JP3995504B2

JP3995504B2 - Organic EL display device

Info

Publication number: JP3995504B2
Application number: JP2002081635A
Authority: JP
Inventors: 徹佐々木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003280590A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイを備えた有機ＥＬディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、フラットパネルディスプレイの主流である液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に比べて様々な優位性を持ち、次世代フラットパネルディスプレイとして期待されているものに有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いた有機ＥＬパネルがある。
【０００３】
有機ＥＬ素子の構造は、良く知られているように、ガラス基板上に陽極（ＩＴＯ）上に、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および陰極が順次積層された構造である。また、有機ＥＬディスプレイは、ＬＣＤと同様に、駆動方法によって、パッシブマトリックス型とアクティブマトリックス型とに大別できる。
【０００４】
パッシブマトリックス型は、陽極と陰極とが交差した部分が発光可能となる単純マトリクスで構成されている。これに対して、アクティブマトリックス型は、各画素にスイッチング用ＴＦＴを配置したものである。
【０００５】
有機ＥＬディスプレイは、自己発光型であるので、バックライトを必要とせず、ＬＣＤに比べてディスプレイ全体では低消費電力化が実現できるという優位性を持っている。しかしながら、パッシブマトリックス型であるかアクティブマトリックス型であるかにかかわらず、有機ＥＬ素子そのものは電流駆動であるため、駆動時において液晶素子に比べて比較的大きな電流量を必要とする。このため、電源供給線による電圧降下によって、電流（電圧）供給源より遠くに位置する画素ほど輝度が低下するという問題がある。
【０００６】
今、水平方向画素数が３２０で、垂直方向画素数が２４０の有機ＥＬデイスプレイの電源供給線が図１に示すように配線されているものとする。
【０００７】
図１において、Ｗ１は有機ＥＬディスプレイの左端から水平方向２００画素の範囲を、Ｗ３は有機ＥＬディスプレイの右端から水平方向１００画素の範囲を、それぞれ示している。Ｗ１の範囲とＷ３の範囲の間の水平方向２０画素の範囲Ｗ２に対する電源供給線が電源供給源１００に直接接続されているものとする。
【０００８】
電源供給線の抵抗は均一であるとする。つまり、１画素距離間の配線の抵抗をｒとする。また、各有機ＥＬ素子（画素）で同じ電流量ｉが消費されているとすると、範囲Ｗ１内における位置であって、有機ＥＬディスプレイの左端から水平方向にｎ画素離れておりかつ垂直方向に電源供給源１００に最も近い位置Ｅ点での電圧降下（水平方向の電圧降下）Ｖｎ１は、次式（１）で表される。
【０００９】
Vn1 ＝｛240ri ・W1(W1-1)/2｝−｛240ri ・n(n-1)/2｝ …(1)
【００１０】
上記式（１）における｛240ri ・W1(W1-1)/2｝は、範囲Ｗ１全体での電源供給線の配線による電圧降下を示し、｛240ri ・n(n-1)/2｝は有機ＥＬディスプレイの左端から水平方向にｎ画素までの範囲での電源供給線の配線による電圧降下を示している。
【００１１】
範囲Ｗ３内における位置であって、有機ＥＬディスプレイの右端から水平方向にｎ’画素離れておりかつ垂直方向に電源供給源１００に最も近い位置での電圧降下（水平方向の電圧降下）Ｖｎ３は、次式（２）で表される。
【００１２】
Vn3 ＝｛240ri ・W3(W3-1)/2｝−｛240ri ・n'(n'-1)/2｝ …(2)
【００１３】
上記式（２）における｛240ri ・W3(W3-1)/2｝は、範囲Ｗ３全体での電源供給線の配線による電圧降下を示し、｛240ri ・n'(n'-1)/2｝は有機ＥＬディスプレイの右端から水平方向にｎ’画素までの範囲での電源供給線の配線による電圧降下を示している。
【００１４】
また、Ｗ１とＷ３との間の範囲Ｗ２では、水平方向の電圧降下Ｖｎ２は０となる。したがって、各水平方向位置であって垂直方向に電源供給源１００に最も近い位置での電圧降下は、図２に示すようになる。
【００１５】
水平方向が任意の位置でかつ有機ＥＬディスプレイの上端から垂直方向にｍ画素離れたＦ点での電圧降下（垂直方向の電圧降下）Ｖｍは、次式（３）で表される。
【００１６】
Vm＝｛240(240-1)ri/2｝−｛m(m-1)ri/2｝ …(3)
【００１７】
上記式（３）における｛240(240-1)ri/2｝は、水平方向が任意の位置での垂直全体での電源供給線の配線による電圧降下を示し、｛m(m-1)ri/2｝は有機ＥＬディスプレイの上端から垂直方向にｍ画素までの範囲での電源供給線の配線による電圧降下を示している。
【００１８】
つまり、任意の水平位置における各垂直方向位置における電源供給線による電圧降下は、図３に示すようになる。
【００１９】
したがって、範囲Ｗ１内において、画面左上端から水平方向にｎ画素、垂直方向にｍ画素離れたＧ点での電圧降下Ｖｎｍ１は、次式（４）で表される。
【００２０】

【００２１】
また、範囲Ｗ３内において、画面右上端から水平方向にｎ’画素、垂直方向にｍ画素離れた点での電圧降下Ｖｎｍ３は、次式（５）で表される。
【００２２】

【００２３】
また、Ｗ１とＷ３との間の範囲Ｗ２では、画面上端から垂直方向にｍ画素離れた点での電圧降下Ｖｎｍ２は、次式（６）で表される。
【００２４】
Vnm2＝Vn2+Vm＝｛240(240-1)ri/2｝−｛m(m-1)ri/2｝ …(6)
【００２５】
図２および図３に示したように、水平方向の電圧降下の最大値は４．８×１０⁶ｒｉであるのに対し、垂直方向の電圧降下の最大値は２．８×１０⁴ｒｉであるので、垂直方向位置による輝度ムラはさほど目立たないが、水平方向位置による輝度ムラは明るい画面ほど目立つという問題があった。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、電源供給線による電圧降下によって、輝度低下および輝度ムラが発生するのを防止することができる有機ＥＬディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、カラー有機ＥＬディスプレイを備えた有機ＥＬディスプレイ装置において、１垂直期間毎に入力映像信号の平均輝度を算出する平均輝度算出手段、平均輝度算出手段によって算出された平均輝度に基づいて、カラー有機ＥＬディスプレイ内の各画素位置ごとの電源供給線による電源電圧降下を算出する電圧降下算出手段、および電圧降下算出手段によって算出された各画素毎の電源電圧降下に基づいて、電源電圧降下による輝度低下を補完するように、入力映像信号を補正する補正手段を備えていることを特徴とする。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、補正手段は、各画素に対する入力映像信号を、その画素に対して算出された電源電圧降下が大きいほど、その画素の発光輝度が高くなるように、補正するものであることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図４は、有機ＥＬディスプレイを備えた有機ＥＬディスプレイ装置に設けられた信号処理回路の構成を示している。
【００３１】
入力映像信号は、Ａ／Ｄ変換器１によってデジタル化された後、ＤＳＰ２に入力される。ＤＳＰ２は、電源供給線による電圧降下によって輝度ムラが発生するのを防止するために、輝度ムラ防止用の補正処理を行う。ＤＳＰ２によって補正された映像データはＡ／Ｄ変換器３によってアナログ信号に変換された後、有機ＥＬディスプレイ４に送られる。
【００３２】
輝度ムラ防止用の補正処理について説明する。以下の説明では、白の階調が０であり、黒の階調が２５５であるとする。
【００３３】
有機ＥＬディスプレイ４の電源供給線の配線が図１に示すようなものであるとすると、Ａ点での電圧降下が最も大きくなり、Ａ点で輝度低下が最も大きくなる。電源供給源１００の電圧Ｖ０からＡ点までの電圧降下分ＶａをＡ点での映像信号成分Ｖｓａから減じると、Ａ点での電源電圧（Ｖ０−Ｖａ）と信号電圧（Ｖａｓ−Ｖａ）との差は、電圧降下が存在しない場合の電源電圧と信号電圧との差（Ｖ０−Ｖｓａ）に等しくなる。
【００３４】
上記式（４）、（５）、（６）で求めたＶｎｍ１，Ｖｎｍ３，Ｖｎｍ２は、各画素での消費電流が同じであると仮定した場合の電圧降下であるので、ｒｉ／２の代わりに平均輝度レベルｋを用いることにすると、上記式（４）、（５）、（６）は、それぞれ次式（７）、（８）、（９）となる。
【００３５】
Vnm1＝｛240 W1(W1-1)−240 n(n-1)＋240(240-1)−m(m-1)｝k …(7)
【００３６】
Vnm3＝｛240 W3(W3-1)−240 n'(n'-1)＋240(240-1)−m(m-1)｝k …(8)
【００３７】
Vnm2＝｛240(240-1)−m(m-1)｝k …(9)
【００３８】
Vnm1、Vnm2およびVnm3を総称してＶｎｍｋとすると、Ｗ１の範囲内の画素に対しては上記式（７）のＶｎｍ１を、Ｗ３の範囲内の画素に対しては上記式（８）のＶｎｍ３を、Ｗ１とＷ３との間の範囲Ｗ２内の画素に対しては上記式（９）のＶｎｍ２を、各画素の映像信号Ｖｓから減じるといった補正を行うことにより、各画素での実際の電源電圧（Ｖ０−電圧降下）と補正後の信号電圧（Ｖｓ−Ｖｎｍｋ）との差は、電圧降下が存在しない場合の電源電圧と信号電圧との差（Ｖ０−Ｖｓ）に近づく。
【００３９】
なお、平均輝度レベルｋは、各画素の信号成分を１垂直期間分加算し、その加算結果を全画素数で除算することにより、求められる。
【００４０】
入力映像信号に対して以上のような補正処理を行うことにより、有機ＥＬディスプレイ４内の各有機ＥＬ素子には、電源電圧と信号電圧との差電圧に比例した電流が流れる。各有機ＥＬ素子は電流に比例した輝度で発光するので、各画素での配線による電源電圧の降下分の影響が小さくなり、輝度ムラが改善される。
【００４１】
図５は、ＤＳＰ２内の輝度ムラ防止用の補正処理回路の構成（機能ブロック）を示している。
【００４２】
図５において、Ｖは入力映像信号の垂直同期信号であり、Ｈは水平同期信号であり、Ｄはドットクロック信号である。
【００４３】
輝度ムラ防止用の補正処理回路は、平均輝度レベル算出部１１、電圧降下算出部１２および減算部１３を備えている。
【００４４】
平均輝度レベル算出部１１は、入力映像データに基づいて、１垂直期間毎に平均輝度レベルを算出する。電圧降下算出部１２は、平均輝度レベル算出部１１によって算出された平均輝度レベルと上記式（７）、（８）、（９）に基づいて各画素毎の電圧降下Ｖｎｍｋを算出する。減算部１３は、入力映像データからその画素位置に対応した電圧降下Ｖｎｍｋを減算する。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、電源供給線による電圧降下によって、輝度低下および輝度ムラが発生するのを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー有機ＥＬディスプレイの電源供給線の配線を示す模式図である。
【図２】各水平方向位置であって垂直方向に電源供給源１００に最も近い位置での電圧降下を示すグラフである。
【図３】任意の水平位置における各垂直方向位置における電源供給線による電圧降下を示すグラフである。
【図４】カラー有機ＥＬディスプレイを備えた表示装置に設けられた信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ＤＳＰ２内の輝度ムラ防止用の補正処理回路の構成（機能ブロック）を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ／Ｄ変換器
２ＤＳＰ
３Ａ／Ｄ変換器
４有機ＥＬディスプレイ
１１平均輝度レベル算出部
１２電圧降下算出部
１３減算部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an organic EL display device including an organic electroluminescence (EL) display.
[0002]
[Prior art]
Organic EL panels using organic electroluminescence (EL) elements are expected to be next-generation flat panel displays that have various advantages over liquid crystal displays (LCDs), which are the mainstream of flat panel displays. is there.
[0003]
As is well known, the structure of the organic EL element is a structure in which a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode are sequentially laminated on an anode (ITO) on a glass substrate. In addition, the organic EL display can be roughly divided into a passive matrix type and an active matrix type depending on the driving method, like the LCD.
[0004]
The passive matrix type is composed of a simple matrix in which light can be emitted at the intersection of the anode and the cathode. On the other hand, in the active matrix type, a switching TFT is arranged in each pixel.
[0005]
Since the organic EL display is a self-luminous type, it does not require a backlight, and has an advantage that lower power consumption can be realized in the entire display as compared with the LCD. However, since the organic EL element itself is current driven regardless of whether it is a passive matrix type or an active matrix type, a relatively large amount of current is required for driving compared to a liquid crystal element. For this reason, there is a problem that the luminance is lowered in the pixel located farther from the current (voltage) supply source due to the voltage drop caused by the power supply line.
[0006]
Assume that the power supply line of the organic EL display having 320 horizontal pixels and 240 vertical pixels is wired as shown in FIG.
[0007]
In FIG. 1, W1 indicates a range of 200 pixels in the horizontal direction from the left end of the organic EL display, and W3 indicates a range of 100 pixels in the horizontal direction from the right end of the organic EL display. It is assumed that the power supply line for the range W2 of 20 pixels in the horizontal direction between the range of W1 and the range of W3 is directly connected to the power supply source 100.
[0008]
The resistance of the power supply line is assumed to be uniform. In other words, the resistance of the wiring between one pixel distance is r. Also, assuming that the same amount of current i is consumed in each organic EL element (pixel), it is a position within the range W1, is n pixels away from the left end of the organic EL display in the horizontal direction, and power is supplied in the vertical direction. The voltage drop (horizontal voltage drop) Vn1 at the point E closest to the supply source 100 is expressed by the following equation (1).
[0009]
Vn1 = {240ri · W1 (W1-1) / 2} − {240ri · n (n-1) / 2} (1)
[0010]
{240ri · W1 (W1-1) / 2} in the above formula (1) indicates a voltage drop due to the wiring of the power supply line in the entire range W1, and {240ri · n (n-1) / 2} is organic The voltage drop due to the wiring of the power supply line in the range from the left end of the EL display to n pixels in the horizontal direction is shown.
[0011]
A voltage drop (horizontal voltage drop) Vn3 at a position in the range W3 that is n ′ pixels in the horizontal direction from the right end of the organic EL display and closest to the power supply source 100 in the vertical direction is: It is represented by the following formula (2).
[0012]
Vn3 = {240ri · W3 (W3-1) / 2} − {240ri · n ′ (n′-1) / 2} (2)
[0013]
{240ri · W3 (W3-1) / 2} in the above formula (2) indicates a voltage drop due to the wiring of the power supply line in the entire range W3, and {240ri · n '(n'-1) / 2} Indicates the voltage drop due to the wiring of the power supply line in the range from the right end of the organic EL display to the n ′ pixel in the horizontal direction.
[0014]
In the range W2 between W1 and W3, the horizontal voltage drop Vn2 is zero. Therefore, the voltage drop at each horizontal position and closest to the power supply source 100 in the vertical direction is as shown in FIG.
[0015]
A voltage drop (vertical voltage drop) Vm at a point F at an arbitrary position in the horizontal direction and m pixels away from the upper end of the organic EL display in the vertical direction is expressed by the following equation (3).
[0016]
Vm = {240 (240-1) ri / 2}-{m (m-1) ri / 2} (3)
[0017]
{240 (240-1) ri / 2} in the above formula (3) indicates a voltage drop due to the wiring of the power supply line in the entire vertical direction at an arbitrary position in the horizontal direction, and {m (m-1) ri / 2} indicates a voltage drop due to the wiring of the power supply line in a range from the upper end of the organic EL display to m pixels in the vertical direction.
[0018]
That is, the voltage drop by the power supply line at each vertical position at an arbitrary horizontal position is as shown in FIG.
[0019]
Accordingly, in the range W1, the voltage drop Vnm1 at point G, which is n pixels horizontally from the upper left corner of the screen and m pixels vertically, is expressed by the following equation (4).
[0020]

[0021]
In the range W3, a voltage drop Vnm3 at a point away from the upper right end of the screen by n ′ pixels in the horizontal direction and m pixels in the vertical direction is expressed by the following equation (5).
[0022]

[0023]
In the range W2 between W1 and W3, the voltage drop Vnm2 at a point away from the upper end of the screen by m pixels in the vertical direction is expressed by the following equation (6).
[0024]
Vnm2 = Vn2 + Vm = {240 (240-1) ri / 2}-{m (m-1) ri / 2} (6)
[0025]
As shown in FIGS. 2 and 3, the maximum value of the voltage drop in the horizontal direction is 4.8 × 10 ⁶ ri, whereas the maximum value of the voltage drop in the vertical direction is 2.8 × 10 ⁴ ri. Therefore, the luminance unevenness due to the vertical position is not so conspicuous, but there is a problem that the luminance unevenness due to the horizontal position is more conspicuous with a bright screen.
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an organic EL display device capable of preventing a decrease in luminance and luminance unevenness due to a voltage drop caused by a power supply line.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in the organic EL display device including the color organic EL display, the average luminance calculation unit that calculates the average luminance of the input video signal every vertical period, and the average calculated by the average luminance calculation unit Based on the luminance, voltage drop calculating means for calculating the power supply voltage drop by the power supply line for each pixel position in the color organic EL display, and based on the power supply voltage drop for each pixel calculated by the voltage drop calculating means , to complement the reduction in luminance due to the power supply voltage drops, characterized in that it comprises a correcting means for correcting the input video signal.
[0028]
According to a second aspect of the present invention, in the color organic EL display according to the first aspect, the correcting means increases the input video signal for each pixel as the power supply voltage drop calculated for the pixel increases. wherein the of such emission luminance is high, it is intended to compensation.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0030]
FIG. 4 shows a configuration of a signal processing circuit provided in an organic EL display device including an organic EL display.
[0031]
The input video signal is digitized by the A / D converter 1 and then input to the DSP 2. The DSP 2 performs correction processing for preventing luminance unevenness in order to prevent the occurrence of luminance unevenness due to a voltage drop caused by the power supply line. The video data corrected by the DSP 2 is converted into an analog signal by the A / D converter 3 and then sent to the organic EL display 4.
[0032]
A correction process for preventing luminance unevenness will be described. In the following description, it is assumed that the white gradation is 0 and the black gradation is 255.
[0033]
If the wiring of the power supply line of the organic EL display 4 is as shown in FIG. 1, the voltage drop at point A is the largest, and the luminance drop is greatest at point A. When the voltage drop Va from the voltage V0 of the power supply source 100 to the point A is subtracted from the video signal component Vsa at the point A, the power supply voltage (V0−Va) and the signal voltage (Vas−Va) at the point A are obtained. The difference is equal to the difference (V0−Vsa) between the power supply voltage and the signal voltage when there is no voltage drop.
[0034]
Since Vnm1, Vnm3, and Vnm2 obtained by the above formulas (4), (5), and (6) are voltage drops when the current consumption in each pixel is assumed to be the same, instead of ri / 2. When the average luminance level k is used, the above formulas (4), (5), and (6) become the following formulas (7), (8), and (9), respectively.
[0035]
Vnm1 = {240 W1 (W1-1) −240 n (n−1) +240 (240-1) −m (m−1)} k (7)
[0036]
Vnm3 = {240 W3 (W3-1) −240 n ′ (n′−1) +240 (240-1) −m (m−1)} k (8)
[0037]
Vnm2 = {240 (240-1) -m (m-1)} k (9)
[0038]
When Vnm1, Vnm2, and Vnm3 are collectively referred to as Vnmk, Vnm1 of the above formula (7) is set for pixels within the range of W1, and Vnm3 of the above formula (8) is set for pixels within the range of W3. , For the pixels in the range W2 between W1 and W3, by correcting Vnm2 in the above equation (9) from the video signal Vs of each pixel, the actual power supply voltage ( The difference between (V0−voltage drop) and the corrected signal voltage (Vs−Vnmk) approaches the difference (V0−Vs) between the power supply voltage and the signal voltage when there is no voltage drop.
[0039]
The average luminance level k is obtained by adding the signal components of each pixel for one vertical period and dividing the addition result by the total number of pixels.
[0040]
By performing the above correction processing on the input video signal, a current proportional to the voltage difference between the power supply voltage and the signal voltage flows through each organic EL element in the organic EL display 4. Since each organic EL element emits light with a luminance proportional to the current, the influence of the power supply voltage drop due to the wiring in each pixel is reduced, and luminance unevenness is improved.
[0041]
FIG. 5 shows a configuration (functional block) of a correction processing circuit for preventing luminance unevenness in the DSP 2.
[0042]
In FIG. 5, V is a vertical synchronizing signal of the input video signal, H is a horizontal synchronizing signal, and D is a dot clock signal.
[0043]
The correction processing circuit for preventing luminance unevenness includes an average luminance level calculation unit 11, a voltage drop calculation unit 12, and a subtraction unit 13.
[0044]
The average luminance level calculation unit 11 calculates an average luminance level for each vertical period based on the input video data. The voltage drop calculation unit 12 calculates a voltage drop Vnmk for each pixel based on the average luminance level calculated by the average luminance level calculation unit 11 and the above formulas (7), (8), and (9). The subtracting unit 13 subtracts the voltage drop Vnmk corresponding to the pixel position from the input video data.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in luminance and luminance unevenness due to a voltage drop caused by the power supply line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing wiring of power supply lines of a color organic EL display.
FIG. 2 is a graph showing a voltage drop at each horizontal position and at a position closest to the power supply source 100 in the vertical direction.
FIG. 3 is a graph showing a voltage drop caused by a power supply line at each vertical position at an arbitrary horizontal position.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing circuit provided in a display device including a color organic EL display.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration (functional block) of a correction processing circuit for preventing luminance unevenness in the DSP 2;
[Explanation of symbols]
1 A / D converter 2 DSP
3 A / D converter 4 Organic EL display 11 Average luminance level calculation unit 12 Voltage drop calculation unit 13 Subtraction unit

Claims

In an organic EL display device provided with a color organic EL display,
Average luminance calculating means for calculating the average luminance of the input video signal every vertical period;
Based on the average brightness calculated by the average brightness calculation means, a voltage drop calculation means for calculating a power supply voltage drop by the power supply line for each pixel position in the color organic EL display, and each calculated by the voltage drop calculation means based on the power supply voltage drops for each pixel, to complement the reduction in luminance due to the power supply voltage drop, the organic EL display apparatus characterized by comprising a correction means for correcting the input video signal.

Correcting means, wherein the input video signal for each pixel, as supply voltage drop is calculated for that pixel is large, so that the light emission luminance of the pixel is increased, and characterized in that the compensation Item 10. An organic EL display device according to Item 1.