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WO2005024766A1 - 表示パネルの変換データ決定方法および測定装置 - Google Patents

表示パネルの変換データ決定方法および測定装置 Download PDF

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WO2005024766A1
WO2005024766A1 PCT/JP2004/013095 JP2004013095W WO2005024766A1 WO 2005024766 A1 WO2005024766 A1 WO 2005024766A1 JP 2004013095 W JP2004013095 W JP 2004013095W WO 2005024766 A1 WO2005024766 A1 WO 2005024766A1
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display panel
light emitting
measurement
capacitor
conversion data
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Masaharu Goto
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Agilent Technologies Inc
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Agilent Technologies Inc
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    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
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    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel

Definitions

  • the present invention relates to a method of determining conversion data of a display panel, and more particularly to a method of determining luminance conversion data for correcting dispersion of luminance in a TFT array display panel having a self light emitting element, and a display device using the same.
  • the self light emitting element is a light emitting element that generates light according to the amount of current flowing through the element.
  • a TFT array used for a display panel using such a self light emitting element needs to flow a much larger current than a TFT array for a liquid crystal panel which is a typical flat display panel in the past.
  • a sufficient drive current can not often be obtained because the carrier mobility is low.
  • the charge voltage in the gate insulating film causes the threshold voltage of the FET to change over time, and the variation in luminance of each pixel becomes large.
  • a high driving current can be easily obtained because the carrier mobility is high, the aging is small, and a low temperature polysilicon film is often used.
  • the current-voltage characteristics of each FET fluctuate by almost 10% depending on the crystal quality of the FET channel region.
  • variations are likely to be widely dispersed between FETs within a short distance in the panel. That is, in a TFT array using a low temperature polysilicon film, the variation in luminance of each pixel at the time of manufacture is large.
  • the secular change of the light emission characteristics of the light emitting element itself can not be ignored.
  • the EL element uses an organic material, the degree of secular change is large depending on the operating conditions such as the operating temperature and the driving current. It is different. Such variations in light emission luminance cause defects in the display panel, such as image unevenness and color change.
  • a pixel selection transistor 1 3 1 for selecting a pixel such as the EL display panel 1 0 8 in FIG. 1
  • a drive transistor 1 for supplying a drive current according to the voltage of the capacitor 1 3 0 and the capacitor 1 3 0
  • the pixel 1 1 7 of the TFT array of the display panel constituted by 8 and self light emitting elements (EL elements) 1 5 light emission when the capacitor 1 3 0 is charged and after it is completely discharged
  • the capacitor of the measurement pixel must be completely discharged, that is, discharged to below the threshold voltage of the drive transistor, and then the next pixel must be measured.
  • a considerable amount of time is required between pixel measurements.
  • the steady state (the drive current becomes almost constant) from the start of application of the drive current. It takes time according to the time constant until it becomes. For this reason, if a large number of pixels such as a display panel are measured continuously, there is a problem that it takes a very long time.
  • a display panel in which a plurality of pixels having a capacitor, a drive circuit for controlling current or voltage by the voltage of the capacitor, and a self-light emitting element driven by the drive circuit are arranged in a matrix.
  • the first measurement step for determining the first drive current of the light emitting element of the display panel when there is not, the charging step for charging the capacitor of the measurement pixel to the ana- logue voltage, and the capacitor of the measurement pixel A second measurement step of measuring a second drive current of the light emitting element of the display panel when charging to the analog output voltage; A drive current calculation step of obtaining a drive current of the measurement pixel from a difference between the drive current and the second drive current, and a data calculation step of obtaining the conversion data based on the drive current.
  • the drive current of the light emitting element of the display panel is measured prior to the measurement of the measurement pixel, and the difference between the drive current of the display panel and the light emission element when the measurement pixel is driven is calculated.
  • the drive current of the pixel can be measured and the measurement can be performed. Can be measured at high speed.
  • the measurement before driving the light emitting element is performed for each predetermined pixel, and the current value before driving of the unmeasured pixel is obtained from the measurement result to obtain higher speed measurement. In this case, although there is a variation in the characteristics of each pixel, it is not possible to obtain an accurate pre-drive current value depending on the capturing interval, but an absolute variation becomes smaller according to the discharge amount. The effects of variability can be ignored.
  • the present invention provides a display panel having a TFT array and a self light emitting element, luminance signal generating means for converting luminance data to converted data to generate a luminance signal, and driving the self light emitting element by the luminance signal.
  • a method of determining conversion data of a display panel comprising: driving means; and measuring means for measuring either or both of a driving current and a light emission luminance of a light emitting element of the TFT array, comprising: The method further comprises the steps of: driving a light emitting element; performing the measurement before the driving current of the measurement pixel reaches a saturation state; and determining the conversion data based on a result of the measurement.
  • the above problem is solved by the method of determining conversion data of display panel. That is, the luminescence of the measurement pixel Even faster measurements can be made by performing measurement before the drive current or the drive current becomes saturated (the light emission luminance or the measurement current becomes a steady value when the device is driven).
  • FIG. 1 is an overall view of a measuring apparatus which is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a measurement voice of the embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing a modification of the measurement point.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of measured luminance.
  • FIG. 5 is a diagram showing a control method of the luminance sensor.
  • FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the EL element.
  • FIG. 7 is a diagram showing conversion data of the luminance signal generation circuit.
  • FIG. 8 is a diagram showing a method of determining conversion data.
  • an EL element is used as a self light emitting element in this embodiment, the present invention is not limited to an EL display panel, and another self light emitting element such as a display device using a light emitting diode is used. It can also be used for display panels.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a display device according to the present invention.
  • the display device comprises a control unit 100 of a panel and an EL display panel 108.
  • the control unit 100 is a pixel selection circuit 104 which is selection means connected to the shift register 1 0 9, 1 1 0 of the EL display panel 1 0 8, an external input of the luminance data and the EL display panel
  • a luminance signal generation circuit 102 connected to the luminance signal line 1 120 of the 1 0 8 and having conversion data for each pixel, an ammeter 1 0 1 which is a measuring means, and an ammeter 1 0 1 are common
  • a power source 103 which is a driving means connected to the line 1 1 9 and a data processor 1 0 5 which is connected to the ammeter 1 0 1 and has an information processing circuit and a memory and is a converted data determining means There is.
  • the luminance data 10 corresponding to the small luminance and the luminance corresponding to the large luminance 2 5 for each pixel has a conversion table in which conversion data corresponding to 0 is stored.
  • the EL display panel 108 includes a plurality of pixels 1 1 7 arranged in a matrix, data lines 1 1 1 and gate lines 1 1 6 for selecting pixels, data lines 1 1 1 and gate lines 1 It comprises shift registers 1 0 9 and 1 1 0 connected to 1 6 respectively.
  • the pixel 1 1 7 is a pixel selection transistor Q 1 1 3 1 connected to the data line 1 1 1 and the gate line 1 1 6, and a capacitor C 1 connected to the pixel selection transistor 1 3 1 and the common line 1 1 9.
  • a driving transistor Q 21 118 is connected to the driving element 130, the EL element 115, the capacitor 130, the pixel selection transistor 1 31, and the EL element 115.
  • a constant current circuit is used as the drive circuit, but a voltage control circuit may be used.
  • the pixel selection unit 104 outputs a pixel position signal according to an image signal (pixel position data and luminance data) input from the outside, and the shift registers 10 9 and 10 1 are pixels. Select the data line and gate line corresponding to the position. For example, if gate line 1 16 and data line 1 1 1 are selected, then pixel 1 1 7 at the intersection is selected.
  • the luminance signal generator circuit 102 calculates the luminance signal by calculating the analog voltage corresponding to the input luminance data from the converted data (luminance data 10 and luminance data 250) corresponding to each pixel.
  • the luminance signal of the luminance signal line 112 is supplied to the data line 111 selected by the pixel selection circuit 104.
  • the pixel select transistor 1 31 is turned on, and the capacitor 130 is charged by the luminance signal on the data line 11.
  • the pixel select transistor 1 3 1 is turned on.
  • the voltage is maintained by turning off the switch.
  • the voltage of the capacitor 130 controls the current of the drive transistor 118 which is a constant current circuit, and the drive current is applied to the EL element 115.
  • the EL element 115 emits light with a light emission amount corresponding to the current amount of the drive current.
  • the conversion values of luminance data 10 and luminance data 250 are used as the conversion data. It is possible to select which luminance data to use according to the numerical value range of the luminance data.
  • linear interpolation since linear interpolation is used for interpolation, it corresponds to the lower limit value and the upper limit value of the region where the drive current (proportional to the capacitor applied voltage) has linear characteristics with respect to luminance data as shown in FIG. It is desirable to select the luminance data to be used, but by using nonlinear correction It is also possible to use regions with non-linear characteristics.
  • a luminance signal of 0 V is applied to the luminance signal line 112, and the selection transistor 1 31 of each pixel is sequentially selected by the pixel selection circuit 104, and all the capacitors 1 of the EL display panel 10 8 3 Initialize 1).
  • the current flowing to the ammeter 101 is recorded in the memory of the data processor 105.
  • the measurement pixel 1 1 7 to be measured by the pixel selection circuit 1 0 4 is selected.
  • an analog voltage corresponding to the luminance data 10 is applied from the luminance signal generation circuit 102 to the luminance signal line 112.
  • the current flowing to the ammeter 101 is recorded in the memory of the data processor 105.
  • the driving current I m in 1 of the measurement pixel 1 17 can be obtained.
  • I mi ⁇ 1 is only 80% of the preset current value I min
  • the luminance signal generation circuit 102 applies 0 V to the luminance signal line 112 to discharge the capacitor 130. Since it takes time to discharge the capacitor 130 completely until the voltage of the capacitor 130 reaches the threshold voltage of the driving transistor 118, it takes time before discharging to the threshold voltage. Turn off the pixel selection transistor 1 3 1 of, and perform the same measurement on the next measurement pixel. At this time, a predetermined current continues to flow in the drive transistor 118 of the pixel 117 due to the residual potential of the capacitor 130 of the pixel 117.
  • the panel After the measurement of luminance data 10 for the pixels that need to be measured, initialize the panel. Then, measurement and conversion data determination on the luminance data 250 are performed in the same process. That is, as shown in FIG. 8, the driving current I ma 1 when the luminance signal corresponding to the luminance data 250 is applied to the capacitor 1 31 is determined and compared with a preset current value I min 1 Thus, the conversion value of the luminance data 250 of the luminance signal generation circuit 102 is corrected. Like this Thus, a pixel having the characteristic shown by the solid line in FIG. 8 can be corrected to a predetermined characteristic as shown by the broken line.
  • FIG. 2 shows the measurement point of the ammeter 101 in the present embodiment.
  • 401 ⁇ 402-403-404 is the current that flows to the ammeter 101 before the drive current is applied to the EL element of the measurement pixel
  • 41 1 ⁇ 412 ⁇ 413 ⁇ 414 is the state of driving the EL element of the measurement pixel. Is the drive current in the state.
  • the current flowing to the current meter 101 in the state before driving the EL element of the measurement pixel is It will increase gradually.
  • the amount of increase in current is not strictly constant, but it is only necessary to maintain sufficient measurement and correction accuracy for measurement for correction of variations in luminance and drive current. There is no practical problem even if the amount of current increase is regarded as constant. Therefore, in the display device of this embodiment, the current before measurement is measured for every several pixels without actually measuring the current before measurement, and linear interpolation is performed from the latest measured drive current to measure the current It has a mode to obtain the current before measurement. When this mode is selected, for example, after the drive current value 401 is measured, the measurement of the drive current flowing to the display panel 108 before driving the EL element of the measurement pixel is not performed until the measurement of the drive current value 404.
  • the drive current values 402 to 403 are interpolated and obtained from the measured values of the drive current values 401 to 404. In this manner, conversion data can be determined at higher speed by reducing the number of times of measurement of the current when the measurement pixel is not driven.
  • the variation of the driving current can be corrected by appropriately performing measurement not only at the time of device manufacture but also at the time of use. Therefore, it is not necessary to provide a variation correction means such as providing a self correction circuit such as a current mirror circuit for each pixel 107 of the display panel 108, so that the device configuration can be simplified and an inexpensive device can be provided. .
  • control unit 100 of this embodiment can be separated from the display device to be an independent measuring device.
  • the luminance signal generation circuit 102, the power supply 103, and the pixel selection circuit 104 used for normal display are used as display devices, and the luminance signal generation circuit 102, the power supply 103, and the pixel selection circuit 104 used for determination of converted data are measured.
  • Set in the bowl. Configuration of measuring instrument ⁇ Operation is the same as the correction mode described above. It is necessary to transmit the conversion data determined by force measurement to the luminance signal generation circuit built in the externally connected display device. Luminance signal of It is necessary to provide an output device in the raw circuit 102.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of a luminance measuring device added to the display device of this embodiment.
  • a brightness detection circuit 1 connected to a brightness sensor 1 21 and a brightness sensor 1 2 1 scanning an EL display panel 1 0 8 and detecting brightness from an output signal from the sensor 1 2 1
  • Sensor control circuit 1 2 3 that controls the operation of 2 2 and sensor 1 2 1 is attached.
  • a light shielding means 120 is provided around the sensor 121 so that the sensor 121 can detect only light from pixels in the vicinity of the measurement pixel.
  • the sensor control circuit 1 2 3 moves the sensor 1 2 1 onto the measurement pixel. Then, before driving the measurement pixel 117, the luminance is measured and stored in the memory of the data processor 105. Next, the EL element 115 of the measurement pixel 117 is driven with a driving current corresponding to the luminance data 10 and the luminance data 250, and the luminance at the time of driving is measured. Correct conversion data. Then, discharge the capacitor 130 of the measurement pixel 117 and measure the next pixel sequentially before completely discharging.
  • the conversion data can be determined at high speed.
  • the drive current ⁇ emission brightness after a predetermined time from the start of the current application is proportional to the drive current 'emission brightness in the steady state.

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Abstract

測定画素以外の画素の前記キャパシタが完全に放電していない時の、表示パネルの発光素子の第１の駆動電流を求める第１測定ステップと、測定画素のキャパシタをアナログ電圧に充電する充電ステップと、測定画素のキャパシタがアナログ電圧に充電している時に、表示パネルの発光素子の第２の駆動電流を測定する第２測定ステップと、第１の駆動電流と第２の駆動電流の差から、測定画素の駆動電流を求める駆動電流算出ステップと、駆動電流に基づいて変換データを求めるデータ算出ステップとを有することを特徴とする表示パネルの変換データ決定方法により、表示パネルの輝度ばらつきの補正を高速に行う。

Description

明細書 表示パネルの変換データ決定方法および測定装置 技術分野
本発明は、 表示パネルの変換データ決定方法に関し、 特に自己発光素子を有する T F Tアレイ表示パネルにおける輝度のばらっきを補正する輝度変換データの決定方法、 お よびこれを利用した表示装置に関する。 背景技術
フラットテレビ、 パソコンのモニタ、 携帯電話の表示装置等に使用されるフラット表 示パネノレには、 早い動きの画像に対応可能で、 鮮やかな色が再現できることが求められ る。 このような要求から、近年、応答速度の速い薄膜トランジスタ （T F T) アレイと、 表示色域が広い有機 EL素子など自己発光素子を用いたァクティブ型の表示パネルが注 目されている。
自己発光素子とは、 素子に流れる電流量に従って光を発生する発光素子である。 この ような自己発光素子を利用した表示パネルに使用する T F Tアレイは、 従来の代表的な フラット表示パネルである液晶パネル用の T F Tアレイに比べて、 格段に大きな電流を 流す必要がある。 自己発光素子を用いた表示パネル用の T F Tアレイに、 従来から液晶 表示パネルで使用されていたアモルファスシリコン膜を用いると、 キャリアの移動度が 低いため十分な駆動電流が得られない場合が多い。 また、 ゲート絶縁膜内のチャージァ ップにより、 F E Tのスレツショルド電圧が経年変化して、 各画素の輝度のばらつきが 大きくなる。 このため、 自己発光素子を用いた表示パネルの T F Tアレイには、 キヤリ ァ移動度が高いため高い駆動電流が得やすく、 経年変化が小さ 、低温ポリシリコン膜が 用いられることが多い。 しかし、 低温ポリシリコン膜は、 F E Tチャネル領域の結晶の 出来具合に依存して各 F E Tの電流一電圧特性が 1割近く変動する。 しかも、 かかる変 動はパネル内の距離が近い F E Tどうしでもばらつきが大きレ、。 すなわち、 低温ポリシ リコン膜を利用した T F Tアレイは、 製造時の各画素の輝度のばらつきが大きい。 加え て、 発光素子自体の発光特性の経年変化も無視できない。 特に、 EL素子は有機材料を 使用しているため、 使用温度や駆動電流等の使用条件により経年変化の度合いが大きく 異なる。 このような発光輝度のばらつきは、 画像ムラや色味の変化という表示パネルの 欠陥原因となる。
このため、 従来、 自己発光素子を用いた表示パネルは、 製造時や使用時に、 適宜、 各 画素の発光輝度のばらつきの測定を行って補正する必要がある。 表示パネルの輝度を測 定および補正を行う装置としては、 特開平 5— 8 0 1 0 1号公報に示す装置がある。 こ の装置では、 液晶表示パネルの内部または外部に設けたセンサによって、 テストパター ンを読み取り、 表示パネルの光出力特性を測定し補正データを更新する装置である。 また、 特開平 2 0 0 2 - 4 0 0 7 4号公報に開示されている技術は、 E L素子の駆動 電流を測定して E L表示パネルの欠陥を判定する技術である。 すなわち、 図 1の E L表 示パネル 1 0 8ような、 画素を選択する画素選択トランジスタ 1 3 1と、 キャパシタ 1 3 0と、 キャパシタ 1 3 0の電圧に応じた駆動電流を流す駆動トランジスタ 1 1 8と、 自己発光素子 （E L素子） 1 1 5により構成されている表示パネルの T F Tアレイの画 素 1 1 7において、 このキャパシタ 1 3 0を充電した時と、 完全に放電した後の、 発光 素子 1 1 5の駆動電流を測定してその差分をとることにより測定画素の正確な駆動電 流を求め、 表示パネルの欠陥を判定する技術である。
上述した方法では、 測定画素の駆動電流を測定後、 測定画素のキャパシタを完全に放 電する、 すなわち駆動トランジスタのスレツショルド電圧以下になるまで放電してから、 次の画素を測定しなければならないため、 連続して画素を測定するためには、 画素測定 間で相当の時間が必要となる。 また、 E L素子自体にも図 6の等価回路で示すようなキ ャパシタンス成分 1 4 3とインピーダンス成分 1 4 1を有するため、 駆動電流印加開始 から定常状態 （駆動電流がほぼ一定となる状態） となるまでには時定数に応じた時間が 必要となる。 このため、 表示パネルのような多数の画素を連続して測定を行うと、 非常 に時間がかかるという問題がある。
ところで、 人間の視覚の特性として、 近くの画素どうしの輝度の違いは画像ムラや色 味の変化として目に付く力 離れた画素どうしの輝度は多少異なっていても目に付かな い。 すなわち、 輝度ばらつきを補正するためには、 近くの画素どうしの相対的な輝度の 違いを測定できればよい。 このため、 輝度ばらつきの補正のためには、 絶対的な測定を 行う必要はないため、 従来よりも簡便で高速な測定方法が求められていた。 発明の開示 本発明は、 キャパシタと前記キャパシタの電圧により電流または電圧の制御を行う駆 動回路と前記駆動回路により駆動する自己発光素子とを有する複数の画素をマトリク ス状に配置した表示パネルと、 輝度データを変換データに基づいて変換したアナ口グ電 圧を前記キャパシタに与える輝度信号発生手段とを有する表示装置の変換データ決定 方法であって、 測定画素以外の画素の前記キャパシタが完全に放電していない時の、 前 記表示パネルの発光素子の第 1の駆動電流を求める第 1測定ステップと、 前記測定画素 のキャパシタを前記アナ口グ電圧に充電する充電ステツプと、 前記測定画素のキャパシ タが前記アナ口グ電圧に充電している時に、 前記表示パネルの発光素子の第 2の駆動電 流を測定する第 2測定ステツプと、 前記第 1の駆動電流と前記第 2の駆動電流の差から、 前記測定画素の駆動電流を求める駆動電流算出ステップと、 前記駆動電流に基づいて前 記変換データを求めるデータ算出ステップとを有することを特徴とする表示パネルの 変換データ決定方法により上記課題を解決する。
すなわち、 測定画素の測定に先立って表示パネルの発光素子の駆動電流を測定してお き、 測定画素を駆動したときの表示パネルの発光素子の駆動電流との差分をとつて測定 画素の発光画素の駆動電流を求める方法をとることにより、 測定前にキャパシタの放電 が十分でない画素が表示パネル内に存在していたとしても、 かかる画素の駆動電流をキ ヤンセルした測定ができ、 画素間の特性のばらつきを高速に測定することが可能となる。 さらに、 発光素子駆動前の測定を所定画素毎に行い、 測定結果から未測定画素の駆動前 電流値を捕間して求めることにより、 さらに高速な測定が可能となる。 この場合、 各画 素の特性にばらつきがあるため、 捕間によつて正確な駆動前電流値を求めることはでき ないが、 放電量に応じて絶対的なばらつきが小さくなるため、 近傍画素どうしではばら つきの影響は無視できる。
また、 本発明は、 T F Tアレイと自己発光素子とを有する表示パネルと、 輝度データ を変換データに変換して輝度信号を発生する輝度信号発生手段と、 前記輝度信号により 前記自己発光素子を駆動する駆動手段と、 前記 T F Tアレイの発光素子の駆動電流およ び発光輝度のいずれかまたは両方を測定する測定手段とを有する表示パネルの前記変 換データの決定方法であって、 測定画素の前記自己発光素子を駆動するステップと、 前 記測定画素の駆動電流が飽和状態に達する前に前記測定を行うステップと、 前記測定の 結果に基づいて前記変換データを決定するステップとを有することを特徴とする表示 パネルの変換データ決定方法により上記課題を解決する。 すなわち、 測定画素の発光輝 度や駆動電流が飽和状態 （発光輝度や測定電流が素子駆動時の定常値となること） にな る前に測定を行うことにより、 さらに高速な測定が可能となる。
本発明により、 表示パネルの輝度ばらつきの補正を高速に行うことが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施例である測定装置の全体図である。
図 2は、 実施例の測定ボイ ^トを示す図である。
図 3は、 測定ボイントの変形例を示す図である。
図 4は、 測定輝度の説明図である。
図 5は、 輝度センサの制御方法を示す図である。
図 6は、 E L素子の等価回路を示す図である。
図 7は、 輝度信号発生回路の変換データを示す図である。
図 8は、 変換データの決定方法を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に添付図面を参照して、 本発明の好適実施形態となる表示装置について詳細に 説明する。 なお、 本実施例では自己発光素子として E L素子を使用しているが、 本発明 は E L表示パネルに限定されるものではなく、 発光ダイォードを利用した表示装置など の他の自己発光素子を利用した表示パネルにも使用することができる。
図 1は、 本発明に係る表示装置の構成概要図を示す。 表示装置は、 パネルの制御部 1 0 0と E L表示パネル 1 0 8からなる。 制御部 1 0 0は、 E L表示パネル 1 0 8のシフ トレジスタ 1 0 9、 1 1 0に接続された選択手段である画素選択回路 1 0 4と、 輝度デ ータの外部入力と E L表示パネル 1 0 8の輝度信号線 1 1 2に接続され各画素ごとの 変換データを有する輝度信号発生回路 1 0 2と、 測定手段である電流計 1 0 1と、 電流 計 1 0 1を介して共通線 1 1 9に接続された駆動手段である電源 1 0 3と、 電流計 1 0 1に接続され情報処理回路とメモリを有する変換データ決定手段であるデータ処理装 置 1 0 5によって構成されている。 輝度信号発生回路 1 0 2には、 図 7に示すように、 各画素 （行番号と列番号で表示） ごとに、 小さな輝度に対応する輝度データ 1 0と大き な輝度に対応する輝度 2 5 0に相当する変換データが格納されている変換テーブルを 有する。 また、 EL表示パネル 1 08は、 マトリクス状に配置された複数の画素 1 1 7と、 画 素を選択するデータ線 1 1 1およびゲート線 1 1 6と、 データ線 1 1 1およびゲート線 1 1 6にそれぞれ接続されたシフトレジスタ 1 0 9、 1 1 0とにより構成される。 画素 1 1 7は、 データ線 1 1 1およびゲート線 1 1 6に接続された画素選択トランジスタ Q 1 1 3 1と、 画素選択トランジスタ 1 3 1と共通線 1 1 9に接続されたキャパシタ C 1 1 3 0と、 EL素子 1 1 5と、 キャパシタ 1 30と画素選択トランジスタ 1 3 1 と E L素子 1 1 5に接続された駆動トランジスタ Q 2 1 1 8により構成される。 本実 施例では、 駆動回路として定電流回路を用いているが、 電圧制御回路を用いても良い。 次に、 図 1の表示装置の動作について説明する。 表示装置には、 通常表示モードと補 正モードがある。 まず、 通常表示モードでは、 外部から入力された画像信号 （画素位置 データと輝度データ） に応じて、 画素選択手段 1 04が画素位置信号を出力し、 シフト レジスタ 1 0 9および 1 1 0が画素位置に対応するデータ線とゲート線を選択する。 例 えば、 ゲート線 1 1 6とデータ線 1 1 1を選択すると、 交点にあたる画素 1 1 7が選択 される。 同時に、 輝度信号発生回路 1 02は、 入力された輝度データに相当するアナ口 グ電圧を、 各画素に対応する変換データ （輝度データ 1 0と輝度データ 250) 力 ら計 算して、 輝度信号線 1 1 2に供給する。 たとえば、 行 =0、 列 =0の画素で、 入力され た輝度データが 1 50の場合、 2. 1 7 V (= 1 + (3- 1) / (250- 1 0) X (1 50- 1 0)) となる。 輝度信号線 1 1 2の輝度信号は、 画素選択回路 1 04により選 択されたデータ線 1 1 1に供給される。 一方、 選択された画素 1 1 7では、 画素選択ト ランジスタ 1 3 1がオン状態になって、 データ線 1 1 1上の輝度信号によりキャパシタ 1 30が充電され、 その後、 画素選択トランジスタ 1 3 1がオフ状態になることにより 前記電圧が保持される。 キャパシタ 1 30の電圧によって定電流回路である駆動トラン ジスタ 1 1 8の電流が制御され、 駆動電流が EL素子 1 1 5に印加される。 EL素子 1 1 5は、 駆動電流の電流量に応じた発光量で発光する。
なお、 本実施例では、 輝度データは 0および 1 0〜2 5 0の範囲しかとらないため、 変換データとして輝度データ 1 0と輝度データ 2 50の変換値を用いているが、 変換デ ータとしてどの輝度データを用いるかは、 輝度データの数値範囲により適宜選択可能で ある。 本実施例では、 補間に線形捕間を用いることから、 図 4のように輝度データに対 して駆動電流 （キャパシタ印加電圧に比例） がリニアな特性をもつ領域の下限値と上限 値に相当する輝度データを選択することが望ましいが、 非線形補正を用いることにより 非線形特性をもつ領域を利用することも可能である。
次に、 補正モードの動作について説明する。 なお、 E L表示パネル 1 0 8内の構成部 品の動作は通常モードと同じであるため、 説明を省略する。 はじめに、 輝度信号線 1 1 2に 0 Vの輝度信号を与え、 各画素の選択トランジスタ 1 3 1を画素選択回路 1 0 4に より順次選択して、 E L表示パネル 1 0 8の全てのキャパシタ 1 3 1を初期化する。 初 期化が終わった状態で、 電流計 1 0 1に流れる電流をデータ処理装置 1 0 5のメモリに 記録する。 次に、 画素選択回路 1 0 4によって測定する測定画素 1 1 7を選択する。 こ のとき、 輝度信号発生回路 1 0 2から輝度データ 1 0に相当するアナログ電圧が輝度信 号線 1 1 2に印加される。 このとき、 電流計 1 0 1に流れる電流をデータ処理装置 1 0 5のメモリに記録する。 メモリに記録された E L素子 1 1 5駆動前の電流と駆動後の電 流の差をとることによって、 測定画素 1 1 7の駆動電流 I m i n 1を求めることができ る。 このとき、 図 8に示すように I m i η 1が予め設定された電流値 I m i n 0の 8割 しかない場合には、 輝度信号発生回路 1 0 2の輝度データ 1 0の変換データを 1 . 2 5 倍 (= 1 / 0 . 8 ) する。
次に輝度信号発生回路 1 0 2が輝度信号線 1 1 2に 0 Vを与えて、 キャパシタ 1 3 0 を放電する。 キャパシタ 1 3 0が完全に放電する、 すなわち、 キャパシタ 1 3 0の電圧 が駆動トランジスタ 1 1 8のスレツショルド電圧になるまで放電を行うと時間がかか るため、 スレツショルド電圧まで放電する前に当該画素の画素選択トランジスタ 1 3 1 をオフにして、 次の測定画素に対して同様の測定を行う。 このとき、 画素 1 1 7のキヤ パシタ 1 3 0の残留電位により画素 1 1 7の駆動トランジスタ 1 1 8には、 所定電流が 流れ続けるため、 次の測定画素の E L素子を駆動する前に、 電流計 1 0 1に流れる電流 をデータ処理装置 1 0 5のメモリに記録しておき、 駆動時の電流との差をとることによ つて、 次の測定画素の駆動電流を求める。 このように測定画素のキャパシタが完全に放 電する前に、 次の画素の測定を開始することにより、 変換データを高速に決定すること ができる。
測定が必要な画素について輝度データ 1 0の測定が終了した後、 パネルを初期化する。 そして、 同様なプロセスで輝度データ 2 5 0に関する測定および変換データ決定を行う。 すなわち、 図 8に示すように、 輝度データ 2 5 0に相当する輝度信号をキャパシタ 1 3 1に印加したときの駆動電流 I m a 1を求め、 予め設定された電流値 I m i n 1と比 較して輝度信号発生回路 1 0 2の輝度データ 2 5 0の変換値を修正する。 このようにし て、 図 8の実線で示す特性をもつ画素を、 破線で示すような所定の特性に補正すること ができる。
図 2に、 本実施例における電流計 101の測定ボイントを示す。 図において 401 · 402 - 403 - 404は測定画素の EL素子に駆動電流を流す前に電流計 101に流 れる電流であり、 41 1 · 412 · 413 · 414は測定画素の E L素子を駆動した状 態における駆動電流である。 このように測定画素の測定後、 キャパシタ C 1の放電を完 全に行わずに次の画素の測定を行うため、 測定画素の E L素子を駆動する前の状態の電 流計 101に流れる電流は次第に増加していく。
各画素ごとにキャパシタの放電特性が異なるため、 厳密には電流の増加量は一定では ないが、 輝度や駆動電流のばらつき補正のための測定に十分な測定および補正精度が維 持できればよいため、 電流増加量を一定とみなしても実用上の問題は生じない。 このた め、 本実施例の表示装置においては、 測定前の電流を画素毎に実測せずに、 数画素毎に 測定前電流を測定し、 直近の実測駆動電流から線形補間して測定画素の測定前電流を求 めるモードを有する。 このモードを選択すると、 例えば、 駆動電流値 401を測定した 後は、 駆動電流値 404の測定まで、 測定画素の E L素子駆動前の表示パネル 108に 流れる駆動電流の実測を行わず、 データ処理装置 105が差分算出を行う段階で、 駆動 電流値 401 - 404の実測値から駆動電流値 402 - 403を補間して求める。 この ように、 測定画素の非駆動時の電流の測定回数を減らすことにより、 さらに高速に変換 データを決定することができる。
本実施例では、 表示装置内に測定手段および変換データ決定手段を有するため、 装置 製造時のみならず使用時にも適宜測定を行って駆動電流のばらつきを補正することが できる。 このため、 表示パネル 108の各画素 107ごとにカレントミラー回路などの 自己補正回路を設けるといった、 ばらつき補正手段を設ける必要がないため、 装置構成 が簡略化でき、 安価な装置を提供することができる。
また、 本実施例の制御部 100を表示装置から分離して、 独立した測定器とすること ができる。この場合には、通常表示時に使用する輝度信号発生回路 102、電源 103、 画素選択回路 104は表示装置に、 変換データ決定時に使用する輝度信号発生回路 10 2、 電源 103、 画素選択回路 104は測定器に設ける。 測定器の構成 ·動作は上述し た補正モードと同様である力 測定によって決定された変換データを外部接続された表 示装置に内蔵された輝度信号発生回路に送信する必要があるため、 測定器の輝度信号発 生回路 1 0 2に出力装置を設ける必要がある。
上述したような測定画素の E L素子を駆動する前と駆動中の測定値の差分を求める 方法は、 特開平 5— 8 0 1 0 1号公報で示したような輝度のみを直接測定する方法にも 適用できる。 図 5は本実施例の表示装置に付加する輝度測定装置の概要を示した図であ る。 図 1の装置構成に加え、 E L表示パネル 1 0 8上を走査する輝度センサ 1 2 1、 輝 度センサ 1 2 1に接続されセンサ 1 2 1からの出力信号から輝度を検出する輝度検出 回路 1 2 2、 およびセンサ 1 2 1の動作を司るセンサ制御回路 1 2 3が付カ卩される。 セ ンサ 1 2 1の周囲には遮光手段 1 2 0を設け、 センサ 1 2 1が測定画素近傍の画素から の光のみを検知できるような構成となっている。
輝度測定を付加した装置の動作を説明する。 輝度測定以外の動作は前述した装置と同 じであるため、 説明を省略する。 まず、 センサ制御回路 1 2 3がセンサ 1 2 1を測定画 素上に移動させる。 そして、 測定画素 1 1 7の駆動前に輝度を測定してデータ処理装置 1 0 5のメモリに記憶する。 次に輝度データ 1 0と輝度データ 2 5 0に相当する駆動電 流で測定画素 1 1 7の E L素子 1 1 5を駆動し、 駆動時の輝度を測定し、 輝度信号発生 回路 1 0 2の変換データを補正する。 そして、 測定画素 1 1 7のキャパシタ 1 3 0を放 電し、 完全に放電する前に次の画素の測定を順次行う。
また、図 3のように、測定画素の駆動電流や発光輝度が定常状態に達する前であって、 駆動電流印加開始から所定時間後に、 各画素の駆動電流または発光輝度を測定すること によって、 より高速に変換データの決定を行うことができる。 この場合、 定常状態にお ける正確な駆動電流や発光輝度は測定できないが、 電流印加開始から所定時間後の駆動 電流 ·発光輝度と、 定常状態における駆動電流 '発光輝度とは比例関係にあるため、 過 渡状態にあるときの測定値を用！/、て変換データの補正を行うことができる。
なお、 上述した本実施形態おょぴその変形例は、 特許請求の範囲に記載した本発明の 説明のための一実施形態にすぎず、 特許請求の範囲で示した権利範囲内において種々の 変形を行うことができることは、 当業者にとって明らかである。

Claims

請求の範囲
1 . キャパシタと、 前記キャパシタの電圧により電流または電圧の制御を行う駆動回 路と、 前記駆動回路により駆動する自己発光素子とを有する複数の画素をマトリタス状 に配置した表示パネルと、
輝度データを変換データに基づいて変換したアナ口グ電圧を前記キャパシタに与え る輝度信号発生手段とを有する表示装置の前記変換データの決定方法であって、 測定画素以外の画素の前記キャパシタが完全に放電していない時の、 前記表示パネル の発光素子の第 1の駆動電流を求める第 1測定ステツプと、
前記測定画素のキャパシタを前記アナログ電圧に充電する充電ステップと、 前記測定画素のキャパシタが前記アナログ電圧に充電している時に、 前記表示パネノレ の発光素子の第 2の駆動電流を測定する第 2測定ステップと、
前記第 1の駆動電流と前記第 2の駆動電流の差から、 前記測定画素の駆動電流を求め 前記駆動電流に基づレ、て前記変換データを求めるデータ算出ステップと、
を有することを特徴とする表示パネルの変換データ決定方法。
2 . 前記自己発光素子が E L素子であることを特徴とする請求項 1記載の変換データ 決定方法。
3 . 所定の画素数を測定する毎に前記第 1測定ステップを実行するとともに、 前記測定画素の直前およぴ直後に前記第 1測定ステップにより実測した駆動電流か ら補間して、 前記測定画素の第 1の駆動電流を求めることを特徴とする請求項 1記載の 方法。
4 . キャパシタと、 前記キャパシタの電圧により電流または電圧の制御を行う駆動回 路と、 前記駆動回路により駆動する自己発光素子とを有する複数の画素をマトリクス状 に配置した表示パネルと、
任意の測定画素を選択する選択手段と、
輝度データを変換データに基づいて変換したアナログ電圧を前記キャパシタに与え る輝度信号発生手段と、
前記複数の画素の発光素子の駆動電流を測定する測定手段と、 測定画素以外の画素の前記キャパシタが完全に放電していない時の前記複数の画素 の前記発光素子の第 1の駆動電流と、 前記測定画素のキャパシタを前記アナログ電圧に 充電した時の前記複数の画素の前記発光素子の第 2の駆動電流の差に基づいて、 前記変 換データを求める変換データ決定手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
5 . キャパシタと、 前記キャパシタの電圧により電圧または電流の制御を行う駆動回 路と、 前記駆動回路により駆動する自己発光素子とを有する複数の画素をマトリタス状 に配置した表示パネルの測定装置であって、
任意の測定画素を選択する選択手段と、
輝度データを変換データに基づいて変換したアナログ電圧を前記キャパシタに与え る輝度信号発生手段と、
前記複数の画素の発光素子の駆動電流を測定する測定手段と、 . 測定画素以外の画素の前記キャパシタが完全に放電していない時の前記複数の画素 の前記発光素子の第 1の駆動電流と、 前記測定画素のキャパシタを前記アナログ電圧に 充電した時の前記複数の画素の前記発光素子の第 2の駆動電流の差に基づいて、 前記変 換データを求める変換データ決定手段と、
前記変換データを出力する出力手段と、
を有することを特徴とする表示パネルの測定装置。
6 . キャパシタと、 前記キャパシタの電圧により電圧または電流の制御を行う駆動回 路と、 前記駆動回路により駆動する自己発光素子とを有する複数の画素をマトリクス状 に配置した表示パネルと、
輝度データを変換データに基づいて変換したアナログ電圧を前記キヤパシタに与え る輝度信号発生手段とを有する表示装置の前記変換データの決定方法であって、 測定画素以外の画素の前記キヤパシタが完全に放電していない時の、 前記表示パネル の第 1の発光輝度を求める第 1測定ステツプと、
前記測定画素のキャパシタを前記アナログ電圧に充電する充電ステップと、 前記測定画素のキャパシタが前記アナ口グ電圧に充電している時に、 前記表示パネル の第 2の発光輝度を測定する第 2測定ステツプと、
前記第 1の発光輝度と前記第 2の発光輝度の差から、 前記測定画素の発光輝度を求め る発光輝度算出- 前記発光輝度に基づ！/、て前記変換データを求めるデータ算出ステップと、
を有することを特徴とする表示パネルの変換データ決定方法。
7 . T F Tアレイと自己発光素子とを有する表示パネルと、
輝度データを変換データに変換して輝度信号を発生する輝度信号発生手段と、 前記輝度信号により前記自己発光素子を駆動する駆動手段と、
前記 T F Tアレイの発光素子の駆動電流おょぴ発光輝度のいずれかまたは両方を測 定する測定手段とを有する表示パネルの前記変換データの決定方法であって、
測定画素の前記自己発光素子を駆動するステップと、
前記測定画素の駆動電流または発光輝度が定常状態に達する前に前記測定を行うス テツプと、
前記測定の結果に基づいて前記変換データを決定するステツプとを有することを特 徴とする表示パネルの変換データ決定方法。
8 . T F Tアレイと自己発光素子とを有する表示パネルと、
輝度データを変換データに変換して輝度信号を発生する輝度信号発生手段と、 前記輝度信号により前記自己発光素子を駆動する駆動手段と、
前記 T F Tアレイの発光素子の駆動電流および発光輝度のいずれかまたは両方を測 定する測定手段と、
前記測定の結果に基づいて前記変換データを決定する変換データ決定手段とを有す ることを特徴とする表示装置。
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