５、参照トランジスタ４０６、及び初期化トランジスタ４０７は、ｎ型であってもｐ型であっても、両方の組み合わせであってもよい。

また、上記実施の形態に係る表示装置の製造方法では、有機ＥＬ素子４０２を用いた表示装置１を製造する場合を例に述べたが、有機ＥＬ素子以外の発光素子を用いた表示装置の製造方法に適用してもよい。

また、本発明は、上記実施の形態で説明した特徴的なステップを含む表示装置１の製造方法として実現することができるだけでなく、当該製造方法に含まれる特徴的なステップを手段として生成された階調変換テーブルを有する表示装置１としても、上記と同様の効果を奏す。つまり、表示装置１は、有機ＥＬ素子４０２と、有機ＥＬ素子４０２の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより、当該入力階調データに対応した駆動電流を前記発光素子へ流す駆動トランジスタ４０１素子とを含む複数の画素４００と、画素４００に入力階調データを供給するためのデータ線４３４と、画素４００に走査信号を供給するための走査線４２４と、データ線４３４に入力階調データを供給するデータ線駆動回路１１２と、走査線４２４に走査信号を供給する走査線駆動回路１１１と、入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを画素４００毎に格納するメモリ１２１と、外部から入力された映像信号に対してメモリ１２１から画素４００ごとの階調変換テーブルを読出して、入力階調データを補正する補正部とを備える。上記階調変換テーブルは、代表階調−輝度特性を取得する第１ステップと、表示階調範囲における下限階調を含まない複数の離散した演算階調値を選択する第２ステップと、画素４００ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する第３ステップと、演算階調−輝度テーブルの各データが、代表階調−輝度特性上のデータと一致するような演算階調値のシフト量を求める第４ステップと、第４ステップで求められたシフト量でシフトした演算階調値とシフト前の演算階調値との相関データに基づいて、表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する階調変換テーブルを画素ごとに生成する第５ステップとにより生成される。

また、本実施の形態に係る表示装置の製造方法により製造された表示装置１は、図１１に記載されたような薄型フラットＴＶに内蔵される。本実施の形態に係る表示装置の製造方法により、輝度ムラが高精度に抑制された高品質な薄型フラットＴＶが実現される。

本発明に係る表示装置及びその製造方法は、大画面及び高解像度が要望される薄型テレビ及びパーソナルコンピュータのディスプレイなどの技術分野に有用である。

１ 表示装置
２ 情報処理装置
３ 輝度計
１１ 表示パネル
１２ 制御回路
２１ 演算部
２２ 記憶部
２３ 通信部
１１１ 走査線駆動回路
１１２ データ線駆動回路
１１３ 表示部
１２１ メモリ
４００ 画素
４０１ 駆動トランジスタ
４０２ 有機ＥＬ素子
４０３ 保持容量素子
４０４ 選択トランジスタ
４０５ イネーブルトランジスタ
４０６ 参照トランジスタ
４０７ 初期化トランジスタ
４２４、４２５、４２６、４２７ 走査線
４３４ データ線

Claims (4)

1. 発光素子と、当該発光素子の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより、当該入力階調データに対応した駆動電流を前記発光素子へ流す駆動素子とを含む画素が行列状に配置された表示パネルを有する表示装置の製造方法であって、
   入力階調と発光輝度との相関を表す画素ごとの階調−輝度特性を補正するターゲットとなる、前記表示パネル全体に共通する階調−輝度特性である代表階調−輝度特性を取得する第１ステップと、
   前記入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを生成するための複数の階調値であって、映像として使用される階調範囲である表示階調範囲における下限階調を含まず、前記表示階調範囲にわたり複数の離散した演算階調値を選択する第２ステップと、
   前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を前記画素ごとに測定し、前記画素ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する第３ステップと、
   前記演算階調−輝度テーブルにおける、演算階調値と輝度との組み合わせに対応する各データが、前記代表階調−輝度特性上のデータと一致するような、前記画素ごとの前記複数の離散した演算階調値のシフト量を求める第４ステップと、
   前記第４ステップで求められた前記シフト量でシフトした前記複数の離散した演算階調値と、シフト前の前記複数の離散した演算階調値との相関データに基づいて、前記表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する前記階調変換テーブルを前記画素ごとに生成する第５ステップとを含み、
   前記第３ステップでは、前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を輝度計にて測定し、
   前記第２ステップでは、
   前記複数の離散した演算階調値として、前記輝度計の検出可能な最低輝度に対応した階調値と、映像として使用される上限階調値とを選択し、
   全ての前記画素において、同一の前記複数の離散した演算階調値を選択し、
   前記第５ステップでは、
   前記シフト前の複数の離散した演算階調値をｘ、前記シフトした複数の離散した演算階調値をｙ、補正係数をα、及びオフセット値をβとした場合、前記階調変換テーブルを、ｙ＝αｘ＋βで表される一次式として生成する
   表示装置の製造方法。
2. 前記第１ステップでは、
   前記代表階調−輝度特性として、同一条件で製造される他の表示装置の製造方法において取得された代表階調−輝度特性を利用する
   請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. さらに、
   前記第５ステップにおいて生成された各画素の前記階調変換テーブルを、所定のメモリに書き込む第６ステップ、を含む
   請求項１または２に記載の表示装置の製造方法。
4. 発光素子及び当該発光素子の発光輝度を決定する入力階調データが供給されることにより当該入力階調データに対応した駆動電流を前記発光素子へ流す駆動素子を含む複数の画素と、
   前記複数の画素の各々に前記入力階調データを供給するための複数のデータ線と、
   前記複数の画素の各々に走査信号を供給するための複数の走査線と、
   前記複数のデータ線に前記入力階調データを供給するデータ線駆動回路と、
   前記複数の走査線に前記走査信号を供給する走査線駆動回路と、
   前記入力階調データを補正する際に参照する階調変換テーブルを前記複数の画素毎に格納するメモリと、
   外部から入力された映像信号に対して前記メモリから前記複数の画素の各々に対応する前記階調変換テーブルを読出して、前記複数の画素の各々に対応する前記入力階調データを補正する補正部とを備え、
   前記階調変換テーブルは、
   入力階調と発光輝度との相関を表す画素ごとの階調−輝度特性を補正するターゲットとなる、前記複数の画素全体に共通する階調−輝度特性である代表階調−輝度特性を取得する第１ステップと、
   前記階調変換テーブルを作成するための複数の階調値であって、映像として使用される階調範囲である表示階調範囲における下限階調を含まず、前記表示階調範囲にわたり複数の離散した演算階調値を選択する第２ステップと、
   前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を前記画素ごとに測定し、前記画素ごとの演算階調−輝度テーブルを作成する第３ステップと、
   前記演算階調−輝度テーブルにおける、演算階調値と輝度との組み合わせに対応する各データが、前記代表階調−輝度特性上のデータと一致するような、前記画素ごとの前記複数の離散した演算階調値のシフト量を求める第４ステップと、
   前記第４ステップで求められた前記シフト量でシフトした前記複数の離散した演算階調値と、シフト前の前記複数の離散した演算階調値との相関データに基づいて、前記表示階調範囲における任意の入力階調データを補正する前記階調変換テーブルを前記画素ごとに生成する第５ステップとにより生成され、
   前記第３ステップでは、前記複数の離散した演算階調値における発光輝度を輝度計にて測定し、
   前記第２ステップでは、
   前記複数の離散した演算階調値として、前記輝度計の検出可能な最低輝度に対応した階調値と、映像として使用される上限階調値とを選択し、
   全ての前記画素において、同一の前記複数の離散した演算階調値を選択し、
   前記第５ステップでは、
   前記シフト前の複数の離散した演算階調値をｘ、前記シフトした複数の離散した演算階調値をｙ、補正係数をα、及びオフセット値をβとした場合、前記階調変換テーブルを、ｙ＝αｘ＋βで表される一次式として生成する
   表示装置。