(57)【要約】【課題】階調変換の方法を柔軟に変更可能とする。【解決手段】電気光学装置Ａは、有機ＥＬディスプレイ１と周辺回路としてのプロセッサ２、ＲＡＭ３、及びＲＯＭ４を備える。ＲＯＭ４には、ソフトウエアとしての階調変換モジュールが記憶されている。階調変換モジュールをプロセッサ２が実行することによって、入力画像データにガンマ補正が施され変換画像データが得られる。従って、階調変換モジュールを変更することによって、柔軟に階調変換の内容を容易に変更することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子と前記有機ＥＬ素子の発光を制御する回路とを有する画素が、走査線とデータ線との交点に対応してマトリクス状に配置された有機ＥＬディスプレイに変換画像データを供給する有機ＥＬディスプレイの画像処理回路であって、
入力諧調値を所定の規則に従って変換して出力諧調値を生成する階調変換プログラムを記憶した記憶手段と、
前記諧調変換プログラムを実行して、入力画像データの階調値を変換して前記変換画像データを生成して前記有機ＥＬディスプレイに出力する制御手段と、
を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの画像処理回路。
【請求項２】
前記入力画像データは、赤色、青色、及び緑色に各々対応する第１乃至第３入力画像データから構成され、
前記制御手段は、前記階調変換プログラムを実行して、前記第１乃至第３入力画像データを各々独立して変換して第１乃至第３変換画像データを生成して前記有機ＥＬディスプレイに出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの画像処理回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の有機ＥＬディスプレイの画像処理回路であって、前記所定の規則はガンマ補正であることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの画像処理回路。
【請求項４】
有機ＥＬ素子と前記有機ＥＬ素子の発光を制御する回路とを有する画素が、走査線とデータ線との交点に対応してマトリクス状に配置された有機ＥＬディスプレイの駆動方法であって、
入力諧調値を所定の規則に従って変換して出力諧調値を生成する階調変換プログラムをＣＰＵで実行することによって、入画像データの階調値を変換して変換画像データ生成する第１ステップと、
前記変換画像データに基づいて前記データ線に駆動信号を供給する第２ステップと
を備えたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの駆動方法。
【請求項５】
前記入力画像データは、赤色、青色、及び緑色に各々対応する第１乃至第３入力画像データから構成され、
前記第１ステップは、前記階調変換プログラムをＣＰＵで実行することによって、前記第１乃至第３入力画像データを各々独立して変換して第１乃至第３変換画像データを前記変換画像データとして生成することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動方法。
【請求項６】
前記所定の規則はガンマ補正であることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機ＥＬディスプレイの駆動方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の有機ＥＬディスプレイの画像処理回路を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの画像処理回路及びその駆動方法、並びにこれを用いた電子機器に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機ＥＬ素子の性能が実用レベルに達したこともあり、有機ＥＬディスプレイに関する開発が盛んに行われている。これまでに、有機ＥＬディスプレイのフルカラー化については３種類の方法が提案されている。それらは、赤、青、緑の各色の光を発する有機ＥＬ素子をインクジェット装置を利用してパターニングする方法や、白色の光を発光する有機ＥＬ素子に発光させて、その光からカラーフィルターを利用して赤、青、緑の各色を取り出す方法や、青色の光を発光する有機ＥＬ素子に発光させてその光を色変換層という有機層において、赤、緑に変換する方法である。
【０００３】
しかし、インクジェット装置を利用した方法において、公知の有機ＥＬ素子材料では、発光効率の高い赤色の材料が実現されておらず、色毎の輝度に差違が生じる。又、カラーフィルターを用いた方法においても、各色を取り出す際の効率に違いがあり色毎の輝度に差違が生じる。更に、色変換層を用いた方法においても、各色への変換効率に違いがあり色毎の輝度に差違が生じる。
【０００４】
このようにフルカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、色毎の輝度の差違が問題となっている。又、有機ＥＬディスプレイのフルカラー化に伴い、その視認性の向上に関する開発も盛んになされるようになった。有機ＥＬディスプレイの視認性を向上させる公知の方法として、ガンマ補正を施すことが知られている。
【０００５】
これにより表示品質を向上させることができる。このとき、上述したごとく色毎に輝度の差違があるため、これを考慮して色毎それぞれ独立にガンマ補正が実施されることが望まれる。従来、有機ＥＬディスプレイにおいて色毎に適宜ガンマ補正し、視認性の高い表示装置を実現する方法としては、補正回路を有する表示装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９２４１３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の駆動装置においてガンマ補正を行うためには新たに補正回路を開発する必要があり、その開発に係る費用及び時間がかかってしまっていた。又、携帯電話などの小型電子機器においてはディスプレイ周辺回路を減らし、よりディスプレイの表示領域を拡大するという開発の経緯があり、新たに補正回路を付加するということはこの経緯に沿わないという問題があった。更に、補正手段をハードウェアで構成しているため、ディスプレイに応じて柔軟に補正方法を変更することが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は上述の諸事情を鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、新たに補正回路を設けることなく有機ＥＬディスプレイに供給する階調データを変換可能とし、これによりガンマ補正を実施する。又、階調データの変換の仕組みを柔軟に変更可能とすることも課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの画像処理回路は、有機ＥＬ素子と前記有機ＥＬ素子の発光を制御する回路とを有する画素が、走査線とデータ線との交点に対応してマトリクス状に配置された有機ＥＬディスプレイに変換画像データを供給するものであって、入力諧調値を所定の規則に従って変換して出力諧調値を生成する階調変換プログラムを記憶した記憶手段と、前記諧調変換プログラムを実行して、入力画像データの階調値を変換して前記変換画像データを生成して前記有機ＥＬディスプレイに出力する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、階調変換をソフトウエアで実行することができるので、新たに階調変換を施すための変換回路をハードウエアとして追加する必要がない。従って、新たに変換回路を開発する場合と比較して、その開発に係る費用及び時間を大幅に削減することができる。また、ハードウエアとしての変換回路を、有機ＥＬディスプレイに実装すると、ディスプレイの大型化や表示領域の狭小化を招くことになるが、ソフトウェアとしての階調変換プログラムを用いれば、スペースを確保する問題が解消される。さらに、新たに開発される有機ＥＬディスプレイの階調・輝度特性に応じて、柔軟に変換方法を変更すること可能となる。なお、有機ＥＬ素子としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。
【００１１】
ここで、前記入力画像データは、赤色、青色、及び緑色に各々対応する第１乃至第３入力画像データから構成され、前記制御手段は、前記階調変換プログラムを実行して、前記第１乃至第３入力画像データを各々独立して変換して第１乃至第３変換画像データを生成して前記有機ＥＬディスプレイに出力することが好ましい。この場合には、各色毎に異なる変換特性を付与することができる。
【００１２】
また、上述した有機ＥＬディスプレイの画像処理回路において、前記所定の規則はガンマ補正であることが好ましい。これにより、有機ＥＬディスプレイの視認性を向上させることができる。特に、各色毎にガンマ補正を施すと、各色毎の輝度のズレを合わせて補正することが可能となる。
【００１３】
次に、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの駆動方法は、有機ＥＬ素子と前記有機ＥＬ素子の発光を制御する回路とを有する画素が、走査線とデータ線との交点に対応してマトリクス状に配置された有機ＥＬディスプレイを駆動する方法であって、入力諧調値を所定の規則に従って変換して出力諧調値を生成する階調変換プログラムをＣＰＵで実行することによって、入画像データの階調値を変換して変換画像データ生成する第１ステップと、前記変換画像データに基づいて前記データ線に駆動信号を供給する第２ステップとを備えたことを特徴とする。この発明によれば、階調変換をソフトウエアで実行することができるので、柔軟に変換方法を変更すること可能となる。
【００１４】
また、前記入力画像データは、赤色、青色、及び緑色に各々対応する第１乃至第３入力画像データから構成される場合は、前記第１ステップは、前記階調変換プログラムをＣＰＵで実行することによって、前記第１乃至第３入力画像データを各々独立して変換して第１乃至第３変換画像データを前記変換画像データとして生成することが好ましい。さらに、前記所定の規則はガンマ補正であることが好ましい。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した有機ＥＬディスプレイの画像処理回路を備えることを特徴とするものであって、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータ、ページャ、電子ペーパー等が該当する。
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。図１において、電気光学装置Ａは、有機ＥＬディスプレイ１と周辺回路としてのプロセッサ２、ＲＡＭ３、及びＲＯＭ４を備える。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイ１は、パネル部１００、走査線駆動回路１４０及びソース線駆動回路１５０を備える。パネル部１００には、複数本の走査線１１１が、図においてＸ（行）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線１１２が、Ｙ（列）方向に沿って延在して形成されている。さらに、複数本の電流供給線１１３が各データ線１１２と平行に設けられている。そして、画素１３０は、走査線１１１とデータ線１１２との各交差に対応して設けられて、マトリクス状に配列している。説明の便宜上、本実施形態では、走査線１１０の総本数をｍ本とし、データ線１２０の総本数をｎ本として（ｍ、ｎはそれぞれ２以上の整数）、電気光学装置をｍ行×ｎ列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
【００１６】
走査線駆動回路１４０は、ｍ本の走査線１１１に対し順次アクティブにする走査信号を供給する。データ線駆動回路１５０は、各データ線１１２へ階調データを供給する。走査線駆動回路１４０の動作とデータ線駆動回路１５０の動作とは、同期信号１６０によって、相互に同期が図られる。
【００１７】
図２は図１に示した有機ＥＬディスプレイのパネル部１００上に形成された画素１３０の一実施形態を示したものである。同図に示すように画素１３０は、走査線１１１、データ線１１２及び電流供給線１１３によって囲まれた領域に形成され、Ｎチャンネルトランジスターからなるスイッチングトランジスター２０３、データ保持容量２０４、Ｎチャンネルトランジスターからなるドライビングトランジスター２０５及び有機ＥＬ素子２０６を備える。各トランジスターは、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）により構成することができる。また、有機ＥＬ素子２０６として有機発光ダイオードを用いることができる。
【００１８】
有機ＥＬ素子２０６を用いて中間階調を表現する方式としては、例えばアナログ方式がある。アナログ方式において、走査線駆動回路１４０より供給される走査信号がアクティブとなり走査線１１１が選択されると、スイッチングトランジスター２０３がオン状態となる。走査線１１１が選択されている間に、アナログ信号の階調データがデータ線１１２を介して保持容量２０４に書き込まれる。
【００１９】
そして、走査信号が非アクティブとなり走査線１１１が非選択になると、ドライビングトランジスター２０５は、保持容量２０４に書き込まれた階調データによって制御され、階調データに応じた電流を有機ＥＬ素子２０６に供給する。これにより、保持容量２０４に書き込まれた階調データに従って有機ＥＬ素子２０６の発光が制御される。又、有機ＥＬ素子２０６の中間階調を表現する方式としてはデジタル方式であっても良い。
なお、このような中間諧調を表現する方法として出願人は、特願平２００２−３１９６７７号にても出願おり、本発明にこのような駆動方法を適用することも可能である。
【００２０】
説明を図１に戻す。ＲＯＭ４には電気光学装置Ａを制御する制御プログラムが格納されている。プロセッサ２はＣＰＵ等で構成され、制御プログラムに従って電気光学装置Ａを制御する。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ２の作業領域として機能する他、そこには、インターフェース回路（図示略）を介して外部装置から供給される入力画像データＤｉｎ、及び変換画像データＤｏｕｔが記憶される。変換画像データＤｏｕｔは、制御プログラムの一部である階調変換モジュールをプロセッサ２が実行することによって、入力画像データＤｉｎの階調を所定の規則に従って変換して得られるデータである。この例の階調変換モジュールは、所定の規則としてガンマ補正を採用する。ガンマ補正とは、人の視覚を基準として、多階調表示において自然なグラディエーションが得られるように、装置の階調特性に対して行われる補正を意味する。また、入力画像データＤｉｎ及び変換画像データＤｏｕｔは、６ビット、６４階調を表すものとする。
【００２１】
図３に階調変換モジュールの処理例を示す。この例では、有機ＥＬディスプレイ１における階調と輝度の関係が図３（Ａ）に示すように線形性を有するものとする。すなわち、ＲＡＭ３に格納された入力画像データＤｉｎをそのまま有機ＥＬディスプレイ１に供給すると、その入力諧調に比例して輝度が変化する。
【００２２】
プロセッサ２は、階調変換モジュールに従って入力画像データＤｉｎを以下に示すように変換する。０→０、１→０、２→０、３→０、４→１、５→１、６→１、７→１、８→２、９→２、１０→２、１１→２、１２→３、１３→３、１４→３、１５→３、１６→５、１７→５、１８→５、１９→５、２０→７、２１→７、２２→７、２３→７、２４→９、２５→９、２６→９、２７→９、２８→１２、２９→１２、３０→１２、３１→１２、３２→１６、３３→１６、３４→１６、３５→１６、３６→２１、３７→２１、３８→２１、３９→２１、４０→２６、４１→２６、４２→２６、４３→２６、４４→３１、４５→３１、４６→３１、４７→３１、４８→３７、４９→３７、５０→３７、５１→３７、５２→４５、５３→４５、５４→４５、５５→５４、５６→５４、５７→５４、５８→５４、６０→６３、６１→６３、６２→６３、６３→６３。いずれも、矢印の左側が変換前の入力画像データＤｉｎの階調であり、矢印の右側は変換後の変換画像データＤｏｕｔである。このような変換を施した場合、階調と輝度の関係は図３（Ｂ）のようになり、ガンマ補正が実施される。上述した入力諧調と出力諧調の関係は一例であって、変換前の階調と輝度の関係と、変換後に所望する階調と輝度の関係から、階調変換モジュールの処理内容を決定すればよい。
【００２３】
プロセッサ２で実現される階調データの変換手段は、ソフトウェアとしての階調変換モジュールで実現されている。従って、新たに補正回路を開発する場合と比較して、その開発に係る費用及び時間を大幅に削減することができる。また、ハードウエアとしての補正回路を、有機ＥＬディスプレイ１やそのパネル部１００に実装すると、ディスプレイの大型化や表示領域の狭小化を招くことになるが、ソフトウェアとしての階調変換モジュールを用いれば、スペースを確保する問題は解消される。さらに、新たに開発される有機ＥＬディスプレイの階調・輝度特性に応じて、変換モジュールは各色毎それぞれ独立に変換処理を施して、赤色、青色、緑色の各色柔軟に補正方法を変更すること可能である。
【００２４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の応用が可能である。
（１）入力画像データを、赤色、青色、緑色の各色に対応する入力画像データＤＲｉｎ、ＤＢｉｎ、ＤＧｉｎから構成し、階調に対応する変換画像データＤＲｉｎ、ＤＢｉｎ、ＤＧｉｎを生成してもよい。この場合、有機ＥＬディスプレイ１における階調・輝度特性が各色で相違する場合には、各色毎に階調変換モジュールを設ければよい。また、逆に有機ＥＬディスプレイ１における階調・輝度特性が各色で同じであるならば、１個の階調変換モジュールを用いて階調変換を行ってもよい。
【００２５】
（２）有機ＥＬ素子２０６の中間階調をデジタル方式を採用する場合には、サブフィールド駆動法を用いてもよい。サブフィールド駆動法では、１フレームを複数のサブフィールドに分割し、表示すべき階調に応じて、サブフィールド単位で画素をオン（点灯）・オフ（消灯）させる。この場合、データ線１１２に供給する電圧は２値となる。また、Ｋビットの階調を表す場合、サブフレームの重み付けは、２０、２１、２２、…２Ｋ−１となる。
【００２６】
図４にサブフィールドとフレームの関係を示す。この例では、変換画像データＤｏｕｔを６ビットとし、各ビットをＤ０〜Ｄ５で表す。また、横軸は時間を、縦軸は画素マトリックスにおける走査方向を示している。図４（Ａ）に示す例では、Ｄ５に対応するサブフィールドの長さが、Ｄ０に対応するサブフィールドの長さに対して３２倍ある。このように時間の長いサブフィールドが存在すると、人の目で画素１３０のオン・オフが検知され易くなり、フリッカーとして見えることがある。そこで、図４（Ｂ）に示すようにＤ５に相当するサブフィールドを３分割し、これらを１フレームの中で分散させて配置することが好ましい。これにより、フリッカーを防止して、有機ＥＬディスプレイ１の画質を大幅に向上させることができる。
【００２７】
（３）また、上述した電気光学装置Ａは、電子機器に適用できる。例えば、図５に示すように携帯電話１３００に適用してもよい。携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、有機ＥＬディスプレイ１を有する電気光学装置Ａを備える。この他にも、電気光学装置Ａは、ノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、テレビ、ビューファインダ、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。
【図２】有機ＥＬディスプレイの画素の一実施形態を示した回路図である。
【図３】階調変換モジュールの処理例を示す説明図である。
【図４】サブフィールドとフレームの関係を示す図である。
【図５】電子機器たる携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】Ａ…電気光学装置、１…有機ＥＬディスプレイ、１００…パネル部、１１１…走査線、１１２…データ線、１３０…画素、１４０…走査線駆動回路、１５０…データ線駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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