JPH07261719A - 表示装置の補正システムおよびその動作方法 - Google Patents

表示装置の補正システムおよびその動作方法

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JPH07261719A
JPH07261719A JP7953394A JP7953394A JPH07261719A JP H07261719 A JPH07261719 A JP H07261719A JP 7953394 A JP7953394 A JP 7953394A JP 7953394 A JP7953394 A JP 7953394A JP H07261719 A JPH07261719 A JP H07261719A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示装置において、画素の欠陥やむらを補正
し、良好な画質を提供する。 【構成】 不揮発性の記憶装置を有する表示装置におい
て、表示装置の光学表示を撮像装置によって撮像し、撮
像で得られた情報をデジタル変換したのち、加工処理を
行い、表示装置の欠陥、むらなどを検出し、補正情報を
作成する。その補正情報を表示装置の不揮発性記憶装置
に記憶し、表示装置に入力される表示情報と演算するこ
とよって、表示内容を補正し、画素の欠陥やむらを目立
たなくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置、とくに不揮発
性の記憶装置を有する表示装置の表示補正システムとそ
の補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の表示装置としては、CRT、プラ
ズマディスプレイ、液晶表示装置等の種類があり、近
年、液晶表示装置、特にアクティブマトリクス型液晶表
示装置の開発が盛んである。
【0003】液晶表示装置は液晶物質が分子軸に対して
平行方向と垂直方向で誘電率が異なることを利用し、光
の透過光量または散乱量を制御することでON/OFF
すなわち明暗を表示している。液晶材料としてはTN液
晶、STN液晶、強誘電性液晶等が一般的である。
【0004】液晶を使用した表示装置のうちでは、アク
ティブマトリクス型の液晶表示装置が表示特性が優れて
いるといわれている。図2に示す様に、従来のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置ではソース線203〜20
5とゲイト線206〜208をマトリクス状に組み合わ
せ、その交点部に薄膜トランジスタ(以下TFT)20
9〜212を配置し、TFTのゲイト電極をゲイト線
に、ソース電極をソース線に、ドレイン電極を一方の画
素電極及び保持容量(213〜216で示される)に接
続したものである。また画素電極に挟まれて液晶217
〜220が存在している。図3にその動作波形を示す。
TFTのゲイトおよびソースに信号電圧が印加されると
TFTはオン状態になり、画素電極はソース電位とほぼ
等電位になる。TFTのゲイトに信号電圧がかからなく
なるとTFTはオフとなり、画素電極の電位は次にTF
Tがオンになるまで保持される。このような方法で画素
電極より液晶に電圧を印加するため、隣接の画素に関し
てクロストークの少ない、コントラストの大きな液晶表
示装置を実現する事が可能である。
【0005】以上に述べたアクティブマトリクス型の液
晶表示装置は画素の数だけ、TFTを必要とするため、
基板面内のTFT素子に欠陥が生じ、TFTがオープン
またはショートになると、その点の画素は特定の電位に
固定されたり、電位が不安定になるため、その画素はパ
ネル上で点欠陥となって現れていた。またTFTのしき
い値や移動度のばらつきによって、画素電極に印加され
る電圧値がばらつき、それによって画素の輝度にばらつ
きを生じていた。
【0006】この問題点を解決するために、図4に示す
ように、ひとつの画素電極407に対して複数のTFT
405、406を配置し、冗長性を確保することによっ
て、対策をおこなっていた。すなわち図4のTFT40
6が不良素子であった場合、レーザーなどを使用してド
レイン端子を408のレーザー部分で切断し、欠陥を対
策していた。なお、図4において、401、402がゲ
イト線であり、403、404がソース線である。
【0007】また、不良素子の判別には図5に示すよう
な、方法で検査が行われていた。図5には、ゲイト線5
01、502と、ソース線503、504と、共通電極
線505と、TFT506〜509と、保持容量51
0、511と、スイッチ512〜515と、アンプ51
6、517と、測定端子518、519と、電源52
0、521とが示されている。この場合、調べようする
素子のつながるゲイト線501、502にスイッチ51
2、513によって、十分TFTがオンになる電圧を印
加し、同時に調べようとする素子につながるソース線5
03、504にスイッチ514、515によって特定の
電圧を印加する。つぎに、ゲイト線の電位をGNDに落
とし、TFTをオフさせる。ここでソース線に電圧印加
をやめ、特定時間の間放置する、その後再度ゲイト線に
電圧を印加し、ソース線の電位を測定する。TFTが正
常であれば、最初のソース電位が保持容量によって保持
されるため、その電圧が測定される。また、TFTのド
レイン・ソースがショートであった場合、ソース線につ
ながる抵抗を介して、放置中に放電し、測定時には電圧
は変動している。またTFTがオープンの場合にはゲイ
ト線に電圧印加されても、保持容量には電圧印加がされ
ない。さらに、TFTの移動度やしきい値のばらつきで
保持容量の充電が不十分である場合にも電圧測定を高精
度で行うことによって判別が可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする問題点】以上にて説明した従
来の液晶表示装置およびその補正方法には以下のような
問題点があった。画素TFTの欠陥にたいしては補正が
可能であるが、液晶材料のばらつきによる表示ムラやラ
ビング時に発生する帯状のムラ等に関しては補正を行う
ことができず、液晶表示装置を不良品にしてしまうこと
が多かった。
【0009】一般に、人間が表示装置を目視した場合、
距離が十分離れた画素では10%以上の輝度差があって
も、認識できないが、近接の画素においては、2%程度
の輝度差であっても、認識される。そのため、近接画素
間における輝度のばらつきをおさえることは、重要であ
る。また、液晶表示装置の画面サイズは近年より大きく
なる方向にあり、サイズが大きくなればなるほど、画面
の均一性を保つのは困難であるため、液晶表示装置の歩
留まりを悪化させていた。さらに、パーソナルコンピュ
ータやワークステーションにおいては、オペレータが長
時間にわたり、至近距離で画面を見続けるため、画面む
らは気になりやすく、オペレータの効率を低下させ、ユ
ーザークレームになっていた。
【0010】
【問題を解決するための手段】本発明では液晶表示装置
に画素の補正内容を記憶する記憶装置を有し、その記憶
装置に外部の撮像装置より得られた補正内容を記憶する
ことによって補正を行い良好な表示をえることができ
る。
【0011】
【実施例】
〔実施例1〕本発明の実施例を図1に示す。以下図面を
もちいて詳細な説明をおこなう。この実施例の補正シス
テムは記憶装置(ここでは補正メモリ115)を有する
液晶表示装置110とその表示装置の補正のための補正
情報を作成し、記憶装置に書き込む補正情報作成装置1
00によって構成される。その両者は接続端子108、
109を介して接続されている。一つの液晶表示装置に
たいして補正をおこない、それが終了すると、接続を切
り放し、他の液晶表示装置を接続し、つぎの補正を行
う。
【0012】補正情報作成装置100内部の映像信号発
生器107より出力された映像信号は液晶表示装置11
0の内部の同期分離回路118を介してA/Dコンバー
タ117に入力され、そこでデジタル変換される。デジ
タル変換された映像信号は補正演算回路116に入力さ
れるが、初期段階では補正は行わず、そのままD/Aコ
ンバータ120に入力され、アナログ変換される。その
後、ソースドライバー113を介して、アクティブマト
リクス111に入力され、表示をおこなう。この段階で
は従来の液晶表示装置となんら変わるものではない。
【0013】補正情報の作成は以下の様に行う。液晶表
示装置110の光学表示内容は補正情報作成装置内のC
CDカメラなどを備えた撮像装置101によって撮像さ
れる、撮像装置101の出力映像信号は一般的には微弱
な信号であるため増幅器102で増幅されたのち、A/
Dコンバータ103によってデジタル変換され、信号処
理装置104に入力される。
【0014】信号処理装置104では映像信号中に含ま
れるノイズ成分やモアレ成分を除去して液晶表示装置1
10の画素の欠陥やむらの情報のみを検出する。欠陥や
むらの検出が行いやすいようにアクティブマトリクス1
11に表示する表示内容は単一色かつ同一輝度であるこ
とが望ましい。欠陥やむらを検出するための方法として
は、信号処理装置104において、ある一定基準レベル
と信号処理装置の入力信号の差をとり、その値を補正値
とする方法やメディアンフィルタを使用し入力信号のゆ
るやかな変化を抽出し、もとの信号から抽出結果を減算
して、特異点を検出する方法や、ラプラシアンフィルタ
を使用し入力信号の急峻な変化を抽出し、特異点を検出
する方法をもちいても良い。 ただし、メディアンフィ
ルタやラプラシアンフィルタを使用して特異点を検出す
る場合には、言うまでもなく補正情報は特異点のみの情
報となるため、表示装置の輝度の緩やかな変化について
は対応しない。しかし、これは前述した様に人間の目の
感覚が緩やかな変化に関しては鈍感であることより、実
用上の不具合にはならない。
【0015】信号処理装置104の出力は書き込み装置
105によって、液晶表示装置110内の補正メモリ1
15に書き込まれる。書き込み方法はメモリコントロー
ラ114で制御される補正メモリ115の種類に応じて
必要な方法で実行される。
【0016】補正メモリ115への書き込みが終了した
段階で補正作業は終了する。補正作業終了後、液晶表示
装置110に映像信号が入力され、表示を行う場合にお
いては、映像信号は同期分離装置118を経てA/Dコ
ンバータ117でデジタル変換されたのち、補正演算回
路116で補正メモリ115の出力信号と演算され、補
正を受けた後、D/Aコンバータ120を介してソース
ドラーバー113に入力される。ゲイトドライバーは、
クロックジェネレータ119で制御される。ここで、ア
クティブマトリクスは補正された映像を光学表示する。
なお各構成要素は、クロックジェネレータ106と11
9とによって制御される。
【0017】本発明による表示情報を記載した例を図7
〜図15に示す図7は補正を行う前の表示装置111の
表示結果である。ここでは8×8のマトリクスを例にし
ているが、値は任意で問題ない。Xの印がムラの箇所で
ある。この例では輝度を0から100まで区分し、表示
すべき輝度は一律に50であるものとしている。
【0018】図8は図7の表示結果を撮像し、デジタル
化した表示の情報の例である。ムラの発生している場所
は周囲とくらべて数値が離れている。また、表示画面全
体としては、左上から右下にむけて緩やかに数値が変化
しているが、前述したように人間の視覚上は変化が緩や
かであれば問題ない。
【0019】図9は表示すべき輝度すなわち50と図8
の差分をとったものである。この差分検出は信号処理装
置106でおこなわれる。この場合は図9が補正情報と
なる。
【0020】図10は補正情報作成後に、新たに表示を
行うべき映像信号をデジタル化したものでA/Dコンバ
ータ117の出力情報である。
【0021】図11は図10と図9の情報を補正演算回
路116で加算したもので補正演算装置116の出力情
報である。この値を表示装置111に入力すると表示装
置111の表示ムラが相殺され、本来表示すべき映像信
号の情報図10が表示される。
【0022】また、信号処理装置104において、単な
る減算処理ではなく、図8をメディアンフィルタを通過
させたものが図12であり、図12と図8を減算処理し
たものが図13である。この場合は図13が補正情報と
なる。メディアンフィルタはここでは緩やかな変化のみ
を通過させ、ムラの情報を除去している。このムラ除去
後の情報ともとの情報を減算する事により、ムラの情報
がひきだせる。
【0023】また、ラプラシアンフィルタをもちいれ
ば、急激な変化点の情報をひきだせる。図13の情報を
補正演算回路116で図10と加算したものが、図14
であり補正演算装置116の出力情報である。図14を
表示装置111に入力した結果、得られる表示情報は図
15となり、緩やかな変化はあるものの、急峻な変化は
なくなり、ムラをめだたなくする事が可能である。
【0024】この実施例ではアナログ諧調のドライバー
を想定しているが、これはデジタル諧調のドライバーを
使用してもよい、ただし、この場合には、D/Aコンバ
ータ120は不要である。また映像信号発生器107が
デジタル出力であり、且つ液晶表示装置110への映像
信号入力がデジタルの場合はA/Dコンバータ117も
不要である。
【0025】ここに使用する補正メモリはEPROM、
EEPROM、フラッシュメモリなど不揮発性メモリで
あればよい、これらのメモリは液晶表示用装置110の
ガラス上にCOG技術によって装着しても良いし、ガラ
スとは別に基板実装しても良い。また、画素TFTを駆
動する駆動回路はTFTをもちいてガラス基板上にアク
ティブマトリクスと同時形成して製作しても良いし、メ
モリと同様に単結晶チップをCOGで実装しても良い
し、TABを用いても良い。
【0026】〔実施例2〕図6は発明の第二の実施例で
ある。この実施例では第一の実施例とは異なり撮像と補
正を複数回行っている。以下図6の説明を行う。この第
二の実施例に示す補正システムは、記憶装置(ここでは
補正メモリ625)を有する液晶表示装置620とその
表示装置の補正のための補正情報を作成し、記憶装置に
書き込む補正情報作成装置600によって構成される。
その両者は接続端子613、614を介して接続されて
いる。一つの液晶表示装置に対して補正をおこない、そ
れが終了すると、接続を切り放し、他の液晶表示装置を
接続し、つぎの補正を行う。
【0027】補正情報作成装置600内部の映像信号発
生器607より出力された映像信号は液晶表示装置62
0の内部の同期分離回路628を介してA/Dコンバー
タ627に入力され、そこでデジタル変換される。デジ
タル変換された映像信号は補正演算回路626に入力さ
れるが、初期段階では補正は行わず、そのままD/Aコ
ンバータ630に入力され、アナログ変換される。その
後、ソースドライバー623を介して、アクティブマト
リクス621に入力され、表示をおこなう。この段階で
は従来の液晶表示装置となんら変わるものではない。
【0028】補正情報の作成は以下の様に行う。液晶表
示装置620の光学表示内容は補正情報作成装置内のC
CDカメラなどを備えた撮像装置601によって撮像さ
れる、撮像装置601の出力映像信号は一般的には微弱
な信号であるため増幅器602で増幅されたのち、A/
Dコンバータ603によってデジタル変換され、信号処
理装置604に入力される。
【0029】以下の動作方法を示す。第一回目の撮像に
おいて、信号処理装置604で得られた補正情報はスイ
ッチ612と信号書き込み装置605を介して補正メモ
リ625に記憶されるだけでなく、メモリ608に記憶
される。第一の実施例と同様にして画面の補正をおこな
った後、再度、表示を行い、第二回目の撮像を行う、こ
こで信号処理装置604でえられた情報はメモリ608
に記憶された第一回目の補正情報と加算してメモリ60
9に記憶されるとともに再度補正メモリ625に記憶さ
れ、液晶表示装置は再補正される。さらに、表示を行
い、第三回目の撮像を行う。信号処理装置604の出力
情報はメモリ609に記憶された第二回目の補正情報と
加算され、信号書き込み装置605を介して補正メモリ
625に記憶される。
【0030】このようにして、撮像と補正を複数回繰り
返すことにより、より高精度な補正が可能となる。この
例では3回の補正を行っているが、2回の補正または4
回以上補正をおこなってもかまわない。また、補正メモ
リやアクティブマトリクスの駆動については、第一の実
施例と同じである。
【0031】本発明は従来の画素TFTに冗長性をもた
せることによって補正を行う従来の補正方法と背反する
ものでは無く、従来の補正方法と組み合わせることによ
って、よりいっそう効果を得ることができるものであ
る。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では液晶表示
装置に内蔵した記憶装置にその液晶表示装置の欠陥やム
ラの情報を記憶し、その情報と液晶表示装置に入力され
る映像信号とを演算し、欠陥やムラを補正することによ
ってより、高品質な表示を行うことが可能であるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施例
【図2】 アクティブマトリクスLCDの従来例
【図3】 TFTの動作波形
【図4】 従来の画素領域の平面図
【図5】 従来のアクティブマトリクスの検査回路
【図6】 本発明の第二の実施例
【図7】 表示情報を記載した例
【図8】 表示情報を記載した例
【図9】 表示情報を記載した例
【図10】 表示情報を記載した例
【図11】 表示情報を記載した例
【図12】 表示情報を記載した例
【図13】 表示情報を記載した例
【図14】 表示情報を記載した例
【図15】 表示情報を記載した例
【符号の説明】
ソースドライバー 201 ゲイトドライバー 202 ソース線 203〜205 ゲイト線 206〜208 TFT 209〜212 保持容量 213〜216 液晶 217〜220 アクティブマトリクス 221 a)ソース端子電位波形 b)ゲイト端子電位波形 c)ドレイン端子電位波形 ゲイト線 401、402 ソース線 403、404 TFT 405、406 画素電極 407 レーザー切断部 408 ゲイト線 501、502 ソース線 503、504 共通電極線 505 TFT 506〜509 保持容量 510、511 スイッチ 512〜515 アンプ 516、517 測定端子 518、519 電源 520、521 メモリ 115 液晶表示装置 110 情報作成装置 100 接続端子 108、109 映像信号発生器 107 同期分離回路 118 A/Dコンバータ 117 補正演算回路 116 D/Aコンバータ 120 アクティブマトリクス 111 撮像装置 101 増幅器 102 A/Dコンバータ 103 信号処理装置 104 補正メモリ 115 メモリコントローラ 114 クロックジェネレーター 106、119

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムにおいて、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備した補正情報作成装置を有することを特徴とした
    表示装置の補正システム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、表示装置はアクティ
    ブマトリクス型液晶表示装置であることを特徴とした表
    示装置の補正システム。
  3. 【請求項3】 請求項2において、アクティブマトリク
    スの駆動回路は薄膜トランジスタにより構成されている
    ことを特徴とした表示装置の補正システム。
  4. 【請求項4】 請求項1において、表示装置の記憶回路
    はEPROM、EEPROM、フラッシュメモリなどの
    半導体メモリであることを特徴とした表示装置の補正シ
    ステム。
  5. 【請求項5】 請求項1において、補正信号作成装置の
    中に信号処理装置の出力情報を記憶する記憶回路と加算
    回路を有することを特徴とした表示装置の補正システ
    ム。
  6. 【請求項6】 不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムの動作方法であって、 前記補正情報作成装置は、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備し、 不揮発性記憶装置に記憶された記憶情報と表示装置が表
    示すべき映像信号を演算し、表示装置の補正を行うこと
    を特徴とする表示装置の補正システムの動作方法。
  7. 【請求項7】 不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムの動作方法であって、 前記補正情報作成装置は、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備し、 信号処理装置の信号加工方法として、特定の基準レベル
    と信号処理装置の入力信号レベルを比較し、それらの差
    を検出することを特徴とした表示装置の補正システムの
    動作方法。
  8. 【請求項8】 不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムの動作方法であって、 前記補正情報作成装置は、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備し、 信号処理装置の信号加工方法として、信号処理装置の入
    力信号をメディアンフィルタまたはラプラシアンフィル
    タを通過させ、特異点を検出することを特徴とした表示
    装置の補正システムの動作方法。
  9. 【請求項9】 不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムの動作方法であって、 前記補正情報作成装置は、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備し、 補正信号作成装置は、信号処理装置の出力情報を記憶す
    る記憶回路と加算回路を有し、 第1回目の補正情報を前記記憶回路に記憶し、第1回目
    の補正終了後、再度、表示装置の撮像および信号処理を
    行い、その処理結果情報と記憶回路に記憶した第1回目
    の補正情報を加算し、加算後の補正情報をもちいて第2
    回目の補正を行うことを特徴とした表示装置の補正シス
    テムの動作方法。
  10. 【請求項10】不揮発性記憶装置を有する表示装置と補
    正情報作成装置とにより構成される表示装置の補正シス
    テムの動作方法であって、 前記補正情報作成装置は、 表示装置の光学表示を撮像する撮像装置と、 撮像装置の出力信号を直接または増幅器を介して増幅し
    た後にデジタル化するA/Dコンバータと、 A/Dコンバータの出力信号を加工する信号処理装置
    と、 該装置で加工された信号を前記の表示装置の不揮発性記
    憶装置に記憶させる書き込み装置と、 を具備し、 補正信号作成装置は、信号処理装置の出力情報を記憶す
    る記憶回路と加算回路を有し、 Nを2以上の自然数とし、第N回目の補正情報を前記記
    憶回路に記憶し、第N回目の補正終了後、再度、表示装
    置の撮像および信号処理を行い、その処理結果情報と記
    憶回路に記憶した第N回目の補正情報を加算し、加算後
    の補正情報をもちいて第N+1回目の補正を行うことを
    特徴とした表示装置の補正システムの動作方法。
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