JP2008145835A - 自発光型表示装置、ホワイトバランス調整回路およびホワイトバランス調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】画面の局所ごとに最適なホワイトバランス調整を行う。
【解決手段】各々が自発光素子を有する複数の画素を備えて、複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有する画素アレイ2Aと、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置されている複数の受光素子(不図示)と、ホワイトバランス変換部8Aとを有する。ホワイトバランス変換部8Aは、対応するデータ電圧Vdに応じて画素を発光駆動したときに、2つの自発光素子から等距離な受光素子から出力されるモニタ電圧Vmの、対応するデータ電圧Vdに対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった画素または当該画素を含む隣接画素のグループごとに色ゲインを調整する。
【選択図】図6
【解決手段】各々が自発光素子を有する複数の画素を備えて、複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有する画素アレイ2Aと、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置されている複数の受光素子(不図示)と、ホワイトバランス変換部8Aとを有する。ホワイトバランス変換部8Aは、対応するデータ電圧Vdに応じて画素を発光駆動したときに、2つの自発光素子から等距離な受光素子から出力されるモニタ電圧Vmの、対応するデータ電圧Vdに対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった画素または当該画素を含む隣接画素のグループごとに色ゲインを調整する。
【選択図】図6
Description
本発明は、各々が自発光素子を有する複数の画素を備える自発光型表示装置、当該自発光型表示装置のホワイトバランス調整回路、ならびに、ホワイトバランス調整方法に関する。
表示(ディスプレイ)装置は、テレビジョン受像機、コンピュータモニタ、携帯情報端末等として、日常生活の中で大きな役割を担っている。また、インターネットの進展に伴い、ヒューマンインターフェイスとしてのディスプレイ装置の重要性は益々大きくなっている。
このように日常生活で頻繁に使用されるディスプレイ装置は、目に優しく、高精細な画面で見やすく、かつ動画が遅れなしにくっきりと綺麗に見える高解像度で高速な応答性能が要求される。
このように日常生活で頻繁に使用されるディスプレイ装置は、目に優しく、高精細な画面で見やすく、かつ動画が遅れなしにくっきりと綺麗に見える高解像度で高速な応答性能が要求される。
この要求を満たすために、発光ダイオード(LED)、レーザ・ダイオード(LD)、有機発光素子(OLED:有機LED)などの自発光素子を用いたディスプレイ装置の開発がなされている。
この種のディスプレイ装置は、一般に、自発光素子を含む画素がマトリクス状に複数個配置されて画面部(画素アレイ)が構成されている。表示パネルは、画素アレイを中心に一部の処理回路等を一体形成したフラット表示デバイスであり、各素子を映像信号に応じて選択的に発光させることにより、映像表示が行われる。映像信号は画素ごとのデータ電圧を時系列に含み、パネル外またはパネル内の回路による所定の信号処理後に画素アレイに供給される。画素内の自発光素子は、供給されたデータ電圧に応じた輝度で発光し、その画素発光の集合により所定の画面(1フレーム)が表示される。
この種のディスプレイ装置は、一般に、自発光素子を含む画素がマトリクス状に複数個配置されて画面部(画素アレイ)が構成されている。表示パネルは、画素アレイを中心に一部の処理回路等を一体形成したフラット表示デバイスであり、各素子を映像信号に応じて選択的に発光させることにより、映像表示が行われる。映像信号は画素ごとのデータ電圧を時系列に含み、パネル外またはパネル内の回路による所定の信号処理後に画素アレイに供給される。画素内の自発光素子は、供給されたデータ電圧に応じた輝度で発光し、その画素発光の集合により所定の画面(1フレーム)が表示される。
自発光素子を用いたディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ(LCD)などの非自発光型のディスプレイ装置に比べて、バックライトが不要であるなどの利点がある。
特に、有機発光素子を用いたディスプレイ装置(以下「有機ELディスプレイ」という)は、視野角が広く、コントラストが高いなどの理由から視認性が高く、また素子の応答速度が速い。さらに、自発光であって液晶のようなバックライトが不要なため、薄型、軽量化を実現でき、消費電力の面でも有利である。また、直流低電圧駆動が可能であり、応答速度も速く、更に振動に強く、使用温度範囲も広いなどの特長がある。このような多くの利点を有する有機ELディスプレイは、次世代の表示デバイスとして注目され、一部商品化も始まっている。
特に、有機発光素子を用いたディスプレイ装置(以下「有機ELディスプレイ」という)は、視野角が広く、コントラストが高いなどの理由から視認性が高く、また素子の応答速度が速い。さらに、自発光であって液晶のようなバックライトが不要なため、薄型、軽量化を実現でき、消費電力の面でも有利である。また、直流低電圧駆動が可能であり、応答速度も速く、更に振動に強く、使用温度範囲も広いなどの特長がある。このような多くの利点を有する有機ELディスプレイは、次世代の表示デバイスとして注目され、一部商品化も始まっている。
有機発光素子は、例えば、駆動基板の上に、第1電極,発光層を含む有機層および第2電極が順に積層された構造を有している。有機発光素子の第1および第2電極間に直流電圧を印加することによって発光層で発生した光は、ディスプレイのタイプにより、駆動基板の側(第1電極の側)から取り出される場合もあるが、第2電極の側から取り出される場合もある。
有機EL素子においては、発光に伴う発熱などによって各有機層の劣化が生じ、発光輝度が低下し、発光自体が不安定になるなどの経時的劣化の問題が存在している。また有機EL素子は発光ダイオード特性を示し、温度上昇に伴ってデバイスに流れる電流は比例して大きくなるため、結果的に発光輝度と比例関係にあり、そのために劣化を促進する傾向にある。
その対策として、電流量と発光輝度との比例関係を利用して、温度上昇による輝度劣化抑制を流れる電流量で抑制する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、同様に周囲の温度変化に応じて輝度表示をコントロールする手法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
この手法はデータを定電流で供給し、走査線に供給される駆動電圧を調整できるように走査線とデータ線の交差線画素近傍に温度検出手段が設置されて、周囲温度の変化に応じて電圧レベルを制御するものである。
この手法はデータを定電流で供給し、走査線に供給される駆動電圧を調整できるように走査線とデータ線の交差線画素近傍に温度検出手段が設置されて、周囲温度の変化に応じて電圧レベルを制御するものである。
ところで、温度変化によって色ごとの発光輝度特性が異なり、ホワイトバランスがずれる現象が知られている。
ホワイトバランス調整の手法は、色ごとにゲインを調整する方法(例えば特許文献3参照)、色ごとに発光時間を制御して表示輝度を調整する方法(例えば特許文献4参照)が知られている。
特開2003−323152号公報
特開2003−157050号公報
特開2003−280578号公報
特開2005−195764号公報
しかし、上記特許文献3および4に記載されたホワイトバランス調整方法では、色ごとの輝度調整は可能であるが、画面全体では局所、局所でホワイトバランスのずれに違いがあるため、最適化ができない。
すなわち、高輝度表示を長時間行う画素の周囲では温度が上昇し、また、当該画素の特性低下が比較的大きいため、ホワイトバランスのずれも大きい。しかし、同じ画面内に低輝度表示を長時間行う画素も存在するため、色ごとに画面全体でゲイン調整する場合は、その画面全体で平均的にホワイトバランスをとることしかできない。よって、画面の局所、局所で最適なホワイトバランス方法は実現されていない。
すなわち、高輝度表示を長時間行う画素の周囲では温度が上昇し、また、当該画素の特性低下が比較的大きいため、ホワイトバランスのずれも大きい。しかし、同じ画面内に低輝度表示を長時間行う画素も存在するため、色ごとに画面全体でゲイン調整する場合は、その画面全体で平均的にホワイトバランスをとることしかできない。よって、画面の局所、局所で最適なホワイトバランス方法は実現されていない。
本発明が解決しようとする課題は、画面の局所ごとに最適なホワイトバランス調整が可能な自発光型表示装置、ホワイトバランス調整回路、および、ホワイトバランス調整方法を提供することである。
本発明に係る自発光型表示装置は、表示パネルと、各々が自発光素子を有する複数の画素を備えて前記表示パネル内に形成され、R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有する画素アレイと、前記画素アレイと共に前記表示パネル内に形成され、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置され、受光強度に応じたモニタ電圧を出力する複数の受光素子と、前記表示パネルに画素ごとに入力される複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な前記受光素子から出力されるモニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整するホワイトバランス調整部と、を有する。
本発明に係るホワイトバランス調整回路は、R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有し、各々が自発光素子を備える複数の画素の各々をデータ電圧に応じて発光駆動する表示パネルと、前記複数の画素とともに前記表示パネル内に形成され、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置され、受光強度に応じたモニタ電圧を出力する複数の受光素子とを有する自発光型表示装置のホワイトバランス調整回路であって、前記表示パネルに画素ごとに入力される複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な受光素子から出力されるモニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整するホワイトバランス調整部を、有する。
本発明では好適に、前記ホワイトバランス調整部は、アナログの前記モニタ電圧をディジタルに変換するAD変換部と、ディジタルの前記データ電圧を一時記憶し前記画素アレイに出力する画像メモリと、前記画像メモリから読み出した前記データ電圧が示す画素階調値に所定の比率を乗算して基準データ電圧値を発生する乗算器と、当該基準データ電圧値の発生に用いた前記データ電圧により一の画素を発光駆動したことに応答して前記AD変換部から出力される前記モニタ電圧と前記基準データ電圧値との差分を算出し、算出した前記差分を前記画素階調値で除算して電圧変化量を求める処理を、隣接する前記複数色の画素で各々が構成されている単数または複数の画素ユニットを単位として色ごとに求める電圧変化量算出部と、前記変化量算出回路から出力される色ごとの前記電圧変化量から、ホワイトバランス関係式の複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する係数発生部と、前記係数発生部で発生した複数の係数の比率が、ホワイトバランスがとれた理想比率となるためのゲインを色ごとに発生して出力するゲイン発生部と、前記ゲイン発生部から色ごとのゲインが出力されるたびに、入力される前記データ電圧の利得を色ごとに変更可能に構成されている可変利得アンプと、を含む。
更に好適に、前記データ電圧をフレーム間で動き検出して静止画か動画かを判別する動き検出部を、さらに有し、前記ホワイトバランス調整部は、前記電圧変化量算出部に入力される前記データ電圧と前記モニタ電圧の少なくとも一方に動き検出の結果に応じて所定の倍率を乗算し、データ電圧とモニタ電圧の差を動画と静止画で揃える向きに補正する電圧差補正部を、さらに含む。
更に好適に、前記データ電圧をフレーム間で動き検出して静止画か動画かを判別する動き検出部を、さらに有し、前記ホワイトバランス調整部は、前記電圧変化量算出部に入力される前記データ電圧と前記モニタ電圧の少なくとも一方に動き検出の結果に応じて所定の倍率を乗算し、データ電圧とモニタ電圧の差を動画と静止画で揃える向きに補正する電圧差補正部を、さらに含む。
本発明に係るホワイトバランス調整方法は、R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有し、各々が自発光素子を備える複数の画素の各々をデータ電圧に応じて発光駆動する自発光型表示装置のホワイトバランス調整方法であって、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置で、一の自発光素子から発光強度をモニタし、モニタ電圧を出力する発光強度モニタのステップと、前記表示装置に画素ごとに入力される複数のデータ電圧に対しホワイトバランスをとるホワイトバランス調整ステップと、を含み、前記ホワイトバランス調整ステップが、前記複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な位置で得られた前記モニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことを検出する第1ステップと、前記検出された電圧比の変化に基づいて、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整する第2ステップと、を有する。
本発明によれば、画面の局所ごとに最適なホワイトバランス調整が可能な自発光型表示装置およびホワイトバランス調整回路が実現でき、これにより高品位で自然な映像表示が可能となる。また、画面の局所ごとに最適なホワイトバランス調整が可能なホワイトバランス調整方法が提供できる。
本発明は有機ELディスプレイおよび無機ELディスプレイ、さらには、たとえば個別部品のLEDを実装して画素ユニットを構成したLEDディスプレイ等に広く適用できる。また、駆動方式もアクティブマトリックス駆動、パッシブ(単純)マトリックス駆動のいずれでもよい。
以下、本発明の実施形態を、有機発光ダイオード(有機LED)を自発光素子として画素ごとに含むアクティブマトリックス駆動型の有機ELディスプレイを例として図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施形態を、有機発光ダイオード(有機LED)を自発光素子として画素ごとに含むアクティブマトリックス駆動型の有機ELディスプレイを例として図面を参照して説明する。
《第1実施形態》
まず、有機ELディスプレイの表示パネルについて説明する。
図1に示す有機ELディスプレイの表示パネル2は、大別すると、表示画面として機能する画素アレイ2Aの有効表示領域と、その周辺領域2Bを有する。
まず、有機ELディスプレイの表示パネルについて説明する。
図1に示す有機ELディスプレイの表示パネル2は、大別すると、表示画面として機能する画素アレイ2Aの有効表示領域と、その周辺領域2Bを有する。
図2に、画素アレイ2Aの有効画素領域の画素配置等を示す概略的な平面図を示す。また、図3に、図2のA−A線に沿った概略断面図を示す。
画素アレイ2Aは、図2に示すように、行(ロウ)方向と列(カラム)方向に、それぞれ所定数の画素21がマトリクス状に配置された画素配列を有する。
1つの画素ごとに有機機能層(EL層)22が配置されている。EL層22は、図2に破線により示す画素境界から一回り小さいサイズで形成され、画素ごとに分離されている。
画素アレイ2Aは、図2に示すように、行(ロウ)方向と列(カラム)方向に、それぞれ所定数の画素21がマトリクス状に配置された画素配列を有する。
1つの画素ごとに有機機能層(EL層)22が配置されている。EL層22は、図2に破線により示す画素境界から一回り小さいサイズで形成され、画素ごとに分離されている。
各画素21にRGBの3色の何れか1色が割り当てられている。例えば、各EL層22を、赤(R)の光を発するEL層22R、緑(G)の光を発するEL層22G、青(B)の光を発するEL層22Bから構成して各画素に色を割り当てることができる。あるいは、全てのEL層22は白色光を発光するように構成し、不図示の色フィルタの光特性を隣接画素で変えて、RGBの色表現を行うようにしてもよい。また、色はRGBの3色に限らず4色目(例えばRGBホワイト)を付加し、EL層22の発光特性を変えて、あるいは、色フィルタの光透過特性を変えて色の割り当てを行うことも可能である。
本実施形態で図解した画素アレイ2Aは、各EL層22が、赤(R)の光を発するEL層22R、緑(G)の光を発するEL層22G、または、青(B)の光を発するEL層22Bからなる。
本実施形態で図解した画素アレイ2Aは、各EL層22が、赤(R)の光を発するEL層22R、緑(G)の光を発するEL層22G、または、青(B)の光を発するEL層22Bからなる。
また画素アレイ2Aは、R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続することを条件に割り当てられている色配列を有する。色配列は最低でも、この条件を満たしていればよく、図2では一例として、いわゆるストライプ配列が採用されている。ストライプ配列は、カラム方向に同じ色の画素が連続して配置されて色ストライプを構成し、ロウ方向にはRGBが順に繰り返される色配列を言う。そして、図2に示すように、ロウ方向に連続して並ぶRGBの3画素から1つの画素ユニットが構成されている。画素ユニットはディスプレイ上の1つの絵素またはドットをなすもので、画素ユニットのことを単に画素(ピクセル)と言い、それを構成する3つの画素の各々をサブピクセルと称することもある。
同色の隣接する2画素の画素境界を中心とした位置に、受光素子が配置されている。つまり、Rストライプにおいて、EL層22Rの各離間スペースにR光を受光するための受光素子23Rが配置されている。同様に、GストライプにおいてEL層22Gの各離間スペースにG光を受光するための受光素子23Gが配置され、BストライプにおいてEL層22Bの各離間スペースにB光を受光するための受光素子23Bが配置されている。受光素子23R,23G,23Bは、アモルファスシリコン半導体などの高感度受光センサであり、受光量に応じて電気信号(モニタ電圧)を発生させることができるものであればよい。
図3に示すように、支持基板30の一主面に、TFT(およびキャパシタ等)を含む画素回路3Aの主要部を絶縁膜に埋め込んで画素回路層31が形成されている。支持基板30は、例えばガラス(石英ガラス、ソーダガラス、サファイアガラス)、シリコン等の半導体、セラミック、金属等の材料からなる。支持基板30は光の透過性は問わないため、光透過性、遮光性の何れの材料も採用できる。
ここで、図4に画素回路3Aおよびその駆動回路のブロック図を示し、図5に画素回路3Aの構成を示し、これらの図を用いて画素回路とその駆動方法について説明する。
図4に示すように、画素アレイ2Aには、画素の配置に対応して、複数の画素回路(PIX.C.)3(i,j)がマトリクス状に配置されている(i,jは任意の正の整数)。画素アレイ2A周囲の表示パネル内の領域(図1の周辺領域2B)に、垂直駆動回路(Vスキャナ:V.SCAN)4と水平駆動回路(Hスキャナ:H.SCAN)5が配置されている。これらの駆動回路は、画素回路3A(i,j)とともにTFT製造プロセスにより形成される。
画素回路3A(i,j)の構成に応じて、Vスキャナ4が走査して画素回路3A(i,j)に供給すべき信号数が異なる。ここでは1つのスキャン信号VSCAN(i)がVスキャナ4から、行(ロウ)方向に並ぶ画素群に同一のスキャン信号VSCAN(i)を供給可能になっている。Vスキャナ4は、スキャン信号VSCAN(i)の供給行を順次変えながら垂直方向のスキャン動作を行う。
一方、Hスキャナ5は、列(カラム)方向に並ぶ画素群、すなわち図2における各色ストライプに同一のデータ電圧Vsig(j)を供給可能になっている。Hスキャナ5は、データ電圧Vsig(j)の供給列(色ストライプ)を順次変えながら水平(行)方向のスキャン動作を行う。
一方、Hスキャナ5は、列(カラム)方向に並ぶ画素群、すなわち図2における各色ストライプに同一のデータ電圧Vsig(j)を供給可能になっている。Hスキャナ5は、データ電圧Vsig(j)の供給列(色ストライプ)を順次変えながら水平(行)方向のスキャン動作を行う。
各画素回路3A(i,j)には、図5にも示すように、第1電源電圧VDD1と第2電源電圧VSS1が供給され、その電位差で有機発光ダイオードOLED(i,j)に電流が流れる。
第1電源電圧VDD1と第2電源電圧VSS1の供給線は、図4では便宜上、共に行方向に配線されているが、実際には2本の供給線の一方、例えば第2電源電圧VSS1の供給線が列方向に配線されている。
第1電源電圧VDD1と第2電源電圧VSS1の供給線は、図4では便宜上、共に行方向に配線されているが、実際には2本の供給線の一方、例えば第2電源電圧VSS1の供給線が列方向に配線されている。
図5に図解する第i行,第j列の画素回路3A(i,j)は、電気光学素子としての有機発光ダイオードOLED(i,j)、NMOSトランジスタからなるサンプリング・トランジスタST、PMOSトランジスタからなる駆動トランジスタDT、および、補正部3B(i,j)を有する。
有機発光ダイオードOLED(i,j)のカソードが第2電源電圧VSS1に接続されている。
有機発光ダイオードOLED(i,j)のカソードが第2電源電圧VSS1に接続されている。
駆動トランジスタDTは、有機発光ダイオードOLED(i,j)のアノードと第1電源電圧VDD1との間に接続されている。駆動トランジスタDTは、第1電源電圧VDD1と第2電源電圧VSS1との電位差に応じて流れる駆動電流量を制御する。
駆動トランジスタDTの特性、特に閾値電圧Vtは、有機発光ダイオードOLED(i,j)の駆動電流量に直接的に影響し、この閾値電圧Vtがばらつくと、有機発光ダイオードOLED(i,j)の発光輝度もばらつく。また、さらに発光輝度の均一性を上げるには、いわゆる移動度μと呼ばれているデバイス特性のバラツキも抑制する必要がある。
駆動トランジスタDTの特性、特に閾値電圧Vtは、有機発光ダイオードOLED(i,j)の駆動電流量に直接的に影響し、この閾値電圧Vtがばらつくと、有機発光ダイオードOLED(i,j)の発光輝度もばらつく。また、さらに発光輝度の均一性を上げるには、いわゆる移動度μと呼ばれているデバイス特性のバラツキも抑制する必要がある。
補正部3B(i,j)は、これらのバラツキ補正のために設けられ、本実施形態で、その構成は任意である。
補正部3B(i,j)はサンプリング・トランジスタSTのソースとドレインの一方と、駆動トランジスタDTのゲートとの間に接続されている。ただし、図解する、この接続は一般的に示すもので、より正確には、有機発光ダイオードOLED(i,j)のアノードと駆動トランジスタDTのゲート間等に接続される素子(キャパシタやトランジスタ等)が、この補正部3B(i,j)に含まれる。
補正部3B(i,j)はサンプリング・トランジスタSTのソースとドレインの一方と、駆動トランジスタDTのゲートとの間に接続されている。ただし、図解する、この接続は一般的に示すもので、より正確には、有機発光ダイオードOLED(i,j)のアノードと駆動トランジスタDTのゲート間等に接続される素子(キャパシタやトランジスタ等)が、この補正部3B(i,j)に含まれる。
サンプリング・トランジスタSTのソースとドレインのもう片方は、信号入力線SIG(j)に接続されている。信号入力線SIG(j)に、不図示のHスキャナ等からデータ電圧Vsig(j)が印加される。サンプリング・トランジスタSTは、このデータ電圧印加期間の適正なタイミングで、当該画素回路で表示すべきレベルのデータをサンプリングする。これは、データ電圧Vsig(j)を有効レベルとするデータパルスの先頭または後部における、レベルが不安定な遷移期間の表示映像に与える影響を排除するためである。
また、サンプリング・トランジスタSTは、補正部3B(i,j)内の、例えばオフセットレベル(初期レベル)を取り込むトランジスタと兼用されることがある。その場合、信号入力線SIG(j)に、このオフセットレベルとデータ電圧Vsig(j)を交互に印加する必要があり、その役目は図4に示すHスキャナ5が担う。
また、サンプリング・トランジスタSTは、補正部3B(i,j)内の、例えばオフセットレベル(初期レベル)を取り込むトランジスタと兼用されることがある。その場合、信号入力線SIG(j)に、このオフセットレベルとデータ電圧Vsig(j)を交互に印加する必要があり、その役目は図4に示すHスキャナ5が担う。
アクディブマトリックス駆動では、サンプリング・トランジスタSTによるデータ書き込みおよび発光開始を、画素配列における各画素に対し配列順に行い、発光終了については、他の画素の駆動期間に重ねて任意に制御できる。そのためアクディブマトリックス駆動では、低電流駆動で高輝度が得られる。
この終点制御のために、駆動トランジスタDTと第1電源電圧VDD1との間にもう一つトランジスタを設ける、あるいは、第1電源電圧VDD1または第2電源電圧VSS1をAC駆動して発光時間を制御してもよい。
この終点制御のために、駆動トランジスタDTと第1電源電圧VDD1との間にもう一つトランジスタを設ける、あるいは、第1電源電圧VDD1または第2電源電圧VSS1をAC駆動して発光時間を制御してもよい。
ここで駆動トランジスタDTを通して供給される駆動電流は、駆動トランジスタDTのゲート−ソース間電圧Vgsに依存して、その電流量が制御される。ゲート電位が上がるとゲート−ソース間電圧Vgsが小さくなって駆動トランジスタDTの駆動電流量が減少する。逆に、ゲート電位が下がるとゲート−ソース間電圧Vgsが大きくなって駆動トランジスタDTの駆動電流量が増加する。
概略的な動作を、閾値電圧Vt補正を行う場合で説明すると、以下の如くである。
駆動トランジスタDTのゲートには、信号入力線SIG(j)からのデータ電圧Vsig(j)がサンプリング・トランジスタSTでサンプリングされた後、補正部3B(i,j)を通って印加される。
より詳しくは、サンプリングの前に、補正部3B(i,j)内の保持キャパシタ(不図示)によって、駆動トランジスタDTのゲート電位が、その閾値電圧Vtのレベルで保持され、その状態のゲートにサンプリング後のデータ電圧Vsig(j)が加わるため、ゲート電位は“Vt+Vsig(j)”となって保持される。このときのデータ電圧Vsig(j)の大きさに応じて駆動トランジスタDTがオンする。閾値電圧Vtが大きくオンし難い駆動トランジスタDTの場合は“Vt+Vsig(j)”も大きい、逆に、閾値電圧Vtが小さくオンし易い駆動トランジスタDTの場合は“Vt+Vsig(j)”も小さい。よって駆動電流から閾値電圧Vtのバラツキの影響が排除され、データ電圧Vsig(j)が一定ならば、駆動電流も一定となる。
この一定な電流値に駆動されて有機発光ダイオードOLED(i,j)が発光する。
駆動トランジスタDTのゲートには、信号入力線SIG(j)からのデータ電圧Vsig(j)がサンプリング・トランジスタSTでサンプリングされた後、補正部3B(i,j)を通って印加される。
より詳しくは、サンプリングの前に、補正部3B(i,j)内の保持キャパシタ(不図示)によって、駆動トランジスタDTのゲート電位が、その閾値電圧Vtのレベルで保持され、その状態のゲートにサンプリング後のデータ電圧Vsig(j)が加わるため、ゲート電位は“Vt+Vsig(j)”となって保持される。このときのデータ電圧Vsig(j)の大きさに応じて駆動トランジスタDTがオンする。閾値電圧Vtが大きくオンし難い駆動トランジスタDTの場合は“Vt+Vsig(j)”も大きい、逆に、閾値電圧Vtが小さくオンし易い駆動トランジスタDTの場合は“Vt+Vsig(j)”も小さい。よって駆動電流から閾値電圧Vtのバラツキの影響が排除され、データ電圧Vsig(j)が一定ならば、駆動電流も一定となる。
この一定な電流値に駆動されて有機発光ダイオードOLED(i,j)が発光する。
なお、サンプリング・トランジスタSTをPMOSトランジスタ、駆動トランジスタDTをNMOSトランジスタとすることもできる。
また、個別部品のLEDを発光させるLEDディスプレイでは、製品として駆動トランジスタDTのバラツキが保証されている場合、補正部3B(i,j)を省略可能である。
また、個別部品のLEDを発光させるLEDディスプレイでは、製品として駆動トランジスタDTのバラツキが保証されている場合、補正部3B(i,j)を省略可能である。
図3に戻って断面構造の説明を続ける。
有機発光ダイオードOLED(i,j)は、図3に示すように、支持基板30に形成されている画素回路層31上に順に形成されている、陽極(アノード)電極24、EL層22、および、陰極(カソード)電極25を有する。
有機発光ダイオードOLED(i,j)は、図3に示すように、支持基板30に形成されている画素回路層31上に順に形成されている、陽極(アノード)電極24、EL層22、および、陰極(カソード)電極25を有する。
アノード電極24は、ITO,IZOなどの透明電極材料から形成してもよい。ただし、本実施形態でアノード電極24は光の出射側の電極ではないため透明である必要はなく、逆に、画素回路3Aを遮光する意味で、例えばリチウム、銀、アルミニウム、マグネシウム、インジウム、銅または各々の合金等の金属材料から形成することが望ましい。
アノード電極24は、画素回路層31上に形成され、コンタクト32を介して画素回路層31内の画素回路3Aと接続されている。これにより、図5に示す画素回路3A(i,j)が画素ごとに形成されている。
アノード電極24は、画素回路層31上に形成され、コンタクト32を介して画素回路層31内の画素回路3Aと接続されている。これにより、図5に示す画素回路3A(i,j)が画素ごとに形成されている。
EL層22は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などからなる少なくとも1層の有機積層膜である。
EL層22は、画素境界付近に形成され、いわゆるリブと称される絶縁膜26を分離層とした蒸着法により、あるいは、絶縁膜26間に有機溶液を充填するインクジェット工法や印刷法等により形成される。その際、EL層22の積層構造や材料の相違によって、R発光のEL層22R,G発光のEL層22G,B発光のEL層22B(図2参照)の作り分けが行われる。
EL層22は、画素境界付近に形成され、いわゆるリブと称される絶縁膜26を分離層とした蒸着法により、あるいは、絶縁膜26間に有機溶液を充填するインクジェット工法や印刷法等により形成される。その際、EL層22の積層構造や材料の相違によって、R発光のEL層22R,G発光のEL層22G,B発光のEL層22B(図2参照)の作り分けが行われる。
カソード電極25は、光の出射側に位置することから、ITO,IZOなどの透明電極材料から形成され、列方向に長いラインを、行方向で画素と同ピッチで所定間隔をおいて配置したパターン形状を有する。カソード電極25は、図示しない第2電源電圧VSS1の配線層に接続され、たとえばGND電位または負電位で保持される。
一方、第1電源電圧VDD1の供給線は、とくに図示していない画素回路層31内に形成されている。また、画素回路層31内の画素境界付近に、スキャン信号VSCAN(i)の供給線である走査線33が配置されている。
有機発光ダイオードOLEDは、アノード電極が正側の第1電源VDD1に接続され、カソード電極が負側の第2電源VSS1に接続される。これらの電極間に所定のバイアス電圧を印加すると、注入された電子と正孔が発光層において再結合する際に自発光する。
一方、第1電源電圧VDD1の供給線は、とくに図示していない画素回路層31内に形成されている。また、画素回路層31内の画素境界付近に、スキャン信号VSCAN(i)の供給線である走査線33が配置されている。
有機発光ダイオードOLEDは、アノード電極が正側の第1電源VDD1に接続され、カソード電極が負側の第2電源VSS1に接続される。これらの電極間に所定のバイアス電圧を印加すると、注入された電子と正孔が発光層において再結合する際に自発光する。
有機発光ダイオードOLEDからの光は、不図示の反射膜を適宜配置する等の工夫により、そのほとんどの光L1がカソード電極25から上方に出射される。その出射光はある程度の広がりを持つため光L2のように斜めにも出射される。
一方、有機発光ダイオードOLEDの光出射側に、対向基板40が設けられている。
対向基板40は、例えばガラス(石英ガラス、ソーダガラス、サファイアガラス)等の透明材料からなる。対向基板40の一主面(対向側面)に光透過性が高い膜41に埋め込まれて、画素境界付近に位置するブラックストライプ42が形成されている。ブラックストライプ42は遮光性の膜材質であれば材質に限定はない。ブラックストライプ42は、任意の構成であり、画素ごとの光が混合して混色が生じるのを防ぐ役割がある。
対向基板40は、例えばガラス(石英ガラス、ソーダガラス、サファイアガラス)等の透明材料からなる。対向基板40の一主面(対向側面)に光透過性が高い膜41に埋め込まれて、画素境界付近に位置するブラックストライプ42が形成されている。ブラックストライプ42は遮光性の膜材質であれば材質に限定はない。ブラックストライプ42は、任意の構成であり、画素ごとの光が混合して混色が生じるのを防ぐ役割がある。
本実施形態の特徴の一つである、図2に示す受光素子23Rは、図3に示すように、ブラックストライプ42の自発光素子側の面に形成されている。受光素子23Rの周囲に光透過性が高い膜43が形成されている。
このように、本実施形態における受光素子23R(23G,23Bも同様)の各々は、同色の隣接する2画素の境界(図3で示す画素境界)を含む2つの有機発光ダイオードOLEDの離間スペースから表示パネルの厚さ方向の光出力側に離れた表示パネル内の位置に配置されている。これにより、同色(ここではR)の隣接する2つの有機発光ダイオードOLEDからのモニタ光L2が、1つの受光素子23Rに同程度な割合で入射される。なお、受光素子23R(23G,23Bも同様)の位置は、画素境界を中心として十分なモニタ光量が得られる位置であればよく有機発光ダイオードOLEDの離間スペース内に設けてもよい。具体的には、例えば絶縁膜26を透明膜に代えて、受光素子23Rを透明膜の中に埋め込んで、あるいは、絶縁膜26とカソード電極25との間に、カソード電極25から絶縁された状態で受光素子23Rを形成してもよい。
このように、本実施形態における受光素子23R(23G,23Bも同様)の各々は、同色の隣接する2画素の境界(図3で示す画素境界)を含む2つの有機発光ダイオードOLEDの離間スペースから表示パネルの厚さ方向の光出力側に離れた表示パネル内の位置に配置されている。これにより、同色(ここではR)の隣接する2つの有機発光ダイオードOLEDからのモニタ光L2が、1つの受光素子23Rに同程度な割合で入射される。なお、受光素子23R(23G,23Bも同様)の位置は、画素境界を中心として十分なモニタ光量が得られる位置であればよく有機発光ダイオードOLEDの離間スペース内に設けてもよい。具体的には、例えば絶縁膜26を透明膜に代えて、受光素子23Rを透明膜の中に埋め込んで、あるいは、絶縁膜26とカソード電極25との間に、カソード電極25から絶縁された状態で受光素子23Rを形成してもよい。
ブラックストライプ42と受光素子23R,23G,23Bとが形成された対向基板40は、相互に位置合わせされた上で、光透過性が高い膜50によって機械的に強固に結合されている。
受光素子23R(23G,23Bも同様)の各々として、その構成に特別な限定はないが、例えばPINフォトダイオードを逆バイアスしたものを用いることができる。受光素子の光電変換により発生したモニタ電圧は、不図示の配線を介して画素アレイ2Aから表示パネル2の端子(不図示)に導かれる。その際、図1の周辺領域2Bに設けられる選択回路によって、画素の走査順に対応したモニタ電圧のシリアル信号が生成され、上記表示パネル2の端子から外部に出力可能になっている。
支持基板30の反OLED側の主面には、有機発光ダイオードOLEDごとに温度検出素子60が取り付けられている。温度検出素子60同士は、熱伝導率が低い材質の膜61で隔離されている。
温度検出素子60は、その構成に特別な限定はないが、例えば熱電子対を持つシート状の温度検出素子60のアレイを支持基板30の面に貼り付けることで形成可能である。
温度検出素子60から出力される検出温度は、例えば検出温度を振幅にもつアナログ電圧値として、不図示の配線を介して画素アレイ2Aから表示パネル2の端子(不図示)に導かれる。その際、図1の周辺領域2Bに設けられる選択回路によって、画素の走査順に対応した検出温度のシリアル信号が生成され、上記表示パネル2の端子から外部に出力可能になっている。
温度検出素子60は、その構成に特別な限定はないが、例えば熱電子対を持つシート状の温度検出素子60のアレイを支持基板30の面に貼り付けることで形成可能である。
温度検出素子60から出力される検出温度は、例えば検出温度を振幅にもつアナログ電圧値として、不図示の配線を介して画素アレイ2Aから表示パネル2の端子(不図示)に導かれる。その際、図1の周辺領域2Bに設けられる選択回路によって、画素の走査順に対応した検出温度のシリアル信号が生成され、上記表示パネル2の端子から外部に出力可能になっている。
とくに図示しないが、表示パネル2に入力される映像信号(データ電圧の時系列信号)に対し所定の信号処理を行う信号処理部が設けられている。信号処理部は通常、1つまたは複数の信号処理IC、単数または複数のメモリIC、CPU等により構成され、表示パネル2にフレキシブル基板等で電気的に接続されている。
例えば信号処理ICの機能として、ホワイトバランス調整部が設けられている。
本実施形態のホワイトバランス調整部は、入力される映像信号を入力し、R(赤),G(緑),B(青)のデータ電圧ごとに信号ゲインを調整する回路である。その際、ゲイン調整は、画素ごとのデータ電圧、あるいは、複数の画素ユニットごとに色ごとの複数のデータ電圧に対して行われる。
本実施形態のホワイトバランス調整部は、入力される映像信号を入力し、R(赤),G(緑),B(青)のデータ電圧ごとに信号ゲインを調整する回路である。その際、ゲイン調整は、画素ごとのデータ電圧、あるいは、複数の画素ユニットごとに色ごとの複数のデータ電圧に対して行われる。
また、本実施形態では、上記ホワイトバランス調整部が、色ごとのゲイン調整量の決定を、以下の方法で行う。
ある一または複数のデータ電圧のゲイン調整量を求める場合、画素アレイ2A上の対応する画素または画素群に、少なくとも1フレーム前に入力されたデータ電圧に応じて当該画素または画素群を発光駆動したときに、各画素と、その隣接画素が備える2つの自発光素子(2つの有機発光ダイオードOLED)から等距離な受光素子23(受光素子23R、23Gまたは23B)から出力されるモニタ電圧を取得する。具体的には、図3に示すRストライプの場合、各受光素子23Rには、近接する2つの有機発光ダイオードOLEDを発光させるデータ電圧が同じ場合、ほぼ同じ大きさのモニタ光L2が入力され、当該受光素子23Rからは、2つの有機発光ダイオードOLEDの発光量に比例したモニタ電圧が出力される。2つの隣接する画素ではデータ電圧の差はほとんど同じ場合が多いと考えられるため、このモニタ電圧は、2つの何れか一方の画素発光量に比例した電圧値を有する。
ある一または複数のデータ電圧のゲイン調整量を求める場合、画素アレイ2A上の対応する画素または画素群に、少なくとも1フレーム前に入力されたデータ電圧に応じて当該画素または画素群を発光駆動したときに、各画素と、その隣接画素が備える2つの自発光素子(2つの有機発光ダイオードOLED)から等距離な受光素子23(受光素子23R、23Gまたは23B)から出力されるモニタ電圧を取得する。具体的には、図3に示すRストライプの場合、各受光素子23Rには、近接する2つの有機発光ダイオードOLEDを発光させるデータ電圧が同じ場合、ほぼ同じ大きさのモニタ光L2が入力され、当該受光素子23Rからは、2つの有機発光ダイオードOLEDの発光量に比例したモニタ電圧が出力される。2つの隣接する画素ではデータ電圧の差はほとんど同じ場合が多いと考えられるため、このモニタ電圧は、2つの何れか一方の画素発光量に比例した電圧値を有する。
しかし、隣接する画素でデータ電圧が異なる場合は、モニタ対象の画素以外からの光はノイズ成分となる。そこで、モニタ光は、図2に示す受光素子配列において、走査により発光している画素行と、未発光の画素行との間に存在する受光素子23Rで受光し、その受光量をモニタ電圧として、以下のゲイン算出に用いることが望ましい。その理由は、発光画素行と非発光画素行との間でモニタ光を受光すると、当該モニタ光は、他の画素からの光漏れの影響をほぼ排除できるため、このモニタ光を利用するとゲイン算出精度を向上させることができるからである。
ホワイトバランス調整部は、モニタ電圧と、モニタ電圧が得られたときの画素に供給されるデータ電圧(「対応するデータ電圧」という)とを入力し、両電圧の比較により、モニタ電圧の、対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化するかを常時検出している。
ここで基準値とは、図3に示す受光素子23Rの受光感度、その位置、パネル前面に出射される表示光L1とモニタ光L2とのパネル内部での減衰量の割合等に応じて値が決められ、例えば15〜25[℃]の特定温度で有機発光ダイオードOLEDに特性低下がない場合に、当該基準値が上記電圧値と等しい値を有する。したがって、連続発光により温度が上がれば、有機発光ダイオードOLEDの発光輝度も上がるため電圧値が基準値より大きくなる。また、連続発光により有機発光ダイオードOLEDの特性が低下すれば、その分、有機発光ダイオードOLEDの発光輝度が下がるため電圧値が基準値より小さくなる。
このモニタ電圧の取得と、電圧比の変化検出は、画素アレイ2Aの走査に同期してRGBの全色で行っている。
ここで基準値とは、図3に示す受光素子23Rの受光感度、その位置、パネル前面に出射される表示光L1とモニタ光L2とのパネル内部での減衰量の割合等に応じて値が決められ、例えば15〜25[℃]の特定温度で有機発光ダイオードOLEDに特性低下がない場合に、当該基準値が上記電圧値と等しい値を有する。したがって、連続発光により温度が上がれば、有機発光ダイオードOLEDの発光輝度も上がるため電圧値が基準値より大きくなる。また、連続発光により有機発光ダイオードOLEDの特性が低下すれば、その分、有機発光ダイオードOLEDの発光輝度が下がるため電圧値が基準値より小さくなる。
このモニタ電圧の取得と、電圧比の変化検出は、画素アレイ2Aの走査に同期してRGBの全色で行っている。
そしてホワイトバランス調整部は、電圧比が変化したことに応答して、ゲイン調整量を、RGBの画素ユニットでホワイトバランスがとれるように色ごとに決定する。決定した色ごとのゲイン調整量は、当該ゲイン調整量を求めた基礎となったデータ電圧から少なくとも1フレーム後に入力され、同じ画素に対応するデータ電圧を、色ごとのゲインアンプ等でゲイン調整する際に用いられる。
本実施形態によれば、画素または当該画素を含む隣接画素のグループごとに色ゲインの調整が可能である。ここで「隣接画素のグループ」とは同色の隣接画素をいうため、隣接した画素ユニット内の同色画素グループを指す。「隣接画素のグループ」を構成する画素ユニットの範囲は2(行方向)×1(列方向)、1×2、2×2、3×3、…と任意に決めることができる。
このことにより、本実施形態の有機ELディスプレイは以下の利点を有する。
例えば静止画表示の場合、同じ程度の画素データが同じ画素に印加されるため、長時間、静止画を表示していると、高輝度表示する画素の周辺温度が上昇し、そこだけホワイトバランスがくずれてしまう。また、静止画または静止画に近い、たとえば案内画面等を長時間表示すると、有機発光ダイオードOLEDの特性低下量が画面内の位置に応じて異なることがある。
本実施形態の有機ELディスプレイは、画素または隣接画素のグループで色ごとにゲイン調整がなされるため、常に、画面全体でホワイトバランスがとれた状態となる。
色ごとにホワイトバランスをとることは今まででも行われていたが、本実施形態では、画面の局所、局所でホワイトバランスをとるため、その精度が格段に向上している。
例えば静止画表示の場合、同じ程度の画素データが同じ画素に印加されるため、長時間、静止画を表示していると、高輝度表示する画素の周辺温度が上昇し、そこだけホワイトバランスがくずれてしまう。また、静止画または静止画に近い、たとえば案内画面等を長時間表示すると、有機発光ダイオードOLEDの特性低下量が画面内の位置に応じて異なることがある。
本実施形態の有機ELディスプレイは、画素または隣接画素のグループで色ごとにゲイン調整がなされるため、常に、画面全体でホワイトバランスがとれた状態となる。
色ごとにホワイトバランスをとることは今まででも行われていたが、本実施形態では、画面の局所、局所でホワイトバランスをとるため、その精度が格段に向上している。
なお、本実施形態で実際の温度を測定する温度検出素子60を設けることは必須ではない。なぜなら、上記電圧比自体が温度上昇の要因により変化するため、電圧比に基づいてホワイトバランスを調整すれば足りるからである。しかし、温度上昇幅が分かれば、電圧比変化が温度上昇によるものか特性低下によるものかが分かり、また一般に、温度上昇は特性変化より激しいため、温度変化に応じてホワイトバランス調整の応答性を高めることも可能である。また、発光量をモニタしようする画素以外からの漏れ光が皆無でない場合、その漏れ光はノイズ成分となる。よって、ノイズ成分の大小でゲイン調整量を求める精度が変動する場合がある。
よって、温度検出素子60を設け、その検出温度の情報をゲイン調整量の決定に反映させて、ホワイトバランス調整の応答性または精度を高めることが可能である。
よって、温度検出素子60を設け、その検出温度の情報をゲイン調整量の決定に反映させて、ホワイトバランス調整の応答性または精度を高めることが可能である。
検出温度の反映の仕方としては、例えば以下の方法が採用される。
モニタ光のみから得られるゲイン値を、検出温度に応じて補正する。このとき補正量は、長期間の検出温度推移に依存した画素特定の低下から推定されるゲイン値から、上記モニタ光のみから得られるゲイン値が大きく異なる場合は、その差はノイズ成分の影響と考え、モニタ光のみから得られるゲイン値を、より検出温度から推定されるゲイン値に近づくように補正すると、ノイズ成分の抑圧が可能となる。この補正は、例えば、モニタ電圧と検出温度を2入力として、補正後のモニタ電圧を出力するテーブルにより実現可能である。
モニタ光のみから得られるゲイン値を、検出温度に応じて補正する。このとき補正量は、長期間の検出温度推移に依存した画素特定の低下から推定されるゲイン値から、上記モニタ光のみから得られるゲイン値が大きく異なる場合は、その差はノイズ成分の影響と考え、モニタ光のみから得られるゲイン値を、より検出温度から推定されるゲイン値に近づくように補正すると、ノイズ成分の抑圧が可能となる。この補正は、例えば、モニタ電圧と検出温度を2入力として、補正後のモニタ電圧を出力するテーブルにより実現可能である。
以下、ホワイトバランス調整部の具体的な回路ブロック構成を、幾つかの実施形態に分けて説明する。
なお、これらの実施形態の説明では、簡略化のため画素ユニットごとにゲインを発生させてデータ電圧のゲイン調整を行う場合を例示する。複数の画素ユニットの隣接画素グループごとにゲインを発生させる場合は、1画素ユニットに対して発生したゲインを、その複数画素ユニットの隣接画素グループの代表ゲインとして、グループ内の他の画素ユニットに対するデータ電圧のゲイン調整においても同様に用いる。
なお、これらの実施形態の説明では、簡略化のため画素ユニットごとにゲインを発生させてデータ電圧のゲイン調整を行う場合を例示する。複数の画素ユニットの隣接画素グループごとにゲインを発生させる場合は、1画素ユニットに対して発生したゲインを、その複数画素ユニットの隣接画素グループの代表ゲインとして、グループ内の他の画素ユニットに対するデータ電圧のゲイン調整においても同様に用いる。
《第2実施形態》
図6は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図6に図解する有機ELディスプレイ1Aは、画素アレイ2Aを含む表示パネル2と、表示パネル2に入力される映像信号を処理する回路とを含む。表示パネル2の構成そのものは第1実施形態と同じであり、図1〜図5と、その説明が本実施形態で、そのまま適用できる。
図6は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図6に図解する有機ELディスプレイ1Aは、画素アレイ2Aを含む表示パネル2と、表示パネル2に入力される映像信号を処理する回路とを含む。表示パネル2の構成そのものは第1実施形態と同じであり、図1〜図5と、その説明が本実施形態で、そのまま適用できる。
図6は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイ1Aの、特に信号処理部の構成を示す。
図解した信号処理部は、アナログの映像信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器(A/D)6(以下、ADC6という)と、ディジタルの映像信号を、例えばフレーム単位でデータ電圧(画素を駆動すべき電圧の階調値)を記憶する画像メモリ7と、例えば信号処理ICの機能として設けられ、本発明の特徴部の一つであるホワイトバランス変換部8Aとを有する。
図解した信号処理部は、アナログの映像信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器(A/D)6(以下、ADC6という)と、ディジタルの映像信号を、例えばフレーム単位でデータ電圧(画素を駆動すべき電圧の階調値)を記憶する画像メモリ7と、例えば信号処理ICの機能として設けられ、本発明の特徴部の一つであるホワイトバランス変換部8Aとを有する。
ホワイトバランス変換部8Aは、アナログのゲインアンプ80を備え、当該ゲインアンプの色ごとのゲインGr,Gg,Gbを順次求め、画素ユニットまたは複数の画素ユニットを単位としてホワイトバランスをとるための回路である。
ゲインを求めるために必要な構成として、ホワイトバランス変換部8Aは、サンプル・ホールド回路(S/H)81Vおよび81Tと、電圧ADC82Vおよび温度ADC82Tと、電圧メモリ83Vおよび温度メモリ83Tと、乗算器84と、電圧変化量CVの算出部(CV算出部)85と、温度変化量CTの算出部(CT算出部)86と、係数発生部87と、係数比較部88と、ゲイン発生部89とを有する。
ゲインを求めるために必要な構成として、ホワイトバランス変換部8Aは、サンプル・ホールド回路(S/H)81Vおよび81Tと、電圧ADC82Vおよび温度ADC82Tと、電圧メモリ83Vおよび温度メモリ83Tと、乗算器84と、電圧変化量CVの算出部(CV算出部)85と、温度変化量CTの算出部(CT算出部)86と、係数発生部87と、係数比較部88と、ゲイン発生部89とを有する。
サンプル・ホールド回路81Vは、画像メモリ7や表示パネル2と同期して動作し、表示パネル2から、値が刻々と変化するアナログのモニタ電圧を入力して、入力されるクロックのパルスの立ち上がりまたは立下りでアナログのモニタ電圧をサンプリングする。サンプリングのタイミングは、画像メモリ7から供給される映像信号のデータ電圧が表示パネル2内に入力され、対応する画素に供給されて発光する発光時間の所定のタイミングに同期している。このサンプリングにより値が確定したモニタ電圧は、表示パネル2の走査に同期し、画素駆動時間に対応する時間幅で階段状に変化した波形を有する。
電圧ADC82Vは、上記サンプリング後のモニタ電圧波形が持つ各ステップの電圧値(アナログ値)を、所定ビットのディジタル値に変換する。ディジタルのモニタ電圧は、電圧メモリ83Vに出力される。
電圧メモリ83Vは、表示パネル2の画素配列に対応したアドレスのメモリ領域を持つ。電圧メモリ83Vは、このメモリ領域に、電圧ADC82Vから入力されるディジタルのモニタ電圧を順次、メモリ領域の所定のアドレスに格納してゆく。これにより、電圧メモリ83V内に、モニタ電圧のメモリマップが作成される。
検出温度においても同様な処理を行う。
具体的には、サンプル・ホールド回路81Tは、画像メモリ7や表示パネル2と同期して動作し、表示パネル2から、値が刻々と変化するアナログの検出温度(例えば電圧)を入力して、入力されるクロックのパルスの立ち上がりまたは立下りでアナログの検出温度をサンプリングする。サンプリングのタイミングは、画像メモリ7から供給される映像信号のデータ電圧が表示パネル2内に入力され、対応する画素に供給されて発光する発光時間の所定のタイミングに同期している。このサンプリングにより値が確定した検出温度は、表示パネル2の走査に同期し、画素駆動時間に対応する時間幅で階段状に変化した波形を有する。
具体的には、サンプル・ホールド回路81Tは、画像メモリ7や表示パネル2と同期して動作し、表示パネル2から、値が刻々と変化するアナログの検出温度(例えば電圧)を入力して、入力されるクロックのパルスの立ち上がりまたは立下りでアナログの検出温度をサンプリングする。サンプリングのタイミングは、画像メモリ7から供給される映像信号のデータ電圧が表示パネル2内に入力され、対応する画素に供給されて発光する発光時間の所定のタイミングに同期している。このサンプリングにより値が確定した検出温度は、表示パネル2の走査に同期し、画素駆動時間に対応する時間幅で階段状に変化した波形を有する。
電圧ADC82Tは、上記サンプリング後の検出温度波形が持つ各ステップの値(アナログ値)を、所定ビットのディジタル値に変換する。ディジタルの検出温度は、温度メモリ83Tに出力される。
温度メモリ83Tは、表示パネル2の画素配列に対応したアドレスのメモリ領域を持つ。温度メモリ83Tは、このメモリ領域に、温度ADC82Tから入力されるディジタルの検出温度を順次、メモリ領域の所定のアドレスに格納してゆく。これにより、温度メモリ83T内に、検出温度のメモリマップが作成される。
乗算器84は、画像メモリ7からのデータ電圧Vd(画素の階調値)を入力し、当該データ電圧Vd(ディジタルの画素階調値)に所定の比率αを乗算する回路である。比率αは、例えば不図示のCPU等が内部保持し、あるいは外部から与えられる、0より大きく1未満の数値である。
乗算結果(α・Vd)および元のデータ電圧Vdは共に、CV算出部85に入力される。
乗算結果(α・Vd)および元のデータ電圧Vdは共に、CV算出部85に入力される。
CV算出部85は、上記乗算結果(α・Vd)を得たときの上記データ電圧Vdが画像メモリ7から表示パネル2に出力され、そこで一の画素を発光駆動したことに応答してサンプル・ホールド回路81V、電圧ADC82Vを経て電圧メモリ83Vに記憶されているモニタ電圧Vmを、電圧メモリ83Vのメモリマップから読み出す。読み出したモニタ電圧Vmと上記乗算結果(α・Vd)との差分を計算する。そして、当該差分を、元のデータ電圧Vdの階調値(ディジタル値)で除算して、これにより電圧変化量CVを求める。
以上の電圧変化量CVの算出は、隣接するR,G,Bの3画素で各々が構成されている単数(または複数)の画素ユニットを単位として色ごとに行う。
以上の電圧変化量CVの算出は、隣接するR,G,Bの3画素で各々が構成されている単数(または複数)の画素ユニットを単位として色ごとに行う。
一方、CT算出部86は、温度メモリ83T内の検出温度のメモリマップから、ある第Nフレームの検出温度TNを、走査駆動順の画素ごとに順次入力し、また、1フレーム前の検出温度TN−1を、同様に走査駆動順の画素ごとに順次入力し、アドレスが同じ画素に対応する検出温度TNから検出温度TN−1を引いて、温度変化量CTを算出する。この温度変化量CTの算出はフレーム内の全ての画素に対して順次行われる。
このような温度変化量CTの算出のためには、温度メモリ83Tが少なくとも2フレーム分のメモリマップを作成することが必要である。なお、検出対象は1フレーム前に限らず、2フレーム以上前であってもよい。
このような温度変化量CTの算出のためには、温度メモリ83Tが少なくとも2フレーム分のメモリマップを作成することが必要である。なお、検出対象は1フレーム前に限らず、2フレーム以上前であってもよい。
係数発生部87は、CV算出部85からの電圧変化量CVと、CT算出部86からの温度変化量CTとを、同じ画素に対応する電圧変化量CVと温度変化量CTで同期して入力する。係数発生部87は、同じ画素ユニットに対応する3つの電圧変化量CV(CVr,CVg,CVb)と、3つの温度変化量CT(CTr,CTg,CTb)とが揃うごとに、当該画素ユニットに対するホワイトバランスがとられた理想的なゲイン比率に関係した係数を算出する。
この係数はホワイトバランス関係式、例えば次式(1)のWB調整相関式に規定される(X,Y,Z)の組のことである。
[数1]
Vd(R)/Vdt=X・(Vd(G)/Vdt)
=Y・(Vd(B)/Vdt)
=Z …(1)
Vd(R)/Vdt=X・(Vd(G)/Vdt)
=Y・(Vd(B)/Vdt)
=Z …(1)
ここで符号Vd(R)はR画素のデータ電圧(ディジタル階調値)、Vd(G)はG画素のデータ電圧(ディジタル階調値)、Vd(B)はB画素のデータ電圧(ディジタル階調値)を表す。また、符号Vdtは画素ユニット内のデータ電圧の和、即ち、Vd(R)+Vd(G)+Vd(B)を表す。
式(1)により規定される係数(X,Y,Z)の比率が、例えばX:Y:Z=1/4:5/8:1/8=2:5:1のときに表示パネル2においてホワイトバランスがとれているとする。この理想係数(X,Y,Z)に対し、ホワイトバランスが崩れているときの係数を(X´,Y´,Z´)と定義する。
式(1)により規定される係数(X,Y,Z)の比率が、例えばX:Y:Z=1/4:5/8:1/8=2:5:1のときに表示パネル2においてホワイトバランスがとれているとする。この理想係数(X,Y,Z)に対し、ホワイトバランスが崩れているときの係数を(X´,Y´,Z´)と定義する。
図6に示す係数発生部87は、電圧変化量CVおよび温度変化量CTとともに画像メモリ7からのデータ電圧Vd、即ちR画素のデータ電圧Vd(R)とG画素のデータ電圧Vd(G)とB画素のデータ電圧Vd(B)を入力する。
そして係数発生部87は、これらの入力に基づいて係数(X´、Y´、Z´)を算出する。
具体的に係数X´について説明すると、その係数X´は前記式(1)からX´={Vd(R)+CV(R)}/{Vd(G)+CV(G)}と概略算出され、これにCT(R)を加味して係数X´を求めることが可能である。ここで符号CV(R)はR画素についての電圧変化量を表し、{Vd(R)+CV(R)}が式(1)のVd(R)に相当する。同様に、符号CV(G)はG画素についての電圧変化量を表し、{Vd(G)+CV(G)}が式(1)のVd(G)に相当する。符合CT(R)は、R画素についての温度変化量を表す。
係数Y´は前記式(1)からX´={Vd(R)+CV(R)}/{Vd(B)+CV(B)}と概略算出され、これにCT(B)を加味して係数Y´を求めることが可能である。ここで符号CV(B)はB画素についての電圧変化量を表し、{Vd(B)+CV(B)}が式(1)のVd(B)に相当する。符合CT(B)は、B画素についての温度変化量を表す。
さらに、係数Z´は前記式(1)からZ´={Vd(R)+CV(R)}/Vdtと概略算出され、これにCT(B)を加味して係数Z´を求めることが可能である。画素ユニット内のトータルのデータ電圧は、Vdt={Vd(R)+CV(R)}+{Vd(G)+CV(G)}+{Vd(B)+CV(B)}であり、ここで符号CV(G)はG画素についての電圧変化量を表し{Vd(G)+CV(G)}が式(1)のVd(G)に相当する。符合CT(G)は、G画素についての温度変化量を表す。
係数発生部87は、算出した係数(X´,Y´,Z´)を係数比較部88に出力する。
そして係数発生部87は、これらの入力に基づいて係数(X´、Y´、Z´)を算出する。
具体的に係数X´について説明すると、その係数X´は前記式(1)からX´={Vd(R)+CV(R)}/{Vd(G)+CV(G)}と概略算出され、これにCT(R)を加味して係数X´を求めることが可能である。ここで符号CV(R)はR画素についての電圧変化量を表し、{Vd(R)+CV(R)}が式(1)のVd(R)に相当する。同様に、符号CV(G)はG画素についての電圧変化量を表し、{Vd(G)+CV(G)}が式(1)のVd(G)に相当する。符合CT(R)は、R画素についての温度変化量を表す。
係数Y´は前記式(1)からX´={Vd(R)+CV(R)}/{Vd(B)+CV(B)}と概略算出され、これにCT(B)を加味して係数Y´を求めることが可能である。ここで符号CV(B)はB画素についての電圧変化量を表し、{Vd(B)+CV(B)}が式(1)のVd(B)に相当する。符合CT(B)は、B画素についての温度変化量を表す。
さらに、係数Z´は前記式(1)からZ´={Vd(R)+CV(R)}/Vdtと概略算出され、これにCT(B)を加味して係数Z´を求めることが可能である。画素ユニット内のトータルのデータ電圧は、Vdt={Vd(R)+CV(R)}+{Vd(G)+CV(G)}+{Vd(B)+CV(B)}であり、ここで符号CV(G)はG画素についての電圧変化量を表し{Vd(G)+CV(G)}が式(1)のVd(G)に相当する。符合CT(G)は、G画素についての温度変化量を表す。
係数発生部87は、算出した係数(X´,Y´,Z´)を係数比較部88に出力する。
係数比較部88は、係数発生部87から入力される係数(X´,Y´,Z´)を、不図示のCPU等の内部で保持され又は外部から入力される理想係数(X,Y,Z)と比較する。この各係数の差分がゲイン調整量に関係し、係数比較部88は、この差分に基づいて色ごとのゲイン(Gr,Gg,Gb)を算出する。
算出された色ごとのゲイン(Gr,Gg,Gb)はゲインアンプ80に出力され、その後に入力される映像信号において、当該ゲインを求めた画素ユニットに対応する他のフレーム内の画素ユニットにおいて、データ電圧のゲイン調整がゲインアンプ80によって実行される。
図7は、本実施形態におけるホワイトバランス調整方法の手順を示すフローチャートである。以下、図7に沿って、具体的な数値例および電圧値を挙げて説明する。ただし、この数値や電圧値はあくまで一例であり、これに限定されない。
アナログの映像信号が、図6に示すゲインアンプ80に入力され、ここでゲイン調整が行われる。このときのゲイン調整量は、以下に示すと同様な方法によって以前に求められたものである。ゲイン調整後の映像信号がADC6でディジタルに変換され、画像メモリ7に入力される(図7のステップST0)。
アナログの映像信号が、図6に示すゲインアンプ80に入力され、ここでゲイン調整が行われる。このときのゲイン調整量は、以下に示すと同様な方法によって以前に求められたものである。ゲイン調整後の映像信号がADC6でディジタルに変換され、画像メモリ7に入力される(図7のステップST0)。
R画素のデータ電圧Vd(R)、G画素のデータ電圧Vd(G)、B画素のデータ電圧Vd(B)に対して、この順で繰り返し変化量算出処理(ステップST1)が実行される。変化量算出処理(ステップST1)は、図7に重ねて示しており、RGBで同様なため、以下、R画素に関して代表して説明する。
まず、R画素のデータ電圧Vd(R)が図6に示す画像メモリ7から読み出される(ステップST11)。
データ電圧Vd(R)に基づいて表示パネル2のR画素駆動が行われ(ステップST12)、これによりR画素が発光する(ステップST13)。
この発光駆動と並行して、図6に示す乗算器84にて比率α、例えば0.2がデータ電圧Vd(R)に乗算される(ステップST14)。その乗算結果(α・Vd(R))は、図6に示すCV算出部85に出力される。
データ電圧Vd(R)に基づいて表示パネル2のR画素駆動が行われ(ステップST12)、これによりR画素が発光する(ステップST13)。
この発光駆動と並行して、図6に示す乗算器84にて比率α、例えば0.2がデータ電圧Vd(R)に乗算される(ステップST14)。その乗算結果(α・Vd(R))は、図6に示すCV算出部85に出力される。
一方、前述したステップST13のR発光による光の一部(モニタ光Lmr)を図3に示す受光素子23Rが受光し(ステップST111)、このときの発光画素に対応する温度検出素子60で温度がモニタされ(ステップST112)、当該受光により発生したモニタ電圧Vm(R)と検出温度TNが、図6の表示パネル2から出力される。
つぎのステップST113にて、モニタ電圧Vm(R)に対して、図6のサンプル・ホールド回路81V、電圧ADC82Vによって、それぞれサンプリングとディジタル化が実行され、その実行結果が電圧メモリ83Vに入力される。また、検出温度TNに対して、図6のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82Tによって、それぞれサンプリングとディジタル化が実行され、その実行結果が温度メモリ83Tに入力される。
なお、図6の温度メモリ83Tは、この時点で、既に1フレーム前の同じ画素における検出温度TN−1を記憶しているとする。
つぎのステップST113にて、モニタ電圧Vm(R)に対して、図6のサンプル・ホールド回路81V、電圧ADC82Vによって、それぞれサンプリングとディジタル化が実行され、その実行結果が電圧メモリ83Vに入力される。また、検出温度TNに対して、図6のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82Tによって、それぞれサンプリングとディジタル化が実行され、その実行結果が温度メモリ83Tに入力される。
なお、図6の温度メモリ83Tは、この時点で、既に1フレーム前の同じ画素における検出温度TN−1を記憶しているとする。
図7のステップST15にて差電圧ΔV(R)が、図6のCV算出部85によって実行される。具体的にCV算出部85は、ステップST114にてモニタ電圧Vm(R)を読み出し、このモニタ電圧Vm(R)からステップST14で求められた乗算結果(α・Vd(R))を引くことにより、差電圧ΔV(R)を算出する。
続いてCV算出部85は、ステップST16にて、差電圧ΔV(R)を、先のステップST11の読み出されたデータ電圧Vd(R)の値(ディジタル階調値)で除算することによって電圧変化量CV(R)を求める。電圧変化量CV(R)は、例えば一時的に保持され、同一画素ユニット内の他色の画素に関する電圧変化量CV(G),CV(B)が揃った段階で、3つの電圧変化量CVを一斉に図6に示す係数発生部87に出力する。
続いてCV算出部85は、ステップST16にて、差電圧ΔV(R)を、先のステップST11の読み出されたデータ電圧Vd(R)の値(ディジタル階調値)で除算することによって電圧変化量CV(R)を求める。電圧変化量CV(R)は、例えば一時的に保持され、同一画素ユニット内の他色の画素に関する電圧変化量CV(G),CV(B)が揃った段階で、3つの電圧変化量CVを一斉に図6に示す係数発生部87に出力する。
一方、これと並行して、図6のCT算出部86が温度変化量CTを算出する。
具体的には、例えば1フレーム前の検出温度TN−1が30[℃]であり、所期期間後(ここでは1フレーム後、2フレーム以上の後でも可能)に検出温度TNが60[℃]を示していたとする。CT算出部86は、検出温度TNと検出温度TN−1を温度メモリ83Tから読み出し、その差をとって、温度変化量CT=60−30=30[℃]を算出する。温度変化量CTはCT算出部86から係数発生部87に出力される。
なお、温度に関しては画素ユニット内の各色の画素ごとに算出してもよいが、ここでは、代表して1つの温度変化量CTを算出している。
具体的には、例えば1フレーム前の検出温度TN−1が30[℃]であり、所期期間後(ここでは1フレーム後、2フレーム以上の後でも可能)に検出温度TNが60[℃]を示していたとする。CT算出部86は、検出温度TNと検出温度TN−1を温度メモリ83Tから読み出し、その差をとって、温度変化量CT=60−30=30[℃]を算出する。温度変化量CTはCT算出部86から係数発生部87に出力される。
なお、温度に関しては画素ユニット内の各色の画素ごとに算出してもよいが、ここでは、代表して1つの温度変化量CTを算出している。
ここでR画素の発光輝度が、基準値を100[%]とすると、温度変化を主要因として110[%]にまで増加しているとする。また、G画素の発光輝度が、基準値を100[%]とすると、温度変化を主要因として105[%]と、R画素の変化量の半分ほど変化していたとする。また、理想係数(X,Y,Z)の比率は、X:Y:Z=1/4:5/8:1/8=2:5:1であるとする。
そしてR画素データに関し、元のデータ電圧がVd(R)=4.0[V]、その電圧変化量がCV(R)=0.4[V]であったとする。この電圧変化量CV(R)=0.4[V]は、主に、R発光輝度が1割増加したことにより生じている。このさらにG画素データに関し、元のデータ電圧がVd(G)=10.0[V]、その電圧変化量がCV(G)=0.5[V]であったとする。この電圧変化量CV(G)=0.5[V]は、主に、G発光輝度が5[%]増加したことにより生じている。なお、B画素データは、元のデータ電圧Vd(R)=2.0[V]であり電圧変化は生じていないとする(CV(B)=0)。
そしてR画素データに関し、元のデータ電圧がVd(R)=4.0[V]、その電圧変化量がCV(R)=0.4[V]であったとする。この電圧変化量CV(R)=0.4[V]は、主に、R発光輝度が1割増加したことにより生じている。このさらにG画素データに関し、元のデータ電圧がVd(G)=10.0[V]、その電圧変化量がCV(G)=0.5[V]であったとする。この電圧変化量CV(G)=0.5[V]は、主に、G発光輝度が5[%]増加したことにより生じている。なお、B画素データは、元のデータ電圧Vd(R)=2.0[V]であり電圧変化は生じていないとする(CV(B)=0)。
つぎに、電圧変化量CV(R)、さらには他の2色の電圧変化量CV(G),CV(B)、温度変化量CT、ならびに、ステップST11で読み出されたR画素のデータ電圧Vd(R)、さらには他の2色のデータ電圧Vd(G),Vd(B)を用いて、係数発生部87が係数(X´、Y´、Z´)を算出する。前述したように、この係数(X´、Y´、Z´)の算出過程で、{Vd(R)+CV(R)}=4.4[V]、{Vd(G)+CV(G)}=10.5[V]、{Vd(B)+CV(B)}=2.0が用いられる。その結果求められた係数(X´、Y´、Z´)は、理想係数比率X:Y:Z=1/4:5/8:1/8=2:5:1と異なる比率を有している。図6の係数比較部88は、この係数を比較し、係数同士の比率の変化情報をゲイン発生部89に出力する(図7のステップST3)。
つぎのステップST4では、図6のゲイン発生部89が、係数(X´、Y´、Z´)の比率を理想係数比率X:Y:Z=1/4:5/8:1/8=2:5:1とするように、色ごとの理想的なデータ電圧を逆算し、元のデータ電圧を、その理想的なデータ電圧とするための変倍数(ゲイン)を色ごとに算出する。
ゲイン発生部89から出力された色ごとのゲイン(Gr,Gg,Gb)は、この順にゲインアンプ80に出力され、そこでR画素データ電圧、G画素データ電圧、B画素データ電圧のゲイン調整に順次供せられる。
よって、ゲインアンプ80から出力される映像信号はRGBのホワイトバランスが理想状態に補正されたものとなる。
ゲイン調整が終了するとフローがステップST1の最初に戻る。なお、フローチャートに書くと、このようにゲイン調整が終了してからステップST1が再開されるようになるが、実際には、各ステップは、入力が変更されるたびに画素単位での処理を連続実行しているため、あるフレームでゲイン算出をした結果を次のフレームのゲイン調整に迅速に反映させて応答性が高いホワイトバランス調整が可能である。
ゲイン発生部89から出力された色ごとのゲイン(Gr,Gg,Gb)は、この順にゲインアンプ80に出力され、そこでR画素データ電圧、G画素データ電圧、B画素データ電圧のゲイン調整に順次供せられる。
よって、ゲインアンプ80から出力される映像信号はRGBのホワイトバランスが理想状態に補正されたものとなる。
ゲイン調整が終了するとフローがステップST1の最初に戻る。なお、フローチャートに書くと、このようにゲイン調整が終了してからステップST1が再開されるようになるが、実際には、各ステップは、入力が変更されるたびに画素単位での処理を連続実行しているため、あるフレームでゲイン算出をした結果を次のフレームのゲイン調整に迅速に反映させて応答性が高いホワイトバランス調整が可能である。
本実施形態の有機ELディスプレイ1Aは、第1実施形態と同様に、画素または隣接画素のグループで色ごとにゲイン調整がなされるため、精度が高いホワイトバランス調整が可能である。また、図解したフィードバック制御により迅速な処理が可能である。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図6のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図6のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
《第3実施形態》
図8は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図解した有機ELディスプレイ1Bは、ディジタルの色ごとのデータ信号Vd(R),Vd(G),Vd(B)を独立に入力し、3つの乗算器90R,90G,90Bで色ごとのゲイン調整を行う。したがって本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図6と比較すると、図6のゲインアンプ80に代えて、乗算器90R,90G,90Bが設けられている。また、図6のADC6が図8では省略されている。
他の構成は、基本的に図6と共通する。ただし本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図8に示すように、図6の乗算器84、CV算出部85およびCT算出部86が色ごとに設けられている。なお、サンプル・ホールド回路81Vと81T、電圧ADC82Vと温度ADC82T、ならびに、電圧メモリ83Vと温度メモリ83Tは、それぞれ色ごとに設けることも可能であるが、画像メモリ7および表示パネル2と同じ高速クロックで動作させることを前提とすればそれぞれ1つで済むため、図8では色ごとの配置は行っていない。また、係数発生部87、係数比較部88およびゲイン発生部89はRGBに共通な処理を行うため色ごとの配置はしていない。
図8は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図解した有機ELディスプレイ1Bは、ディジタルの色ごとのデータ信号Vd(R),Vd(G),Vd(B)を独立に入力し、3つの乗算器90R,90G,90Bで色ごとのゲイン調整を行う。したがって本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図6と比較すると、図6のゲインアンプ80に代えて、乗算器90R,90G,90Bが設けられている。また、図6のADC6が図8では省略されている。
他の構成は、基本的に図6と共通する。ただし本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図8に示すように、図6の乗算器84、CV算出部85およびCT算出部86が色ごとに設けられている。なお、サンプル・ホールド回路81Vと81T、電圧ADC82Vと温度ADC82T、ならびに、電圧メモリ83Vと温度メモリ83Tは、それぞれ色ごとに設けることも可能であるが、画像メモリ7および表示パネル2と同じ高速クロックで動作させることを前提とすればそれぞれ1つで済むため、図8では色ごとの配置は行っていない。また、係数発生部87、係数比較部88およびゲイン発生部89はRGBに共通な処理を行うため色ごとの配置はしていない。
乗算器90Rは、ゲイン発生部89からRゲインGrを入力し、R画素のデータ電圧Vd(R)にRゲインGrを乗算してゲイン調整を行う。乗算器90Gは、ゲイン発生部89からGゲインGgを入力し、G画素のデータ電圧Vd(G)にGゲインGgを乗算してゲイン調整を行う。同様に、乗算器90Bは、ゲイン発生部89からBゲインGbを入力し、B画素のデータ電圧Vd(B)にBゲインGbを乗算してゲイン調整を行う。
ゲインGr,Gg,Gbは画像メモリ7に順次入力され、記憶される。
以後の新たなゲインGr,Gg,Gbを、ホワイトバランスを調整するために求める処理は第2実施形態と同様であり、図7のフローチャートが本実施形態でそのまま適用できる。
ゲインGr,Gg,Gbは画像メモリ7に順次入力され、記憶される。
以後の新たなゲインGr,Gg,Gbを、ホワイトバランスを調整するために求める処理は第2実施形態と同様であり、図7のフローチャートが本実施形態でそのまま適用できる。
本実施形態の有機ELディスプレイ1Bは、第1実施形態と同様に、画素または隣接画素のグループで色ごとにゲイン調整がなされるため、精度が高いホワイトバランス調整が可能である。また、第2実施形態と同様に、図解したフィードバック制御により迅速な処理が可能である。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図8のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図8のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
《第4実施形態》
図9は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
本実施形態は第1実施形態の変形であり、図6と比較すると、図9に図解する有機ELディスプレイ1Cは、追加の構成として、動き検出部9が設けられている。動き検出部9は、ADC6からのディジタルの映像信号をフレーム間で動き検出し、所定の判定基準を用いて静止画か動画かを判定する。
図9は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
本実施形態は第1実施形態の変形であり、図6と比較すると、図9に図解する有機ELディスプレイ1Cは、追加の構成として、動き検出部9が設けられている。動き検出部9は、ADC6からのディジタルの映像信号をフレーム間で動き検出し、所定の判定基準を用いて静止画か動画かを判定する。
また、本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Cは、画像メモリ7と乗算器84との間に第1電圧差補正部91が接続され、電圧メモリ83VとCV算出部85との間に第2電圧差補正部92が接続されている。
第1および第2電圧差補正部91,92は、動き検出部9が判定した静止画または動画の結果に応じて、それぞれが入力する電圧(データ電圧Vdまたはモニタ電圧Vm)に所定の倍率、例えば100を乗算するか否かを制御する回路である。
他の構成は図6と同じであるため、ここでの説明を省略する。
第1および第2電圧差補正部91,92は、動き検出部9が判定した静止画または動画の結果に応じて、それぞれが入力する電圧(データ電圧Vdまたはモニタ電圧Vm)に所定の倍率、例えば100を乗算するか否かを制御する回路である。
他の構成は図6と同じであるため、ここでの説明を省略する。
このように動き検出を行い、その結果に応じて電圧の大きさを変える処理を行う理由は、以下のごとくである。
静止画の場合、同じ画素に同じデータ電圧が何フレームに亘って印加されるため、発光輝度が大きな画素では温度上昇が激しく、また、画素発光特性の低下も比較的大きい。これに対し、動画の場合、同じ画素でもフレームごとに異なるデータ電圧が印加されるため、平均すると、画素間の温度上昇や発光特性の変化も静止画ほど大きくない。
一方、CV算出部85に入力されるデータ電圧Vdやモニタ電圧Vmはディジタル値に変換されており、その階調を表現するビット数が、例えば8ビット、10ビット等に制限されている。したがって、電圧値が異なる静止画の場合と動画の場合で、電圧レベルを調整しないで処理すると誤差精度に違いが生じ、特に動画の誤差が静止画より大きくなる。これを防止するには電圧レベルを動画と静止画で揃えるとよい。第1および第2電圧差補正部91,92は、そのための構成であり、例えば動画の場合にのみ電圧を100倍して、静止画の電圧レベルにほぼ桁を揃えるようにする。
静止画の場合、同じ画素に同じデータ電圧が何フレームに亘って印加されるため、発光輝度が大きな画素では温度上昇が激しく、また、画素発光特性の低下も比較的大きい。これに対し、動画の場合、同じ画素でもフレームごとに異なるデータ電圧が印加されるため、平均すると、画素間の温度上昇や発光特性の変化も静止画ほど大きくない。
一方、CV算出部85に入力されるデータ電圧Vdやモニタ電圧Vmはディジタル値に変換されており、その階調を表現するビット数が、例えば8ビット、10ビット等に制限されている。したがって、電圧値が異なる静止画の場合と動画の場合で、電圧レベルを調整しないで処理すると誤差精度に違いが生じ、特に動画の誤差が静止画より大きくなる。これを防止するには電圧レベルを動画と静止画で揃えるとよい。第1および第2電圧差補正部91,92は、そのための構成であり、例えば動画の場合にのみ電圧を100倍して、静止画の電圧レベルにほぼ桁を揃えるようにする。
図10に、本実施形態におけるホワイトバランス調整方法の手順を示すフローチャートを示す。
図解したフローチャートは、図7に示すステップをすべて備えている。ただし、図7のステップST2〜ST5は紙面の都合上、図示を省略している。共通するステップは第2実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
図解したフローチャートは、図7に示すステップをすべて備えている。ただし、図7のステップST2〜ST5は紙面の都合上、図示を省略している。共通するステップは第2実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
図10のフローチャートには、追加のステップとして、ステップST1内にステップST17とST18を設けている。
ステップST17は、図9の第1電圧差補正部91が行う処理であり、メモリ読み出し後のR画素のデータ電圧Vd(R)に100を乗算することを意味する。ステップST18は、図9の第2電圧差補正部92が行う処理であり、メモリ読み出し後のモニタ電圧Vm(R)に100を乗算することを意味する。
ステップST17は、図9の第1電圧差補正部91が行う処理であり、メモリ読み出し後のR画素のデータ電圧Vd(R)に100を乗算することを意味する。ステップST18は、図9の第2電圧差補正部92が行う処理であり、メモリ読み出し後のモニタ電圧Vm(R)に100を乗算することを意味する。
図9の動き検出部9が行う動き検出処理として、ステップST90〜ST94を新たに設けている。
ステップST90で、動き検出部9は、R画素に関し、第Nフレームのデータ電圧Vd(N)と、1フレーム前の第(N−1)フレームのデータ電圧Vd(N−1)とをADC6の出力または画像メモリ7から取り込む。
続いて動き検出部9は、取り込んだ2つのデータ電圧の差分を計算し、差分が第Nフレームのデータ電圧Vd(N)または第(N−1)フレームのデータ電圧Vd(N−1)に対して何[%]であるかを示す動き変化量CMを求める。そして、動き変化量CMが所定の動き判定基準、例えば0.7(70[%])以上なら動画、0.7未満なら静止画と判断する(ステップST92,ST93,ST94)。
ステップST90で、動き検出部9は、R画素に関し、第Nフレームのデータ電圧Vd(N)と、1フレーム前の第(N−1)フレームのデータ電圧Vd(N−1)とをADC6の出力または画像メモリ7から取り込む。
続いて動き検出部9は、取り込んだ2つのデータ電圧の差分を計算し、差分が第Nフレームのデータ電圧Vd(N)または第(N−1)フレームのデータ電圧Vd(N−1)に対して何[%]であるかを示す動き変化量CMを求める。そして、動き変化量CMが所定の動き判定基準、例えば0.7(70[%])以上なら動画、0.7未満なら静止画と判断する(ステップST92,ST93,ST94)。
静止画判定の場合(ステップST93)、動き検出部9は第1および第2電圧差補正部91,92に制御信号を送って、ステップST17およびST18の(×100)倍処理をオフとする。反対に、動画判定の場合(ステップST94)、動き検出部9は第1および第2電圧差補正部91,92に制御信号を送って、ステップST17およびST18の(×100)倍処理をオンする。この(×100)倍処理の制御後は、処理フローがリターンパスに戻される。
以上の制御は、ホワイトバランスを行う単位、即ち画素ごと、又は、隣接画素グループごとに実行される。よって、静止画部分と動画部分が混在した画面においても適応的に処理が実行され、よりゲイン算出の誤差が向上する。
本実施形態の有機ELディスプレイ1Cは、第1実施形態と同様に、画素または隣接画素のグループで色ごとにゲイン調整がなされるため、精度が高いホワイトバランス調整が可能である。また、第2実施形態と同様に、図解したフィードバック制御により迅速な処理が可能である。さらに、動き検出を行い、その結果に応じて、データ電圧Vdとモニタ電圧Vmの電圧レベルを揃えるかの制御をオンまたはオフするため、静止画と動画でCV算出部85から出力される電圧変化量CVの誤差精度が高いレベルで揃い、結果として、ゲイン調整の精度が向上している。また、この制御は画素ごと、又は、隣接画素グループごとに実行されるため、静止画部分と動画部分が混在した画面においても適応的に処理が実行され、よりゲイン算出の誤差が向上する。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図9のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
なお、第1実施形態と同様、本実施形態においても温度検出素子60を設けることが必須ではなく、その場合、図9のサンプル・ホールド回路81T、温度ADC82T、温度メモリ83TおよびCT算出部86を省略可能である。
《第5実施形態》
図11は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図解した有機ELディスプレイ1Dは、ディジタルの色ごとのデータ信号Vd(R),Vd(G),Vd(B)を独立に入力し、3つの乗算器90R,90G,90Bで色ごとのゲイン調整を行う。したがって本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Dでは、図9と比較すると、図9のゲインアンプ80に代えて、乗算器90R,90G,90Bが設けられている。また、図9のADC6が図11では省略されている。
他の構成は、基本的に図9と共通する。ただし本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図11に示すように、図6の第1電圧差補正部91、乗算器84、CV算出部85およびCT算出部86が色ごとに設けられている。なお、サンプル・ホールド回路81Vと81T、電圧ADC82Vと温度ADC82T、電圧メモリ83Vと温度メモリ83T、ならびに、第2電圧差補正部92は、それぞれ色ごとに設けることも可能であるが、画像メモリ7および表示パネル2と同じ高速クロックで動作させることを前提とすればそれぞれ1つで済むため、図11では色ごとの配置は行っていない。また、係数発生部87、係数比較部88およびゲイン発生部89はRGBに共通な処理を行うため色ごとの配置はしていない。
動作自体は、第3実施形態と第4実施形態の組み合わせであるため、ここでの説明を省略する。図10のフローチャートは本実施形態でもそのまま適用できる。また、利点も第4実施形態と同様である。
図11は、本実施形態に関わる有機ELディスプレイのブロック図である。
図解した有機ELディスプレイ1Dは、ディジタルの色ごとのデータ信号Vd(R),Vd(G),Vd(B)を独立に入力し、3つの乗算器90R,90G,90Bで色ごとのゲイン調整を行う。したがって本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Dでは、図9と比較すると、図9のゲインアンプ80に代えて、乗算器90R,90G,90Bが設けられている。また、図9のADC6が図11では省略されている。
他の構成は、基本的に図9と共通する。ただし本実施形態に関わるホワイトバランス変換部8Bでは、図11に示すように、図6の第1電圧差補正部91、乗算器84、CV算出部85およびCT算出部86が色ごとに設けられている。なお、サンプル・ホールド回路81Vと81T、電圧ADC82Vと温度ADC82T、電圧メモリ83Vと温度メモリ83T、ならびに、第2電圧差補正部92は、それぞれ色ごとに設けることも可能であるが、画像メモリ7および表示パネル2と同じ高速クロックで動作させることを前提とすればそれぞれ1つで済むため、図11では色ごとの配置は行っていない。また、係数発生部87、係数比較部88およびゲイン発生部89はRGBに共通な処理を行うため色ごとの配置はしていない。
動作自体は、第3実施形態と第4実施形態の組み合わせであるため、ここでの説明を省略する。図10のフローチャートは本実施形態でもそのまま適用できる。また、利点も第4実施形態と同様である。
《第6実施形態》
以上の第1〜第5実施形態では、表示パネル2内の発光点近傍に温度検出素子60が設けられていたが、本実施形態では、温度検出素子60を、図1の周辺領域2Bに設ける。周辺領域2Bには駆動回路等や有効画素以外のダミー画素も配置されるが、画素アレイ2Aに可能な限り近い意味では、ダミー画素に設けるとよい。ダミー画素は、とくに画素アレイ2Aの最も周辺領域の画素が、製造プロセスの影響で、画素アレイ2Aの中心部の画素と特性が異なることを防止するために、すなわち連続性を確保する意味で設けられるが実際の映像表示では使用されない。このダミー画素に温度検出素子60を設けることで温度の検出が可能である。その場合、画素ごとの温度検出はできないが、第1〜第5実施形態と同様に、この検出温度に基づいて温度変化量CTを算出しゲインに反映させることが可能である。
以上の第1〜第5実施形態では、表示パネル2内の発光点近傍に温度検出素子60が設けられていたが、本実施形態では、温度検出素子60を、図1の周辺領域2Bに設ける。周辺領域2Bには駆動回路等や有効画素以外のダミー画素も配置されるが、画素アレイ2Aに可能な限り近い意味では、ダミー画素に設けるとよい。ダミー画素は、とくに画素アレイ2Aの最も周辺領域の画素が、製造プロセスの影響で、画素アレイ2Aの中心部の画素と特性が異なることを防止するために、すなわち連続性を確保する意味で設けられるが実際の映像表示では使用されない。このダミー画素に温度検出素子60を設けることで温度の検出が可能である。その場合、画素ごとの温度検出はできないが、第1〜第5実施形態と同様に、この検出温度に基づいて温度変化量CTを算出しゲインに反映させることが可能である。
なお、以上の第1〜第6実施形態では対向基板側から光を出射するトップエミッション型の表示パネル2を説明したが、図12に示すボトムエミッション型の表示パネルを用いることもできる。
図12に示す概略断面が、図3と異なる点は、アノード電極24、支持基板30を光透過性が高い材料で形成し、かつ、有機発光ダイオードOLEDと反対側の支持基板30の主面に、光透過性が高い膜43に埋め込んだ受光素子23R、光透過性が高い膜41に埋め込んだブラックストライプ42を形成している点である。なお、光が出射されないカソード電極25、膜50、対向基板40は、光透過性が高い材質に限定されない。そして、対向基板40のトップ面(最表面)に熱伝導率が低い材質の膜61を間に挟んだ温度検出素子60を、例えばシート状に貼り付ける。
なお、受光素子23Rとブラックストライプ42の位置関係は、ボトム側とトップ側で反対になっているが、画素境界に対する位置関係は図3と同様である。また、温度検出素子60も有機発光ダイオードOLEDの位置に対応させて配置していることも図3と同様である。また、図12では、画素回路層31を詳細に示していないが、これを図3と同様に支持基板30に形成されている。
図12に示す概略断面が、図3と異なる点は、アノード電極24、支持基板30を光透過性が高い材料で形成し、かつ、有機発光ダイオードOLEDと反対側の支持基板30の主面に、光透過性が高い膜43に埋め込んだ受光素子23R、光透過性が高い膜41に埋め込んだブラックストライプ42を形成している点である。なお、光が出射されないカソード電極25、膜50、対向基板40は、光透過性が高い材質に限定されない。そして、対向基板40のトップ面(最表面)に熱伝導率が低い材質の膜61を間に挟んだ温度検出素子60を、例えばシート状に貼り付ける。
なお、受光素子23Rとブラックストライプ42の位置関係は、ボトム側とトップ側で反対になっているが、画素境界に対する位置関係は図3と同様である。また、温度検出素子60も有機発光ダイオードOLEDの位置に対応させて配置していることも図3と同様である。また、図12では、画素回路層31を詳細に示していないが、これを図3と同様に支持基板30に形成されている。
また、第2〜第5実施形態のホワイトバランス変換部8A〜8Dにおいて、任意の構成をCPUやマイクロコンピュータ、その他、DSP等のコンピュータベースの構成を制御するプログラムの手順として実現することもできる。ただし、メモリ(電圧メモリ83Vと83T)、ならびに、サンプル・ホールド回路81Vと81Tや電圧ADC82Vと82T等の高速処理を要求される回路はハードとして実現される。
また、逐次計算ではCPU等の処理負担が大きいので、幾つかの構成をテーブル参照によって実現してもよい。例えば、係数発生部87、ゲイン発生部89はそれぞれテーブル参照により実現してもよい。また、係数発生部87と、CV算出部85およびCT算出部86を1つのテーブルにより実現し、ゲイン発生部89と係数比較部88を1つのテーブルにより実現してもよい。さらには、CV算出部85、CT算出部86、係数発生部87係数比較部88およびゲイン発生部89を1つのテーブルにより実現してもよい。ここでテーブルとは物理メモリを分ける場合と、1つの物理メモリのメモリ空間を分ける場合との両方を含む包括的な表現である。
テーブル数が増えるとメモリ規模およびハード的な占有面積が増えるが、処理速度は低減できる場合があり、占有面積と処理速度の兼ね合いにより、さらには、CPUの負担軽減の観点からテーブル化する構成の組み合わせを最適化するとよい。
また、逐次計算ではCPU等の処理負担が大きいので、幾つかの構成をテーブル参照によって実現してもよい。例えば、係数発生部87、ゲイン発生部89はそれぞれテーブル参照により実現してもよい。また、係数発生部87と、CV算出部85およびCT算出部86を1つのテーブルにより実現し、ゲイン発生部89と係数比較部88を1つのテーブルにより実現してもよい。さらには、CV算出部85、CT算出部86、係数発生部87係数比較部88およびゲイン発生部89を1つのテーブルにより実現してもよい。ここでテーブルとは物理メモリを分ける場合と、1つの物理メモリのメモリ空間を分ける場合との両方を含む包括的な表現である。
テーブル数が増えるとメモリ規模およびハード的な占有面積が増えるが、処理速度は低減できる場合があり、占有面積と処理速度の兼ね合いにより、さらには、CPUの負担軽減の観点からテーブル化する構成の組み合わせを最適化するとよい。
また、表示パネル2はアクティブマトリックス駆動に限定されず、パッシブ(単純)マトリックス駆動でもよい。
その場合、図3および図4に示す画素回路3Aは不要であり、図3に示すアノード電極24を平行ストライプ状に形成し、これと直行する方向に、カソード電極25を平行ストライプ状に形成し、その2つの電極に直接、あるいは、他の配線を介して図4のVスキャナ4とHスキャナ5から走査信号とデータ電圧を供給する。すると、走査対象の一の画素が発光し、発光対象を点順次で変えて画面表示が行われる。
つまり、パッシブマトリックス駆動では、一の画素が発光している期間は他の画素が発光できないため、所定の輝度を得ようとすれば駆動電圧は大きくなり、画素特性の低下も大きい。しかし、パネルおよび駆動回路の構成を簡単にできるという利点がある。
その場合、図3および図4に示す画素回路3Aは不要であり、図3に示すアノード電極24を平行ストライプ状に形成し、これと直行する方向に、カソード電極25を平行ストライプ状に形成し、その2つの電極に直接、あるいは、他の配線を介して図4のVスキャナ4とHスキャナ5から走査信号とデータ電圧を供給する。すると、走査対象の一の画素が発光し、発光対象を点順次で変えて画面表示が行われる。
つまり、パッシブマトリックス駆動では、一の画素が発光している期間は他の画素が発光できないため、所定の輝度を得ようとすれば駆動電圧は大きくなり、画素特性の低下も大きい。しかし、パネルおよび駆動回路の構成を簡単にできるという利点がある。
本発明の実施形態によれば、画面の局所ごとに最適なホワイトバランス調整によって、高品位で自然な映像表示が可能な自発光型映像表示装置、ホワイトバランス調整回路、および、ホワイトバランス調整方法を提供することができる。
1A,1B,1C,1D…有機ELディスプレイ、2…表示パネル、2A…画素アレイ、2B…周辺領域、4…Vスキャナ、5…Hスキャナ、6…ADC、7…画像メモリ、8A,8B,8C,8D…ホワイトバランス変換部、9…動き検出部、21…画素、22,22R等…EL層、23R等…受光素子、24…アノード電極、25…カソード電極、3A…画素回路、30…支持基板、31…画素回路層、40…対向基板、42…ブラックストライプ、80…ゲインアンプ、81V…サンプル・ホールド回路、81T…サンプル・ホールド回路、82V…電圧ADC、82T…温度ADC、83V…電圧メモリ、83T…温度メモリ、84,90R等…乗算器、85…CV算出部、86…CT算出部、87…係数発生部、88…係数比較部、89…ゲイン発生部、91…第1電圧差補正部、92…第2電圧差補正部、Vd…データ電圧、Vm…モニタ電圧、CV…電圧変化量、CT…温度変化量、CM…動き変化量、α…比率、(X,Y,Z)…係数、Gr,Gg,Gb…ゲイン
Claims (12)
- 表示パネルと、
各々が自発光素子を有する複数の画素を備えて前記表示パネル内に形成され、R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有する画素アレイと、
前記画素アレイと共に前記表示パネル内に形成され、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置され、受光強度に応じたモニタ電圧を出力する複数の受光素子と、
前記表示パネルに画素ごとに入力される複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な前記受光素子から出力されるモニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整するホワイトバランス調整部と、
を有する自発光型表示装置。 - 前記ホワイトバランス調整部は、
アナログの前記モニタ電圧をディジタルに変換するAD変換部と、
ディジタルの前記データ電圧を一時記憶し前記画素アレイに出力する画像メモリと、
前記画像メモリから読み出した前記データ電圧が示す画素階調値に所定の比率を乗算して基準データ電圧値を発生する乗算器と、
当該基準データ電圧値の発生に用いた前記データ電圧により一の画素を発光駆動したことに応答して前記AD変換部から出力される前記モニタ電圧と前記基準データ電圧値との差分を算出し、算出した前記差分を前記画素階調値で除算して電圧変化量を求める処理を、隣接する前記複数色の画素で各々が構成されている単数または複数の画素ユニットを単位として色ごとに求める電圧変化量算出部と、
前記変化量算出回路から出力される色ごとの前記電圧変化量から、ホワイトバランス関係式の複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する係数発生部と、
前記係数発生部で発生した複数の係数の比率が、ホワイトバランスがとれた理想比率となるためのゲインを色ごとに発生して出力するゲイン発生部と、
前記ゲイン発生部から色ごとのゲインが出力されるたびに、入力される前記データ電圧の利得を色ごとに変更可能に構成されている可変利得アンプと、
を含む請求項1に記載の自発光型表示装置。 - 前記データ電圧をフレーム間で動き検出して静止画か動画かを判別する動き検出部を、さらに有し、
前記ホワイトバランス調整部は、前記電圧変化量算出部に入力される前記データ電圧と前記モニタ電圧の少なくとも一方に動き検出の結果に応じて所定の倍率を乗算し、データ電圧とモニタ電圧の差を動画と静止画で揃える向きに補正する電圧差補正部を、さらに含む
請求項2に記載の自発光型表示装置。 - 前記表示パネルに、前記複数の受光素子に対応した複数の画素それぞれの反光出力側に1つずつ、合計で受光素子と同じ数の複数の温度検出素子が形成され、
前記係数発生部は、前記電圧変化量算出部からの電圧変化量と、当該電圧変化量を求める画素に対応して設けられている一の温度検出素子から出力される検出温度とに基づいて、前記複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する
請求項2に記載の自発光型表示装置。 - 前記ホワイトバランス調整部は、
前記複数の温度検出素子からの検出温度の各々を前記モニタ電圧の出力に対応した時間サイクルで記憶する温度メモリと、
前記モニタ電圧の出力に対応して一の検出温度を受け取るたびに、当該検出温度と同じ温度検出素子から出力され1つ前の時間サイクルで記憶されている他の検出温度を前記温度メモリから読み出して、2つの検出温度の差から温度変化量を算出する温度変化量算出部と、
をさらに含み、
前記係数発生部は、前記電圧変化量算出部からの前記電圧変化量と、前記温度変化量検出部からの前記温度変化量とに基づいて、前記複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する
請求項4に記載の自発光型表示装置。 - 前記表示パネルの有効画素領域の周囲に温度検出素子が形成され、
前記係数発生部は、前記電圧変化量算出部からの電圧変化量と、前記温度検出素子から出力される検出温度とに基づいて、前記複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する
請求項2に記載の自発光型表示装置。 - 前記ホワイトバランス調整部は、
前記検出温度を前記モニタ電圧の出力に対応した時間サイクルで記憶する温度メモリと、
前記モニタ電圧の出力に対応して一の検出温度を受け取るたびに、当該検出温度より1つ前の時間サイクルで記憶されている他の検出温度を前記温度メモリから読み出して、2つの検出温度の差から温度変化量を算出する温度変化量算出部と、
をさらに含み、
前記係数発生部は、前記電圧変化量算出部からの前記電圧変化量と、前記温度変化量検出部からの前記温度変化量とに基づいて、前記複数の係数を前記単数または複数の画素ユニットごとに発生する
請求項6に記載の自発光型表示装置。 - 前記複数の受光素子の各々は、前記同色の隣接する2画素の境界を含む前記2つの自発光素子の離間スペース、または、当該離間スペースから前記表示パネルの厚さ方向の光出力側に離れた前記表示パネル内の位置に配置されている
請求項1に記載の自発光型表示装置。 - 前記複数の受光素子の各々が、ブラックマトリックスによる画素間の遮光領域に配置されている
請求項1に記載の自発光型表示装置。 - 前記所定の基準値が変更可能な
請求項1に記載の自発光型表示装置。 - R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有し、各々が自発光素子を備える複数の画素の各々をデータ電圧に応じて発光駆動する表示パネルと、前記複数の画素とともに前記表示パネル内に形成され、それぞれが、同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置に配置され、受光強度に応じたモニタ電圧を出力する複数の受光素子とを有する自発光型表示装置のホワイトバランス調整回路であって、
前記表示パネルに画素ごとに入力される複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な受光素子から出力されるモニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことに応答して、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整するホワイトバランス調整部を、
有するホワイトバランス調整回路。 - R(赤)、G(緑)、B(青)を含む複数色の各色が少なくとも2画素で連続して割り当てられている色配列を有し、各々が自発光素子を備える複数の画素の各々をデータ電圧に応じて発光駆動する自発光型表示装置のホワイトバランス調整方法であって、
同色の隣接する2画素が備える2つの自発光素子から等距離の位置で、一の自発光素子から発光強度をモニタし、モニタ電圧を出力する発光強度モニタのステップと、
前記表示装置に画素ごとに入力される複数のデータ電圧に対しホワイトバランスをとるホワイトバランス調整ステップと、
を含み、
前記ホワイトバランス調整ステップが、
前記複数のデータ電圧のうち、対応するデータ電圧に応じて画素を発光駆動したときに、当該画素と隣接画素が備える2つの自発光素子から等距離な位置で得られた前記モニタ電圧の、前記対応するデータ電圧に対する電圧比が所定の基準値から変化したことを検出する第1ステップと、
前記検出された電圧比の変化に基づいて、当該電圧比の変化があった前記画素または当該画素を含む隣接画素のグループを前記発光駆動より後に再度発光駆動するために入力される単数または複数のデータ電圧に対し、画素または隣接画素のグループごとに色ゲインを調整する第2ステップと、
を有するホワイトバランス調整方法。
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