KR101472156B1 - 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

리니어 특성을 갖는 영상 신호로부터 발광량을 산출하는 발광량 산출부와, 산출한 발광량에 기초하여, 화소 또는 복수의 화소로 이루어지는 화소군 단위로 발광량에 대응하는 발광량 파라미터를 산출하는 발광량 파라미터 산출부와, 산출한 발광량 파라미터를 화소 또는 화소군과 대응시켜 축적하는 발광량 파라미터 축적부와, 축적된 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중에서 피크치를 검출하는 피크 검출부와, 검출한 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하는 계수 산출부와, 산출한 계수를 영상 신호에 승산하여 출력하는 계수 승산부를 포함하는 표시 장치가 제공된다.
Figure R1020097025503
표시 장치, 제어부, 기록부, 발광량 산출부, 피크 검출부

Description

표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 기록 매체{DISPLAY APPARATUS, DISPLAY APPARATUS DRIVING METHOD, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소정의 주사 주기로 화소를 선택하는 주사선과, 화소를 구동하기 위한 휘도 정보를 제공하는 데이터선과, 휘도 정보에 기초하여 전류량을 제어하고, 전류량에 따라서 발광 소자를 발광시키는 화소 회로가, 매트릭스 형상으로 배치되어 구성되는 액티브 매트릭스형의 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
평면이며 박형의 표시 장치로서, 액정을 사용한 액정 표시 장치, 플라즈마를 사용한 플라즈마 표시 장치 등이 실용화되고 있다.
액정 표시 장치는, 백라이트를 설치하고, 전압의 인가에 의해 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 백라이트로부터의 광을 통과시키거나 차단함으로써 화상을 표시하는 표시 장치이다. 또한, 플라즈마 표시 장치는, 기판 내에 봉입된 가스에 대해 전압을 인가함으로써 플라즈마 상태로 되고, 플라즈마 상태로부터 원래의 상태로 복귀될 때에 발생하는 에너지에 의해 발생하는 자외선이, 형광체에 조사됨으로써 가시광으로 되어, 화상을 표시하는 표시 장치이다.
한편, 최근에 있어서는, 전압을 인가하면 소자 자체가 발광하는 유기 EL(일 렉트로 루미네센스) 소자를 사용한 자발광형의 표시 장치의 개발이 진행되고 있다. 유기 EL 소자는, 전해에 의해 에너지를 받으면, 기저 상태로부터 여기 상태로 변화하고, 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀될 때에, 차분의 에너지를 광으로서 방출한다. 유기 EL 표시 장치는, 이 유기 EL 소자가 방출하는 광을 사용하여 화상을 표시하는 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치는, 백라이트를 필요로 하는 액정 표시 장치와는 달리, 소자가 스스로 발광하기 때문에 백라이트를 필요로 하지 않으며, 이로 인해 액정 표시 장치에 비해 얇게 구성하는 것이 가능하다. 또한, 액정 표시 장치에 비해, 동화상 특성, 시야각 특성, 색 재현성 등이 우수하기 때문에, 유기 EL 표시 장치는 차세대의 평면 박형 표시 장치로서 주목받고 있다.
그러나, 유기 EL 소자는, 전압을 계속 인가하면 발광 특성이 열화하고, 동일한 전류를 입력해도 휘도가 저하된다. 그 결과, 특정의 화소의 발광 빈도가 높은 경우에는, 그 특정의 화소는 다른 화소에 비해 발광 특성이 떨어지기 때문에, 소위「번인(burn-in)」현상이 발생한다는 문제가 있었다.
이 번인 현상은, 액정 표시 장치나 플라즈마 표시 장치에서도 일어날 수 있는 것이지만, 이들의 표시 장치는 교류 전압의 인가에 의해 화상의 표시를 행하고 있기 때문에, 인가하는 전압을 조정하는 수단을 필요로 하고 있었다. 이에 반해, 자발광형 표시 장치에서는, 전류량을 제어함으로써 번인을 보정하는 방법이 채용되고 있다. 자발광형 표시 장치에 있어서의 번인 보정 기술을 개시한 문헌으로서, 예를 들어 특허 문헌 1이 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2005-275181호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, 픽셀마다 또는 서브 픽셀마다 누적 발광량을 균일하게 하는 제어를 행하고 있고, 발광체의 열화가 적은 부위에 대해 본래의 입력 데이터보다 큰 값을 제공하고 있기 때문에, 발광량의 균형을 잡을 수는 있지만, 발광체의 열화가 진행하게 되어, 발광체의 수명이 짧아지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 유기 EL 표시 장치와 같이 전류량에 따라서 발광하는 발광 소자를 갖는 표시 장치에 있어서, 영상 신호로부터 발광량을 산출하여 영상 신호를 제어함으로써 화면의 번인 현상을 억제하는 것이 가능한 신규 또한 개량된 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어느 관점에 따르면, 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치이며, 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하는 기억부와, 기억부에 기억된 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어부를 포함하는 표시 장치가 제공된다.
이러한 구성에 따르면, 기억부는 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하고, 휘도 제어부는 기억부에 기억된 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어한다. 그 결과, 영상 신호에 기초하여 발광량을 축적하고, 축적된 발광량에 기초하여 영상 신호를 제어함으로써 화면의 번인 현상을 억제할 수 있다.
휘도 제어부는, 리니어 특성을 갖는 영상 신호를 입력하고, 화소 또는 복수의 화소로 이루어지는 화소군 단위로 발광량을 산출하는 발광량 산출부와, 발광량 산출부에서 산출한 발광량에 기초하여, 화소 또는 화소군 단위로 발광량에 대응하는 발광량 파라미터를 산출하는 발광량 파라미터 산출부와, 기억부에 축적된, 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중으로부터 피크치를 검출하는 피크 검출부와, 피크 검출부에서 검출한 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하는 계수 산출부와, 계수 산출부에서 산출한 계수를 영상 신호에 승산하여 출력하는 계수 승산부를 포함해도 된다.
이러한 구성에 따르면, 발광량 산출부는 리니어 특성을 갖는 영상 신호를 입력하여 화소 또는 화소군 단위로 발광량을 산출하고, 발광량 파라미터 산출부는 발광량 산출부에서 산출한 발광량에 기초하여, 화소 또는 화소군 단위로 발광량에 대응하는 발광량 파라미터를 산출하고, 발광량 파라미터 축적부는 발광량 파라미터 산출부에서 산출한 발광량 파라미터를 화소 또는 화소군과 대응시켜 축적하고, 피크 검출부는 발광량 파라미터 축적부에 축적된, 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중으로부터 피크치를 검출하고, 계수 산출부는 피크 검출부에서 검출한 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하고, 계수 승산부는 계수 산출부에서 산출한 계수를 영상 신호에 승산하여 출력한다. 그 결과, 축적된 발광량 파라미터의 값이 가장 많은 화소 또는 화소군에 대해 휘도를 조절하는 계수를 산출하여 당해 계수를 영상 신호에 승산함으로써, 화면의 번인 현상을 억제할 수 있다.
상기 표시 장치는, 감마 특성을 갖는 영상 신호를, 리니어 특성을 갖는 영상 신호로 변환하는 리니어 변환부를 더 포함하고 있어도 된다. 리니어 변환부는 감마 특성을 갖는 영상 신호를, 리니어 특성을 갖는 영상 신호로 변환한다. 그 결과, 영상 신호에 대한 각종 신호 처리를 용이하게 행할 수 있다.
상기 표시 장치는, 리니어 특성을 갖는 계수 승산부의 출력 신호를, 감마 특성을 갖도록 변환하는 감마 변환부를 더 포함하고 있어도 된다. 이러한 구성에 따르면, 감마 변환부는 리니어 특성을 갖는 계수 승산부의 출력 신호를, 감마 특성을 갖도록 변환한다. 그 결과, 영상 신호가 감마 특성을 가짐으로써, 표시부가 갖는 감마 특성을 상쇄하고, 신호의 전류에 따라서 표시부의 내부의 자발광 소자가 발광하도록 리니어 특성을 가질 수 있다.
계수 산출부는, 적어도 최대 휘도를 억제하는 제1 계수와, 피크치를 갖는 화소 또는 화소군의 휘도가 다른 화소의 휘도와 비교하여 상대적으로 낮아지도록 피크치를 갖는 화소 또는 화소군의 휘도를 억제하는 제2 계수를 산출해도 된다. 그 결과, 화면 전체의 휘도를 떨어뜨림과 함께, 발광량 파라미터의 피크치를 갖는 화소 또는 화소군의 휘도를 더 떨어뜨림으로써, 화면의 일부의 휘도가 극단적으로 저하되지 않는 자연스러운 화상을 표시 장치에서 표시할 수 있다.
계수 승산부는, 모든 화소에 입력하는 영상 신호에 대해 제1 계수를 승산하고, 피크치를 갖는 화소 또는 화소군에 입력하는, 제1 계수를 승산한 후의 영상 신호에 대해 제2 계수를 승산해도 된다. 또한, 계수 승산부는, 피크치를 갖는 화소 또는 화소군을 제외한 화소에 입력하는 영상 신호에 대해 제1 계수를 승산하고, 피크치를 갖는 화소 또는 화소군에 입력하는 영상 신호에 대해 제2 계수를 승산해도 된다.
상기 표시 장치는, 계수 산출부가 산출한 계수의 사용의 유무를 전환하는 설정 전환부를 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 상기 표시 장치는, 계수 산출부가 산출한 계수의 사용의 유무를 설정 전환부에 의해 전환하기 위한 화면을 표시시키는 표시 제어부를 더 포함하고 있어도 된다. 그 결과, 번인을 억제하기 위해 휘도를 저하하여 표시시키고자 하지 않는 경우에는, 설정을 전환하여 영상 신호에 기초한 화상을 표시할 수 있다. 또한, 당해 설정의 전환을 표시 장치에 화면을 표시시켜 행할 수 있다.
상기 표시 장치는, 계수 산출부가 산출한 제1 계수와 제2 계수의 사용의 유무를 전환하는 설정 전환부를 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 상기 표시 장치는, 계수 산출부가 산출한 제1 계수와 제2 계수의 사용의 유무를 설정 전환부에 의해 전환하기 위한 화면을 표시시키는 표시 제어부를 더 포함하고 있어도 된다. 그 결과, 번인을 억제하기 위해 휘도를 저하하여 표시시키고자 하지 않는 경우에는, 설정을 전환하여 영상 신호에 기초한 화상을 표시할 수 있다. 또한, 당해 설정의 전환을 표시 장치에 화면을 표시시켜 행할 수 있다.
계수 산출부는, 피크치를 갖는 화소 또는 화소군의 주위의 소정의 영역에 포함되는 화소의 발광량의 평균치에 기초하여 계수를 산출해도 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치의 구동 방법이며, 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하는 기억 스텝과, 기억 스텝에서 기억한 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어 스텝을 포함하는 표시 장치의 구동 방법이 제공된다.
이러한 구성에 따르면, 기억 스텝은 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하고, 휘도 제어 스텝은 기억 스텝에서 기억한 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어한다. 그 결과, 영상 신호에 기초하여 발광량을 축적하고, 축적된 발광량에 기초하여 영상 신호를 제어함으로써 화면의 번인 현상을 억제할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치의 제어를 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이며, 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하는 기억 스텝과, 기억 스텝에서 기억한 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어 스텝을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
이러한 구성에 따르면, 기억 스텝은 표시부의 복수의 위치에 대응하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 기억하고, 휘도 제어 스텝은 기억 스텝에서 기억한 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어한다. 그 결과, 영상 신호에 기초하여 발광량을 축적하고, 축적된 발광량에 기초하여 영상 신호를 제어함으로써 화면의 번인 현상을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유기 EL 표시 장치와 같이 전류량에 따라서 발광하는 발광 소자를 갖는 표시 장치에 있어서, 전류량을 검출하고, 전류량을 제어함으로써 화면의 번인 현상을 억제하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구성에 대해 설명 하는 설명도.
도 2A는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 2B는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 2C는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 2D는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 2E는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 2F는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도.
도 3은, 패널(158)에 설치되는 화소 회로의 단면 구조의 일례를 도시하는 단면도.
도 4는, 5Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도.
도 5는, 5Tr/1C 구동 회로의 구동의 타이밍차트.
도 6A는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6B는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6C는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6D는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6E는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6F는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6G는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6H는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 6I는, 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 7은, 2Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도.
도 8은, 2Tr/1C 구동 회로의 구동의 타이밍차트.
도 9A는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 9B는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 9C는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 9D는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 9E는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 9F는, 2Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 도시하는 설명도.
도 10은, 4Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도.
도 11은, 3Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도.
도 12는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해 설명하는 설명도.
도 13은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)에 표시되는 화상의 일례를 도시하는 설명도.
도 14A는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 산출부(166)에 있어서의 위험도의 산출의 일례에 대해 설명하는 설명도.
도 14B는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 산출부(166)에 있어서의 위험도의 산출의 일례에 대해 설명하는 설명도.
도 15는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 맵에 대해 설명하는 설명 도.
도 16은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 설명하는 흐름도.
도 17은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 입력 휘도와 출력 휘도의 관계를 그래프로 나타내는 설명도.
도 18은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 입력 휘도와 게인의 관계를 그래프로 나타내는 설명도.
도 19는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 게인의 산출에 사용하는 위험도의 값과 게인을 떨어뜨리기 시작하는 신호 레벨의 관계를 그래프로 나타내는 설명도.
도 20은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(228)의 구성에 대해 설명하는 설명도.
도 21은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 평균 산출부(265)에 있어서의 발광량의 평균치를 구하는 영역에 대해 설명하는 설명도.
도 22는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 게인의 특성의 일례에 대해 설명하는 설명도.
도 23은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 게인을 사용하여 얻어지는 위험도의 값의 특성에 대해 설명하는 설명도.
도 24는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 휘도 조절의 설정을 행하는 화면의 일례를 도시하는 설명도.
[부호의 설명]
100 : 표시 장치
104 : 제어부
106 : 기록부
110 : 신호 처리 집적 회로
112 : 에지 블러링부
114 : I/F부
116 : 리니어 변환부
118 : 패턴 생성부
120 : 색 온도 조정부
122 : 정지 화상 검파부
124 : 장기 색 온도 보정부
126 : 발광 시간 제어부
128 : 신호 레벨 보정부
130 : 불균일 보정부
132 : 감마 변환부
134 : 디더 처리부
136 : 신호 출력부
138 : 장기 색 온도 보정 검파부
140 : 게이트 펄스 출력부
142 : 감마 회로 제어부
150 : 기억부
152 : 데이터 드라이버
154 : 감마 회로
156 : 과전류 검출부
158 : 패널
162 : 휘도 산출부
164 : 발광량 산출부
166 : 위험도 산출부
168 : 위험도 갱신부
170 : 피크 검출부
172, 272 : 게인 산출부
174 : 승산기
265 : 에리어 평균 산출부
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
(제1 실시 형태)
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구성에 대해 설명하는 설명도이다. 이하, 도 1을 사용하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구성에 대해 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)는 제어부(104)와, 기록부(106)와, 신호 처리 집적 회로(110)와, 기억부(150)와, 데이터 드라이버(152)와, 감마 회로(154)와, 과전류 검출부(156)와, 패널(158)을 포함하여 구성된다.
그리고 신호 처리 집적 회로(110)는 에지 블러링부(112)와, I/F부(114)와, 리니어 변환부(116)와, 패턴 생성부(118)와, 색 온도 조정부(120)와, 정지 화상 검파부(122)와, 장기 색 온도 보정부(124)와, 발광 시간 제어부(126)와, 신호 레벨 보정부(128)와, 불균일 보정부(130)와, 감마 변환부(132)와, 디더 처리부(134)와, 신호 출력부(136)와, 장기 색 온도 보정 검파부(138)와, 게이트 펄스 출력부(140)와, 감마 회로 제어부(142)를 포함하여 구성된다.
표시 장치(100)는, 영상 신호의 공급을 받으면, 그 영상 신호를 분석하여, 분석한 내용에 따라서, 후술하는 패널(158)의 내부에 배치되는 화소를 점등함으로써, 패널(158)을 통해 영상을 표시하는 것이다.
제어부(104)는, 신호 처리 집적 회로(110)의 제어를 행하는 것이며, I/F부(114)와의 사이에서 신호의 주고받기를 행한다. 또한, 제어부(104)는 I/F부(114)로부터 받은 신호에 대해 각종 신호 처리를 행한다. 제어부(104)에서 행하는 신호 처리에는, 예를 들어 패널(158)에 표시하는 화상의 휘도의 조정에 사용하는 게인의 산출이 있다.
기록부(106)는, 제어부(104)에 있어서 신호 처리 집적 회로(110)를 제어하기 위한 정보를 저장하기 위한 것이다. 기록부(106)로서, 표시 장치(100)의 전원이 오프되어 있는 상태에서도 정보가 사라지지 않고 저장할 수 있는 메모리를 사용하는 것이 바람직하다. 기록부(106)로서 채용하는 메모리로서, 예를 들어 전기적으로 내용을 재기입할 수 있는 EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)을 사용하는 것이 바람직하다. EEPROM은 기판에 실장한 상태로 데이터의 기입이나 소거를 행할 수 있는 불휘발성의 메모리이며, 시시각각 변화하는 표시 장치(100)의 정보를 저장하기 위해 적합한 메모리이다.
신호 처리 집적 회로(110)는, 영상 신호를 입력하고, 입력된 영상 신호에 대해 신호 처리를 실시하는 것이다. 본 실시 형태에서는, 신호 처리 집적 회로(110)에 입력되는 영상 신호는 디지털 신호이며, 신호 폭은 10비트이다. 입력한 영상 신호에 대한 신호 처리는, 신호 처리 집적 회로(110)의 내부의 각 부에서 행한다.
에지 블러링부(112)는, 입력된 영상 신호에 대해 에지를 블러링하기 위한 신호 처리를 행하는 것이다. 구체적으로는, 에지 블러링부(112)는, 패널(158)로의 화상의 번인 현상을 방지하기 위해, 화상을 의도적으로 어긋나게 함으로써 에지를 블러링하여, 화상의 번인 현상을 억제하는 것이다.
리니어 변환부(116)는, 입력에 대한 출력이 감마 특성을 갖는 영상 신호를, 감마 특성으로부터 리니어 특성을 갖도록 변환하는 신호 처리를 행하는 것이다. 리니어 변환부(116)에서 입력에 대한 출력이 리니어 특성을 갖도록 신호 처리를 행함으로써, 패널(158)에서 표시하는 화상에 대한 다양한 처리가 용이해진다. 리니 어 변환부(116)에서의 신호 처리에 의해, 영상 신호의 신호 폭이 10비트로부터 14비트로 확대된다. 리니어 변환부(116)에서 리니어 특성을 갖도록 영상 신호를 변환하면, 후술하는 감마 변환부(132)에 있어서 감마 특성을 갖도록 변환한다.
패턴 생성부(118)는, 표시 장치(100)의 내부의 화상 처리에서 사용하는 테스트 패턴을 생성하는 것이다. 표시 장치(100)의 내부의 화상 처리에서 사용하는 테스트 패턴으로서는, 예를 들어 패널(158)의 표시 검사에 사용하는 테스트 패턴이 있다.
색 온도 조정부(120)는, 화상의 색 온도의 조정을 행하는 것이며, 표시 장치(100)의 패널(158)에서 표시하는 색의 조정을 행하는 것이다. 도 1에는 도시하고 있지 않지만, 표시 장치(100)에는 색 온도를 조정하기 위한 색 온도 조정 수단을 구비하고 있고, 이용자가 색 온도 조정 수단을 조작함으로써, 화면에 표시되는 화상의 색 온도를 수동으로 조정할 수 있다.
장기 색 온도 보정부(124)는, 유기 EL 소자의 R(적), G(녹), B(청) 각 색의 휘도ㆍ시간 특성(LT 특성)이 상이한 것에 의한 경년 변화를 보정하는 것이다. 유기 EL 소자에는, R, G, B 각 색의 LT 특성이 상이하기 때문에, 발광 시간의 경과에 수반하여 색의 균형이 무너진다. 그 색의 균형을 보정하는 것이다.
발광 시간 제어부(126)는, 영상을 패널(158)에 표시할 때의 펄스의 듀티비를 산출하여, 유기 EL 소자의 발광 시간을 제어하는 것이다. 표시 장치(100)는, 펄스가 HI 상태인 동안에 패널(158) 내부의 유기 EL 소자에 대해 전류를 흘림으로써, 유기 EL 소자를 발광시켜 화상의 표시를 행한다.
신호 레벨 보정부(128)는, 화상의 번인 현상을 방지하기 위해, 영상 신호의 신호 레벨을 보정함으로써 패널(158)에 표시하는 영상의 휘도를 조정하는 것이다. 화상의 번인 현상은, 특정 화소의 발광 빈도가 다른 화소에 비해 높은 경우에 발생하는 발광 특성의 열화 현상인 것이며, 열화하게 된 화소는 다른 열화하고 있지 않은 화소에 비해 휘도의 저하를 초래하여, 주변의 열화하고 있지 않은 부분과의 휘도차가 커진다. 이 휘도의 차에 의해, 화면에 문자가 번인된 것처럼 보인다.
신호 레벨 보정부(128)는, 영상 신호와 발광 시간 제어부(126)에서 산출된 펄스의 듀티비로부터 각 화소 또는 화소군의 발광량을 산출하고, 산출한 발광량에 기초하여, 필요에 따라서 휘도를 떨어뜨리기 위한 게인을 산출하고, 산출한 게인을 영상 신호에 승산하는 것이다. 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.
장기 색 온도 보정 검파부(138)는, 장기 색 온도 보정부(124)에서 보정하기 위한 정보를 검지하는 것이다. 장기 색 온도 보정 검파부(138)에서 검지한 정보는 I/F부(114)를 통해 제어부(104)로 보내지고, 제어부(104)를 경유하여 기록부(106)에 기록된다.
불균일 보정부(130)는, 패널(158)에 표시되는 화상이나 영상의 불균일을 보정하는 것이다. 불균일 보정부(130)에 있어서, 패널(158)의 가로 줄, 세로 줄 및 화면 전체의 불균일을, 입력 신호의 레벨이나 좌표 위치를 기준으로 보정을 행한다.
감마 변환부(132)는, 리니어 변환부(116)에서 리니어 특성을 갖도록 변환한 영상 신호에 대해 감마 특성을 갖도록 변환하는 신호 처리를 실시하는 것이다. 감마 변환부(132)에서 행하는 신호 처리는, 패널(158)이 갖는 감마 특성을 상쇄하고, 신호의 전류에 따라서 패널(158)의 내부의 유기 EL 소자가 발광하도록 리니어 특성을 갖는 신호로 변환하는 신호 처리이다. 감마 변환부(132)에서 신호 처리를 행함으로써, 신호 폭이 14비트로부터 12비트로 변화한다.
디더 처리부(134)는, 감마 변환부(132)에서 변환된 신호에 대해 디더링을 실시하는 것이다. 디더링은, 사용 가능한 색 수가 적은 환경에서 중간색을 표현하기 위해, 표시 가능한 색을 조합하여 표시하는 것이다. 디더 처리부(134)에서 디더링을 행함으로써, 본래 패널 상에서는 표시할 수 없는 색을, 외관상 만들어 내어 표현할 수 있다. 디더 처리부(134)에서의 디더링에 의해 신호 폭이 12비트로부터 10비트로 변화한다.
신호 출력부(136)는, 디더 처리부(134)에서 디더링이 실시된 후의 신호를 데이터 드라이버(152)에 대해 출력하는 것이다. 신호 출력부(136)로부터 데이터 드라이버(152)에 전달되는 신호는 R, G, B 각 색의 발광량에 관한 정보가 승산된 신호이며, 발광 시간의 정보가 승산된 신호는 게이트 펄스 출력부(140)로부터 펄스의 형식으로 출력된다.
게이트 펄스 출력부(140)는, 패널(158)의 발광 시간을 제어하는 펄스를 출력하는 것이다. 게이트 펄스 출력부(140)로부터 출력되는 펄스는, 발광 시간 제어부(126)에서 산출한 듀티비에 의한 펄스이다. 게이트 펄스 출력부(140)로부터의 펄스에 의해, 패널(158)에서의 각 화소의 발광 시간이 결정된다.
감마 회로 제어부(142)는, 감마 회로(154)에 설정치를 부여하는 것이다. 감마 회로 제어부(142)가 부여하는 설정치는, 데이터 드라이버(152)의 내부에 포함되는 D/A 변환기의 래더(ladder) 저항에 부여하기 위한 기준 전압이다.
기억부(150)는, 본 발명의 파라미터 축적부의 일례이며, 신호 레벨 보정부(128)에서 휘도를 보정할 때에 필요하게 되는, 소정의 휘도를 상회하여 발광하고 있는 화소 또는 화소군의 정보와, 당해 상회하고 있는 양의 정보를 대응시켜 저장하고 있는 것이다. 기억부(150)로서는, 기록부(106)와는 달리, 전원이 오프되면 내용이 소거되는 메모리를 사용해도 되고, 그와 같은 메모리로서, 예를 들어SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)을 사용하는 것이 바람직하다.
과전류 검출부(156)는, 기판의 단락 등으로 과전류가 발생한 경우에 그 과전류를 검출하고, 게이트 펄스 출력부(140)에 통지하는 것이다. 과전류 검출부(156)로부터의 과전류 발생 통지에 의해, 과전류가 발생한 경우에 그 과전류가 패널(158)에 인가되는 것을 방지할 수 있다.
데이터 드라이버(152)는, 신호 출력부(136)로부터 받은 신호에 대해 신호 처리를 행하고, 패널(158)에 대해, 패널(158)에서 영상을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것이다. 데이터 드라이버(152)에는, 도시하지 않지만, D/A 변환기가 포함되어 있고, D/A 변환기는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
감마 회로(154)는, 데이터 드라이버(152)의 내부에 포함되는 D/A 변환기의 래더 저항에 기준 전압을 부여하는 것이다. 래더 저항에 부여하기 위한 기준 전압은, 상술한 바와 같이 감마 회로 제어부(142)에서 생성된다.
패널(158)은, 데이터 드라이버(152)로부터의 출력 신호 및 게이트 펄스 출력부(140)로부터의 출력 펄스를 입력하고, 입력된 신호 및 펄스에 따라서, 자발광 소자의 일례인 유기 EL 소자를 발광시켜 동화상이나 정지 화상을 표시하는 것이다. 패널(158)은, 화상을 표시하는 면의 형상이 평면이다. 유기 EL 소자는 전압을 인가하면 발광하는 자발광형의 소자이며, 그 발광량은 전압에 비례한다. 따라서, 유기 EL 소자의 IL 특성(전류-발광량 특성)도 비례 관계를 갖게 된다.
패널(158)에는, 도시하지 않지만, 소정의 주사 주기로 화소를 선택하는 주사선과, 화소를 구동하기 위한 휘도 정보를 제공하는 데이터선과, 휘도 정보에 기초하여 전류량을 제어하고, 전류량에 따라서 발광 소자인 유기 EL 소자를 발광시키는 화소 회로가 매트릭스 형상으로 배치되어 구성되어 있고, 이와 같이 주사선, 데이터선 및 화소 회로가 구성되어 있음으로써, 표시 장치(100)는 영상 신호에 따라서 영상을 표시할 수 있다.
이상, 도 1을 사용하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구성에 대해 설명하였다. 또한, 도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)는, 리니어 변환부(116)에서 리니어 특성을 갖도록 영상 신호를 변환한 후, 변환 후의 영상 신호를 패턴 생성부(118)에 입력하였지만, 패턴 생성부(118)와 리니어 변환부(116)를 바꾸어 놓아도 된다.
다음에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이에 대해 설명한다. 도 2A 내지 도 2F는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 특성의 변이를 그래프로 설명하는 설명도이다. 도 2A 내지 도 2F의 각 그래프는 횡축을 입력, 종축을 출력으로서 나타내고 있다.
도 2A는, 피사체를 입력하였을 때에, 피사체의 광량에 대한 출력 A가 감마 특성을 갖는 영상 신호에 대해, 리니어 변환부(116)에서 역의 감마 곡선(리니어 감마)을 승산함으로써, 피사체의 광량에 대한 출력이 리니어 특성을 갖도록 영상 신호를 변환한 것을 나타내고 있다.
도 2B는, 피사체의 광량의 입력에 대한 출력 B의 특성이 리니어 특성을 갖도록 변환한 영상 신호에 대해, 감마 변환부(132)에서 감마 곡선을 승산함으로써, 피사체의 광량의 입력에 대한 출력이 감마 특성을 갖도록 영상 신호를 변환한 것을 나타내고 있다.
도 2C는, 피사체의 광량의 입력에 대한 출력 C의 특성이 감마 특성을 갖도록 변환한 영상 신호에 대해, 데이터 드라이버(152)에 있어서의 D/A 변환이 행해진 것을 나타내고 있다. D/A 변환은, 입력과 출력의 관계가 리니어 특성을 갖고 있다. 따라서, 데이터 드라이버(152)에 의해 D/A 변환이 실시됨으로써, 피사체의 광량을 입력하면, 출력 전압은 감마 특성을 갖는다.
도 2D는, D/A 변환이 실시된 후의 영상 신호가, 패널(158)에 포함되는 트랜지스터에 입력됨으로써, 양자의 감마 특성이 상쇄되는 것을 나타내고 있다. 트랜지스터의 VI 특성은, 피사체의 광량의 입력에 대한 출력 전압의 감마 특성과 역의 커브를 갖는 감마 특성이다. 따라서, 피사체의 광량을 입력하면 출력 전류가 리니어 특성을 갖도록 다시 변환할 수 있다.
도 2E는, 피사체의 광량을 입력하면 출력 전류가 리니어 특성을 갖는 신호가 패널(158)에 입력됨으로써, 당해 리니어 특성을 갖는 신호와, 상술한 바와 같이 리니어 특성을 갖는 유기 EL 소자의 IL 특성이 승산되는 것을 나타내고 있다.
그 결과, 도 2F에 나타낸 바와 같이, 피사체의 광량을 입력하면, 패널(OLED ; Organic Light Emitting Diode)의 발광량이 리니어 특성을 갖고 있기 때문에, 리니어 변환부(116)에서 역의 감마 곡선을 승산하여 리니어 특성을 갖도록 영상 신호를 변환함으로써, 도 1에 도시한 신호 처리 집적 회로(110)에 있어서의 리니어 변환부(116)로부터 감마 변환부(132) 사이를 리니어 영역으로서 신호 처리하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(100)를 흐르는 신호의 신호 특성의 변이에 대해 설명하였다.
[화소 회로 구조]
계속해서, 도 1에 도시한 패널(158)에 설치되는 화소 회로의 구조의 일례에 대해 설명한다.
도 3은, 도 1에 도시한 패널(158)에 설치되는 화소 회로의 단면 구조의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 패널(158)에 설치되는 화소 회로는, 구동 트랜지스터(1022) 등을 포함하는 구동 회로가 형성된 유리 기판(1201) 상에 절연막(1202), 절연 평탄화막(1203) 및 윈드 절연막(1204)이 그 순서대로 형성되고, 당해 윈드 절연막(1204)의 오목부(1204A)에 유기 EL 소자(1021)가 설치된 구성으로 되어 있다. 여기서는, 구동 회로의 각 구성 소자 중, 구동 트랜지스터(1022)만을 도시하고, 다른 구성 소자에 대해서는 생략하여 도시하고 있 다.
유기 EL 소자(1021)는, 상기 윈드 절연막(1204)의 오목부(1204A)의 저부에 형성된 금속 등으로 이루어지는 애노드 전극(1205)과, 당해 애노드 전극(1205) 상에 형성된 유기층(전자 수송층, 발광층, 정공 수송층/정공 주입층)(1206)과, 당해 유기층(1206) 상에 전체 화소 공통적으로 형성된 투명 도전막 등으로 이루어지는 캐소드 전극(1207)으로 구성되어 있다.
이 유기 EL 소자(1021)에 있어서, 유기층(1206)은 애노드 전극(1205) 상에 정공 수송층/정공 주입층(2061), 발광층(2062), 전자 수송층(2063) 및 전자 주입층(도시하지 않음)이 순차 퇴적됨으로써 형성된다. 그리고, 구동 트랜지스터(1022)에 의한 전류 구동 하에, 구동 트랜지스터(1022)로부터 애노드 전극(1205)을 통해 유기층(1206)에 전류가 흐름으로써, 당해 유기층(1206) 내의 발광층(2062)에 있어서 전자와 정공이 재결합할 때에 발광하도록 되어 있다.
구동 트랜지스터(1022)는 게이트 전극(1221)과, 반도체층(1222)의 한쪽에 형성된 소스/드레인 영역(1223)과, 반도체층(1222)의 다른 쪽에 형성된 드레인/소스 영역(1224)과, 반도체층(1222)의 게이트 전극(1221)과 대향하는 부분의 채널 형성 영역(1225)으로 구성되어 있다. 소스/드레인 영역(1223)은 콘택트 홀을 통해 유기 EL 소자(1021)의 애노드 전극(1205)과 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 구동 트랜지스터(1022)를 포함하는 구동 회로가 형성된 유리 기판(1201) 상에 절연막(1202), 절연 평탄화막(1203) 및 윈드 절연막(1204)을 개재하여 유기 EL 소자(1021)가 화소 단위로 형성된 후에는, 패시 베이션막(1208)을 개재하여 밀봉 기판(1209)이 접착제(1210)에 의해 접합되고, 당해 밀봉 기판(1209)에 의해 유기 EL 소자(1021)가 밀봉됨으로써 패널(158)이 형성된다.
[구동 회로]
계속해서, 도 1에 도시한 패널(158)에 설치되는 구동 회로의 구성의 일례에 대해 설명한다.
도 4 등에 도시한, 유기 EL 소자를 구비한 발광부 ELP를 구동하기 위한 구동 회로로서 각종 회로가 있지만, 이하, 5 트랜지스터/1 용량부로부터 기본적으로 구성된 구동 회로(이하, 5Tr/1C 구동 회로라고 부르는 경우가 있음), 4 트랜지스터/1 용량부로부터 기본적으로 구성된 구동 회로(이하, 4Tr/1C 구동 회로라고 부르는 경우가 있음), 3 트랜지스터/1 용량부로부터 기본적으로 구성된 구동 회로(이하, 3Tr/1C 구동 회로라고 부르는 경우가 있음), 2 트랜지스터/1 용량부로부터 기본적으로 구성된 구동 회로(이하, 2Tr/1C 구동 회로라고 부르는 경우가 있음)에 공통되는 사항을 우선 설명한다.
편의상, 구동 회로를 구성하는 각 트랜지스터는, 원칙으로서 n 채널형의 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있는 것으로서 설명한다. 단, 경우에 따라서는, 일부의 트랜지스터를 p 채널형의 TFT로 구성할 수도 있다. 또한, 반도체 기판 등에 트랜지스터를 형성한 구성으로 할 수도 있다. 구동 회로를 구성하는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에 있어서는, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터는 인핸스먼트형으로서 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니 다. 디플리션형의 트랜지스터가 사용되고 있어도 된다. 또한, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터는 싱글 게이트형이라도 되고, 듀얼 게이트형이라도 된다.
이하의 설명에 있어서, 표시 장치는, (N/3)×M개의 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 화소로 구성되고, 1개의 화소는, 3개의 부 화소(적색을 발광하는 적색 발광 부 화소, 녹색을 발광하는 녹색 발광 부 화소, 청색을 발광하는 청색 발광 부 화소)로 구성되어 있는 것으로 한다. 또한, 각 화소를 구성하는 발광 소자는, 선순차 구동되는 것으로 하고, 표시 프레임 레이트를 FR(회/초)로 한다. 즉, 제m행째(단, m=1, 2, 3…M)에 배열된 (N/3)개의 화소, 보다 구체적으로는 N개의 부 화소의 각각을 구성하는 발광 소자가 동시에 구동된다. 바꾸어 말하면, 1개의 행을 구성하는 각 발광 소자에 있어서는, 그 발광/비발광의 타이밍은, 그들이 속하는 행 단위로 제어된다. 또한, 1개의 행을 구성하는 각 화소에 대해 영상 신호를 기입하는 처리는, 모든 화소에 대해 동시에 영상 신호를 기입하는 처리(이하, 단순히 동시 기입 처리라고 부르는 경우가 있음)라도 되고, 각 화소마다 순차 영상 신호를 기입하는 처리(이하, 단순히 순차 기입 처리라고 부르는 경우가 있음)라도 된다. 어느 기입 처리로 할지는 구동 회로의 구성에 따라서 적절하게 선택하면 된다.
여기서, 원칙으로서 제m행째, 제n열(단, n=1, 2, 3…N)에 위치하는 발광 소자에 관한 구동, 동작을 설명하지만, 이러한 발광 소자를, 이하 제(n, m)번째의 발광 소자 혹은 제(n, m)번째의 부 화소라고 부른다. 그리고, 제m행째에 배열된 각 발광 소자의 수평 주사 기간(제m번째의 수평 주사 기간)이 종료될 때까지, 각종 처리(후술하는 임계치 전압 캔슬 처리, 기입 처리, 이동도 보정 처리)가 행해진다. 또한, 기입 처리나 이동도 보정 처리는, 제m번째의 수평 주사 기간 내에 행해질 필요가 있다. 한편, 구동 회로의 종류에 따라서는, 임계치 전압 캔슬 처리나 이것에 수반하는 전처리를 제m번째의 수평 주사 기간보다 선행하여 행할 수 있다.
그리고, 상술한 각종 처리가 모두 종료된 후, 제m행째에 배열된 각 발광 소자를 구성하는 발광부를 발광시킨다. 또한, 상술한 각종 처리가 모두 종료된 후, 즉시 발광부를 발광시켜도 되고, 소정의 기간(예를 들어, 소정의 행수만큼의 수평 주사 기간)이 경과된 후에 발광부를 발광시켜도 된다. 이 소정의 기간은, 표시 장치의 사양이나 구동 회로의 구성 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 설명의 편의를 위해, 각종 처리 종료 후, 즉시 발광부를 발광시키는 것으로 한다. 그리고, 제m행째에 배열된 각 발광 소자를 구성하는 발광부의 발광은, 제(m+m')행째에 배열된 각 발광 소자의 수평 주사 기간의 개시 직전까지 계속된다. 여기서,「m'」은, 표시 장치의 설계 사양에 따라 결정된다. 즉, 어느 표시 프레임의 제m행째에 배열된 각 발광 소자를 구성하는 발광부의 발광은, 제(m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속된다. 한편, 제(m+m')번째의 수평 주사 기간의 시기로부터, 다음 표시 프레임에 있어서의 제m번째의 수평 주사 기간 내에 있어서 기입 처리나 이동도 보정 처리가 완료될 때까지, 제m행째에 배열된 각 발광 소자를 구성하는 발광부는, 원칙으로서 비발광 상태를 유지한다. 상술한 비발광 상태의 기간(이하, 단순히 비발광 기간이라고 부르는 경우가 있음)을 마련함으로써, 액티브 매트릭스 구동에 수반하는 잔상 흐려짐이 저감되어, 동화상 품위를 보다 우수한 것으로 할 수 있다. 단, 각 부 화소(발광 소자)의 발광 상태/비발광 상 태는, 이상에 설명한 상태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 수평 주사 기간의 시간 길이는, (1/FR)×(1/M)초 미만의 시간 길이이다. (m+m')의 값이 M을 초과하는 경우, 초과하는 만큼의 수평 주사 기간은, 다음 표시 프레임에 있어서 처리된다.
1개의 트랜지스터가 갖는 2개의 소스/드레인 영역에 있어서,「한쪽의 소스/드레인 영역」이라는 용어를, 전원부에 접속된 측의 소스/드레인 영역 등의 의미에 있어서 사용하는 경우가 있다. 또한, 트랜지스터가 온 상태에 있다고 함은, 소스/드레인 영역 사이에 채널이 형성되어 있는 상태를 의미한다. 이러한 트랜지스터의 한쪽의 소스/드레인 영역으로부터 다른 쪽의 소스/드레인 영역에 전류가 흐르고 있는지 여부는 묻지 않는다. 한편, 트랜지스터가 오프 상태에 있다고 함은, 소스/드레인 영역 사이에 채널이 형성되어 있지 않은 상태를 의미한다. 또한, 어느 트랜지스터의 소스/드레인 영역이 다른 트랜지스터의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다고 함은, 어느 트랜지스터의 소스/드레인 영역과 다른 트랜지스터의 소스/드레인 영역이 동일한 영역을 점유하고 있는 형태를 포함한다. 또한, 소스/드레인 영역은, 불순물을 함유한 폴리실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 등의 도전성 물질로 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 금속, 합금, 도전성 입자, 이들 적층 구조, 유기 재료(도전성 고분자)로 이루어지는 층으로 구성할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 타이밍차트에 있어서, 각 기간을 나타내는 횡축의 길이(시간 길이)는 모식적인 것이며, 각 기간의 시간 길이의 비율을 나타내는 것은 아니다.
도 4 등에 도시한 구동 회로를 사용한 발광부 ELP의 구동 방법은, 예를 들어
(a) 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2 사이의 전위차가, 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 초과하고, 또한, 제2 노드 ND2와 발광부 ELP로 구비된 캐소드 전극 사이의 전위차가 발광부 ELP의 임계치 전압을 초과하지 않도록, 제1 노드 ND1에 제1 노드 초기화 전압을 인가하고, 제2 노드 ND2에 제2 노드 ND2 초기화 전압을 인가하는 전처리를 행하고, 계속해서,
(b) 제1 노드 ND1의 전위를 유지한 상태에서, 제1 노드 ND1의 전위로부터 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 감한 전위를 향해, 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하고, 그 후,
(c) 주사선 SCL로부터의 신호에 의해 온 상태로 된 기입 트랜지스터 TRW를 통해, 데이터선 DTL로부터 영상 신호를 제1 노드 ND1에 인가하는 기입 처리를 행하고, 계속해서,
(d) 주사선 SCL로부터의 신호에 의해 기입 트랜지스터 TRW를 오프 상태로 함으로써 제1 노드 ND1을 부유 상태로 하고, 전원부(2100)로부터 구동 트랜지스터 TRD를 통해, 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2 사이의 전위차의 값에 따른 전류를 발광부 ELP에 흘림으로써, 발광부 ELP를 구동하는 공정으로 이루어진다.
상술한 바와 같이, 상기 공정 (b)에 있어서, 제1 노드 ND1의 전위로부터 구 동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 감한 전위를 향해, 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키는 임계치 전압 캔슬 처리를 행한다. 보다 구체적으로는, 제1 노드 ND1의 전위로부터 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 감한 전위를 향해 제2 노드 ND2의 전위를 변화시키기 위해, 상기 공정 (a)에 있어서의 제2 노드 ND2의 전위에 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 가한 전압을 초과하는 전압을, 구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역에 인가한다. 정성적으로는, 임계치 전압 캔슬 처리에 있어서, 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2 사이의 전위차(바꾸어 말하면, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차)가 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압에 근접하는 정도는, 임계치 전압 캔슬 처리의 시간에 따라 좌우된다. 따라서, 예를 들어 임계치 전압 캔슬 처리의 시간을 충분히 길게 확보한 형태에 있어서는, 제2 노드 ND2의 전위는 제1 노드 ND1의 전위로부터 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압을 감한 전위에 도달한다. 그리고, 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2 사이의 전위차는 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압에 도달하고, 구동 트랜지스터 TRD는 오프 상태로 된다. 한편, 예를 들어 임계치 전압 캔슬 처리의 시간을 짧게 설정할 수밖에 없는 형태에 있어서는, 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2 사이의 전위차가 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압보다 크고, 구동 트랜지스터 TRD는 오프 상태로는 되지 않 는 경우가 있다. 임계치 전압 캔슬 처리의 결과로서, 반드시 구동 트랜지스터 TRD가 오프 상태로 되는 것을 필요로 하지 않는다.
계속해서, 각 구동 회로마다 구동 회로의 구성 및 이들 구동 회로를 사용한 발광부 ELP의 구동 방법에 관하여, 이하, 상세하게 설명한다.
[5Tr/1C 구동 회로]
5Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도를 도 4에 도시하고, 도 4에 도시한 5Tr/1C 구동 회로의 구동의 타이밍차트를 모식적으로 도 5에 나타내고, 도 4에 도시한 5Tr/1C 구동 회로의 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도 6A 내지 도 6I에 도시한다.
이 5Tr/1C 구동 회로는, 기입 트랜지스터 TRW, 구동 트랜지스터 TRD, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3의 5개의 트랜지스터로 구성되고, 또한 1개의 용량부 C1로 구성되어 있다. 또한, 기입 트랜지스터 TRW, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3을 p 채널형의 TFT로 형성해도 된다. 또한, 도 4에 도시한 구동 트랜지스터 TRD는, 도 3에서 도시한 구동 트랜지스터(1022)에 상당하는 것이다.
[제1 트랜지스터 TR1]
제1 트랜지스터 TR1의 한쪽의 소스/드레인 영역은 전원부(2100)(전압 VCC)에 접속되고, 제1 트랜지스터 TR1의 다른 쪽의 소스/드레인 영역은 구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 또한, 제1 트랜지스터 TR1의 온/오프 동작은, 제1 트랜지스터 제어 회로(2111)로부터 연장되어, 제1 트랜지스터 TR1의 게이트 전극에 접속된 제1 트랜지스터 제어선 CL1에 의해 제어된다. 전원부(2100)는, 발광부 ELP에 전류를 공급하여, 발광부 ELP를 발광시키기 위해 설치되어 있다.
[구동 트랜지스터 TRD]
구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역은, 상술한 바와 같이 제1 트랜지스터 TR1의 다른 쪽의 소스/드레인 영역에 접속되어 있다. 한편, 구동 트랜지스터 TRD의 다른 쪽의 소스/드레인 영역은,
(1) 발광부 ELP의 애노드 전극,
(2) 제2 트랜지스터 TR2의 다른 쪽의 소스/드레인 영역, 및
(3) 용량부 C1의 한쪽의 전극에 접속되어 있고, 제2 노드 ND2를 구성한다. 또한, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극은,
(1) 기입 트랜지스터 TRW의 다른 쪽의 소스/드레인 영역,
(2) 제3 트랜지스터 TR3의 다른 쪽의 소스/드레인 영역, 및
(3) 용량부 C1의 다른 쪽의 전극에 접속되어 있고, 제1 노드 ND1을 구성한다.
여기서, 구동 트랜지스터 TRD는, 발광 소자의 발광 상태에 있어서는, 이하의수학식 1에 따라서 드레인 전류 Ids를 흘리도록 구동된다. 발광 소자의 발광 상태에 있어서는, 구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역은 드레인 영역으로서 작용하고, 다른 쪽의 소스/드레인 영역은 소스 영역으로서 작용한다. 설명의 편의를 위해, 이하의 설명에 있어서, 구동 트랜지스터 TRD의 한쪽의 소스/드레인 영역을 단순히 드레인 영역이라고 부르고, 다른 쪽의 소스/드레인 영역을 단순히 소스 영역이라고 부르는 경우가 있다. 또한,
μ: 실효적인 이동도
L : 채널 길이
W : 채널 폭
Vgs : 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차
Vth : 임계치 전압
Cox : (게이트 절연층의 비유전율)×(진공의 유전율)/(게이트 절연층의 두께)
k≡(1/2)ㆍ(W/L)ㆍCox로 한다.
Figure 112009075323069-pct00001
이 드레인 전류 Ids가 발광부 ELP를 흐름으로써, 발광부 ELP가 발광한다. 또한, 이 드레인 전류 Ids의 값의 대소에 따라, 발광부 ELP에 있어서의 발광 상태(휘도)가 제어된다.
[기입 트랜지스터 TRW]
기입 트랜지스터 TRW의 다른 쪽의 소스/드레인 영역은, 상술한 바와 같이 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극에 접속되어 있다. 한편, 기입 트랜지스터 TRW의 한쪽의 소스/드레인 영역은 신호 출력 회로(2102)로부터 연장되는 데이터선 DTL에 접속되어 있다. 그리고, 데이터선 DTL을 통해, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig가, 한쪽의 소스/드레인 영역에 공급된다. 또한, 데이터선 DTL을 통해, VSig 이외의 다양한 신호ㆍ전압(프리차지 구동을 위한 신호나 각종 기준 전압 등)이, 한쪽의 소스/드레인 영역에 공급되어도 된다. 또한, 기입 트랜지스터 TRW의 온/오프 동작은, 주사 회로(2101)로부터 연장되어 기입 트랜지스터 TRW의 게이트 전극에 접속된 주사선 SCL에 의해 제어된다.
[제2 트랜지스터 TR2]
제2 트랜지스터 TR2의 다른 쪽의 소스/드레인 영역은, 상술한 바와 같이 구 동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 접속되어 있다. 한편, 제2 트랜지스터 TR2의 한쪽의 소스/드레인 영역에는, 제2 노드 ND2의 전위(즉, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역의 전위)를 초기화하기 위한 전압 VSS가 공급된다. 또한, 제2 트랜지스터 TR2의 온/오프 동작은, 제2 트랜지스터 제어 회로(2112)로부터 연장되어, 제2 트랜지스터 TR2의 게이트 전극에 접속된 제2 트랜지스터 제어선 AZ2에 의해 제어된다.
[제3 트랜지스터 TR3]
제3 트랜지스터 TR3의 다른 쪽의 소스/드레인 영역은, 상술한 바와 같이 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극에 접속되어 있다. 한편, 제3 트랜지스터 TR3의 한쪽의 소스/드레인 영역에는, 제1 노드 ND1의 전위(즉, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극의 전위)를 초기화하기 위한 전압 VOfs가 공급된다. 또한, 제3 트랜지스터 TR3의 온/오프 동작은, 제3 트랜지스터 제어 회로(2113)로부터 연장되어, 제3 트랜지스터 TR3의 게이트 전극에 접속된 제3 트랜지스터 제어선 AZ3에 의해 제어된다.
[발광부 ELP]
발광부 ELP의 애노드 전극은, 상술한 바와 같이 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 접속되어 있다. 한편, 발광부 ELP의 캐소드 전극에는 전압 VCat가 인가된다. 발광부 ELP의 용량을 부호 CEL로 나타낸다. 또한, 발광부 ELP의 발광에 필요 하게 되는 임계치 전압을 Vth-EL로 한다. 즉, 발광부 ELP의 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 Vth-EL 이상의 전압이 인가되면, 발광부 ELP는 발광한다.
이하의 설명에 있어서, 전압 혹은 전위의 값을 이하와 같이 하지만, 이것은 어디까지나 설명을 위한 값이며, 이들 값에 한정되는 것은 아니다.
VSig : 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호
…0볼트 내지 10볼트
VCC : 전원부(2100)의 전압
…20볼트
VOfs : 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극의 전위(제1 노드 ND1의 전위)를 초기화하기 위한 전압
…0볼트
VSS : 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역의 전위(제2 노드 ND2의 전위)를 초기화하기 위한 전압
…-10볼트
Vth : 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압
…3볼트
VCat : 발광부 ELP의 캐소드 전극에 인가되는 전압
…0볼트
Vth-EL: 발광부 ELP의 임계치 전압
…3볼트
이하, 5Tr/1C 구동 회로의 동작 설명을 행한다. 또한, 상술한 바와 같이, 각종 처리(임계치 전압 캔슬 처리, 기입 처리, 이동도 보정 처리)가 모두 완료된 후, 즉시 발광 상태가 시작되는 것으로서 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 후술하는 4Tr/1C 구동 회로, 3Tr/1C 구동 회로, 2Tr/1C 구동 회로의 설명에 있어서도 마찬가지이다.
[기간-TP(5)-1](도 5 및 도 6A 참조)
이 [기간-TP(5)-1]은, 예를 들어 앞의 표시 프레임에 있어서의 동작이며, 전회의 각종 처리 완료 후에 제(n, m)번째의 발광 소자가 발광 상태에 있는 기간이다. 즉, 제(n, m)번째의 부 화소를 구성하는 발광 소자에 있어서의 발광부 ELP에는, 후술하는 수학식 5에 기초하는 드레인 전류 I'ds가 흐르고 있고, 제(n, m)번째의 부 화소를 구성하는 발광 소자의 휘도는, 이러한 드레인 전류 I'ds에 대응한 값이다. 여기서, 기입 트랜지스터 TRW, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3은 오프 상태이고, 제1 트랜지스터 TR1 및 구동 트랜지스터 TRD는 온 상태이다. 제(n, m)번째의 발광 소자의 발광 상태는, 제(m+m')행째에 배열된 발광 소자의 수평 주사 기간의 개시 직전까지 계속된다.
도 5에 나타낸 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]는, 전회의 각종 처리 완료 후의 발광 상태가 종료된 후부터, 다음 기입 처리가 행해지기 직전까지의 동작 기간이다. 즉, 이 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]는, 예를 들어 앞의 표시 프레임에 있어서의 제(m+m')번째의 수평 주사 기간의 시기부터, 현 표시 프레임에 있어서의 제(m-1)번째의 수평 주사 기간의 종기까지의 어느 시간 길이의 기간이다. 또한, [기간-TP(5)1] 내지 [기간-TP(5)4]를, 현 표시 프레임에 있어서의 제m번째의 수평 주사 기간 내에 포함하는 구성으로 할 수도 있다.
그리고, 이 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]에 있어서, 제(n, m)번째의 발광 소자는 원칙으로서 비발광 상태에 있다. 즉, [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)1], [기간-TP(5)3] 내지 [기간-TP(5)4]에 있어서는, 제1 트랜지스터 TR1은 오프 상태이므로, 발광 소자는 발광하지 않는다. 또한, [기간-TP(5)2]에 있어서는, 제1 트랜지스터 TR1은 온 상태로 된다. 그러나, 기간에 있어서는 후술하는 임계치 전압 캔슬 처리가 행해지고 있다. 임계치 전압 캔슬 처리의 설명에 있어서 상세하게 설명하지만, 후술하는 수학식 2를 만족하는 것을 전제로 하면, 발광 소자가 발광하는 일은 없다.
이하, [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]의 각 기간에 대해 우선 설명한다. 또한, [기간-TP(5)1]의 시기나, [기간-TP(5)1] 내지 [기간-TP(5)4]의 각 기간의 길이는 표시 장치의 설계에 따라서 적절하게 설정하면 된다.
[기간-TP(5)0]
상술한 바와 같이, 이 [기간-TP(5)0]에 있어서, 제(n, m)번째의 발광 소자는 비발광 상태에 있다. 기입 트랜지스터 TRW, 제2 트랜지스터 TR2, 제3 트랜지스터 TR3은 오프 상태이다. 또한, [기간-TP(5)-1]로부터 [기간-TP(5)0]으로 이행되는 시점에서, 제1 트랜지스터 TR1이 오프 상태로 되기 때문에, 제2 노드 ND2(구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역 혹은 발광부 ELP의 애노드 전극)의 전위는 (Vth-EL+VCat)까지 저하되어, 발광부 ELP는 비발광 상태로 된다. 또한, 제2 노드 ND2의 전위 저하에 따르도록, 부유 상태의 제1 노드 ND1(구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극)의 전위도 저하된다.
[기간-TP(5)1](도 6B 및 도 6C 참조)
이 [기간-TP(5)1]에 있어서, 후술하는 임계치 전압 캔슬 처리를 행하기 위한 전처리가 행해진다. 즉, [기간-TP(5)1]의 개시시, 제2 트랜지스터 제어선 AZ2 및 제3 트랜지스터 제어선 AZ3을 하이 레벨로 함으로써, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3을 온 상태로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 VOfs(예를 들어, 0볼트)로 된다. 한편, 제2 노드 ND2의 전위는 VSS(예를 들어, -10볼트)로 된다. 그리고, 이 [기간-TP(5)1]의 완료 이전에 있어서, 제2 트랜지스터 제어선 AZ2를 로 우 레벨로 함으로써, 제2 트랜지스터 TR2를 오프 상태로 한다. 또한, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3을 동시에 온 상태로 해도 되고, 제2 트랜지스터 TR2를 먼저 온 상태로 해도 되고, 제3 트랜지스터 TR3을 먼저 온 상태로 해도 된다.
이상의 처리에 의해, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth 이상으로 된다. 구동 트랜지스터 TRD는 온 상태이다.
[기간-TP(5)2](도 6D 참조)
다음에, 임계치 전압 캔슬 처리가 행해진다. 즉, 제3 트랜지스터 TR3의 온 상태를 유지한 채, 제1 트랜지스터 제어선 CL1을 하이 레벨로 함으로써, 제1 트랜지스터 TR1을 온 상태로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 변화하지 않지만(VOfs=0볼트를 유지), 제1 노드 ND1의 전위로부터 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth를 감한 전위를 향해, 제2 노드 ND2의 전위는 변화한다. 즉, 부유 상태의 제2 노드 ND2의 전위가 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 도달하면, 구동 트랜지스터 TRD가 오프 상태로 된다. 구체적으로는, 부유 상태의 제2 노드 ND2의 전위가 (VOfs-Vth=-3볼트>VSS)에 근접하여, 최종적으로 (VOfs-Vth)로 된다. 여기서, 이하의 수학식 2가 보증되어 있으면, 바꾸어 말하면, 수학식 2를 만족하도록 전위를 선택, 결정해 두면 발광부 ELP 가 발광하는 일은 없다.
Figure 112009075323069-pct00002
이 [기간-TP(5)2]에 있어서는, 제2 노드 ND2의 전위는, 최종적으로 (VOfs-Vth)로 된다. 즉, 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth 및 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압 VOfs에만 의존하여, 제2 노드 ND2의 전위는 결정된다. 바꾸어 말하면, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL에는 의존하지 않는다.
[기간-TP(5)3](도 6E 참조)
그 후, 제3 트랜지스터 TR3의 온 상태를 유지한 채, 제1 트랜지스터 제어선 CL1을 로우 레벨로 함으로써, 제1 트랜지스터 TR1을 오프 상태로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 변화하지 않고(VOfs=0볼트를 유지), 부유 상태의 제2 노드 ND2의 전위도 변화하지 않고, (VOfs-Vth=-3볼트)를 유지한다.
[기간-TP(5)4](도 6F 참조)
계속해서, 제3 트랜지스터 제어선 AZ3을 로우 레벨로 함으로써, 제3 트랜지스터 TR3을 오프 상태로 한다. 제1 노드 ND1 및 제2 노드 ND2의 전위는, 실질상 변화하지 않는다. 실제로는, 기생 용량 등의 정전 결합에 의해 전위 변화가 발생할 수 있지만, 통상 이들은 무시할 수 있다.
계속해서, [기간-TP(5)5] 내지 [기간-TP(5)7]의 각 기간에 대해 설명한다. 또한, 후술하는 바와 같이, [기간-TP(5)5]에 있어서 기입 처리가 행해지고, [기간-TP(5)6]에 있어서 이동도 보정 처리가 행해진다. 상술한 바와 같이, 이들 처리는, 제m번째의 수평 주사 기간 내에 행해질 필요가 있다. 설명의 편의를 위해, [기간-TP(5)5]의 시기와 [기간-TP(5)6]의 종기는, 각각 제m번째의 수평 주사 기간의 시기와 종기에 일치하는 것으로서 설명한다.
[기간-TP(5)5](도 6G 참조)
그 후, 구동 트랜지스터 TRD에 대한 기입 처리를 실행한다. 구체적으로는, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3의 오프 상태를 유지한 채, 데이터선 DTL의 전위를, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig로 하고, 계속해서, 주사선 SCL을 하이 레벨로 함으로써, 기입 트랜지스터 TRW를 온 상태로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 VSig로 상승한다.
여기서, 용량부 C1의 용량을 값 c1로 나타내고, 발광부 ELP의 용량 CEL의 용량을 값 cEL로 나타낸다. 그리고, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 기생 용량의 값을 cgs로 한다. 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극의 전위 가 VOfs로부터 VSig(>VOfs)로 변화하였을 때, 용량부 C1의 양단부의 전위(제1 노드 ND1 및 제2 노드 ND2의 전위)는 원칙으로서 변화한다. 즉, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극의 전위(=제1 노드 ND1의 전위)의 변화분(VSig-VOfs)에 기초하는 전하가 용량부 C1, 발광부 ELP의 용량 CEL, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 기생 용량으로 배분된다. 그런데, 값 cEL이, 값 c1 및 값 cgs와 비교하여 충분히 큰 값이면, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극의 전위의 변화분(VSig-VOfs)에 기초하는 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역(제2 노드 ND2)의 전위의 변화는 작다. 그리고, 일반적으로, 발광부 ELP의 용량 CEL의 용량 값 cEL은, 용량부 C1의 용량 값 c1 및 구동 트랜지스터 TRD의 기생 용량의 값 cgs보다도 크다. 따라서, 설명의 편의를 위해, 특별히 필요가 있는 경우를 제외하고, 제1 노드 ND1의 전위 변화에 의해 발생하는 제2 노드 ND2의 전위 변화는 고려하지 않고 설명을 행한다. 다른 구동 회로에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 도 5에 나타낸 구동의 타이밍차트도, 제1 노드 ND1의 전위 변화에 의해 발생하는 제2 노드 ND2의 전위 변화를 고려하지 않고 나타내었다. 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극(제1 노드 ND1)의 전위를 Vg, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역(제2 노드 ND2)의 전위를 Vs로 하였을 때, Vg의 값, Vs의 값은 이하와 같이 된다. 그로 인해, 제1 노드 ND1과 제2 노드 ND2의 전위차, 바꾸어 말하면, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차 Vgs는, 이하의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112009075323069-pct00003
즉, 구동 트랜지스터 TRD에 대한 기입 처리에 있어서 얻어진 Vgs는, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig, 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth 및 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압 VOfs에만 의존하고 있다. 그리고, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL과는 무관계이다.
[기간-TP(5)6](도 6H 참조)
그 후, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 대소에 기초하는 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역(제2 노드 ND2)의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 행한다.
일반적으로, 구동 트랜지스터 TRD를 폴리실리콘 박막 트랜지스터 등으로 제작한 경우, 트랜지스터 사이에서 이동도 μ에 편차가 발생하는 것은 피하기 어렵다. 따라서, 이동도 μ에 차이가 있는 복수의 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극 에 동일한 값의 영상 신호 VSig를 인가하였다고 해도, 이동도 μ가 큰 구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 드레인 전류 Ids와, 이동도 μ가 작은 구동 트랜지스터 TRD를 흐르는 드레인 전류 Ids 사이에 차이가 발생하게 된다. 그리고, 이와 같은 차이가 발생하면, 표시 장치의 화면의 균일성(uniformity)이 손상되게 된다.
따라서, 구체적으로는, 기입 트랜지스터 TRW의 온 상태를 유지한 채, 제1 트랜지스터 제어선 CL1을 하이 레벨로 함으로써, 제1 트랜지스터 TR1을 온 상태로 하고, 계속해서, 소정의 시간(t0)이 경과한 후, 주사선 SCL을 로우 레벨로 함으로써, 기입 트랜지스터 TRW를 오프 상태로 하고, 제1 노드 ND1(구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극)을 부유 상태로 한다. 그리고, 이상의 결과, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 값이 큰 경우, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 있어서의 전위의 상승량 ΔV(전위 보정치)는 커지고, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 값이 작은 경우, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 있어서의 전위의 상승량 ΔV(전위 보정치)는 작아진다. 여기서, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차 Vgs는, 수학식 3으로부터 이하의 수학식 4와 같이 변형된다.
Figure 112009075323069-pct00004
또한, 이동도 보정 처리를 실행하기 위한 소정의 시간([기간-TP(5)6]의 전체 시간 t0)은, 표시 장치의 설계시, 설계치로서 미리 결정해 두면 된다. 또한, 이때의 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 있어서의 전위(VOfs-Vth+ΔV)가 이하의 수학식 2a를 만족하도록, [기간-TP(5)6]의 전체 시간 t0은 결정되어 있다. 그리고, 이에 의해, [기간-TP(5)6]에 있어서, 발광부 ELP가 발광하는 일은 없다. 또한, 이 이동도 보정 처리에 의해, 계수 k(≡(1/2)ㆍ(W/L)ㆍCox)의 편차의 보정도 동시에 행해진다.
Figure 112009075323069-pct00005
[기간-TP(5)7](도 6I 참조)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 기입 처리, 이동도 보정 처리가 완료된다. 그런데, 주사선 SCL이 로우 레벨로 되는 결과, 기입 트랜지스터 TRW가 오프 상태로 되고, 제1 노드 ND1, 즉 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극은 부유 상태로 된다. 한편, 제1 트랜지스터 TR1은 온 상태를 유지하고 있고, 구동 트랜지스터 TRD의 드레인 영역은 전원부(2100)(전압 VCC, 예를 들어 20볼트)에 접속된 상태에 있다. 따라서, 이상의 결과로서, 제2 노드 ND2의 전위는 상승한다.
여기서, 상술한 바와 같이, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극은 부유 상태에 있고, 게다가, 용량부 C1이 존재하기 때문에, 소위 부트 스트랩 회로와 같은 현상이 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극에 발생하여, 제1 노드 ND1의 전위도 상승한다. 그 결과, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차 Vgs는, 수학식 4의 값을 유지한다.
또한, 제2 노드 ND2의 전위가 상승하여, (Vth-EL+VCat)를 초과하므로, 발광부 ELP는 발광을 개시한다. 이때, 발광부 ELP를 흐르는 전류는, 구동 트랜지스터 TRD의 드레인 영역으로부터 소스 영역으로 흐르는 드레인 전류 Ids이므로, 수학식 1로 나타낼 수 있다. 여기서, 수학식 1과 수학식 4로부터, 수학식 1은 이하의 수학식 5가 되도록 변형할 수 있다.
Figure 112009075323069-pct00006
따라서, 발광부 ELP를 흐르는 전류 Ids는, 예를 들어 VOfs를 0볼트로 설정한 것으로 한 경우, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig의 값으로부터, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ에 기인한 제2 노드 ND2(구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역)에 있어서의 전위 보정치 ΔV의 값을 감한 값의 제곱에 비례한 다. 바꾸어 말하면, 발광부 ELP를 흐르는 전류 Ids는, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL 및 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth에는 의존하지 않는다. 즉, 발광부 ELP의 발광량(휘도)은, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL의 영향 및 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth의 영향을 받지 않는다. 그리고, 제(n, m)번째의 발광 소자의 휘도는, 이러한 전류 Ids에 대응한 값이다.
게다가, 이동도 μ가 큰 구동 트랜지스터 TRD일수록, 전위 보정치 ΔV가 커지므로, 수학식 4의 좌변의 Vgs의 값이 작아진다. 따라서, 수학식 5에 있어서, 이동도 μ의 값이 크더라도, (VSig-VOfs-ΔV)2의 값이 작아지는 결과, 드레인 전류 Ids를 보정할 수 있다. 즉, 이동도 μ가 상이한 구동 트랜지스터 TRD에 있어서도, 영상 신호 VSig의 값이 동일하면, 드레인 전류 Ids가 거의 동일하게 되는 결과, 발광부 ELP를 흐르고, 발광부 ELP의 휘도를 제어하는 전류 Ids가 균일화된다. 즉, 이동도 μ의 편차(또한, k의 편차)에 기인하는 발광부의 휘도의 편차를 보정할 수 있다.
발광부 ELP의 발광 상태를 제(m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속된다. 이 시점은 [기간-TP(5)-1]의 종료에 상당한다.
이상에 의해, 제(n, m)번째의 부 화소를 구성하는 발광 소자(10)의 발광의 동작이 완료된다.
다음에, 2Tr/1C 구동 회로에 관한 설명을 행한다.
[2Tr/1C 구동 회로]
2Tr/1C 구동 회로의 등가 회로도를 도 7에 도시하고, 구동의 타이밍차트를 모식적으로 도 8에 나타내고, 각 트랜지스터의 온/오프 상태 등을 모식적으로 도 9A 내지 도 9F에 도시한다.
이 2Tr/1C 구동 회로에 있어서는, 전술한 5Tr/1C 구동 회로로부터, 제1 트랜지스터 TR1, 제2 트랜지스터 TR2 및 제3 트랜지스터 TR3의 3개의 트랜지스터가 생략되어 있다. 즉, 이 2Tr/1C 구동 회로는 기입 트랜지스터 TRW 및 구동 트랜지스터 TRD의 2개의 트랜지스터로 구성되고, 또한 1개의 용량부 C1로 구성되어 있다. 또한, 도 7에 도시한 구동 트랜지스터 TRD는, 도 3에서 도시한 구동 트랜지스터(1022)에 상당하는 것이다.
[구동 트랜지스터 TRD]
구동 트랜지스터 TRD의 구성은, 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 구동 트랜지스터 TRD의 구성과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 단, 구동 트랜지스터 TRD의 드레인 영역은 전원부(2100)에 접속되어 있다. 또한, 전원부(2100)로부터는, 발광부 ELP를 발광시키기 위한 전압 VCC-H 및 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역의 전위를 제어하기 위한 전압 VCC-L이 공급된다. 여기서, 전압 VCC-H 및 VCC-L의 값으로서,
VCC-H=20볼트
VCC-L=-10볼트
를 예시할 수 있지만, 이들 값에 한정되는 것은 아니다.
[기입 트랜지스터 TRW]
기입 트랜지스터 TRW의 구성은, 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 기입 트랜지스터 TRW의 구성과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
[발광부 ELP]
발광부 ELP의 구성은, 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 발광부 ELP의 구성과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
이하, 2Tr/1C 구동 회로의 동작 설명을 행한다.
[기간-TP(2)-1](도 8 및 도 9A 참조)
이 [기간-TP(2)-1]은, 예를 들어 앞의 표시 프레임에 있어서의 동작이며, 실질적으로 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 [기간-TP(5)-1]과 동일한 동작이다.
도 8에 나타낸 [기간-TP(2)0] 내지 [기간-TP(2)2]는, 도 5에 나타낸 [기간-TP(5)0] 내지 [기간-TP(5)4]에 대응하는 기간이며, 다음 기입 처리가 행해지기 직전까지의 동작 기간이다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로와 마찬가지로, [기간-TP(2)0] 내 지 [기간-TP(2)2]에 있어서, 제(n, m)번째의 발광 소자는 원칙으로서 비발광 상태에 있다. 단, 2Tr/1C 구동 회로의 동작에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, [기간-TP(2)3] 외에, [기간-TP(2)1] 내지 [기간-TP(2)2]도 제m번째의 수평 주사 기간에 포함되는 점이 5Tr/1C 구동 회로의 동작과는 상이하다. 또한, 설명의 편의를 위해, [기간-TP(2)1]의 시기 및 [기간-TP(2)3]의 종기는, 각각 제m번째의 수평 주사 기간의 시기 및 종기에 일치하는 것으로서 설명한다.
이하, [기간-TP(2)0] 내지 [기간-TP(2)2]의 각 기간에 대해 설명한다. 또한, 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 바와 마찬가지로, [기간-TP(2)1] 내지 [기간-TP(2)3]의 각 기간의 길이는, 표시 장치의 설계에 따라서 적절하게 설정하면 된다.
[기간-TP(2)0](도 9B 참조)
이 [기간-TP(2)0]은, 예를 들어 앞의 표시 프레임으로부터 현 표시 프레임에 있어서의 동작이다. 즉, 이 [기간-TP(2)0]은, 앞의 표시 프레임에 있어서의 제(m+m')번째의 수평 주사 기간으로부터, 현 표시 프레임에 있어서의 제(m-1)번째의 수평 주사 기간까지의 기간이다. 그리고, 이 [기간-TP(2)0]에 있어서, 제(n, m)번째의 발광 소자는 비발광 상태에 있다. 여기서, [기간-TP(2)-1]로부터 [기간-TP(2)0]으로 이행되는 시점에서, 전원부(2100)로부터 공급되는 전압을 VCC-H로부터 전압 VCC-L로 전환한다. 그 결과, 제2 노드 ND2의 전위는 VCC-L까지 저하되고, 발광부 ELP는 비발광 상태로 된다. 또한, 제2 노드 ND2의 전위 저하에 따르도록, 부유 상태의 제1 노드 ND1(구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극)의 전위도 저하한다.
[기간-TP(2)1](도 9C 참조)
그리고, 현 표시 프레임에 있어서의 제m행째의 수평 주사 기간이 개시된다. 이 [기간-TP(2)1]에 있어서, 임계치 전압 캔슬 처리를 행하기 위한 전처리가 행해진다. [기간-TP(2)1]의 개시시, 주사선 SCL을 하이 레벨로 함으로써, 기입 트랜지스터 TRW를 온 상태로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 VOfs(예를 들어, 0볼트)로 된다. 제2 노드 ND2의 전위는 VCC-L(예를 들어, -10볼트)을 유지한다.
상기한 처리에 의해, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth 이상으로 되고, 구동 트랜지스터 TRD는 온 상태로 된다.
[기간-TP(2)2](도 9D 참조)
다음에, 임계치 전압 캔슬 처리가 행해진다. 즉, 기입 트랜지스터 TRW의 온 상태를 유지한 채, 전원부(2100)로부터 공급되는 전압을 VCC-L로부터 전압 VCC-H로 전환한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 변화하지 않지만(VOfs=0볼트를 유지), 제1 노드 ND1의 전위로부터 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth를 감한 전위를 향해, 제2 노드 ND2의 전위는 변화한다. 즉, 부유 상태의 제2 노드 ND2의 전위가 상승한다. 그리고, 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 Vth에 도달하면, 구동 트랜지스터 TRD가 오프 상태로 된다. 구체적으로는, 부유 상태의 제2 노드 ND2의 전위가 (VOfs-Vth=-3볼트)에 근접하여, 최종적으로(VOfs-Vth)로 된다. 여기서, 상술한 수학식 2가 보증되어 있으면, 바꾸어 말하면, 수학식 2를 만족하도록 전위를 선택, 결정해 두면 발광부 ELP가 발광하는 일은 없다.
이 [기간-TP(2)2]에 있어서는, 제2 노드 ND2의 전위는 최종적으로 (VOfs-Vth)로 된다. 즉, 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth 및 구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극을 초기화하기 위한 전압 VOfs에만 의존하여, 제2 노드 ND2의 전위는 결정된다. 그리고, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL과는 무관계이다.
[기간-TP(2)3](도 9E 참조)
다음에, 구동 트랜지스터 TRD에 대한 기입 처리 및 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 대소에 기초하는 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역(제2 노드 ND2)의 전위의 보정(이동도 보정 처리)을 행한다. 구체적으로는, 기입 트랜지스터 TRW의 온 상태를 유지한 채, 데이터선 DTL의 전위를, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig로 한다. 그 결과, 제1 노드 ND1의 전위는 VSig로 상승하고, 구동 트랜지스터 TRD는 온 상태로 된다. 또한, 기입 트랜지스터 TRW를, 일단 오프 상태로 하고, 데이터선 DTL의 전위를, 발광부 ELP에 있어서의 휘도를 제어하기 위한 영상 신호 VSig로 변경하고, 그 후, 주사선 SCL을 하이 레벨로 함으로써, 기입 트랜지스터 TRW를 온 상태로 함으로써, 구동 트랜지스터 TRD를 온 상태로 해도 된다.
5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 것과 달리, 구동 트랜지스터 TRD의 드레인 영역에는 전원부(2100)로부터 전위 VCC-H가 인가되어 있으므로, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역의 전위는 상승한다. 소정의 시간(t0)이 경과한 후, 주사선 SCL을 로우 레벨로 함으로써, 기입 트랜지스터 TRW를 오프 상태로 하고, 제1 노드 ND1(구동 트랜지스터 TRD의 게이트 전극)을 부유 상태로 한다. 또한, 이 [기간-TP(2)3]의 전체 시간 t0은, 제2 노드 ND2의 전위가 (VOfs-Vth+ΔV)로 되도록, 표시 장치의 설계시, 설계치로서 미리 결정해 두면 된다.
이 [기간-TP(2)3]에 있어서도, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 값이 큰 경우, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 있어서의 전위의 상승량 ΔV는 크고, 구동 트랜지스터 TRD의 이동도 μ의 값이 작은 경우, 구동 트랜지스터 TRD의 소스 영역에 있어서의 전위의 상승량 ΔV는 작다.
[기간-TP(2)4](도 9E 참조)
이상의 조작에 의해, 임계치 전압 캔슬 처리, 기입 처리, 이동도 보정 처리가 완료된다. 그리고, 5Tr/1C 구동 회로에 있어서 설명한 [기간-TP(5)7]과 동일한 처리가 이루어지고, 제2 노드 ND2의 전위가 상승하여, (Vth-EL+VCat)를 초과하므로, 발광부 ELP는 발광을 개시한다. 이때, 발광부 ELP를 흐르는 전류는, 전술한 수학식 5에서 얻을 수 있으므로, 발광부 ELP를 흐르는 전류 Ids는, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL 및 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth에는 의존하지 않는다. 즉, 발광부 ELP의 발광량(휘도)은, 발광부 ELP의 임계치 전압 Vth-EL의 영향 및 구동 트랜지스터 TRD의 임계치 전압 Vth의 영향을 받지 않는다. 부가하여, 구동 트랜지스터 TRD에 있어서의 이동도 μ의 편차에 기인한 드레인 전류 Ids의 편차 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 발광부 ELP의 발광 상태를 제(m+m'-1)번째의 수평 주사 기간까지 계속한다. 이 시점은 [기간-TP(2)-1]의 종료에 상당한다.
이상에 의해, 제(n, m)번째의 부 화소를 구성하는 발광 소자(10)의 발광의 동작이 완료된다.
이상, 바람직한 예에 기초하여 설명하였지만, 본 발명에 있어서는 구동 회로의 구성은 이들의 예에 한정되는 것은 아니다. 각 예에 있어서 설명한 표시 장치, 발광 소자, 구동 회로를 구성하는 각종 구성 요소의 구성, 구조, 발광부의 구동 방법에 있어서의 공정은 예시이며, 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 구동 회로로서 도 10에 나타낸 4Tr/1C 구동 회로나, 도 11에 나타낸 3Tr/1C 구동 회로를 사용해도 된다.
또한, 5Tr/1C 구동 회로의 동작 설명에 있어서는, 기입 처리와 이동도 보정을 별개로 행하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 2Tr/1C 구동 회로의 동작 설명과 마찬가지로, 기입 처리에 있어서 이동도 보정 처리가 아울러 행해지는 구성으로 할 수도 있다. 구체적으로는, 발광 제어 트랜지스터 TEL_C를 온 상태로 한 상태에서, 기입 트랜지스터 TSig를 통해, 데이터선 DTL로부터 영상 신호 VSig_m을 제1 노드에 인가하는 구성으로 하면 된다.
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해 설명한다. 도 12는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해 설명하는 설명도이다. 이하, 도 12를 사용하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해 설명한다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)는, 본 발명의 휘도 제어부의 일례이며, 휘도 산출부(162)와, 발광량 산출부(164)와, 위험도 산출부(166)와, 위험도 갱신부(168)와, 피크 검출부(170)와, 게인 산출부(172)와, 승산기(174)를 포함하여 구성된다.
휘도 산출부(162)는, 리니어 변환부(116)에서 변환된 리니어 특성을 갖는 영 상 신호를 입력하고, 입력된 영상 신호로부터 휘도를 산출하는 것이다.
발광량 산출부(164)는, 휘도 산출부(162)에서 산출한 휘도와, 발광 시간 제어부(126)에서 산출한 펄스의 듀티비를 입력하고, 휘도에 듀티비를 승산하여 얻어지는(휘도×듀티비로 얻어지는) 각 화소의 1프레임당 발광량을 산출하는 것이다. OLED 패널에 있어서의 유기 EL 소자는, 전류와 발광량 사이에 리니어한(선형인) 관계를 갖고 있다. 따라서, 영상 신호로부터 휘도를 산출하고, 산출한 휘도와 펄스의 듀티비를 발광량 산출부(164)에 입력함으로써, 발광량 산출부(164)에서는, 입력된 1프레임의 영상 신호에 기초하여 발광하는, 1프레임당 패널(158)의 각 화소의 발광량을 산출할 수 있다.
위험도 산출부(166)는, 본 발명의 발광량 파라미터 산출부의 일례이며, 발광량 산출부(164)에서 산출한 발광량에 기초하여, 발광량에 대응하는 발광량 파라미터를 산출하는 것이다. 발광량 파라미터는, 화소 또는 화소군의 번인의 위험성의 정도를 나타내는 것이다. 이하, 위험도 산출부(166)에서 산출하는 발광량 파라미터를「위험도」라고도 부른다. 위험도 산출부(166)에서 산출한 위험도는 위험도 갱신부(168)에 보내진다.
위험도 갱신부(168)는, 위험도 산출부(166)에서 산출된 위험도를 화소 또는 복수의 화소를 정리한 화소군마다, 본 발명의 발광량 파라미터 축적부의 일례인 기억부(150)에 축적하는 것이다. 위험도 산출부(166)에서 산출된 위험도를 화소 또는 화소군마다 축적함으로써, 화면 상의 각 화소 또는 화소군과 위험도의 관계를 알 수 있다. 화소 또는 화소군마다 축적된 위험도의 정보를 위험도 맵이라고도 부 른다.
화소군을 설정할 때의 화소의 통합법은, 설계에 따라서 자유롭게 지정하는 것이 가능하고, 특정의 통합법에 한정되지 않는다. 종횡의 픽셀수를 동일하게 하여 화소군을 설정해도 되고, 종횡의 픽셀수를 상이한 수로 하여 화소군을 설정해도 된다.
기억부(150)는, 본 발명의 파라미터 축적부의 일례이며, 위험도 산출부(166)에서 산출한 위험도를 축적하여, 위험도 맵으로서 기억해 두는 것이다. 위험도는, 표시 장치(100)가 가동하고 있는 동안에 순차 축적되고, 표시 장치(100)의 전원을 절단하면, 축적한 위험도는 리셋된다. 그로 인해, 상술한 바와 같이, 기억부(150)로서는, 전원이 오프되면 내용이 소거되는 메모리, 예를 들어 SDRAM을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 산출부(166)에 있어서의 위험도의 산출 방법에 대해 설명한다.
도 13은, 어느 시간에 있어서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)에 표시되는 화상의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 산출부(166)에 있어서의 위험도의 산출의 일례에 대해 설명하는 설명도이다. 도 14A 및 도 14B는, 패널(158) 중의 어느 화소에 착안하여, 발광량 산출부(164)에서 산출한 발광량을 검출함으로써 위험도의 산출을 행하는 것을 설명하고 있다. 또한, 도 15는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 맵에 대해 설명하는 설명도이다.
예를 들어, 어느 시간에 있어서, 영상 신호의 입력에 따라서 발광하는 화소 또는 화소군의 발광량이 500 내지 600 사이였던 경우에는, 번인의 위험도 랭크는 A랭크라고 판단하여, 당해 화소 또는 화소군의 위험도의 이력에 2를 가산한다. 또한, 어느 시간에 있어서, 영상 신호의 입력에 따라서 발광하는 화소 또는 화소군의 발광량이 300 내지 500 사이였던 경우에는, 번인의 위험도 랭크는 B랭크라고 판단하여, 당해 화소 또는 화소군의 위험도의 이력에 1을 가산한다.
한편, 어느 시간에 있어서, 영상 신호의 입력에 따라서 발광하는 화소 또는 화소군의 발광량이 100 내지 300 사이였던 경우에는, 번인의 위험도 랭크는 C랭크라고 판단하여, 당해 화소 또는 화소군의 이력으로부터 1을 감산한다. 또한, 어느 시간에 있어서, 영상 신호의 입력에 따라서 발광하는 화소 또는 화소군의 발광량이0 내지 100 사이였던 경우에는, 번인의 위험도 랭크는 D랭크라고 판단하여, 당해 화소 또는 화소군의 이력으로부터 2를 감산한다.
이와 같이, 화소 또는 화소군 단위로 소정의 간격으로 발광량을 검출하고, 검출한 발광량에 기초하여 당해 화소 또는 화소군의 위험도의 이력의 가산 및 감산을 반복함으로써, 표시 장치(100)의 전원이 투입되어 있는 시간, 화면 전체에 대해 위험도를 계속 산출한다. 발광량의 검출은 매프레임 행해도 되고, 소정수의 프레임 간격을 두고 행해도 된다.
화면 전체에 대해 위험도를 산출함으로써, 모든 화소 또는 화소군에 대해 위험도를 산출할 수 있다. 그리고, 화면 상의 화소 또는 화소군의 위치와 위험도를 대응시킴으로써 위험도 맵을 작성할 수 있다.
도 13에 도시한 화상을 예로 들어 설명하면 도 13의 화상은, 좌측 상부의 시각 표시 부분은 화면 상에 항상 표시되어 있는 것이다. 그리고, 시각 표시 부분은 통상은 어느 정도 높은 휘도로 표시되므로, 시각을 표시하고 있는 화소는 번인의 위험도의 랭크가 높고, 시각을 계속 표시하고 있는 한, 시간의 경과에 수반하여 위험도가 상승한다.
도 15는, 위험도 맵에 있어서, 시각을 표시하고 있는 화소의 위험도가 상승하고 있는 것을 도시하고 있는 것이다. 시각 표시 부분 이외의 화소는 표시하는 화상이 변화하므로 위험도의 상승량은 많지 않지만, 시각 표시 부분의 화소는 시각을 계속 표시하고 있는 한, 시간의 경과에 수반하여 위험도가 상승하므로, 위험도 맵에 있어서 시각 표시 부분의 화소의 위험도의 값이 높아져 있다.
또한, 화소 또는 화소군의 위치와 위험도의 관계는, 알기 쉽게 하기 위해 위험도 맵이라는 형태로 설명하였지만, 기억부(150)에는, 화소 또는 화소군의 위치 정보와 위험도의 정보가 부여된 형태로 저장되게 된다.
또한, 발광량과 위험도의 관계 및 위험도와 이력의 관계는, 상술한 것에 한정되지 않는 것은 물론이다. 어느 발광량의 범위에서 어느 위험도를 설정하고, 이력에 대해 어떻게 가감산할지는, 설계에 따라서 자유롭게 설정하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 위험도 산출부(166)에 있어서의 위험도의 산출 방법에 대해 설명하였다. 또한, 화소군 단위로 위험도를 산출하는 경우에는, 발광량 산출부(164)는 당해 화소군 단위로 발광량을 산출해도 된다.
피크 검출부(170)는, 기억부(150)로부터 위험도가 축적됨으로써 얻어지는 위 험도 맵을 입력하고, 입력된 위험도 맵으로부터 위험도의 피크를 갖고 있는 화소 또는 화소군의 위치와, 위험도의 값을 검출하여 출력하는 것이다. 피크 검출부(170)에서 검출한 화소 또는 화소군의 위치와 위험도의 값은, 게인 산출부(172)에 대해 출력된다.
게인 산출부(172)는, 본 발명의 계수 산출부의 일례이며, 휘도 산출부(162)에서 산출한 휘도와, 피크 검출부(170)에서 검출한 피크치와, 기억부(150)에 기억된 위험도를 입력하고, 입력된 정보로부터, 승산기(174)에 있어서 영상 신호에 승산하기 위한 게인을 산출하는 것이다. 게인 산출부(172)에서 산출된 게인은 승산기(174)에 입력되어, 승산기(174)에 입력된 영상 신호에 대한 보정이 행해진다. 게인 산출부(172)에 있어서의 게인의 산출 방법에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.
승산기(174)는, 영상 신호와 게인 산출부(172)가 산출한 게인을 입력하고, 영상 신호에 게인을 승산하여 출력하는 것이다.
이상, 도 12를 사용하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)의 구성에 대해 설명하였다. 다음에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 설명한다.
도 16은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 설명하는 흐름도이다. 이하, 도 16을 사용하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 상세하게 설명한다.
우선, 감마 특성을 갖는 영상 신호에 대해, 리니어 변환부(116)에서 리니어 특성을 갖도록 변환 처리를 행한다(스텝 S102). 본 실시 형태에 있어서는, 리니어 변환부(116)에서의 변환 처리에 의해, 10비트의 영상 신호가 14비트로 확대된다.
리니어 특성을 갖도록 변환한 영상 신호는, 발광량 산출부(164)에 입력된다. 발광량 산출부(164)는, 입력된 영상 신호로부터 발광량을 산출한다(스텝 S104). 발광량 산출부(164)에 입력되는 영상 신호는 리니어 특성을 갖고 있으므로, 신호의 크기로부터 패널(158)에 있어서의 발광량을 얻을 수 있다.
발광량은, 화소 단위 또는 화소를 소정수 통합한 화소군 단위로 취득한다. 취득한 발광량은, 화소 또는 화소군과 대응시켜져 위험도 산출부(166)에 보내진다. 위험도 산출부(166)에서는, 화소 또는 화소군 단위로 발광량이 소정의 값을 초과하고 있는지 여부를 검출하고, 발광량이 소정의 값을 초과하고 있으면, 그 초과하고 있는 값을 위험도로서 산출한다(스텝 S106).
위험도 산출부(166)에서 위험도를 산출하면, 산출한 위험도를 위험도 갱신부(168)에 보낸다. 위험도 갱신부(168)에서는, 화소 또는 화소군마다의 위험도를, 상술한 바와 같이 위험도 맵으로서 기억부(150)에 축적한다(스텝 S108). 기억부(150)에서는, 화소 또는 화소군마다의 위험도를, 표시 장치(100)의 전원이 온이 되어 있는 동안 순차 축적한다. 축적된 위험도는 위험도 갱신부(168)에 보내지고, 패널(158)에 표시하는 화상의 휘도의 조절에 사용된다.
기억부(150)에 위험도가 축적되어 가면, 위험도의 축적에 의해 작성되는 위험도 맵의 정보를 기초로, 패널(158)에 표시하는 화상의 휘도의 조절을 행한다. 작성된 위험도 맵은 위험도 갱신부(168)로부터 피크 검출부(170)에 보내지고, 피크 검출부(170)에 있어서, 위험도 맵 중으로부터 위험도의 피크의 화소 또는 화소군을 검출한다(스텝 S110).
피크 검출부(170)에서, 위험도 맵 중으로부터 위험도의 피크의 화소 또는 화소군을 검출하면, 게인 산출부(172)에 영상 신호, 위험도 및 위험도의 피크의 화소 또는 화소군을 입력하고, 이들의 입력한 정보를 사용하여 게인을 산출한다(스텝 S112).
게인 산출부(172)에서 산출하는 게인은, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대해, 번인 현상을 발생하지 않을 정도로 휘도를 낮추기 위한 게인이다. 또한, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대한 게인과 함께, 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인을 산출해도 된다.
게인 산출부(172)에서 게인을 산출하면, 산출한 게인을 승산기(174)에 입력하고, 영상 신호에 대해 게인을 승산한다(스텝 S114). 게인 산출부(172)에서 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대한 게인과 함께, 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인을 산출한 경우에는, 승산기(174)에 있어서, 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인을 영상 신호에 대해 승산하는 동시에, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 해당하는 영상 신호에 대해 게인을 승산한다.
화면 전체의 휘도를 낮추는 게인(이하「제1 계수」라 부름)과, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대한 게인(이하「제2 계수」라 부름)을 산출하는 경우에는, 모든 화소에 대해 입력하는 영상 신호에 대해 제1 계수를 승산하고, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 입력하는, 제1 계수를 승산한 후의 영상 신 호에 대해 제2 계수를 승산해도 되고, 또한 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군을 제외한 화소에 입력하는 영상 신호에 대해 제1 계수를 승산하고, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 입력하는 영상 신호에 대해 제2 계수를 승산해도 된다.
이와 같이, 위험도 맵 중으로부터 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군을 검출하고, 당해 화소 또는 화소군에 대해 휘도를 떨어뜨리는 게인을 산출함으로써, 밝게 계속 발광하고 있는 화소에 대한 번인 현상을 억제할 수 있다. 또한, 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인도 함께 산출함으로써, 소정의(위험도의 피크에 있는) 화소 또는 화소군만의 휘도를 억제함으로써 부자연스러운 영상으로 되지 않도록 할 수 있다.
게인 산출부(172)에 있어서의 게인의 산출 방법의 일례에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
도 17은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)에 입력된 영상 신호의 휘도(입력 휘도)와, 신호 레벨 보정부(128)로부터 출력되는 영상 신호의 휘도(출력 휘도)의 관계의 일례를 그래프로 나타내는 설명도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 게인 산출부(172)에 있어서 도 17에 나타낸 바와 같은 입출력 관계를 만족하는 게인의 산출을 행한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 입력 휘도가 xth에 도달할 때까지는, 입력 휘도와 출력 휘도가 동일해지도록 게인을 산출한다. 그러나, 입력 휘도가 xth에 도달하면, 입력 휘도와 출력 휘도의 관계가 2차 곡선으로 되도록 게인을 산출한다.
도 17에서는, 게인을 떨어뜨리기 시작하는 입력 휘도[영상 신호와 휘도 사이에는 리니어 특성을 갖고 있으므로, 휘도 산출부(162)에 입력되는 영상 신호의 신호 레벨에 비례함]을 xth로 하고 있다. 그리고, 이 xth의 값은 위험도의 값에 의해 동적으로 변화한다. riskpeak를 위험도의 피크치, riskpeak_max를 게인의 산출에서 사용할 때의 위험도의 피크치의 최대치로 하면, 게인의 산출에서 사용하는 위험도의 피크치 riskpeak'는 riskpeak_max의 값을 경계로 이하와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075323069-pct00007
이 위험도의 피크치 riskpeak'를 사용하면, 게인의 산출에서 사용하는 위험도의 값 risk'를 riskpeak'의 값을 경계로 하여 이하와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075323069-pct00008
그 결과, 게인을 떨어뜨리기 시작하는 신호 레벨 xth는 위험도의 값 risk'에 의해 동적으로 변화하므로, xth는 risk'의 함수 xth(risk')로서 나타낼 수 있다. xth(risk')는, 위험도의 최대일 때의 xth의 값 xth_max, 게인을 떨어뜨리기 시작하는 위험도의 값 risk_stt 및 위험도의 최대치 risk_max를 사용하여, 이하와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009075323069-pct00009
따라서, 게인 산출부(172)에서 산출하는 게인은, xth를 경계로 하여 변화하게 된다.
도 18은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(128)에 입력된 영상 신호의 휘도(입력 휘도)와 게인의 관계의 일례를 그래프로 나타내는 설명도이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 입력 휘도의 신호 레벨이 xth 미만이면, 게인은 1, 즉 입력 휘도를 떨어뜨리지 않고 출력을 행한다. 한편, 입력 휘도의 값이 xth 이상이면, 휘도의 상승에 따라서 게인의 값을 떨어뜨려 간다.
도 19는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 게인의 산출에 사용하는 위험도의 값 risk'와 게인을 떨어뜨리기 시작하는 신호 레벨 xth의 관계의 일례를 그래프로 나타내는 설명도이다. 도 19에 나타낸 바와 같이, risk'의 값이 게인을 떨어뜨리기 시작하는 위험도의 값 risk_stt에 도달할 때까지는, xth의 값은 1.0, 즉 신호 레벨 보정부(128)에 입력된 영상 신호의 신호 레벨과 동일한 값이다. risk'의 값이 게인을 떨어뜨리기 시작하는 위험도의 값 risk_stt 이상이 되면, xth의 값은 서서히 감소한다.
따라서, 화면 상의 어느 화소 또는 화소군에 대해 소정의 휘도 이상의 화상이 계속 출력되면 위험도가 증가하고, 위험도의 증가에 수반하여, 게인을 떨어뜨리기 시작하는 신호 레벨 xth를 낮추어 간다. 즉, 도 17에 있어서, 위험도의 증가에 수반하여 xth의 위치가 좌측으로 이동하므로, 위험도가 증가하면, 신호 레벨 보정부(128)에 입력된 영상 신호의 휘도(입력 휘도)가 작아도, 게인 산출부(172)에 있어서, 출력하는 영상 신호의 휘도를 떨어뜨리기 위해 게인을 산출한다.
이상, 게인 산출부(172)에 있어서의 게인의 산출 방법에 대해 설명하였다. 또한, 게인 산출부(172)에 있어서의 게인의 산출 방법이 이러한 예로 한정되지 않는 것은 물론이다. 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인(제1 계수)과, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대한 게인(제2 계수)을 산출하는 경우에는, 게인을 떨어뜨리기 시작하는 기준으로 되는 위험 값을 2개 설정하면 된다. 그리고, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군과, 그것 이외의 화소 또는 화소군으로 별개로 게인을 산출하고, 산출한 게인을 승산기(174)에 보냄으로써, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군뿐만 아니라, 화면 전체의 휘도를 떨어뜨리고, 표시 장치(100)에서 화상을 보고 있는 이용자에게 위화감을 주지 않고, 번인 현상을 억제할 수 있다.
또한, 도 16에서는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법의 일련의 흐름을 설명하였지만, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태 에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에서는, 표시 장치(100)의 전원이 투입되어 있는 동안, 소정의 간격으로 위험도의 산출 및 축적을 반복한다.
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 상세하게 설명하였다. 또한, 상술한 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법은, 표시 장치(100)의 내부의 기록 매체[예를 들어 기록부(106)]에 미리 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100)의 구동 방법을 실행하도록 작성된 컴퓨터 프로그램을 기록해 두고, 당해 컴퓨터 프로그램을 연산 장치[예를 들어 제어부(104)]가 순차 판독하여 실행함으로써 행해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(100) 및 표시 장치(100)의 구동 방법에 따르면, 영상 신호와 펄스로부터 각 화소의 발광량을 산출하고, 소정의 발광량을 초과하여 발광하는 화소 또는 화소군에 대해, 그 발광량을 억제하는 게인을 산출하고, 영상 신호에 대해 산출한 게인을 승산함으로써, 화면의 번인 현상을 억제할 수 있고, 또한 발광 소자의 열화를 늦출 수 있다.
또한, 위험치의 축적에 수반하여 서서히 게인 산출부(172)에서 게인을 낮추어 감으로써, 표시 장치(100)로 영상을 보고 있는 이용자에 대해, 화면에 표시되는 영상의 휘도의 변화를 느끼게 하지 않을 수 있다.
그리고, 유기 EL 소자와 같은 자발광형의 발광 소자는, 전류와 발광량이 리니어 특성을 갖고 있기 때문에, 전류량을 취득함으로써 발광 소자의 발광량을 얻을 수 있다. 따라서, 발광량을 검출함으로써 번인을 억제하는 종전의 표시 장치와는 달리, 피드백을 행하지 않고, 미리 발광량을 취득함으로써 번인을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태에 있어서는, 화면 전체의 휘도를 낮추는 게인(제1 계수)과, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대한 게인(제2 계수)을 산출하는 경우에 대해 접촉하였지만, 이와 같이 제1 계수와 제2 계수를 산출하는 경우에는, 이하의 현상이 발생할 우려가 있다.
예를 들어, 영상 신호에 대해 2종류의 게인을 승산한 경우에, 화면 전체가 밝고 평탄한 화상을 표시하는 영상 신호가 입력되면, 제2 계수가 승산된 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군이 번인된 것처럼 보이게 될 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서는, 제2 계수를 산출할 때에, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군의 주위의 화소의 발광량의 평균치를 산출하고, 산출한 평균치에 기초하여 제2 계수를 산출함으로써, 번인을 억제할 수 있는 표시 장치에 대해 설명한다.
도 20은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(228)의 구성에 대해 설명하는 설명도이다. 이하, 도 20을 사용하여 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(228)의 구성에 대해 설명한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(228)는, 휘도 산출부(162)와, 발광량 산출부(164)와, 위험도 산출부(166)와, 위험도 갱신부(168)와, 피크 검출부(170)와, 게인 산출부(272)와, 승산기(174)와, 에리어 평균 산출부(265)를 포함하여 구성된다.
이 중, 휘도 산출부(162)와, 발광량 산출부(164)와, 위험도 산출부(166)와, 위험도 갱신부(168)와, 피크 검출부(170)와, 승산기(174)는, 본 발명의 제1 실시 형태에서 설명한 것과 동일하기 때문에, 여기서는 본 발명의 제1 실시 형태와는 상이한 구성인 게인 산출부(272)와 에리어 평균 산출부(265)에 대해 설명한다.
에리어 평균 산출부(265)는, 발광량 산출부(164)에서 산출한 각 화소의 발광량을 이용하여, 당해 화소를 포함하는 소정의 영역에 있어서의 발광량의 평균치(에리어 평균치)를 산출하는 것이다. 도 21은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 평균 산출부(265)에 있어서의, 발광량의 평균치를 구하는 영역에 대해 설명하는 설명도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 21에 도시한 바와 같이, 당해 화소를 중심으로 하여, 예를 들어 32픽셀×32라인의 영역에 있어서의 발광량의 평균치를 산출한다. 에리어 평균 산출부(265)에서 산출한 발광량의 에리어 평균치는 게인 산출부(272)에 입력된다. 또한, 발광량의 평균치를 산출하는 영역은 32픽셀×32라인의 영역에 한정되지 않는다.
게인 산출부(272)는, 본 발명의 계수 산출부의 일례이며, 휘도 산출부(162)에서 산출한 휘도와, 피크 검출부(170)에서 검출한 피크치와, 기억부(150)에 기억된 위험도와, 에리어 평균 산출부(265)에서 산출한 발광량의 에리어 평균치를 입력하고, 입력된 정보로부터, 승산기(174)에 있어서 영상 신호에 승산하기 위한 게인을 산출하는 것이다.
이상, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 신호 레벨 보정부(228)의 구성에 대해 설명하였다. 다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 계수 산출 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 제1 실시 형태에서는, 수학식 7에 나타낸 바와 같이, 위험도 risk와, 위험도의 피크치 riskpeak'를 비교하여 큰 것을 게인의 산출에 사용하였지만, 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 에리어 평균 산출부(265)에서 산출한 발광량의 에리어 평균치를 가미하여 게인의 산출을 행한다.
게인 산출부(272)에 있어서, 위험도의 피크치 riskpeak와 위험도의 피크의 최대치 riskpeak_max를 사용하여, 게인의 산출에서 사용하는 위험도의 피크치 riskpeak'를 구하는 방법은 본 발명의 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
본 발명의 제2 실시 형태에서는, 에리어 평균 산출부(265)에서 산출한 발광량의 에리어 평균치를 사용하여, 에리어 평균치의 값에 따라서 제2 계수를 변화시키는 제3 계수(이하「에리어 게인」이라고도 부름)를 구하는 것을 특징으로 한다.
에리어 게인은, 발광량의 에리어 평균치에 정비례하는 특성을 가져도 되고, 발광량의 에리어 평균치의 값이 0으로부터 소정의 값까지는 1.0이며, 소정치 이후는 정비례하는 특성을 가져도 된다. 도 22는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 게인의 특성의 일례를 그래프로 나타내는 설명도이다. 도 22에 나타낸 그래프에서는, 횡축이 발광량의 에리어 평균치 area_ave, 종축이 에리어 게인 area_gain이다.
도 22에 나타낸 바와 같이, area_ave가 0으로부터 ave1까지의 사이는, area_gain은 1.0이다. 그리고, area_ave가 ave1 이상이 되면 area_gain의 값이 저하되고, area_ave가 ave2가 되면 area_gain의 값이 0으로 된다. 이와 같이 구해지는 area_gain을 사용하여, 게인의 산출에서 사용하는 위험도의 값 risk'를 산출한 다.
에리어 평균치로부터 구해지는 에리어 게인 area_gain을 사용하여 얻어지는 위험도의 값을 risk_new로 한다. risk_new는 이하의 식으로 정의되는 값이다.
Figure 112009075323069-pct00010
도 23은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 에리어 게인을 사용하여 얻어지는 위험도의 값의 특성에 대해 설명하는 설명도이다. 도 23에 나타낸 그래프에서는, 횡축이 발광량의 에리어 평균치 area_ave, 종축이 에리어 게인을 사용하여 얻어지는 위험도의 값 risk_new이다.
도 23에 나타낸 바와 같이, area_ave가 0으로부터 ave1까지의 사이는, risk_new의 값은 risk와 동일한 값이다. 그리고, area_ave가 ave1 이상이 되면risk_new의 값이 저하되고, area_ave가 ave2가 되면 risk_new의 값이 riskpeak'로 동일한 값으로 된다.
즉, area_ave의 값이 작은 경우, 즉 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군의 주위의 영역의 발광량의 평균치가 작은 경우에는, risk와 동일한 값을 게인의 산출에 사용한다. area_ave의 값이 커짐에 따라서 risk의 값으로부터 서서히 낮춘 값을 게인의 산출에 사용한다. 그리고, area_ave의 값이 소정의 값 이상으로 되면, 즉 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군의 주위의 영역의 발광량의 평균치가 큰 경우에는, riskpeak'의 값을 게인의 산출에 사용한다.
게인의 산출에서 사용하는 위험도의 값 risk'는 riskpeak'와 risk_new 중 어느 하나이고, 어느 하나의 값을 선택할지는 risk의 값과 riskpeak'의 값의 대소 관계에 따라 결정된다. 게인의 산출에서 사용하는 위험도의 값 risk'는 이하와 같이 나타내진다.
Figure 112009075323069-pct00011
이 수학식 10과 같이 나타내지는 risk'의 값으로부터 계수를 산출하는 방법은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 설명한 risk'의 값으로부터 계수를 산출하는 방법과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 할애한다.
이와 같이, 에리어 평균치의 값에 따라서 제2 계수를 변화시키는 제3 계수를 구하고, 제2 계수에 의해 위험도의 피크치를 갖는 화소 또는 화소군에 표시되는 화상의 휘도를 저하시킴으로써, 화면의 번인을 억제하는 동시에, 화면 전체가 밝게 평탄한 화상을 표시하는 영상 신호가 입력된 경우라도, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군이 번인된 것처럼 보이지 않게 할 수 있다.
(제3 실시 형태)
본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 화면 전체의 휘도를 낮추는 제1 계수와, 위험도의 피크에 있는 화소 또는 화소군에 대해 휘도를 낮추는 제2 계수를 구하여, 화면의 번인 현상을 억제하는 표시 장치에 대해 설명하였다. 본 발명의 제3 실시 형태에서는, 이 제1 계수나 제2 계수를 사용하여 휘도의 조절을 행하는지 여부를 선택적으로 설정 가능한 표시 장치에 대해 설명한다.
도 24는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 휘도 조절의 설정을 행하는 화면의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 24에 도시한 화면은, 유저가 표시 장치(100)에 대해 소정의 동작[예를 들어, 리모트 컨트롤러에 의한 설정 화면의 표시 지시나, 표시 장치(100) 본체에 구비되어 있는 버튼의 누름 등]을 행하면, 본 발명의 표시 제어부의 기능을 갖는 제어부(104)를 통해 패널(158)에 표시한다. 도 24에 나타낸 화면은, 영상 신호에 기초하여 표시되는 화상 상에 씌워서 표시하는 온 스크린 디스플레이(OSD)의 형식으로 표시해도 되고, 영상 신호에 기초하여 표시되는 화상을 표시시키지 않고, 도 24에 도시한 화면만을 표시해도 된다.
도 24에 도시한 화면에서는,「자동 휘도차 조절」을 선택하면「강」「약」「오프」의 3종류로부터 선택함으로써 휘도 조절의 설정을 행한다. 「강」을 선택하면, 휘도 조절을 행할 때에, 제1 계수와 제2 계수 양쪽을 이용하여 휘도의 조절을 행한다. 「약」을 선택하면, 휘도 조절을 행할 때에, 제1 계수만을 선택하여 휘도의 조절을 행한다. 그리고「오프」를 선택하면, 신호 레벨 보정부(128)[또는 신호 레벨 보정부(228)]에 의한 휘도의 조절은 행해지지 않게 된다.
본 발명의 설정 전환부의 기능을 갖는 제어부(104)가, I/F부(114)를 통해 신호 레벨 보정부(128)[또는 신호 레벨 보정부(228)]에 설정을 통지한다. 신호 레벨 보정부(128)[또는 신호 레벨 보정부(228)]는, 받은 설정에 따라서 신호 레벨의 보정을 행하여, 패널(158)에 표시되는 화상의 휘도의 조절을 행한다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에서는, 유저의 기호에 따라서, 제1 계 수나 제2 계수를 사용하여 휘도의 조절을 행하는지 여부를 선택적으로 설정할 수 있다. 그리고 표시 장치(100)는, 유저가 선택한 설정에 따라 휘도의 조절을 행하는지 여부를 판단할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 당업자이면 특허 청구 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 이해된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 모든 화소에 대해 위험도를 산출하여 위험도 맵을 작성하고, 위험도의 피크치를 갖는 화소 또는 화소군에 대해 휘도를 떨어뜨리기 위한 게인을 산출하고 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화면 상의 소정 범위에 대해서만 위험도를 산출하여 위험도 맵을 작성해도 되고, 화면 상의 복수의 영역에 대해 독립적으로 위험도 맵을 작성해도 된다.

Claims (14)

  1. 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치로서,
    상기 표시부의 복수의 위치에 대하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 각각 기억하는 기억부와,
    상기 기억부에 기억된 상기 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 상기 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어부를 포함하고,
    상기 휘도 제어부는,
    리니어 특성을 갖는 영상 신호를 입력하고, 상기 화소 또는 복수의 상기 화소를 포함하는 화소군 단위로 발광량을 산출하는 발광량 산출부와,
    상기 발광량 산출부에 의해 산출한 발광량에 기초하여, 상기 화소 또는 상기 화소군 단위로 상기 발광량에 관한 데이터로서 발광량 파라미터를 산출하는 발광량 파라미터 산출부와,
    상기 기억부에 축적된, 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중에서 피크치를 검출하는 피크 검출부와,
    상기 피크 검출부에 의해 검출한 상기 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하는 계수 산출부와,
    상기 계수 산출부에 의해 산출한 계수를 상기 영상 신호에 승산하여 출력하는 계수 승산부를 포함하는, 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 계수 산출부는,
    적어도 최대 휘도를 억제하는 제1 계수와,
    상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군의 휘도가 다른 화소의 휘도와 비교하여 상대적으로 낮아지도록 상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군의 휘도를 억제하는 제2 계수를 산출하는, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 계수 승산부는, 모든 화소에 입력하는 영상 신호에 대해 상기 제1 계수를 승산하고, 상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군에 입력하는, 상기 제1 계수를 승산한 후의 영상 신호에 대해 상기 제2 계수를 승산하는, 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 계수 승산부는, 상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군을 제외한 화소에 입력하는 영상 신호에 대해 상기 제1 계수를 승산하고, 상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군에 입력하는 영상 신호에 대해 상기 제2 계수를 승산하는, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 계수 산출부가 산출한 상기 계수의 사용의 유무를 전환하는 설정 전환부를 더 포함하는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 계수의 사용의 유무를 상기 설정 전환부에 의해 전환하기 위한 화면을 표시시키는 표시 제어부를 더 포함하는, 표시 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 계수 산출부가 산출한 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 사용의 유무를 전환하는 설정 전환부를 더 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 계수와 상기 제2 계수의 사용의 유무를 상기 설정 전환부에 의해 전환하기 위한 화면을 표시시키는 표시 제어부를 더 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 계수 산출부는, 상기 피크치를 갖는 상기 화소 또는 상기 화소군의 주위의 소정의 영역에 포함되는 화소의 발광량의 평균치에 기초하여 상기 계수를 산출하는, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 감마 특성을 갖는 영상 신호를, 상기 리니어 특성을 갖는 영상 신호로 변환하는 리니어 변환부를 더 포함하는, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서, 리니어 특성을 갖는 상기 계수 승산부의 출력 신호를, 감마 특성을 갖도록 변환하는 감마 변환부를 더 포함하는, 표시 장치.
  13. 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 표시부의 복수의 위치에 대하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 각각 기억하는 기억 스텝과,
    상기 기억 스텝에서 기억한 상기 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 상기 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어 스텝을 포함하고,
    상기 휘도 제어 스텝은,
    리니어 특성을 갖는 영상 신호를 입력하고, 상기 화소 또는 복수의 상기 화소를 포함하는 화소군 단위로 발광량을 산출하는 발광량 산출 스텝과,
    상기 발광량 산출 스텝에서 산출한 발광량에 기초하여, 상기 화소 또는 상기 화소군 단위로 상기 발광량에 관한 데이터로서 발광량 파라미터를 산출하는 발광량 파라미터 산출 스텝과,
    상기 기억 스텝에서 축적된, 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중에서 피크치를 검출하는 피크 검출 스텝과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 상기 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하는 계수 산출 스텝과,
    상기 계수 산출 스텝에서 산출한 계수를 상기 영상 신호에 승산하여 출력하는 계수 승산 스텝을 포함하는, 표시 장치의 구동 방법.
  14. 전류량에 따라서 자발광하는 발광 소자를 갖는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시부와, 발광시키는 상기 화소를 선택하는 선택 신호를 소정의 주사 주기로 상기 화소로 공급하는 주사선과, 영상 신호를 상기 화소로 공급하는 데이터선을 구비하는 표시 장치의 제어를 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
    상기 표시부의 복수의 위치에 대하여, 복수의 프레임의 영상 신호에 기초하여 누적된 발광량에 관한 데이터를 각각 기억하는 기억 스텝과,
    상기 기억 스텝에서 기억한 상기 발광량에 관한 데이터의 피크치에 기초하여 상기 표시부에 공급되는 영상 신호의 최대 휘도를 억제하도록 제어하는 휘도 제어 스텝을 포함하고,
    상기 휘도 제어 스텝은,
    리니어 특성을 갖는 영상 신호를 입력하고, 상기 화소 또는 복수의 상기 화소를 포함하는 화소군 단위로 발광량을 산출하는 발광량 산출 스텝과,
    상기 발광량 산출 스텝에서 산출한 발광량에 기초하여, 상기 화소 또는 상기 화소군 단위로 상기 발광량에 관한 데이터로서 발광량 파라미터를 산출하는 발광량 파라미터 산출 스텝과,
    상기 기억 스텝에서 축적된, 모든 화소 또는 화소군에 대응하는 발광량 파라미터 중에서 피크치를 검출하는 피크 검출 스텝과,
    상기 피크 검출 스텝에서 검출한 상기 피크치에 기초하여 휘도를 조절하는 계수를 산출하는 계수 산출 스텝과,
    상기 계수 산출 스텝에서 산출한 계수를 상기 영상 신호에 승산하여 출력하는 계수 승산 스텝을 포함하는, 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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