JP2004109371A - 平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の明るさを著しく低下させることなく素子特性のバラツキに依存した輝度差を低減する。
【解決手段】平面表示装置は支持基板上に形成される複数の表示画素ＰＸと、複数の表示画素ＰＸの素子特性をこれら表示画素ＰＸうちで最も暗い特定表示画素ＰＸの素子特性である基準素子特性と等価にするように映像信号を補正する補正部４と、補正部４からの映像信号に対応して複数の表示画素を駆動する駆動部２とを備える。特に、補正部４は映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整するように構成される。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の表示画素が各々発光型またま受光型の表示素子として形成される平面表示装置、並びにこの平面表示装置のための表示用駆動回路および表示用駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）が平面表示装置として注目されている。このＦＥＤは、一般に表示パネルとこの表示パネルを駆動する駆動回路とを備える。表示パネルは、横（水平）方向に伸びる複数の走査線、これら走査線に交差して縦（垂直）方向に伸びる複数の信号線、並びにこれら走査線および信号線の交差位置に配置される複数の表示画素を含む。カラー表示用の表示パネルでは、例えば水平方向において隣接する３個の表示画素がカラー表示画素として用いられる。各表示画素は表面伝導型電子放出素子およびこの電子放出素子から放出される電子ビームにより発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）の蛍光体で構成される発光型の表示素子である。
【０００３】
駆動回路は複数の走査線の一端に接続されるＹドライバと、複数の信号線の一端に接続されるＸドライバを含む。Ｙドライバは走査信号を用いて複数の走査線を順次駆動し、Ｘドライバは各走査線が駆動される間に映像信号に対応したパルス幅の駆動信号を用いて複数の信号線を駆動する。各表示画素は対応信号線および対応走査線間の画素電圧に対応した輝度で発光する。
【０００４】
ところで、上述のようなＦＥＤでは、製造プロセスにおいて複数の表示素子の素子特性を完全に揃えることが困難であるために、表示画像の明るさが例えば輝度特性のような素子特性のバラツキに依存した輝度差によって不均一になり易い。さらに、近年では、表示パネルの画面サイズおよび解像度の増大を求める要望が多いため、表示品位がこれらの増大に伴って劣化する傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような輝度差は、例えば最も暗い表示画素の輝度に他の表示画素の輝度を合わせるように映像信号レベルを低下させる補正を行うことにより解消可能である。しかし、このような補正を常に行なうと、暗い画像パターンを一層暗くする結果となる。
【０００６】
本発明の目的は表示画像の明るさを著しく低下させることなく素子特性のバラツキに依存した輝度差を低減できる平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、支持基板上に形成される複数の表示画素と、複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするように映像信号を補正する補正部と、補正部からの映像信号に対応して複数の表示画素を駆動する駆動部とを備え、補正部は映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整するように構成される平面表示装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動回路であって、複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするように映像信号を補正する補正部と、補正部からの映像信号に対応して複数の表示画素を駆動する駆動部とを備え、補正部は映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整するように構成される表示用駆動回路が提供される。
【０００９】
本発明によれば、支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動方法であって、複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするよう映像信号の補正し、この映像信号に対応して複数の表示画素を駆動し、映像信号の補正において映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整する表示用駆動方法が提供される。
【００１０】
上述の平面表示装置、表示用駆動回路および表示用駆動方法によれば、映像信号が複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするように補正されるため、これら素子特性のバラツキに依存した輝度差が低減される。さらに、映像信号の補正度合いが映像信号の平均値に基づいて一律に調整される。一般に、複数の表示画素の輝度差は明るい画像パターンに比べて暗い画像パターンにおいてあまり目立たない。このため、例えば映像信号の平均値が暗い画像パターンに依存して比較的低いような場合に、映像信号の補正度合いを一律に小さく設定することにより、表示画像の明るさの著しい低下を防止することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る平面表示装置について添付図面を参照して説明する。この平面表示装置は例えばカラー表示画素数が横：縦＝１２８０：７２０という７２０ＰハイビジョンＸＧＡ解像度を持つフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）装置である。
【００１２】
図１はこの平面表示装置の回路構成を概略的に示す。平面表示装置は表示パネル１、Ｘドライバ２、Ｙドライバ３、映像処理回路４、入力回路５、およびタイミング発生回路６を備える。表示パネルは横（水平）方向に伸びるｍ（＝７２０）本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、これら走査線Ｙ１〜Ｙｍに交差して縦（垂直）方向に伸びるｎ（＝１２８０×３）本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、並びにこれら走査線Ｙ１〜Ｙｍおよび信号線Ｘ１〜Ｘｎの交差位置に配置されるｍ×ｎ（＝約２７６万）個の表示画素ＰＸを支持基板上に有する。各カラー表示画素は水平方向において隣接する３個の表示画素ＰＸにより構成される。このカラー表示画素では、３個表示画素ＰＸがそれぞれ表面伝導型電子放出素子１１およびこれら電子放出素子１１から放出される電子ビームにより発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の蛍光体１２により構成される。各走査線Ｙは対応水平ラインの表示画素ＰＸの電子放出素子１１に接続される走査電極として用いられ、各信号線Ｘは対応列の表示画素ＰＸの電子放出素子１１に接続される信号電極として用いられる。
【００１３】
Ｘドライバ２、Ｙドライバ３、映像処理回路４、入力回路５、およびタイミング発生回路６は表示パネル１の駆動回路として用いられ、表示パネル１の周囲に配置される。Ｘドライバ２は信号線Ｘ１〜Ｘｎの一端に接続され、Ｙドライバ３は走査線Ｙ１〜Ｙｍの一端に接続される。入力回路５は外部の信号源から供給されるＲＧＢ映像信号および同期信号の入力処理を行い、映像信号を映像処理回路４に供給し、同期信号をタイミング発生回路６に供給する。映像信号処理回路４は映像信号に対してデジタル形式の信号処理を行う。タイミング発生回路６は同期信号に基づいてＸドライバ２およびＹドライバの動作タイミングを制御する。この制御により、Ｙドライバ３は走査信号を用いて走査線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動し、Ｘドライバ２は走査線Ｙ１〜Ｙｍの各々がＹドライバ３によって駆動される間に映像処理回路からの映像信号に対応して信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する。ここで、走査信号は１水平走査期間だけ出力される負の電圧である。
【００１４】
Ｘドライバ２は１水平走査期間毎に映像処理回路４から供給される１水平ライン分の映像信号をサンプリングして並列的に出力するラインメモリ、および１水平ライン分の映像信号にそれぞれ対応するｎ個のＰＷＭ駆動信号を発生する駆動信号発生回路を含む。この駆動信号発生回路は各々対応画素の映像信号レベルに比例するパルス幅のパルス信号を発生するｎ個のパルス幅変調回路、これらパルス幅変調回路からのパルス信号のパルス幅にそれぞれ等しい期間だけ信号線Ｘ１〜Ｘｎに駆動信号を出力するｎ個の出力バッファを含む。各電子放出素子１１では、信号電極および走査電極間の電圧Ｖｆがスレッショルドを越えたときに放電が起き、これにより放出される電子ビームが蛍光体１２を励起する。各表示画素ＰＸの輝度は映像信号レベルに依存したＰＷＭ駆動信号のパルス幅によって制御される。
【００１５】
映像処理回路４は、平均値検出回路２０、補正データ処理回路２１、補正データメモリ２３、および補正回路２４を含む。平均値検出回路２０は１フレーム分のＲＧＢ映像信号を合計して平均値を検出する。補正データメモリ２３は全表示画素ＰＸに対する補正データを保持する。これら補正データは、全表示画素ＰＸの素子特性をこれら表示画素うちで最も暗い表示画素の素子特性と等価にする映像信号の補正量をそれぞれ表す。具体的な補正量は、表示パネル１に試験的に画像を表示させて全表示画素ＰＸの輝度特性を測定器２５により測定することにより得られる。補正データ処理回路２１は、平均値検出回路２０からの平均値に基づいて補正係数を算出し、補正データメモリに保持された全表示画素ＰＸの補正データから得られる補正量に一律に乗じる処理を行う。補正回路２４はこの補正データ処理回路２１の処理結果に基づいて入力回路５からのＲＧＢ映像信号を補正し、Ｘドライバ２に出力する。尚、測定器２５は製造時に平面表示装置に接続して補正データを作成するために用いられるもので、補正データの作成が完了した製品段階で平面表示装置に接続される必要はない。また、補正回路２４は表示画素ＰＸの素子特性のバラツキに依存した輝度差を画像パターンの種類（平均的な明るさ）に対応して低減する補正だけでなく、さらに最適画像の再生、回路の保護、消費電力の低減等を目的として映像信号の平均値に対応した映像信号レベルの抑圧をさらに行うように構成されてもよい。
【００１６】
次に、映像信号の補正動作についてさらに詳細に説明する。複数の表示画素ＰＸが支持基板上に形成されたとき、これら表示画素ＰＸの輝度特性は図２に示すようにばらつく。図２において、Ｌ１は標準的なゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する画素ＰＸの輝度特性を表し、Ｌ２は輝度特性Ｌ１の表示画素ＰＸよりも高いゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する表示画素ＰＸの輝度特性を表し、Ｌ３は輝度特性Ｌ１の表示画素ＰＸよりも低いゲインで印加電圧Ｖｆを輝度に変換する表示画素ＰＸの輝度特性を表す。輝度特性がこのようにばらつくと、共通の印加電圧Ｖｆに対してこれら表示画素ＰＸは輝度レベルＢ１，Ｂ２，Ｂ３で発光することになる。輝度レベルＢ２は輝度レベルＢ１よりも高く、輝度レベルＢ３は輝度レベルよりも低い。補正データメモリ２３は複数の表示画素ＰＸの素子特性をこれら表示画素ＰＸうちで最も暗い表示画素の素子特性と等価にする映像信号の補正量としてこれら表示画素ＰＸに対する補正データを保持する。従って、各表示画素ＰＸに対する映像信号を対応する補正量だけ補正すれば、上述のような輝度差を解消する。
【００１７】
図３は補正データメモリ内の補正データに基づいて映像信号を補正した場合に等価的に得られる表示画素ＰＸの輝度特性を示す。図３では、輝度特性が１画素に対する映像信号の階調に対して示され、映像信号が最大階調である白ピーク時の輝度が全画素に対する映像信号の平均階調に対して示される。補正対象画素が最も暗い画素の最大輝度を越える最大輝度の輝度特性を持つ場合、この補正後においてこの補正対象画素の最大輝度は最も暗い画素の最大輝度と同じになる。この補正では、平均値検出回路２０の検出結果、すなわち画面全体の明るさを表す全画素に対する映像信号の平均階調は参照されていない。従って、補正対象画素に対する映像信号が白ピークに維持された状態で画面全体の明るさが変化しても、補正後の輝度特性は全く変化しないため、この画素は常に最も暗い画素の最大輝度と同じ輝度で発光することになる。
【００１８】
一般に、素子特性のバラツキに依存した輝度差は明るい画像パターンに比べて暗い画像パターンにおいてあまり目立たない。このため、補正データ処理回路２１は暗い画像パターンに対して映像信号の補正度合いを一律に小さく設定するために平均値検出回路２０の検出結果を参照する。
【００１９】
図４は平均値検出回路２０の検出結果も参照して映像信号を補正した場合に変化する補正後の輝度特性の一例を示す。図４でも、輝度特性が１画素に対する映像信号の階調に対して示され、映像信号が最大階調である白ピーク時の輝度が全画素に対する映像信号の平均階調に対して示される。図４に示すように、補正対象画素の輝度特性は、全画素に対する映像信号の平均階調が例えば１００パーセントである明るい画像パターンにおいてこの補正対象画素に対する映像信号の階調も１００パーセントである場合に最も暗い画素の最大輝度に等しい輝度で発光し、映像信号の平均階調が約０パーセントである暗い画像パターンにおいてこの補正対象画素に対する映像信号の階調が１００パーセントである場合にこの補正対象画素の最大輝度に等しい輝度で発光するように変化する。ここで、白ピーク時の輝度は全画素に対する映像信号の平均階調の増大に対して補正対象画素の最大輝度から最も暗い画素の最大輝度まで一定の傾きで低下する。
【００２０】
図５は平均値検出回路２０の検出結果も参照して映像信号を補正した場合に図４とは異なる変化をする補正後の輝度特性の例を示す。図５でも、輝度特性が１画素に対する映像信号の階調に対して示され、映像信号が最大階調である白ピーク時の輝度が全画素に対する映像信号の平均階調に対して示される。図５に示すように、補正対象画素の輝度特性は、全画素に対する映像信号の平均階調が例えば１００パーセントである明るい画像パターンにおいてこの補正対象画素に対する映像信号の階調も１００パーセントである場合に最も暗い画素の最大輝度に等しい輝度で発光し、映像信号の平均階調が約０パーセントである暗い画像パターンにおいてこの補正対象画素に対する映像信号の階調が１００パーセントである場合にこの補正対象画素の最大輝度に等しい輝度で発光するように変化する。しかし、ここでは、白ピーク時の輝度は全画素に対する映像信号の平均階調の増大に対して図４に示す例のように一定の傾きで低下する代わりに、映像信号の平均階調が比較的低い範囲で補正対象画素の最大輝度からの低下割合を少なくし、映像信号の平均階調が比較的高い範囲で補正対象画素の最大輝度からの低下割合を多くするように変化する。
【００２１】
上述の実施形態の平面表示装置では、映像信号が複数の表示画素の素子特性をこれら表示画素うちで最も暗い特定表示画素の素子特性である基準素子特性と等価にするように補正されるため、これら素子特性のバラツキに依存した輝度差が低減される。さらに、映像信号の補正度合いが映像信号の平均値に基づいて一律に調整される。このため、例えば映像信号の平均値が暗い画像パターンに依存して比較的低いような場合に、映像信号の補正度合いを一律に小さく設定され、表示画像の明るさの著しい低下を防止する。すなわち、映像信号から得られる画像パターンの種類毎に輝度補正の度合いが適切に変更されるため、輝度が不必要に低下しない高品位の画像を得ることができる。
【００２２】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００２３】
上述の実施形態では、補正データが表示画素の輝度特性のバラツキに対して用意されたが、この輝度特性以外の素子特性のバラツキ、あるいはその他の要因も反映するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、発明を理解しやすくするために、映像信号が複数の表示画素の素子特性をこれら表示画素うちで最も暗い表示画素の素子特性と等価にする補正として、補正対象画素の最大輝度を最も暗い画素の最大輝度に等しい輝度に変化させたが、この輝度値は安定動作が可能な範囲の最大輝度、あるいは表示画素の素子特性のバラツキ状態に基づいたそれに近い値であるとして考えることが適当である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表示画像の明るさを著しく低下させることなく素子特性のバラツキに依存した輝度差を低減できる平面表示装置、表示用駆動回路、および表示用駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す複数の表示画素の輝度特性の違いを示すグラフである。
【図３】図１に示す補正データメモリに格納された補正データのみを参照して映像信号を補正した場合に得られる輝度特性を説明するためのグラフである。
【図４】図１に示す補正データメモリに格納された補正データに加えて平均値検出回路の検出結果を参照して映像信号を補正した場合に変化する補正後の輝度特性の例を説明するためのグラフである。
【図５】図１に示す補正データメモリに格納された補正データに加えて平均値検出回路の検出結果を参照して映像信号を補正した場合に図４とは異なる変化をする補正後の輝度特性の例を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１…表示パネル
２…Ｘドライバ
３…Ｙドライバ
４…映像信号処理回路
１１…表面伝導型電子放出素子
１２…蛍光体
２０…平均値検出回路
２１…補正データ処理回路
２３…補正データメモリ
２４…補正回路
２５…測定器
Ｘ…信号線
Ｙ…走査線
ＰＸ…表示画素

Claims (21)

1. 支持基板上に形成される複数の表示画素と、前記複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするように映像信号を補正する補正部と、前記補正部からの映像信号に対応して前記複数の表示画素を駆動する駆動部とを備え、前記補正部は映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整するように構成されることを特徴とする平面表示装置。
2. 前記基準素子特性は前記複数の表示画素のうちの特定表示画素の表示特性であることを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
3. 前記特定表示画素は最も暗い表示画素であることを特徴とする請求項２に記載の平面表示装置。
4. 前記補正部は１フレーム分の映像信号を合計して平均値を検出する平均値検出回路と、前記複数の表示画素の素子特性を前記基準素子特性と等価にする映像信号の補正量をそれぞれ表す補正データを保持する補正データメモリ、前記平均値検出回路からの平均値に基づいて補正係数を算出し、この補正係数を前記補正データメモリに保持された前記複数の表示画素の補正データから得られる補正量に一律に乗じる処理を行う補正データ処理回路を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の平面表示装置。
5. 前記補正データは前記複数の表示画素の素子特性を実際に測定した結果として得られるデータであることを特徴とする請求項４に記載の平面表示装置。
6. 前記補正係数は前記平均値検出回路からの平均値の減少に伴って補正度合いを低下させるように設定されることを特徴とする請求項４に記載の平面表示装置。
7. 前記補正回路はさらに最適画像の再生、回路の保護、消費電力の低減のうちの少なくとも１つのために映像信号レベルを抑圧するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の平面表示装置。
8. 支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動回路であって、前記複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするように映像信号を補正する補正部と、前記補正部からの映像信号に対応して複数の表示画素を駆動する駆動部とを備え、前記補正部は映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整するように構成されることを特徴とする表示用駆動回路。
9. 前記基準素子特性は前記複数の表示画素のうちの特定表示画素の表示特性であることを特徴とする請求項８に記載の表示用駆動回路。
10. 前記特定表示画素は最も暗い表示画素であることを特徴とする請求項９に記載の表示用駆動回路。
11. 前記補正部は１フレーム分の映像信号を合計して平均値を検出する平均値検出回路と、前記複数の表示画素の素子特性を前記基準素子特性と等価にする映像信号の補正量をそれぞれ表す補正データを保持する補正データメモリ、前記平均値検出回路からの平均値に基づいて補正係数を算出し、この補正係数を前記補正データメモリに保持された前記複数の表示画素の補正データから得られる補正量に一律に乗じる処理を行う補正データ処理回路を含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の表示用駆動回路。
12. 前記補正データは前記複数の表示画素の素子特性を実際に測定した結果として得られるデータであることを特徴とする請求項１１に記載の表示用駆動回路。
13. 前記補正係数は前記平均値検出回路からの平均値の減少に伴って補正度合いを低下させるように設定されることを特徴とする請求項１１に記載の表示用駆動回路。
14. 前記補正回路はさらに最適画像の再生、回路の保護、消費電力の低減のうちの少なくとも１つのために映像信号レベルを抑圧するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の表示用駆動回路。
15. 支持基板上に形成される複数の表示画素の表示用駆動方法であって、前記複数の表示画素の素子特性を基準素子特性と等価にするよう映像信号の補正し、この映像信号に対応して前記複数の表示画素を駆動し、映像信号の補正において映像信号の平均値に基づいて映像信号の補正度合いを一律に調整することを特徴とする表示用駆動方法。
16. 前記基準素子特性は前記複数の表示画素のうちの特定表示画素の表示特性であることを特徴とする請求項１５に記載の表示用駆動方法。
17. 前記特定表示画素は最も暗い表示画素であることを特徴とする請求項１６に記載の表示用駆動方法。
18. 前記映像信号の補正は前記複数の表示画素の素子特性を前記基準素子特性と等価にする映像信号の補正量をそれぞれ表す補正データを予め保持し、１フレーム分の映像信号を合計して平均値を検出し、この平均値に基づいて補正係数を算出し、この補正係数を前記複数の表示画素の補正データから得られる補正量に一律に乗じることにより行われることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の表示用駆動方法。
19. 前記補正データは前記複数の表示画素の素子特性を実際に測定した結果として得られるデータであることを特徴とする請求項１８に記載の表示用駆動方法。
20. 前記補正係数は映像信号の平均値の減少に伴って補正度合いを低下させるように設定されることを特徴とする請求項１８に記載の表示用駆動方法。
21. 前記映像信号の補正はさらに最適画像の再生、回路の保護、消費電力の低減のうちの少なくとも１つのために映像信号レベルを抑圧する処理と一緒に行われることを特徴とする請求項１８に記載の表示用駆動方法。

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