CN101859526A - 校正值获取方法、校正方法和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供校正值获取方法、校正方法和图像显示装置。第一步骤用与第一灰度级对应的驱动信号驱动多个电子发射器件并且测量亮度偏差。第二步骤选择一个或更多个电子发射器件作为目标器件，用与各灰度级对应的驱动信号驱动它们并且测量对于各灰度级的它们的亮度。第三步骤用与各灰度级对应的驱动信号的电压振幅的常数倍的驱动信号驱动目标器件，并且测量对于各灰度级的它们的亮度。然后，通过使用在第二步骤中测量的亮度与在第三步骤中测量的亮度的亮度比以及在第一步骤中测量的亮度偏差，计算各电子发射器件的对于各灰度级的校正值。

Description

校正值获取方法、校正方法和图像显示装置
技术领域
本发明涉及使用电子发射器件的图像显示装置。本发明还涉及用于图像显示装置的驱动方法，更特别地，涉及用于校正由于电子发射器件的电子发射特性导致的亮度偏差(luminance dispersion)的方法。
背景技术
在包含场发射显示器的平板型显示装置的情况下，必须在基板上形成许多的发光器件。这些发光器件的特性受制造条件的轻微差异影响。这使得一般难以使包含于平板显示装置中的所有发光器件的特性完全均匀。发光特性的这种不均匀性导致显示装置的亮度偏差，并且使图像质量劣化。在场发射显示器的情况下，例如，使用表面传导型、Spindt型、MIM型和碳纳米管型等作为电子发射器件。如果电子发射器件的形状由于电子发射器件的制造条件的差异而改变，那么电子发射器件的电子发射特性因此改变。结果，在场发射显示器中产生亮度偏差，这使图像质量劣化。
为了解决该问题，已提出根据各发光器件的发光特性校正图像信号的配置。例如，已提出对于各发光器件的所有灰度级产生校正值表的配置(参见日本专利申请公开No.2000-122598的图6)。但是，如果使用该配置，那么，如果发光器件的数量和灰度级的数量增加，则所需的校正值表的容量增加。用于进行测量以获取校正值表所需的时间也变得非常长。美国专利No.6097356的说明书(图7)提出对于所有的像素测量I-V(电流-电压)特性或亮度的灰度依赖性，并且使用通过拟合(fitting)确定的参数仅对于特定的灰度级产生校正值表的配置。对于不产生校正值表的灰度级，通过以线性近似或高次近似内插(interpolate)校正值表，计算校正值。
发明内容
根据日本专利申请公开No.2000-122598和美国专利No.6097356，为了在整个灰度级区域中均匀校正亮度偏差，必须对于每一个像素的所有灰度级(或许多灰度级)测量I-V特性或亮度偏差，并且产生大容量的校正值表。在全HD(具有1920×3×1080个像素，RGB各有10位灰度级)的情况下，例如，如果校正值具有8位分辨率，那么需要6.4G字节的校正表，这使得电路规模巨大。还需要巨量的计算时间以对于所有像素测量I-V特性或亮度偏差的灰度(操作点)依赖性。此外，需要大量的计算时间来基于巨量的测量数据计算拟合参数。结果，常规的校正方法实际上是难以实现的。
鉴于以上的情况，需要大幅减少用于获取校正值的测量时间和计算时间以及安装于电路中的校正表的技术。由于内插误差随着校正值表的减小而增加，因此，还需要即使校正值表减小，内插误差也较小的校正方法(和图像显示装置)。
本发明提供通过使用较小的校正值表以微小的误差实现亮度偏差校正的技术。
本发明在其第一方面中提供一种获取用于对具有多个电子发射器件的图像显示装置的亮度偏差进行校正的校正值的校正值获取方法，该方法包括：第一步骤，用与第一灰度级对应的驱动信号驱动所述多个电子发射器件并且测量对于所述第一灰度级的亮度偏差；第二步骤，选择所述多个电子发射器件中的一个或更多个电子发射器件作为目标器件、用与各灰度级对应的驱动信号驱动所述目标器件、并且测量对于各灰度级的所述目标器件的亮度；第三步骤，用与各灰度级对应的驱动信号的电压振幅的常数倍的驱动信号驱动所述目标器件，并且测量对于各灰度级的所述目标器件的亮度；和计算步骤，使用在所述第二步骤中测量的亮度与在所述第三步骤中测量的亮度的亮度比以及在第一步骤中测量的亮度偏差，计算各电子发射器件的对于各灰度级的校正值。
本发明在其第二方面中提供一种对具有多个电子发射器件的图像显示装置的亮度偏差进行校正的校正方法，该方法包括以下的步骤：使用由上述校正值获取方法获取的校正值，校正亮度数据；和基于经校正亮度数据产生用于驱动电子发射器件的驱动信号。
本发明在其第三方面中提供一种图像显示装置，包括：多个电子发射器件；校正亮度数据的校正单元；和基于经校正亮度数据向所述电子发射器件供给驱动信号的电路，其中，所述校正单元包含：校正值存储单元，对于各电子发射器件存储至少对于第一灰度级的校正值；系数存储单元，存储根据所述亮度数据的灰度级的系数；和校正值计算单元，通过用从所述系数存储单元获取的系数转换从所述校正值存储单元获取的校正值，计算对于所述亮度数据的灰度级的校正值，基于通过用与所述第一灰度级对应的驱动信号驱动所述多个电子发射器件而测量的亮度偏差，计算存储在所述校正值存储单元中的校正值，并且，通过选择所述多个电子发射器件中的一个或更多个电子发射器件作为目标器件并且使用通过用与各灰度级对应的驱动信号驱动所述目标器件而测量的亮度和用与各灰度级对应的驱动信号的电压振幅的常数倍的驱动信号驱动所述目标器件而测量的亮度的亮度比，计算存储在所述系数存储单元中的系数。
根据本发明，可以实现通过使用小的校正值表以很少的误差进行亮度偏差校正。
通过参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1A是示出根据第一实施例的校正值获取方法的示图，图1B是示出校正单元的配置的示图；
图2A和图2B是示出图像显示装置的配置的示图，图2C是示出调制信号的例子的示图；
图3A和图3B是示出电子发射器件的特性偏差的例子的曲线图；
图4A～4E是示出像素的亮度偏差及其校正方法的曲线图；
图5A和5B是示出像素的亮度偏差及其校正方法的曲线图；
图6A～6C是分别示出第一到第三步骤中的驱动波形的曲线图；
图7A～7F是示出用于第一实施例的转换图表的例子的曲线图；
图8A是示出根据第二实施例的校正值获取方法的示图，图8B是示出亮度偏差的转换图表的曲线图；
图9是示出根据第二实施例的校正单元的配置的示图；
图10A～10C是示出第四实施例的示图；
图11A～11C是示出第五实施例的示图；
图12A和图12B是示出例子和比较例之间的校正结果的比较的曲线图。
具体实施方式
本发明可有效地校正由场强度的偏差导致的亮度偏差(及其灰度依赖性)。因此，本发明可被应用于具有通过场强度控制亮度的配置的任何电子发射器件。这种电子发射器件的例子是表面传导型电子发射器件、Spindt型器件、MIM(金属-绝缘体-金属)型器件、碳纳米管型器件、BSD(Ballistic电子表面发射器件)和EL器件。
本发明还可被应用于通过控制向电子发射器件施加的驱动信号的电压波形来控制亮度的任何驱动系统。例如，本发明可被应用于有源矩阵器件和单纯矩阵驱动(simple matrix drive)，诸如电压驱动脉冲宽度调制(PWM)、脉冲高度调制(PHM)和PWM-PHM并用型。本发明还可被应用于电流驱动型(由于作为结果向器件施加的电压波形改变)。在PHM、PWM-PHM并用型和后面提到的具有通过比率控制(through rate control)的PWM的情况下，在灰度范围的至少一部分中，驱动信号的电压振幅被调制，并且，场强度根据灰度改变。由此，由场强度的偏差导致的亮度偏差的灰度依赖性变得显著。本发明可被适当地应用于这些驱动系统。
在大屏幕图像显示装置中，电子发射器件的发射电流的偏差增加，并且，趋于在图像显示装置中产生不均匀的明亮度。因此，本发明可被适当地应用于这种使用电子发射器件的大屏幕(20英寸或更大的对角屏幕尺寸)图像显示装置。
现在将参照附图描述本发明的实施例。第一到第五实施例提供用于通过校正驱动信号来校正亮度偏差(及其灰度依赖性)以使得容易并精确地获取各灰度级中的最佳校正值(或亮度比)的配置。以下的实施例仅是本发明的例子。可以根据使用的驱动系统和校正系统的差异适当地设计校正值、其表的规范、校正目标信号的类型或校正电路的特定配置等。换句话说，只要配置最终允许通过校正驱动信号来校正亮度偏差，那么不管系统的细节差异和实现系统的电路的配置，本发明都可被应用。特别地，将亮度数据乘以校正值的配置(校正系统)可基于亮度偏差的测量值容易地计算校正值(相对亮度比的倒数或该值乘以预定值)，因此本发明可被适当地应用。
(第一实施例)
现在，将使用被具有通过比率控制(through rate control)的PWM型单纯矩阵驱动所驱动的电子发射器件为例子，描述本发明的第一实施例。
<图像显示装置>
图2A是示出图像显示装置的总体配置的示图。附图标记1表示具有矩阵布线的矩阵面板(显示面板)。1001表示调制布线，1002表示扫描布线，1003表示被施加高电压的面板，2表示校正单元。901表示接收数字图像信号的RGB输入单元，902表示对于图像信号执行逆伽马校正的灰度校正单元。903表示与矩阵面板的RGB荧光物质的阵列对应地重新配置图像数据(其RGB被并行输入)的数据重新配置单元，904表示校正调制驱动器的非线性和荧光物质的饱和特性的线性校正单元。906表示调制驱动器，907表示扫描驱动器，908表示高电压电源。RGB输入单元901、灰度校正单元902、数据重新配置单元903、校正单元2、线性校正单元904、调制驱动器906、扫描驱动器907和高电压电源908构成根据本实施例的驱动电路。图2B是示出矩阵面板1的后板的示图。矩阵面板1包含后板、框架和面板，并且，其内部保持真空。在图2B中，1001是调制布线，1002是扫描布线，1004是电子发射器件。
RGB输入单元901将输入的数字分量信号S1转换成与显示分辨率对应的图像信号S2。如果该图像信号S2是根据CRT特性的经伽马校正信号，那么灰度校正单元902执行逆伽马校正。灰度校正单元902可由使用存储器的表构成。数据重新配置单元903重新配置灰度校正单元902的输出S3，并且输出与矩阵面板的荧光物质阵列对应的RGB图像数据S4。已被灰度校正单元902逆伽马校正的该图像数据S4是具有与亮度成比例的值的数据(以下，称为“亮度数据”)。校正单元2校正亮度数据S4的亮度偏差，并且输出经校正亮度数据S5。线性校正单元904校正荧光物质的饱和特性和调制驱动器906的非线性，使得显示器件以与经校正亮度数据S5成比例的亮度发光。如果在各颜色R、G和B中荧光物质的饱和特性不同，那么优选地线性校正单元904对于各颜色R、G和B具有不同的表。线性校正单元904的输出S6被输入到调制驱动器906。在本实施例中，亮度数据S4的亮度偏差被校正，但是，本发明不限于这种模式，例如，可以将校正单元2设置在灰度校正单元902的前级或线性校正单元904的后级。
扫描驱动器907将选择电势(扫描脉冲)S8输出到用于驱动的线路的扫描布线1002，并且，调制驱动器906将基于图像数据S6产生的调制信号S7输出到调制布线1001。通过该扫描脉冲和调制信号之间的电势差产生的电压波形是用于驱动电子发射器件1004的驱动信号。在与被供给选择电势的扫描布线1002连接的电子发射器件1004中，由于驱动信号的电压超过电子发射的阈值，因此发射电子。发射的电子被从高电压电源908施加到面板1003的金属背(未示出)的电压加速，并且与荧光物质碰撞。由此，荧光物质发光，并且形成图像。
<调制信号>
现在将描述调制驱动器906的调制信号的例子。可根据电压控制发射电流的电子发射器件可通过调制信号的电压振幅改变明亮度。电子发射器件还可通过调制信号的脉冲宽度控制亮度。
调制信号改变脉冲宽度和振幅，使得显示器件发出希望的亮度。例如，本发明的发明人如图2C所示的那样用对脉冲宽度和振幅两者进行调制的系统驱动矩阵面板。在图2C中，纵轴是电压值，横轴是时间，各灰度级中的驱动波形S7被并排示出。灰度级这里指的是调制信号可能具有的信号水平，并且与线性校正单元的输出S6对应，所述信号水平被以升序从最低的号码起依次分配号码。S4和S5是具有与亮度成比例的值的数据，但S6是对于亮度的非线性数据。
该调制系统是调制脉冲宽度和振幅两者的系统，并且对于灰度级1～n输出具有不同振幅的三角波形，并且对于n+1或以后的灰度级输出具有相同振幅和不同脉冲宽度的梯形波形。该调制系统被称为“具有通过比率控制的PWM系统”，因为涉及用于使调制信号的上升和下降平滑化的通过比率控制。与通常的PWM相比，该调制系统可增强低亮度区域中的灰度性能(相邻灰度级之间的亮度差)，并且可增加低亮度区域中的灰度级的数量。但是，在电压振幅比通常的PWM低的低亮度区域中，亮度的偏差趋于增加。下面将详细描述其原因。
<显示器件的特性>
作为本发明的发明人关于矩阵面板1中显示器件的亮度偏差原因的认真研究的结果，发现亮度偏差的主要原因是电子发射器件的发射电流的偏差。
图3A示出一曲线图，该曲线图表示电子发射器件1004的I-V特性(驱动电压-发射电流)。图3A中的横轴是施加到电子发射器件1004的驱动电压Vf。该驱动电压由扫描驱动器的选择电势(-Vss＝-7.5V)和调制驱动器的调制信号的电势(VA)之间的电势差给出。例如，如果供给VA＝6.5V的调制信号，那么向电子发射器件施加驱动电压(VA-(-Vss)＝14V)，并且，获得约5μA的发射电流Ie。如果只供给选择电势和调制信号中的一个，那么不发射电子。
实际的矩阵面板1具有电子发射器件的一些特性偏差。图3B表示两个电子发射器件的特性偏差的例子。在图3B中，由符号A表示的部分是调制信号的电势高并且发射电流值相对一致的部分。但是，在由符号B表示的部分(调制信号的电势低的部分)中，发射电流值的偏差大。关于A和B之间的驱动电压，存在比A大但不比B大的偏差。发射电流值的该偏差是产生各像素的亮度偏差的原因。取决于驱动电压Vf(调制信号的振幅VA)而不同的亮度偏差产生亮度偏差的灰度依赖性。
如果构成像素的电子发射器件的电子发射点(电子发射部分)的数量改变，那么其I-V特性沿图3A中的纵轴方向乘以一常数(电子发射点的比)。另一方面，如果电子发射器件的场增强因子(由发射极和栅极的距离或发射极的形状等确定的因子)改变，那么其I-V特性沿图3A中的横轴方向乘以常数(场强度的比)。因此，如果电子发射器件的发射点的数量和场增强因子独立地偏差，那么不能仅通过测量对于一个灰度级的亮度精确地估计器件的特性。在这种情况下，为了获得精确的校正值，优选地对于至少两个灰度级测量亮度。
<亮度偏差的灰度依赖性>
将参照图4A～4E以及图5A和图5B描述通过调制信号驱动电子发射器件的情况下的亮度偏差的灰度依赖性。图4A是对于三个代表性的像素画出各灰度级中的亮度的曲线图，所述三个代表性的像素即亮度高的像素A、亮度为平均的像素B和亮度低的像素C。基于电子发射器件的I-V特性(驱动电压-发射电流特性)产生图4A中的曲线，并且，由于电压振幅增加，因此亮度根据电子发射器件的I-V特性指数增加直到灰度级n。在灰度级n之后，由于脉冲宽度简单地关于灰度级线性增加，因此亮度几乎线性增加。
图4B是画出对于各灰度级由像素B的亮度归一化图4A中的各像素的亮度时的值(归一化亮度比)的曲线图。归一化的亮度比(亮度偏差)大大改变，直到灰度级n，但在灰度级n之后几乎不改变。图4C是图4B中的横轴变为像素B的亮度(对数标度)的曲线图。如图所示，在振幅被调制的比灰度级n小的区域中，归一化的亮度比关于亮度的对数轴几乎线性变化。在振幅不被调制的比灰度级n大的区域中，亮度偏差(归一化的亮度比)几乎不变化。
图4D是图4C的纵轴中的值被求倒数的曲线图，并且，其横轴变为亮度数据(与明亮度成比例的值)。图4E是图4D的横轴变为线性轴的曲线图。该横轴表示被输入到校正单元的亮度数据S4的值，并且，纵轴表示与亮度数据S4相乘以校正亮度偏差的校正值。在灰度级比灰度级n小的区域中，校正值突然变化。因此，如果使用基于与几个点处的灰度级对应的校正值通过线性内插或样条内插(splineinterpolation)计算各灰度级的校正值的常规方法，那么特别是在低亮度区域中内插误差增加。
图5A是图4E的纵轴变为内插系数的曲线图。内插系数是由(灰度级的校正值-最小灰度级的校正值)/(最大灰度级的校正值-最小灰度级的校正值)给出的参数。换句话说，最大灰度级和最小灰度级之间的灰度级中的校正值H被定义为：
H≡F×X+B×(1-X)，这里，F表示对于最大灰度级的校正值，B表示最小灰度级中的校正值。这里，X是对两个校正值F和B进行内插的混合比，并且由下式给出：
X＝(H-B)/(F-B)。该参数X被称为“内插系数”。内插系数在最大灰度级(高灰度级)中为1，在最小灰度级(低灰度级)中为0。
如图5A所示，像素A和像素C的内插系数曲线(以下称为“系数曲线”)大致匹配。这意味着，不管像素如何，都可对于用于内插两个校正值之间的灰度级范围的校正值的系数曲线使用一个共用的曲线。图5B是图5A的横轴变为对数标度的曲线图。其示出像素A和像素C的内插系数在宽范围上匹配。在图5A和图5B中，使用最大灰度级和最小灰度级的校正值，但是，如果使用对于至少两个灰度级(优选为低亮度灰度级和高亮度灰度级)的校正值，那么仍然可以确定内插系数。
如上所述，可通过两个灰度级的校正值和共同的系数曲线精确地再现亮度的偏差及其灰度依赖性。因此，如果基于亮度的测量值事先确定各像素中的两个灰度级的校正值和所有像素共同的系数曲线，那么可以在所有的灰度级上适当地校正亮度的偏差。
<校正值获取方法>
现在，将参照图1A描述用于获取对于第一灰度级(例如，最大灰度级)和第二灰度级(例如，最小灰度级)的校正值和用于计算对于另一灰度级的校正值的系数曲线(内插系数-灰度级的表)的方法。第一灰度级和第二灰度级不限于最大灰度级和最小灰度级。如果第一灰度级和第二灰度级之间的差值太小，那么所述两个灰度级的校正值的差被测量误差掩盖，并且，校正误差趋于增加。因此，优选地第一灰度级尽可能高且第二灰度级在测量精度和测量时间的容限内尽可能低。还优选地测量对于三个或更多个灰度级的亮度偏差，并且，提供对于三个或更多个灰度级的校正值。为了计算对于目标灰度值的校正值，使用对于最接近该目标灰度级的一个或两个灰度级的校正值，执行内插或外插(extrapolation)。通过该配置，可望进一步提高校正精度。由于随着校正值的数量的增加，亮度偏差的测量时间和校正值的存储容量增加，因此，在实用上，优选地通过测量确定两个到五个灰度级的校正值。
(1)第一步骤
首先，在不校正偏差的情况下通过与第一灰度级对应的驱动信号接通图像显示装置。在这种情况下，第一灰度级被设为最大灰度级(全灰度级)。图6A示出对于最大灰度级的驱动波形。为了测量精度，优选地独立对于R、G和B测量亮度偏差。为了测量R的亮度偏差，例如，仅向R的信号线供给Vx，并且，向G和B的信号线供给Gnd。扫描线被依次驱动。然后，具有驱动电压Vx+Vy的信号被均匀地施加到与选择的行和选择的列连接的电子发射器件，并且，执行根据各像素的电子发射特性的偏差产生亮度偏差的显示。通过由CMOS照相机或CCD照相机测量该状态，获取各像素中的第一灰度级中的亮度偏差。然后，可通过用基准亮度比归一化各像素中的测量亮度值，获取各像素中的相对亮度比。基准亮度值可被预先确定，或者可以为测量亮度值的平均值、最小值或最大值。相对亮度比的倒数是与亮度数据相乘的校正值(增益)，然后，对于第一灰度级的亮度偏差可被均匀地校正。为了减少测量时间，优选地将所有的像素接通并且对于整个表面批量测量亮度。
然后，通过与第二灰度级(例如，最小灰度级)对应的驱动信号接通图像显示装置。调制信号的波形如图6B中的灰度级1所示。如同第一灰度级那样，获取对于第二灰度级的亮度偏差(相对亮度比)。通过使用该相对亮度比的倒数作为校正值(增益)，可以均匀地校正第二灰度级的亮度偏差。
(2)第二步骤
通过选择一个或更多个电子发射器件作为目标器件，在用第一驱动电压驱动目标器件时测量亮度的灰度依赖性。这里，对于第一驱动电压选择通常的驱动电压(Vx，Vy)。具体而言，在面板的中心显示具有适于测量亮度的尺寸的窗口(例如，10×10像素正方形、单色、同一灰度级)，并且，测量窗口的亮度。图6B示出这种情况下的驱动波形的例子。通过如下依次改变灰度级测量亮度，即，灰度级0、R的灰度级1、R的灰度级2、…、R的最大灰度级、G的灰度级1、G的灰度级2、…、G的最大灰度级、…、B的最大灰度级。由此，可获取关于利用通常驱动电压的亮度的灰度依赖性的数据。这与图4A中的像素B的数据对应。
(3)第三步骤
对于与第二步骤相同的目标器件，测量利用与第一驱动电压不同的第二驱动电压的亮度的灰度依赖性。第二驱动电压是第一电压乘以常数。图6C示出使用通常电压(0.98×Vx，0.98×Vy)乘以0.98时的驱动波形的例子。这与向电子发射器件施加驱动场偏差的模拟对应，因此可获取与图4A中的像素C类似的数据。如果使用通常电压乘以1.02的获取亮度的灰度依赖性，那么可获取与图4A中的像素A类似的数据。
基于在第二步骤和第三步骤中获取的两个条件(×1和×0.98)下的亮度的灰度依赖性数据，根据图4A～图4E中的过程确定亮度数据-内插系数的查找图表(系数曲线)。图7A和图7B示出根据本实施例确定的系数曲线(参见“×0.98”的曲线)。图7A是亮度数据的轴为线性的情况，图7B是亮度数据的轴为对数的情况。其示出了获取与理想值(曲线图中的“像素A”或“像素C”的绘图)具有高一致性并且在宽范围上与最佳内插系数匹配的系数曲线。
在以上的情况下，如果相对于第一驱动电压的第二驱动电压的乘法因子(例如，上述的0.98或1.02)太接近1，那么依赖于驱动条件的亮度差被测量误差掩盖并且不能被检测。如果乘法因子太大，那么向电子发射器件施加比通常电压高的电压，并且，器件被破坏的可能性增加。如果乘法因子太小，那么亮度变得太小，并且，亮度的测量精度降低，并且，测量所需要的时间增加。因此，优选乘法因子在0.95～0.99或1.01～1.05的范围内。
<校正单元>
将参照图1B描述使用获取的校正值和系数曲线执行实际校正的校正单元的配置。图1B是示出上述的根据本实施例的图像显示装置的校正单元的框图。校正单元2包含输出适于亮度数据S4的校正值的校正值输出电路2001和基于从校正值输出电路2001输出的校正值S10执行校正运算的校正电路2002(乘法器208)。
校正值输出电路2001包含存储器U 201、存储器L 202、灰度级转换电路210和校正值计算电路205。存储器U 201是存储对于第一灰度级的校正值的第一校正值存储单元。存储器L 202是存储对于第二灰度级的校正值的第二校正值存储单元。灰度级转换电路210是存储根据亮度数据S4的灰度级的内插系数的系数存储单元。校正值计算电路205是通过用从灰度级转换电路210获取的内插系数转换(内插)从存储器U 201和存储器L 202获取的校正值，计算对于亮度数据S4的灰度级的校正值S10的校正值计算单元。
在这种情况下，在存储器U 201(或存储器L 202)中作为8位直接存储第一灰度级(或第二灰度级)中的校正值，但是，数据可被压缩和存储以减小存储器容量。在这种情况下，可以在存储器U 201(或存储器L 202)和校正值计算电路205之间插入与压缩系统对应的解码器。
灰度级转换电路210是用于将亮度数据S4的值转换成内插系数的电路，该电路是实现由图7A和图7B中的系数曲线“×0.98”表示的图像的电路。根据本实施例，如图7C和图7D所示，灰度级转换电路210由查找图表构成，该查找图表的输入是亮度数据S4并且输出S11是内插系数乘以亮度数据S4的最大值(例如，如果亮度数据为12位，为“4095”)的值。灰度级转换电路210自身可输出内插系数的值(0.0～1.0)。如果亮度数据S4的范围大，那么可通过插入用于将亮度数据S4转换成浮点表示(floating point representation)的FP转换电路，减小查找图表的容量。
现在将描述上述电路配置中的详细描述。如果“125”作为亮度数据S4被输入，那么如图7D所示，它被灰度级转换电路210转换成“3276”，并且，通过校正值计算电路205执行以下的运算。
亮度数据S4为“125”时的校正值S10
＝{F×3276+B×(4095-3276)}/4095
＝(F×3276+B×819)/4095
≈F×0.8+B×0.2。
校正运算电路2002将亮度数据S4(＝125)乘以输出的校正值S10(＝F×0.8+B×0.2)，并且，将经校正亮度数据S5(＝125×(F×0.8+B×0.2))输出到线性校正单元904。
线性校正单元904校正荧光物质的饱和特性和通过调制驱动器906的非线性，并且进行校正以使得选择的显示器件以与输入的经校正亮度数据S5成比例的亮度发光。如图7E和图7F所示，可以通过使用查找图表实现线性校正。如图4A所示，从与利用通常电压执行驱动时的亮度的灰度依赖性有关的数据，产生该表。图7E和图7F的纵轴与图4A的横轴对应，并且，图7E和图7F的横轴与图4A中的像素B的亮度值乘以常数的值对应。该常数是用于将测量的亮度值转换成对于电路使用的数据的转换常数，并且，例如，可根据最大亮度数据(在这种情况下为4095)和亮度值被适当地确定。线性校正单元904通过基于经校正亮度数据S5使用查找图表，产生调制驱动器的灰度级S6。灰度级S6的范围与调制驱动器的灰度级的数量匹配，并且，这种情况下的最大灰度级为511。
在平均像素的情况下，经校正亮度数据S5变为等于亮度数据S4(＝125)的“125”，并且，从线性校正单元904输出的调制驱动器的灰度级S6变为“70”(参见图7E)。在比平均像素暗的像素的情况下，经校正亮度数据S5变得比“125”大，并且调制驱动器的灰度级S6变得比“70”大。在比平均像素亮的像素的情况下，经校正亮度数据S5变得比“125”小，并且，调制驱动器的灰度级S6变得比“70”小。
基于这样获得的灰度级S6，调制驱动器906产生调制信号S7并将其供给到调制布线1001。由此，可以显示具有较小亮度偏差的高质量图像。
如上所述，根据本发明的第一实施例，可以在短时间内容易并精确地获取可均匀校正亮度偏差的灰度依赖性的校正值。由于可以如以上配置示出的那样用简单的电路实现用该校正值执行校正的校正电路，因此，可以以低成本供给可从低灰度级到高灰度级均匀地进行显示的图像显示装置。
(第二实施例)
现在将参照图8A、图8B和图9描述本发明的第二实施例。根据本实施例，基于测量的亮度偏差计算对于第一灰度级的校正值，但是，从对于第一灰度级的校正值估计对于第二灰度级的校正值。当对于第一灰度级的校正值和对于第二灰度级的校正值的相关性较高时，换句话说，当如果确定对于第一灰度级的校正值则唯一地确定对于第二灰度级的校正值时，可适当地使用该方法。例如，当构成一个像素的电子发射器件的电子发射点(电子发射部分)的数量足够大时，本实施例的方法可被适当地应用。以下将描述与第一实施例的不同。
<校正值获取方法>
根据本实施例，如同第一实施例的第一步骤到第三步骤，测量所有器件上的第一亮度中的亮度偏差和目标器件上的利用通常电压(第一驱动电压)和通常电压(第二驱动电压)乘以常数的情况下的亮度的灰度依赖性。并且，根据本实施例，测量目标像素上的对于第一灰度级(例如，最大灰度级)的亮度的驱动电压依赖性和对于第二灰度级(例如，最小灰度级)的亮度的驱动电压依赖性。例如，在利用如下驱动电压的7个驱动条件下测量对于第一灰度级的亮度和对于第二灰度级的亮度：通常电压×1.05、通常电压×1.03、通常电压×1.01、通常电压、通常电压×0.99、通常电压×0.97和通常电压×0.95。然后，如图8B所示，获取用于将对于第一灰度级的亮度偏差转换成对于第二灰度级的亮度偏差的函数。
<校正单元>
图9示出根据第二实施例的校正单元的配置。作为第一实施例的校正单元(参见图1B)的存储器L的替代，本实施例的校正单元具有校正值转换电路203。该校正值转换电路203是用于将存储于存储器U 201中的对于第一灰度级的校正值转换成对于第二灰度级的校正值的电路。具体而言，校正值转换电路203由包含分别作为图8B的纵轴和横轴的倒数(校正值)的转换函数的查找图表构成。其它的配置与第一实施例相同。
根据本实施例，无需测量对于第二灰度级的亮度偏差。由此，测量亮度所需要的时间可大大减少。由于在整个面板表面上测量对于低灰度级的亮度偏差需要大量的时间，因此，如后面提到的那样，省略作为低灰度级侧的对于第二灰度级的测量的效果非常大。
<第三实施例>
在最近的显示器中，最大灰度级和最小灰度级的衬度为约1000000∶1。如果在仅改变曝光时间的情况下通过相同的测量系统测量对于最大灰度级的亮度偏差和最小灰度级中的亮度偏差，并且，如果例如可在0.1秒内测量对于最大灰度级的亮度偏差，那么对于最小灰度级需要约100000秒(≈28小时)的测量时间。在灵敏度改变的测量系统的情况下，会产生由于光学系统中的细微差异导致的测量误差。因此，根据第三实施例，作为最小灰度值的替代，对于第二灰度级选择比最小灰度级高的灰度级(比最小灰度级亮的灰度级)。以下，将描述与第一实施例的不同。
<校正值获取方法>
这里，第二灰度级被设为“125”。换句话说，当在第二灰度级中测量亮度偏差时，用与灰度级125对应的驱动信号将像素接通来测量亮度。其它的处理与第一实施例相同。
<校正单元>
校正单元的配置基本上与图1B所示的配置相同。但是，在存储器L 202中，存储与灰度级125对应的校正值。校正值计算电路205通过内插对于第一灰度级的校正值和对于第二灰度级的校正值，对于第一灰度级和第二灰度级之间的灰度级(4095～125)计算适当的校正值。对于第一灰度级和第二灰度级之间的范围外面的灰度级，即，比第二灰度级小的灰度级(125～0)，通过外插对于第一灰度级的校正值和对于第二灰度级的校正值计算校正值。
如果亮度数据S4为“125”时的灰度级转换电路210的输出S11为“3276”，那么从校正值计算电路205输出的校正值H(K)由下式给出：
H(K)＝{F×(K-3276)+C×(4095-K)}/(4095-3276)，这里，K表示输出S11的值，F表示对于最大灰度级(S11＝4095)的校正值，C表示对于第二灰度级(S11＝3276)的校正值。如第一实施例所述，
C≈0.8×F+0.2×B，这里，B表示对于最小灰度级(S11＝0)的校正值。
现在，将描述对于可望具有主误差的最小灰度级(S11＝0)的外插校正值的精度。如第一实施例所示，B是对于最小灰度级的理想校正值。通过外插计算获取的校正值为：
H(0)＝{F×(0-3276)+C×(4095-0)}/(4095-3276)
    ≈{-3276×F+(0.8×F+0.2×B)x 4095}/819
    ＝B。这意味着可以执行精确的外插。
在本实施例的情况下，可以减少测量对于最小灰度级的亮度偏差的大量时间，并且，可以解决由于光学系统的细微差异导致的校正不均匀性。同样如第一实施例那样，可以容易并精确地获取对于所有灰度级的校正值。
(第四实施例)
现在，将参照图10A～10C描述本发明的第四实施例。以下将描述与第一实施例的不同。
本实施例的调制系统是振幅调制(PHM)。图10A示出信号线的驱动波形。在图10A中，纵轴是电压值，横轴是时间，各灰度级中的驱动波形(与图2A中的S7对应)被并排示出。脉冲宽度为12.8μsec，灰度级为0～255，并且，每当灰度级增加1，电压就增加约39mV。在通常电压的情况下，Vx＝10[V]，Vy＝-8[V]，Vus＝5[V]。脉冲宽度、灰度级的数量和电压值等不限于这些值，而是可被任意地设计。
图10B示出根据本实施例的像素A和像素C中的亮度数据S4和内插系数的实测值(理想值)和通过与第一实施例的第二和第三步骤相同的方法获取的系数曲线(查找图表)。在图10B中，“像素A”和“像素B”的曲线是理想值，“×0.98”的曲线是系数曲线。图10C是图10B的横轴从线性标度变为对数标度的曲线图。在各图中，理想值和系数曲线在整个亮度区域中匹配。因此，即使在PHM驱动图像显示装置中，也可在整个亮度区域中抑制亮度偏差。
在第一实施例中，在振幅被调制的区域和脉冲宽度被调制的区域之间的边界(图4A中的灰度级n)中，系数曲线的倾度急剧变化，但是在本实施例的PHM中，内插系数关于亮度(对数轴)几乎线性变化。因此，在本实施例的情况下，可以在省略第二步骤和第三步骤的情况下通过使用预备的对数(或指数)函数作为系数曲线，获取良好的校正结果。通过省略第二步骤和第三步骤，可以进一步减少测量亮度所需要的时间。
(第五实施例)
现在将参照图11A～11C描述本发明的第五实施例。以下将描述与第一实施例的不同。
本实施例的调制系统是振幅调制(PHM)和脉冲宽度调制(PWM)的组合。图11A示出信号线的驱动波形。在图11A中，纵轴是电压值，横轴是时间，各灰度级中的驱动波形(与图2A中的S7对应)被并排示出。灰度级为级0～128。在灰度级1～32的范围中，振幅为2.5V，脉冲宽度每次增加约0.4μsec。在灰度级33～64的范围中，波形由具有5V振幅的脉冲构成，并且，输出具有2.5V振幅的脉冲，并且，具有5V振幅的脉冲宽度增加。以相同方式，在灰度级65～96的范围中，波形由具有7.5V振幅的脉冲构成，并且输出具有5V振幅的脉冲，并且，在灰度级97～128的范围中，波形由具有10V振幅的脉冲构成，并且，输出具有7.5V振幅的脉冲。在通常电压的情况下，Vx＝10[V]，Vy＝-8[V]，Vus＝5[V]。脉冲宽度、灰度级的数量和电压值等不限于这些值，而是可被任意地设计。
图11B示出根据本实施例的像素A和像素C中的亮度数据S4和内插系数的实测值(理想值)以及通过与第一实施例的第二和第三步骤相同的方法获取的系数曲线(查找图表)。在图11B中，“像素A”和“像素B”的绘图是理想值，“×0.98”的绘图是系数曲线。图11C是图11B的横轴从线性标度变为对数标度的曲线图。在各图中，理想值和系数曲线在整个亮度区域中匹配。因此，即使在使用组合PHM和PWM的调制系统的图像显示装置中，也可在整个亮度区域中抑制亮度偏差。
〔例子〕
现在将描述本发明的特定例子。本例子的图像显示装置使用具有通过比率控制的PWM系统，基于单纯矩阵驱动来驱动表面传导型电子发射器件。如图2A所示，本例子的矩阵面板1具有240行的扫描线1002和160×3(RGB)列的信号线1001。如图2B所示，在矩阵面板1中，在矩阵中配置多个表面传导型电子发射器件1004，并且，各器件分别与扫描布线1002和信号线1001连接。
使用图6A中的驱动信号来执行第一步骤中的测量。并且，使用图6B和图6C中的驱动信号执行第二步骤和第三步骤中的测量。使用的调制信号在灰度级0～100范围中具有三角波形，并且在灰度级101～511范围中具有梯形波形。进行控制，使得随着灰度级增加1，下落定时一次延迟25nsec。在通常电压的情况下，以Vx＝10[V]、Vy＝-8[V]和Vus＝5[V]驱动器件。
在图1B所示的校正单元的存储器U和存储器L中，存储以8位量化的对于第一和第二灰度级的校正值(×0.0～×2.0)的数据。校正值计算电路的输出S10是9位，并且，亮度数据S4和经校正亮度数据S5是12位。根据该配置，平均像素中的校正值(量化数据)为×1.0(127)，利用该值，量化误差可被控制到1％或更小。即使通过校正损失约2位的灰度，也可对于校正之后的灰度保证至少10位，因此，可在良好的条件下显示图像。
图12A示出根据本例子的校正之后的亮度测量结果。横轴是亮度数据S4，纵轴是对于各灰度级由像素B的亮度归一化的像素A和像素C的归一化亮度比。可以看出，在整个亮度数据区域中，归一化的亮度比为约1。在视觉上很难观察到亮度偏差。
(比较例)
作为比较例，将描述在对于第一灰度级的校正值和对于第二灰度级的校正值上执行线性内插的情况。除了不设置灰度级转换电路210以外，校正单元的配置与以上的例子相同。
图12B示出根据本比较例的校正之后的亮度测量结果。横轴是亮度数据S4，纵轴是对于各灰度级由像素B的亮度归一化的像素A和像素C的归一化亮度比。可以看出，如果使用图12B中的一般线性内插，那么中间亮度数据中的内插误差增加，而在图12A中的例子的情况下，在整个亮度数据区域中，归一化的亮度比为约1。
虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这些变更方式以及等同的结构和功能。

Claims (7)

1.一种获取用于对具有多个电子发射器件的图像显示装置的亮度偏差进行校正的校正值的校正值获取方法，
该方法包括：
第一步骤，用与第一灰度级对应的驱动信号驱动所述多个电子发射器件并且测量对于所述第一灰度级的亮度偏差；
第二步骤，选择所述多个电子发射器件中的一个或更多个电子发射器件作为目标器件、用与各灰度级对应的驱动信号驱动所述目标器件、并且测量对于各灰度级的所述目标器件的亮度；
第三步骤，用与各灰度级对应的驱动信号的电压振幅的常数倍的驱动信号驱动所述目标器件，并且测量对于各灰度级的所述目标器件的亮度；和
计算步骤，使用在所述第二步骤中测量的亮度与在所述第三步骤中测量的亮度的亮度比以及在第一步骤中测量的亮度偏差，计算各电子发射器件的对于各灰度级的校正值。
2.根据权利要求1的校正值获取方法，其中，
所述第一步骤包含：用与不同于所述第一灰度级的第二灰度级对应的驱动信号驱动所述多个电子发射器件，并且测量对于所述第二灰度级的亮度偏差的步骤。
3.根据权利要求2的校正值获取方法，其中，
在所述计算步骤中，通过使用基于所述亮度比计算的系数内插基于对于所述第一灰度级的亮度偏差计算的对于所述第一灰度级的校正值和基于对于所述第二灰度级的亮度偏差计算的对于所述第二灰度级的校正值，来计算对于所述第一灰度级和所述第二灰度级之间的灰度级的校正值。
4.根据权利要求2的校正值获取方法，其中，
在所述计算步骤中，通过使用基于所述亮度比计算的系数外插基于对于所述第一灰度级的亮度偏差计算的对于所述第一灰度级的校正值和基于对于所述第二灰度级的亮度偏差计算的对于所述第二灰度级的校正值，来计算对于所述第一灰度级与所述第二灰度级之间的灰度级以外的灰度级的校正值。
5.根据权利要求1的校正值获取方法，其中，
所述图像显示装置在灰度级范围的至少一部分中调制所述驱动信号的电压振幅。
6.一种对具有多个电子发射器件的图像显示装置的亮度偏差进行校正的校正方法，
该方法包括以下步骤：
使用由根据权利要求1～5中任一项的校正值获取方法获取的校正值，校正亮度数据；和
基于经校正亮度数据产生用于驱动电子发射器件的驱动信号。
7.一种图像显示装置，包括：
多个电子发射器件；
校正亮度数据的校正单元；和
基于经校正亮度数据向所述电子发射器件供给驱动信号的电路，其中，
所述校正单元包含：
校正值存储单元，对于各电子发射器件存储至少对于第一灰度级的校正值；
系数存储单元，存储根据所述亮度数据的灰度级的系数；和
校正值计算单元，通过用从所述系数存储单元获取的系数转换从所述校正值存储单元获取的校正值，计算对于所述亮度数据的灰度级的校正值，
基于通过用与所述第一灰度级对应的驱动信号驱动所述多个电子发射器件而测量的亮度偏差，计算存储在所述校正值存储单元中的校正值，并且，
通过选择所述多个电子发射器件中的一个或更多个电子发射器件作为目标器件并且使用通过用与各灰度级对应的驱动信号驱动所述目标器件而测量的亮度和用与各灰度级对应的驱动信号的电压振幅的常数倍的驱动信号驱动所述目标器件而测量的亮度的亮度比，计算存储在所述系数存储单元中的系数。
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