JP2006017779A - 表示パネルの経時的劣化補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、表示素子の経時的劣化の補正精度の向上化が図れる表示パネルの経時的劣化補正方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては、入力信号積算値が最大となっている画素に対する入力信号と同じ信号を入力させる第３ステップ、任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させるとともに経時劣化測定部以外の画素を黒表示させて、表示パネルに流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点での入力信号積算値の最大値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップを備えている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えば、有機ＥＬディスプレイ等の表示パネルの経時的劣化補正方法に関する。

有機ＥＬディスプレイにおいては、有機ＥＬ素子の発光特性が発光時間の経過によって劣化する。そこで、予め実験等によって得られた有機ＥＬ素子の経時的劣化曲線に基づいて各画素の劣化率を求め、求めた劣化率に基づいて有機ＥＬ素子の劣化を補うように入力映像信号を補正（経時的劣化補正）するといったことが行われている。

しかしながら、従来方法では、実際の使用環境とは異なる環境、実際とは異なる有機ＥＬディスプレイで測定した経時的劣化曲線を用いているため、実際の使用環境では劣化曲線が予め用意していたものと異なり、経時的劣化の補正精度が低いという問題がある。
特開２００２−１７５０４１号公報 特開２００２−２５８７９２号公報 特開２００２−２７８５１３号公報 特開２００２−３０４１５５号公報 特開２００２−３１１８９８号公報

この発明は、表示素子の経時的劣化の補正精度の向上化が図れる表示パネルの経時的劣化補正方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておく第１ステップ、映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては、入力信号積算値が最大となっている画素に対する入力信号と同じ信号を入力させる第３ステップ、任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させるとともに経時劣化測定部以外の画素を黒表示させて、表示パネルに流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点での入力信号積算値の最大値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておくとともに、経時劣化測定部の電極を、経時劣化測定部以外の画素の電極と別個に設けておく第１ステップ、映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては、入力信号積算値が最大となっている画素に対する入力信号と同じ信号を入力させる第３ステップ、任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させて、経時劣化測定部に流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点での入力信号積算値の最大値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップを備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておく第１ステップ、映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては入力信号が取りうる最大値に相当する信号を入力させるとともに、経時的劣化測定部内の１画素に対して入力される信号の積算値を算出する第３ステップ、任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させるとともに経時劣化測定部以外の画素を黒表示させて、表示パネルに流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点において第３ステップで算出されている積算値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップを備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておくとともに、経時劣化測定部の電極を、経時劣化測定部以外の画素の電極と別個に設けておく第１ステップ、映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては入力信号が取りうる最大値に相当する信号を入力させるとともに、経時的劣化測定部内の１画素に対して入力される信号の積算値を算出する第３ステップ、任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させて、経時的劣化測定部に流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点において第３ステップで算出されている積算値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、表示素子の経時的劣化の補正精度の向上化が図れるようになる。

以下、図面を参照して、この発明を有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスを備えた表示装置に適用した場合の実施例について説明する。

まず、本願発明の考え方について説明する。

図１は、アクティブ型の有機ＥＬディスプレイの基本画素構成を示している。

アクティブ型の有機ＥＬディスプレイの１画素分の回路は、スイッチング用ＴＦＴ２０１と、コンデンサ２０２と、駆動用ＴＦＴ２０３と、有機ＥＬ素子２０４とから構成されている。

スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインには、表示信号ライン２１１を介して表示信号Data(Vin) が印加される。スイッチング用ＴＦＴ２０１のゲートには、選択信号ライン２１２を介して選択信号SCANが印加される。スイッチング用ＴＦＴ２０１のソースは、駆動用ＴＦＴ２０３のゲートに接続されているとともに、コンデンサ２０２を介して接地されている。

駆動用ＴＦＴ２０３のソースには、駆動電源電圧Vdd が印加されている。駆動用ＴＦＴ２０３のドレインは、有機ＥＬ素子２０４の陽極に接続されている。有機ＥＬ素子２０４の陰極は接地されている。

スイッチング用ＴＦＴ２０１は、選択信号SCANによってオンオフ制御される。コンデンサ２０２は、スイッチング用ＴＦＴ２０１がオンのときに、スイッチング用ＴＦＴ２０１を介して供給される表示信号Data(Vin) によって充電される。そして、スイッチング用ＴＦＴ２０１がオフのときには、充電電圧を保持する。駆動用ＴＦＴ２０３は、そのゲートに加えられるコンデンサ２０２の保持電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子２０４に供給する。

図２は、駆動用ＴＦＴ２０３の電圧−電流特性と、有機ＥＬ素子２０４の電圧−電流特性とを示している。

曲線Ａは駆動用ＴＦＴ２０３のゲート−ソース間電圧Ｖ_GSが一定である場合の駆動用ＴＦＴ２０３の電圧−電流特性を示している。曲線Ｂは有機ＥＬ素子２０４の電圧−電流特性を示している。曲線Ａと曲線Ｂとの交点が動作点である。有機ＥＬ素子２０４が劣化すると、有機ＥＬ素子２０４の電圧−電流特性は破線Ｃで示すようになり、有機ＥＬ素子２０４に流れる電流が低下する。

ところで、有機ＥＬディスプレイを備えた表示装置においては、図３に示すように、表示パネル１００全体のうちの周辺部１０２を除く部分が映像表示部１０１として前方から観察できる状態とされ、周辺部１０２は前方から観察できない状態とされている。

本願発明では、表示パネル１００全体のうちの周辺部１０２の映像表示可能な部分を経時的劣化測定部として用いる。図３の例では、周辺部１０２のうち、映像表示部１０１の下側に位置する部分Ｓが経時的劣化測定部として用いられる。

経時的劣化測定部Ｓ内の各画素には、各フレームにおいて、（ａ）映像表示部の各画素の中で、最も累積発光量（入力信号の積算値）が大きな画素に入力される入力信号と同じ入力信号または（ｂ）入力信号で取りうる最大値（入力信号が８ビットである場合には、２５５）が与えられる。

そして、映像表示中においては、上記（ａ）の場合には、映像表示部１０１の各画素の累積発光量（入力信号の積算値）を記録し、上記（ｂ）の場合には、映像表示部１０１の各画素の累積発光量（入力信号の積算値）を記録するとともに、経時的劣化測定部Ｓ内の画素の累積発光量（入力信号で取りうる最大値の積算値）を記録する。

任意の時点において、経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況を測定する。図２を用いて説明したように、表示素子に流れる電流を制御する駆動用ＴＦＴを線形領域で動作させると、表示素子に流れる電流は、表示素子が経時的に劣化するに伴って低下する。そこで、映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが別々である場合には、経時的劣化測定部Ｓを白表示にして経時的劣化測定部Ｓに流れる電流を測定する。

映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが同じである場合には、映像表示部１０１を黒表示し、経時的劣化測定部Ｓを白表示にして、表示パネル１００全体に流れる電流を測定する。

一般的には、経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況の測定は、電源投入時毎に行うようにしてもよい。また、電源が投入されている場合において、所定時間間隔（例えば、１０分間隔）で電流測定を行うようにしてもよい。

経時的劣化測定部Ｓに流れる電流を測定する毎に、測定した電流値と、その時点での経時的劣化測定部Ｓ内の画素の累積発光量とを組として記録する。この記録から、経時的劣化曲線を作成する。そして、映像表示部１０１の各画素の累積発光量と、経時的劣化曲線とに基づいて、映像表示部１０１の各画素の劣化率を算出し、算出された劣化率に基づいて、経時的劣化の補正を行う。

なお、劣化曲線の作成、各画素の累積発光量の記録および劣化率の算出はＲＧＢ個別に行う。

経時的劣化測定部Ｓに、各フレームにおいて、映像表示部の各画素の中で、最も累積発光量（入力信号の積算値）が大きな画素に入力される入力信号と同じ入力信号を与える場合の実施例について説明する。

図４は、表示装置の構成を示している。

ここでは、ＲＧＢのうちの１つについてのみ説明する。

入力データは、遅延回路１、乗算器２、セレクタ３および映像信号処理回路４を介して有機ＥＬパネル１０に送られる。１１は、有機ＥＬパネル１０に電源を供給するための電源である。１２は、有機ＥＬパネル１０の経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況を測定するために用いられる電流測定部である。

また、入力データは、表示パネル１００の映像表示部１０１内の画素毎に入力データを積算して保存するための積算回路２１に送られるとともにレジスタ２２（ラッチ回路２２）に送られる。積算回路２１は、画素毎の入力信号の積算値を記憶するためのメモリ２１ｂと、入力データとメモリ２１ｂに記憶されているそれまでの当該画素に対応する積算値とを加算する加算器２１ａとから構成される。

メモリ２１ｂに記憶されている画素毎の入力データ積算値は、補正値演算回路２３に送られるとともに最大値検出および画素位置検出回路２４に送られる。最大値検出および画素位置検出回路２４は、１フレーム毎に、メモリ２１ｂに記憶されている画素毎の入力信号の積算値（１フレーム前までの積算値）のうちの最大値（最大積算値）を検出して保持するとともに、入力信号の積算値が最大値となっている画素位置を検出する。そして、検出された画素位置に対応する入力データがレジスタ２２に入力するタイミングで、ラッチ信号を出力する。レジスタ２２は、ラッチ信号に基づいて入力データをラッチし、ラッチした入力データをセレクタ３に送る。

セレクタ３は、経時的劣化測定部Ｓに対する入力データが入力されるタイミングにおいては、レジスタ２２から送られてきているデータを選択して出力する。これにより、各フレームにおいて、２フレーム前において映像表示部の各画素の中で最も累積発光量（入力信号の積算値）が大きな画素に現フレームで入力される入力データと同じデータが経時的劣化測定部Ｓに与えられる。

図示しない制御部は、任意の時点（たとえば、電源投入時または所定時間間隔で規定される時点）において、経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況を測定する。つまり、映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが別々である場合には、経時的劣化測定部Ｓを白１００％表示にして、電流測定部１２によって経時的劣化測定部Ｓに流れる電流を測定する。映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが同じである場合には、映像表示部１０１を黒表示し、経時的劣化測定部Ｓを白１００％表示にして、電流測定部１２によって、表示パネル１００全体に流れる電流を測定する。

そして、電流測定部１２によって測定された電流値と、その時点において最大値検出および画素位置検出回路２４によって保持されている積算最大値（映像表示部の各画素の累積発光量のうちの最大値）とを組としてメモリ２５に記録する。

補正値演算回路２３は、映像表示部１０１内の各画素の入力信号積算値と、メモリ２５に記録されているデータ（電流値と最大積算値の組）に基づいて、映像表示部１０１内の各画素毎に補正係数を演算し、得られた補正係数を乗算器２に与える。乗算器２では、入力信号に補正係数を乗算し、得られた乗算結果をセレクタ３に与える。なお、遅延回路１は、入力データが乗算器２に入るタイミングと、補正値演算回路２３によって当該入力データに対応する補正係数が乗算器２に入るタイミングとを合わせるために、入力データを遅延させるものである。

メモリ２５に記録された積算最大値と電流値が、例えば、図５の左側の表（ａ）に示すような値（実際値ではない）であると仮定して、補正値演算回路２３による補正係数の算出方法について具体的に説明する。図６は、図５の左側の表（ａ）に基づいて作成した経時的劣化曲線である。

映像表示部内の画素のうち、電流測定時に入力信号の積算値が最大である画素をＭ画素と呼び、それ以外のある画素をＡ画素と呼ぶことにする。

各画素の補正係数は、次式（１）に基づいて、算出される。

補正係数＝初期電流値／積算値に対応する経時的劣化曲線上の電流値 …（１）

図５の中央の表（ｂ）は、表（ａ）の各電流測定時点での、Ｍ画素の補正係数を示している。また、図５の右側の表（ｃ）は、Ａ画素の積算値と補正係数との関係を示している。

例えば、Ｍ画素の電流値が９０である場合には、その画素に対する補正係数は、１００／９０＝１．１１となる。また、Ａ画素の積算値が７０である場合には、図６の経時的劣化曲線から電流値が７３であるので、１００／７３＝１．３７となる。

なお、補正係数を次式（２）に基づいて、算出してもよい。このようにすると、表示素子の電流の低下を防ぐだけでなく、表示素子の発光効率の低下も補正することができる。

補正係数＝（初期電流値／積算値に対応するグラフ上の電流値）×定数 …（２）

経時的劣化測定部Ｓに、各フレームにおいて、入力信号で取りうる最大値（入力信号が８ビットである場合には、２５５）が与えられる場合の実施例について説明する。

図７は、表示装置の構成を示している。

ここでは、ＲＧＢのうちの１つについてのみ説明する。

入力データは、セレクタ３１、遅延回路３２、乗算器３３および映像信号処理回路３４を介して有機ＥＬパネル１０に送られる。１１は、有機ＥＬパネル１０に電源を供給するための電源である。１２は、有機ＥＬパネル１０の経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況を測定するために用いられる電流測定部である。

セレクタ３１には、入力データで取りうる最大値（入力データ範囲の最大値）も与えられている。セレクタ３１は、常時は入力データを選択して出力し、有機ＥＬパネル１０の経時的劣化測定部Ｓに対応する入力データが入力されるタイミングでは、入力データ範囲の最大値を選択して出力する。したがって、有機ＥＬパネル１０の経時的劣化測定部Ｓには、各フレームにおいて、入力データで取りうる最大値に対応する電圧が印加される。

セレクタ３１の出力データは、表示パネル１００内の各画素（経時的劣化測定部Ｓの画素も含む）毎に入力データを積算して保存するための積算回路４１に送られる。積算回路４１は、画素毎の入力信号の積算値を記憶するためのメモリ４１ｂと、入力データとメモリ４１ｂに記憶されているそれまでの当該画素に対応する積算値とを加算する加算器４１ａとから構成される。メモリ４１ｂに記憶されている画素毎の入力データ積算値は、補正値演算回路４２に送られる。

図示しない制御部は、任意の時点において、経時的劣化測定部Ｓの画素劣化状況を測定する。つまり、映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが別々である場合には、経時的劣化測定部Ｓを白１００％表示にして、電流測定部１２によって経時的劣化測定部Ｓに流れる電流を測定する。映像表示部１０１の電極と経時的劣化測定部Ｓの電極とが同じである場合には、映像表示部１０１を黒表示し、経時的劣化測定部Ｓを白１００％表示にして、電流測定部１２によって、表示パネル１００全体に流れる電流を測定する。

そして、電流測定部１２によって測定された電流値と、その時点においてメモリ４１ｂに記憶されている経時的劣化測定部Ｓ内の画素に対応する積算値（入力データ範囲の最大値の積算値）とを組としてメモリ４３に記録する。

補正値演算回路４２は、映像表示部１０１内の各画素の入力信号積算値と、メモリ４３に記録されているデータ（電流値と入力データ範囲の最大値の積算値）に基づいて、映像表示部１０１内の各画素毎に補正係数を演算し、得られた補正係数を乗算器３３に与える。なお、表示パネル１００内の各画素のうち、映像表示部１０１以外の画素（経時的劣化測定部Ｓの画素も含む）に対する補正係数は常に１．０である。

乗算器３３では、入力データに補正係数を乗算し、得られた乗算結果を映像信号処理回路３４に与える。なお、遅延回路３２は、入力データが乗算器３３に入るタイミングと、補正値演算回路４２によって当該入力データに対応する補正係数が乗算器３３に入るタイミングとを合わせるために、入力データを遅延させるものである。

映像表示部１０１内の各画素毎に補正係数は、上記式（１）または（２）と同じ式に基づいて、算出される。なお、上記式（１）または式（２）は一例であり、これに限定されるものではない。

アクティブ型の有機ＥＬディスプレイの基本画素構成を示す回路図である。 駆動用ＴＦＴ２０３の電圧−電流特性と、有機ＥＬ素子２０４の電圧−電流特性とを示すグラフである。 表示パネル１００内に設定された経時的劣化測定部Ｓを示す模式図である。 表示装置の構成を示すブロック図である。 メモリ２５に記録された積算最大値と電流値、各電流測定時点でのＭ画素の補正係数およびＡ画素の積算値と補正係数との関係をそれぞれ示す表である。 図５の左側の表（ａ）に基づいて作成したグラフである。 表示装置の構成の他の例を示すブロック図である。

符号の説明

２、３３ 乗算器
３、３１ セレクタ
４、３４ 映像信号処理回路
１０ 有機ＥＬパネル
１１ 電源
１２ 電流測定部
２１ 積算回路
２２ レジスタ
２３ 補正値演算回路
２４ 最大値検出および画素位置検出回路
２５ メモリ
４１ 積算回路
４２ 補正値演算回路
４３ メモリ

Claims (4)

1. 表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておく第１ステップ、
   映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、
   映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては、入力信号積算値が最大となっている画素に対する入力信号と同じ信号を入力させる第３ステップ、
   任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させるとともに経時劣化測定部以外の画素を黒表示させて、表示パネルに流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点での入力信号積算値の最大値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに
   表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップ、
   を備えていることを特徴とする表示パネルの経時的劣化補正方法。
2. 表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておくとともに、経時劣化測定部の電極を、経時劣化測定部以外の画素の電極と別個に設けておく第１ステップ、
   映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、
   映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては、入力信号積算値が最大となっている画素に対する入力信号と同じ信号を入力させる第３ステップ、
   任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させて、経時劣化測定部に流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点での入力信号積算値の最大値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに
   表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップ、
   を備えていることを特徴とする表示パネルの経時的劣化補正方法。
3. 表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておく第１ステップ、
   映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、
   映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては入力信号が取りうる最大値に相当する信号を入力させるとともに、経時的劣化測定部内の１画素に対して入力される信号の積算値を算出する第３ステップ、
   任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させるとともに経時劣化測定部以外の画素を黒表示させて、表示パネルに流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点において第３ステップで算出されている積算値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに
   表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップ、
   を備えていることを特徴とする表示パネルの経時的劣化補正方法。
4. 表示パネル内の映像表示部以外の画素領域に経時的劣化測定部を設定しておくとともに、経時劣化測定部の電極を、経時劣化測定部以外の画素の電極と別個に設けておく第１ステップ、
   映像表示中においては、表示パネル内の映像表示部内の各画素毎に入力信号積算値を算出する第２ステップ、
   映像表示中においては、経時的劣化測定部に対しては入力信号が取りうる最大値に相当する信号を入力させるとともに、経時的劣化測定部内の１画素に対して入力される信号の積算値を算出する第３ステップ、
   任意の時点において、表示パネル内の画素のうち経時劣化測定部内の画素を白表示させて、経時的劣化測定部に流れる電流を測定し、測定された電流値とその時点において第３ステップで算出されている積算値とを組として記録させる第４ステップ、ならびに
   表示パネル内の映像表示部内の各画素に対する入力信号を、その画素に対する入力信号積算値と第４ステップで記録されたデータとに基づいて補正する第５ステップ、
   を備えていることを特徴とする表示パネルの経時的劣化補正方法。

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