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技術 表示装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 青沼昌樹
出願日 2018年8月7日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2018-148683
公開日 2020年2月13日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-024294
状態 未査定
技術分野 陰極線管以外の表示装置の制御 エレクトロルミネッセンス光源 EL表示装置の制御
主要キーワード 線形近似直線 基準寿命 加速係数 同一駆動条件 駆動履歴 推定寿命 劣化推定 劣化傾向
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年2月13日)のものです。
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図面 (9)

課題

自発光素子により構成された画素を複数有してなる表示部を備え、画素の使用頻度に応じて適切な補正がなされ、信頼性の高い表示装置を実現する。

解決手段

複数の画素のうち発光時間が所定の閾値以下である画素については、第1の算出式により劣化度合い推定し、これに基づいて当該画素の駆動条件の補正を実行する一方で、発光時間が所定の閾値を超える画素については、第1の算出式と異なる第2の算出式により劣化度合いを推定し、その駆動条件の補正を実行する表示装置とする。これにより、画素の使用頻度に応じた補正がなされ、使用頻度の低い画素を敢えて劣化させる必要がなくなり、従来よりも信頼性の高い表示装置を実現できる。

概要

背景

従来、例えばOLED(Organic Light Emitting Diodeの略)やFED(Field Emis-sion Displayの略)などの自発発光素子により構成された画素を複数有してなる表示装置が知られている。

ここで、OLEDには、連続して発光させると、その発光時間に応じて発光効率が低下し、同一駆動条件であっても発光輝度が低下する特性がある。また、このOLEDの特性低下においては、初期の段階では発光効率の低下度合いが大きく、所定の発光時間を超えると、その低下度合いが小さくなる傾向がある。

なお、本明細でいう「発光時間」とは、ある1つの画素を発光させた時間の合計、すなわち累積発光時間を意味し、使用頻度に応じて画素ごとに異なるものである。

ところで、表示装置では、表示部に様々な映像などが表示され、表示部を構成する画素ごとに駆動履歴が異なるのが通常である。そのため、自発光素子により構成された画素ごとに発光特性の低下度合いがばらつき、使用頻度の高い画素が、使用頻度の低い画素よりも劣化が進行して同一の駆動条件であっても輝度差が生じることで焼きついて見える、いわゆる焼きつきが生じてしまう。

この焼きつきの対策として、各画素の輝度差が小さくなるように、各画素の駆動条件を補正する方法が提案されている。このような自発光素子の駆動条件の補正が行われる構成とされた表示装置としては、例えば特許文献1に記載のものが挙げられる。

特許文献1に記載の表示装置は、画素の発光時間に対して補正係数プロットした各画素共通の1つの補正データが予め記憶され、画素それぞれの発光時間を積算値として逐次蓄積すると共に、積算値のうち最大のものを基準として積算値の差分データを算出する。そして、この表示装置では、これらの積算値の差分データと上記の補正データとに基づき、使用頻度の高い画素の輝度と他の画素の輝度との差が小さくなるように、各画素の駆動条件を補正することで焼きつきが抑制される。

また、特許文献1では、使用頻度が最も高い画素を基準として、他の画素を非使用状態において発光させ、基準とした画素と同程度に劣化させることで、各画素間劣化度合い均等化する方法も提案されている。

概要

自発光素子により構成された画素を複数有してなる表示部を備え、画素の使用頻度に応じて適切な補正がなされ、信頼性の高い表示装置を実現する。複数の画素のうち発光時間が所定の閾値以下である画素については、第1の算出式により劣化度合いを推定し、これに基づいて当該画素の駆動条件の補正を実行する一方で、発光時間が所定の閾値を超える画素については、第1の算出式と異なる第2の算出式により劣化度合いを推定し、その駆動条件の補正を実行する表示装置とする。これにより、画素の使用頻度に応じた補正がなされ、使用頻度の低い画素を敢えて劣化させる必要がなくなり、従来よりも信頼性の高い表示装置を実現できる。

目的

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、自発光素子により構成された画素を初期輝度と同程度に発光させつつも、各画素の使用頻度に応じた駆動条件の補正がなされ、従来よりも信頼性の高い表示装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

自発光素子により構成された画素を複数有してなる表示部(1)と、前記画素ごとの発光時間を記憶する記憶部(2)と、前記発光時間が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定部(31)と、前記発光時間に基づき、前記画素の劣化度合い推定する劣化推定部(32)と、前記判定部の判定結果に基づき、前記画素の駆動条件補正を行う補正部(33)と、を備え、前記補正部は、複数の前記画素のうち前記判定部により前記発光時間が前記閾値以下であると判定された前記画素については、第1の補正式に基づいて駆動条件の補正を行い、複数の前記画素のうち前記判定部により前記発光時間が前記閾値を超えていると判定された前記画素については、前記第1の補正式と異なる第2の補正式に基づいて駆動条件の補正を行う表示装置

請求項2

前記閾値は、前記自発光素子を所定の定電流連続発光させたときの各発光時間における輝度プロットして得られるグラフのうち初期の部分であって、直線的に輝度低下する部分を線形近似して得られる直線式において輝度がゼロになる時間とされている請求項1に記載の表示装置。

請求項3

発光時間がゼロの状態の前記自発光素子を所定の初期輝度となる所定の定電流で駆動して連続発光させた場合において、前記初期輝度から前記初期輝度に対して所定の割合の輝度まで低下するのに要する時間を第1寿命とし、発光時間がゼロの状態の前記自発光素子を前記初期輝度となる所定の定電流で所定の時間X(X>0)だけ連続発光させた後、電流値を上げて前記初期輝度に戻してから、二度目定電流駆動を行って連続発光させた場合において、前記初期輝度から前記初期輝度に対して所定の割合の輝度まで低下するのに要する時間を第2寿命として、前記閾値は、前記所定の時間Xであって、前記第1寿命に対する前記第2寿命の割合である寿命変化率が最大となる値とされている請求項1に記載の表示装置。

請求項4

前記画素は、少なくとも発光色が緑色の副画素を有してなり、前記緑色の副画素は、前記判定部による判定結果に基づき、前記補正部によりその駆動条件が補正される請求項1ないし3のいずれか1つに記載の表示装置。

請求項5

前記記憶部は、前記閾値を第1閾値として、前記第1閾値に加えて、前記第1閾値よりも小さい第2閾値を記憶しており、前記判定部は、前記発光時間が前記第1閾値以下であると判定した場合には、さらに前記発光時間が前記第2閾値以下であるか否かを判定し、前記補正部は、複数の前記画素のうち前記判定部が前記第2閾値以下であると判定した前記画素については、前記第1の補正式に基づいて駆動条件の補正を行い、複数の前記画素のうち前記第2閾値を超えていると判定した前記画素については、前記第1の補正式および前記第2の補正式と異なる、第3の補正式に基づいて駆動条件の補正を行う請求項1ないし4のいずれか1つに記載の表示装置。

技術分野

0001

本発明は、自発光素子によりなる画素を複数有してなる表示部を備える表示装置に関する。

背景技術

0002

従来、例えばOLED(Organic Light Emitting Diodeの略)やFED(Field Emis-sion Displayの略)などの自発発光素子により構成された画素を複数有してなる表示装置が知られている。

0003

ここで、OLEDには、連続して発光させると、その発光時間に応じて発光効率が低下し、同一駆動条件であっても発光輝度が低下する特性がある。また、このOLEDの特性低下においては、初期の段階では発光効率の低下度合いが大きく、所定の発光時間を超えると、その低下度合いが小さくなる傾向がある。

0004

なお、本明細でいう「発光時間」とは、ある1つの画素を発光させた時間の合計、すなわち累積発光時間を意味し、使用頻度に応じて画素ごとに異なるものである。

0005

ところで、表示装置では、表示部に様々な映像などが表示され、表示部を構成する画素ごとに駆動履歴が異なるのが通常である。そのため、自発光素子により構成された画素ごとに発光特性の低下度合いがばらつき、使用頻度の高い画素が、使用頻度の低い画素よりも劣化が進行して同一の駆動条件であっても輝度差が生じることで焼きついて見える、いわゆる焼きつきが生じてしまう。

0006

この焼きつきの対策として、各画素の輝度差が小さくなるように、各画素の駆動条件を補正する方法が提案されている。このような自発光素子の駆動条件の補正が行われる構成とされた表示装置としては、例えば特許文献1に記載のものが挙げられる。

0007

特許文献1に記載の表示装置は、画素の発光時間に対して補正係数プロットした各画素共通の1つの補正データが予め記憶され、画素それぞれの発光時間を積算値として逐次蓄積すると共に、積算値のうち最大のものを基準として積算値の差分データを算出する。そして、この表示装置では、これらの積算値の差分データと上記の補正データとに基づき、使用頻度の高い画素の輝度と他の画素の輝度との差が小さくなるように、各画素の駆動条件を補正することで焼きつきが抑制される。

0008

また、特許文献1では、使用頻度が最も高い画素を基準として、他の画素を非使用状態において発光させ、基準とした画素と同程度に劣化させることで、各画素間劣化度合い均等化する方法も提案されている。

先行技術

0009

特許−3933485号公報

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、特許文献1に記載の前者の方法では、使用頻度の低い画素の駆動電流下げる補正を行うことで、使用頻度の高い画素との輝度差を低減するため、焼きつきが抑制されるものの、全体的な輝度が低下してしまう。また、前者の方法では、各画素で共通の補正データを使用して補正係数を決定するため、各画素の劣化度合いに対応した補正係数とは言い難く、改良の余地がある。

0011

具体的には、OLEDには、上記した発光効率が低下する特性があり、その劣化度合いが初期では大きいのに対して、長期では初期よりも小さくなる傾向がある。しかしながら、前者の方法では、劣化が初期の段階にある画素および劣化が長期の段階にある画素の補正において、同一の補正データに基づいて補正係数を算出するため、実際の劣化度合いに応じた補正とならないおそれがあり、補正の過不足が生じ得る。

0012

一方、後者の方法では、最も使用頻度が高い画素の劣化度合いを基準として、各画素の劣化度合いを均等化するため、使用頻度が低い画素も基準に合わせて劣化させることとなり、使用頻度が低い画素の本来の寿命特性を活かすことができない。

0013

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、自発光素子により構成された画素を初期輝度と同程度に発光させつつも、各画素の使用頻度に応じた駆動条件の補正がなされ、従来よりも信頼性の高い表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

上記目的を達成するため、請求項1に記載の表示装置は、自発光素子により構成された画素を複数有してなる表示部(1)と、画素ごとの発光時間を記憶する記憶部(2)と、発光時間が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定部(31)と、発光時間に基づき、画素の劣化度合いを推定する劣化推定部(32)と、判定部の判定結果に基づき、画素の駆動条件の補正を行う補正部(33)と、を備える。このような構成において、補正部は、複数の画素のうち判定部により発光時間が閾値以下であると判定された画素については、第1の補正式に基づいて駆動条件の補正を行い、複数の画素のうち判定部により発光時間が閾値を超えていると判定された画素については、第1の補正式と異なる第2の補正式に基づいて駆動条件の補正を行う。

0015

これにより、画素の駆動条件の補正を行う際、その発光時間が閾値以下である場合には、第1の補正式を用い、その発光時間が閾値を超えている場合には、第2の補正式を用いる構成の表示装置となる。言い換えると、画素の駆動状況に応じて、駆動条件の補正に用いる補正式を切り替えることで、画素の劣化状況に沿って適切な補正を行うことができる。そのため、使用画素を初期輝度と同程度に発光させつつも、その使用頻度に応じた駆動条件の補正がなされ、従来よりも信頼性の高い表示装置となる。

0016

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

図面の簡単な説明

0017

第1実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。
発光色が緑のOLEDを定電流駆動した時の相対輝度経時変化の一例を示すものであって、エージング処理後の経時変化とその後の経時変化を示すグラフである。
図1の表示装置での画素の発光時間に対する相対輝度の算出結果を示すものであって、所定の閾値前後における算出の違いを示すグラフである。
図2に示す閾値の設定の一例を示す図である。
図1の表示装置の動作例を示すフローチャートである。
第1実施形態の表示装置の変形例において、発光色が緑色の副画素での閾値の設定の一例を示すグラフである。
第1実施形態の表示装置の変形例において、発光色が青色の副画素での閾値の設定の一例を示すグラフである。
発光色が赤色の副画素および緑色の副画素をそれぞれ同じ所定の初期輝度となる電流値で定電流駆動した時の相対輝度の経時変化の一例を示すグラフである。

実施例

0018

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

0019

(第1実施形態)
第1実施形態の表示装置について、図1を参照して述べる。本実施形態の表示装置は、例えば、車載用途の表示装置などに適用されるが、他の用途にも適用され得る。

0020

本実施形態の表示装置は、図1に示すように、表示部1と、記憶部2と、判定部31および補正部33を有してなる制御部3と、映像入力部4とを有してなる。この表示装置は、映像入力部4からの信号に基づく映像が表示部1に表示されるものであって、判定部31による判定結果に基づき、補正部33により画素ごとにその使用状況に応じた駆動条件の補正がなされる構成とされている。

0021

表示部1は、例えばOLEDやFEDなどの自発光素子により構成される画素を複数有してなり、映像入力部4の映像信号に基づいてこれら各画素が発光させられることで映像などを表示するものである。表示部1は、例えば、各画素のスイッチング素子としての図示しない薄膜トランジスタを有し、選択した画素ごとのオンオフの制御が可能なアクティブマトリクス方式が採用され得る。表示部1は、OLEDを自発光素子として採用した場合には、「有機EL(Electro Luminescenceの略)ディスプレイ」と称される。

0022

本実施形態では、OLEDを自発光素子として採用した例について説明するが、OLED(有機EL素子)および有機ELディスプレイの構成については、公知であるため、本明細書ではその詳細な説明を省略する。

0023

記憶部2は、画素ごとの発光時間などの駆動履歴、後述する判定部31による判定や補正部33による駆動条件の補正などに用いられる各種のプログラムやテーブルデータを記憶するものである。記憶部2は、例えば、ROM、RAMや不揮発性RAMなどが用いられ得る。

0024

なお、駆動履歴については、例えば、後述する映像入力部4による入力信号履歴と図示しない時間計測部による時間とに基づいて得ることができる。

0025

制御部3は、図1に示すように、判定部31と、劣化推定部32と、補正部33とを有してなる。制御部3は、例えば、CPUが記憶部2に格納された各種プログラム等を読み込んで実行することで、後述する判定部31による判定や補正部33による画素の駆動条件の補正を行う。制御部3は、例えば、記憶部2と併せて制御ECU(Electronic Control Unitの略)として構成され得るが、他の態様であってもよい。

0026

判定部31は、表示部1を構成する画素それぞれが所定の時間以上発光したか否か、すなわち、画素それぞれの発光時間が所定の閾値以下であるか否かを判定する。この判定部31による判定結果は、劣化推定部32による劣化度合いの推定および補正部33による画素の駆動条件の補正に反映される。

0027

劣化推定部32は、画素ごとの劣化度合いを推定するものであり、例えば、ROMに格納された劣化度合いを算出するプログラムをCPUが実行し、記憶部2に記憶された各画素の発光時間のデータを用いて、各画素の劣化度合いを算出する。

0028

ここで、OLEDで構成された画素の劣化度合いの推定については、例えば、KONICAMINOLTA TECHNOLOGY REPORTVOL.9(2012)「全燐光型OLED照明パネル製品開発」に記載の公知の寿命推定方法により得られる推定寿命カーブが利用され得る。例えば、上記の公知文献に記載の方法のように、画素の劣化を初期段階の劣化とその後の長期段階の劣化とに分離し、画素の輝度の経時変化の実測値により加速係数を算出することで、画素の発光時間と輝度の経時変化との関係を示す推定寿命カーブを作成する。

0029

具体的には、例えば、輝度低下の度合いが大きい初期段階の劣化(以下「初期劣化」という)と、初期段階の劣化より後の劣化であって、輝度低下の度合いが初期段階に比べて小さい長期段階の劣化(以下「長期劣化」という)とに基づき相対輝度L1を算出する。この相対輝度Lの算出式は、以下の(1)式で表される。

0030

L1=a1×exp(−t×b1)+a2×exp(−t×b2)・・・(1)
この(1)式の右辺における第1項が初期劣化の成分に相当し、係数a1、b1は、初期劣化に関する係数である。(1)式の右辺における第2項が長期劣化の成分に相当し、係数a2、b2は、長期劣化に関する係数である。第1項および第2項におけるtは、画素の発光時間である。

0031

また、「相対輝度」とは、所定の定電流で画素を駆動した場合に、当該画素がある発光時間にある輝度となったときにおける、初期輝度に対する当該ある輝度の割合を指す。つまり、劣化していない状態、すなわち初期輝度である場合には相対輝度が1となり、劣化が進行するにつれて相対輝度は0に近くなる。

0032

なお、以下の説明の簡略化のため、便宜的に、OLEDで構成される画素の発光時間のうち画素が初期劣化の傾向を示す期間を「初期」と称し、「初期」よりも後の期間、すなわち画素が長期劣化の傾向を示す期間を「長期」と称する。

0033

記憶部2に例えば所定の間隔で記憶される画素の発光時間や輝度などの駆動履歴を(1)式に当てはめ、各種係数a1、b1、a2、b2を算出する。算出した各種係数a1、b1、a2、b2と(1)式とにより、発光時間に対する相対輝度を算出することで、画素の劣化度合いを推定することができる。

0034

本実施形態では、発光時間のうち初期と長期との境界となる時間、すなわち画素の劣化度合いの傾向が切り替わる時間として「閾値」が設定されており、判定部31は、画素の発光時間が所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、この判定結果に基づいて、劣化推定部32は、発光時間に応じて使用する相対輝度の算出式を適宜選択する。この閾値の詳細については、後述する。

0035

劣化推定部32は、例えば、初期劣化の段階にあると判定された画素について、初期における当該画素の駆動履歴のデータと(1)式で表される第1の相対輝度L1の算出式とを用いて、その相対輝度を算出し、その劣化度合いの推定を行う。また、劣化推定部32は、劣化度合いが長期劣化の段階にあると判定された画素について、長期における当該画素の駆動履歴のデータと長期における第2の相対輝度L2の算出式とを用いて、その相対輝度を算出し、劣化度合いの推定を行う。この第2の相対輝度L2の算出式は、以下の(2)式で表される。

0036

L2=a3×exp(−t×b3)+a4×exp(−t×b4)・・・(2)
この(2)式の右辺における各種係数a3、b3、a4、b4は、(1)式における各種係数a1、b1、a2、b2とは数値が異なる係数である。また、tは、画素の発光時間である。さらに、(2)式における各種係数a3、b3、a4、b4については、(1)式における各種係数の算出と同様の手順で行われるが、所定の閾値よりも後の発光時間における画素の駆動履歴のデータを(2)式に当てはめて算出される。

0037

つまり、劣化推定部32は、判定部31が複数の画素のうち発光時間が所定の閾値以下であると判定された画素については(1)式を、発光時間が所定の閾値を超えていると判定された画素については(2)式を用いて、画素それぞれの劣化度合いを推定する。このように、劣化推定部32は、各画素の劣化の進行度合い指標である発光時間に応じて、算出式を切り替えて劣化度合いの推定を行う。

0038

なお、各画素が、発光色が異なる複数の副画素、例えば赤色の副画素、緑色の副画素および青色の副画素により構成されている場合、これらの副画素ごとに上記の算出式により相対輝度L1、L2を算出することで、副画素ごとにその劣化度合いを推定できる。また、以下の説明において、発光色が赤色の副画素、青色の副画素、緑色の副画素をそれぞれ「R副画素」、「G副画素」、「B副画素」と称する。

0039

補正部33は、判定部31による判定結果およびこれによる劣化推定部32での劣化度合いの推定に基づき、複数の画素のうち表示部1での映像表示に使用している画素(以下「使用画素」という)について、当該画素の駆動条件を補正するものである。

0040

具体的には、補正部33は、使用画素について、その輝度が所定の初期輝度と同程度の輝度(以下「初期相当輝度」という)となるように、その駆動条件の補正を行う。このとき、補正部33は、判定部31による判定結果に応じて、第1の相対輝度L1の算出式または第2の相対輝度L2の算出式に基づく使用画素の劣化度合いを反映した駆動条件の補正を行う。つまり、補正部33は、画素の劣化度合いに応じて、第1の相対輝度L1の算出式に基づく第1の補正式または第2の相対輝度L2の算出式に基づく第2の補正式により、その駆動条件を補正する。この駆動条件の補正の詳細については、後述する。

0041

なお、ここでいう「初期相当輝度」とは、所定の初期輝度と同じ輝度だけでなく、所定の初期輝度に近い輝度であって、人の視覚上で輝度差を感じない程度の輝度を含む。

0042

映像入力部4は、表示部1に表示する映像に対応する所定の映像信号を表示部1に入力するものであり、表示部1に表示させる映像の種類に応じて、図示しない他の各種電子部品に接続される。

0043

以上が、本実施形態の表示装置の構成である。

0044

次に、本実施形態の表示装置における補正部33による画素の駆動条件の補正の詳細について説明するが、その前にまずOLEDで構成される画素の劣化傾向について、図2を参照して説明する。図2では、劣化傾向を区別し易くするため、便宜的に、α、βの符号を付している。

0045

画素を所定の初期輝度となる電流値に固定して定電流駆動を行うと、当該画素は、初期では相対輝度の低下度合いが大きく、長期ではその低下度合いが初期よりも小さい傾向を示す。

0046

具体的には、図2中のαの相対輝度の経時変化が初期におけるものであり、βの相対輝度の経時変化が長期におけるものである。より具体的には、αで示す経時変化の測定を行う前に、発光時間がゼロである画素を初期輝度1500cd/m2となる電流値で固定し、85℃の環境下で24時間駆動するエージング処理を行う。その後、劣化した当該画素が輝度1500cd/m2となる電流値に上げて固定し、85℃の環境下で連続駆動した結果が図2中のαである。図2のαで示すように、このときの相対輝度は、約65時間後に1から0.9まで低下し、約220時間後には0.8まで低下した。

0047

βで示す経時変化は、αで示した定電流駆動後に、劣化した当該画素が輝度1500cd/m2となる電流値に上げて固定し、85℃の環境下で連続駆動した結果である。図2のβに示すように、このときの相対輝度は、約160時間後に1から0.9まで低下し、約510時間後には0.8まで低下した。なお、βでの電流値は、αでの駆動による影響で画素の劣化が進行し、発光効率が低下しているため、αでの電流値よりも高い数値となっている。

0048

図2に示すように、相対輝度が1から0.8までに低下するまでに要する時間がαでは約220時間であるのに対して、βでは約2.3倍の約510時間であり、相対輝度の低下度合いは、初期よりも長期のほうが小さい。つまり、初期の段階と長期の段階では、画素の劣化傾向が異なり、画素の寿命特性は、相対輝度の低下度合いが大きい初期劣化、および相対輝度の低下度合いが小さい長期劣化の2つの成分に分けられると言える。

0049

続いて、従来の画素の劣化度合いの推定と本実施形態の表示装置での画素の劣化度合いの推定について、図3を参照して説明する。

0050

図3では、第1の相対輝度L1の算出式により求めた初期の経時変化、および第2の相対輝度L2の算出式により求めた長期の経時変化を実線で示し、第1の相対輝度L1の算出式により求めた従来の長期の経時変化を破線で示している。また、図3では、区別し易くするため、便宜的に、実線で示した相対輝度の経時変化にA1、A2の符号を付すと共に、破線で示した相対輝度の経時変化にBの符号を付している。

0051

従来の画素の劣化度合いの推定では、例えば(1)式で表される第1の相対輝度L1の算出式を基準寿命特性のデータとして記憶しておき、この式に画素の駆動履歴のデータを当てはめて各種係数を求める。そして、図3に示す初期の経時変化A1と長期の経時変化Bとをまとめて算出していた。これにより得られた相対輝度の算出式(図3の例では、A1およびB)、すなわち画素の劣化度合いの推定式に基づき、各画素の劣化度合いを推定した後、各画素が初期相当輝度となるように、駆動条件の補正を行っていた。つまり、初期および長期における画素の駆動履歴のデータに基づき、初期および長期を併せた相対輝度の算出式を求め、この算出式を各画素の劣化度合いを推定するための共通の補正式の基礎とし、補正条件を決定していた。

0052

しかしながら、相対輝度の低下傾向が異なる初期および長期の画素の駆動履歴のデータに基づいて、相対輝度の算出式を求めるため、初期および長期それぞれにおける相対輝度を算出しても、実際の劣化度合いとズレが生じ得る。そして、このように推定した劣化度合いに基づいて、初期の劣化傾向を示す状態にある画素および長期の劣化傾向を示す状態にある画素それぞれの駆動条件の補正を、共通の補正式により決定すると、補正の過不足が生じ得る。

0053

本発明者は、鋭意検討の結果、初期劣化および長期劣化それぞれにおいて、異なる相対輝度の算出式を用いて劣化度合いを推定し、その結果を以てOLEDの駆動条件を補正することで、実際の劣化度合いに応じた、より精度の高い補正ができることを見出した。

0054

具体的には、図3に示すように、初期劣化と長期劣化との境界となる時間を便宜的に閾値として定め、この閾値の前後において相対輝度の算出式を使い分ける。つまり、図3に示すように、初期における相対輝度の経時変化A1については、初期の画素の駆動履歴のデータのみに基づき、第1の算出式により算出する。一方、長期における相対輝度の経時変化A2については、長期の画素の駆動履歴にのみ基づき、第2の算出式により算出する。これにより、初期および長期それぞれにおける相対輝度の算出式による劣化度合いの推定の精度が高くなり、ひいては初期および長期それぞれにおける駆動条件の補正の精度が高くなる。言い換えると、画素の駆動条件の補正に際し、初期の状態にある画素については、第1の補正式に基づいて補正を行い、長期の状態にある画素については、第2の補正式に基づいて補正する、ということもできる。

0055

例えば、図3に示すように、ある一の画素の発光時間が所定の閾値以下のt1である場合において、第1の相対輝度L1の算出式により得られた相対輝度が0.84であるときについて検討する。このとき、当該一の画素の輝度が初期相当輝度となるように、すなわち相対輝度が1.00となるように、当該一の画素の電流値を約1.19倍に引き上げるなどの駆動条件の補正を実行する。

0056

また、図3に示すように、ある他の画素の発光時間が所定の閾値を超えるt2である場合において、第2の相対輝度L2の算出式により得られた相対輝度が0.95であるときについて検討する。このとき、当該他の画素の輝度が初期相当輝度となるように、すなわち相対輝度が1.00となるように、当該他の画素の電流値を約1.05倍に引き上げるなどの駆動条件の補正を実行する。

0057

なお、図3中における長期の経時変化A2を算出するのに用いる、第2の相対輝度L2の算出式については、次のようにして求める。発光時間が閾値に到達したら、相対輝度を1に戻すため、駆動電流を上げて所定の電流値とし、再度画素を初期輝度に相当する輝度(以下、便宜的に「第2の初期輝度」という)で発光させる。このとき、この所定の電流値での定電流駆動を行い、第2の初期輝度を基準として、発光時間に対する相対輝度の低下度合いを例えば(2)式に当てはめて各種係数a3、b3、a4、b4を計算する。(2)式と各種係数a3、b3、a4、b4とにより得られた式を第2の相対輝度L2の算出式として用いることで、緩やかに直線的に輝度低下する長期での画素の劣化度合いを精度よく推定することができる。

0058

このように、画素それぞれについて当該画素の発光時間(使用頻度)に応じて、相対輝度の算出式を切り分けて劣化度合いの推定を行い、その結果に基づいて駆動条件の補正が行うことにより、画素の劣化状況に応じた適切な補正となる。

0059

次に、判定部31での判定に用いられる閾値の設定について、図4を参照して説明する。

0060

閾値は、例えば、図4に示すように、初期における相対輝度の変化に基づいて定められる。具体的には、第1の相対輝度L1の算出式により算出される相対輝度について線形近似することで線形近似直線を求める。この線形近似直線は、図4中に二点鎖線で示すように、初期の相対輝度のうち直線的に低下する部分を含み、発光時間に比例して相対輝度が低下する直線式となる。この線形近似の直線式において、相対輝度がゼロになる時間を閾値として設定し、初期と長期との切り分けを行うことができる。

0061

次に、本実施形態の表示装置における動作例について、図5を参照して説明する。

0062

例えば、イグニッション電源がONの状態にされるなどにより、本実施形態の表示装置が立ち上がり、表示部1に映像が表示されると、CPUは、処理をステップS1に進める。ステップS1では、CPUは、記憶部2に予め格納された画素の基準寿命特性のデータを読み込む。

0063

なお、ここでいう「基準寿命特性のデータ」としては、例えば、(1)式に示す初期の相対輝度を算出するための第1の算出式および(2)式に示す長期の相対輝度を算出するための第2の算出式が挙げられる。

0064

次に、CPUは、処理をステップS2に進める。ステップS2では、CPUがROMなどに予め格納された所定のプログラムを読み込んで実行することで、画素の発光時間が所定の閾値以下であるか否かの判定が行われる。ステップS2において画素の発光時間が閾値以下であると判定された場合、すなわちステップS2にてYESの場合には、CPUは、処理をステップS3に進める。

0065

ステップS3では、CPUは、初期での相対輝度を算出するための第1の算出式の読み込みを行い、ステップS4に処理を進める。ステップS4では、まず、劣化推定部32が読み込んだ第1の算出式を用いて画素の相対輝度を計算し、画素の劣化度合いを推定する。続いて、補正部33は、画素が所定の初期輝度(限定するものではないが、例えば1500cd/m2)と同程度の輝度で発光するように、すなわち相対輝度がおよそ1となるように、当該画素の電流値を上げるなどの駆動条件の補正を行う。つまり、図5で示す「第1補正処理」とは、上記のように、初期の状態にある画素についてその駆動条件の補正を行うことを指す。

0066

一方、ステップS2において画素の発光時間が閾値を超えていると判定された場合、すなわちステップS2にてNOの場合には、CPUは、処理をステップS5に進める。ステップS5では、CPUは、長期での相対輝度を算出するための第2の算出式の読み込みを行い、ステップS6に処理を進める。ステップS6では、まず、劣化推定部32が読み込んだ第2の算出式を用いて画素の相対輝度を計算し、画素の劣化度合いを推定する。そして、ステップS4と同様の手順により、補正部33は、画素が初期相当輝度で発光するように、当該画素の駆動条件の補正を行う。つまり、図5で示す「第2補正処理」とは、上記のように、長期の状態にある画素についてその駆動条件の補正を行うことを指す。

0067

ステップS4またはS6が終了したら、CPUは、処理を終了する。本実施形態の表示装置は、例えば上記のような動作を行う。なお、図5では、第1補正処理または第2補正処理が終了したら、処理を終了する例を示したが、これに限られず、所定の間隔で図5に示す処理が繰り返されてもよい。

0068

本実施形態によれば、閾値を基準として初期と長期とにおける相対輝度の算出式を切り替えて、画素の駆動状況に応じた劣化度合いを推定し、その駆動条件の補正が実行される表示装置となる。そのため、初期および長期それぞれの相対輝度の算出式における各種係数の算出精度上がり、ひいては画素の劣化度合いの推定の精度が向上し、画素の駆動条件の補正の精度が従来よりも向上する。また、各画素がその使用頻度に応じて適切な駆動条件の補正がなされることで、補正の過不足が抑制されると共に、使用頻度の少ない画素を敢えて劣化させる必要がなくなり、各画素の寿命特性を最大限活かせる表示装置となる。

0069

また、画素の初期での劣化度合いは、画素が同じ素子構成であっても、その製造ロットによってばらつくことが多い。このようなバラツキが生じた場合には、表示装置の画素ごとの寿命特性もばらつき、信頼性低下の原因となる。そこで、このようなばらつきに起因する信頼性低下を抑制するため、あらかじめ所定の定電流駆動を所定時間(例えば数十時間)行う処理、すなわちエージング処理を行うことが知られている。しかしながら、このエージング処理を行うと、表示装置を出荷するまでのサイクルタイムが長くなり、コストが増加する原因となるため、好ましくない。

0070

これに対して、本実施形態の表示装置では、初期と長期とで相対輝度の算出式を切り替え、画素の駆動状況に応じた補正を行う構成とされているため、通常エージング処理を行う初期の段階であっても適切な補正ができることから、エージング処理が不要となる。そのため、通常、エージング処理に要する時間も寿命特性に上乗せする形となり、その分だけ画素の寿命特性が向上した表示装置となる。さらに、エージング処理が不要となることにより、コストの低減効果も期待される。

0071

(第1実施形態の変形例)
第1実施形態の表示装置の変形例について、図6A図6Bを参照して述べる。本変形例では、閾値の設定が上記第1実施形態と相違するため、この相違点を主に説明する。

0072

本変形例では、閾値を次のように設定する。

0073

まず、所定の初期輝度を設定し、このときの電流値を固定して画素の定電流駆動を行い、発光時間に対する相対輝度の経時変化のデータを取得する。このデータを(1)式の相対輝度の算出式に当てはめて、各種係数を算出し、相対輝度の算出式を求める。そして、このときの相対輝度が1から0.8までに低下するのに要する時間、すなわち初期輝度の80%まで輝度が低下するのに要する時間(以下「LT80」という)を「第1寿命」とする。

0074

次に、同じ素子構成の画素であって、発光時間がゼロである画素を所定の初期輝度となる電流値で固定して、任意の時間X(X>0、単位:hours)だけ定電流駆動を行う。この駆動により劣化した画素が上記の初期輝度となるように電流値を再設定した後、当該画素について二度目の定電流駆動を行った場合におけるLT80を相対輝度の算出式により算出し、このときのLT80を便宜的に「第2寿命」とする。

0075

そして、第2寿命の第1寿命に対する割合を「寿命変化率」(単位:%)として、任意の時間Xを変更して、寿命変化率が最大となるXの値を算出する。この寿命変化率が最大となるXの値を「閾値」として設定する。なお、画素が発光色の異なる複数の副画素で構成されている場合には、この閾値は、当該複数の副画素ごとに、言い換えると素子構成ごとに適切な値となるように設定される。別の見方をすると、閾値は、エージングが完了した時間であるということもできる。

0076

例えば、図6Aには、G副画素において、任意の時間Xを24時間刻みで変更した際の寿命変化率を計算した結果を示している。図6Aに示すように、任意の時間Xが120時間の場合に、寿命変化率が最大の154%となっているため、120時間を閾値として設定する。同様に、B副画素において寿命変化率を算出すると、図6Bに示すように、任意の時間Xが168時間の場合に、寿命変化率が最大の109%となっているため、109時間を閾値として設定する。

0077

なお、上記した例では、第1寿命および第2寿命を初期輝度から初期輝度の80%まで低下する時間として設定したが、これに限られず、初期輝度に対する低下の割合の設定については適宜変更されてもよい。また、上記の例では、任意の時間Xを24時間刻みで変更したが、これに限られず、任意の時間Xは適宜変更されてもよい。

0078

本変形例によれば、上記第1実施形態における閾値の設定よりも高い精度で閾値の設定ができる。そのため、上記第1実施形態に比べ、さらに信頼性が向上した表示装置が得られる。

0079

(他の実施形態)
なお、上記した第1実施形態に示した表示装置は、本発明の表示装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

0080

(1)例えば、上記第1実施形態では、初期と長期とを閾値で切り分けて、初期および長期それぞれの段階で相対輝度の算出式を算出し、画素の駆動条件を補正する例について説明した。しかしながら、初期および長期の二段階で相対輝度を算出して補正を行う例に限られず、初期における相対輝度の低下傾向をさらに細分化し、例えば、初期、中期、長期の三段階での相対輝度の算出および補正を行ってもよい。

0081

この場合、例えば、上記第1実施形態およびその変形例での閾値を「第1閾値」として、第1閾値よりも小さい「第2閾値」を設定する。そして、発光時間が「第1閾値以下かつ第2閾値以下」、「第1閾値以下かつ第2閾値を超えている」、「第1閾値を超えている」の3つの場合それぞれにおいて、相対輝度の算出式を切り替える。

0082

具体的には、判定部31は、発光時間が第1閾値以下であると判定した場合、さらに第2閾値以下であるか否かを判定するプログラムを実行する構成とされていればよい。劣化推定部32は、発光時間が第1閾値以下かつ第2閾値以下である場合には第1の算出式を、発光時間が第1閾値以下かつ第2閾値を超えている場合には第3の算出式を、発光時間が第1閾値を超えている場合には第2の算出式を用いる構成であればよい。そして、補正部33は、三段階のそれぞれの算出式に基づき、いわば第1、第2、第3の補正式に基づいて画素の使用頻度に応じた駆動条件の補正を実行する。このように、長期より前の段階を細分化し、二段階以上の補正を実行する構成とされた表示装置とされてもよい。

0083

(2)上記第1実施形態では、画素が発光色の異なる複数の副画素で構成される場合、そのすべての副画素について閾値を用いた判定、劣化度合いの推定およびその駆動条件の補正を行う例について説明した。しかしながら、副画素間において相対輝度の低下度合いに大きな差がある場合には、少なくとも相対輝度の低下度合いが大きい副画素について閾値に基づく駆動条件の補正が行われる構成とすればよい。

0084

具体的には、例えば、図7に示すように、R副画素とG副画素とを有してなる画素において、副画素間において相対輝度の低下度合いの差が大きい場合には、少なくともG副画素について閾値に基づく補正が行われればよい。この場合、R副画素については、閾値に基づく補正が行われてもよいし、行われなくてもよい。

0085

なお、図7では、所定のエージング処理後のR副画素、G副画素をそれぞれ同じ所定の初期輝度となる電流値で定電流駆動した際の相対輝度の経時変化の一例を示すと共に、R副画素のデータにRの符号を、G副画素のデータにGの符号を付している。

0086

また、図7の例では、R副画素およびG副画素のうちG副画素について駆動条件の補正を行う例について示したが、これに限られず、B副画素の相対輝度の低下度合いが他の副画素に比べて大きい場合には、B副画素の駆動条件の補正が行われればよい。例えば、発光層を構成する発光材料燐光材料であるか蛍光材料であるか、高温耐性があるか否かなどによって、副画素の発光色ごとに相対輝度の低下度合いに差が生じ得るため、状況に応じて補正を行う副画素を適宜決定すればよい。

0087

(3)上記第1実施形態では、1つの劣化推定部32および補正部33により第1補正処理および第2補正処理を実行する例について説明した。しかしながら、これに限られず、第1補正処理と第2補正処理とをそれぞれ別々の劣化推定部32および補正部33により実行する構成とされてもよい。これにより、画素の第1補正処理および第2補正処理が分散され、処理速度を落とすことなく、スムーズに各画素の駆動条件の補正を実行できる構成となる。また、必要に応じて、記憶部2や判定部31が複数有する構成の表示装置とされてもよい。記憶部2や制御部3などが複数備えられた構成とされることは、フェールオペレーションの観点からも好ましいと言える。

0088

1 表示部
2 記憶部
3 制御部
31 判定部
32劣化推定部
33補正部
4映像入力部

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