WO2009144936A1 - 表示装置、表示装置の製造方法および制御方法 - Google Patents

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pixel
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小田原理恵
加藤敏行
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, a display device manufacturing method, and a control method, and more particularly to a display device using a current-driven light emitting element, a display device manufacturing method, and a control method.
  • Image display devices using organic EL elements (OLED: Organic Light Emitting Diode) are known as image display devices using current-driven light emitting elements. Since this organic EL display has the advantages of good viewing angle characteristics and low power consumption, it has attracted attention as a next-generation FPD (Flat Pan Display) candidate.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • organic EL elements constituting pixels are usually arranged in a matrix.
  • An organic EL element is provided at the intersection of a plurality of row electrodes (scanning lines) and a plurality of column electrodes (data lines), and a voltage corresponding to a data signal is applied between the selected row electrodes and the plurality of column electrodes.
  • a device for driving an organic EL element is called a passive matrix type organic EL display.
  • a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) is provided at the intersection of a plurality of scanning lines and a plurality of data lines, a gate of a driving transistor is connected to this TFT, and the TFT is turned on through the selected scanning line to thereby turn on the data line.
  • a data signal is input to a driving transistor and an organic EL element is driven by the driving transistor is called an active matrix type organic EL display.
  • the active matrix type organic EL display performs the next scanning (selection). Since the organic EL element can emit light as much as possible, the brightness of the display is not reduced even if the duty ratio is increased. Accordingly, since it can be driven at a low voltage, it is possible to reduce power consumption.
  • an active matrix type organic EL display even if the same data signal is given due to variations in characteristics of driving transistors and organic EL elements, the luminance of the organic EL elements differs in each pixel, resulting in uneven brightness. There is a drawback.
  • luminance unevenness due to variations in characteristics of driving transistors and organic EL elements generated in the manufacturing process (hereinafter collectively referred to as non-uniform characteristics) can be compensated by complicated pixel circuits or external memory.
  • the compensation in is typical.
  • the luminance of each pixel is reduced with at least one type of input current in the current program pixel circuit.
  • the measured luminance ratio of each pixel is stored in the storage capacity, the image data is corrected based on the luminance ratio, and the current program pixel circuit is driven by the corrected image data.
  • the data voltage application type pixel circuit that determines the light emission luminance by applying the data voltage from outside is described above. Applying correction of luminance unevenness in each pixel can be mentioned.
  • the data voltage application type pixel circuit due to the non-linear relationship between the input voltage and the luminance, the luminance ratio of each pixel with respect to the same voltage is only measured at one input gradation, Luminance correction data is not uniquely determined.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a conventional display device that performs luminance compensation using an external memory.
  • a display device 800 in the figure includes a control circuit 801, a memory 802, a scanning line driving circuit 803, a data line driving circuit 804, and a display unit 805.
  • the control circuit 801 has a function of controlling the memory 802, the scanning line driving circuit 803, and the data line driving circuit 804.
  • the memory 802 stores a video-brightness conversion Look Up Table (hereinafter referred to as “video-brightness conversion LUT”) that converts a video signal into a luminance signal corresponding to the video signal, and correction data of each pixel.
  • video-brightness conversion LUT a video-brightness conversion Look Up Table
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control circuit 801 and the memory 802 shown in FIG.
  • the control circuit 801 in the figure includes a correction conversion block 851 and a drive circuit timing controller 864.
  • the correction conversion block 851 includes a pixel position detection unit 861, a video-luminance conversion unit 862, and a luminance-voltage conversion unit 863.
  • the control circuit 801 corrects and converts an externally input video signal into a voltage signal corresponding to each pixel by the correction conversion block 851, and outputs an output signal to the data line / scanning line drive circuit by the drive circuit timing controller 864. Is generated.
  • the control circuit 801 reads a luminance signal corresponding to the video signal from the memory 802 in the video-luminance conversion unit 862.
  • the control circuit 801 detects the pixel position of the video signal in the pixel position detection unit 861 based on the synchronization signal input simultaneously with the video signal.
  • the detected pixel position is a row and b column, and the converted luminance signal is c.
  • the control circuit 801 converts the conversion Look Up Table (hereinafter referred to as “conversion LUT”), which is conversion data for correction corresponding to the a row and the b column stored in the memory 802. ) To read out a voltage signal corresponding to the luminance signal c.
  • conversion LUT conversion Look Up Table
  • control circuit 801 outputs the voltage signal corrected and converted for each pixel to the data line driving circuit 804.
  • the voltage signal is converted into an analog voltage and input to the data line driving circuit, or is converted into an analog voltage in the data line driving circuit. Then, a data voltage is supplied from the data line driving circuit to each pixel.
  • a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal input from the outside into a voltage signal is stored for each pixel unit.
  • This is a process of correcting a luminance characteristic of a display panel that varies from pixel to pixel to a common characteristic and converting a corrected luminance characteristic signal into a voltage signal using a luminance signal-voltage signal conversion table. It is because.
  • the luminance signal-voltage signal conversion table is unique to each pixel unit, and as described above, there is (luminance signal, voltage signal) data for at least two types of input gradations for each pixel unit. is doing.
  • the luminance signal-voltage signal conversion table for each pixel has an enormous amount of data, and if this is made for all pixels, an enormous amount of memory is required. As a result, there arises a problem that the manufacturing cost increases.
  • the video signal is corrected using a huge amount of data for each pixel, the correction process at the time of light emission driving of each pixel becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a data voltage application type pixel circuit, the manufacturing cost is reduced, and the characteristics of the drive active element and the light emitting element are reduced by simple measurement and correction processing. It is an object of the present invention to provide a display device capable of correcting luminance unevenness caused by uniformity, a manufacturing method thereof, and a control method thereof.
  • a display device includes a plurality of pixel portions each including a light-emitting element and a driving element that controls supply of current to the light-emitting element, and a gate of the driving element.
  • a plurality of data lines for supplying a data voltage corresponding to the supplied voltage, a drive circuit for the data line for supplying the data voltage to the plurality of data lines, and a luminance gain corresponding to each pixel unit
  • the pixel unit A first storage unit that stores a luminance gain for setting a luminance corresponding to each video signal to a predetermined reference luminance for each pixel unit, and a representative conversion corresponding to a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units
  • Second storage means for storing predetermined information representing a curve in common to the plurality of pixel units, and converting a video signal input from the outside into a luminance signal for each pixel unit, and the luminance for each pixel unit
  • Said first memory for a signal Corresponding to the representative conversion curve stored in the second storage means and a correction unit that reads out and calculates the corresponding luminance gain from each stage and corrects the luminance signal for each pixel unit to the predetermined reference luminance
  • a conversion unit that converts the corrected
  • a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal as an input signal into a voltage signal has been stored in each pixel unit. This is because the luminance characteristics of the pixel portions constituting the display panel are different.
  • the luminance signal-voltage signal conversion table of each pixel unit is created by reflecting the luminance characteristics and the conversion curve for converting the luminance into a voltage signal of each pixel unit constituting the display panel.
  • the luminance characteristic of the display panel which varies from pixel to pixel, is corrected to a common characteristic, and the corrected luminance characteristic signal is converted to a voltage signal. For this reason, the luminance signal-voltage signal conversion table of each pixel unit has an enormous amount of data, and if it is prepared for all pixels, an enormous amount of memory is required. Therefore, the manufacturing cost has increased.
  • the function of the conventional luminance signal-voltage signal conversion table is separated into two, that is, the correction table of the luminance characteristics of each pixel unit constituting the display panel, and the conversion curve for converting the luminance into the voltage signal. Separated into a table to represent. Specifically, a first memory that stores, for each pixel unit, a luminance gain corresponding to each pixel unit, and a luminance gain for setting the luminance of the video signal corresponding to each image unit to a predetermined reference luminance; A second memory is provided for storing one piece of predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel portions in common to the plurality of pixel portions.
  • the video signal input from the outside is converted into a luminance signal for each pixel portion.
  • the luminance signal for each image portion is corrected to a predetermined reference luminance.
  • the corrected luminance signal of each image portion is converted into a voltage signal, and the converted voltage signal is output to the drive circuit of the data line.
  • the data stored for each pixel unit is a luminance gain corresponding to each pixel unit and a luminance gain for setting the luminance of the video signal corresponding to each pixel unit to a predetermined reference luminance. Therefore, it is not necessary to prepare a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal into a voltage signal as in the conventional case, and the amount of data prepared for each pixel unit is greatly reduced. it can.
  • the plurality of pixel units have predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units. This is also a small amount of data.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a display device that performs luminance compensation using a conventional external memory.
  • FIG. 2 is a configuration block diagram of a control circuit and a memory included in a display device that performs luminance compensation using a conventional external memory.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the display device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of one pixel portion included in the display portion and connection with peripheral circuits thereof.
  • FIG. 5 is a configuration block diagram of a control circuit and a memory included in the display device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a graph plotting luminance against data voltage for a plurality of pixels in the same panel.
  • FIG. 6B is a graph obtained by normalizing the data voltage-luminance characteristics of a plurality of pixels shown in FIG. 6A with the data voltage-luminance characteristics of an arbitrary pixel.
  • FIG. 7 is an operation flowchart showing a part of the manufacturing method of the display device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a configuration diagram for measuring the luminance of a plurality of pixels at a time.
  • FIG. 9A shows an example of a data voltage-luminance characteristic curve which is a representative conversion curve common to a plurality of panels.
  • FIG. 9B is an example of a diagram showing a representative LUT derived from the representative conversion curve.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the control method of the display device of the present invention.
  • FIG. 11 is an external view of a thin flat TV incorporating the display device of the present invention.
  • the display device includes a plurality of pixel portions including a light emitting element and a driving element that controls supply of current to the light emitting element, and data corresponding to a voltage supplied to a gate of the driving element.
  • a plurality of data lines for supplying voltage, a drive circuit for the data line for supplying the data voltage to the data line, and a luminance gain corresponding to each pixel portion, and a luminance corresponding to the video signal for each pixel portion are predetermined.
  • Second storage means for storing in common in the pixel portions, and a video signal inputted from the outside is converted into a luminance signal for each pixel portion, and the luminance signal for each pixel portion is converted from the first storage means, respectively.
  • Corresponding luminance gain Based on predetermined information corresponding to the representative conversion curve stored in the second storage unit and a correction unit that reads and calculates and corrects the luminance signal for each pixel unit to the predetermined reference luminance And a conversion unit that converts the corrected luminance signal for each pixel unit into a voltage signal.
  • the first storage unit that stores the luminance gain corresponding to each pixel unit and the luminance gain corresponding to the video signal of each pixel unit to a predetermined reference luminance is stored for each pixel unit.
  • second storage means for storing predetermined information representing a representative conversion curve corresponding to a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel portions in common to the plurality of pixel portions.
  • the video signal input from the outside is converted into a luminance signal for each pixel unit.
  • the luminance signal for each pixel unit is corrected to a predetermined reference luminance.
  • the corrected luminance signal for each pixel unit is converted into a voltage signal, and the converted voltage signal is output to the drive circuit of the data line.
  • the data stored for each pixel unit is a luminance gain corresponding to each pixel unit and a luminance gain for setting the luminance of the video signal corresponding to each pixel unit to a predetermined reference luminance. Therefore, there is no need to prepare a luminance signal-signal voltage conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal into a signal voltage as in the conventional case, and the amount of data prepared for each pixel unit is greatly reduced. it can.
  • the plurality of pixel units have predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units. This is also a small amount of data.
  • processing for converting a video signal into a luminance signal processing for correcting the luminance signal for each pixel unit to a predetermined reference luminance, and processing for converting the corrected luminance signal into a voltage signal are performed.
  • the second process is performed by reading out the luminance gain corresponding to each pixel, so that the correction process can be simplified as a whole and the processing time can be shortened.
  • the video signal is once converted into a luminance signal, and then the luminance signal is corrected and then converted into a voltage signal.
  • the display device according to the first aspect, wherein the second storage means has a predetermined conversion curve representing a representative conversion curve corresponding to a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units.
  • One piece of information is stored in common for the plurality of pixel portions.
  • one piece of predetermined information representing a representative conversion curve corresponding to a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units is stored in the second storage unit in common to the plurality of pixel units.
  • the predetermined information representing the representative conversion curve corresponding to the voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel portions is common to the plurality of pixel portions, the memory capacity is minimized. It can be reduced to the limit.
  • the display device is the display device according to the first aspect, wherein the predetermined reference luminance is a luminance of an arbitrary pixel portion of the plurality of pixel portions or two or more of the plurality of pixel portions.
  • the luminance gain is obtained by averaging the luminances of the pixel units, and the luminance gain is a luminance of each pixel unit in the plurality of pixel units or two or more pixel units of the plurality of pixel units. Is a value corresponding to the ratio to the average brightness.
  • the predetermined reference luminance may be the luminance of an arbitrary pixel portion in the plurality of pixel portions.
  • the luminance gain is a value corresponding to a ratio between the predetermined reference luminance and the luminance of each pixel portion in the plurality of pixel portions.
  • the correction unit reads the luminance gain corresponding to the luminance signal for each pixel unit from the first storage unit. Multiplication or division is performed to correct the luminance signal for each pixel unit to the predetermined reference luminance.
  • the calculation performed by reading the luminance gain corresponding to the luminance signal for each pixel unit from the first storage means may be either multiplication or division.
  • the display device is the display device according to claim 1, wherein the luminance gain stored for each pixel unit is the same as the driving condition used when obtaining the predetermined reference luminance. This is obtained based on the luminance measured by driving each pixel unit.
  • the luminance gain stored for each pixel unit is obtained based on the luminance measured by driving each pixel unit under the same driving conditions used when obtaining the predetermined reference luminance. It is what was done.
  • a display device is the display device according to the fifth aspect, wherein the same drive condition supplies the same data voltage to the data line connected to the pixel portion.
  • the same driving condition may be that the same data voltage is supplied to the data line connected to the pixel portion.
  • the display device is the display device according to claim 5, wherein the same driving condition is such that each pixel unit is driven at the same temperature as the temperature at which the predetermined reference luminance is obtained. The luminance of each pixel unit is measured.
  • the same driving condition may be such that each pixel unit is driven at the same temperature as the temperature at which the predetermined reference luminance is obtained, and the luminance of each pixel unit is measured.
  • the luminance gain in each pixel can be acquired with high accuracy and simplicity.
  • the display device is the display device according to the first aspect, wherein the representative conversion curve is a voltage-luminance characteristic for any one pixel portion of the plurality of pixel portions.
  • the representative conversion curve may be a voltage-luminance characteristic for any one pixel portion of the plurality of pixel portions.
  • the display device is the display device according to the first aspect, wherein the representative conversion curve is a characteristic obtained by averaging voltage-luminance characteristics of two or more pixel portions of the plurality of pixel portions. Is.
  • the representative conversion curve may be a characteristic obtained by averaging voltage-luminance characteristics of two or more pixel parts of the plurality of pixel parts.
  • the luminance characteristic with respect to the signal voltage in each pixel matches the luminance characteristic with respect to the signal voltage in other pixels by multiplying the luminance by an arbitrary gain. Therefore, a luminance characteristic representative of the luminance characteristic with respect to the signal voltage of each pixel is obtained in advance by averaging the luminance characteristics of all the pixels or the extracted luminance characteristics of some pixels.
  • the correction data for each pixel only needs to be obtained as simple data as the above-described luminance gain, and it is not necessary to secure a large-capacity memory for storing the acquired luminance gain.
  • the correction process at the time is also simplified. Therefore, uniform display can be realized over the entire screen without incurring manufacturing costs and processing burdens during driving.
  • a display device is the display device according to claim 1, wherein the information regarding the representative conversion curve representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions is a voltage common to the plurality of pixel portions.
  • a voltage-luminance correspondence table obtained based on a representative conversion curve representing luminance characteristics, wherein the conversion unit refers to the correspondence table stored in the second storage means and the corrected pixel The luminance signal for each part is converted into a voltage signal.
  • the information related to the representative conversion curve representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions is obtained based on the representative conversion curve representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions.
  • -It may be a luminance correspondence table.
  • the display device is the display device according to claim 1, wherein the information on the representative conversion curve representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions is voltage-luminance common to the plurality of pixel portions.
  • the information related to the representative conversion curve representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions is a relational expression expressing the representative conversion curves representing the voltage-luminance characteristics common to the plurality of pixel portions. May be.
  • the corrected luminance signal is converted into a corrected voltage signal by a simple conversion process, so that a uniform display can be realized over the entire screen without applying a processing burden during driving. .
  • a display device is the display device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the drive element is a TFT (Thin Film Transistor).
  • TFT Thin Film Transistor
  • a display device is the display device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the light emitting element is an organic EL element.
  • the method for manufacturing a display device includes a plurality of pixel portions including a light emitting element and a driving element that controls supply of current to the light emitting element, and a voltage supplied to a gate of the driving element.
  • a method of manufacturing a display device comprising: a plurality of data lines for supplying corresponding data voltages; and a drive circuit for the data lines for supplying the data voltages to the plurality of data lines, and is common to the plurality of pixel portions.
  • a first step of acquiring predetermined information representing a representative conversion curve corresponding to the voltage-luminance characteristic to be performed, and predetermined information corresponding to the representative conversion curve acquired in the first step are stored in the display device.
  • a second step of storing in the storage means and a third step of obtaining a luminance gain corresponding to each pixel unit and for setting the luminance of the video signal corresponding to each pixel unit to a predetermined reference luminance.
  • the display device control method includes: a plurality of pixel portions including a light emitting element and a driving element that controls supply of current to the light emitting element; and a voltage supplied to a gate of the driving element.
  • a plurality of data lines for supplying corresponding data voltages, a drive circuit for the data lines for supplying the data voltages to the plurality of data lines, and a luminance gain corresponding to each pixel unit, and an image corresponding to each pixel unit
  • a first storage means for storing a luminance gain for setting a signal luminance to a predetermined reference luminance for each pixel unit, and a predetermined conversion curve representing a representative conversion curve corresponding to a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units;
  • a second storage means for storing the information in common in the plurality of pixel portions, and a control method for a display device that converts an externally input video signal into a luminance signal for each pixel portion.
  • Brightness for each pixel section The corresponding luminance gain is read out from the first storage means for each signal and calculated, the luminance signal for each pixel unit is corrected to the predetermined reference luminance, and the representative conversion stored in the second storage means Based on the predetermined information corresponding to the curve, the corrected luminance signal for each pixel unit is converted into a voltage signal, and the converted voltage signal is output to the drive circuit of the data line.
  • the display device control method is the display device control method according to claim 15, wherein position information for each pixel unit is detected from an externally input video signal, and the detected position information is detected.
  • the luminance gain corresponding to is read from the first storage unit, the video signal input from the outside is converted into a luminance signal for each pixel unit, and the luminance signal for each pixel unit is read from the first storage unit Calculate the brightness gain.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the display device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a display device 100 in the figure includes a control circuit 101, a memory 102, a scanning line driving circuit 103, a data line driving circuit 104, and a display unit 105.
  • the control circuit 101 has a function of controlling the memory 102, the scanning line driving circuit 103, and the data line driving circuit 104.
  • the memory 102 includes a video-brightness conversion Look Up Table (hereinafter referred to as “video-brightness conversion LUT”) that converts a video signal into a luminance signal corresponding to the video signal, a characteristic parameter of each pixel, and a representative The representative Look Up Table (hereinafter referred to as “representative LUT”) derived based on the conversion curve is stored.
  • the control circuit 101 reads out the characteristic parameter written in the memory 102, corrects the video signal data input from the outside based on the characteristic parameter, and outputs it to the data line driving circuit 104.
  • the scanning line driving circuit 103 is connected to the scanning line 200 and has a function of controlling conduction / non-conduction of the switching transistor 203 of the pixel portion 208.
  • the data line driving circuit 104 is connected to the data line 201, and has a function of outputting a data voltage and determining a signal current flowing through the driving transistor 204.
  • the display unit 105 includes a plurality of pixel units 208, and displays an image based on a video signal that is a luminance signal input from the outside to the display device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in the display unit 105 and connection with peripheral circuits thereof.
  • a pixel portion 208 in the figure includes a scanning line 200, a data line 201, a power supply line 202, a switching transistor 203, a driving transistor 204, an organic EL element 205, a storage capacitor 206, and a common electrode 207.
  • the peripheral circuit includes a scanning line driving circuit 103 and a data line driving circuit 104.
  • the switching transistor 203 has a gate connected to the scanning line 200 and has a function of controlling the timing at which the data voltage of the data line 201 is supplied to the gate of the driving transistor 204.
  • the drive transistor 204 functions as a drive element, the gate of the drive transistor 204 is connected to the data line 201 via the switching transistor 203, the source is connected to the anode of the organic EL element 205, and the drain is connected to the power supply line 202. It is connected.
  • the drive transistor 204 converts the data voltage supplied to the gate into a signal current corresponding to the data voltage, and supplies the converted signal current to the organic EL element 205.
  • the organic EL element 205 functions as a light emitting element, and the cathode of the organic EL element 205 is connected to the common electrode 207.
  • the storage capacitor 206 is connected between the power line 202 and the gate terminal of the drive transistor 204.
  • the storage capacitor 206 has a function of maintaining the previous gate voltage and continuously supplying a drive current from the drive transistor 204 to the organic EL element 205 even after the switching transistor 203 is turned off.
  • the power line 202 is connected to a power source.
  • the common electrode 207 is also connected to another power source.
  • the data voltage supplied from the data line driving circuit 104 is applied to the gate terminal of the driving transistor 204 via the switching transistor 203.
  • the drive transistor 204 passes a current corresponding to the data voltage between the source and drain terminals. When this current flows to the organic EL element 205, the organic EL element 205 emits light with a light emission luminance corresponding to the current.
  • control circuit 101 and the memory 102 which are the main parts of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the control circuit 101 and the memory 102 shown in FIG.
  • the control circuit 101 corrects and converts the video signal input from the outside into a voltage signal corresponding to each pixel.
  • the memory 102 serves as both a first storage unit storing a luminance gain corresponding to each pixel unit and a second storage unit storing a representative LUT.
  • the control circuit 101 in the figure includes a correction conversion block 601 and a drive circuit timing controller 615.
  • the correction conversion block 601 reads the luminance signal corresponding to the video signal from the video-luminance conversion LUT stored in the memory 102. Then, the luminance gain corresponding to each luminance signal is read from the memory 102 and calculated, and the luminance signal is corrected to a reference luminance common to all the pixel units.
  • the correction conversion block 601 includes a pixel position detection unit 611, a video-luminance conversion unit 612, a multiplication unit 613, and a luminance-voltage conversion unit 614.
  • the pixel position detection unit 611 detects pixel position information of the video signal based on the synchronization signal input simultaneously with the video signal input from the outside.
  • the detected pixel position is a row and b column.
  • the video-luminance conversion unit 612 reads a luminance signal corresponding to the video signal from the video-luminance conversion LUT stored in the memory 102.
  • the multiplication unit 613 corrects the luminance signal by multiplying the luminance signal corresponding to each pixel unit and the luminance signal, which is stored in advance in the memory 102 as the first storage unit. Specifically, the luminance gain k of a row and b column is multiplied by the luminance signal value of a row and b column to generate a corrected luminance signal of a row and b column.
  • the multiplication unit 613 performs operations other than multiplication, such as dividing the luminance gain corresponding to each pixel unit stored in advance in the memory 102 and the luminance signal converted from the video signal input from the outside.
  • the luminance signal may be corrected.
  • the luminance-voltage conversion unit 614 uses the representative LUT derived based on the representative conversion curve stored in the memory 102, which is also the second storage unit, to output the corrected luminance signal of a row and b column output from the multiplication unit 613.
  • the voltage signal of row a and column b corresponding to is read.
  • control circuit 101 outputs the converted voltage signal of a row and b column to the data line driving circuit 104.
  • the voltage signal is converted into an analog voltage and input to the data line driving circuit, or is converted into an analog voltage in the data line driving circuit. Then, a data voltage is supplied from the data line driving circuit to each pixel.
  • the correction conversion block 601 converts a video signal input from the outside into a luminance signal for each pixel unit, and corrects the luminance signal for each image unit to a predetermined reference luminance. After that, the corrected luminance signal of each image portion is converted into a voltage signal, and the converted voltage signal is output to the drive circuit of the data line.
  • the data stored for each pixel unit is a luminance gain corresponding to each pixel unit and a luminance gain for setting the luminance of the video signal corresponding to each pixel unit to a predetermined reference luminance. Therefore, it is not necessary to prepare a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal into a voltage signal as in the conventional case, and the amount of data prepared for each pixel unit is greatly reduced. it can.
  • the plurality of pixel units have predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units. This is also a small amount of data.
  • the memory capacity can be minimized. Can be reduced.
  • the representative conversion curve stored in the memory 102 may be a relational expression expressing the representative conversion curve instead of the Look Up Table.
  • the correction conversion block 601 reads the relational expression and coefficient from the memory 102 and calculates using the read relational expression and coefficient, thereby calculating the luminance of the corrected a row and b column output from the multiplication unit 613.
  • the signal may be converted into a voltage signal of a row and b column.
  • the memory 102 serves as both the first storage unit storing the luminance gain corresponding to each pixel unit and the second storage unit storing the representative LUT, but may be a separate memory.
  • FIG. 6A is a graph plotting the luminance against the data voltage for a plurality of pixels in the same panel.
  • This figure shows data voltage-luminance characteristics for a plurality of pixels in a panel including a voltage-driven pixel circuit, in which variation in the light emission efficiency of the organic EL element in the manufacturing process is dominant. From the figure, it can be seen that even when the same data voltage is applied, there is a difference in luminance of each pixel due to non-uniformity of the characteristics of the light emitting elements. In this case, unintentional luminance unevenness occurs even though the video signal of the same level is applied to the entire panel.
  • FIG. 6B is a graph obtained by normalizing the data voltage-luminance characteristics of a plurality of pixels shown in FIG. 6A with the data voltage-luminance characteristics of an arbitrary pixel. This figure shows that the characteristic curve of each pixel can be matched by applying a gain on the luminance axis to the data voltage-luminance characteristic of each pixel. This is based on the relationship that the light emission luminance of the organic EL element is proportional to the flowing current and the light emission efficiency.
  • the same result can be obtained even in a panel in which variation in TFT mobility in the manufacturing process is dominant.
  • the light emission luminance of the organic EL element is substantially proportional to the flowing current, and the current flowing between the source and drain of the TFT is proportional to the mobility.
  • the mobility of TFTs in each pixel unit varies, ⁇ 1 to ⁇ n, and the threshold voltage of each pixel unit is a common Vth, and the gate of the driving transistor 204 in the nth pixel unit is connected to the gate.
  • the representative conversion curve may be a voltage-luminance characteristic for any one pixel portion of the plurality of pixel portions, or an average of the voltage-luminance characteristics for two or more pixel portions of the plurality of pixel portions. It may be a characteristic.
  • the memory 102 included in the display device according to the present invention stores the luminance gain of each pixel unit as follows. And a representative LUT derived based on the representative conversion curve is stored.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a part of the method for manufacturing the display device 100 according to the embodiment of the present invention. In this process, predetermined information representing a representative conversion curve common to a plurality of pixels and the luminance gain of each pixel are written in the memory 102.
  • control circuit 101 for causing each pixel unit 208 to emit light is connected to the display unit 105, the scanning line driving circuit 103, and the data line driving circuit 104 formed as a part of the display device 100 shown in FIG. S40).
  • the control circuit 101 may be the control circuit 101 formed as a part of the display device 100, or may be an external drive for acquiring data to be stored in the memory 102, separate from the control circuit 101. It may be a circuit.
  • the control circuit 101 outputs a predetermined voltage to the pixel portion 208 via the scanning line driving circuit 103 and the data line driving circuit 104, and measures the luminance, thereby driving the mobility of the driving element in the manufacturing process.
  • the data voltage-luminance characteristics of all or some of the pixels are acquired.
  • predetermined information representing a representative conversion curve that is representative data voltage-normalized luminance is acquired (S50).
  • the data voltage-luminance characteristics in all or some of the pixels described above are obtained and analyzed by, for example, an external PC, and predetermined information representing a representative conversion curve is obtained.
  • the averaging of the plurality of data voltage-luminance characteristics means, for example, measuring luminance data in each pixel finely by changing the data voltage, and averaging the data.
  • the plurality of pixel portions selected for the averaging need not be extracted from the same panel, and may be a plurality of pixel portions extracted over a plurality of different panels.
  • predetermined information representing the calculated representative conversion curve is stored in the memory 102 (S60).
  • the predetermined information representing the calculated representative conversion curve is, for example, a representative LUT, or may be a function expression and a coefficient expressing the representative conversion curve.
  • the luminance value for each pixel is measured under the same driving conditions (S70).
  • the same driving condition means that the same data voltage is supplied to the data lines connected to each pixel unit, and for example, one point of the same data voltage is applied to each pixel.
  • the luminance signal corresponding to each video signal is corrected by the luminance gain only by acquiring a luminance gain described later.
  • each pixel unit it is preferable to measure the luminance of each pixel unit by driving each pixel unit at the same temperature as the temperature for obtaining a predetermined reference luminance on the representative conversion curve as the same driving condition.
  • a highly accurate luminance gain can be acquired, and highly accurate luminance unevenness correction can be realized during light emission driving.
  • a luminance gain which is a ratio between the measured luminance value for each pixel and the luminance value at the same data voltage value on the representative conversion curve, is calculated for each pixel (S80).
  • the luminance gain corresponds to the ratio between the predetermined reference luminance and the luminance of each pixel portion in the plurality of pixel portions or the average luminance of two or more pixel portions in the plurality of pixel portions.
  • the predetermined reference luminance is a luminance obtained by averaging the luminance of an arbitrary pixel portion in the plurality of pixel portions or the luminance of two or more pixel portions of the plurality of pixel portions.
  • the brightness gain can be calculated by measuring the brightness of a plurality of pixels of the panel at once using a CCD and a lens as shown in FIG. .
  • FIG. 8 is a diagram showing an example for measuring the luminance of a plurality of pixels at once.
  • each pixel of the display panel 402 is caused to emit light under the same driving conditions.
  • the CCD camera 401 calculates the luminance gain of each pixel by calculating the luminance gain.
  • the video signal is corrected by the luminance gain and converted into a data voltage to be input to each pixel at the time of display operation, so that the entire screen is uniform without incurring the manufacturing cost and the processing burden at the time of driving. Display can be realized.
  • the representative conversion curve and the luminance gain are stored in the same memory, but the representative conversion curve and the luminance gain may be stored in different memories.
  • the luminance gain stored in the memory 102 described in FIG. 4 may not be one data for each pixel.
  • one or two or more gains may be obtained based on measurement with two or more measurement gradations per pixel.
  • a panel having pixels with different gradation characteristics can be corrected with higher accuracy than in this embodiment.
  • the above-described luminance gain may be stored for each different temperature.
  • a panel having pixels with large temperature characteristics can be corrected with higher accuracy than in this embodiment.
  • the representative conversion curve, the representative LUT, or the function formula and coefficient expressing the representative conversion curve do not need to be stored in the memory 102, and may be stored in the control circuit 101.
  • the function formula and coefficient expressing the video-luminance conversion curve, video-luminance conversion LUT, or video-luminance conversion curve do not need to be stored in the memory 102, but are stored in the control circuit 101. Also good.
  • FIG. 9A shows an example of a characteristic curve of data voltage-normalized luminance, which is a representative conversion curve common to a plurality of panels.
  • FIG. 9B is an example of a diagram showing a representative LUT derived from a representative conversion curve.
  • the representative LUT is a digital representation of the inverse function of the representative conversion curve. That is, by multiplying the luminance gain of each pixel stored in the memory 102 by the representative conversion curve based on this representative LUT, the characteristic curve of each pixel matches the representative conversion curve.
  • pixel A if 0.8 is applied to luminance, it overlaps with the representative characteristic curve
  • pixel B if 1.2 is applied to luminance, it overlaps with the representative characteristic curve.
  • the gain of A is 0.8
  • the gain of pixel B is 1.2.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a control method of display device 100 shown in FIG.
  • the control circuit 101 obtains the luminance gain corresponding to the input video signal in the correction conversion block 601 and corrects the luminance signal corresponding to the video signal (S03 to S10). Thereafter, the control circuit 101 converts the luminance signal into a voltage signal and outputs it to the specific pixel (S20 to S30).
  • the pixel position detection unit 611 detects the position information of the video signal for each pixel unit based on the synchronization signal input simultaneously with the video signal input from the outside (S03).
  • the detected pixel position is a row and b column.
  • the video-brightness conversion unit 612 reads the a-b-b luminance signal corresponding to the a-b-b video signal input from the outside from the video-brightness conversion LUT stored in the memory 102. .
  • control circuit 101 refers to the memory 102 and reads the luminance gain corresponding to the luminance signal for each pixel unit (a row and b column) (S06). Here, it is assumed that the control circuit 101 has read the luminance gain (k) from the memory 102.
  • the multiplication unit 613 multiplies the read luminance gain (k) by the luminance signal value for each pixel unit (a row and b column) and corrects the luminance signal to a predetermined reference luminance (S10). ).
  • the luminance-voltage conversion unit 614 uses the common LUT stored in the memory 102 and the luminance signal corresponding to the luminance signal (a row b column) corrected in step S10 (a row b column). ) A digital voltage signal is read (S20).
  • the drive circuit timing controller 615 outputs the converted digital voltage signal (a row and b column) to the data line drive circuit 104 (S30), and is corrected to the specific pixel portion (a row and b column).
  • An analog voltage signal (data signal) is supplied.
  • each luminance signal is corrected by a luminance gain with a small amount of data, and is converted into a voltage signal to be input to each pixel based on a common conversion curve between pixel units. Is corrected. Therefore, uniform display can be realized over the entire screen without incurring manufacturing costs and processing burdens during driving.
  • a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal that is an input signal into a voltage signal is stored in each pixel unit. This is because the luminance characteristics of the pixel portions constituting the display panel are different.
  • the luminance signal-voltage signal conversion table of each pixel unit is created by reflecting the luminance characteristics and the conversion curve for converting the luminance into a voltage signal of each pixel unit constituting the display panel.
  • the luminance characteristic of the display panel which varies from pixel to pixel, is corrected to a common characteristic, and the corrected luminance characteristic signal is converted to a voltage signal. For this reason, the video signal-voltage signal conversion table of each pixel unit has a huge amount of data, and if all the pixels are arranged, a huge amount of memory is required. Therefore, the manufacturing cost has increased.
  • the function of the conventional luminance signal-voltage signal conversion table is divided into two, that is, each component constituting the display panel.
  • the table is separated into a correction table for luminance characteristics of the pixel portion and a table representing a conversion curve for converting luminance into a voltage signal.
  • a luminance gain corresponding to each pixel unit is stored for each pixel unit, and predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to a plurality of pixel units is stored in a plurality of pixel units.
  • a memory 102 for common storage is prepared.
  • the video signal input from the outside is converted into a luminance signal for each pixel portion.
  • the luminance signal for each image portion is corrected to a predetermined reference luminance.
  • the corrected luminance signal of each image portion is converted into a voltage signal, and the converted voltage signal is output to the data line driving circuit 104.
  • the data to be stored for each pixel unit need not be provided for each pixel unit with a luminance signal-voltage signal conversion table for converting a luminance signal corresponding to a video signal into a voltage signal as in the prior art.
  • the amount of data prepared for each can be greatly reduced.
  • the plurality of pixel units have predetermined information corresponding to a representative conversion curve representing a voltage-luminance characteristic common to the plurality of pixel units. This is also a small amount of data.
  • driving transistor 204 and the switching transistor 203 illustrated in FIG. 4 may be p-channel TFTs.
  • the luminance gain of each pixel may be calculated by measuring the current flowing through the organic EL element 205 or the drain current of the driving transistor 204 instead of measuring the luminance in order to obtain the gain.
  • the measurement for obtaining the representative characteristic curve it may be calculated by measuring the current flowing through the organic EL element 205 or the drain current of the driving transistor 204 instead of measuring the luminance.
  • the pixel circuit may have a voltage-driven pixel circuit configuration different from the circuit configuration described in FIG.
  • the representative LUT may have a plurality of representative LUTs that are different for each row, column, and region in accordance with the tendency of variation in the manufacturing process.
  • organic EL elements and TFTs have temperature characteristics, it is necessary to manage the temperature during measurement. In particular, when a whole panel is divided and measured a plurality of times, it is preferable to perform all measurements at the same temperature.
  • the representative LUT may be an approximate expression and a coefficient expressing the curve instead of the lookup table.
  • the memory may have gains for two or more gradations, but the gain between these gradations can be obtained by interpolation. Good.
  • the display device, the display device manufacturing method, and the control method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. Modifications obtained by various modifications conceived by those skilled in the art within the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention, and various apparatuses incorporating the display device according to the present invention are also included in the present invention.
  • the display device according to the present invention is built in a thin flat TV as shown in FIG.
  • a low-cost thin flat TV having a display in which luminance unevenness is suppressed is realized.
  • the present invention is particularly useful for an organic EL flat panel display having a built-in display device, and is most suitable for use as a display device, a manufacturing method and a control method for a display device that requires uniformity in image quality.

Landscapes

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Abstract

 製造コストが低減され、簡便な測定および補正処理で、素子特性の不均一に起因する輝度ムラを補正できる表示装置を提供する。発光素子と駆動素子とを含む複数の画素部と、駆動素子に供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、当該複数のデータ線にデータ電圧を供給するデータ線駆動回路と、映像信号に対応する輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを画素部毎に格納し、複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブの情報を複数の画素部に共通して格納するメモリ(102)と、輝度信号に対してメモリ(102)から対応する輝度ゲインを読み出して演算して所定の基準輝度に補正し、メモリ(102)に格納された代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、補正された画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する補正変換ブロック(601)とを備える。

Description

表示装置、表示装置の製造方法および制御方法
 本発明は表示装置、表示装置の製造方法および制御方法に関し、特に電流駆動型の発光素子を用いた表示装置、表示装置の製造方法および制御方法に関する。
 電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置として、有機EL素子(OLED:Organic Light Emitting Diode)を用いた画像表示装置(有機ELディスプレイ)が知られている。この有機ELディスプレイは、視野角特性が良好で、消費電力が少ないという利点を有するため、次世代のFPD(Flat Panal Display)候補として注目されている。
 有機ELディスプレイでは、通常、画素を構成する有機EL素子がマトリクス状に配置される。複数の行電極(走査線)と複数の列電極(データ線)との交点に有機EL素子を設け、選択した行電極と複数の列電極との間にデータ信号に相当する電圧を印加するようにして有機EL素子を駆動するものをパッシブマトリクス型の有機ELディスプレイと呼ぶ。
 一方、複数の走査線と複数のデータ線との交点に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を設け、このTFTにドライビングトランジスタのゲートを接続し、選択した走査線を通じてこのTFTをオンさせてデータ線からデータ信号をドライビングトランジスタに入力し、そのドライビングトランジスタによって有機EL素子を駆動するものをアクティブマトリクス型の有機ELディスプレイと呼ぶ。
 各行電極(走査線)を選択している期間のみ、それに接続された有機EL素子が発光するパッシブマトリクス型の有機ELディスプレイとは異なり、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイでは、次の走査(選択)まで有機EL素子を発光させることが可能であるため、デューティ比が上がってもディスプレイの輝度減少を招くようなことはない。従って、低電圧で駆動できるので、低消費電力化が可能となる。しかしながら、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイでは、ドライビングトランジスタや有機EL素子の特性のばらつきに起因して、同じデータ信号を与えても、各画素において有機EL素子の輝度が異なり、輝度ムラが発生するという欠点がある。
 従来の有機ELディスプレイにおける、製造工程で生じるドライビングトランジスタや有機EL素子の特性のばらつき(以下、特性の不均一と総称する)による輝度ムラの補償方法としては、複雑な画素回路による補償、外部メモリでの補償などが代表的である。
 しかし、複雑な画素回路は歩留まりを下げてしまう。また、各画素の有機EL素子の発光効率の不均一を補償できない。
 上記理由により、外部メモリを用いて画素ごとに特性の不均一を補償する方法が提案されている。
 例えば、特許文献1に開示された電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の製造方法、及び電子機器では、電流プログラム画素回路において、最低1種類の入力電流で各画素の輝度が測定され、測定された各画素の輝度比が記憶容量に記憶され、その輝度比に基づいて画像データが補正され、その補正後の画像データにより、電流プログラム画素回路の駆動がなされている。これにより、輝度ムラが抑制され、均一な表示を可能にすることができる。
特開2005-283816号公報
 しかし、かかる解決手段では、外部メモリを用いた輝度ムラの補償において、輝度、もしくは電流の初期測定が必要となる。特に電流の初期測定の場合、回路全体の寄生容量や配線抵抗を考慮して精度よく所望の電流を測定するには、初期測定の時間を長くとらなければならない。よって、補正精度を保ちながら輝度ムラの補償を実行すると、製造コストの増加につながるという問題がある。さらに、パネルが大画面になるほど、また、入力階調が増えるほど、パネル全面を測定する時間がかかり、製造コストに大きな負担がかかる。
 これに対し、外部からデータ電流を印加し、発光輝度を決定する電流プログラム画素回路とは異なり、外部からデータ電圧を印加して、発光輝度を決定するデータ電圧印加型の画素回路において、上述した各画素における輝度ムラの補正を適用することが挙げられる。しかしながら、データ電圧印加型の画素回路においては、入力電圧と輝度との非線形な関係により、同一電圧に対する各画素の輝度比が、1種類の入力階調にて測定されただけでは、各画素の輝度補正データは一意に定まらない。必要な入力階調範囲において適用できる各画素の輝度補正データが算出されるには、少なくとも2種類以上の入力階調で測定されることが必要となる。この場合、1種類の入力階調での入力電圧および輝度の測定には時間をそれほど要しない場合でも、複数回の測定による積算時間の増大による製造コストの増加や、発光駆動時の複雑な補正処理が発生してしまう。
 図1は、従来の、外部メモリを用いて輝度補償を行う表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。同図における表示装置800は、制御回路801と、メモリ802と、走査線駆動回路803と、データ線駆動回路804と、表示部805とを備える。
 制御回路801は、メモリ802、走査線駆動回路803、及びデータ線駆動回路804の制御を行う機能を有する。メモリ802には、映像信号を当該映像信号に対応した輝度信号に変換する、映像-輝度変換Look Up Table(以下、「映像-輝度変換LUT」とする)と、各画素の補正データとが記憶されている。表示部805における画素回路は、データ電圧印加型の画素回路である。
 図2は、図1に示す制御回路801及びメモリ802の機能ブロック図である。同図における制御回路801は、補正変換ブロック851と駆動回路用タイミングコントローラ864とを備え、補正変換ブロック851は、画素位置検出部861と、映像-輝度変換部862と、輝度-電圧変換部863とを備える。制御回路801は、補正変換ブロック851により、外部から入力された映像信号を各画素に対応した電圧信号に補正変換し、駆動回路用タイミングコントローラ864により、データ線/走査線駆動回路への出力信号を生成する。
 具体的には、まず、制御回路801は、映像信号が外部から入力されると、映像-輝度変換部862において、メモリ802から、当該映像信号に対応した輝度信号を読み出す。また、制御回路801は、画素位置検出部861において、当該映像信号と同時に入力される同期信号を基に、当該映像信号の画素位置を検出する。ここで、検出された画素位置がa行b列であり、変換された輝度信号がcであると仮定する。
 次に、制御回路801は、輝度-電圧変換部863において、メモリ802に記憶されているa行b列に対応した補正用の変換データである変換Look Up Table(以下、「変換LUT」とする)から、輝度信号cに対応した電圧信号を読み出す。
 最後に、制御回路801は、この画素ごとに補正変換された電圧信号をデータ線駆動回路804に出力する。当該電圧信号は、アナログ電圧に変換されてデータ線駆動回路へ入力される、もしくは、データ線駆動回路内でアナログ電圧に変換される。そして、データ線駆動回路から、各画素へデータ電圧として供給される。
 しかしながら、上述した従来の補正処理及びその構成では、外部から入力された映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを画素部ごとに記憶している。これは、画素ごとにばらつく表示パネルの輝度特性を共通の特性に補正し、補正された輝度特性の信号を電圧信号に変換するという一連の処理を、輝度信号-電圧信号変換テーブルを用いて行うことによるものである。この場合、輝度信号-電圧信号変換テーブルは、画素部毎に固有のものであり、上述したように、画素部毎に少なくとも2種類以上の入力階調に対する(輝度信号、電圧信号)データを有している。これにより、各画素の輝度信号-電圧信号変換テーブルは、データ量が膨大なものとなり、これを全画素分揃えると、莫大なメモリ量が必要である。その結果、製造コストが増加するという問題が生じる。
 また、画素ごとに膨大な量のデータを用いて映像信号を補正するため、各画素の発光駆動時の補正処理が複雑なものとなる。
 以上のように、上記従来技術では、輝度ムラが抑制された有機ELディスプレイを実現するにあたり、初期測定に必要な階調数が多く、または、製造コストが高くなるという課題、そして、測定後のデータ処理が複雑であるという課題を有する。
 そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、データ電圧印加型の画素回路において、製造コストが低減され、簡便な測定および補正処理で、駆動能動素子や発光素子の特性の不均一に起因する輝度ムラを補正できる表示装置、その製造方法および制御方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、各画素部に対応する輝度ゲインであって画素部毎の映像信号に対応する輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1記憶手段と、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して格納する第2記憶手段と、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する前記輝度ゲインを読み出して演算して、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正する補正部と、前記第2記憶手段に格納された前記代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する変換部とを備える。
 従来は、入力信号である映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを各画素部に記憶していた。これは、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性が異なることによるものである。また、この各画素部の輝度信号-電圧信号変換テーブルは、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性及び輝度を電圧信号に変換する変換カーブを反映して作られる。この輝度信号-電圧信号変換テーブルを用いることにより、画素部毎にばらつく表示パネルの輝度特性を共通の特性に補正し及び補正した輝度特性の信号を電圧信号に変換する処理が実行される。そのため、各画素部の輝度信号-電圧信号変換テーブルは、データ量が膨大なものとなり、これを全画素分揃えると、莫大なメモリ量が必要であった。そのため、製造コストが増加していた。
 また、各画素部に膨大な量のデータを用いて映像信号を補正するため、各画素部の発光駆動時の補正処理が複雑なものとなっていた。
 本態様によると、従来の輝度信号-電圧信号変換テーブルの機能を2に分離し、即ち、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性の補正テーブルと、輝度を電圧信号に変換する変換カーブを表すテーブルとに分離した。具体的には、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画像部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1メモリと、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記複数の画素部に共通して1つ格納する第2メモリと、を用意した。そして、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換する。その後、画像部毎の輝度信号を所定の基準輝度に補正する。その上で、補正された各画像部の輝度信号を電圧信号に変換し、この変換された電圧信号をデータ線の駆動回路に出力する。
 これにより、画素部毎に記憶するデータは、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインである。そのため、従来のような、映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを画素部毎に用意する必要はなくなり、画素部毎に用意するデータ量は大幅に削減できる。そして、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記複数の画素部に共通して有している。これもデータ量として僅かである。
 そのため、表示パネルの画素部毎にばらつく輝度を補正して全画面で共通の輝度の映像信号を得るための補正に必要なデータの量を大幅に減少させることができる。これにより、製造コストを大幅に削減できる。その結果、製造コストおよび駆動時の処理負担を軽減して、画面全体にわたって均一な表示を実現できる。
図1は、従来の外部メモリを用いて輝度補償を行う表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図2は、従来の外部メモリを用いて輝度補償を行う表示装置の有する制御回路及びメモリの構成ブロック図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図4は、表示部の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。 図5は、本発明の実施の形態に係る表示装置の有する制御回路及びメモリの構成ブロック図である。 図6Aは、同一パネル内の複数の画素についての、データ電圧に対する輝度をプロットしたグラフである。 図6Bは、図6Aに示す複数の画素のデータ電圧-輝度特性を、任意の画素のデータ電圧-輝度特性で正規化したグラフである。 図7は、本発明の実施の形態に係る表示装置の製造方法の一部を示す動作フローチャートである。 図8は、複数の画素の輝度を一度に測定するための構成図である。 図9Aは、複数のパネルに共通な代表変換カーブであるデータ電圧-輝度の特性カーブの例を示したものである。 図9Bは、代表変換カーブより導出した代表LUTを示す図の一例である。 図10は、本発明の表示装置の制御方法を示すフローチャートである。 図11は、本発明の表示装置を内蔵した薄型フラットTVの外観図である。
 請求項1記載の態様の表示装置は、発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記データ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、各画素部に対応する輝度ゲインであって画素部毎の映像信号に対応する輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを画素部毎に格納する第1記憶手段と、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して格納する第2記憶手段と、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する前記輝度ゲインを読み出して演算して、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正する補正部と、前記第2記憶手段に格納された前記代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する変換部とを備えるものである。
 本態様によると、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部の映像信号に対応する輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1記憶手段と、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して1つ格納する第2記憶手段と、を設けている。
 そして、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換する。その後、前記画素部毎の輝度信号を所定の基準輝度に補正する。その上で、補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換し、この変換された電圧信号を前記データ線の駆動回路に出力する。
 これにより、画素部毎に記憶するデータは、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインである。そのため、従来のような、映像信号に対応した輝度信号を信号電圧に変換する輝度信号-信号電圧変換テーブルを画素部毎に用意する必要はなくなり、画素部毎に用意するデータ量は大幅に削減できる。そして、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記複数の画素部に共通して有している。これもデータ量として僅かである。
 そのため、表示パネルの画素部毎にばらつく輝度を補正して全画面で共通の輝度の映像信号を得るための補正に必要なデータの量を大幅に減少させることができる。
 また、映像信号を輝度信号に変換する処理、前記画素部毎の輝度信号を所定の基準輝度に補正する処理、及び、補正された輝度信号を電圧信号に変換する処理を行う。この中で、第2処理だけが、画素毎に対応する輝度ゲインを読み出して行われるため、全体として補正処理を簡素化して処理時間を短縮できる。
 以上のように、本態様によれば、映像信号を一旦輝度信号に変換して、その上で輝度信号を補正し、その後電圧信号に変換する処理を行っている。
 その結果、製造コストおよび駆動時の処理負担を軽減して、画面全体にわたって均一な表示を実現できる。
 請求項2記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記第2記憶手段は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して一つ格納するものである。
 本態様は、前記第2記憶手段に、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して一つ格納するものである。これによると、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報が、前記複数の画素部に共通して一つであるので、メモリ容量を必要最小限までに削減できる。
 請求項3記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記所定の基準輝度は、前記複数の画素部の中の任意の画素部の輝度または前記複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度であり、前記輝度ゲインは、前記所定の基準輝度と前記複数の画素部の中の各画素部の輝度または前記複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度との比に対応する値である。
 本態様によると、前記所定の基準輝度を、前記複数の画素部の中の任意の画素部の輝度としてもよい。また、この場合、前記輝度ゲインは、前記所定の基準輝度と前記複数の画素部の中の各画素部の輝度との比に対応する値となる。
 請求項4記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記補正部は、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する前記輝度ゲインを読み出して乗算又は除算を行い、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正するものである。
 本態様によると、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する輝度ゲインを読み出して行う演算は、乗算又は除算のいずれであってもよい。これにより、各画素の輝度ゲインとしてのデータが、単純な一個の実数データであるので、発光駆動時においての補正処理が単純化される。よって、駆動時の処理負担をかけずに、画面全体にわたって均一な表示を実現することが可能となる。
 請求項5記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記画素部毎に格納された輝度ゲインは、前記所定の基準輝度を得る際に用いた駆動条件と同一条件で前記各画素部を駆動して測定された輝度に基づいて得られたものである。
 本態様によると、前記画素部毎に格納された輝度ゲインは、前記所定の基準輝度を得る際に用いた駆動条件と同一条件で前記各画素部を駆動して測定された輝度に基づいて得られたものである。
 請求項6記載の態様の表示装置は、請求項5記載の表示装置において、前記同一の駆動条件は、前記画素部に接続された前記データ線に同一のデータ電圧を供給するものである。
 本態様によると、前記同一の駆動条件を、前記画素部に接続されたデータ線に同一のデータ電圧を供給することとしてもよい。
 請求項7記載の態様の表示装置は、請求項5記載の表示装置において、前記同一の駆動条件は、前記所定の基準輝度を得る際の温度と同一温度で前記各画素部を駆動して前記各画素部の輝度を測定するものである。
 本態様によると、前記同一の駆動条件を、前記所定の基準輝度を得る際の温度と同一温度で前記各画素部を駆動して前記各画素部の輝度を測定することとしてもよい。これにより、各画素における輝度ゲインを、高精度かつ簡便に取得することが可能となる。
 請求項8記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記代表変換カーブは、前記複数の画素部の任意の一画素部についての電圧-輝度特性であるものである。
 本態様によると、前記代表変換カーブを、前記複数の画素部の任意の一画素部についての電圧-輝度特性としてもよい。
 請求項9記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記代表変換カーブは、前記複数の画素部の2以上の画素部についての電圧-輝度特性を平均化した特性であるものである。
 本態様によると、前記代表変換カーブを、前記複数の画素部の2以上の画素部についての電圧-輝度特性を平均化した特性としてもよい。
 各画素における、信号電圧に対する輝度特性は、当該輝度に任意のゲインを乗ずることにより、他の画素における、信号電圧に対する輝度特性と一致する。よって、予め各画素の信号電圧に対する輝度特性を代表する輝度特性は、全画素の輝度特性または抽出された一部の画素の輝度特性を平均化することにより得られる。これにより、各画素の補正データは、上述した輝度ゲインという単純なデータを取得しておくだけでよく、取得された輝度ゲインを記憶する大容量のメモリを確保する必要がなく、また、発光駆動時においての補正処理も単純化される。よって、製造コストおよび駆動時の処理負担をかけずに、画面全体にわたって均一な表示を実現することができる。
 請求項10記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに基づいて求められた電圧-輝度の対応テーブルであり、前記変換部は、前記第2記憶手段に格納された対応テーブルを参照して、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換するものである。
 本態様によると、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに基づいて求められた電圧-輝度の対応テーブルであってもよい。
 請求項11記載の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブを表現した関係式であり、前記変換部は、前記第2記憶手段に格納された関係式を用いて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換するものである。
 本態様によると、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブを表現した関係式であってもよい。
 これにより、補正された輝度信号が、単純な変換処理により、補正された電圧信号へと変換されるので、駆動時の処理負担をかけずに、画面全体にわたって均一な表示を実現することができる。
 請求項12記載の態様の表示装置は、請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の表示装置において、前記駆動素子は、TFT(Thin Film Transistor)であるものである。
 請求項13記載の態様の表示装置は、請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機EL素子であるものである。
 請求項14記載の態様の表示装置の製造方法は、発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、を備える表示装置の製造方法であって、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を取得する第1ステップと、前記第1ステップにて取得された代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記表示装置内の記憶手段に格納する第2ステップと、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを取得する第3ステップと、前記第3ステップで取得された前記輝度ゲインを、前記表示装置内の記憶手段に格納する第4ステップと、を含む。
 請求項15記載の態様の表示装置の制御方法は、発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1記憶手段と、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して格納する第2記憶手段と、を具備する表示装置の制御方法であって、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する輝度ゲインを読み出して演算し、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正し、前記第2記憶手段に格納された前記代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換し、この変換された電圧信号を前記データ線の駆動回路に出力する。
 請求項16記載の態様の表示装置の制御方法は、請求項15記載の表示装置の制御方法において、外部から入力された映像信号について画素部毎の位置情報を検出し、前記検出された位置情報に対応する前記輝度ゲインを前記第1記憶手段から読み出し、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から読み出した輝度ゲインを演算する。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
 図3は、本発明の実施の形態1に係る表示装置100の電気的な構成を示すブロック図である。同図における表示装置100は、制御回路101と、メモリ102と、走査線駆動回路103と、データ線駆動回路104と、表示部105とを備える。
 制御回路101は、メモリ102、走査線駆動回路103、及びデータ線駆動回路104の制御を行う機能を有する。メモリ102には、映像信号を当該映像信号に対応した輝度信号に変換する、映像-輝度変換Look Up Table(以下、「映像-輝度変換LUT」とする)と、各画素の特性パラメータと、代表変換カーブに基づき導出された代表Look Up Table(以下、「代表LUT」とする)とが記憶されている。制御回路101は、メモリ102に書き込まれた特性パラメータを読み出し、外部から入力された映像信号データを、その特性パラメータに基づいて補正して、データ線駆動回路104へと出力する。
 走査線駆動回路103は、走査線200に接続されており、画素部208のスイッチングトランジスタ203の導通・非導通を制御する機能を有する。
 データ線駆動回路104は、データ線201に接続されており、データ電圧を出力して、駆動トランジスタ204に流れる信号電流を決定する機能を有する。
 表示部105は、複数の画素部208を備え、外部から表示装置へ入力された輝度信号である映像信号に基づいて画像を表示する。
 図4は、表示部105の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。同図における画素部208は、走査線200と、データ線201と、電源線202と、スイッチングトランジスタ203と、駆動トランジスタ204と、有機EL素子205と、保持容量206と、共通電極207とを備える。また、周辺回路は、走査線駆動回路103と、データ線駆動回路104とを備える。
 スイッチングトランジスタ203は、ゲートが、走査線200に接続されており、データ線201のデータ電圧を駆動トランジスタ204のゲートに供給するタイミングを制御する機能を有する。
 駆動トランジスタ204は、駆動素子として機能し、駆動トランジスタ204のゲートは、スイッチングトランジスタ203を介してデータ線201に接続され、ソースが有機EL素子205のアノードに接続され、ドレインが、電源線202に接続されている。これにより、駆動トランジスタ204は、ゲートに供給されたデータ電圧を、そのデータ電圧に対応した信号電流に変換し、変換された信号電流を有機EL素子205に供給する。
 有機EL素子205は、発光素子として機能し、有機EL素子205のカソードは、共通電極207に接続されている。
 保持容量206は、電源線202と駆動トランジスタ204のゲート端子との間に接続されている。保持容量206は、例えば、スイッチングトランジスタ203がオフ状態となった後も、直前のゲート電圧を維持し、継続して駆動トランジスタ204から有機EL素子205へ駆動電流を供給させる機能を有する。
 なお、図3、図4には記載されていないが、電源線202は電源に接続されている。また、共通電極207も別の電源に接続されている。
 データ線駆動回路104から供給されたデータ電圧は、スイッチングトランジスタ203を介して駆動トランジスタ204のゲート端子へと印加される。駆動トランジスタ204は、そのデータ電圧に応じた電流を、ソース-ドレイン端子間に流す。この電流が、有機EL素子205へと流れることにより、その電流に応じた発光輝度で、有機EL素子205が発光する。
 ここで、本発明の主要部である制御回路101及びメモリ102について、その一態様を詳細に説明する。
 図5は、図3に示す制御回路101及びメモリ102の構成を示した機能ブロック図である。制御回路101は、外部から入力された映像信号を各画素に対応した電圧信号に補正変換する。メモリ102は、各画素部に対応する輝度ゲインが格納された第1記憶手段と、代表LUTが格納された第2記憶手段とを兼用する。
 同図における制御回路101は、補正変換ブロック601と駆動回路用タイミングコントローラ615とを備える。まず、補正変換ブロック601の機能について述べる。映像信号が外部から入力されると、補正変換ブロック601により、メモリ102に格納された映像-輝度変換LUTから、当該映像信号に対応した輝度信号が読み出される。そして、当該輝度信号に対してメモリ102から各々対応する輝度ゲインを読み出して演算して、当該輝度信号を全画素部で共通の基準輝度に補正する。補正変換ブロック601は、画素位置検出部611と、映像-輝度変換部612と、乗算部613と、輝度-電圧変換部614とを備える。
 画素位置検出部611は、外部から入力された映像信号と同時に入力された同期信号により、当該映像信号の画素位置情報が検出される。ここで、検出された画素位置がa行b列であると仮定する。
 映像-輝度変換部612は、メモリ102に格納された映像-輝度変換LUTから、当該映像信号に対応した輝度信号を読み出す。
 乗算部613は、予め第1記憶手段であるメモリ102に格納された、各画素部に対応する輝度ゲインと、当該輝度信号とを乗算することにより、当該輝度信号を補正する。具体的には、a行b列の輝度ゲインkとa行b列の輝度信号値が乗算され、補正後のa行b列の輝度信号が生成される。
 なお、乗算部613は、予めメモリ102に格納された、各画素部に対応する輝度ゲインと、外部から入力された映像信号が変換された輝度信号とを除算するなど、乗算以外の演算により、当該輝度信号を補正してもよい。
 輝度-電圧変換部614は、第2記憶手段でもあるメモリ102に格納されている代表変換カーブに基づき導出された代表LUTにより、乗算部613から出力された補正後のa行b列の輝度信号に対応したa行b列の電圧信号を読み出す。
 最後に、制御回路101は、この変換されたa行b列の電圧信号をデータ線駆動回路104に出力する。当該電圧信号は、アナログ電圧に変換されてデータ線駆動回路へ入力される、もしくは、データ線駆動回路内でアナログ電圧に変換される。そして、データ線駆動回路から、各画素へデータ電圧として供給される。
 本態様によると、上記補正変換ブロック601により、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、画像部毎の輝度信号を所定の基準輝度に補正する。その上で、補正された各画像部の輝度信号を電圧信号に変換し、この変換された電圧信号をデータ線の駆動回路に出力する。
 これにより、画素部毎に記憶するデータは、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインである。そのため、従来のような、映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを画素部毎に用意する必要はなくなり、画素部毎に用意するデータ量は大幅に削減できる。そして、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記複数の画素部に共通して有している。これもデータ量として僅かである。
 そのため、表示パネルの画素部毎にばらつく輝度を補正して全画面で共通の輝度の映像信号を得るための補正に必要なデータの量を大幅に減少させることができる。これにより、製造コストを大幅に削減できる。その結果、製造コストおよび駆動時の処理負担を軽減して、画面全体にわたって均一な表示を実現できる。
 また、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報が、前記複数の画素部に共通して一つであるので、メモリ容量を必要最小限までに削減できる。
 なお、メモリ102に格納されている代表変換カーブは、Look Up Tableでなく、代表変換カーブを表現した関係式であってもよい。その場合、補正変換ブロック601において、メモリ102から関係式、係数を読み出し、その読み出した関係式、係数を用いて算出することにより、乗算部613から出力された補正後のa行b列の輝度信号をa行b列の電圧信号へと変換してもよい。
 また、メモリ102は、各画素部に対応する輝度ゲインが格納された第1記憶手段と代表LUTが格納された第2記憶手段とを兼用しているが、個別のメモリであってもよい。
 なお、画像のガンマを調整するには、この補正変換ブロック601の前に、ガンマテーブルを持つことが好ましい。
 ここで、上記補正変換ブロック601で用いられた輝度ゲイン、及び、代表変換カーブについて説明する。
 図6Aは、同一パネル内の複数の画素についての、データ電圧に対する輝度をプロットしたグラフである。同図は、製造工程における有機EL素子の発光効率のばらつきが支配的な、電圧駆動画素回路を備えたパネル内の複数の画素についてのデータ電圧-輝度特性である。同図より、同一のデータ電圧を加えた場合においても、発光素子の特性の不均一により、各画素の輝度に差が生じてしまっていることがわかる。この場合には、パネルに対して、全面同一レベルの映像信号を加えているにも関わらず、意図しない輝度ムラが生じてしまうこととなる。
 また、図6Bは、図6Aに示す複数の画素のデータ電圧-輝度特性を、任意の画素のデータ電圧-輝度特性で正規化したグラフである。同図は、各画素のデータ電圧-輝度特性に対し、輝度軸におけるゲインをかけることにより、各画素の特性カーブを一致させられることを示している。これは、有機EL素子の発光輝度は、流れる電流と発光効率に比例するという関係に基づくものである。
 また、製造工程におけるTFTの移動度のばらつきが支配的なパネルにおいても同じ結果が得られると考えられる。これは、有機EL素子の発光輝度は、流れる電流にほぼ比例するという関係があり、また、TFTのソース-ドレイン間に流れる電流は、その移動度に比例することに起因するものである。例えば、各画素部のTFTの移動度がばらつきを有し、β1~βnであり、各画素部の閾値電圧は共通のVthであると仮定し、n番目の画素部の駆動トランジスタ204のゲートに印加するデータ電圧を変数Vとすると、ドレイン電流IDSnは、

  IDSn=(1/2)・βn・(V-Vth)2    (式1)

と表される。また、n番目の画素部の有機EL素子205の発光輝度をLnとすると、Lnは、ドレイン電流IDSnと発光効率に比例するという関係から、

  Ln=kn・IDSn    (式2)

で表される。ここでknはn番目の画素部における発光輝度Lnとドレイン電流IDSnとの比例定数である。
 式1および式2より、有機EL素子205の発光輝度Lnは、

  Ln=(1/2)・kn・βn・(V-Vth)2    (式3)

となる。式3より、有機EL素子205の発光輝度Lnは、knβn/2を係数とした、データ電圧Vの2次曲線となり、knβn/2を規格化することで各画素部共通の二次曲線、つまり、(V-Vth)2を共通因子としてもつ代表変換カーブが得られることがわかる。
 よって、代表変換カーブは、複数の画素部の任意の一画素部についての電圧-輝度特性であってもよいし、複数の画素部の2以上の画素部についての電圧-輝度特性を平均化した特性であってもよい。
 上述した、各画素のデータ電圧-輝度特性が、上記代表変換カーブで正規化されるという事実により、本発明に係る表示装置の有するメモリ102には、以下のようにして各画素部の輝度ゲインと代表変換カーブに基づき導出された代表LUTとが格納される。
 以下、以上のように構成された表示装置の製造方法及び表示装置の制御方法について、図面を用いてその動作を説明する。
 図7は、本発明の実施の形態に係る表示装置100の製造方法の一部を示すフローチャートである。本処理では、複数の画素に共通する代表変換カーブを表した所定の情報及び各画素の輝度ゲインがメモリ102に書き込まれる。
 まず、図3に示す表示装置100の一部として形成された表示部105、走査線駆動回路103及びデータ線駆動回路104に対し、各画素部208を発光させるための制御回路101が接続する(S40)。この制御回路101は、表示装置100の一部として形成された制御回路101であってもよいし、また、制御回路101とは別であってメモリ102に格納するデータを取得するための外部駆動回路であってもよい。
 次に、上記制御回路101により、走査線駆動回路103及びデータ線駆動回路104を介して、所定の電圧を画素部208に出力し、輝度測定することにより、製造工程における駆動素子の移動度や、発光素子の発光効率のばらつきが支配的であるパネルにおいて、その全画素または一部の画素におけるデータ電圧-輝度特性を取得する。取得された複数のデータ電圧-輝度特性を平均化することにより、代表となるデータ電圧-正規化輝度である代表変換カーブを表した所定の情報を取得する(S50)。ここで、上述した全画素または一部の画素におけるデータ電圧-輝度特性は、例えば、外部PCにより取得され、解析されることにより代表変換カーブを表した所定の情報が得られる。ここで、複数のデータ電圧-輝度特性の平均化とは、例えば、各画素における輝度のデータを、データ電圧を変えて細かく測定し、それらのデータを平均することである。
 なお、この平均化のために選択された複数の画素部は、同一パネルから抽出されたものである必要はなく、複数の異なるパネルにわたり抽出された複数の画素部であってもよい。
 または、各画素ではなく、輝度計で、複数の画素を含んだ微小領域の平均輝度を直接測定して、その測定結果を代表カーブにすることも可能である。
 次に、算出された代表変換カーブを表した所定の情報をメモリ102に記憶させる(S60)。算出された代表変換カーブを表した所定の情報とは、例えば代表LUTであり、または、代表変換カーブを表現した関数式と係数であってもよい。
 次に、同一駆動条件で、画素ごとの輝度値を測定する(S70)。ここで、同一駆動条件とは、各画素部に接続されたデータ線に同一のデータ電圧を供給することであり、例えば、ある1点の同一データ電圧を各画素に印加することである。これにより、各画素において、後述する輝度ゲインを取得しておくだけで、各映像信号に対応した輝度信号が当該輝度ゲインにより補正される。
 また、同一駆動条件として、代表変換カーブ上の所定の基準輝度を得る際の温度と同一温度で各画素部を駆動して各画素部の輝度を測定することが好ましい。これにより、精度の高い輝度ゲインを取得することができ、発光駆動時において高精度な輝度ムラ補正が実現できる。
 次に、測定された画素ごとの輝度値と、代表変換カーブ上の同一データ電圧値における輝度値との比である輝度ゲインを画素ごとに算出する(S80)。ここで、輝度ゲインとは、所定の基準輝度と、複数の画素部の中の各画素部の輝度、または、複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度との比に対応する値である。また、上記所定の基準輝度とは、複数の画素部の中の任意の画素部の輝度、または、複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度である。
 最後に、算出された画素ごとの輝度ゲインをメモリ102に記憶させる(S90)。
 なお、輝度ゲインの算出方法としては、上記以外にも、図8に示すようにCCDとレンズとを用いて、パネルの複数の画素の輝度を一度に測定することにより算出することも可能である。
 図8は、複数の画素の輝度を一度に測定するための一例を示した図である。この方法では、表示パネル402の各画素を、同一駆動条件にて発光させる。そして、CCDカメラ401により、各画素の輝度を求め輝度ゲインを算出する。
 以上の製造工程により、表示動作時には、映像信号が輝度ゲインにより補正され、各画素へ入力すべきデータ電圧に変換されるので、製造コストおよび駆動時の処理負担をかけずに、画面全体にわたって均一な表示を実現することができる。
 なお、本実施の態様では代表変換カーブと輝度ゲインとを同じメモリに記憶しているが、代表変換カーブと輝度ゲインとは異なるメモリに記憶されてもよい。
 また、図4に記載されたメモリ102に記憶された輝度ゲインは、各画素につき1個のデータでなくてもよい。例えば、一画素につき2種類以上の測定階調での測定を行い、それをもとに1個、もしくは2個以上のゲインを求めてもよい。この場合、階調特性が異なる画素を有するパネルについて、本実施の形態よりもさらに精度良く補正できる。
 また、例えば、上述した輝度ゲインが異なる温度ごとに記憶されてもよい。この場合、温度特性が大きい画素を有するパネルについて、本実施の形態よりもさらに精度良く補正できる。
 また、代表変換カーブ、代表LUT、または、代表変換カーブを表現した関数式と係数は、メモリ102に格納されている必要はなく、制御回路101内に格納されていてもよい。
 また、映像―輝度変換カーブ、映像―輝度変換LUT、または、映像―輝度変換カーブを表現した関数式と係数は、メモリ102に格納されている必要はなく、制御回路101内に格納されていてもよい。
 図9Aは、複数のパネルに共通な代表変換カーブであるデータ電圧-正規化輝度の特性カーブの例を示したものである。また、図9Bは、代表変換カーブより導出した代表LUTを示す図の一例である。代表LUTは、代表変換カーブの逆関数をデジタル表現したものとなっている。つまり、メモリ102に記憶される各画素の輝度ゲインを、この代表LUTの基となった代表変換カーブに乗ずることにより、各画素の特性カーブと代表変換カーブとが一致する。例えば、明るい画素(画素A)では、0.8を輝度にかければ代表特性カーブと重なり、暗い画素(画素B)では、1.2を輝度にかければ代表特性カーブと重なる、という場合、画素Aのゲインは0.8、画素Bのゲインは1.2となる。
 次に、本発明の表示装置の制御方法について説明する。図10は、図5に示す表示装置100の制御方法を示すフローチャートである。本処理において、制御回路101は、補正変換ブロック601において、入力された映像信号に対応する輝度ゲインを取得し、映像信号に対応する輝度信号を補正する(S03~S10)。その後、制御回路101は、輝度信号を電圧信号に変換し、特定画素へ出力する(S20~S30)。
 まず、画素位置検出部611は、外部から入力された映像信号と同時に入力された同期信号により、画素部毎に当該映像信号の位置情報を検出する(S03)。ここで、検出された画素位置がa行b列であると仮定する。
 また、このとき、映像-輝度変換部612は、メモリ102に格納された映像-輝度変換LUTから、外部から入力されたa行b列の映像信号に対応したa行b列の輝度信号を読み出す。
 次に、制御回路101は、メモリ102を参照し、画素部毎(a行b列)の輝度信号に対応する輝度ゲインを読み出す(S06)。ここでは、制御回路101は、メモリ102から輝度ゲイン(k)を読み出したと仮定する。
 次に、乗算部613は、読み出された輝度ゲイン(k)と、画素部毎(a行b列)の輝度信号値を乗算して、当該輝度信号を所定の基準輝度に補正する(S10)。
 次に、輝度-電圧変換部614により、メモリ102に格納された画素部共通の代表LUTから、ステップS10にて補正された(a行b列の)輝度信号に対応した(a行b列の)デジタル電圧信号が読み出される(S20)。
 そして、駆動回路用タイミングコントローラ615は、変換された(a行b列の)デジタル電圧信号をデータ線駆動回路104へ出力し(S30)、特定(a行b列の)画素部へ補正されたアナログ電圧信号(データ信号)として供給させる。
 以上の制御方法により、各輝度信号がデータ量の小さい輝度ゲインにより補正され、画素部間で共通した代表変換カーブに基づいて各画素へ入力すべき電圧信号に変換されるので、画素間における特性の不均一が補正される。よって、製造コストおよび駆動時の処理負担をかけずに、画面全体にわたって均一な表示を実現することができる。
 従来の外部メモリを用いて輝度補償を行う表示装置では、入力信号である映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを各画素部に記憶していた。これは、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性が異なることによるものである。また、この各画素部の輝度信号-電圧信号変換テーブルは、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性及び輝度を電圧信号に変換する変換カーブを反映して作られる。この輝度信号-電圧信号変換テーブルを用いることにより、画素部毎にばらつく表示パネルの輝度特性を共通の特性に補正し及び補正した輝度特性の信号を電圧信号に変換する処理が実行される。そのため、各画素部の映像信号-電圧信号変換テーブルは、データ量が膨大なものとなり、これを全画素分揃えると、莫大なメモリ量が必要であった。そのため、製造コストが増加していた。
 また、各画素部に膨大な量のデータを用いて映像信号を補正するため、各画素部の発光駆動時の補正処理が複雑なものとなっていた。
 これに対し、本発明の実施の形態に係る表示装置、その製造方法及び制御方法によれば、従来の輝度信号-電圧信号変換テーブルの機能を2に分離し、即ち、表示パネルを構成する各画素部の輝度特性の補正テーブルと、輝度を電圧信号に変換する変換カーブを表すテーブルとに分離している。具体的には、各画素部に対応する輝度ゲインを画素部毎に格納し、複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、複数の画素部に共通して格納するメモリ102が用意されている。そして、外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換する。その後、画像部毎の輝度信号を所定の基準輝度に補正する。その上で、補正された各画像部の輝度信号を電圧信号に変換し、この変換された電圧信号をデータ線駆動回路104に出力する。
 これにより、画素部毎に記憶するデータは、従来のような、映像信号に対応した輝度信号を電圧信号に変換する輝度信号-電圧信号変換テーブルを画素部毎に用意する必要はなくなり、画素部毎に用意するデータ量は大幅に削減できる。そして、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記複数の画素部に共通して有している。これもデータ量として僅かである。
 そのため、表示パネルの画素部毎にばらつく輝度を補正して全画面で共通の輝度の映像信号を得るための補正に必要なデータの量を大幅に減少させることができる。これにより、製造コストを大幅に削減できる。その結果、製造コストおよび駆動時の処理負担を軽減して、画面全体にわたって均一な表示を実現できる。
 なお、図4に記載された駆動トランジスタ204およびスイッチングトランジスタ203はpチャネルのTFTでもよい。
 また、各画素の輝度ゲインはゲインを求めるための測定は、輝度測定でなく、有機EL素子205を流れる電流または駆動トランジスタ204のドレイン電流を測定することにより算出されてもよい。
 また、代表特性カーブを求めるための測定においても、輝度測定でなく、有機EL素子205を流れる電流または駆動トランジスタ204のドレイン電流を測定することにより算出されてもよい。
 また、画素回路は、図4に記載された回路構成とは異なる電圧駆動型の画素回路構成でもよい。
 また、代表LUTは、製造工程におけるばらつきの傾向に応じて、行単位、列単位、領域単位ごとに異なった複数の代表LUTを持っていてもよい。
 また、有機EL素子やTFTには温度特性があるため、測定時の温度は管理する必要がある。特に、1つのパネル全体を、複数回にわたって分割測定する場合、すべての測定を、同一温度で行うことが好ましい。
 また、代表LUTは、ルックアップテーブルではなく、そのカーブを表現した近似式と係数であってもよい。
 また、全階調において、一つのゲインでは精度が保てない場合、2種類以上の階調におけるゲインをメモリに持たせてもよいが、それらの階調間のゲインは、補間して求めればよい。
 なお、本発明に係る表示装置、表示装置の製造方法および制御方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。上述した実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る表示装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
 例えば、本発明に係る表示装置は、図11に記載されたような薄型フラットTVに内蔵される。本発明に係る表示装置により、輝度ムラが抑制されたディスプレイを備えた低コストの薄型フラットTVが実現される。
 本発明は、特に表示装置を内蔵する有機ELフラットパネルディスプレイに有用であり、画質の均一性が要求されるディスプレイの表示装置、その製造方法及び制御方法として用いるのに最適である。
 100、800  表示装置
 101、801  制御回路
 102、802  メモリ
 103、803  走査線駆動回路
 104、804  データ線駆動回路
 105、805  表示部
 200  走査線
 201  データ線
 202  電源線
 203  スイッチングトランジスタ
 204  駆動トランジスタ
 205  有機EL素子
 206  保持容量
 207  共通電極
 208  画素部
 401  CCDカメラ
 402  表示パネル
 601  補正変換ブロック
 611、861  画素位置検出部
 612、862  映像-輝度変換部
 613  乗算部
 614、863  輝度-電圧変換部
 615、864  駆動回路用タイミングコントローラ
 851  補正変換ブロック

Claims (16)

  1.  発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、
     前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、
     前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、
     各画素部に対応する輝度ゲインであって画素部毎の映像信号に対応する輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1記憶手段と、
     前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して格納する第2記憶手段と、
     外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する前記輝度ゲインを読み出して演算して、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正する補正部と、
     前記第2記憶手段に格納された前記代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する変換部とを備える
     表示装置。
  2.  前記第2記憶手段は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して一つ格納する
     請求項1記載の表示装置。
  3.  前記所定の基準輝度は、前記複数の画素部の中の任意の画素部の輝度、または、前記複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度であり、
     前記輝度ゲインは、前記所定の基準輝度と、前記複数の画素部の中の各画素部の輝度または前記複数の画素部の2以上の画素部の輝度を平均した輝度との比に対応する値である
     請求項1記載の表示装置。
  4.  前記補正部は、前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する前記輝度ゲインを読み出して乗算又は除算を行い、前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正する
     請求項1記載の表示装置。
  5.  前記画素部毎に格納された輝度ゲインは、前記所定の基準輝度を得る際に用いた駆動条件と同一条件で前記各画素部を駆動して測定された輝度に基づいて得られたものである
     請求項1記載の表示装置。
  6.  前記同一の駆動条件は、前記各画素部に接続された前記データ線に同一のデータ電圧を供給することである
     請求項5記載の表示装置。
  7.  前記同一の駆動条件は、前記所定の基準輝度を得る際の温度と同一温度で前記各画素部を駆動して前記各画素部の輝度を測定することである
     請求項5記載の表示装置。
  8.  前記代表変換カーブは、前記複数の画素部の任意の一画素部についての電圧-輝度特性である
     請求項1記載の表示装置。
  9.  前記代表変換カーブは、前記複数の画素部の2以上の画素部についての電圧-輝度特性を平均化した特性である
     請求項1記載の表示装置。
  10.  前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに基づいて求められた電圧-輝度の対応テーブルであり、
     前記変換部は、前記第2記憶手段に格納された対応テーブルを参照して、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する
     請求項1記載の表示装置。
  11.  前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブに関する情報は、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性を表す代表変換カーブを表現した関係式であり、
     前記変換部は、前記第2記憶手段に格納された関係式を用いて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換する
     請求項1記載の表示装置。
  12.  前記駆動素子は、TFT(Thin Film Transistor)である
     請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の表示装置。
  13.  前記発光素子は、有機EL素子である
     請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の表示装置。
  14.  発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、を備える表示装置の製造方法であって、
     前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、取得する第1ステップと、
     前記第1ステップにて取得された代表変換カーブに対応する所定の情報を、前記表示装置内の記憶手段に格納する第2ステップと、
     各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、取得する第3ステップと、
     前記第3ステップで取得された前記輝度ゲインを、前記表示装置内の記憶手段に格納する第4ステップと、を含む
     表示装置の製造方法。
  15.  発光素子と前記発光素子への電流の供給を制御する駆動素子とを含む複数の画素部と、前記駆動素子のゲートに供給される電圧に対応するデータ電圧を供給する複数のデータ線と、前記複数のデータ線に前記データ電圧を供給するデータ線の駆動回路と、各画素部に対応する輝度ゲインであって各画素部に対応する映像信号の輝度を所定の基準輝度にするための輝度ゲインを、画素部毎に格納する第1記憶手段と、前記複数の画素部に共通する電圧-輝度特性に対応する代表変換カーブを表した所定の情報を、前記複数の画素部に共通して格納する第2記憶手段と、を備える表示装置の制御方法であって、
     外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、
     前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から各々対応する輝度ゲインを読み出して演算し、
     前記画素部毎の輝度信号を前記所定の基準輝度に補正し、
     前記第2記憶手段に格納された前記代表変換カーブに対応する所定の情報に基づいて、前記補正された前記画素部毎の輝度信号を電圧信号に変換し、
     この変換された電圧信号を前記データ線の駆動回路に出力する
     表示装置の制御方法。
  16.  外部から入力された映像信号について画素部毎の位置情報を検出し、
     前記検出された位置情報に対応する前記輝度ゲインを前記第1記憶手段から読み出し、
     外部から入力された映像信号を画素部毎に輝度信号に変換し、
     前記画素部毎の輝度信号に対して前記第1記憶手段から読み出した前記輝度ゲインを演算する
     請求項15記載の表示装置の制御方法。
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