KR20170020885A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

초기 전류비 산출부(25)는 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)에 의한 전류 측정 결과에 기초하여 화소마다, 초기 전류에 대한 비인 초기 전류비를 구한다. 발광 전류 효율 산출부(26)는 측정된 동작 온도와 초기 전류비에 기초하여 LUT(22)를 참조하여, 발광 전류 효율을 화소마다 구한다. 제1 보정부(31)는 전류 측정 결과와 발광 전류 효율에 기초하여, 영상 신호 D1에 대하여 화소마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정을 행한다. 제2 보정부(32)는 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 화소마다 구한다. 제1 보정부(31)에서 보정한 영상 신호에 제2 보정부(32)에서 구한 보정항을 가산하여, 보정 후의 영상 신호 D2를 구한다. 이에 의해, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVE METHOD FOR SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이며, 특히 전류 구동형의 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 박형, 경량, 고속 응답 가능한 표시 장치로서, 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치가 주목받고 있다. 유기 EL 표시 장치는, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소를 구비하고 있다. 유기 EL 표시 장치의 화소는, 전형적으로는, 1개의 유기 EL 소자와 1개의 구동용 TFT(Thin Film Transistor)를 포함하고 있다. 유기 EL 소자는, 통과하는 전류의 양에 따른 휘도로 발광한다. 구동용 TFT는, 유기 EL 소자와 직렬로 설치되며, 유기 EL 소자에 흐르는 전류의 양을 제어한다.
화소 내의 소자의 특성에는, 제조 시에 편차가 발생한다. 또한, 화소 내의 소자의 특성은, 시간의 경과와 함께 변동된다. 예를 들어, 구동용 TFT의 특성은, 발광 휘도나 발광 시간에 따라서 개별로 열화된다. 유기 EL 소자의 특성도 이것과 마찬가지이다. 이 때문에, 구동용 TFT의 게이트 단자에 동일한 전압을 인가해도, 유기 EL 소자의 발광 휘도에는 편차가 발생한다. 따라서, 유기 EL 표시 장치에 있어서 고화질 표시를 행하기 위해, 유기 EL 소자나 구동용 TFT의 특성의 편차나 변동을 보상하도록 영상 신호를 보정하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 구동 전류를 전원선 경유로 외부에 판독하고, 측정한 구동 전류의 양에 기초하여 보정용 게인과 보정용 오프셋을 갱신하고, 이들을 사용하여 영상 신호를 보정하는 유기 EL 표시 장치가 기재되어 있다.
또한, 유기 EL 표시 장치에 동일한 화상을 장시간에 걸쳐 표시한 경우, 화소 내의 소자의 특성이 표시 화상의 패턴에 따라서 변동되고, 그 영향이 표시 화면에 나타나는 경우가 있다. 이 현상은 번인이라 불린다. 번인을 방지하는 유기 EL 표시 장치에 대해서는, 종래부터 이하의 기술이 알려져 있다. 특허문헌 2에는, 영상 신호 등에 기초하여 화소의 발광 휘도의 열화 특성을 구하고, 열화 특성의 경계 부근에서 발광 휘도가 완만하게 변화되도록 영상 신호를 보정하는 표시 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 유기 EL의 각 색의 열화 특성이 동등하게 되는 목표 색도를 설정하고, 번인 방지 대상부의 색도가 목표 색도에 근접하도록 입력 화상 신호를 보정하는 자발광형 표시 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 4에는, 보정 대상 화소의 열화량과 기준 화소의 열화량의 차를 누적 가산하고, 금회의 가산에 의해 누적량이 증가하거나 감소하는지에 따라서 입력 신호를 보정할지 여부를 전환하는 번인 현상 보정 방법이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-284172호 공보 일본 특허 공개 제2010-20078호 공보 일본 특허 공개 제2010-286783호 공보 일본 특허 공개 제2006-201630호 공보
유기 EL 표시 장치에 있어서 고화질 표시를 행하는 방법으로서, 구동용 TFT나 유기 EL 소자를 흐르는 전류를 정기적으로 측정하고, 전류 측정 결과에 기초하여, 유기 EL 소자를 흐르는 전류가 원하는 양(영상 신호에 따른 양)으로 되도록 영상 신호를 보정하는 방법이 생각된다. 이 방법을 사용하면, 구동용 TFT나 유기 EL 소자의 특성에 편차나 변동이 발생해도, 유기 EL 소자에 원하는 양의 전류를 흘릴 수 있다.
그러나, 유기 EL 소자의 휘도는, 통과하는 전류의 양뿐만 아니라, 발광 전류 효율에도 의존한다. 유기 EL 소자의 발광 전류 효율은, 발광 휘도나 발광 시간에 따라서 개별로 열화된다. 이 때문에, 상기의 방법을 사용하여 유기 EL 소자에 원하는 양의 전류를 흘려도, 유기 EL 소자는 반드시 원하는 휘도(영상 신호에 따른 휘도)로 발광하는 것은 아니다.
또한, 체커 패턴이나 웹 콘텐츠 등의 화상을 장시간에 걸쳐 표시한 경우, 유기 EL 소자가 받는 전류 스트레스는 화소 영역마다 크게 상이하다. 이 경우, 유기 EL 소자의 발광 전류 효율의 열화 정도는, 화소 영역마다 크게 상이하다. 이 때문에, 상기의 방법을 사용해도, 화소 영역의 경계에서 휘도차가 발생하여, 표시 화상의 화질이 저하된다.
그 때문에, 본 발명은 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 국면은, 전류 구동형의 표시 장치로서,
표시 소자와, 상기 표시 소자와 직렬로 설치되며, 상기 표시 소자에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자를 포함하고, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소와,
상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않고 상기 화소의 외부로 출력된 전류를 측정하는 전류 측정 회로와,
상기 전류 측정 회로에 의한 전류 측정 결과에 기초하여, 영상 신호를 보정하는 보정 연산부와,
상기 화소에 대하여 보정 후의 영상 신호에 따른 전압을 기입하는 구동 회로를 구비하고,
상기 보정 연산부는,
상기 전류 측정 결과에 기초하여, 상기 표시 소자의 발광 전류 효율을 화소마다 구하는 발광 전류 효율 산출부와,
상기 전류 측정 결과와 상기 발광 전류 효율에 기초하여, 상기 영상 신호에 대하여 화소마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정을 행하는 제1 보정부와,
상기 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 화소마다 구하는 제2 보정부를 포함하고,
상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호와 상기 제2 보정부에서 구한 보정항에 기초하여, 상기 보정 후의 영상 신호를 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 국면은, 본 발명의 제1 국면에 있어서,
상기 제2 보정부는, 화소마다, 당해 화소와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율의 변화율의 평균값을 구하고, 상기 평균값에 기초하여 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 국면은, 본 발명의 제2 국면에 있어서,
상기 제2 보정부는, 화소마다, 1로부터 상기 평균값을 감산한 값에 계수를 승산함으로써, 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 국면은, 본 발명의 제3 국면에 있어서,
상기 제2 보정부는, i행 j열째의 화소 Pij의 발광 전류 효율을 ηij, 발광 전류 효율의 변화율의 증감량에 기초하여 계조 전압의 증감량을 구하기 위한 계수를 δ로 하였을 때, 화소 Pij를 중심으로 하여 수평 방향으로 ±p 화소, 수직 방향으로 ±q 화소의 범위 내에 있는 화소를 근방 화소로 하여, 다음 식 (a)로 나타내는 보정항을 구하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00001
본 발명의 제5 국면은, 본 발명의 제4 국면에 있어서,
상기 제1 보정부는, 보정 전의 영상 신호에 따른 계조 전압을 Vg0, 이상 화소 내의 구동 소자의 역치 전압을 Vth0, 이상 화소 내의 구동 소자의 전류 계수를 β0, 이상 화소 내의 표시 소자의 발광 전류 효율을 η0, 화소 Pij 내의 구동 소자의 역치 전압을 Vthij, 화소 Pij 내의 구동 소자의 전류 계수를 βij, 상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않는 전류의 측정 결과에 기초하여, 상기 구동 소자와 상기 표시 소자를 직렬로 접속한 경우의 전류를 구하기 위한 계수를 α, 계조 전압의 오프셋을 Vofs로 하였을 때, 다음 식 (b)로 나타내는 연산을 행하고,
상기 보정 연산부는, 상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호에 상기 제2 보정부에서 구한 보정항을 가산함으로써, 상기 보정 후의 영상 신호를 구하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00002
본 발명의 제6 국면은, 본 발명의 제1 국면에 있어서,
상기 보정 연산부는, 상기 발광 전류 효율 산출부에서 구한 발광 전류 효율을 화소마다 기억하는 발광 전류 효율 기억부를 더 포함하고,
상기 제2 보정부는, 상기 발광 전류 효율 기억부에 기억된 발광 전류 효율에 기초하여, 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7 국면은, 본 발명의 제1 국면에 있어서,
상기 보정 연산부는,
상기 전류 측정 결과에 기초하여 화소마다, 초기 상태의 전류에 대한 비인 초기 전류비를 구하는 초기 전류비 산출부와,
초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억한 테이블을 더 포함하고,
상기 발광 전류 효율 산출부는, 상기 초기 전류비 산출부에서 구한 초기 전류비를 사용하여 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 발광 전류 효율을 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8 국면은, 본 발명의 제7 국면에 있어서,
상기 테이블은, 온도와 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억하고 있고,
상기 발광 전류 효율 산출부는, 측정된 동작 온도와 상기 초기 전류비 산출부에서 구한 초기 전류비를 사용하여 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 발광 전류 효율을 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제9 국면은, 본 발명의 제1 국면에 있어서,
상기 보정 연산부는, 상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호에 상기 제2 보정부에서 구한 보정항을 가산하는 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제10 국면은, 표시 소자와, 상기 표시 소자와 직렬로 설치되며, 상기 표시 소자에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자를 포함하고, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖는 전류 구동형의 표시 장치의 구동 방법으로서,
상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않고 상기 화소의 외부로 출력된 전류를 측정하는 스텝과,
전류 측정 결과에 기초하여, 상기 표시 소자의 발광 전류 효율을 화소마다 구하는 스텝과,
상기 전류 측정 결과와 상기 발광 전류 효율에 기초하여, 영상 신호에 대하여 화소마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정을 행하는 제1 보정 스텝과,
상기 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 화소마다 구하는 제2 보정 스텝과,
상기 제1 보정 스텝에서 보정한 영상 신호와 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정항에 기초하여, 보정 후의 영상 신호를 구하는 스텝과,
상기 화소에 대하여 상기 보정 후의 영상 신호에 따른 전압을 기입하는 스텝을 구비한다.
본 발명의 제1 또는 제10 국면에 따르면, 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 구하고, 구한 보정항을 사용하여 영상 신호를 보정함으로써, 화소 영역 간에서 발광 전류 효율에 차이가 있는 경우라도, 그 차이를 보상하여, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감할 수 있다.
본 발명의 제2 또는 제3 국면에 따르면, 화소와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율의 변화율의 평균값에 기초하여 보정항을 구함으로써, 화소 영역 간의 발광 전류 효율의 차이를 보상하는 보정항을 구할 수 있다.
본 발명의 제4 국면에 따르면, 식 (a)에 따라서, 화소 영역 간의 발광 전류 효율의 차이를 보상하는 보정항을 구할 수 있다.
본 발명의 제5 국면에 따르면, 식 (a) 및 (b)에 따라서, 보정 후의 영상 신호를 구할 수 있다.
본 발명의 제6 국면에 따르면, 발광 전류 효율을 화소마다 기억하는 발광 전류 효율 기억부를 사용하여, 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하는 보정항을 용이하게 구할 수 있다.
본 발명의 제7 국면에 따르면, 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억한 테이블을 사용하여, 초기 전류비에 기초하여 발광 전류 효율을 용이하게 구할 수 있다.
본 발명의 제8 국면에 따르면, 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계가 온도에 따라서 변화되는 경우라도, 동작 온도와 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억한 테이블을 사용하여, 동작 온도에 따른 발광 전류 효율을 구할 수 있다.
본 발명의 제9 국면에 따르면, 가산기를 사용하여, 제1 보정부에서 보정한 영상 신호에 제2 보정부에서 구한 보정항을 가산한 보정 후의 영상 신호를 구할 수 있다.
도 1은 유기 EL 소자를 포함하는 화소의 발광 시의 등가 회로도이다.
도 2는 흑색을 표시하는 화소와 백색을 표시하는 화소를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 화소의 전압-전류 특성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 화소의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시한 화소에 대하여 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시한 표시 장치에 포함되는 화소의 회로도이다.
도 8은 도 7에 도시한 화소의 타이밍차트이다.
도 9는 도 6에 도시한 표시 장치의 보정 연산부의 상세를 도시하는 블록도이다.
도 10a는 인접하는 2개의 화소 영역을 도시하는 도면이다.
도 10b는 도 10a에 도시한 화소 영역에 포함되는 특정 행의 화소 내의 구동용 TFT의 역치 전압을 도시하는 도면이다.
도 10c는 도 10a에 도시한 화소 영역에 포함되는 특정 행의 화소 내의 유기 EL 소자의 발광 전류 효율을 도시하는 도면이다.
도 10d는 비교예에 따른 표시 장치에 대하여, 도 10a에 도시한 화소 영역에 포함되는 특정 행의 화소의 휘도를 도시하는 도면이다.
도 10e는 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치에 대하여, 도 10a에 도시한 화소 영역에 포함되는 특정 행의 화소의 휘도를 도시하는 도면이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치를 설명하기 전에, 도 1∼도 5를 참조하여, 본 발명을 유도하기 위한 기초 검토에 대하여 설명한다. 도 1은 유기 EL 소자를 포함하는 화소의 발광 시의 등가 회로도이다. 도 1에 도시한 회로는, 유기 EL 소자 L1과 구동용 TFT : Q1을 포함하고 있다. 유기 EL 소자 L1은, 통과하는 전류의 양에 따른 휘도로 발광하는 자발광형의 표시 소자이다. 구동용 TFT : Q1은, 유기 EL 소자 L1과 직렬로 접속되고, 유기 EL 소자 L1에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자이다.
구동용 TFT : Q1은 N채널형 트랜지스터이다. 구동용 TFT : Q1의 드레인 단자에는 하이 레벨 전원 전압 Van이 인가된다. 구동용 TFT : Q1의 소스 단자는 유기 EL 소자 L1의 애노드 단자에 접속된다. 유기 EL 소자 L1의 캐소드 단자에는 로우 레벨 전원 전압 Vca가 인가된다. 구동용 TFT : Q1의 게이트 단자에는 게이트 전압 Vg가 인가된다.
유기 EL 소자 L1의 애노드 전압(구동용 TFT : Q1의 소스 전압과 동등함)을 Voled, 구동용 TFT : Q1의 역치 전압을 Vth, 유기 EL 소자 L1의 발광 역치 전압을 Vtho라 한다. 또한, 유기 EL 소자 L1의 발광 시에 구동용 TFT : Q1을 흐르는 전류를 Ids, 유기 EL 소자 L1을 흐르는 전류를 Ioled라 한다. 도 1에 도시한 회로에서는, 구동용 TFT : Q1을 흐르는 전류의 거의 모두가 유기 EL 소자 L1을 흐르므로, Ids=Ioled로 생각해도 된다. 이하, 이와 같이 발광 시에 흐르는 전류를 화소 전류라 한다. 화소 전류 Ids는 구동용 TFT : Q1의 게이트-소스간 전압 Vgs(=Vg-Voled)에 따라서 변화된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 발광 시에 등가적으로 도 1에 도시한 회로로 되는 2개의 화소 Pb, Pw가 있고, 초기 상태로부터 소정 시간(이하, 시간 T라 함) 경과할 때까지의 동안, 화소 Pb는 흑색을 표시하고, 화소 Pw는 백색을 표시한 것으로 한다. 도 3은 화소 Pb, Pw에 대하여 초기 상태 및 시간 T 경과 후의 전압-전류 특성을 도시하는 도면이다. 도 3에 있어서, 횡축은 게이트 전압 Vg를 나타내고, 종축은 화소 전류 Ids를 나타낸다. 또한, 화소 전류 Ids는, 초기 상태에서 Vg=6.0V일 때의 레벨을 1.0으로 하여 정규화되어 있다.
도 3에 도시한 예에서는, 초기 상태의 화소 Pb, Pw에서는, Vth=2.0V, Vtho=3.0V이다. 시간 T 경과 후의 화소 Pb에서는 Vth=2.5V, Vtho=3.2V이다. 시간 T 경과 후의 화소 Pw에서는 Vth=3.0V, Vtho=3.4V이다. 또한, 이들 값은, 도 3으로부터 직접 판독할 수 있는 것은 아니다. 구동용 TFT : Q1의 역치 전압 Vth와 유기 EL 소자 L1의 발광 역치 전압 Vtho는, 흑색을 표시한 화소 Pb보다도 백색을 표시한 화소 Pw에 있어서 크게 변화된다.
유기 EL 표시 장치는, 시간 T 경과 후의 화소 전류 Ids가 초기 상태의 화소 전류와 일치하도록 게이트 전압 Vg를 설정한다. 도 3에 도시한 예에서는, 화소 전류 Ids가 1.0으로 되는 게이트 전압 Vg는, 시간 T 경과 후의 화소 Pb에서는 6.7V, 시간 T 경과 후의 화소 Pw에서는 7.4V이다. 이 때문에, 시간 T 경과 후의 게이트 전압 Vg는, 화소 Pb에서는 6.7V로, 화소 Pw에서는 7.4V로 설정된다.
도 4는 화소 Pb, Pw에 대하여 초기 상태 및 시간 T 경과 후의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면이다. 도 4에 있어서, 횡축은 게이트 전압 Vg를 나타내고, 종축은 화소의 휘도 L을 나타낸다. 상기의 방법에 의해 게이트 전압 Vg를 설정한 경우, 시간 T 경과 후의 화소 Pb의 휘도는, 초기 상태와 동일하게 1.0으로 된다. 한편, 시간 T 경과 후의 화소 Pw의 휘도는 0.9로 되어, 화소 Pb의 휘도보다도 10％ 낮아진다. 시간 T 경과 후의 화소 Pb, Pw의 휘도에 차이가 발생하는 이유는, 화소 Pw에서는 화소 Pb보다도 유기 EL 소자 L1에 많은 전류가 흘러, 유기 EL 소자 L1의 발광 전류 효율이 크게 열화되었기 때문이다.
유기 EL 표시 장치의 표시 화면에 있어서 화소의 휘도에 10％ 정도 이하의 편차가 랜덤하게 발생해도, 관측자는 인접하는 2개의 화소의 휘도차를 거의 인식할 수 없으므로, 표시 화상의 화질 저하는 문제로 되지 않는다. 그러나, 흑색을 표시하는 화소 영역 Ab와 백색을 표시하는 화소 영역 Aw가 인접하고 있는 경우, 화소 영역 Aw에서는 화소 영역 Ab보다도 화소 내의 유기 EL 소자 L1의 발광 전류 효율이 크게 열화되므로, 관측자는 화소 영역 Ab, Aw의 경계에서 휘도차를 인식하는 경우가 있다. 화소 영역 Ab, Aw가 어느 정도 이상의 크기를 갖고, 화소 영역 Ab의 평균 휘도와 화소 영역 Aw의 평균 휘도 사이에 2％ 이상의 차이가 있는 경우, 관측자는 화소 영역 Ab, Aw의 경계에서 휘도차를 인식한다. 휘도차는, 예를 들어 체커 패턴이나 웹 콘텐츠 등의 화상을 장시간에 걸쳐 표시한 경우에 발생하기 쉽다.
도 3 및 도 4에 도시한 특성을 갖는 화소를 구비한 유기 EL 표시 장치에 있어서, 시간 T 경과 후에, 화소 영역 Ab 내의 화소에서는 게이트 전압 Vg를 6.7V로, 화소 영역 Aw 내의 화소에서는 게이트 전압 Vg를 7.4V로 설정한 경우, 화소 영역 Ab, Aw의 경계에 있어서 10％의 휘도차가 발생한다. 이 경우, 화소 영역 Aw 내의 화소에서는 게이트 전압 Vg를 7.7V로 설정하면, 화소 영역 Ab, Aw의 경계에 있어서의 휘도차는 거의 제로로 된다.
일반적으로 유기 EL 표시 장치에서는, 발광 시간이 길고, 발광 휘도가 높은 화소일수록, 유기 EL 소자의 특성과 구동용 TFT의 특성은 크게 열화된다. 또한, 유기 EL 표시 장치의 화소에서는, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η 사이에 일정한 관계가 있다. 도 5는 도 1에 도시한 화소에 대하여 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η의 관계를 도시하는 도면이다. 여기서, 발광 전류 효율 η란, 유기 EL 소자의 휘도를 유기 EL 소자를 흐르는 전류의 밀도로 나눈 값을 말한다. 초기 전류비 K란, 구동용 TFT의 게이트 단자에 소정의 전압을 인가하였을 때의 화소 전류를, 초기 상태에서 구동용 TFT의 게이트 단자에 동일한 전압을 인가하였을 때의 화소 전류로 나눈 값을 말한다. 예를 들어, 도 1에 도시한 화소에 대해서는, 초기 상태에서 화소 전류 I0을 흘리기 위해 필요한 게이트 전압을 Vg0, 시간 T 경과 후에 게이트 전압을 Vg0으로 설정하였을 때의 화소 전류를 I1이라 하였을 때, K=I1/I0으로 주어진다.
유기 EL 표시 장치에 있어서 고화질 표시를 행하기 위해서는, 유기 EL 소자의 발광 전류 효율 η의 변동을 보상할 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η 사이에는 일정한 관계가 있다. 따라서 본 발명에서는, 화소(18)에 측정용 전압을 기입하였을 때에, 구동용 TFT : Q1을 통과하고, 유기 EL 소자 : L1을 통과하지 않고 화소의 외부로 출력된 전류(이하, 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류라 함)를 측정하여 초기 전류비 K를 구하고, 구한 초기 전류비 K에 기초하여 발광 전류 효율 η를 구한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 후술하는 바와 같이, 룩업 테이블을 참조하여 드레인 전류의 변화율에 기초하여 발광 전류 효율 η를 구함으로써, 유기 EL 소자를 흐르는 전류를 측정하지 않고 영상 신호를 보정할 수 있다. 또한, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감하기 위해, 본 발명에서는 발광 전류 효율 η의 2차원 분포에 기초하여 영상 신호를 보정한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감하여, 고화질 표시를 행할 수 있다.
이하, 도 6∼도 9를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 6에 도시한 표시 장치(10)는 표시부(11), 표시 제어 회로(12), 주사선 구동 회로(13), 데이터선 구동/전류 측정 회로(14), A/D 변환기(15), 온도 센서(16) 및 보정 연산부(17)를 구비한 전류 구동형의 유기 EL 표시 장치이다. 이하, m 및 n은 2 이상의 정수, i는 1 이상 m 이하의 정수, j는 1 이상 n 이하의 정수인 것으로 한다.
표시부(11)는 2m개의 주사선 GA1∼GAm, GB1∼GBm, n개의 데이터선 S1∼Sn, 및, (m×n)개의 화소(18)를 포함하고 있다. 주사선 GA1∼GAm, GB1∼GBm은 서로 평행하게 배치된다. 데이터선 S1∼Sn은, 서로 평행하게 또한 주사선 GA1∼GAm, GB1∼GBm과 직교하도록 배치된다. 주사선 GA1∼GAm과 데이터선 S1∼Sn은 (m×n)개소에서 교차한다. (m×n)개의 화소(18)는 주사선 GA1∼GAm과 데이터선 S1∼Sn의 교점에 대응하여 2차원 형상으로 배치된다. 화소(18)에는, 도시하지 않은 전극을 사용하여 하이 레벨 전원 전압 Van과 로우 레벨 전원 전압 Vca가 공급된다.
표시 장치(10)에서는, 1프레임 기간은, m개의 라인 기간을 포함하는 영상 신호 기간과 수직 귀선 기간으로 분할된다. 표시 제어 회로(12)는 표시 장치(10)의 제어 회로이다. 표시 제어 회로(12)는 주사선 구동 회로(13)에 대하여 제어 신호 C1을 출력하고, 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)에 대하여 제어 신호 C2를 출력하고, 보정 연산부(17)에 대하여 영상 신호 D1을 출력한다.
주사선 구동 회로(13)는 제어 신호 C1에 따라서, 주사선 GA1∼GAm, GB1∼GBm을 구동한다. 보다 상세하게는, 주사선 구동 회로(13)는 i번째의 라인 기간에서는 주사선 GAi의 전압을 하이 레벨(선택 레벨)로, 다른 주사선의 전압을 로우 레벨(비선택 레벨)로 제어한다. 주사선 구동 회로(13)는 수직 귀선 기간에서는 주사선 GA1∼GAm, GB1∼GBm 중으로부터 1쌍의 주사선 GAi, GBi를 선택하고, 선택한 주사선 GAi, GBi의 전압을 소정 시간씩 순서대로 하이 레벨로 제어하고, 다른 주사선의 전압을 로우 레벨로 제어한다. 수직 귀선 기간에서 선택되는 주사선 GAi, GBi는 2프레임 기간마다 전환된다.
데이터선 구동/전류 측정 회로(14)에는, 제어 신호 C2와, 보정 연산부(17)로부터 출력된 보정 후의 영상 신호 D2가 공급된다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 데이터선 S1∼Sn을 구동하는 기능과, 1행분의 화소(18)(n개의 화소(18))로부터 데이터선 S1∼Sn에 출력된 전류를 측정하는 기능을 갖는다. 보다 상세하게는, 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 영상 신호 기간에서는 제어 신호 C2에 따라서, 영상 신호 D2에 따른 n개의 데이터 전압을 데이터선 S1∼Sn에 각각 인가한다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 수직 귀선 기간에서는 제어 신호 C2에 따라서, n개의 측정용 전압을 데이터선 S1∼Sn에 각각 인가하고, 그때에 1행분의 화소(18)로부터 데이터선 S1∼Sn에 출력된 n개의 전류를 각각 전압으로 변환하여 출력한다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 화소에 대하여 보정 후의 영상 신호에 따른 전압을 기입하는 구동 회로로서 기능함과 함께, 구동 소자를 통과한 전류를 측정하는 전류 측정 회로로서도 기능한다.
A/D 변환기(15)는 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)의 출력 전압을 디지털의 전류 측정 데이터 E1로 변환한다. 온도 센서(16)는 표시 장치(10)의 동작 온도 Temp를 측정한다. 보정 연산부(17)는 수직 귀선 기간에서는, A/D 변환기(15)로부터 출력되는 전류 측정 데이터 E1과 온도 센서(16)에 의해 검지된 동작 온도 Temp에 기초하여, 영상 신호 D1의 보정에 필요한 데이터(이하, 보정용 데이터라 함)를 구한다. 보정 연산부(17)는 영상 신호 기간에서는, 수직 귀선 기간에서 구한 보정용 데이터를 참조하여, 표시 제어 회로(12)로부터 출력된 영상 신호 D1을 보정하고, 보정 후의 영상 신호 D2를 출력한다.
이하, i행 j열째의 화소(18)를 Pij라 한다. 도 7은 화소 Pij의 회로도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 화소 Pij는 유기 EL 소자 L1, 구동용 TFT : Q1, 기입용 TFT : Q2, 판독용 TFT : Q3 및 콘덴서 C1을 포함하고, 주사선 GAi, GBi와 데이터선 Sj에 접속된다.
3개의 TFT : Q1∼Q3은 N채널형 트랜지스터이다. 구동용 TFT : Q1의 드레인 단자에는 하이 레벨 전원 전압 Van이 인가된다. 구동용 TFT : Q1의 소스 단자는, 유기 EL 소자 L1의 애노드 단자에 접속된다. 유기 EL 소자 L1의 캐소드 단자에는, 로우 레벨 전원 전압 Vca가 인가된다. 기입용 TFT : Q2와 판독용 TFT : Q3의 한쪽의 도통 단자(도 7에서는 좌측의 단자)는 데이터선 Sj에 접속된다. 기입용 TFT : Q2의 다른 쪽의 도통 단자는 구동용 TFT : Q1의 게이트 단자에 접속되고, 판독용 TFT : Q3의 다른 쪽의 도통 단자는 구동용 TFT : Q1의 소스 단자와 유기 EL 소자 L1의 애노드 단자에 접속된다. 기입용 TFT : Q2의 게이트 단자는 주사선 GAi에 접속되고, 판독용 TFT : Q3의 게이트 단자는 주사선 GBi에 접속된다. 콘덴서 C1은 구동용 TFT : Q1의 게이트 단자와 드레인 단자 사이에 설치된다.
도 8은 화소 Pij의 타이밍차트이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 영상 신호 기간 내의 i번째의 라인 기간 Ti에서는, 주사선 GAi의 전압은 하이 레벨로 되고, 주사선 GBi의 전압은 로우 레벨로 되고, 데이터선 Sj에는 데이터 전압 VDij가 인가된다. 라인 기간 Ti에서는, 기입용 TFT : Q2는 온하고, 판독용 TFT : Q3은 오프하여, 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압 Vg는 데이터 전압 VDij와 동등하게 된다. 라인 기간 Ti의 종료 시에 주사선 GAi의 전압은 로우 레벨로 변화되고, 이것에 수반하여 기입용 TFT : Q2는 오프한다. 이 이후, 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압 Vg는, 콘덴서 C1의 작용에 의해 유지된다. 또한, 구동용 TFT : Q1과 유기 EL 소자 L1에는 구동용 TFT : Q1의 게이트-소스간 전압 Vgs에 따른 양의 화소 전류 Ids가 흐르고, 유기 EL 소자 L1은 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압 Vg에 따른 휘도로 발광한다.
주사선 GAi, GBi가 선택된 수직 귀선 기간에는, 도 8에 도시한 2개의 기간 Ta, Tb가 설정된다. 기간 Ta에서는, 주사선 GAi의 전압은 하이 레벨로 되고, 주사선 GBi의 전압은 로우 레벨로 되고, 데이터선 Sj에는 측정용 전압 VMij가 인가된다. 기간 Ta에서는, 기입용 TFT : Q2는 온하고, 판독용 TFT : Q3은 오프하여, 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압 Vg는 측정용 전압 VMij와 동등하게 된다. 기간 Tb에서는, 주사선 GAi의 전압은 로우 레벨로 되고, 주사선 GBi의 전압은 하이 레벨로 된다. 기간 Tb에서는, 구동용 TFT : Q1과 판독용 TFT : Q3은 온하고, 기입용 TFT : Q2는 오프한다. 이때 구동용 TFT : Q1을 통과한 전류는, 판독용 TFT : Q3을 경유하여 데이터선 Sj에 흐른다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 기간 Tb에 있어서 데이터선 Sj에 출력된 전류를 전압으로 변환하여 출력한다.
이하, 표시 장치(10)에 있어서의 영상 신호 D1의 보정에 대하여 설명한다. 표시 장치(10)에서는, 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 표시부(11)에 포함되는 (m×n)개의 화소(18)에 대하여, 측정용 전압 VM을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 측정한다. A/D 변환기(15)는 측정된 전류를 디지털값으로 변환한다. 보정 연산부(17)는 A/D 변환기(15)에서 구한 디지털값에 기초하여, (m×n)개의 화소(18)에 대하여 초기 전류비 K를 구하고, 초기 전류비 K에 기초하여 발광 전류 효율 η를 구한다. 또한, 보정 연산부(17)는 발광 전류 효율 η의 2차원 분포에 기초하여, 영상 신호 D1을 보정한다.
먼저, 초기 전류비 K를 구하는 방법을 설명한다. 표시 장치(10)가 최초로 동작할 때에(또는, 표시 장치(10)의 공장 출하 전에), 화소(18)에 기입하는 전압을 순서대로 전환하면서 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 측정함으로써, 각 화소(18)에 대하여, 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류가 소정값 I0으로 되는 초기 계조값 Z를 구한다. (m×n)개의 초기 계조값 Z는, 보정 연산부(17)의 내부에 기억된다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 표시 장치(10)의 동작 중에 수직 귀선 기간에 있어서, 각 화소(18)에 대하여, 제1 측정용 전압 VM1을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류와, 제2 측정용 전압 VM2를 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 측정한다. 보정 연산부(17)는 각 화소(18)에 대하여, 2개의 전류 측정 결과에 기초하여 보간 연산 등에 의해, 초기 계조값 Z에 따른 전압을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류의 양을 구하고, 구한 드레인 전류의 양을 값 I0으로 나눔으로써, 화소(18)의 초기 전류비 K를 구한다.
또는, 표시 장치(10)가 최초로 동작할 때에(또는, 표시 장치(10)의 공장 출하 전에), 화소(18)에 소정의 초기 전압을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 측정함으로써, 각 화소(18)에 대하여 초기 전류값 Y를 구한다. (m×n)개의 초기 전류값 Y는, 보정 연산부(17)의 내부에 기억된다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 상기와 마찬가지의 방법에 의해, 각 화소(18)에 대하여 2개의 전류 측정 결과를 구한다. 보정 연산부(17)는 각 화소(18)에 대하여, 2개의 전류 측정 결과에 기초하여 보간 연산 등에 의해, 초기 전압을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류의 양을 구하고, 구한 드레인 전류의 양을 초기 전류값 Y로 나눔으로써, 화소(18)의 초기 전류비 K를 구한다.
다음에, 발광 전류 효율 η를 구하는 방법을 설명한다. 상술한 바와 같이, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η 사이에는, 예를 들어 도 5에 도시한 관계가 있다. 또한, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η 사이의 관계는, 온도에 따라서 변화된다. 따라서 보정 연산부(17)는 복수의 동작 온도 Temp에 대하여, 초기 전류비 K에 대응지어 발광 전류 효율 η를 기억한 룩업 테이블(Look Up Table : 이하, LUT라 함)을 포함하고 있다. 보정 연산부(17)는 각 화소(18)에 대하여, 초기 전류비 K와 온도 센서(16)에 의해 측정한 동작 온도 Temp를 사용하여 LUT를 참조함으로써, 화소(18)의 발광 전류 효율 η를 구한다. (m×n)개의 발광 전류 효율 η는 보정 연산부(17)의 내부에 기억된다.
다음에, 영상 신호 D1의 보정에 대하여 설명한다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 각 화소(18)에 대하여, 제1 측정용 전압 VM1을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류와, 제2 측정용 전압 VM2를 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 측정한다. 보정 연산부(17)는 각 화소(18)에 대하여, 2개의 전류 측정 결과에 기초하여, 구동용 TFT : Q1의 역치 전압 Vth와 전류 계수(게인) β를 구한다. 보정 연산부(17)는 2개의 전류 측정 결과를 포함하고, 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 미지수로 하는 연립 방정식을 풂으로써, 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 구해도 된다. 또는, 보정 연산부(17)는 전류 측정 결과에 따라서 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 소정량만큼 증가 또는 감소시키는 처리를 반복하여 행함으로써, 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 구해도 된다.
보정 연산부(17)는 각 화소(18)에 대하여 구한 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 사용하여, 영상 신호 D1에 포함되는 화소(18)에 관한 데이터를 보정한다. 또한, 보정 연산부(17)는 화소(18)와 복수의 근방 화소에 대하여, 화소(18)와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율 η의 변화율의 평균값을 구하고, 구한 평균값에 기초하여, 영상 신호 D1에 포함되는 화소(18)에 관한 데이터의 보정항을 구한다. 보정 연산부(17)는 역치 전압 Vth와 전류 계수 β를 사용하여 보정된 데이터에 대하여 보정항을 가산함으로써, 보정 후의 영상 신호 D2에 포함되는 화소(18)에 관한 데이터를 구한다.
이하, 보정 연산부(17)에 있어서의 처리를 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는, 이상의 특성을 갖는 가상적인 화소를 이상 화소 P0이라 하고, 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압을 Vthij, 전류 계수를 βij라 한다. 보정 연산부(17)는 화소 Pij를 흐르는 화소 전류가 이상 화소 P0을 흐르는 화소 전류 I0과 동등하게 되도록, 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압 Vgij를 결정한다. 이때, 다음 식 (1)이 성립한다.
Figure pct00003
식 (1)을 Vgij에 대하여 풀고, 오프셋 Vofs를 고려하면, 다음 식 (2)가 유도된다.
Figure pct00004
이상 화소 P0과 화소 Pij에서는, 구동용 TFT : Q1의 역치 전압은 상이하다. 또한, 구동용 TFT : Q1이 받는 전류 전압 스트레스는, 역치 전압의 레벨에 따라서 상이하다. 이 때문에, 이상 화소 P0과 화소 Pij에 동일한 전류 스트레스를 준 경우, 이상 화소 P0과 화소 Pij에서는 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 변동량은 상이하다.
초기 상태로부터 시간 T만큼 경과하였을 때에, 이상 화소 P0 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압은 Vth0으로부터 Vth0'로 변화되고, 전류 계수는 β0으로부터 β0'로 변화되고, 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압을 Vg0으로 설정하였을 때의 화소 전류는 I0으로부터 I0'로 변화된 것으로 한다. 이때, 다음 식 (3a), (3b)가 성립한다.
Figure pct00005
ΔVth0=Vth0'-Vth0으로 두면, 식 (3a), (3b)로부터 다음 식 (4)가 유도된다. 식 (4)는 전류 전압 스트레스를 받았을 때의 이상 화소 P0 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 변동량을 나타낸다.
Figure pct00006
단, 식 (4)에 포함되는 a0, A0 및 B0은 이하의 식에 의해 주어진다.
Figure pct00007
또한, 초기 상태로부터 시간 T만큼 경과하였을 때에, 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압은 Vthij로부터 Vthij'로 변화되고, 전류 계수는 βij로부터 βij'로 변화되고, 구동용 TFT : Q1의 게이트 전압을 Vg0으로 설정하였을 때의 화소 전류는 Iij로부터 Iij'로 변화된 것으로 한다. 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 변동량 ΔVthij는, 상기와 마찬가지로, 다음 식 (5)에 의해 주어진다.
Figure pct00008
단, 식 (5)에 포함되는 aij, Aij 및 Bij는 이하의 식에 의해 주어진다.
Figure pct00009
이상 화소 P0 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 변동량 ΔVth0과, 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 변동량 ΔVthij는, 동일한 전류가 흐른 유기 EL 소자 L1의 발광 전류 효율 η에 대응한다. 따라서, ΔVth0=ΔVthij로 하여, A0에 대하여 풀면, 다음 식 (6a)가 유도된다.
Figure pct00010
또한, 전류 계수 β의 변동을 무시해도 되는 경우에는, 식 (6a)에 있어서 B0=Bij=1로 두면, 다음 식 (6b)가 유도된다.
Figure pct00011
식 (6a) 또는 (6b)에서 구한 값 A0을 사용하여, 초기 전류비 K의 값에 대응지어 발광 전류 효율 η를 기억한 LUT를 참조함으로써, 화소 Pij의 발광 전류 효율 ηij를 구할 수 있다.
보정 연산부(17)는 다음 식 (7)에 따라서 영상 신호 D1을 보정한다.
Figure pct00012
식 (7)의 제1항은, 이상 화소 P0과 화소 Pij 간의 구동용 TFT : Q1의 특성(역치 전압과 전류 계수) 및 발광 전류 효율 η의 차이에 기초하는 계조 전압의 보정항이며, 다음 식 (8)에 의해 주어진다. 식 (7)의 제2항은, 발광 전류 효율 η의 2차원 분포에 기초하는 계조 전압의 보정항이며, 다음 식 (9)에 의해 주어진다. 이와 같이 식 (7)의 제1항은 개개의 화소의 특성을 고려한 보정항이며, 식 (7)의 제2항은 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율 η의 차이를 고려한 보정항이다.
Figure pct00013
또한, 식 (8)에 포함되는 α는, 구동용 TFT : Q1이 단독으로 존재하는 경우의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류에 기초하여, 구동용 TFT : Q1과 유기 EL 소자 L1을 직렬로 접속한 경우의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 구하기 위한 계수이다. 바꾸어 말하면, α는 구동 소자를 통과하고, 표시 소자를 통과하지 않는 전류의 측정 결과에 기초하여, 구동 소자와 표시 소자를 직렬로 접속한 경우의 전류를 구하기 위한 계수이다. 식 (9)에 포함되는 p 및 q는 1 이상의 정수이다. 식 (9)에 포함되는 δ는, 발광 전류 효율 η의 변화율의 증감량에 기초하여, 계조 전압의 증감량을 구하기 위한 계수이다. 계수 δ는 동작 온도 Temp에 따라서 변화되어도 된다.
식 (9)에서는, 화소 Pij를 중심으로 하여 수평 방향으로 ±p 화소, 수직 방향으로 ±q 화소의 범위 내에 있는 {(2p+1)×(2q+1)}개의 근방 화소에 대하여, 화소 Pij와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율 η의 변화율의 평균값을 구하고, 1로부터 평균값을 빼어 계수 δ를 승산함으로써, 계조 전압의 보정항을 구한다. 식 (9)로 나타내는 보정항을 사용함으로써, 인접하는 화소 영역 간에서 화소 내의 소자의 특성에 차이가 있는 경우에, 유기 EL 소자 L1의 발광 전류 효율 η에 차이가 있다고 판단하여, 보정 후 휘도의 차이가 작아지도록 영상 신호 D1을 보정할 수 있다.
도 9는 보정 연산부(17)의 상세를 도시하는 블록도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 보정 연산부(17)는 초기값 기억부(21), LUT(22), TFT 특성 산출부(23), TFT 특성 기억부(24), 초기 전류비 산출부(25), 발광 전류 효율 산출부(26), 발광 전류 효율 기억부(27), 제1 보정부(31), 제2 보정부(32) 및 가산기(33)를 포함하고 있다. 보정 연산부(17)에는, 표시 제어 회로(12)로부터 출력된 영상 신호 D1, A/D 변환기(15)로부터 출력된 전류 측정 데이터 E1 및 온도 센서(16)에 의해 검지된 동작 온도 Temp가 입력된다. 보정 연산부(17)는 이들 데이터에 기초하여, 보정 후의 영상 신호 D2를 출력한다.
초기값 기억부(21)는 (m×n)개의 초기 계조값 Z, 또는, (m×n)개의 초기 전류값 Y를 기억한다. 초기값 기억부(21)에 기억되는 초기값은, 표시 장치(10)가 최초로 동작할 때에(또는, 표시 장치(10)의 공장 출하 전에) 설정된다. LUT(22)는, 복수의 동작 온도 Temp에 대하여, 초기 전류비 K에 대응지어 발광 전류 효율 η를 기억한다. LUT(22)는, 예를 들어 최저 동작 온도와 최고 동작 온도 사이의 1℃마다의 동작 온도 Temp에 대하여, 초기 전류비 K에 대응지어 발광 전류 효율 η를 기억한다. LUT(22)의 내용은, 표시 장치(10)의 공장 출하 전에 미리 고정적으로 설정된다.
전류 측정 데이터 E1은, 화소 Pij에 관한 데이터로서, 화소 Pij에 제1 측정용 전압 VM1을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류와, 화소 Pij에 제2 측정용 전압 VM2를 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류를 포함하고 있다. TFT 특성 산출부(23)는 2개의 전류 측정 결과에 기초하여, 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압 Vthij와 전류 계수 βij를 구한다. TFT 특성 산출부(23)는 (m×n)개의 화소(18)에 대하여 상기의 처리를 행함으로써, (m×n)개의 역치 전압 Vth와 (m×n)개의 전류 계수 β를 구한다. TFT 특성 기억부(24)는 TFT 특성 산출부(23)에서 구한 (m×n)개의 역치 전압 Vth와 (m×n)개의 전류 계수 β를 기억한다.
초기 전류비 산출부(25)는 2개의 전류 측정 결과와 초기값 기억부(21)에 기억된 초기값(초기 계조값 Zij 또는 초기 전류값 Yij)에 기초하여, 화소 Pij의 초기 전류비 Kij를 구한다. 초기값 기억부(21)에 초기 계조값 Zij가 기억되어 있는 경우, 초기 전류비 산출부(25)는 2개의 전류 측정 결과에 기초하여 보간 연산에 의해, 초기 계조값 Zij에 따른 전압을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류의 양을 구하고, 구한 드레인 전류의 양을 초기 계조값을 구하였을 때의 드레인 전류의 양으로 나눔으로써, 화소 Pij의 초기 전류비 Kij를 구한다. 초기값 기억부(21)에 초기 전류값 Yij가 기억되어 있는 경우, 초기 전류비 산출부(25)는 2개의 전류 측정 결과에 기초하여 보간 연산에 의해, 초기 전압(초기 전류값 Yij를 구하였을 때의 전압)을 기입하였을 때의 구동용 TFT : Q1의 드레인 전류의 양을 구하고, 구한 드레인 전류의 양을 초기 전류값 Yij로 나눔으로써, 화소 Pij의 초기 전류비 Kij를 구한다.
발광 전류 효율 산출부(26)는 화소 Pij의 초기 전류비 Kij와 온도 센서(16)에 의해 검지한 동작 온도 Temp를 사용하여 LUT(22)를 참조함으로써, 화소 Pij의 발광 전류 효율 ηij를 구한다. 초기 전류비 산출부(25)와 발광 전류 효율 산출부(26)는 (m×n)개의 화소(18)에 대하여 상기의 처리를 행함으로써, (m×n)개의 발광 전류 효율 η를 구한다. 발광 전류 효율 기억부(27)는 발광 전류 효율 산출부(26)에서 구한 (m×n)개의 발광 전류 효율 η를 기억한다.
제1 보정부(31)는 TFT 특성 기억부(24)에 기억된 화소 Pij 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압 Vthij와 전류 계수 βij 및 발광 전류 효율 기억부(27)에 기억된 발광 전류 효율 ηij에 기초하여, 영상 신호 D1에 포함되는 화소 Pij에 관한 데이터에 대하여 식 (8)로 나타내는 연산을 행한다. 제2 보정부(32)는 발광 전류 효율 기억부(27)에 기억된 발광 전류 효율 η에 기초하여 식 (9)에 따라서, 영상 신호 D1에 포함되는 화소 Pij에 관한 데이터의 보정항을 구한다. 가산기(33)는 제1 보정부(31)의 출력에 대하여 제2 보정부(32)에서 구한 보정항을 가산한다. 이에 의해, 영상 신호 D1에 대하여 식 (7)로 나타내는 보정 연산이 행해진다.
가산기(33)의 출력은, 보정 후의 영상 신호 D2로서, 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)에 출력된다. 데이터선 구동/전류 측정 회로(14)는 영상 신호 기간에서는, 데이터선 S1∼Sn에 대하여 보정 후의 영상 신호 D2에 따른 데이터 전압을 인가한다. 화소(18) 내의 유기 EL 소자 L1은, 보정 후의 영상 신호 D2에 따른 휘도로 발광한다.
이하, 도 10a∼도 10e를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)의 효과를 설명한다. 여기에서는 비교예에 따른 표시 장치로서, 식 (7)의 제1항만을 사용하여 영상 신호 D1을 보정하는 표시 장치를 생각한다. 도 10a에 도시한 바와 같이, 2개의 화소 영역 A1, A2가 인접하는 경우에 대하여 검토한다. 화소 영역 A1에 포함되는 화소(18) 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 평균값은 Vth1이고, 화소 영역 A2에 포함되는 화소(18) 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압의 평균값은 Vth2(단, Vth1<Vth2)인 것으로 한다.
화소 영역 A1, A2 내의 어떤 행(이하, 행 R이라 함)에 배치된 화소에 주목한다. 행 R의 화소 내의 구동용 TFT : Q1의 역치 전압 Vth에는, 도 10b에 도시한 편차가 발생한다. 또한, 행 R의 화소 내의 유기 EL 소자 L1의 발광 전류 효율 η에는, 도 10c에 도시한 편차가 발생한다. 또한, 도 10b∼도 10e에 있어서, 횡축은 행 R 내의 수평 방향의 위치를 나타낸다.
도 10d는 비교예에 따른 표시 장치에 있어서의, 행 R의 화소의 휘도 L0을 도시하는 도면이다. 비교예에 따른 표시 장치에서는, 영상 신호 D1은 식 (7)의 제1항만을 사용하여 보정된다. 이 경우, 화소 영역 A2에서는 화소 영역 A1보다도, 전류 측정 결과에 기초하는 발광 전류 효율의 추정값과 실제의 발광 전류 효율의 차이가 커진다. 이 때문에, 화소 영역 A1, A2의 경계에 있어서 휘도차가 발생한다. 또한, 경계로부터 이격된 위치에 발생하는 작은 기복은, 계조 전압의 분해능에 의한 보정 오차에 기초한다.
도 10e는 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 있어서의, 행 R의 화소의 휘도 L을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에서는, 영상 신호 D1은 식 (7)에 따라서, 식 (7)의 제2항도 포함하여 보정된다. 이 경우, 화소의 휘도 L은 화소 영역 A1, A2의 경계 부근에서 매끄럽게 변화된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 화소 영역 A1, A2의 경계에 있어서의 휘도차를 저감할 수 있다.
이상에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)는 표시 소자(유기 EL 소자 L1)와, 표시 소자와 직렬로 설치되며, 표시 소자에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자(구동용 TFT : Q1)를 포함하고, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소(18)와, 구동 소자를 통과하고, 표시 소자를 통과하지 않고, 화소(18)의 외부로 출력된 전류를 측정하는 전류 측정 회로(데이터선 구동/전류 측정 회로(14))와, 전류 측정 회로에 의한 전류 측정 결과에 기초하여, 영상 신호 D1을 보정하는 보정 연산부(17)와, 화소(18)에 대하여 보정 후의 영상 신호 D2에 따른 전압을 기입하는 구동 회로(데이터선 구동/전류 측정 회로(14))를 구비하고 있다. 보정 연산부(17)는 전류 측정 결과(전류 측정 데이터 E1)에 기초하여, 표시 소자의 발광 전류 효율 η를 화소마다 구하는 발광 전류 효율 산출부(26)와, 전류 측정 결과에 기초하여, 영상 신호 D1에 대하여 화소(18)마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정(식 (7)의 제1항의 보정)을 행하는 제1 보정부(31)와, 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항(식 (7)의 제2항)을 화소(18)마다 구하는 제2 보정부(32)를 포함하고, 제1 보정부(31)에서 보정한 영상 신호와 제2 보정부(32)에서 구한 보정항에 기초하여, 보정 후의 영상 신호 D2를 구한다.
본 실시 형태에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 발광 전류 효율 η의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율 η를 고려한 보정항(식 (7)의 제2항)을 구하고, 이 보정항을 사용하여 영상 신호 D1을 보정함으로써, 화소 영역 간에 발광 전류 효율 η에 차이가 있는 경우라도, 그 차이를 보상하여, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감할 수 있다.
또한, 제2 보정부(32)는 화소(18)마다, 당해 화소와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율의 변화율의 평균값을 구하고, 구한 평균값에 기초하여 보정항을 구한다. 특히, 제2 보정부(32)는 화소(18)마다, 1로부터 구한 평균값을 감산한 값에 계수 δ를 승산함으로써, 보정항을 구한다. 이와 같이 화소(18)와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율 η의 변화율의 평균값에 기초하여 보정항을 구함으로써, 화소 영역 간의 발광 전류 효율의 차이를 보상하는 보정항을 구할 수 있다.
또한, 보정 연산부(17)는 발광 전류 효율 산출부(26)에서 구한 발광 전류 효율 η를 화소(18)마다 기억하는 발광 전류 효율 기억부(27)를 더 포함하고, 제2 보정부(32)는 발광 전류 효율 기억부(27)에 기억된 발광 전류 효율 η에 기초하여, 보정항을 구한다. 따라서, 발광 전류 효율 기억부(27)를 사용하여, 발광 전류 효율 η의 2차원 분포에 기초하는 보정항을 용이하게 구할 수 있다.
또한, 보정 연산부(17)는 전류 측정 결과에 기초하여 화소(18)마다, 초기 상태의 전류에 대한 비인 초기 전류비 K를 구하는 초기 전류비 산출부(25)와, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η의 관계를 기억한 테이블(LUT(22))을 포함하고 있다. 발광 전류 효율 산출부(26)는 초기 전류비 산출부(25)에서 구한 초기 전류비 K를 사용하여 테이블을 참조함으로써, 발광 전류 효율 η를 구한다. 따라서, 테이블을 사용하여, 초기 전류비 K에 기초하여 발광 전류 효율 η를 용이하게 구할 수 있다.
또한, 테이블은, 온도와 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억하고 있고, 발광 전류 효율 산출부(26)는 측정된 동작 온도와 초기 전류비 산출부(25)에서 구한 초기 전류비 K를 사용하여 테이블을 참조함으로써, 발광 전류 효율 η를 구한다. 따라서, 초기 전류비 K와 발광 전류 효율 η의 관계가 온도에 따라서 변화되는 경우라도, 테이블을 사용하여, 동작 온도에 따른 발광 전류 효율 η를 구할 수 있다.
또한, 보정 연산부(17)는 제1 보정부(31)에서 보정한 영상 신호에 제2 보정부(32)에서 구한 보정항을 가산하는 가산기(33)를 포함하고 있다. 따라서, 가산기를 사용하여, 제1 보정부(31)에서 보정한 영상 신호에 제2 보정부(32)에서 구한 보정항을 가산한 보정 후의 영상 신호 D2를 구할 수 있다.
또한, 이상에 설명한 표시 장치(10)는 본 발명을 적용한 표시 장치의 일례이다. 본 발명은 구동 소자를 통과한 전류를 화소로부터 판독 가능하게 구성된 표시 장치에 적용할 수 있다. 구동 소자를 통과한 전류는, 데이터선 경유로 판독해도 되고, 전류 측정용의 모니터선 경유로 판독해도 된다. 본 발명은 도 7에 도시한 화소 Pij 대신에, 발광 시에 등가적으로 도 1에 도시한 회로로 되며, 구동용 TFT를 통과한 전류를 판독 가능하게 구성된 임의의 화소를 구비한 표시 장치에도 적용할 수 있다. 본 발명은 도 8에 도시한 타이밍 이외의 타이밍에서 동작하는 표시 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는, 화소 영역의 경계에 있어서의 휘도차를 저감할 수 있다고 하는 특징을 가지므로, 유기 EL 표시 장치 등, 표시 소자와 구동 소자를 포함하는 화소를 구비한 각종 표시 장치에 이용할 수 있다.
10 : 표시 장치
11 : 표시부
12 : 표시 제어 회로
13 : 주사선 구동 회로
14 : 데이터선 구동/전류 측정 회로
15 : A/D 변환기
16 : 온도 센서
17 : 보정 연산부
18 : 화소
21 : 초기값 기억부
22 : LUT
23 : TFT 특성 산출부
24 : TFT 특성 기억부
25 : 초기 전류비 산출부
26 : 발광 전류 효율 산출부
27 : 발광 전류 효율 기억부
31 : 제1 보정부
32 : 제2 보정부
33 : 가산기
L1 : 유기 EL 소자(표시 소자)
Q1 : 구동용 TFT(구동 소자)

Claims (10)

  1. 전류 구동형의 표시 장치로서,
    표시 소자와, 상기 표시 소자와 직렬로 설치되며, 상기 표시 소자에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자를 포함하고, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소와,
    상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않고 상기 화소의 외부로 출력된 전류를 측정하는 전류 측정 회로와,
    상기 전류 측정 회로에 의한 전류 측정 결과에 기초하여, 영상 신호를 보정하는 보정 연산부와,
    상기 화소에 대하여 보정 후의 영상 신호에 따른 전압을 기입하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 보정 연산부는,
    상기 전류 측정 결과에 기초하여, 상기 표시 소자의 발광 전류 효율을 화소마다 구하는 발광 전류 효율 산출부와,
    상기 전류 측정 결과와 상기 발광 전류 효율에 기초하여, 상기 영상 신호에 대하여 화소마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정을 행하는 제1 보정부와,
    상기 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 화소마다 구하는 제2 보정부를 포함하고,
    상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호와 상기 제2 보정부에서 구한 보정항에 기초하여, 상기 보정 후의 영상 신호를 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보정부는, 화소마다, 당해 화소와 근방 화소 사이의 발광 전류 효율의 변화율의 평균값을 구하고, 상기 평균값에 기초하여 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 보정부는, 화소마다, 1로부터 상기 평균값을 감산한 값에 계수를 승산함으로써, 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 보정부는, i행 j열째의 화소 Pij의 발광 전류 효율을 ηij, 발광 전류 효율의 변화율의 증감량에 기초하여 계조 전압의 증감량을 구하기 위한 계수를 δ로 하였을 때, 화소 Pij를 중심으로 하여 수평 방향으로 ±p 화소, 수직 방향으로 ±q 화소의 범위 내에 있는 화소를 근방 화소로 하여, 다음 식 (a)로 나타내는 보정항을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    Figure pct00014
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보정부는, 보정 전의 영상 신호에 따른 계조 전압을 Vg0, 이상 화소 내의 구동 소자의 역치 전압을 Vth0, 이상 화소 내의 구동 소자의 전류 계수를 β0, 이상 화소 내의 표시 소자의 발광 전류 효율을 η0, 화소 Pij 내의 구동 소자의 역치 전압을 Vthij, 화소 Pij 내의 구동 소자의 전류 계수를 βij, 상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않는 전류의 측정 결과에 기초하여, 상기 구동 소자와 상기 표시 소자를 직렬로 접속한 경우의 전류를 구하기 위한 계수를 α, 계조 전압의 오프셋을 Vofs로 하였을 때, 다음 식 (b)로 나타내는 연산을 행하고,
    상기 보정 연산부는, 상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호에 상기 제2 보정부에서 구한 보정항을 가산함으로써, 상기 보정 후의 영상 신호를 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    Figure pct00015
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보정 연산부는, 상기 발광 전류 효율 산출부에서 구한 발광 전류 효율을 화소마다 기억하는 발광 전류 효율 기억부를 더 포함하고,
    상기 제2 보정부는, 상기 발광 전류 효율 기억부에 기억된 발광 전류 효율에 기초하여, 상기 보정항을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보정 연산부는,
    상기 전류 측정 결과에 기초하여 화소마다, 초기 상태의 전류에 대한 비인 초기 전류비를 구하는 초기 전류비 산출부와,
    초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억한 테이블을 더 포함하고,
    상기 발광 전류 효율 산출부는, 상기 초기 전류비 산출부에서 구한 초기 전류비를 사용하여 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 발광 전류 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 테이블은, 온도와 초기 전류비와 발광 전류 효율의 관계를 기억하고 있고,
    상기 발광 전류 효율 산출부는, 측정된 동작 온도와 상기 초기 전류비 산출부에서 구한 초기 전류비를 사용하여 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 발광 전류 효율을 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보정 연산부는, 상기 제1 보정부에서 보정한 영상 신호에 상기 제2 보정부에서 구한 보정항을 가산하는 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 표시 소자와, 상기 표시 소자와 직렬로 설치되며, 상기 표시 소자에 흐르는 전류의 양을 제어하는 구동 소자를 포함하고, 2차원 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖는 전류 구동형의 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 구동 소자를 통과하고, 상기 표시 소자를 통과하지 않고 상기 화소의 외부로 출력된 전류를 측정하는 스텝과,
    전류 측정 결과에 기초하여, 상기 표시 소자의 발광 전류 효율을 화소마다 구하는 스텝과,
    상기 전류 측정 결과와 상기 발광 전류 효율에 기초하여, 영상 신호에 대하여 화소마다, 개개의 화소의 특성을 고려한 보정을 행하는 제1 보정 스텝과,
    상기 발광 전류 효율의 2차원 분포에 기초하여, 근방 화소와의 사이의 발광 전류 효율의 차이를 고려한 보정항을 화소마다 구하는 제2 보정 스텝과,
    상기 제1 보정 스텝에서 보정한 영상 신호와 상기 제2 보정 스텝에서 구한 보정항에 기초하여, 보정 후의 영상 신호를 구하는 스텝과,
    상기 화소에 대하여 상기 보정 후의 영상 신호에 따른 전압을 기입하는 스텝을 구비한 표시 장치의 구동 방법.
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