JP2018010205A - 自発光式表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサおよびダミー画素を設けることなく、表示部における画素の劣化に伴う視認性の低下を抑制可能とする自発光式表示装置を提供する。【解決手段】複数の画素１１１Ｒが配列された表示面に画像を表示する自発光式の画像表示部と、画像表示部における画像の表示状態を制御する画像制御部と、を備える自発光式表示装置において、複数の画素のそれぞれは、表示面上で、複数の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に分割されており、複数の領域のそれぞれには、画像制御部によって発光制御される発光素子Ｌｅが設けられており、画像制御部は、複数の領域におけるそれぞれの発光素子の点灯消灯状態を、点灯させたときの点灯輝度および点灯時間に応じて制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、自発光式の素子を備える自発光式表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の表示装置は、画面有効領域を形成する画素、および画面有効領域外を形成するダミー画素を含む複数の発光画素を有する表示パネル部と、表示パネル部の各画素を表示データ信号に基づいて発光駆動する表示駆動部とを備えている。

表示パネル部には、複数の発光画素に対して、少なくとも２以上の発光画素から等距離の位置となるように配置された複数の光センサが設けられている。そして、表示駆動部が通常表示動作を行わないときに、複数の光センサによって、複数の発光画素の発光輝度が検出されて、基準となる発光画素に対する他の発光画素の補正値が算出され、補正値格納部に格納されるようにしている。

更に、表示駆動部が通常表示動作を行うときに、格納された補正値によって、複数の発光画素の発光輝度が補正されると共に、所定のタイミングで、ダミー画素の発光輝度の変化値を基に補正値の修正、更新が行われるようになっている。

特許文献１では、複数の光センサから得られる発光画素の補正値によって、各発光画素の発光バラツキを補正して、輝度ムラを解消することができるようになっている。更に、通常表示動作中も補正値が適切に更新されるようになっている。

特許第５２９３１３８号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、複数の発光画素の発光輝度を補正するために、ダミー画素、および複数の光センサを設けるようにしており、表示パネル部の構成が複雑（コスト高）となっている。更に、表示パネル部の領域内に複数の光センサを設けるため、例えば、高精細な表示パネル部では、有効な画素の領域が小さくなり、画素の配置が困難となる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、光センサおよびダミー画素を設けることなく、表示部における画素の劣化に伴う視認性の低下を抑制可能とする自発光式表示装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、複数の画素（１１１Ｒ）が配列された表示面（１１１）に画像を表示する自発光式の画像表示部（１１０）と、
画像表示部における画像の表示状態を制御する画像制御部（１２０）と、を備える自発光式表示装置において、
複数の画素のそれぞれは、表示面上で、複数の領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に分割されており、
複数の領域のそれぞれには、画像制御部によって発光制御される発光素子（Ｌｅ）が設けられており、
画像制御部は、複数の領域におけるそれぞれの発光素子の点灯消灯状態を、点灯させたときの点灯輝度および点灯時間に応じて制御することを特徴としている。

この発明によれば、各画素（１１１Ｇ）は、点灯輝度および点灯時間に応じて、複数の領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）におけるそれぞれの発光素子（Ｌｅ）によって、分担されるようにして点灯状態が形成されるので、各発光素子の負荷を抑えて、劣化に伴う輝度低下の度合を抑制することができる。よって、画像表示部における画素の劣化に伴う視認性の低下を抑制することができる。尚、本発明では、従来技術のような、光センサやダミー画素等の設定は不要である。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

自発光式表示装置の全体構成を示す説明図である。 表示面における各画素の構成を示す説明図である。 切替え判定テーブルを示す説明図である。 階調値（輝度）に対する判定時間の大小関係を示す説明図である。 発光領域選択テーブルを示す説明図である。 各画素の発光領域を制御するためのフローチャートである。 時間経過に伴う輝度維持率の変化を示すグラフである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態における自発光式表示装置（以下、表示装置）１００について図１〜図７を用いて説明する。本実施形態の表示装置１００は、車両に搭載されて、例えば、車両に関連する各種情報を表示するものとなっている。表示装置１００は、画像表示部１１０、および画像制御部１２０等を備えている。まず、図１〜図５を用いて、表示装置１００の基本構成を説明する。

図１に示すように、画像表示部（以下、表示部）１１０は、車両に関連する各種情報を画像として形成して、ユーザに表示するようになっている。表示部１１０は、有機化合物を用いた層状の構造体から成る有機ＥＬディスプレイ等の自発光式の画像表示部となっている。表示部１１０は、車両のインストルメントパネルにおいて、ユーザ（運転者）と対向する位置、あるいは、車両の左右方向の中央となる位置等の、ユーザの視認しやすい位置に配置されている。

表示部１１０は、例えば、通常のコンビネーションメータのごとく、車両に関連する各種情報としての各種車両情報画像を表示するものとすることができる。各種車両情報画像は、例えば、車両の速度値、エンジン回転数値、エンジン水温値、および残量燃料量等の基本情報画像をはじめ、積算走行距離、走行状態（ノーマル、エコ、パワー状態等）、平均燃費、および航続可能距離等の車両インフォメーション画像、更に、不具合の発生に基づく各種注意・警告画像、等である。

尚、表示部１１０としては、上記の他にも、各種情報画像として、例えば、カーナビゲーション装置による地図画像を表示するもの、あるいは、車両用空調装置の作動状態画像、作動条件入力用のスイッチ画像（アイコン等）等を表示するものとしてもよい。

表示部１１０のユーザと対向する面が、表示面１１１となっており、上記で説明した各種情報画像が形成されるようになっている。表示面１１１には、複数の画素が配列されており、これら複数の画素によって、各種情報画像が形成されるようになっている。

図２に示すように、複数の画素は、例えば、画素１１１Ｒ、画素１１１Ｇ、および画素１１１Ｂを一つの単位（ＲＧＢ要素）として、表示面１１１において、横方向に行、縦方向に列を成して、配置されている。各画素１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂのそれぞれは縦長の帯状を成しており、３つの画素１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂが左右方向に並んで一つの単位を形成している。

複数の画素１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂのうち、画素１１１Ｒは赤色に発光する画素であり、画素１１１Ｇは緑色に発光する画素であり、画素１１１Ｂは青色に発光する画素となっている。これら３種類の画素１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂは、それぞれの色の濃淡（輝度）を複数の段階（階調）に分けて発光可能となっており、各色の階調値（濃淡の段階数を示す値）を調節して混合することで、フルカラーの形成が可能となっている。各色の階調は、例えば２５６段階の値（１、２、・・・２５６）となっている。階調値１は、表示色が真っ黒となり、階調値２５６は、表示色（赤、緑、青）が最も明るい色となる。階調値は、画素１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂが発光している際の輝度に相関する値となる。

本実施形態において、１つの画素１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ）内は、表示面１１１上において、複数の領域に分割されている。ここでは、複数の領域は、例えば、３つの領域となっている。３つの領域は、１つの画素１１１Ｒ内で、縦方向に分割されており、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、および第３領域Ｒ３となっている。各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３には、後述する画像制御部１２０によって発光制御される発光素子Ｌｅがそれぞれ設けられている。各発光素子Ｌｅは、それぞれ独立して点灯、消灯状態の形成が可能となっている。

尚、画素１１１Ｇにおける３つの領域は、第１領域Ｇ１、第２領域Ｇ２、および第３領域Ｇ３となっており、また、画素１１１Ｂにおける３つの領域は、第１領域Ｂ１、第２領域Ｂ２、および第３領域Ｂ３となっている。

図１に戻って、画像制御部（以下、制御部）１２０は、表示部１１０における画像の表示状態を制御すると共に、複数の画素における各発光素子Ｌｅの点灯消灯状態を、点灯させたときの点灯輝度および点灯時間に応じて制御する部位となっている（詳細後述）。制御部１２０は、画像処理部１２１、タイミングコントローラ１２２、ゲートドライバ１２３、およびソースドライバ１２４等を有している。

画像処理部１２１は、表示部１１０に表示させる画像を生成処理する部位であり、画像データを映像信号として、タイミングコントローラ１２２に出力するようになっている。そして、画像処理部１２１は、階調表示時間計測部１２１ａ、階調表示時間格納部１２１ｂ、およびテーブル格納部１２１ｃ等を有している。階調表示時間計測部１２１ａ、階調表示時間格納部１２１ｂ、およびテーブル格納部１２１ｃは、各発光素子Ｌｅの点灯輝度として、各画素の階調値データを用いたものとなっている。

階調表示時間計測部１２１ａは、各発光素子Ｌｅに対して、画像表示のために各種階調値で点灯させているときの、階調値毎の点灯時間を順次計測して、階調値毎の点灯時間の累積値を把握する部位となっている。

階調表示時間格納部１２１ｂは、上記階調表示時間計測部１２１ａで計測（把握）された階調値毎の点灯時間の累積値を、更新しながら格納（記憶）していく部位となっている。

テーブル格納部１２１ｃは、予め定めた切替え判定テーブルと、発光領域選択テーブルとを格納（記憶）している部位となっている。

切替え判定テーブルは、図３に示すように、各画素１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ）における複数の発光素子Ｌｅに対して、点灯状態を切替えるタイミングを決定するためのテーブルとなっている。切替え判定テーブルは、階調表示時間格納部１２１ｂにおける各階調値（１〜ｎ）毎の点灯時間の累積値（ｈ１〜ｈｎ時間）が、予め定めた判定時間（Ｈ１〜Ｈｎ）に至ったか否かを判定できるようになっている。

発光素子Ｌｅにおける階調値（輝度）が高いほど、時間経過に伴う発光素子Ｌｅの劣化度合いが大きくなる。換言すると、発光素子Ｌｅが初期状態（新品状態）から所定の劣化レベルに至るまでの時間は、階調値が高いほど、短い。よって、図４に示すように、所定の劣化レベルに至るまでの時間として、各判定時間Ｈ１〜Ｈｎは、Ｈ１〜Ｈｎの順に小さくなるように設定されている。判定時間Ｈ１〜Ｈｎは、例えば机上計算、あるいは実機確認等に基づいて設定されている。

また、発光領域選択テーブルは、図５に示すように、各画素１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ）における複数の発光素子Ｌｅに対して、点灯させる順番（点灯させる組合せを含む）を決定するためのテーブルとなっている。例えば、画素１１１Ｒの３つの発光素子Ｌｅにおいて、１巡目として各発光素子Ｌｅを一つずつ順に点灯させる、２巡目として２つの発光素子Ｌｅの組合せにして順に点灯させる、３巡目として３つの発光素子Ｌｅを組み合わせて点灯させる、等の内容が予め定められている。

再び図１に戻って、タイミングコントローラ１２２は、画像処理部１２１からの映像信号に応じて、タイミング信号を生成して、このタイミング信号をゲートドライバ１２３、およびソースドライバ１２４に出力する部位となっている。

ゲートドライバ１２３は、タイミングコントローラ１２２から出力されたタイミング信号を、電圧波形に変換して、表示面１１１における複数の画素（１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ）に出力する部位となっている。ゲートドライバ１２３は、複数の画素（１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの行列）のうち、行を形成する画素に対して、行毎に映像信号を出力するようになっている。

ソースドライバ１２４は、タイミングコントローラ１２２から出力されたタイミング信号を、電圧波形に変換して、表示面１１１における複数の画素（１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ）に出力する部位となっている。ソースドライバ１２４は、複数の画素（１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの行列）のうち、列を形成する画素に対して、列毎に映像信号を出力するようになっている。

本実施形態の表示装置１００は、上記のような構成となっており、以下、図６、図７を加えて、作動および作用効果について説明する。

制御部１２０は、表示部１１０に対して映像信号を出力し、上記で説明したように、表示面１１１に各種情報画像を表示させる。制御部１２０は、例えば、図５の上段内の左に示すように、初期段階（１巡目）において、各画素の第１領域の発光素子Ｌｅを点灯させることで、表示面１１１に各種情報画像を表示させる。

そして、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１００で、制御部１２０は、階調表示時間計測部１２１ａによって、各画素における発光素子Ｌｅの階調値毎の点灯時間の累積値を把握し、階調表示時間格納部１２１ｂに格納（記憶）していく。

次に、ステップＳ１１０で、制御部１２０は、階調表示時間格納部１２１ｂに格納した発光素子Ｌｅの階調値毎の点灯時間の累積値のいずれか一つ（同時であれば一つ以上）が、図３で説明した判定時間に到達したか否かを判定する。

ステップＳ１１０で否と判定すると、制御部１２０は、ステップＳ１００、Ｓ１１０を繰り返す。しかしながら、ステップＳ１１０で肯定判定すると、制御部１２０は、ステップＳ１２０で、図５で説明した発光領域選択テーブルに基づいて、いままで点灯させていた発光素子Ｌｅの点灯切替えを実施する。

例えば、１巡目において、画素内の第１領域Ｒ１の発光素子Ｌｅが点灯されており、図３で説明したように、任意の階調値での点灯時間の累積値が、これに対応する判定時間に到達すると、図５の上段内の真ん中に示すように、制御部１２０は、発光素子Ｌｅの点灯切替えを行う。即ち、制御部１２０は、第１領域Ｒ１の発光素子Ｌｅを消灯させ、第２領域Ｒ２の発光素子Ｌｅを点灯させて、第２領域Ｒ２の発光素子Ｌｅによって画像を形成するようにする。

更に、第２領域Ｒ２の発光素子Ｌｅにおいて、任意の階調値での点灯時間の累積値が、これに対応する判定時間に到達すると、図５の上段内の右に示すように、制御部１２０は、次の発光素子Ｌｅの点灯切替えを行う。即ち、制御部１２０は、第２領域Ｒ２の発光素子Ｌｅを消灯させ、第３領域Ｒ３の発光素子Ｌｅを点灯させて、第３領域Ｒ３の発光素子Ｌｅによって画像を形成するようにする。

尚、１巡目においては、制御部１２０は、初期状態のスタートということで、各発光素子Ｌｅの出力を１００％に設定する。

第３領域Ｒ３の発光素子Ｌｅにおいて、任意の階調値での点灯時間の累積値が、これに対応する判定時間に到達すると、制御部１２０は、２巡目の対応に入る。２巡目では、２つの発光素子Ｌｅを組み合わせた点灯制御となる。

２巡目においては、図５の中段内に示すように、制御部１２０は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の発光素子Ｌｅの組合せ、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３の発光素子Ｌｅの組合せ、第３領域Ｒ３および第１領域Ｒ１の発光素子Ｌｅの組合せでそれぞれ、順に点灯させるようにしている。制御部１２０は、各組合せの２つの発光素子Ｌｅのいずれかにおいて、任意の階調値での点灯時間の累積値が、これに対応する判定時間に到達すると、上記組合せの切替えを順に行う。

２巡目においては、制御部１２０は、１巡目における発光素子Ｌｅの劣化度合い（例えば出力２０％程度の低下）を考慮して、発光素子Ｌｅの出力を５０％×２つ＝１００％に設定する。

更に、第３領域Ｒ３および第１領域Ｒ１の発光素子Ｌｅの組合せにおいて、組合せの２つの発光素子Ｌｅのいずれいかにおいて、任意の階調値での点灯時間の累積値が、これに対応する判定時間に到達すると、制御部１２０は、３巡目の対応に入る。３巡目では、図５の下段内に示すように、３つの発光素子Ｌｅを組み合わせた点灯制御となる。

３巡目においては、制御部１２０は、２巡目における発光素子Ｌｅの劣化度合い（例えば出力２０％程度の低下）を考慮して、発光素子Ｌｅの出力を３３％×３つ＝１００％に設定する。

以上のように、本実施形態では、制御部１２０は、複数の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３におけるそれぞれの発光素子Ｌｅの点灯消灯状態を、点灯させたときの点灯輝度（ここでは階調値）および点灯時間に応じて制御するようにしている。

これにより、複数の画素１１１Ｇは、点灯輝度（階調値）および点灯時間に応じて、複数の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３におけるそれぞれの発光素子Ｌｅによって、分担されるようにして点灯状態が形成されるので、各発光素子Ｌｅの負荷を抑えて、図７に示すように、劣化に伴う輝度低下の度合を抑制することができる。つまり、発光素子Ｌｅの時間経過に対する輝度の維持率を大きく損なうことがない。よって、表示部１１０における画素の劣化に伴う視認性の低下を抑制することができる。尚、本実施形態では、従来技術のような、光センサやダミー画素等の設定は不要である。

また、制御部１２０は、予め、点灯輝度（階調値）および点灯時間に応じて、点灯させるべき発光素子Ｌｅの順番を示す発光領域選択テーブルを記憶しており、この発光領域選択テーブルに基づいて点灯消灯状態の制御を行うようにしている。

これにより、複雑な制御（制御プログラム）を不要として、複数の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３におけるそれぞれの発光素子Ｌｅの切替えを容易に行うことができる。

また、発光領域選択テーブルにおける順番には、点灯させるべき発光素子Ｌｅの組合せが含まれるようになっており、この組合せによって、発光素子Ｌｅの時間経過に伴う劣化をカバーして、初期の輝度を狙った発光が可能となる。

また、制御部１２０は、発光素子Ｌｅの点灯輝度として、発光素子Ｌｅの点灯時の階調値を用いるようにしている。これにより、通常、画像を形成制御する際の制御値（階調値）を活用した対応が可能となる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、画素１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ）における分割数（領域）を３つ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）としたが、これに限定されるものではなく、２の場合、あるいは４つ以上の場合等としてもよい。

また、発光領域選択テーブルには、発光素子Ｌｅの１つずつの順番、および組合せの順番を示すものとしたが、これに限らず、１つずつの順番のみを定めたもの、あるいは組合せの順番のみを定めたもの等としてもよい。

また、切替え判定テーブルにおける発光素子Ｌｅの階調値に代えて、輝度を用いたものとしてもよい。あるいは、輝度に相関する電流値や電圧値等を用いてもよい。

また、表示部１１０は、各種車両情報画像、あるいはカーナビゲーション装置の地図画像、あるいは車両空調装置の作動状態画像、作動条件入力用のスイッチ画像等を表示する者として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車両用オーディオに係る情報画像、車両周囲の景色画像等を表示するものとしてもよい。更には、車両用に限らず、家庭用の表示装置にも広く適用可能である。

１００ 自発光式表示装置
１００ 画像表示部
１１１ 表示面
１１１Ｒ 画素
Ｒ１ 第１領域（複数の領域）
Ｒ２ 第２領域（複数の領域）
Ｒ３ 第３領域（複数の領域）
Ｌｅ 発光素子
１２０ 画像制御部

Claims (4)

1. 複数の画素（１１１Ｒ）が配列された表示面（１１１）に画像を表示する自発光式の画像表示部（１１０）と、
   前記画像表示部における前記画像の表示状態を制御する画像制御部（１２０）と、を備える自発光式表示装置において、
   複数の前記画素のそれぞれは、前記表示面上で、複数の領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に分割されており、
   複数の前記領域のそれぞれには、前記画像制御部によって発光制御される発光素子（Ｌｅ）が設けられており、
   前記画像制御部は、複数の前記領域におけるそれぞれの前記発光素子の点灯消灯状態を、点灯させたときの点灯輝度および点灯時間に応じて制御する自発光式表示装置。
2. 前記画像制御部は、予め、前記点灯輝度および前記点灯時間に応じて、点灯させるべき前記発光素子の順番を示すテーブルを記憶しており、前記テーブルに基づいて前記点灯消灯状態の制御を行う請求項１に記載の自発光式表示装置。
3. 前記テーブルにおける前記順番には、点灯させるべき前記発光素子の組合せが含まれる請求項２に記載の自発光式表示装置。
4. 前記画像制御部は、前記点灯輝度として、前記発光素子の点灯時の階調値を用いる請求項２または請求項３に記載の自発光式表示装置。

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