発光素子表示装置
【課題】表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度は変化しない発光素子表示装置を提供する。
【解決手段】各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置は、各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、映像信号の統計値を算出する統計値算出部２１１と、算出された統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される所定条件を満たす場合に、階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部２１５と、変更されたデータ電圧を生成するデータ電圧生成部２１６と、を備える。
【解決手段】各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置は、各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、映像信号の統計値を算出する統計値算出部２１１と、算出された統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される所定条件を満たす場合に、階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部２１５と、変更されたデータ電圧を生成するデータ電圧生成部２１６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子表示装置に関し、自発光体である発光素子に発光させて表示を行う発光素子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ（Electro-luminescent）表示装置」という。）が実用化段階にある。この有機ＥＬ表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。
【０００３】
一方、医療画像表示用ディスプレイの分野では、表示画像の階調特性は，米国放射線学会（ACR）と北米電子機器工業会（NEMA）が開発した、ＣＴやＭＲＩ、ＣＲなどで撮影した医用画像のフォーマットと、それらの画像を扱う医用画像機器間の通信プロトコルを定義した標準規格であるＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）Part 14が標準となっている。このＤＩＣＯＭ Part 14は画像データとの整合性をとるために、ＧＳＤＦ(Grayscale Standard Display Function)を規定している。ＧＳＤＦとは、紙、フィルム、ディスプレイなどの輝度の異なる画像表示においても、低階調の領域から高階調領域まで同じような見え方となるように、人間の識別閾を考慮して作成されたものである。
【０００４】
昨今、医療施設では経済的メリット（管理費、フィルム代、保管スペース、情報の共有化）などの観点から表示物のフィルムレス化が必要不可欠となっており、画像表示装置がフィルムからディスプレイへと移行してきている。このように画像診断装置のデジタル化、画像データの拡大、コンピュータや通信技術の発達により、高精細かつ高輝度で表示することと共に、画像診断装置で取得したデータを、コントラストや階調特性もフィルムと同様な画像を表示することが求められている。
【０００５】
特許文献１は、静止画と動画とを判定し、これによりガンマ特性の切り替えを行うことについて開示している。特許文献２は、入力された映像信号を集計し、ＥＬ素子に流す基準電流倍率を大きくすることについて開示している。特許文献３は、電源ラインにおける電圧降下を補償するために、電圧降下に応じて画像データに補正することについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５０１７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６５２４６号公報
【特許文献３】特開２００９−２１６８０１号公報
【特許文献４】特開２００９−３００５１７号公報
【特許文献５】特開２０１０−００２７７０号公報
【特許文献６】特開２００３−００５７０９号公報
【特許文献７】特開２００７−１４８２２２号公報
【特許文献８】特開２００３−３３０４２１号公報
【特許文献９】特開２００９−１０４１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機ＥＬ表示装置等においては、電源配線抵抗等の影響により、画面表示量（点灯率）に応じて輝度・色度変動が発生する。例えば、画面内の小さなウィンドウ枠のみに白を表示するような白ウィンドウ表示時と、画面全体に白色を表示する全白表示時とでは、表示領域内の抵抗が異なるため、白ウィンドウ表示時には高い輝度による白表示となるが、全白表示時には白ウィンドウ表示時よりも低い輝度の白表示となる。特に、近年のパネルサイズの拡大と共に電源配線抵抗等の影響は大きくなり、より輝度・色度変動が顕在化する。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度は変化しない発光素子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】
【０００９】
本発明の発光素子表示装置は、各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置において、前記各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、前記映像信号の統計値を算出する統計値算出部と、前記算出された前記統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される条件を満たす場合に、前記階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部と、前記変更された前記データ電圧を生成するデータ電圧生成部と、を備える、ことを特徴とする発光素子表示装置である。
【００１０】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記最大階調値の前記基準輝度は、全画面を白で表示した場合の一画素の輝度とすることができる。
【００１１】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記データ電圧変更部は、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域及び前記中階調域について、前記変更前のデータ電圧である基準データ電圧より低いデータ電圧に変更することができる。
【００１２】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記統計値は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）とすることができる。
【００１３】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記統計値は、等間隔に分割された全階調範囲の各階調範囲に含まれる画素数についてのヒストグラムに基づいて求めることができる。
【００１４】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記条件は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬが所定値以下であり、かつ、所定階調域の画素数が所定数以下である、とすることができる。
【００１５】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記条件は、前記ＡＰＬが前記ＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について示す図である。
【図２】図１のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板について概略的に示す図である。
【図３】図２の画素の回路を概略的に示す図である。
【図４】図３の画素における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】図２のデータ信号駆動部の内部構成を概略的に示す図である。
【図６】図５のデータ電圧生成部に含まれるラダー回路について示す図である。
【図７】図５のデータ信号駆動部における階調電圧生成のフローチャートである。
【図８】オフセットＦとＡＰＬの関係を示すグラフである。
【図９】生成されるヒストグラムの一例について示す図である。
【図１０】白ウィンドウ表示の一例について示す図である。
【図１１】白ウィンドウ表示と全白表示における各階調における輝度を示すグラフである。
【図１２】白ウィンドウ表示と全白表示におけるＡＰＬとγとの関係を示すグラフである。
【図１３】ダイナミックレンジが縮小された階調変換関数の例について示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＴＦＴ基板について概略的に示す図である。
【図１５】図１４の画素の回路を概略的に示す図である。
【図１６】図１５の画素における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図１７】図１４のデータ信号駆動部の内部構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態係る有機ＥＬ表示装置１００について示す図である。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板２００及び不図示の封止基板から構成される有機ＥＬパネルを挟むように固定する上フレーム１１０及び下フレーム１２０と、表示する情報を生成する回路素子を備える回路基板１４０と、その回路基板１４０において生成されたＲＧＢの映像信号をＴＦＴ基板２００に伝えるフレキシブル基板１３０と、により構成されている。
【００１９】
図２には、図１のＴＦＴ基板２００が概略的に示されている。ＴＦＴ基板２００は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種の有機発光素子のいずれかを有する画素２８０と、表示する階調値に対応するデータ電圧をデータ信号線２５０に印加するデータ信号駆動部２１０と、各画素２８０に複数配置されたＴＦＴスイッチを制御するための信号を（ゲート）信号線２６１〜２６３に出力するゲート駆動部２２０と、発光素子を発光させる矩形波の掃引信号を掃引信号線２７０に出力する掃引信号駆動部２３０と、各画素２８０に配線された電源線２４０に接続された電源部２４１とを備えている。なお、この図においては、図が煩雑にならないよう画素２８０の数を減らし、簡略化して記載している。
【００２０】
図３には、画素２８０の回路が概略的に示されている。この図に示されるように、画素２８０の回路は、自発光体である有機ＥＬ素子３１０と、信号選択信号線２６１に入力される信号選択信号により駆動され、掃引信号線２７０及びデータ信号線２５０のいずれを入力信号線２５５に接続するかを選択する第１選択スイッチ３０１及び第２選択スイッチ３０２と、有機ＥＬ素子３１０を発光させるスイッチとして機能し、有機ＥＬ素子３１０のアノード側が、後述する発光制御スイッチ３０８を介して、ドレイン側に接続されている駆動ＴＦＴ３０６と、第１選択スイッチ３０１及び第２選択スイッチ３０２と駆動ＴＦＴ３０６のゲート側との間に配置された記憶容量３０４と、駆動ＴＦＴ３０６のドレイン側とゲート側とを結ぶように接続され、リセット信号線２６３に入力されるリセット信号により動作するリセットスイッチ３１４と、駆動ＴＦＴ３０６のドレイン側にあり、発光制御信号線２６２に入力される発光制御信号により駆動する発光制御スイッチ３０８と、有機ＥＬ素子３１０のカソード側に接続された共通電極３１２と、を備えている。また、駆動ＴＦＴ３０６のソース側は電源線２４０に接続されている。
【００２１】
なお、第１選択スイッチ３０１、駆動ＴＦＴ３０６及び発光制御スイッチ３０８はｐ型ＭＯＳにより形成されているため、ゲート信号がＬｏｗでオンとなる。一方、第２選択スイッチ３０２及びリセットスイッチ３１４は、ｎ型ＭＯＳにより形成されているため、ゲート信号がＨｉｇｈでオンとなる。なお、本実施形態においては、各画素においては０〜２５５の２５６階調による表示を行い、「低階調域」、「中階調域」及び「高階調域」の語は、それぞれ２５６階調を略三等分した０〜８５階調、８６〜１７０階調、及び１７１〜２５５階調を意味する。
【００２２】
図４は、図３の画素２８０の有機ＥＬ素子３１０の発光時における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートには、図４のデータ信号線２５０、掃引信号線２７０、信号選択信号線２６１、リセット信号線２６３及び発光制御信号線２６２にそれぞれ印加されるデータ電圧、掃引電圧、信号選択信号、リセット信号及び発光制御信号の各信号の変化の様子が示されている。
【００２３】
この図に示されるように、まず、時刻Ｔ１において、信号選択信号と発光制御信号とが共にＬｏｗ（アクティブ）となると、第１選択スイッチ３０１はオンとなり、第２選択スイッチ３０２はオフとなるため、入力信号線２５５にはデータ電圧が入力され、発光制御スイッチ３０８はオンとなる。次に、時刻Ｔ２において、リセット信号がＨｉｇｈ（アクティブ）となり、リセットスイッチ３１４がオンとなることにより、駆動ＴＦＴ３０６のゲートとドレインは導通する。
【００２４】
引き続き、時刻Ｔ３において、発光制御信号がＨｉｇｈ（ネガティブ）となると、発光制御スイッチ３０８がオフとなり、駆動ＴＦＴ３０６のゲート電圧が上がり、駆動ＴＦＴ３０６の閾値電圧となった時点で駆動ＴＦＴ３０６は非導通となる。時刻Ｔ４において、リセット信号Ｌｏｗ（ネガティブ）により、リセットスイッチ３１４がオフとなり、時刻Ｔ５において、データ信号線２５０にデータ電圧が印加されて、記憶容量３０４に階調電圧に対応する電圧が蓄えられる。
【００２５】
時刻Ｔ６において、信号選択信号がＨｉｇｈとなると共に、掃引信号線２７０に掃引電圧が設定され、発光制御信号がＬｏｗ（アクティブ）となる。これにより、発光制御スイッチ３０８がオンとなると共に、入力信号線２５５は掃引信号線２７０と接続され、掃引電圧が印加される。この結果、記憶容量３０４に蓄えられた電圧に対応する電圧が駆動ＴＦＴ３０６のゲートに印加され、駆動ＴＦＴ３０６のソース側からドレイン側に電流が流れ、有機ＥＬ素子３１０が発光する。
【００２６】
図５には、図２のデータ信号駆動部２１０の内部構成が概略的に示されている。データ信号駆動部２１０は、入力される各画素のＲＧＢの映像信号から各画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）を算出すると共に、全階調範囲０〜２５５を等間隔に分割し、そのそれぞれの階調範囲に該当する画素数（度数）を数えてヒストグラムを生成するヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部（統計値算出部）２１１と、有機ＥＬ表示装置１００の外部環境の明るさを検出する外光レベル検出部２１２と、算出されたＡＰＬに基づいて、後述するオフセットを算出するオフセット算出部２１４と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び検出された外光レベルに基づいて有機ＥＬ素子３１０を発光させる掃引信号の掃引電圧を算出する掃引電圧算出部２１３と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ、オフセット、及び外光レベル検出部２１２の出力に基づいて階調値とデータ電圧との関係を変更するデータ電圧変更部２１５と、算出されたデータ電圧から実際のデータ電圧を生成するデータ電圧生成部２１６と、データ信号線２５０にデータ電圧を印加するデータ信号制御部２１８と、掃引信号線２７０に掃引電圧を印加する掃引信号制御部２１７と、を備えている。
【００２７】
図６は、図５のデータ電圧生成部２１６に含まれるラダー回路２１９について示す図である。ラダー回路２１９は、２５６階調のそれぞれに対応する電圧を生成する回路であり、基準電圧発生回路２２１から出力された電圧は、可変抵抗であるラダー抵抗２２２に入力され、ラダー抵抗２２２からバッファアンプ２２３を介して２５６階調の電圧が出力される。この可変抵抗であるラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性を所望のγカーブ等に合わせるように変更することができる。
【００２８】
図７には、図５のデータ信号駆動部２１０における階調電圧生成のフローチャートが示されている。このフローチャートでは、まず、ステップＳ１１において、映像信号を受信したヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部２１１が、ヒストグラムを生成すると共に、ＡＰＬを算出する。次に、ステップＳ１２において、オフセット算出部２１４が、算出されたＡＰＬからオフセットＦを算出する。ここで、オフセットＦとＡＰＬには、図８のグラフに示されるような関係があり、ステップＳ１３において、データ電圧変更部２１５は、オフセットＦの値が１より小さい場合と１以上の場合とにより処理を分ける。オフセットＦの値が１より小さい場合には、ステップＳ１５に移り、階調値−データ電圧特性のダイナミックレンジを維持したまま、ステップＳ１６に移行する。一方、オフセットＦの値が１以上の場合には、ステップＳ１４に移り、オフセットＦに対応する量だけ、中階調域及び高階調域の階調値−データ電圧特性のダイナミックレンジを縮小し、ステップＳ１６に移行する。引き続きステップＳ１６において、データ電圧変更部２１５が、変更したダイナミックレンジを使用し、ヒストグラム及び外光レベル等を考慮して、階調値に対応するデータ電圧が表された階調変換関数を決定し、ステップＳ１７において、データ電圧生成部２１６が、変更された階調値に対応するデータ電圧を生成する。
【００２９】
ヒストグラムは、例えば、図９に示されるように、低階調域と高階調域の度数が高く、中階調域が比較的少ない場合には、例えば、図１０の画面を示す図に示されるように、黒画面５０１に小さな白ウィンドウ５０２が表示されているような画面状態を表している。このような画面の各階調における輝度は、図１１の各階調における輝度を示すグラフにおける点線で示されるように、中階調域及び高階調域での輝度が、実線で示される画面全体を白表示した全白表示の場合に比べて大きくなる傾向にある。また、図１２に示されるように、白ウィンドウ表示の場合には、ＡＰＬが大きくなるにつれて、階調値−データ電圧特性をγカーブで表した場合のγの値も大きくなる傾向にある。ここで、図１１のグラフに示されるような中階調域及び高階調域の輝度の違いは、白ウィンドウ表示に限られず、比較的低階調域の画素が多い画面で高階調域が存在する画面には特に顕著に表れる。
【００３０】
したがって、このような中階調域及び高階調域における高くなりすぎた輝度を全白表示時の輝度に近づけるために、ＡＰＬの値及びヒストグラムの結果を考慮して、図７のステップＳ１６で示された階調変換関数が決定される。
【００３１】
ダイナミックレンジが縮小された階調変換関数の例が、図１３のグラフに示されている。点線がダイナミックレンジに変更がない場合の白ウィンドウ表示時の階調値−データ電圧特性であり、実線が変更されたダイナミックレンジにおける階調値−データ電圧特性である。このグラフに示されるように、中階調域及び高階調域でのみ、その階調値に対応するデータ電圧が変更されるようにしている。
【００３２】
ここで、階調値に対応するデータ電圧の変更は、図６で示されたラダー回路２１９のラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブを変更する方法の他、階調値そのものを予め保存されたルックアップテーブル等を用いて変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブに合わせ込む方法、図４で説明した、掃引信号のＬｏｗ（アクティブ）である期間や電位を変更して、画面全体の輝度制御を行う方法やこれらを組合わせた方法等を用いることができる。
【００３３】
従って、第１実施形態によれば、有機ＥＬ表示装置は、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度を変化させずに表示することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図１４には、本発明の第２実施形態に係るＴＦＴ基板８００が概略的に示されている。ここで、このＴＦＴ基板８００が収容される有機ＥＬ表示装置は、図１に示された、第１実施形態の有機ＥＬ表示装置１００の構成と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
図１４に示されるように、ＴＦＴ基板８００は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種の有機発光素子のいずれかを有する画素８８０と、表示する階調値に対応するデータ電圧をデータ信号線８５０に印加するデータ信号駆動部８１０と、各画素８８０に複数配置されたＴＦＴスイッチ等を制御するための信号を（ゲート）信号線８２２〜８２３に出力するゲート駆動部８２０と、掃引信号線８７０及びデータ信号線８５０のいずれを入力信号線８５５に接続するかを、信号選択信号線８２１の信号により選択する第１選択スイッチ８２４及び第２選択スイッチ８２６と、発光素子を発光させる矩形波の掃引信号を掃引信号線８７０に出力する掃引信号駆動部８３０と、各画素８８０に配線された電源線８４０に接続された電源部８４１とを備えている。なお、第１実施形態の図２と同様に、この図においても図が煩雑にならないよう画素８８０の数を減らし、簡略化して記載している。
【００３６】
図１５は、画素８８０内の回路を概略的に示す図である。この図に示されるように、画素８８０は、自発光体である有機ＥＬ素子９１０と、有機ＥＬ素子９１０を駆動するスイッチとして機能し、有機ＥＬ素子９１０のアノード側が、後述する発光制御スイッチ９０８を介して、ドレイン側に接続されている駆動ＴＦＴ９０６と、駆動ＴＦＴ９０６のゲート側に配置された記憶容量９０１と、駆動ＴＦＴ９０６のドレイン側とゲート側を結ぶように接続され、リセット信号線８２３に印加されたリセット信号により駆動するリセットスイッチ９１４と、駆動ＴＦＴ９０６のドレイン側にあり、発光制御信号により駆動する発光制御スイッチ９０８と、有機ＥＬ素子９１０のカソード側に接続された共通電極９１２と、を備えている。また、駆動ＴＦＴ９０６のソース側は電源線８４０に接続されている。
【００３７】
なお、第１実施形態と異なり、発光制御スイッチ９０８はｎ型ＭＯＳにより形成されているため、発光制御スイッチ９０８のゲートはＨｉｇｈでオンとなる。
【００３８】
図１６には、図１５の画素８８０の有機ＥＬ素子９１０の発光時における、制御される信号の変化を示すタイミングチャートが示されている。第２実施形態では、発光制御スイッチ９０８がｎ型ＭＯＳで形成されているため、このタイミングチャートでは、発光制御信号のＬｏｗとＨｉｇｈが、第１実施形態の発光制御信号とは逆となっている。この他の点については図５で示される第１実施形態のタイミングチャートと同じであり、同様の動作であるため、説明を省略する。
【００３９】
図１７には、図１４のデータ信号駆動部８１０の内部構成が概略的に示されている。データ信号駆動部８１０は、入力される各画素のＲＧＢの映像信号から各画素の階調値の合計であるＡＰＬを算出すると共に、全階調範囲０〜２５５を等間隔に分割し、そのそれぞれの階調範囲に該当する画素数（度数）を数えてヒストグラムを生成するヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部（統計値算出部）８１１と、算出されたＡＰＬ及びヒストグラムに基づいて、階調値とデータ電圧との関係を変更するかどうかを判定する判定部８１４と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び判定結果に基づいて有機ＥＬ素子９１０を発光させる掃引信号の掃引電圧を算出する掃引電圧算出部８１３と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び判定結果に基づいて階調値とデータ電圧との関係を変更するデータ電圧変更部８１５と、算出されたデータ電圧から実際のデータ電圧を生成するデータ電圧生成部８１６と、データ信号線８５０にデータ電圧を印加するデータ信号制御部８１８と、掃引信号線８７０に掃引電圧を印加する掃引信号制御部８１７と、を備えている。
【００４０】
本実施形態では、第１実施形態と異なり判定部８１４を用いている。判定部８１４の階調値とデータ電圧との関係を変更するかどうかの判定基準として、ＡＰＬが比較的小さい場合で、高階調値の画素が所定の度数以上存在することを検出することとしている。特に、本実施形態では、ＡＰＬが、取り得るＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である場合としている。このような検出の仕方を用いることにより、白ウィンドウ表示等を検出することができる。
【００４１】
ここで、階調値−データ電圧特性の変換は、第１実施形態と同様に、図６で示されたラダー回路２１９のラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブを変更する方法の他、階調値そのものを予め保存されたルックアップテーブル等を用いて変換することにより、階調値−データ電圧特性のカーブに合わせ込む方法、図４で説明した、掃引信号のＬｏｗ（アクティブ）である期間や電位を変更して、画面全体の輝度制御を行う方法やこれらを組合わせた方法等を用いることができる。
【００４２】
従って、第２実施形態によれば、有機ＥＬ表示装置は、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度は変化させずに表示することができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態では、画面の階調電圧の統計量としてＡＰＬを用いることとしたが、定性的に同じ傾向を示す各画素の階調値の平均値であってもよいし、γ補正後の階調値の合計である、いわゆるＡＬＬ（Average Luminance Level）を統計量として用いることとしてもよい。また、ヒストグラムのみを用いることとしてもよいし、ＡＰＬ又はＡＬＬのみを用いることとしてもよい。
【００４４】
また、上述の第１実施形態及び第２実施形態においては、図２〜３及び図１４〜１５のような回路を用いることとしたが、このような回路構成に限られず、自発光素子を用いた他の表示装置にも適用することができる。
【００４５】
また、上述の第１実施形態及び第２実施形態において特に記載していないが、有機ＥＬ層に使用される発光材料は低分子であっても、高分子であってもよいし、有機ＥＬパネルの光の取り出し方向は、ボトムエミッション方式及びトップエミッション方式のいずれであってもよい。また、有機ＥＬ素子以外の自発光体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 表示装置、１１０ 上フレーム、１２０ 下フレーム、１３０ フレキシブル基板、１４０ 回路基板、２００ ＴＦＴ基板、２１０ データ信号駆動部、２１１ ヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部、２１２ 外光レベル検出部、２１３ 掃引電圧算出部、２１４ オフセット算出部、２１５ データ電圧変更部、２１６ データ電圧生成部、２１７ 掃引信号制御部、２１８ データ信号制御部、２１９ ラダー回路、２２０ ゲート駆動部、２２１ 基準電圧発生回路、２２２ ラダー抵抗、２２３ バッファアンプ、２３０ 掃引信号駆動部、２４０ 電源線、２４１ 電源部、２５０ データ信号線、２５５ 入力信号線、２６１ 信号選択信号線、２６２ 発光制御信号線、２６３ リセット信号線、２７０ 掃引信号線、２８０ 画素、３０１ 第１選択スイッチ、３０２ 第２選択スイッチ、３０４ 記憶容量、３０６ 駆動ＴＦＴ、３０８ 発光制御スイッチ、３１０ 有機ＥＬ素子、３１２ 共通電極、３１４ リセットスイッチ、５０１ 黒画面、５０２ 白ウィンドウ、８００ ＴＦＴ基板、８１０ データ信号駆動部、８１１ ヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部、８１３ 掃引電圧算出部、８１４ 判定部、８１５ データ電圧変更部、８１６ データ電圧生成部、８１７ 掃引信号制御部、８１８ データ信号制御部、８２０ ゲート駆動部、８２１ 信号選択信号線、８２２ ゲート信号線、８２３ リセット信号線、８２４ 第１選択スイッチ、８２６ 第２選択スイッチ、８３０ 掃引信号駆動部、８４０ 電源線、８４１ 電源部、８５０ データ信号線、８５５ 入力信号線、８７０ 掃引信号線、８８０ 画素、９０１ 記憶容量、９０６ 駆動ＴＦＴ、９０８ 発光制御スイッチ、９１０ 有機ＥＬ素子、９１２ 共通電極、９１４ リセットスイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子表示装置に関し、自発光体である発光素子に発光させて表示を行う発光素子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ（Electro-luminescent）表示装置」という。）が実用化段階にある。この有機ＥＬ表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。
【０００３】
一方、医療画像表示用ディスプレイの分野では、表示画像の階調特性は，米国放射線学会（ACR）と北米電子機器工業会（NEMA）が開発した、ＣＴやＭＲＩ、ＣＲなどで撮影した医用画像のフォーマットと、それらの画像を扱う医用画像機器間の通信プロトコルを定義した標準規格であるＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）Part 14が標準となっている。このＤＩＣＯＭ Part 14は画像データとの整合性をとるために、ＧＳＤＦ(Grayscale Standard Display Function)を規定している。ＧＳＤＦとは、紙、フィルム、ディスプレイなどの輝度の異なる画像表示においても、低階調の領域から高階調領域まで同じような見え方となるように、人間の識別閾を考慮して作成されたものである。
【０００４】
昨今、医療施設では経済的メリット（管理費、フィルム代、保管スペース、情報の共有化）などの観点から表示物のフィルムレス化が必要不可欠となっており、画像表示装置がフィルムからディスプレイへと移行してきている。このように画像診断装置のデジタル化、画像データの拡大、コンピュータや通信技術の発達により、高精細かつ高輝度で表示することと共に、画像診断装置で取得したデータを、コントラストや階調特性もフィルムと同様な画像を表示することが求められている。
【０００５】
特許文献１は、静止画と動画とを判定し、これによりガンマ特性の切り替えを行うことについて開示している。特許文献２は、入力された映像信号を集計し、ＥＬ素子に流す基準電流倍率を大きくすることについて開示している。特許文献３は、電源ラインにおける電圧降下を補償するために、電圧降下に応じて画像データに補正することについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５０１７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６５２４６号公報
【特許文献３】特開２００９−２１６８０１号公報
【特許文献４】特開２００９−３００５１７号公報
【特許文献５】特開２０１０−００２７７０号公報
【特許文献６】特開２００３−００５７０９号公報
【特許文献７】特開２００７−１４８２２２号公報
【特許文献８】特開２００３−３３０４２１号公報
【特許文献９】特開２００９−１０４１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機ＥＬ表示装置等においては、電源配線抵抗等の影響により、画面表示量（点灯率）に応じて輝度・色度変動が発生する。例えば、画面内の小さなウィンドウ枠のみに白を表示するような白ウィンドウ表示時と、画面全体に白色を表示する全白表示時とでは、表示領域内の抵抗が異なるため、白ウィンドウ表示時には高い輝度による白表示となるが、全白表示時には白ウィンドウ表示時よりも低い輝度の白表示となる。特に、近年のパネルサイズの拡大と共に電源配線抵抗等の影響は大きくなり、より輝度・色度変動が顕在化する。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度は変化しない発光素子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】
【０００９】
本発明の発光素子表示装置は、各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置において、前記各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、前記映像信号の統計値を算出する統計値算出部と、前記算出された前記統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される条件を満たす場合に、前記階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部と、前記変更された前記データ電圧を生成するデータ電圧生成部と、を備える、ことを特徴とする発光素子表示装置である。
【００１０】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記最大階調値の前記基準輝度は、全画面を白で表示した場合の一画素の輝度とすることができる。
【００１１】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記データ電圧変更部は、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域及び前記中階調域について、前記変更前のデータ電圧である基準データ電圧より低いデータ電圧に変更することができる。
【００１２】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記統計値は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）とすることができる。
【００１３】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記統計値は、等間隔に分割された全階調範囲の各階調範囲に含まれる画素数についてのヒストグラムに基づいて求めることができる。
【００１４】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記条件は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬが所定値以下であり、かつ、所定階調域の画素数が所定数以下である、とすることができる。
【００１５】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記条件は、前記ＡＰＬが前記ＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について示す図である。
【図２】図１のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板について概略的に示す図である。
【図３】図２の画素の回路を概略的に示す図である。
【図４】図３の画素における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】図２のデータ信号駆動部の内部構成を概略的に示す図である。
【図６】図５のデータ電圧生成部に含まれるラダー回路について示す図である。
【図７】図５のデータ信号駆動部における階調電圧生成のフローチャートである。
【図８】オフセットＦとＡＰＬの関係を示すグラフである。
【図９】生成されるヒストグラムの一例について示す図である。
【図１０】白ウィンドウ表示の一例について示す図である。
【図１１】白ウィンドウ表示と全白表示における各階調における輝度を示すグラフである。
【図１２】白ウィンドウ表示と全白表示におけるＡＰＬとγとの関係を示すグラフである。
【図１３】ダイナミックレンジが縮小された階調変換関数の例について示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＴＦＴ基板について概略的に示す図である。
【図１５】図１４の画素の回路を概略的に示す図である。
【図１６】図１５の画素における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図１７】図１４のデータ信号駆動部の内部構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態係る有機ＥＬ表示装置１００について示す図である。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板２００及び不図示の封止基板から構成される有機ＥＬパネルを挟むように固定する上フレーム１１０及び下フレーム１２０と、表示する情報を生成する回路素子を備える回路基板１４０と、その回路基板１４０において生成されたＲＧＢの映像信号をＴＦＴ基板２００に伝えるフレキシブル基板１３０と、により構成されている。
【００１９】
図２には、図１のＴＦＴ基板２００が概略的に示されている。ＴＦＴ基板２００は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種の有機発光素子のいずれかを有する画素２８０と、表示する階調値に対応するデータ電圧をデータ信号線２５０に印加するデータ信号駆動部２１０と、各画素２８０に複数配置されたＴＦＴスイッチを制御するための信号を（ゲート）信号線２６１〜２６３に出力するゲート駆動部２２０と、発光素子を発光させる矩形波の掃引信号を掃引信号線２７０に出力する掃引信号駆動部２３０と、各画素２８０に配線された電源線２４０に接続された電源部２４１とを備えている。なお、この図においては、図が煩雑にならないよう画素２８０の数を減らし、簡略化して記載している。
【００２０】
図３には、画素２８０の回路が概略的に示されている。この図に示されるように、画素２８０の回路は、自発光体である有機ＥＬ素子３１０と、信号選択信号線２６１に入力される信号選択信号により駆動され、掃引信号線２７０及びデータ信号線２５０のいずれを入力信号線２５５に接続するかを選択する第１選択スイッチ３０１及び第２選択スイッチ３０２と、有機ＥＬ素子３１０を発光させるスイッチとして機能し、有機ＥＬ素子３１０のアノード側が、後述する発光制御スイッチ３０８を介して、ドレイン側に接続されている駆動ＴＦＴ３０６と、第１選択スイッチ３０１及び第２選択スイッチ３０２と駆動ＴＦＴ３０６のゲート側との間に配置された記憶容量３０４と、駆動ＴＦＴ３０６のドレイン側とゲート側とを結ぶように接続され、リセット信号線２６３に入力されるリセット信号により動作するリセットスイッチ３１４と、駆動ＴＦＴ３０６のドレイン側にあり、発光制御信号線２６２に入力される発光制御信号により駆動する発光制御スイッチ３０８と、有機ＥＬ素子３１０のカソード側に接続された共通電極３１２と、を備えている。また、駆動ＴＦＴ３０６のソース側は電源線２４０に接続されている。
【００２１】
なお、第１選択スイッチ３０１、駆動ＴＦＴ３０６及び発光制御スイッチ３０８はｐ型ＭＯＳにより形成されているため、ゲート信号がＬｏｗでオンとなる。一方、第２選択スイッチ３０２及びリセットスイッチ３１４は、ｎ型ＭＯＳにより形成されているため、ゲート信号がＨｉｇｈでオンとなる。なお、本実施形態においては、各画素においては０〜２５５の２５６階調による表示を行い、「低階調域」、「中階調域」及び「高階調域」の語は、それぞれ２５６階調を略三等分した０〜８５階調、８６〜１７０階調、及び１７１〜２５５階調を意味する。
【００２２】
図４は、図３の画素２８０の有機ＥＬ素子３１０の発光時における、各信号の変化を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートには、図４のデータ信号線２５０、掃引信号線２７０、信号選択信号線２６１、リセット信号線２６３及び発光制御信号線２６２にそれぞれ印加されるデータ電圧、掃引電圧、信号選択信号、リセット信号及び発光制御信号の各信号の変化の様子が示されている。
【００２３】
この図に示されるように、まず、時刻Ｔ１において、信号選択信号と発光制御信号とが共にＬｏｗ（アクティブ）となると、第１選択スイッチ３０１はオンとなり、第２選択スイッチ３０２はオフとなるため、入力信号線２５５にはデータ電圧が入力され、発光制御スイッチ３０８はオンとなる。次に、時刻Ｔ２において、リセット信号がＨｉｇｈ（アクティブ）となり、リセットスイッチ３１４がオンとなることにより、駆動ＴＦＴ３０６のゲートとドレインは導通する。
【００２４】
引き続き、時刻Ｔ３において、発光制御信号がＨｉｇｈ（ネガティブ）となると、発光制御スイッチ３０８がオフとなり、駆動ＴＦＴ３０６のゲート電圧が上がり、駆動ＴＦＴ３０６の閾値電圧となった時点で駆動ＴＦＴ３０６は非導通となる。時刻Ｔ４において、リセット信号Ｌｏｗ（ネガティブ）により、リセットスイッチ３１４がオフとなり、時刻Ｔ５において、データ信号線２５０にデータ電圧が印加されて、記憶容量３０４に階調電圧に対応する電圧が蓄えられる。
【００２５】
時刻Ｔ６において、信号選択信号がＨｉｇｈとなると共に、掃引信号線２７０に掃引電圧が設定され、発光制御信号がＬｏｗ（アクティブ）となる。これにより、発光制御スイッチ３０８がオンとなると共に、入力信号線２５５は掃引信号線２７０と接続され、掃引電圧が印加される。この結果、記憶容量３０４に蓄えられた電圧に対応する電圧が駆動ＴＦＴ３０６のゲートに印加され、駆動ＴＦＴ３０６のソース側からドレイン側に電流が流れ、有機ＥＬ素子３１０が発光する。
【００２６】
図５には、図２のデータ信号駆動部２１０の内部構成が概略的に示されている。データ信号駆動部２１０は、入力される各画素のＲＧＢの映像信号から各画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）を算出すると共に、全階調範囲０〜２５５を等間隔に分割し、そのそれぞれの階調範囲に該当する画素数（度数）を数えてヒストグラムを生成するヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部（統計値算出部）２１１と、有機ＥＬ表示装置１００の外部環境の明るさを検出する外光レベル検出部２１２と、算出されたＡＰＬに基づいて、後述するオフセットを算出するオフセット算出部２１４と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び検出された外光レベルに基づいて有機ＥＬ素子３１０を発光させる掃引信号の掃引電圧を算出する掃引電圧算出部２１３と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ、オフセット、及び外光レベル検出部２１２の出力に基づいて階調値とデータ電圧との関係を変更するデータ電圧変更部２１５と、算出されたデータ電圧から実際のデータ電圧を生成するデータ電圧生成部２１６と、データ信号線２５０にデータ電圧を印加するデータ信号制御部２１８と、掃引信号線２７０に掃引電圧を印加する掃引信号制御部２１７と、を備えている。
【００２７】
図６は、図５のデータ電圧生成部２１６に含まれるラダー回路２１９について示す図である。ラダー回路２１９は、２５６階調のそれぞれに対応する電圧を生成する回路であり、基準電圧発生回路２２１から出力された電圧は、可変抵抗であるラダー抵抗２２２に入力され、ラダー抵抗２２２からバッファアンプ２２３を介して２５６階調の電圧が出力される。この可変抵抗であるラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性を所望のγカーブ等に合わせるように変更することができる。
【００２８】
図７には、図５のデータ信号駆動部２１０における階調電圧生成のフローチャートが示されている。このフローチャートでは、まず、ステップＳ１１において、映像信号を受信したヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部２１１が、ヒストグラムを生成すると共に、ＡＰＬを算出する。次に、ステップＳ１２において、オフセット算出部２１４が、算出されたＡＰＬからオフセットＦを算出する。ここで、オフセットＦとＡＰＬには、図８のグラフに示されるような関係があり、ステップＳ１３において、データ電圧変更部２１５は、オフセットＦの値が１より小さい場合と１以上の場合とにより処理を分ける。オフセットＦの値が１より小さい場合には、ステップＳ１５に移り、階調値−データ電圧特性のダイナミックレンジを維持したまま、ステップＳ１６に移行する。一方、オフセットＦの値が１以上の場合には、ステップＳ１４に移り、オフセットＦに対応する量だけ、中階調域及び高階調域の階調値−データ電圧特性のダイナミックレンジを縮小し、ステップＳ１６に移行する。引き続きステップＳ１６において、データ電圧変更部２１５が、変更したダイナミックレンジを使用し、ヒストグラム及び外光レベル等を考慮して、階調値に対応するデータ電圧が表された階調変換関数を決定し、ステップＳ１７において、データ電圧生成部２１６が、変更された階調値に対応するデータ電圧を生成する。
【００２９】
ヒストグラムは、例えば、図９に示されるように、低階調域と高階調域の度数が高く、中階調域が比較的少ない場合には、例えば、図１０の画面を示す図に示されるように、黒画面５０１に小さな白ウィンドウ５０２が表示されているような画面状態を表している。このような画面の各階調における輝度は、図１１の各階調における輝度を示すグラフにおける点線で示されるように、中階調域及び高階調域での輝度が、実線で示される画面全体を白表示した全白表示の場合に比べて大きくなる傾向にある。また、図１２に示されるように、白ウィンドウ表示の場合には、ＡＰＬが大きくなるにつれて、階調値−データ電圧特性をγカーブで表した場合のγの値も大きくなる傾向にある。ここで、図１１のグラフに示されるような中階調域及び高階調域の輝度の違いは、白ウィンドウ表示に限られず、比較的低階調域の画素が多い画面で高階調域が存在する画面には特に顕著に表れる。
【００３０】
したがって、このような中階調域及び高階調域における高くなりすぎた輝度を全白表示時の輝度に近づけるために、ＡＰＬの値及びヒストグラムの結果を考慮して、図７のステップＳ１６で示された階調変換関数が決定される。
【００３１】
ダイナミックレンジが縮小された階調変換関数の例が、図１３のグラフに示されている。点線がダイナミックレンジに変更がない場合の白ウィンドウ表示時の階調値−データ電圧特性であり、実線が変更されたダイナミックレンジにおける階調値−データ電圧特性である。このグラフに示されるように、中階調域及び高階調域でのみ、その階調値に対応するデータ電圧が変更されるようにしている。
【００３２】
ここで、階調値に対応するデータ電圧の変更は、図６で示されたラダー回路２１９のラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブを変更する方法の他、階調値そのものを予め保存されたルックアップテーブル等を用いて変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブに合わせ込む方法、図４で説明した、掃引信号のＬｏｗ（アクティブ）である期間や電位を変更して、画面全体の輝度制御を行う方法やこれらを組合わせた方法等を用いることができる。
【００３３】
従って、第１実施形態によれば、有機ＥＬ表示装置は、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度を変化させずに表示することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
図１４には、本発明の第２実施形態に係るＴＦＴ基板８００が概略的に示されている。ここで、このＴＦＴ基板８００が収容される有機ＥＬ表示装置は、図１に示された、第１実施形態の有機ＥＬ表示装置１００の構成と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
図１４に示されるように、ＴＦＴ基板８００は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種の有機発光素子のいずれかを有する画素８８０と、表示する階調値に対応するデータ電圧をデータ信号線８５０に印加するデータ信号駆動部８１０と、各画素８８０に複数配置されたＴＦＴスイッチ等を制御するための信号を（ゲート）信号線８２２〜８２３に出力するゲート駆動部８２０と、掃引信号線８７０及びデータ信号線８５０のいずれを入力信号線８５５に接続するかを、信号選択信号線８２１の信号により選択する第１選択スイッチ８２４及び第２選択スイッチ８２６と、発光素子を発光させる矩形波の掃引信号を掃引信号線８７０に出力する掃引信号駆動部８３０と、各画素８８０に配線された電源線８４０に接続された電源部８４１とを備えている。なお、第１実施形態の図２と同様に、この図においても図が煩雑にならないよう画素８８０の数を減らし、簡略化して記載している。
【００３６】
図１５は、画素８８０内の回路を概略的に示す図である。この図に示されるように、画素８８０は、自発光体である有機ＥＬ素子９１０と、有機ＥＬ素子９１０を駆動するスイッチとして機能し、有機ＥＬ素子９１０のアノード側が、後述する発光制御スイッチ９０８を介して、ドレイン側に接続されている駆動ＴＦＴ９０６と、駆動ＴＦＴ９０６のゲート側に配置された記憶容量９０１と、駆動ＴＦＴ９０６のドレイン側とゲート側を結ぶように接続され、リセット信号線８２３に印加されたリセット信号により駆動するリセットスイッチ９１４と、駆動ＴＦＴ９０６のドレイン側にあり、発光制御信号により駆動する発光制御スイッチ９０８と、有機ＥＬ素子９１０のカソード側に接続された共通電極９１２と、を備えている。また、駆動ＴＦＴ９０６のソース側は電源線８４０に接続されている。
【００３７】
なお、第１実施形態と異なり、発光制御スイッチ９０８はｎ型ＭＯＳにより形成されているため、発光制御スイッチ９０８のゲートはＨｉｇｈでオンとなる。
【００３８】
図１６には、図１５の画素８８０の有機ＥＬ素子９１０の発光時における、制御される信号の変化を示すタイミングチャートが示されている。第２実施形態では、発光制御スイッチ９０８がｎ型ＭＯＳで形成されているため、このタイミングチャートでは、発光制御信号のＬｏｗとＨｉｇｈが、第１実施形態の発光制御信号とは逆となっている。この他の点については図５で示される第１実施形態のタイミングチャートと同じであり、同様の動作であるため、説明を省略する。
【００３９】
図１７には、図１４のデータ信号駆動部８１０の内部構成が概略的に示されている。データ信号駆動部８１０は、入力される各画素のＲＧＢの映像信号から各画素の階調値の合計であるＡＰＬを算出すると共に、全階調範囲０〜２５５を等間隔に分割し、そのそれぞれの階調範囲に該当する画素数（度数）を数えてヒストグラムを生成するヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部（統計値算出部）８１１と、算出されたＡＰＬ及びヒストグラムに基づいて、階調値とデータ電圧との関係を変更するかどうかを判定する判定部８１４と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び判定結果に基づいて有機ＥＬ素子９１０を発光させる掃引信号の掃引電圧を算出する掃引電圧算出部８１３と、算出されたヒストグラム、ＡＰＬ及び判定結果に基づいて階調値とデータ電圧との関係を変更するデータ電圧変更部８１５と、算出されたデータ電圧から実際のデータ電圧を生成するデータ電圧生成部８１６と、データ信号線８５０にデータ電圧を印加するデータ信号制御部８１８と、掃引信号線８７０に掃引電圧を印加する掃引信号制御部８１７と、を備えている。
【００４０】
本実施形態では、第１実施形態と異なり判定部８１４を用いている。判定部８１４の階調値とデータ電圧との関係を変更するかどうかの判定基準として、ＡＰＬが比較的小さい場合で、高階調値の画素が所定の度数以上存在することを検出することとしている。特に、本実施形態では、ＡＰＬが、取り得るＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である場合としている。このような検出の仕方を用いることにより、白ウィンドウ表示等を検出することができる。
【００４１】
ここで、階調値−データ電圧特性の変換は、第１実施形態と同様に、図６で示されたラダー回路２１９のラダー抵抗２２２の抵抗値を変更することにより、階調値−データ電圧特性のカーブを変更する方法の他、階調値そのものを予め保存されたルックアップテーブル等を用いて変換することにより、階調値−データ電圧特性のカーブに合わせ込む方法、図４で説明した、掃引信号のＬｏｗ（アクティブ）である期間や電位を変更して、画面全体の輝度制御を行う方法やこれらを組合わせた方法等を用いることができる。
【００４２】
従って、第２実施形態によれば、有機ＥＬ表示装置は、表示画像が変化しても各画素に表示される輝度・色度は変化させずに表示することができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態では、画面の階調電圧の統計量としてＡＰＬを用いることとしたが、定性的に同じ傾向を示す各画素の階調値の平均値であってもよいし、γ補正後の階調値の合計である、いわゆるＡＬＬ（Average Luminance Level）を統計量として用いることとしてもよい。また、ヒストグラムのみを用いることとしてもよいし、ＡＰＬ又はＡＬＬのみを用いることとしてもよい。
【００４４】
また、上述の第１実施形態及び第２実施形態においては、図２〜３及び図１４〜１５のような回路を用いることとしたが、このような回路構成に限られず、自発光素子を用いた他の表示装置にも適用することができる。
【００４５】
また、上述の第１実施形態及び第２実施形態において特に記載していないが、有機ＥＬ層に使用される発光材料は低分子であっても、高分子であってもよいし、有機ＥＬパネルの光の取り出し方向は、ボトムエミッション方式及びトップエミッション方式のいずれであってもよい。また、有機ＥＬ素子以外の自発光体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 表示装置、１１０ 上フレーム、１２０ 下フレーム、１３０ フレキシブル基板、１４０ 回路基板、２００ ＴＦＴ基板、２１０ データ信号駆動部、２１１ ヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部、２１２ 外光レベル検出部、２１３ 掃引電圧算出部、２１４ オフセット算出部、２１５ データ電圧変更部、２１６ データ電圧生成部、２１７ 掃引信号制御部、２１８ データ信号制御部、２１９ ラダー回路、２２０ ゲート駆動部、２２１ 基準電圧発生回路、２２２ ラダー抵抗、２２３ バッファアンプ、２３０ 掃引信号駆動部、２４０ 電源線、２４１ 電源部、２５０ データ信号線、２５５ 入力信号線、２６１ 信号選択信号線、２６２ 発光制御信号線、２６３ リセット信号線、２７０ 掃引信号線、２８０ 画素、３０１ 第１選択スイッチ、３０２ 第２選択スイッチ、３０４ 記憶容量、３０６ 駆動ＴＦＴ、３０８ 発光制御スイッチ、３１０ 有機ＥＬ素子、３１２ 共通電極、３１４ リセットスイッチ、５０１ 黒画面、５０２ 白ウィンドウ、８００ ＴＦＴ基板、８１０ データ信号駆動部、８１１ ヒストグラム生成・ＡＰＬ算出部、８１３ 掃引電圧算出部、８１４ 判定部、８１５ データ電圧変更部、８１６ データ電圧生成部、８１７ 掃引信号制御部、８１８ データ信号制御部、８２０ ゲート駆動部、８２１ 信号選択信号線、８２２ ゲート信号線、８２３ リセット信号線、８２４ 第１選択スイッチ、８２６ 第２選択スイッチ、８３０ 掃引信号駆動部、８４０ 電源線、８４１ 電源部、８５０ データ信号線、８５５ 入力信号線、８７０ 掃引信号線、８８０ 画素、９０１ 記憶容量、９０６ 駆動ＴＦＴ、９０８ 発光制御スイッチ、９１０ 有機ＥＬ素子、９１２ 共通電極、９１４ リセットスイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置において、
前記各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、前記映像信号の統計値を算出する統計値算出部と、
前記算出された前記統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される条件を満たす場合に、前記階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部と、
前記変更された前記データ電圧を生成するデータ電圧生成部と、を備える、ことを特徴とする発光素子表示装置。
【請求項２】
前記最大階調値の前記基準輝度は、全画面を白で表示した場合の一画素の輝度である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項３】
前記データ電圧変更部は、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域及び前記中階調域について、前記変更前のデータ電圧である基準データ電圧より低いデータ電圧に変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項４】
前記統計値は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項５】
前記統計値は、等間隔に分割された全階調範囲の各階調範囲に含まれる画素数についてのヒストグラムに基づいて求められる、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項６】
前記条件は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬが所定値以下であり、かつ、所定階調域の画素数が所定数以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項７】
前記条件は、前記ＡＰＬが前記ＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である、ことを特徴とする請求項６に記載の発光素子表示装置。
【請求項１】
各画素において自発光素子を発光させることにより表示を行う発光素子表示装置において、
前記各画素の階調値を示す情報を含む映像信号が入力され、前記映像信号の統計値を算出する統計値算出部と、
前記算出された前記統計値が、少なくとも最大階調値の輝度について、基準輝度と異なって表示される条件を満たす場合に、前記階調値に対応するデータ電圧を変更するデータ電圧変更部と、
前記変更された前記データ電圧を生成するデータ電圧生成部と、を備える、ことを特徴とする発光素子表示装置。
【請求項２】
前記最大階調値の前記基準輝度は、全画面を白で表示した場合の一画素の輝度である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項３】
前記データ電圧変更部は、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域及び前記中階調域について、前記変更前のデータ電圧である基準データ電圧より低いデータ電圧に変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項４】
前記統計値は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬ（Average Picture Level）である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項５】
前記統計値は、等間隔に分割された全階調範囲の各階調範囲に含まれる画素数についてのヒストグラムに基づいて求められる、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項６】
前記条件は、一画面における全画素の階調値の合計であるＡＰＬが所定値以下であり、かつ、所定階調域の画素数が所定数以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項７】
前記条件は、前記ＡＰＬが前記ＡＰＬの最大値の１／２以下であり、かつ、全階調範囲を階調値の高い側から高階調域、中階調域及び低階調域と３つに分けたときに、前記高階調域の画素の数が全画素数の１／３以上である、ことを特徴とする請求項６に記載の発光素子表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−９８３４０（Ｐ２０１２−９８３４０Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３５８３（Ｐ２０１０−２４３５８３）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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