(57)【要約】【課題】長期の使用にわたって画質表示性能を維持することができる表示装置及び映像信号処理システムを提供する。【解決手段】映像信号処理システムは、映像を表示するディスプレイパネルとディスプレイパネル駆動回路からなり、ディスプレイパネルは、自発光素子で構成される映像表示領域と、映像を表示しない映像非表示領域を備え、映像非表示領域は、劣化検出用回路を備え、劣化検出用回路は、劣化検出用発光素子と、劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備え、ディスプレイパネル駆動回路は、劣化検出用回路の出力に応じて映像表示領域の素子特性劣化を補正する劣化補正回路を備える。【選択図】図１
2008122516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示装置であって、
自発光素子で構成される映像表示領域と映像を表示しない映像非表示領域の二つの領域を有するディスプレイパネルを備え、
前記映像非表示領域は、劣化検出用回路を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記劣化検出用回路は、劣化検出用発光素子と、前記劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記劣化検出用受光素子は、前記劣化検出用発光素子以外の光源から光学的に遮蔽されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記映像表示領域の画素は、少なくとも２つの異なる発光色のサブピクセルから構成されており、
前記表示装置は、前記発光色ごとに、前記劣化検出用発光素子と前記劣化検出用受光素子とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記自発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
映像を表示するディスプレイパネルとディスプレイパネル駆動回路からなる映像信号処理システムであって、
前記ディスプレイパネルは、自発光素子で構成される映像表示領域と、映像を表示しない映像非表示領域を備え、
前記映像非表示領域は、劣化検出用回路を備え、
前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記劣化検出用回路の出力に応じて映像表示領域の素子特性劣化を補正する劣化補正回路を備えたことを特徴とする映像信号処理システム。
【請求項７】
前記劣化検出用回路は、劣化検出用発光素子と、前記劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理システム。
【請求項８】
前記劣化補正回路は、前記映像表示領域及び前記劣化検出用発光素子の発光量を制御する発光量制御回路であることを特徴とする請求項７に記載の映像信号処理システム。
【請求項９】
前記劣化補正回路は、前記劣化検出用回路の出力に応じてガンマ補正を行うガンマ補正回路であることを特徴とする請求項７に記載の映像信号処理システム。
【請求項１０】
前記劣化補正回路は、ソースドライバの電圧増幅度もしくは電流増幅度を制御する増幅度制御回路であることを特徴とする請求項６又は７に記載の映像信号処理システム。
【請求項１１】
前記ディスプレイパネルは、前記映像表示領域における画素を駆動するための薄膜トランジスタで構成された画素駆動回路をさらに備え、
前記劣化補正回路は、画素駆動用薄膜トランジスタの電源電圧を制御する電源電圧制御回路であることを特徴とする請求項６又は７に記載の映像信号処理システム。
【請求項１２】
前記劣化補正回路は、前記映像表示領域を構成する前記自発光素子の発光デューティ比を制御する階調制御回路であることを特徴とする請求項６又は７に記載の映像信号処理システム。
【請求項１３】
前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルの平均値を演算する平均値演算回路をさらに備え、
前記劣化検出用発光素子を、前記平均値演算回路で得た平均信号レベルに応じて駆動することを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載の映像信号処理システム。
【請求項１４】
前記平均信号レベルは、前記映像表示領域へ入力されるディスプレイパネル信号の１フレーム期間における平均値であることを特徴とする請求項１３に記載の映像信号処理システム。
【請求項１５】
前記平均値演算回路は、映像表示領域の中央であるほど重みを多くする加重平均を用いることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の映像信号処理システム。
【請求項１６】
前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルから劣化寄与度を演算する劣化寄与度演算回路をさらに備え、
前記劣化検出用発光素子を、前記劣化寄与度演算回路で得た信号レベルに応じて駆動することを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載の映像信号処理システム。
【請求項１７】
前記映像表示領域の画素は、少なくとも２つの異なる発光色のサブピクセルから構成されており、
前記劣化補正回路は、発光色ごとに備えられた劣化検出用回路の出力に応じて映像表示領域のホワイトバランスを一定に保つホワイトバランス制御回路であることを特徴とする請求項６から１６のいずれかに記載の映像信号処理システム。
【請求項１８】
前記ホワイトバランス制御回路は、一番劣化が進行している発光色の発光量にあわせて、他の発光色の発光量を下げることにより、ホワイトバランスを一定に保つことを特徴とする請求項１７に記載の映像信号処理システム。
【請求項１９】
前記自発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項６から１８のいずれかに記載の映像信号処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料を用いたエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence：以下、ＥＬと記す。）素子、すなわち有機ＥＬ素子など長期使用において発光特性の劣化をともなう自発光素子を用いる表示装置及び映像信号処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子などの自発光素子を用いた表示装置では、長期使用において発光素子の発光特性が劣化するために、全体輝度の低下や、カラーバランス変化などが発生して初期の画質表示性能が維持できない問題がある。従来の技術では表示装置を構成する発光素子ごとに受光素子を設けて輝度の劣化を検出することで映像信号などを補正し、輝度の劣化を抑制する手段がある。また、受光素子を画素毎に設けることなく表示領域の周囲へ配置する構成と、画素を順次点灯するテスト発光手順を実施する手段が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３―１７３８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画素毎に受光素子を設けて輝度の劣化を検出する手段は、画素毎に受光素子を形成するために製造コストが大きく、また外光や隣接画素の発光の影響を取り除くことが困難である。一方、テスト発光手順を実施する手段は、実施にあたり使用者を煩わせ、テスト発光手順を実施する期間において映像表示を著しく妨げる。
【０００５】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、映像非表示領域に劣化検出用発光素子と劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子を設け、検出した発光量に基づいて発光素子の劣化の程度を検出し、その劣化の程度に応じた発光素子の発光量調整を行うことによって、映像表示領域の自発光素子の発光特性が劣化した場合であっても長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る表示装置は、映像を表示する表示装置であって、
自発光素子で構成される映像表示領域と映像を表示しない映像非表示領域の二つの領域を有するディスプレイパネルを備え、
前記映像非表示領域は、劣化検出用回路を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記表示装置において、前記劣化検出用回路は、劣化検出用発光素子と、前記劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記表示装置において、前記劣化検出用受光素子は、前記劣化検出用発光素子以外の光源から光学的に遮蔽されていることを特徴とする。
【０００９】
前記表示装置において、前記映像表示領域の画素は、少なくとも２つの異なる発光色のサブピクセルから構成されており、
前記表示装置は、前記発光色ごとに、前記劣化検出用発光素子と前記劣化検出用受光素子とを備えることを特徴とする。
【００１０】
前記表示装置において、前記自発光素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係る映像信号処理システムは、映像を表示するディスプレイパネルとディスプレイパネル駆動回路からなる映像信号処理システムであって、
前記ディスプレイパネルは、自発光素子で構成される映像表示領域と、映像を表示しない映像非表示領域を備え、
前記映像非表示領域は、劣化検出用回路を備え、
前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記劣化検出用回路の出力に応じて映像表示領域の素子特性劣化を補正する劣化補正回路を備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記映像信号処理システムにおいて、前記劣化検出用回路は、劣化検出用発光素子と、前記劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記映像信号処理システムにおいて、前記劣化補正回路は、前記映像表示領域及び前記劣化検出用発光素子の発光量を制御する発光量制御回路であることを特徴とする。
【００１４】
前記映像信号処理システムにおいて、前記劣化補正回路は、前記劣化検出用回路の出力に応じてガンマ補正を行うガンマ補正回路であることを特徴とする。
【００１５】
前記映像信号処理システムにおいて、前記劣化補正回路は、ソースドライバの電圧増幅度もしくは電流増幅度を制御する増幅度制御回路であることを特徴とする。
【００１６】
前記映像信号処理システムにおいて、前記ディスプレイパネルは、前記映像表示領域における画素を駆動するための薄膜トランジスタで構成された画素駆動回路をさらに備え、
前記劣化補正回路は、画素駆動用薄膜トランジスタの電源電圧を制御する電源電圧制御回路であることを特徴とする。
【００１７】
前記映像信号処理システムにおいて、前記劣化補正回路は、前記映像表示領域を構成する前記自発光素子の発光デューティ比を制御する階調制御回路であることを特徴とする。
【００１８】
前記映像信号処理システムにおいて、前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルの平均値を演算する平均値演算回路をさらに備え、
前記劣化検出用発光素子を、前記平均値演算回路で得た平均信号レベルに応じて駆動することを特徴とする。
【００１９】
前記映像信号処理システムにおいて、前記平均信号レベルは、前記映像表示領域へ入力されるディスプレイパネル信号の１フレーム期間における平均値であることを特徴とする。
【００２０】
前記映像信号処理システムにおいて、前記平均値演算回路は、映像表示領域の中央であるほど重みを多くする加重平均を用いることを特徴とする。
【００２１】
前記映像信号処理システムにおいて、前記ディスプレイパネル駆動回路は、前記ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルから劣化寄与度を演算する劣化寄与度演算回路をさらに備え、
前記劣化検出用発光素子を、前記劣化寄与度演算回路で得た信号レベルに応じて駆動することを特徴とする。
【００２２】
前記映像信号処理システムにおいて、前記映像表示領域の画素は、少なくとも２つの異なる発光色のサブピクセルから構成されており、
前記劣化補正回路は、発光色ごとに備えられた劣化検出用回路の出力に応じて映像表示領域のホワイトバランスを一定に保つホワイトバランス制御回路であることを特徴とする。
【００２３】
前記映像信号処理システムにおいて、前記ホワイトバランス制御回路は、一番劣化が進行している発光色の発光量にあわせて、他の発光色の発光量を下げることにより、ホワイトバランスを一定に保つことを特徴とする。
【００２４】
前記映像信号処理システムにおいて、前記自発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
従って、本発明に係る表示装置及び映像信号処理システムによれば、発光素子の発光特性が劣化した場合であっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することができる。また、著しく表示映像の輝度分布が偏っている映像を表示し続ける場合であっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することができる。さらに、劣化特性の異なる複数の発光色から構成されるディスプレイパネルであっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することができる。またさらに、表示する信号レベルに対して劣化の進行へ寄与する度合いが非線形である自発光素子の場合であっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では有機ＥＬ素子を例として説明するが、本発明は有機ＥＬに限定されることはなく、無機ＥＬ素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような自発光素子にも適用が可能である。また、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を備えたディスプレイパネル１０１を示す図である。図１において、映像表示領域１０２は入力されるディスプレイパネル信号に応じた映像を表示する。劣化検出用回路１０３は、映像表示領域１０２と異なる映像非表示領域に配置され、劣化検出用発光素子と前記劣化検出用発光素子の発光量を検出する劣化検出用受光素子とを備える。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。図２において、映像信号処理システム１００は、ディスプレイパネル１０１とディスプレイパネル駆動回路１１１とを備える。さらに、ディスプレイパネル１０１は、映像表示領域１０２と前記ディスプレイパネル１０１の劣化検出用回路１０３とを備え、劣化検出用回路１０３は劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５とを備える。
【００２９】
また、前記ディスプレイパネル駆動回路１１１は、素子特性劣化を補正する劣化補正回路を備える。第１の実施形態においては、上記劣化補正回路は、入力映像信号と前記劣化検出用受光素子１０５の出力に応じて前記映像表示領域１０２の有機ＥＬ素子と前記劣化検出用発光素子１０４の発光量を制御する発光量制御回路１１２である。発光量制御回路１１２は、補正処理回路１３１と、補正値算出回路１３２と、劣化状態検出回路１３３と、画像処理回路１３４と、代表値抽出部１３５と、劣化前の特性を示す情報源１３６と、劣化後の特性を示す情報源１３８とを備える。第１の実施形態においては、劣化前の特性を示す情報源、劣化後の特性を示す情報源は、それぞれ劣化前の特性テーブル１３６、劣化後の特性テーブル群１３８（１３７は、テーブル群１３８のうちのひとつのテーブルを示す。）である。
【００３０】
図２のように構成された映像信号処理システム１００について、以下その動作説明を行う。外部から入力された入力映像信号は、補正処理回路１３１を介して画像処理回路１３４に入力される。画像処理回路１３４においては、入力映像信号はディスプレイパネル１０１に合わせて画像処理され、ディスプレイパネル信号として映像表示領域１０２及び代表値抽出部１３５に出力される。映像表示領域１０２は、入力されたディスプレイパネル信号に基づいて発光素子を発光させ、映像を表示する。
【００３１】
代表値抽出部１３５は、入力されたディスプレイパネル信号から代表値を抽出し、その代表値を劣化検出用発光素子信号として劣化検出用発光素子１０４及び劣化状態検出回路１３３に出力する。例えば、代表値は映像表示領域１０２の予め決められた所定場所の１つの発光素子の信号レベルとしてもよいし、ランダムに抽出した発光素子の信号レベルとしてもよい。前記劣化検出用発光素子１０４は、入力された劣化検出用発光素子信号に基づいて発光する。
【００３２】
劣化検出用発光素子信号の信号レベルが０から２５５まで変化可能とする。今、抽出された代表値の信号レベルが１４４とした場合、劣化検出用発光素子信号の信号レベルも１４４となる。劣化検出用発光素子１０４が経時的な素子の発光特性劣化を起こしていなければ、劣化検出用発光素子１０４は、信号レベル１４４に対応した輝度レベルで発光するが、経時的な素子の発光特性劣化を起こしていれば、劣化検出用発光素子１０４は、信号レベル１４４に対応した輝度より低い輝度レベルで発光する。どの程度低いかは、発光特性劣化の程度による。
【００３３】
図３は、ディスプレイパネル信号と発光量の関係の一例を示すグラフであり、Ｐ０は劣化前の特性曲線を示し、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及びＰ４は劣化後の特性曲線を示す。劣化後の特性曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、劣化状態が異なる発光素子の特性を表す。図３において、ディスプレイパネル信号の信号レベルがＡのとき、検出用発光素子が劣化する前にあっては、発光量はＣとなるが、劣化した後は、発光量はＣより小さいＤとなる。このとき、前記映像表示領域１０２を構成する自発光素子と同じ材料と同じ素子構造を有するように前記劣化検出用発光素子１０４を設計することにより、前記劣化検出用発光素子１０４を前記映像表示領域１０２の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態であると推定することが可能である。好ましくは、前記劣化検出用発光素子１０４が前記映像表示領域１０２を構成する自発光素子と同一工程で製造された素子となるように設計する。いうまでもなく、前記劣化検出用発光素子１０４が前記映像表示領域１０２の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態を設計するために、同じ材料と同じ素子構造を有せずに実現しても良い。
【００３４】
次に、劣化検出用受光素子１０５は前記劣化検出用発光素子１０４の発光を受光して、受光量に応じた受光量信号を劣化状態検出回路１３３に出力する。好ましくは、劣化検出用回路１０３は、複数の前記劣化検出用発光素子１０４及び複数の前記劣化検出用発光素子１０４に対応する複数の前記劣化検出用受光素子１０５を備え、各劣化検出用受光素子１０５により検出された発光量から１フレーム期間における複数の劣化検出用発光素子１０４の発光量の平均値を算出し、算出した発光量の平均値に応じた受光量信号を劣化状態検出回路１３３に出力する。
【００３５】
前記劣化前の特性テーブル１３６、前記劣化後の特性テーブル１３７は、それぞれ発光素子が劣化する前の信号レベルと発光量の特性を示すテーブル、発光素子が劣化した後の信号レベルと発光量の特性を示すテーブルであり、例えば、図３に示すグラフの曲線Ｐ０，Ｐ２をそれぞれテーブルで表したものである。前記劣化後の特性テーブル群１３８は、前記劣化後の特性テーブル１３７と、例えば、図３に示すグラフの曲線Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４をそれぞれテーブルで表したものとを備える。また、補間法により、例えば曲線Ｐ１とＰ２の間の劣化の程度をさらに細かく設定することも可能である。さらに、テーブルの代わりに劣化前の特性や劣化後の特性を示す近似式を用いてもよい。
【００３６】
劣化状態検出回路１３３は、代表値抽出部１３５から入力された劣化検出用発光素子信号を受けると共に、受光量信号を受ける。ここで、劣化検出用発光素子信号は、図３のレベルＡに対応するものとし、受光量信号は図３のレベルＤに対応するものとする。劣化状態検出回路１３３は、点（Ａ，Ｄ）を通る劣化特性曲線を表すテーブルを探す。この場合、曲線Ｐ２が相当し、劣化後の特性テーブル１３７が選ばれる。また、劣化状態検出回路１３３はレベルＡに対する劣化前の発光量はどれだけあるべきかを、劣化前の特性テーブル１３６から読み出す。読み出した結果すなわち設定発光量はレベルＣとなり、この値を補正値算出回路１３２に加える。以下、劣化状態検出回路１３３が代表値抽出部１３５から入力された劣化検出用発光素子信号の信号レベルに基づき劣化前の特性テーブル１３６から読み出した劣化前の発光量を設定発光量といい、劣化検出用受光素子１０５から劣化状態検出回路１３３に入力された受光量信号による発光量を検出発光量という。
【００３７】
補正値算出回路１３２は、劣化前の特性テーブル１３６から読み出されたレベルＣに基づき、選出された劣化後の特性テーブル１３７においてレベルＣの発光量を得るためには、どれだけの入力レベルが必要かを求める。この場合、レベルＢの入力が必要であることが劣化後の特性テーブル１３７から得られる。更に、補正値算出回路１３２は、補正係数Ｂ／Ａを求め、この補正係数を補正処理回路１３１に送る。補正処理回路１３１は、入力映像信号に補正係数Ｂ／Ａを掛けることにより、入力映像信号をよりレベルの高い信号とし、映像表示領域１０２の劣化した発光素子であっても、本来の明るさを確保することができる。前記劣化検出用発光素子１０４の劣化状態は前記映像表示領域１０２の発光素子の劣化状態と同じ程度であるので、前記映像表示領域１０２の劣化状態を補償したディスプレイパネル制御信号を生成することが可能である。
【００３８】
第１の実施形態においては、劣化検出用回路１０３を映像非表示領域に配置したが、本発明はこれに限らず、映像表示領域１０２の裏側等に配置しても良い。
【００３９】
以上のように本発明の第１の実施形態によれば、映像非表示領域に劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用発光素子１０４の発光量を検出する劣化検出用受光素子１０５を備え、素子特性劣化を補正するため、ディスプレイパネル駆動回路１１１に備えられた発光量制御回路１１２により発光素子の劣化の程度に応じた発光素子の発光量調整を行うことによって、映像表示領域１０２の自発光素子の発光特性が劣化したときでも、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【００４０】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ａは、図２の第１の実施形態に係る映像信号処理システム１００に比較して、図４に示すように、ガンマ補正を行うガンマ補正回路１１３をさらに備えたことを特徴としている。以下、第１の実施形態との相違点について詳述する。
【００４１】
図４において、発光量制御回路１１２は、補正処理回路１３１の前段にガンマ補正回路１１３を備える。前記ガンマ補正回路１１３は、映像信号処理におけるテーブル変換手段の他、そのディスプレイパネル信号に応じてソース信号線へアナログ電圧もしくはアナログ電流を印加するソースドライバの信号出力電圧増幅度および信号出力電流増幅度制御手段、もしくは発光ＤＵＴＹ制御による階調制御手段で実現しても良い。また特に、アクティブマトリックス方式のディスプレイデバイスであるときには、薄膜トランジスタで構成される画素駆動回路の電圧制御手段によって実現しても良い。
【００４２】
第２の実施形態において、ガンマ補正回路１１３は、補正処理回路１３１の前段に設けたが、本発明はこれに限らず、補正処理回路１３１の後段に設けてもよいし、また補正処理回路１３１の代わりに設けてもよい。
【００４３】
以上のように本発明の第２の実施形態によれば、素子特性劣化を補正するため、ディスプレイパネル駆動回路１１１に備えられたガンマ補正回路１１３によりガンマ補正を行うことによって、映像表示領域１０２の自発光素子の発光特性が劣化したときでも、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【００４４】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図である。図５において、基板１２１に劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５と映像表示領域１０２を構成する自発光素子１２２が設けられている。劣化検出用受光素子１０５は劣化検出用発光素子１０４の発光を効果的に受光するため隣接して配置するのが望ましい。また、前記劣化検出用受光素子１０５は前記劣化検出用発光素子１０４の発光量を正確に検出するために他の光源の影響を受けないようにする必要がある。このため、前記劣化検出用受光素子１０５は映像表示領域を構成する自発光素子１２２と十分に離して配置するのが良い。なお、視聴者は図示されている視聴方向から表示される映像を視聴する。
【００４５】
（第３の実施形態の変形例）
図６は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図である。図６のように、前記劣化検出用受光素子１０５を前記劣化検出用発光素子１０４以外の光源から光学的に遮蔽するために、隣接発光素子からの発光を遮光する隔壁１２３を配置したり、外光を遮光する遮光板１２４を配置したりすることが効果的である。前記劣化検出用受光素子１０５と前記劣化検出用発光素子１０４は映像非表示領域に配置されているので、映像表示を妨げることなく遮光板１２４を設置することが可能である。
【００４６】
以上のように本発明の第３の実施形態及び第３の実施形態の変形例によれば、劣化検出用受光素子１０５が劣化検出用発光素子１０４以外の影響を受けることなく、前記劣化検出用発光素子１０４の発光を正確に検出することが可能である。
【００４７】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ｂは、図４の第２の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ａに比較して、図７に示すように、代表値抽出部１３５の代わりに、映像表示領域１０２に出力されるディスプレイパネル信号の平均信号レベルを演算して劣化検出用発光素子１０４に出力する平均値演算回路１１４を備えたことを特徴としている。以下、第２の実施形態との相違点について詳述する。
【００４８】
平均値演算回路１１４は、入力されたディスプレイパネル信号の１フレーム期間における映像表示領域１０２全素子の信号レベルを加えたものを素子数で割り平均信号レベルを算出し、算出した平均信号レベル又は明るい方若しくは暗い方に所定量変位した値を劣化検出用発光素子信号として劣化検出用発光素子１０４及び劣化状態検出回路１３３に出力する。これにより、前記劣化検出用発光素子１０４が前記映像表示領域１０２の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態とすることが容易に可能である。
【００４９】
第４の実施形態において、平均値演算回路１１４は、平均信号レベルを単純な加算平均を用いて算出していたが、本発明はこれに限らず、映像表示領域１０２内の表示位置に応じて画面中央であるほどに重みを多くするなどの加重平均を用いても良い。これにより、目立ちやすい画面中央部の画質表示性能をより長く維持することができ、視聴者は画質表示性能の劣化をより気づきにくくなる。
【００５０】
以上のように本発明の第４の実施形態によれば、平均値演算回路１１４を備えることにより劣化検出用発光素子１０４が映像表示領域１０２の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態とすることが容易に可能である。その結果、著しく表示映像の輝度分布が偏っている映像を表示し続ける場合であっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【００５１】
（第５の実施形態）
自発光素子の劣化特性は一般に発光色によって異なる。図８は、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃを有する各自発光素子ごとの劣化特性を示す、駆動時間と発光量の関係を示すグラフである。例えば、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃは、それぞれ赤緑青である。図８において、初期特性において同程度の発光量を有する各発光色の素子であっても、駆動時間が経過するにつれて発光量の低下量は発光色ごと、すなわち各自発光素子ごとに異なるので、例えば発光色Ａの劣化程度を発光色Ｂの劣化程度から類推することは困難である。そのためディスプレイパネルが複数の発光色を有するサブピクセルで構成される場合には、前記第１の実施形態乃至第４の実施形態の構成を各発光色ごとに備えることが望ましい。
【００５２】
図９は、本発明の第５の実施形態における劣化検出用発光素子と劣化検出用受光素子の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図である。図９において、基板１２１に発光色Ａを有する劣化検出用発光素子Ａ１０４Ａと前記劣化検出用発光素子Ａ１０４Ａの発光を受光する劣化検出用受光素子Ａ１０５Ａ、発光色Ｂを有する劣化検出用発光素子Ｂ１０４Ｂと前記劣化検出用発光素子Ｂ１０４Ｂの発光を受光する劣化検出用受光素子Ｂ１０５Ｂと、発光色Ｃを有する劣化検出用発光素子Ｃ１０４Ｃと前記劣化検出用発光素子Ｃ１０４Ｃの発光を受光する劣化検出用受光素子Ｃ１０５Ｃと、映像表示領域１０２を構成する発光色Ａと発光色Ｂと発光色Ｃの各自発光素子１２２が設けられている。各劣化検出用受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃに対応する劣化検出用発光素子１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ以外の隣接発光素子からの発光を遮光するための隔壁１２３が各劣化検出用発光素子１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃの間に設けられており、各劣化検出用受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃへの外光を遮光する遮光板１２４が基板をはさんで各劣化検出用受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃと対向する位置に設けられている。
【００５３】
第５の実施形態においては、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃは、それぞれ赤緑青であったが、本発明はこれに限らず、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃは、それぞれシアン、マゼンダ、イエローであってもよい。また、第５の実施形態においては、発光色は３色であったが、さらに異なる発光色を追加して赤緑青白の４色としても良いし、青とイエローの２色もしくは赤とシアンの２色としても良い。
【００５４】
以上のように発光色ごとに劣化検出用発光素子１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃと劣化検出用受光素子１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃを備えることによって、劣化特性の異なる複数の発光色から構成されるディスプレイパネルであっても長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【００５５】
（第６の実施形態）
前記第５の実施形態のように劣化特性の異なる複数の発光色から構成されるディスプレイパネルの場合には、各発光色ごとの発光量が劣化するにつれて、劣化特性が異なるためにホワイトバランスが変化する課題がある。図１０は、本発明の第６の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。第６の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ｃは、図２の第１の実施形態に係る映像信号処理システム１００に比較して、図１０に示すように、ディスプレイパネル１０１Ｃが各発光色Ａ，Ｂ，Ｃに対応する３つの劣化検出用回路１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃを備え、発光量制御回路１１２Ｃが補正処理回路１３１、補正値算出回路１３２及び劣化状態検出回路１３３の代わりにホワイトバランス制御回路１４１、劣化度比率算出回路１４２及び劣化度算出回路１４３を備え、特性テーブルを劣化前の特性テーブル１３６のみとしたことを特徴としている。以下、第１の実施形態との相違点について詳述する。
【００５６】
図１０において、ディスプレイパネル１０１Ｃは、発光色Ａ、発光色Ｂ及び発光色Ｃのサブピクセルで構成される前記ディスプレイパネル１０１Ｃの映像表示領域１０２と、前記ディスプレイパネル１０１Ｃの発光色Ａに対応する劣化検出用回路Ａ１０３Ａと、前記ディスプレイパネル１０１Ｃの発光色Ｂに対応する劣化検出用回路Ｂ１０３Ｂと、前記ディスプレイパネル１０１Ｃの発光色Ｃに対応する劣化検出用回路Ｃ１０３Ｃとを備える。さらに、劣化検出用回路Ａ１０３Ａ、劣化検出用回路Ｂ１０３Ｂ、劣化検出用回路Ｃ１０３Ｃは、それぞれ劣化検出用発光素子Ａ１０４Ａ及び劣化検出用受光素子Ａ１０５Ａ、劣化検出用発光素子Ｂ１０４Ｂ及び劣化検出用受光素子Ｂ１０５Ｂ、劣化検出用発光素子Ｃ１０４Ｃ及び劣化検出用受光素子Ｃ１０５Ｃを備える。発光量制御回路１１２Ｃは、画像処理回路１３４と、代表値抽出部１３５と、最も劣化が進行している発光色に合わせてホワイトバランスを一定に保つホワイトバランス制御回路１４１と、最も劣化が進行している発光色の劣化度を基準として各発光色の劣化度比率を算出する劣化度比率算出回路１４２と、各発光色の劣化度を算出する劣化度算出回路１４３と、劣化前の特性テーブル１３６とを備える。
【００５７】
図１０のように構成された映像信号処理システム１００Ｃについて、以下その動作説明を行う。詳細は図１２にて説明する。代表値抽出部１３５は、入力されたディスプレイパネル信号から各発光色の代表値を抽出し、それらの代表値をそれぞれの劣化検出用発光素子Ａ信号、劣化検出用発光素子Ｂ信号、劣化検出用発光素子Ｃ信号としてそれぞれの劣化検出用発光素子Ａ１０４Ａ、劣化検出用発光素子Ｂ１０４Ｂ、劣化検出用発光素子Ｃ１０４Ｃに出力し、さらに、劣化検出用発光素子Ａ信号、劣化検出用発光素子Ｂ信号及び劣化検出用発光素子Ｃ信号を劣化度算出回路１４３に出力する。
【００５８】
劣化度算出回路１４３は、代表値抽出部１３５Ｃから入力された各発光色の劣化検出用発光素子信号を受けると共に、各発光色の受光量信号を受ける。劣化度算出回路１４３は、各発光色の劣化検出用発光素子信号の信号レベルに対する各発光色の設定発光量を劣化前の特性テーブル１３６から読み出し、読み出した各発光色の設定発光量と、各発光色の検出発光量との比である各発光色の劣化度を算出し、これらの各発光色の劣化度を劣化度比率算出回路１４２に加える。
【００５９】
劣化度比率算出回路１４２は、算出された各発光色の劣化度に基づいて、最も劣化が進行している発光色の劣化度を基準とする各発光色の劣化度比率を算出し、これらの各発光色の劣化度比率をホワイトバランス制御回路１４１に送る。
【００６０】
ホワイトバランス制御回路１４１は、入力映像信号の各発光色の信号成分に劣化度比率を掛けることにより、劣化の進行が遅い発光色の入力映像信号の信号成分のレベルを低くし、映像表示領域１０２の発光素子が発光色ごとに劣化状態が異なる場合であっても、映像表示領域１０２のホワイトバランスを一定に保つことができる。
【００６１】
図１１は、ディスプレイパネル信号と発光量の関係の一例を示すグラフである。図１１において、劣化の進行が遅い発光色Ｃの場合、ディスプレイパネル信号値がＰのとき発光量はＲとなるが、大きく劣化が進行した発光色Ａの場合、ディスプレイパネル信号値がＰのとき発光量はＲより小さいＳとなる。このときホワイトバランスを一定に保つために、ホワイトバランス制御回路は発光色Ｃの発光量がＳとなるようにディスプレイパネル信号値Ｑを生成する。
【００６２】
図１２は、図１０の発光量制御回路１１２Ｃによって実行されるホワイトバランス制御処理を示すフローチャートである。図１２において、最も劣化の進行した発光色Ａにあわせて、ホワイトバランスを維持するようにディスプレイパネル信号の発光色Ｂ及び発光色Ｃの信号成分を生成する場合について説明する。
【００６３】
発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃのそれぞれの劣化検出用発光素子１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃに予め設定されたそれぞれの設定発光量をＸａ，Ｘｂ，Ｘｃとし、受光量信号Ａ，Ｂ，Ｃによるそれぞれの検出発光量をＹａ，Ｙｂ，Ｙｃとし、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃのそれぞれの劣化検出用発光素子１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃのそれぞれの劣化度をＤａ，Ｄｂ，Ｄｃとする。ステップＳ１において、各発光色の劣化検出用発光素子信号に基づいて劣化前の特性テーブル１３６を検索して抽出した各発光色の設定発光量Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃと、各発光色の検出発光量Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃとの比から各発光色の劣化度Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを算出する。
【００６４】
Ｄａ＝Ｘａ／Ｙａ
【００６５】
Ｄｂ＝Ｘｂ／Ｙｂ
【００６６】
Ｄｃ＝Ｘｃ／Ｙｃ
【００６７】
ステップＳ２において、各発光色の劣化度Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの中から一番値の大きいものを抽出し、抽出した劣化度の最大値をＤｍａｘとする。ここでは、発光色Ａが最も劣化が進行しているため、劣化度の最大値Ｄｍａｘは発光色Ａの劣化度Ｄａとなる。抽出された劣化度の最大値Ｄｍａｘを基準として、発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃのそれぞれの劣化度比率をＲａ，Ｒｂ，Ｒｃとする。ステップＳ３において、各発光色の劣化度比率Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを算出する。
【００６８】
Ｒａ＝Ｄａ／Ｄｍａｘ
【００６９】
Ｒｂ＝Ｄｂ／Ｄｍａｘ
【００７０】
Ｒｃ＝Ｄｃ／Ｄｍａｘ
【００７１】
ステップＳ４において、入力映像信号の発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃのそれぞれの信号成分に対して、算出された各発光色の劣化度比率を乗じてディスプレイパネル信号の各発光色信号成分を生成する。ここでは、各発光色の劣化度比率は、
【００７２】
Ｒａ＝Ｄａ／Ｄａ＝１
【００７３】
Ｒｂ＝Ｄｂ／Ｄａ≦１
【００７４】
Ｒｃ＝Ｄｃ／Ｄａ≦１
【００７５】
となり、この各劣化度比率Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを乗じると、発光色Ａの信号成分は入力映像信号と同じであるが、発光色Ｂ及び発光色Ｃの信号成分は入力映像信号より小さくなる。つまり、一番劣化が進行している発光色Ａの発光量にあわせて、劣化の進行が遅い発光色Ｂ及び発光色Ｃの発光量を下げる。
【００７６】
第６の実施形態において、発光量制御回路１１２Ｃは代表値抽出部１３５Ｃを備えていたが、これに代えて第４の実施形態と同様に、平均値演算回路を備えてもよい。平均値演算回路は、入力されたディスプレイパネル信号の１フレーム期間における映像表示領域１０２の各発光色の全素子のそれぞれの平均信号レベルを算出し、算出した各発光色の平均信号レベルをそれぞれの劣化検出用発光素子Ａ信号、劣化検出用発光素子Ｂ信号、劣化検出用発光素子Ｃ信号としてそれぞれの劣化検出用発光素子Ａ１０４Ａ、劣化検出用発光素子Ｂ１０４Ｂ、劣化検出用発光素子Ｃ１０４Ｃに出力する。
【００７７】
以上のように発光色ごとに劣化検出用回路１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃを備えることによって、劣化特性の異なる複数の発光色から構成されるディスプレイパネルであっても長期の使用にわたってホワイトバランスの変化しない画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【００７８】
（第７の実施形態）
有機ＥＬ素子のように、自発光素子の中でも表示する信号レベルと劣化の早さは比例の関係にないものがある。図１３は、一定のディスプレイパネル信号レベルで表示したときの表示時間と発光量の関係の一例を示すグラフである。図１３のように、信号レベルＵで表示したとき、発光量が半減するまで劣化するのに要する時間は４Ｔであるのに対して、初期特性において信号レベルＵに対して発光量が２倍である信号レベル２Ｕで表示したとき、発光量が半減するまで劣化するのに要する時間はＴである。すなわち、信号レベル２Ｕが自発光素子の劣化の進行へ寄与する度合いは信号レベルＵの４倍である。
【００７９】
このように、表示する信号レベルに対して劣化の進行へ寄与する度合いが非線形である自発光素子においては、劣化検出用発光素子が映像表示領域の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態とするために、自発光素子の特性に応じて表示する信号レベルによる劣化寄与度を演算して劣化検出用発光素子の発光量を設定するのが良い。
【００８０】
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図である。第７の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ｄは、図７の第４の実施形態に係る映像信号処理システム１００Ｂに比較して、図１４に示すように、前記発光量制御回路１１２Ｄが平均値演算回路１１４の代わりに、映像表示領域１０２に出力されるディスプレイパネル信号から映像表示領域１０２への劣化寄与度を演算して劣化検出用発光素子１０４に出力する劣化寄与度演算回路１１６を備えたことを特徴としている。以下、第４の実施形態との相違点について詳述する。
【００８１】
劣化寄与度演算回路１１６は、自発光素子の特性に応じてあらかじめ設定されるディスプレイパネル信号に対する劣化寄与度関数に従って、映像表示領域１０２へ入力されるディスプレイパネル信号から映像表示領域への劣化寄与度を演算して、演算された劣化寄与度の１フレーム期間の平均値に応じて劣化検出用発光素子１０４の発光量を設定する。
【００８２】
以下、一般式を用いて説明する。信号レベルをＬとし、劣化速度をＶとすると、信号レベルＬと信号レベルＬを表示し続けるときの劣化速度Ｖとの関係を示す劣化寄与度関数ｆは、次式のように定義される。
【００８３】
Ｖ＝ｆ（Ｌ）
【００８４】
ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルをＬｘとし、ディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルの要素数をＮとし、ディスプレイパネルの全素子のそれぞれの劣化速度の平均値をＶａｖｅとすると、劣化検出用発光素子に設定する発光量Ｌｔは、次式のように算出される。
【００８５】
Ｖａｖｅ＝（Σｆ（Ｌｘ））／Ｎ
【００８６】
Ｌｔ＝ｆ−１（Ｖａｖｅ）
【００８７】
具体的に、図１３のように信号レベルＬを表示し続けるときの劣化速度Ｖの関係が、比例定数Ｃを用いてＶ＝Ｃ×Ｌ２である自発光素子であって、ある１フレーム期間に２×２画素のディスプレイパネルに入力される映像信号の信号レベルが、１９，１２，７，５の４要素であるとき、劣化検出用発光素子に設定する発光量Ｌｔは、以下のように算出できる。
【００８８】
Ｖａｖｅ＝（Ｃ×１９２＋Ｃ×１２２＋Ｃ×７２＋Ｃ×５２）／４＝Ｃ×１４４．７５
【００８９】
Ｌｔ＝√（Ｖａｖｅ／Ｃ）≒１２
【００９０】
以上のように本発明の第７の実施形態によれば、劣化寄与度演算回路１１６を備えることにより劣化検出用発光素子１０４が映像表示領域１０２の平均的な輝度劣化状態と同程度に劣化している状態とすることが容易に可能である。その結果、表示する信号レベルに対して劣化の進行へ寄与する度合いが非線形である自発光素子の場合であっても、長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが可能な表示装置及び映像信号処理システムを実現することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る表示装置及び映像信号処理システムは、発光特性が劣化することによっても長期の使用にわたって画質表示性能を維持することが必要な自発光素子を用いた表示装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１乃至７の実施形態に係る有機ＥＬ素子を備えたディスプレイパネル１０１，１０１Ｃを示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図
【図３】ディスプレイパネル信号と発光量の関係の一例を示すグラフ
【図４】本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図
【図６】本発明の第３の実施形態の変形例に係る劣化検出用発光素子１０４と劣化検出用受光素子１０５の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図
【図７】本発明の第４の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図
【図８】発光色Ａ、発光色Ｂ、発光色Ｃを有する各自発光素子ごとの劣化特性を示す、駆動時間と発光量の関係を示すグラフ
【図９】本発明の第５の実施形態における劣化検出用発光素子と劣化検出用受光素子の配置を示すディスプレイパネル１０１の断面図
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図
【図１１】ディスプレイパネル信号と発光量の関係の一例を示すグラフ
【図１２】図１０の発光量制御回路１１２Ｃによって実行されるホワイトバランス制御処理を示すフローチャート
【図１３】一定のディスプレイパネル信号レベルで表示したときの表示時間と発光量の関係の一例を示すグラフ
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る映像信号処理システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００９３】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  映像信号処理システム
１０１，１０１Ｃ  ディスプレイパネル
１０２  映像表示領域
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ  劣化検出用回路
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ  劣化検出用発光素子
１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ  劣化検出用受光素子
１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ  ディスプレイパネル駆動回路
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ  発光量制御回路
１１３  ガンマ補正回路
１１４  平均値演算回路
１１６  劣化寄与度演算回路
１２１  基板
１２２  自発光素子
１２３  隔壁
１２４  遮光板
１３１  補正処理回路
１３２  補正値算出回路
１３３  劣化状態検出回路
１３４  画像処理回路
１３５，１３５Ｃ  代表値抽出部
１３６  劣化前の特性テーブル
１３７  劣化後の特性テーブル
１３８  劣化後の特性テーブル群
１４１  ホワイトバランス制御回路
１４２  劣化度比率算出回路
１４３  劣化度算出回路
【図１】
2008122516.tif 000003
【図２】
2008122516.tif 000004
【図３】
2008122516.tif 000005
【図４】
2008122516.tif 000006
【図５】
2008122516.tif 000007
【図６】
2008122516.tif 000008
【図７】
2008122516.tif 000009
【図８】
2008122516.tif 000010
【図９】
2008122516.tif 000011
【図１０】
2008122516.tif 000012
【図１１】
2008122516.tif 000013
【図１２】
2008122516.tif 000014
【図１３】
2008122516.tif 000015
【図１４】
2008122516.tif 000016