(57)【要約】【課題】  ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを回路的な手段で緩和する。【解決手段】ディスプレイパネル１は、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じる。補正パターン生成手段２は、温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する。表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データをディスプレイパネル１に供給し、補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、ディスプレイパネル１の発光面の温度分布のムラを緩和する。【選択図】図１
2006018169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイパネルを含むモジュールと、表示データ変換回路と、補正パターン生成手段とを備えた画像表示装置であって、
前記ディスプレイパネルは、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じ、
前記補正パターン生成手段は、該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、
前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給し、該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記補正パターン生成手段は、該発光面の中央部を囲む外周部から隣接する非発光部への熱伝導による温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する外周温度ムラ補正パターンデータが記憶された外周温度ムラ補正パターン記憶手段と、
空気の対流により該発光面の下部が冷やされて起こる温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する下部温度ムラ補正パターンデータが記憶された下部温度ムラ補正パターン記憶手段と、
前記外周部温度ムラ補正パターンデータと下部温度ムラ補正パターンデータとを合成し、以って発光面全体の温度分布の定型的なムラを補正可能な合成補正パターンデータを該表示データ変換回路に供給する温度ムラ補正パターン合成手段とからなることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
外部から入力された多階調の画像をフレーム単位で表す表示データからフレーム階調平均値を検出する表示データ情報検出手段と、
前記表示データ情報検出手段から得られたフレーム階調平均値に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
外部から入力されたオブジェクトを含む画像を表す表示データから、発光面における該オブジェクトの位置を抽出する表示データ情報検出手段と、
前記表示データ情報検出手段から得られたオブジェクトの位置に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、
前記補正パターン生成手段は、該補正領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、
前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データに加算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他の領域より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、
前記補正パターン生成手段は、該補正領域を除く他の領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、
前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データから減算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項７】
発光素子からなる画素の集合で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラがあるディスプレイパネルを含む画像表示装置の温度補正方法であって、
該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する手順と、
該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給する手順とを行い、
該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする画像表示装置の温度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイパネルを含むモジュールを備えた画像表示装置に関する。より詳しくは、ディスプレイパネルの画面を構成する発光面の温度分布のムラを回路的な手段で緩和する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイは、コンピュータディスプレイ、携帯端末、テレビなどの製品で広く普及している。現在、主には液晶ディスプレイパネルが多く採用されていが、依然、視野角の狭さや、応答速度の遅さが指摘され続けている。一方、自発光素子で形成された有機ＥＬディスプレイは、前記の視野角や応答性の課題を克服できるのに加え、バックライト不要の薄い形態、高輝度、高コントラストを達成できるため、液晶ディスプレイに代わる次世代表示装置として期待されている。
【０００３】
ところで、有機ＥＬディスプレイにおける発光素子は、その発光量と時間に比例して劣化する特性があることは一般的にも知られているが、また同時に、その劣化速度は、素子自体の温度によって変わってしまうことも知られており、大きな課題になっている。有機ＥＬの発光素子は、自発光型であるため動作時には発熱し、より高い輝度を実現するほど、多くの電流量が必要となることで、より高い温度で発熱する。高い温度になるほど劣化を加速させていくことも知られている。
【０００４】
一方、フラットパネルディスプレイは、下記二つの温度ムラが必ず発生してしまう。これは表示パターンによるものではなく、形状や配置によるものである。一つ目は、外周発光部の、外側の隣接額縁非発光部への熱伝導による温度低下である。額縁部には発光素子は存在しないため、常に発光部以下の温度になっており、ここへ熱が伝導することによって、外周発光部の温度が下げられるものである。これは、ガラスを使用した有機ＥＬディスプレイパネルでは、外周から内側約２０ｍｍ程度の領域が最も影響を受けることが測定により確認できた。
【０００５】
二つ目は、空気の対流により発光部下部が冷やされて起こる温度低下である。フラットパネルディスプレイは、サイズが大きくなるほど一般的に垂直に立てて使用することが多く、発光部近傍において、空気の対流が起こりやすい。下端では周囲環境に近い温度の空気が対流するため、発光部温度が下げられる動きになる。ただし、上方向に行くにしたがって発光部の熱によって発光部近傍を対流する空気が温められるため、ある距離以上では発光部温度が下がらなくなる。これも測定により、下端から約２００ｍｍの領域で最も影響を受けることが確認できた。
【０００６】
つまり、ディスプレイパネルの発光素子で形成された発光面内においては、たとえ同階調のデータで均一に発光していたとしても、前述したような原因の温度ムラが発生しており、温度の高い領域と低い領域で劣化速度に差が生じ、温度が高い部分で輝度低下がいち早く進行してしまう結果、温度ムラと同じ領域が、輝度寿命劣化ムラ（定型的な輝度ムラ）になって現れてしまうという問題があり、発光面内を可能な限り均一な温度分布にする必要があった。
【０００７】
従来技術としては、以下のような特許文献がある。
【特許文献１】特開２００３−２９５７７６
【特許文献２】特開２００３−２６３１３１
【特許文献３】特開２００３−３３０４１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、発光素子から検出した温度と、温度上昇の推移を想定した情報から温度調節器を制御し、領域化された部分を温めたり冷やしたりして発光面内での温度を均一に調整する。これは、実際に温度を検出し、温度が一定になるようにコントロールできるが、温度の検出構造や、温度調節器等の構造を設ける必要があり、構造が複雑になりコストアップにもつながるものである上に、区画化された領域でしか調整できず、１画素単位での制御ができないとう問題があった。特許文献２は、表示データの輝度情報を蓄積し、蓄積された情報から劣化の推定量が平均化されるように、表示データを変更する。これは、表示データを変更するため、比較的簡易に１画素単位での輝度ムラ補正が可能であるが、発光素子の発光量と時間による劣化特性のみを考慮するもので、温度ムラによる劣化速度の差による輝度ムラを補正できないという問題があった。特許文献３は、検出した周囲の温度から、装置内に記憶してある発光素子の電圧電流特性の温度特性を参照し、適正な輝度になるように表示データを補正する。これはどの環境下においても、発光輝度を一定にさせようとするもので、温度センサーなどの検出手段が必要な上に、検出するのは環境温度であるため、面内の温度ムラを検出するものではなかった。即ち、面内の温度ムラによる劣化速度の差によって生じる輝度ムラを補正できないという問題があった。
【０００９】
つまり、今まで温度ムラを補正しようとする場合には、放熱したり、熱を与えたりする構造を新たに設けて行う技術がほとんどで、コストアップを伴うという課題があった。また、焼付きや、輝度ムラを補正するものにおいては、表示データによって起こる輝度劣化のムラを補正するものばかりであり、温度ムラから発生する劣化速度の差を補正できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを回路的な手段で緩和することを目的とする。係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち本発明は、ディスプレイパネルを含むモジュールと、表示データ変換回路と、補正パターン生成手段とを備えた画像表示装置であって、前記ディスプレイパネルは、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じ、前記補正パターン生成手段は、該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給し、該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記補正パターン生成手段は、該発光面の中央部を囲む外周部から隣接する非発光部への熱伝導による温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する外周温度ムラ補正パターンデータが記憶された外周温度ムラ補正パターン記憶手段と、空気の対流により該発光面の下部が冷やされて起こる温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する下部温度ムラ補正パターンデータが記憶された下部温度ムラ補正パターン記憶手段と、  前記外周部温度ムラ補正パターンデータと下部温度ムラ補正パターンデータとを合成し、以って発光面全体の温度分布の定型的なムラを補正可能な合成補正パターンデータを該表示データ変換回路に供給する温度ムラ補正パターン合成手段とからなる。又好ましくは、外部から入力された多階調の画像をフレーム単位で表す表示データからフレーム階調平均値を検出する表示データ情報検出手段と、前記表示データ情報検出手段から得られたフレーム階調平均値に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有する。或いは、外部から入力されたオブジェクトを含む画像を表す表示データから、発光面における該オブジェクトの位置を抽出する表示データ情報検出手段と、前記表示データ情報検出手段から得られたオブジェクトの位置に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有する。また、前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、前記補正パターン生成手段は、該補正領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データに加算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。或いは、前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他の領域より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、前記補正パターン生成手段は、該補正領域を除く他の領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データから減算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。
【００１２】
又本発明は、発光素子からなる画素の集合で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラがあるディスプレイパネルを含む画像表示装置の温度補正方法であって、該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する手順と、該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給する手順とを行い、該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光外周部と発光下部の領域で発生する温度低下を、通常表示データより高い輝度で発光させ、温度を上げることによって回避でき、温度を発光面内にわたって均一に保つことができるため、有機ＥＬ発光素子の劣化速度の差を抑えられ、画素劣化による定型的な輝度ムラを防止できるという効果がある。本発明によれば、入力表示データ信号によって、温度ムラ補正レベルを適宜に変化させることができるため、輝度ムラ等の表示品位を大きく損なわずに、温度を発光面内にわたってほぼ均一に保つことができるという効果がある。本発明によれば、機構上の特別な構造を必要とせずに、温度ムラを補正することができるため、コストを低く抑えられるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。図示するように、本画像表示装置は、ディスプレイパネルを含むモジュール１と、表示データ変換回路３と、補正パターン生成手段２とを備えている。ディスプレイパネルは、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じる。補正パターン生成手段２は、この温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する。表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データをディスプレイパネルに供給し、補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和する。
【００１５】
具体的には、補正パターン生成手段２は、発光面の中央部を囲む外周部から隣接する非発光部への熱伝導による温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する外周温度ムラ補正パターンデータが記憶された外周温度ムラ補正パターン記憶手段２１と、空気の対流により発光面の下部が冷やされて起こる温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する下部温度ムラ補正パターンデータが記憶された下部温度ムラ補正パターン記憶手段２２と、外周部温度ムラ補正パターンデータと下部温度ムラ補正パターンデータとを合成し、以って発光面全体の温度分布の定型的なムラを補正可能な合成補正パターンデータを表示データ変換回路３に供給する温度ムラ補正パターン合成手段２３とからなる。
【００１６】
ディスプレイパネルの発光面は温度分布の定型的なムラに沿って、他より温度が低く補正の必要な補正領域を有する。この場合、補正パターン生成手段２は、補正領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する。表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データに加算することで、温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。或いは、補正パターン生成手段２は、補正領域を除く他の領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成しても良い。この場合、表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データから減算することで、温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。
【００１７】
以下図１に示した第１実施形態について図２〜７を参照しながら具体的に説明する。まず、補正対象ディスプレイパネルについては、発光部を面内均一の最大階調にて発光動作させ、大地に対して水平に置いた状態で温度分布を測定する。温度分布では、外周発光部に、外側の隣接額縁非発光部への熱伝導による温度低下による図２のような温度ムラが観測される。図２の平面図はパネル１の面温度分布を模式的に示している。図示する様に、発光面１００の中央部に比べ、周辺部の温度が低くなっており、温度ムラが発生する領域となっている。発光面１００の中央部に比べ周辺部は熱伝導などにより熱が失われる為、温度が低くなっている。
【００１８】
図２に含まれるグラフは、パネル１の角部で且つ対角線に沿った部分（一点鎖線で示してある）の温度分布を表わしている。このグラフは横軸に距離を取り、縦軸に温度を取ってある。グラフから明らかな様に、発光面の中央に比べ端部は幅約２０ｍｍに亘って温度が低くなっていることが分かる。これは、ガラスを使用した有機ＥＬディスプレイパネルでは、外周から２０ｍｍ程度の領域が最も影響を受けるためで、この領域を主補正領域１とする。
【００１９】
同時に、実際の使用状態に倣い垂直に置いた状態で温度分布を測定する。ここで測定された温度分布から、上記した水平に置いた状態で測定した温度分布を減じたものが、発光面下部の、空気の対流により発光面下部が冷やされて起こる温度低下による温度ムラとして観測される。図３は、このパネル上下間における温度分布の片寄りを示した模式図である。図示する様に、発光面１００は上部に比べて下部の温度が低く、温度ムラが発生する領域となっている。これはパネル１を立てて配置した場合、冷却風の対流により、相対的に下部が強く冷却される為である。パネル１の下部における温度分布をグラフに示してある。グラフから明らかな様に、パネル上部及び中央部に比べ、パネル下部の温度は約２００ｍｍの幅で低くなっていることが分かる。これは、下端から約２００ｍｍの領域で最も影響を受けるからで、この領域を主補正領域２とする。
【００２０】
また同時に、パネル内の上記の温度低下の影響を受けない領域にて、階調−温度上昇の特性を測定しておく。階調−温度上昇特性は、一般的有機ＥＬディスプレイでは、図４のような特性を示す場合が多い。階調を上げて、輝度を上げるにしたがって、多くの電流量が必要となることで、より高い温度で発熱することがわかる。
【００２１】
これらによって得られる情報をもとに計算される、主補正領域１の外周発光部温度低下部において階調データを上げ面内同一温度になるようにするための、図５のような補正値情報が、外周温度ムラ補正パターン記憶手段に格納される。図示のグラフは、縦軸に表示データの階調レベルを取り、横軸にパネル中央から発光面の最外周端に向かう距離を取ってある。グラフ上で一点鎖線で示したカーブが入力表示データを表わし、実線で示したカーブが補正表示データを表わしている。入力表示データに対して斜線を施した部分のデータを加えることで補正表示データが得られる。すなわち、斜線部分が外周温度ムラ補正パターンデータである。この外周温度ムラ補正パターンデータによって入力表示データは発光面の外周部に対応する部分が持ち上げられて補正表示データとなる。ディスプレイパネルはこの補正表示データにより画像を表示する。発光面の外周部に位置する画素の発光素子は元の入力表示データよりも高い階調レベルで発光する為、その分発熱量が大きくなる。この発熱量の増大分で、外周部における低温ムラを補償し以って、発光面全体に亘って温度分布を均一化する。
【００２２】
また、主補正領域２の下部発光面温度低下部において、階調データを上げ面内同一温度になるようにするための、図６のような補正値情報が、下部温度ムラ補正パターン記憶手段に格納される。図示のグラフは、縦軸が表示データの階調レベルを表わし、横軸がパネル中央から発光面最下端に向かう距離を表わしている。仮に入力表示データが一点鎖線で示す様にパネル発光面全体に亘って一定階調レベルを取る場合、実線で示す補正表示データは発光面の下部約２００ｍｍの範囲で階調レベルが上昇している。換言すると斜線で示した階調分を入力表示データに足し込むことで補正表示データが得られる。この斜線を付した部分が下部温度ムラ補正パターンデータである。この下部温度ムラ補正パターンデータは、発光面下部の低温ムラを補正する様に設定されている。すなわち、ディスプレイパネルの下部に位置する発光素子は補正表示データに応じて発光するが、その階調レベルが元の入力表示データよりも高く設定されている為輝度が高くなり、その分発熱量も増加する。この発熱量の増加分を以って、発光面下部の低温ムラを補償するものである。尚、入力表示データと補正表示データの階調レベル差は、画像品位に影響を及ぼさない範囲で設定される。
【００２３】
次に、温度ムラ補正パターン合成手段にて、前記外周温度ムラ補正パターン記憶手段に格納されている補正値情報と、前記下部温度ムラ補正パターン記憶手段に格納されている補正値情報とを足し込み、パネル全体としての補正値情報を生成する。これにより、図７のような補正値情報が生成される。図７は、図５に示した外周温度ムラ補正パターンと図６に示した下部温度ムラ補正パターンを合成した合成温度ムラ補正パターンを示す模式図である。パネル１の発光面１００は中央領域に比べて温度が低い外周温度ムラ領域と下部温度ムラ領域を含んでいる。外周温度ムラを補正する外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラを補正する下部温度ムラ補正パターンは合成されて、図示のグラフに示す合成温度ムラ補正パターンが得られる。図示のグラフは発光面１００の中央縦断線に沿った合成温度ムラ補正パターンを表わしている。グラフは縦軸に表示データ階調レベルを取り、横軸に発光面１００の垂直方向位置を取ってある。仮に入力表示データが発光面全体に亘って一定の階調レベルにある時、補正表示データは実線で示す様に発光面最上端近傍及び発光面最下端近傍で階調レベルが増加したカーブとなる。このカーブが合成温度ムラ補正パターンである。グラフから明らかな様に、発光面最上端近傍約２０ｍｍと発光面最下端近傍約２０ｍｍ近傍で、補正表示データの階調が上昇している。この上昇は外周温度ムラ補正パターンが寄与している。又、発光面最下端近傍約２００ｍｍの範囲で補正表示データの階調レベルが上昇している。この上昇は下部温度ムラ補正パターンの寄与するところである。そして発光面最下端近傍の幅約２０ｍｍの部分は他の部分よりも階調レベルがより高くなっている。この部分は外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラ補正パターンが実質的に合成された部分に対応している。
【００２４】
前記温度ムラ補正パターン合成手段で生成された補正値情報は、表示データ変換回路へ出力される。表示データ変換回路は、入力表示データ信号から、主に主補正領域１、２の領域で補正値情報に基づいてデータ変換が行われ、データ変換された補正表示データ信号で、有機ＥＬディスプレイパネルの表示が行われる。表示データ変換回路から出力される補正表示データ信号は、入力表示データ信号と同じ情報量とは限らない。つまり、元々の階調情報を欠落させることなく、補正を違和感なく行うために、ｂｉｔ数を上げて変換する場合もある。こうすることで、高階調データの階調再現性を確保することも可能である。以上述べたように、本発明によれば、発光外周部と発光下部の領域で発生する温度低下を、通常表示データより高い輝度で発光させ、温度を上げることによって回避でき、温度を発光面内にわたって均一に保つことができるため、有機ＥＬ発光素子の劣化速度の差を抑えられ、画素劣化による定型的な輝度ムラを防止できるという効果がある。
【００２５】
上述した第１実施形態により、温度ムラについてはほぼ補正することが可能であるが、温度低下のある領域で、積極的に輝度を上げて補正しているため、補正幅が大きいと輝度ムラとして認識されてしまう懸念がある。そこで、図８に示す第２実施形態を説明する。温度ムラ補正パターン生成手段２については、動作が図１に示した第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。異なる点は、外部から入力された多階調の画像をフレーム単位で表す表示データからフレーム階調平均値を検出する表示データ情報検出手段４と、表示データ情報検出手段４から得られたフレーム階調平均値に応じて、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路５とを有することである。或いは、外部から入力されたオブジェクトを含む画像を表す表示データから、発光面における該オブジェクトの位置を抽出する表示データ情報検出手段４と、表示データ情報検出手段４から得られたオブジェクトの位置に応じて、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路５とを有することである。
【００２６】
本実施形態によれば、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成された補正値情報は、補正レベル制御回路５へ出力される。一方、表示データ情報検出手段４によって、入力表示データ信号の、階調の１フレーム平均値や、オブジェクトの表示位置情報が、計算、検出され、同じく補正レベル制御回路５へ出力される。補正レベル制御回路５では、表示データ情報検出手段４から得られる情報に基づいて、温度ムラ補正パターン生成手段２から入力される補正値レベルをコントロールし、表示データ変換回路３へ出力する。補正値レベルコントロールは、第１実施形態で得られる補正値レベルを１とし、それ以下の補正係数を乗ずることによって得ることにする。
【００２７】
図９に補正係数を決定する方法の一例を示す。図９は温度ムラ補正パターンを示すグラフであるが、フレーム階調平均値をパラメータに取って４本示してある。このフレーム階調平均値は外部から入力された表示データから抽出されたものであり、画面の平均輝度を表わしている。画面の平均輝度が所定の閾値よりも高く明るい場合には、図７に示した基本補正レベルが採用される。逆に画面輝度が別の閾値よりも低く相当暗い場合、補正レベルは０となっている。画面輝度が明るくもなく又暗くもない場合中間補正レベルを採用している。この中間補正レベルは、基本補正レベルに１〜０の範囲の補正係数を掛けて求められる。補正係数は画面輝度が高い程１に近く、画面輝度が低い程０に近くなる。
【００２８】
通常温度ムラが大きく発生するのは発光面内の平均輝度が高く、温度も高い状態であり、暗い画面で補正レベルを抑えることは大きく問題にならない。また同時に、人の目の感度の観点でも、暗い画面の方が輝度差を認識しやすいため、階調の１フレーム平均値が低い状態で、補正レベルを低く抑えるのは有効と言える。また、主補正領域に表示データが無い場合については、補正を行う必要が無いため、補正値レベルを下げるべきである。以上の適応的制御の内容を図１０の表にまとめておく。このように補正値レベルについては、常に表示品位を意識して行うべきであり、入力表示データの検出情報を増やしたり、補正係数については、最大値自体を制限することや入力表示データの検出情報による変化のさせ方にいろいろなバリエーションを持たせることも、有効になる。以上述べたように、本発明によれば、入力表示データ信号によって、温度ムラ補正レベルを適宜に変化させることができるため、輝度ムラ等の表示品位を大きく損なわずに、温度を発光面内にわたってほぼ均一に保つことができるという効果がある。
【００２９】
次に本発明の第３実施形態を説明する。図１１は第３実施形態にかかる外周温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為図５に示した第１実施形態の外周温度ムラ補正パターンを示すグラフと同様の表記を使っている。図５に示した先の実施例は正の外周温度ムラ補正パターンを表わしており、入力表示データに加算することで補正表示データを得ている。これに対し図１１のグラフは負の外周温度ムラ補正パターンを表わしている。グラフから明らかな様に、入力表示データから斜線で示した負の外周温度ムラ補正パターンデータを差し引くことで、補正表示データが得られる。この補正表示データはパネル中央に比べ発光面最外周端に近い近傍の階調レベルが高くなっている。この分発光面最外周端近傍の発光素子は余分に発光しこれに伴って余分な発熱をするので、低温ムラを補償することができる。
【００３０】
図１２は下温度ムラ補正パターンを示すグラフである。図１１に示した外周温度ムラ補正パターンと同じく、負の補正パターンである。グラフに示す様に入力表示データから斜線部の補正パターンを差し引くことで、補正表示データが得られる。この補正表示データは発光面最下端の近傍約２００ｍｍの範囲でパネル中央に比べ相対的に階調レベルが高くなっている。この分発光面最下端近傍の発光素子が強く発光し、これに伴って発熱量が上昇する。この発熱分の上昇量により下部温度ムラを補正可能である。
【００３１】
図１３は図１１に示した負の外周温度ムラ補正パターンと同じく図１２に示した負の下部温度ムラ補正パターンとを合成した負の合成温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為、図７に示した正の合成温度ムラ補正パターンと同じ表記を用いている。グラフから明らかな様に、負の合成温度ムラ補正パターンによって入力表示データから変換された補正表示データは、主補正領域１で階調レベルが増加しており、この領域の低温ムラを補正可能である。尚主補正領域１は発光面の最上端及び最下端近傍約２０ｍｍの範囲に位置する低温領域である。又補正表示データは主補正領域２においても若干階調レベルが上昇しており、この領域の低温ムラを補正可能である。主補正領域２は発光面最下端近傍約２００ｍｍの幅で存在している。更に補正表示データは主補正領域１と主補正領域２が重なる部分で一層階調レベルが上昇している。この部分が実質上外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラ補正パターンを合成した部分となっている。
【００３２】
更に本発明の第４実施形態を説明する。図１４は第４実施形態にかかる温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為図９に示した第２実施形態の温度ムラ補正パターンを示すグラフと同様の表記を使っている。図９に示した先の実施例は正の温度ムラ補正パターンを表わしており、入力表示データに加算することで補正表示データを得ている。これに対し図１４のグラフは負の温度ムラ補正パターンを表わしている。画面輝度をパラメータとして４つのレベルを表示している。画面輝度が明るい場合には基本補正レベルを使う。画面輝度が暗い場合には補正を掛けることなく入力表示データをそのまま使う。画面輝度が中間の場合には中間補正レベルを使う。この様な補正レベルの選択は基本補正レベルに対して０〜１の数値を取る補正係数を掛けることで求める。補正係数は画面輝度に応じて決められる。画面輝度が相当明るい場合は補正係数が１に近くなる。画面輝度が相当暗い場合には補正係数は０に近づく。画面輝度が中程の場合には、補正係数は０．５の近傍となる。なお、パネルを垂直に立てて使用しない場合は、下部領域の補正については、補正係数をゼロにして使用することや、使用傾きに応じて補正係数をコントロールすることも可能である。
【００３３】
図１５は、図１に示した有機ＥＬディスプレイパネルモジュールの構成例を示すブロック図である。このモジュール１は、画素回路（ＰＸＬＣ）１０１がｍ×ｎのマトリクス状に配列された画素アレイ部１００、水平セレクタ（ＨＳＥＬ）１０３、ライトスキャナ（ＷＳＣＮ）１０４、ドライブスキャナ（ＤＳＣＮ）１０５、水平セレクタ１０３により選択され輝度情報に応じた信号が供給される信号線ＤＴＬ１０１〜ＤＴＬ１０ｎ、ライトスキャナ１０４により選択駆動される走査線ＷＳＬ１０１〜ＷＳＬ１０ｍ、及びドライブスキャナ１０５により選択駆動される走査線ＤＳＬ１０１〜ＤＳＬ１０ｍを有する。画素アレイ部１００が発光面を構成し、面温度分布にムラがある。
【００３４】
図１６は、図１５に示した画素回路の一構成例を示す回路図である。図示する様に、この画素回路１０１は、基本的にｐチャネル型の薄膜電界効果トランジスタ（以下、ＴＦＴと言う）で構成されている。すなわち画素回路１０１は、ドライブＴＦＴ１１１、スイッチングＴＦＴ１１２、サンプリングＴＦＴ１１５、有機ＥＬ素子１１７、保持容量Ｃ１１１を有する。係る構成を有する画素回路１０１は、信号線ＤＴＬ１０１と走査線ＷＳＬ１０１，ＤＳＬ１０１との交差部に配されている。信号線ＤＴＬ１０１はサンプリングＴＦＴ１１５のドレインに接続し、走査線ＷＳＬ１０１はサンプリングＴＦＴ１１５のゲートに接続し、他の走査線ＤＳＬ１０１はスイッチングＴＦＴ１１２のゲートに接続している。
【００３５】
ドライブＴＦＴ１１１、スイッチングＴＦＴ１１２及び有機ＥＬ素子１１７は、電源電位Ｖｃｃと接地電位ＧＮＤの間で直列に接続されている。すなわちドライブトランジスタ１１１のソースが電源電位Ｖｃｃに接続される一方、有機ＥＬ素子（発光素子）１１７のカソードが接地電位ＧＮＤに接続されている。一般に、有機ＥＬ素子１１７は整流性がある為ダイオードの記号で表わしている。一方、サンプリングＴＦＴ１１５及び保持容量Ｃ１１１は、ドライブＴＦＴ１１１のゲートに接続している。ドライブＴＦＴ１１１のゲート・ソース間電圧をＶｇｓで表わしている。
【００３６】
画素回路１０１の動作であるが、まず走査線ＷＳＬ１０１を選択状態（ここでは低レベル）とし、信号線ＤＴＬ１０１に信号を印加すると、サンプリングＴＦＴ１１５が導通して信号が保持容量Ｃ１１１に書き込まれる。保持容量Ｃ１１１に書き込まれた信号電位がドライブトランジスタ１１１のゲート電位となる。続いて、走査線ＷＳＬ１０１を非選択状態（ここでは高レベル）とすると、信号線ＤＴＬ１０１とドライブＴＦＴ１１１とは電気的に切り離されるが、ドライブＴＦＴ１１１のゲート電位Ｖｇｓは保持容量Ｃ１１１によって安定に保持される。続いて他の走査線ＤＳＬ１０１を選択状態（ここでは低レベル）にすると、スイッチングＴＦＴ１１２が導通し、電源電位Ｖｃｃから接地電位ＧＮＤに向かって駆動電流がＴＦＴ１１１，ＴＦＴ１１２及び発光素子１１７を流れる。ＤＳＬ１０１が非選択状態になるとスイッチングトランジスタ１１２がオフし、駆動電流は流れなくなる。スイッチングＴＦＴ１１２は発光素子１１７の発光時間を制御する為に挿入されたものである。
【００３７】
ＴＦＴ１１１及び発光素子１１７に流れる電流は、ＴＦＴ１１１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じた値となり、発光素子１１７はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。上記の様に、走査線ＷＳＬ１０１を選択して信号線ＤＴＬ１０１に与えられた信号を画素回路１０１の内部に伝える動作を「書き込み」と呼ぶ。上述の様に、一度信号の書き込みを行なえば、次に書き換えられるまでの間、発光素子１１７は一定の輝度で発光を続ける。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図３】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図４】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図５】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図６】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図７】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８に示した第２実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１０】同じく図８に示した第２実施形態の動作説明に供する表図である。
【図１１】第３実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１２】同じく第３実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１３】同じく第３実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図１４】第４実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１５】図１に示したディスプレイパネルモジュールの構成例を示すブロック図である。
【図１６】同じく図１に示したディスプレイパネルモジュールの構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・ディスプレイパネルモジュール、２・・・温度ムラ補正パターン生成手段、３・・・表示データ変換回路、４・・・表示データ情報検出手段、５・・・補正レベル制御回路
【図１】
2006018169.tif 000003
【図２】
2006018169.tif 000004
【図３】
2006018169.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006018169.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006018169.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006018169.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2006018169.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイパネルを含むモジュールを備えた画像表示装置に関する。より詳しくは、ディスプレイパネルの画面を構成する発光面の温度分布のムラを回路的な手段で緩和する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイは、コンピュータディスプレイ、携帯端末、テレビなどの製品で広く普及している。現在、主には液晶ディスプレイパネルが多く採用されているが、依然、視野角の狭さや、応答速度の遅さが指摘され続けている。一方、自発光素子で形成された有機ＥＬディスプレイは、前記の視野角や応答性の課題を克服できるのに加え、バックライト不要の薄い形態、高輝度、高コントラストを達成できるため、液晶ディスプレイに代わる次世代表示装置として期待されている。
【０００３】
ところで、有機ＥＬディスプレイにおける発光素子は、その発光量と時間に比例して劣化する特性があることは一般的にも知られているが、また同時に、その劣化速度は、素子自体の温度によって変わってしまうことも知られており、大きな課題になっている。有機ＥＬの発光素子は、自発光型であるため動作時には発熱し、より高い輝度を実現するほど、多くの電流量が必要となることで、より高い温度で発熱する。高い温度になるほど劣化を加速させていくことも知られている。
【０００４】
一方、フラットパネルディスプレイは、下記二つの温度ムラが必ず発生してしまう。これは表示パターンによるものではなく、形状や配置によるものである。一つ目は、外周発光部の、外側の隣接額縁非発光部への熱伝導による温度低下である。額縁部には発光素子は存在しないため、常に発光部以下の温度になっており、ここへ熱が伝導することによって、外周発光部の温度が下げられるものである。これは、ガラスを使用した有機ＥＬディスプレイパネルでは、外周から内側約２０ｍｍ程度の領域が最も影響を受けることが測定により確認できた。
【０００５】
二つ目は、空気の対流により発光部下部が冷やされて起こる温度低下である。フラットパネルディスプレイは、サイズが大きくなるほど一般的に垂直に立てて使用することが多く、発光部近傍において、空気の対流が起こりやすい。下端では周囲環境に近い温度の空気が対流するため、発光部温度が下げられる動きになる。ただし、上方向に行くにしたがって発光部の熱によって発光部近傍を対流する空気が温められるため、ある距離以上では発光部温度が下がらなくなる。これも測定により、下端から約２００ｍｍの領域で最も影響を受けることが確認できた。
【０００６】
つまり、ディスプレイパネルの発光素子で形成された発光面内においては、たとえ同階調のデータで均一に発光していたとしても、前述したような原因の温度ムラが発生しており、温度の高い領域と低い領域で劣化速度に差が生じ、温度が高い部分で輝度低下がいち早く進行してしまう結果、温度ムラと同じ領域が、輝度寿命劣化ムラ（定型的な輝度ムラ）になって現れてしまうという問題があり、発光面内を可能な限り均一な温度分布にする必要があった。
【０００７】
従来技術としては、以下のような特許文献がある。
【特許文献１】特開２００３−２９５７７６
【特許文献２】特開２００３−２６３１３１
【特許文献３】特開２００３−３３０４１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、発光素子から検出した温度と、温度上昇の推移を想定した情報から温度調節器を制御し、領域化された部分を温めたり冷やしたりして発光面内での温度を均一に調整する。これは、実際に温度を検出し、温度が一定になるようにコントロールできるが、温度の検出構造や、温度調節器等の構造を設ける必要があり、構造が複雑になりコストアップにもつながるものである上に、区画化された領域でしか調整できず、１画素単位での制御ができないとう問題があった。特許文献２は、表示データの輝度情報を蓄積し、蓄積された情報から劣化の推定量が平均化されるように、表示データを変更する。これは、表示データを変更するため、比較的簡易に１画素単位での輝度ムラ補正が可能であるが、発光素子の発光量と時間による劣化特性のみを考慮するもので、温度ムラによる劣化速度の差による輝度ムラを補正できないという問題があった。特許文献３は、検出した周囲の温度から、装置内に記憶してある発光素子の電圧電流特性の温度特性を参照し、適正な輝度になるように表示データを補正する。これはどの環境下においても、発光輝度を一定にさせようとするもので、温度センサーなどの検出手段が必要な上に、検出するのは環境温度であるため、面内の温度ムラを検出するものではなかった。即ち、面内の温度ムラによる劣化速度の差によって生じる輝度ムラを補正できないという問題があった。
【０００９】
つまり、今まで温度ムラを補正しようとする場合には、放熱したり、熱を与えたりする構造を新たに設けて行う技術がほとんどで、コストアップを伴うという課題があった。また、焼付きや、輝度ムラを補正するものにおいては、表示データによって起こる輝度劣化のムラを補正するものばかりであり、温度ムラから発生する劣化速度の差を補正できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを回路的な手段で緩和することを目的とする。係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち本発明は、ディスプレイパネルを含むモジュールと、表示データ変換回路と、補正パターン生成手段とを備えた画像表示装置であって、前記ディスプレイパネルは、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じ、前記補正パターン生成手段は、該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給し、該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記補正パターン生成手段は、該発光面の中央部を囲む外周部から隣接する非発光部への熱伝導による温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する外周温度ムラ補正パターンデータが記憶された外周温度ムラ補正パターン記憶手段と、空気の対流により該発光面の下部が冷やされて起こる温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する下部温度ムラ補正パターンデータが記憶された下部温度ムラ補正パターン記憶手段と、  前記外周部温度ムラ補正パターンデータと下部温度ムラ補正パターンデータとを合成し、以って発光面全体の温度分布の定型的なムラを補正可能な合成補正パターンデータを該表示データ変換回路に供給する温度ムラ補正パターン合成手段とからなる。又好ましくは、外部から入力された多階調の画像をフレーム単位で表す表示データからフレーム階調平均値を検出する表示データ情報検出手段と、前記表示データ情報検出手段から得られたフレーム階調平均値に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有する。或いは、外部から入力されたオブジェクトを含む画像を表す表示データから、発光面における該オブジェクトの位置を抽出する表示データ情報検出手段と、前記表示データ情報検出手段から得られたオブジェクトの位置に応じて、前記温度ムラ補正パターン生成手段で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路とを有する。また、前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、前記補正パターン生成手段は、該補正領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データに加算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。或いは、前記ディスプレイパネルの発光面は該温度分布の定型的なムラに沿って、他の領域より温度が低く補正の必要な補正領域を有し、前記補正パターン生成手段は、該補正領域を除く他の領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成し、前記表示データ変換回路は、該生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データから減算することで、該温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。
【００１２】
又本発明は、発光素子からなる画素の集合で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラがあるディスプレイパネルを含む画像表示装置の温度補正方法であって、該温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する手順と、該生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データを該ディスプレイパネルに供給する手順とを行い、該補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、該ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光外周部と発光下部の領域で発生する温度低下を、通常表示データより高い輝度で発光させ、温度を上げることによって回避でき、温度を発光面内にわたって均一に保つことができるため、有機ＥＬ発光素子の劣化速度の差を抑えられ、画素劣化による定型的な輝度ムラを防止できるという効果がある。本発明によれば、入力表示データ信号によって、温度ムラ補正レベルを適宜に変化させることができるため、輝度ムラ等の表示品位を大きく損なわずに、温度を発光面内にわたってほぼ均一に保つことができるという効果がある。本発明によれば、機構上の特別な構造を必要とせずに、温度ムラを補正することができるため、コストを低く抑えられるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。図示するように、本画像表示装置は、ディスプレイパネルを含むモジュール１と、表示データ変換回路３と、補正パターン生成手段２とを備えている。ディスプレイパネルは、発光素子からなる画素で構成された発光面を有し表示データに応じて発光し画像を表示するとともに、各発光素子の発光に伴う発熱及びその放熱の局所的な偏りに伴って発光面の温度分布に定型的なムラが生じる。補正パターン生成手段２は、この温度分布の定型的なムラに対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する。表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータに基づいて、外部から入力された表示データを変換し、以って該温度分布の定型的なムラを補正可能な補正表示データをディスプレイパネルに供給し、補正表示データで各発光素子を発光させて画像を表示することで、ディスプレイパネルの発光面の温度分布のムラを緩和する。
【００１５】
具体的には、補正パターン生成手段２は、発光面の中央部を囲む外周部から隣接する非発光部への熱伝導による温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する外周温度ムラ補正パターンデータが記憶された外周温度ムラ補正パターン記憶手段２１と、空気の対流により発光面の下部が冷やされて起こる温度低下で発生する温度分布の定型的なムラを補正する下部温度ムラ補正パターンデータが記憶された下部温度ムラ補正パターン記憶手段２２と、外周部温度ムラ補正パターンデータと下部温度ムラ補正パターンデータとを合成し、以って発光面全体の温度分布の定型的なムラを補正可能な合成補正パターンデータを表示データ変換回路３に供給する温度ムラ補正パターン合成手段２３とからなる。
【００１６】
ディスプレイパネルの発光面は温度分布の定型的なムラに沿って、他より温度が低く補正の必要な補正領域を有する。この場合、補正パターン生成手段２は、補正領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成する。表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データに加算することで、温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。或いは、補正パターン生成手段２は、補正領域を除く他の領域に対応した表示パターンを表す補正パターンデータを生成しても良い。この場合、表示データ変換回路３は、生成された補正パターンデータを外部から入力された表示データから減算することで、温度分布のムラを補正可能な補正表示データを生成する。
【００１７】
以下図１に示した第１実施形態について図２〜７を参照しながら具体的に説明する。まず、補正対象ディスプレイパネルについては、発光部を面内均一の最大階調にて発光動作させ、大地に対して水平に置いた状態で温度分布を測定する。温度分布では、外周発光部に、外側の隣接額縁非発光部への熱伝導による温度低下による図２のような温度ムラが観測される。図２の平面図はパネル１の面温度分布を模式的に示している。図示する様に、発光面１００の中央部に比べ、周辺部の温度が低くなっており、温度ムラが発生する領域となっている。発光面１００の中央部に比べ周辺部は熱伝導などにより熱が失われる為、温度が低くなっている。
【００１８】
図２に含まれるグラフは、パネル１の角部で且つ対角線に沿った部分（一点鎖線で示してある）の温度分布を表わしている。このグラフは横軸に距離を取り、縦軸に温度を取ってある。グラフから明らかな様に、発光面の中央に比べ端部は幅約２０ｍｍに亘って温度が低くなっていることが分かる。これは、ガラスを使用した有機ＥＬディスプレイパネルでは、外周から２０ｍｍ程度の領域が最も影響を受けるためで、この領域を主補正領域１とする。
【００１９】
同時に、実際の使用状態に倣い垂直に置いた状態で温度分布を測定する。ここで測定された温度分布から、上記した水平に置いた状態で測定した温度分布を減じたものが、発光面下部の、空気の対流により発光面下部が冷やされて起こる温度低下による温度ムラとして観測される。図３は、このパネル上下間における温度分布の片寄りを示した模式図である。図示する様に、発光面１００は上部に比べて下部の温度が低く、温度ムラが発生する領域となっている。これはパネル１を立てて配置した場合、周囲の空気の対流により、相対的に下部が強く冷却される為である。パネル１の下部における温度分布をグラフに示してある。グラフから明らかな様に、パネル上部及び中央部に比べ、パネル下部の温度は約２００ｍｍの幅で低くなっていることが分かる。これは、下端から約２００ｍｍの領域で最も影響を受けるからで、この領域を主補正領域２とする。
【００２０】
また同時に、パネル内の上記の温度低下の影響を受けない領域にて、階調−温度上昇の特性を測定しておく。階調−温度上昇特性は、一般的有機ＥＬディスプレイでは、図４のような特性を示す場合が多い。階調を上げて、輝度を上げるにしたがって、多くの電流量が必要となることで、より高い温度で発熱することがわかる。
【００２１】
これらによって得られる情報をもとに計算される、主補正領域１の外周発光部温度低下部において階調データを上げ面内同一温度になるようにするための、図５のような補正値情報が、外周温度ムラ補正パターン記憶手段に格納される。図示のグラフは、縦軸に表示データの階調レベルを取り、横軸にパネル中央から発光面の最外周端に向かう距離を取ってある。グラフ上で一点鎖線で示したカーブが入力表示データを表わし、実線で示したカーブが補正表示データを表わしている。入力表示データに対して斜線を施した部分のデータを加えることで補正表示データが得られる。すなわち、斜線部分が外周温度ムラ補正パターンデータである。この外周温度ムラ補正パターンデータによって入力表示データは発光面の外周部に対応する部分が持ち上げられて補正表示データとなる。ディスプレイパネルはこの補正表示データにより画像を表示する。発光面の外周部に位置する画素の発光素子は元の入力表示データよりも高い階調レベルで発光する為、その分発熱量が大きくなる。この発熱量の増大分で、外周部における低温ムラを補償し以って、発光面全体に亘って温度分布を均一化する。
【００２２】
また、主補正領域２の下部発光面温度低下部において、階調データを上げ面内同一温度になるようにするための、図６のような補正値情報が、下部温度ムラ補正パターン記憶手段に格納される。図示のグラフは、縦軸が表示データの階調レベルを表わし、横軸がパネル中央から発光面最下端に向かう距離を表わしている。仮に入力表示データが一点鎖線で示す様にパネル発光面全体に亘って一定階調レベルを取る場合、実線で示す補正表示データは発光面の下部約２００ｍｍの範囲で階調レベルが上昇している。換言すると斜線で示した階調分を入力表示データに足し込むことで補正表示データが得られる。この斜線を付した部分が下部温度ムラ補正パターンデータである。この下部温度ムラ補正パターンデータは、発光面下部の低温ムラを補正する様に設定されている。すなわち、ディスプレイパネルの下部に位置する発光素子は補正表示データに応じて発光するが、その階調レベルが元の入力表示データよりも高く設定されている為輝度が高くなり、その分発熱量も増加する。この発熱量の増加分を以って、発光面下部の低温ムラを補償するものである。尚、入力表示データと補正表示データの階調レベル差は、画像品位に大きく影響を及ぼさない範囲で設定される。
【００２３】
次に、温度ムラ補正パターン合成手段にて、前記外周温度ムラ補正パターン記憶手段に格納されている補正値情報と、前記下部温度ムラ補正パターン記憶手段に格納されている補正値情報とを足し込み、パネル全体としての補正値情報を生成する。これにより、図７のような補正値情報が生成される。図７は、図５に示した外周温度ムラ補正パターンと図６に示した下部温度ムラ補正パターンを合成した合成温度ムラ補正パターンを示す模式図である。パネル１の発光面１００は中央領域に比べて温度が低い外周温度ムラ領域と下部温度ムラ領域を含んでいる。外周温度ムラを補正する外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラを補正する下部温度ムラ補正パターンは合成されて、図示のグラフに示す合成温度ムラ補正パターンが得られる。図示のグラフは発光面１００の中央縦断線に沿った合成温度ムラ補正パターンを表わしている。グラフは縦軸に表示データ階調レベルを取り、横軸に発光面１００の垂直方向位置を取ってある。仮に入力表示データが発光面全体に亘って一定の階調レベルにある時、補正表示データは実線で示す様に発光面最上端近傍及び発光面最下端近傍で階調レベルが増加したカーブとなる。このカーブが合成温度ムラ補正パターンである。グラフから明らかな様に、発光面最上端近傍約２０ｍｍと発光面最下端近傍約２０ｍｍ近傍で、補正表示データの階調が上昇している。この上昇は外周温度ムラ補正パターンが寄与している。又、発光面最下端近傍約２００ｍｍの範囲で補正表示データの階調レベルが上昇している。この上昇は下部温度ムラ補正パターンの寄与するところである。そして発光面最下端近傍の幅約２０ｍｍの部分は他の部分よりも階調レベルがより高くなっている。この部分は外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラ補正パターンが実質的に合成された部分に対応している。
【００２４】
前記温度ムラ補正パターン合成手段で生成された補正値情報は、表示データ変換回路へ出力される。表示データ変換回路は、入力表示データ信号から、主に主補正領域１、２の領域で補正値情報に基づいてデータ変換が行われ、データ変換された補正表示データ信号で、有機ＥＬディスプレイパネルの表示が行われる。表示データ変換回路から出力される補正表示データ信号は、入力表示データ信号と同じ情報量とは限らない。つまり、元々の階調情報を欠落させることなく、補正を違和感なく行うために、ｂｉｔ数を上げて変換する場合もある。こうすることで、高階調データの階調再現性を確保することも可能である。以上述べたように、本発明によれば、発光外周部と発光下部の領域で発生する温度低下を、通常表示データより高い輝度で発光させ、温度を上げることによって回避でき、温度を発光面内にわたって均一に保つことができるため、有機ＥＬ発光素子の劣化速度の差を抑えられ、画素劣化による定型的な輝度ムラを防止できるという効果がある。
【００２５】
上述した第１実施形態により、温度ムラについてはほぼ補正することが可能であるが、温度低下のある領域で、積極的に輝度を上げて補正しているため、補正幅が大きいと輝度ムラとして認識されてしまう懸念がある。そこで、図８に示す第２実施形態を説明する。温度ムラ補正パターン生成手段２については、動作が図１に示した第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。異なる点は、外部から入力された多階調の画像をフレーム単位で表す表示データからフレーム階調平均値を検出する表示データ情報検出手段４と、表示データ情報検出手段４から得られたフレーム階調平均値に応じて、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路５とを有することである。或いは、外部から入力されたオブジェクトを含む画像を表す表示データから、発光面における該オブジェクトの位置を抽出する表示データ情報検出手段４と、表示データ情報検出手段４から得られたオブジェクトの位置に応じて、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成される補正パターンデータの補正レベルを制御する補正レベル制御回路５とを有することである。
【００２６】
本実施形態によれば、温度ムラ補正パターン生成手段２で生成された補正値情報は、補正レベル制御回路５へ出力される。一方、表示データ情報検出手段４によって、入力表示データ信号の、階調の１フレーム平均値や、オブジェクトの表示位置情報が、計算、検出され、同じく補正レベル制御回路５へ出力される。補正レベル制御回路５では、表示データ情報検出手段４から得られる情報に基づいて、温度ムラ補正パターン生成手段２から入力される補正値レベルをコントロールし、表示データ変換回路３へ出力する。補正値レベルコントロールは、第１実施形態で得られる補正値レベルを１とし、それ以下の補正係数を乗ずることによって得ることにする。
【００２７】
図９に補正係数を決定する方法の一例を示す。図９は温度ムラ補正パターンを示すグラフであるが、フレーム階調平均値をパラメータに取って４本示してある。このフレーム階調平均値は外部から入力された表示データから抽出されたものであり、画面の平均輝度を表わしている。画面の平均輝度が所定の閾値よりも高く明るい場合には、図７に示した基本補正レベルが採用される。逆に画面の平均輝度が別の閾値よりも低く相当暗い場合、補正レベルは０となっている。画面の平均輝度が明るくもなく又暗くもない場合中間補正レベルを採用している。この中間補正レベルは、基本補正レベルに１〜０の範囲の補正係数を掛けて求められる。補正係数は画面の平均輝度が高い程１に近く、画面の平均輝度が低い程０に近くなる。
【００２８】
通常温度ムラが大きく発生するのは発光面内の平均輝度が高く、温度も高い状態であり、暗い画面で補正レベルを抑えることは大きく問題にならない。また同時に、人の目の感度の観点でも、暗い画面の方が輝度差を認識しやすいため、階調の１フレーム平均値が低い状態で、補正レベルを低く抑えるのは有効と言える。また、主補正領域に表示データが無い場合については、補正を行う必要が無いため、補正値レベルを下げるべきである。以上の適応的制御の内容を図１０の表にまとめておく。このように補正値レベルについては、常に表示品位を意識して行うべきであり、入力表示データの検出情報を増やしたり、補正係数については、最大値自体を制限することや入力表示データの検出情報による変化のさせ方にいろいろなバリエーションを持たせることも、有効になる。以上述べたように、本発明によれば、入力表示データ信号によって、温度ムラ補正レベルを適宜に変化させることができるため、輝度ムラ等の表示品位を大きく損なわずに、温度を発光面内にわたってほぼ均一に保つことができるという効果がある。
【００２９】
次に本発明の第３実施形態を説明する。図１１は第３実施形態にかかる外周温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為図５に示した第１実施形態の外周温度ムラ補正パターンを示すグラフと同様の表記を使っている。図５に示した先の実施例は正の外周温度ムラ補正パターンを表わしており、入力表示データに加算することで補正表示データを得ている。これに対し図１１のグラフは負の外周温度ムラ補正パターンを表わしている。グラフから明らかな様に、入力表示データから斜線で示した負の外周温度ムラ補正パターンデータを差し引くことで、補正表示データが得られる。この補正表示データはパネル中央に比べ発光面最外周端に近い近傍の階調レベルが高くなっている。この分発光面最外周端近傍の発光素子は余分に発光しこれに伴って余分な発熱をするので、低温ムラを補償することができる。
【００３０】
図１２は下部温度ムラ補正パターンを示すグラフである。図１１に示した外周温度ムラ補正パターンと同じく、負の補正パターンである。グラフに示す様に入力表示データから斜線部の補正パターンを差し引くことで、補正表示データが得られる。この補正表示データは発光面最下端の近傍約２００ｍｍの範囲でパネル中央に比べ相対的に階調レベルが高くなっている。この分発光面最下端近傍の発光素子が強く発光し、これに伴って発熱量が上昇する。この発熱分の上昇量により下部温度ムラを補正可能である。
【００３１】
図１３は図１１に示した負の外周温度ムラ補正パターンと同じく図１２に示した負の下部温度ムラ補正パターンとを合成した負の合成温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為、図７に示した正の合成温度ムラ補正パターンと同じ表記を用いている。グラフから明らかな様に、負の合成温度ムラ補正パターンによって入力表示データから変換された補正表示データは、主補正領域１で階調レベルが増加しており、この領域の低温ムラを補正可能である。尚主補正領域１は発光面の最上端及び最下端近傍約２０ｍｍの範囲に位置する低温領域である。又補正表示データは主補正領域２においても若干階調レベルが上昇しており、この領域の低温ムラを補正可能である。主補正領域２は発光面最下端近傍約２００ｍｍの幅で存在している。更に補正表示データは主補正領域１と主補正領域２が重なる部分で一層階調レベルが上昇している。この部分が実質上外周温度ムラ補正パターンと下部温度ムラ補正パターンを合成した部分となっている。
【００３２】
更に本発明の第４実施形態を説明する。図１４は第４実施形態にかかる温度ムラ補正パターンを示すグラフである。理解を容易にする為図９に示した第２実施形態の温度ムラ補正パターンを示すグラフと同様の表記を使っている。図９に示した先の実施例は正の温度ムラ補正パターンを表わしており、入力表示データに加算することで補正表示データを得ている。これに対し図１４のグラフは負の温度ムラ補正パターンを表わしている。画面の平均輝度をパラメータとして４つのレベルを表示している。画面の平均輝度が明るい場合には基本補正レベルを使う。画面の平均輝度が暗い場合には補正を掛けることなく入力表示データをそのまま使う。画面の平均輝度が中間の場合には中間補正レベルを使う。この様な補正レベルの選択は基本補正レベルに対して０〜１の数値を取る補正係数を掛けることで求める。補正係数は画面の平均輝度に応じて決められる。画面の平均輝度が相当明るい場合は補正係数が１に近くなる。画面の平均輝度が相当暗い場合には補正係数は０に近づく。画面の平均輝度が中程の場合には、補正係数は０．５の近傍となる。なお、パネルを垂直に立てて使用しない場合は、下部領域の補正については、補正係数をゼロにして使用することや、使用傾きに応じて補正係数をコントロールすることも可能である。
【００３３】
図１５は、図１に示した有機ＥＬディスプレイパネルモジュールの構成例を示すブロック図である。このモジュール１は、画素回路（ＰＸＬＣ）１０１がｍ×ｎのマトリクス状に配列された画素アレイ部１００、水平セレクタ（ＨＳＥＬ）１０３、ライトスキャナ（ＷＳＣＮ）１０４、ドライブスキャナ（ＤＳＣＮ）１０５、水平セレクタ１０３により選択され輝度情報に応じた信号が供給される信号線ＤＴＬ１０１〜ＤＴＬ１０ｎ、ライトスキャナ１０４により選択駆動される走査線ＷＳＬ１０１〜ＷＳＬ１０ｍ、及びドライブスキャナ１０５により選択駆動される走査線ＤＳＬ１０１〜ＤＳＬ１０ｍを有する。画素アレイ部１００が発光面を構成し、面温度分布にムラがある。
【００３４】
図１６は、図１５に示した画素回路の一構成例を示す回路図である。図示する様に、この画素回路１０１は、基本的にｐチャネル型の薄膜電界効果トランジスタ（以下、ＴＦＴと言う）で構成されている。すなわち画素回路１０１は、ドライブＴＦＴ１１１、スイッチングＴＦＴ１１２、サンプリングＴＦＴ１１５、有機ＥＬ素子１１７、保持容量Ｃ１１１を有する。係る構成を有する画素回路１０１は、信号線ＤＴＬ１０１と走査線ＷＳＬ１０１，ＤＳＬ１０１との交差部に配されている。信号線ＤＴＬ１０１はサンプリングＴＦＴ１１５のドレインに接続し、走査線ＷＳＬ１０１はサンプリングＴＦＴ１１５のゲートに接続し、他の走査線ＤＳＬ１０１はスイッチングＴＦＴ１１２のゲートに接続している。
【００３５】
ドライブＴＦＴ１１１、スイッチングＴＦＴ１１２及び有機ＥＬ素子１１７は、電源電位Ｖｃｃと接地電位ＧＮＤの間で直列に接続されている。すなわちドライブトランジスタ１１１のソースが電源電位Ｖｃｃに接続される一方、有機ＥＬ素子（発光素子）１１７のカソードが接地電位ＧＮＤに接続されている。一般に、有機ＥＬ素子１１７は整流性がある為ダイオードの記号で表わしている。一方、サンプリングＴＦＴ１１５及び保持容量Ｃ１１１は、ドライブＴＦＴ１１１のゲートに接続している。ドライブＴＦＴ１１１のゲート・ソース間電圧をＶｇｓで表わしている。
【００３６】
画素回路１０１の動作であるが、まず走査線ＷＳＬ１０１を選択状態（ここでは低レベル）とし、信号線ＤＴＬ１０１に信号を印加すると、サンプリングＴＦＴ１１５が導通して信号が保持容量Ｃ１１１に書き込まれる。保持容量Ｃ１１１に書き込まれた信号電位がドライブトランジスタ１１１のゲート電位となる。続いて、走査線ＷＳＬ１０１を非選択状態（ここでは高レベル）とすると、信号線ＤＴＬ１０１とドライブＴＦＴ１１１とは電気的に切り離されるが、ドライブＴＦＴ１１１のゲート電位Ｖｇｓは保持容量Ｃ１１１によって安定に保持される。続いて他の走査線ＤＳＬ１０１を選択状態（ここでは低レベル）にすると、スイッチングＴＦＴ１１２が導通し、電源電位Ｖｃｃから接地電位ＧＮＤに向かって駆動電流がＴＦＴ１１１，ＴＦＴ１１２及び発光素子１１７を流れる。ＤＳＬ１０１が非選択状態になるとスイッチングトランジスタ１１２がオフし、駆動電流は流れなくなる。スイッチングＴＦＴ１１２は発光素子１１７の発光時間を制御する為に挿入されたものである。
【００３７】
ＴＦＴ１１１及び発光素子１１７に流れる電流は、ＴＦＴ１１１のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓに応じた値となり、発光素子１１７はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。上記の様に、走査線ＷＳＬ１０１を選択して信号線ＤＴＬ１０１に与えられた信号を画素回路１０１の内部に伝える動作を「書き込み」と呼ぶ。上述の様に、一度信号の書き込みを行なえば、次に書き換えられるまでの間、発光素子１１７は一定の輝度で発光を続ける。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図３】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図４】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図５】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図６】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図７】同じく図１に示した第１実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８に示した第２実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１０】同じく図８に示した第２実施形態の動作説明に供する表図である。
【図１１】第３実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１２】同じく第３実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１３】同じく第３実施形態の動作説明に供する模式図である。
【図１４】第４実施形態の動作説明に供するグラフである。
【図１５】図１に示したディスプレイパネルモジュールの構成例を示すブロック図である。
【図１６】同じく図１に示したディスプレイパネルモジュールの構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・ディスプレイパネルモジュール、２・・・温度ムラ補正パターン生成手段、３・・・表示データ変換回路、４・・・表示データ情報検出手段、５・・・補正レベル制御回路
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006018169.tif 000019