JP2004206148A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本願に係る発明は、画像表示装置、及び画像表示装置の駆動方法に関する。特には、複数の表示素子を共通配線した画像表示装置及びその駆動方法に関する。更には、複数の表示素子をマトリクス配線した表示パネルを備える画像表示装置及びその駆動方法に関する。特にテレビジョン信号とコンピュータの映像信号を品質よく表示できる画像表示装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to an image display device and a driving method of the image display device. In particular, the present invention relates to an image display device in which a plurality of display elements are commonly wired and a driving method thereof. Further, the present invention relates to an image display device including a display panel in which a plurality of display elements are arranged in a matrix and a driving method thereof. In particular, the present invention relates to an image display device capable of displaying a television signal and a video signal of a computer with high quality and a driving method thereof.
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出型素子(以下、「FE型」と記す。)や、金属/絶縁層/金属型放出素子(以下、「MIM型」と記す。)などが知られている。 Conventionally, two types of electron-emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among them, the cold cathode device is, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as “FE type”), or a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as “MIM type”). ) Are known.
表面伝導型放出素子としては、たとえば、非特許文献1や、後述する他の例が知られている。
As the surface conduction type emission element, for example,
表面伝導型放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるSnO2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの(非特許文献2)や、In2 O3 /SnO2 薄膜によるもの(非特許文献3)やカーボン薄膜によるもの(非特許文献4)等が報告されている。 The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction type emission element include an element using an Au thin film (Non-patent document 2) and an element using an In 2 O 3 / SnO 2 thin film (Non-patent document 3) in addition to the element using the SnO 2 thin film by Elinson et al. ) And those using a carbon thin film (Non-Patent Document 4).
これらの表面伝導型放出素子の素子構成の典型的な例として、図11に非特許文献3による素子の平面図を示す。同図において、3001は基板で、3004はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜3004は図示のようにH字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜3004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部3005が形成される。図中の間隔Lは、0.5〜1(mm)、Wは、0.1(mm)に設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
FIG. 11 shows a plan view of a device according to Non-Patent
非特許文献3による素子をはじめとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部3005を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォーミングとは、前記導電性薄膜3004の両端に一定の直流電圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜3004を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部3005を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部には、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜3004に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放出が行われる。
In the surface conduction electron-emitting device described above, including the device according to Non-Patent
また、FE型の例は、たとえば、非特許文献5や、あるいは、非特許文献6などが知られている。
Non-Patent
FE型の素子構成の典型的な例として、図12に特許文献6による素子の断面図を示す。同図において、3010は基板で、3011は導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極である。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるものである。
FIG. 12 shows a cross-sectional view of a device according to
また、FE型の他の素子構成として、図12のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。 Further, as another element configuration of the FE type, there is an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with a substrate plane, instead of a laminated structure as shown in FIG.
また、MIM型の例としては、たとえば、非特許文献7などが知られている。MIM型の素子構成の典型的な例を図13に示す。同図は断面図であり、図において、3020は基板で、3021は金属よりなる下電極、3022は厚さ100オングストローム程度の薄い絶縁層、3023は厚さ80〜300オングストローム程度の金属よりなる上電極である。MIM型においては、上電極3023と下電極3021の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極3023の表面より電子放出を起こさせるものである。
As an example of the MIM type, for example, Non-Patent Document 7 is known. FIG. 13 shows a typical example of the MIM element configuration. The figure is a sectional view, in which 3020 is a substrate, 3021 is a lower electrode made of a metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, and 3023 is an upper layer made of a metal having a thickness of about 80 to 300 Å. Electrodes. In the MIM type, an appropriate voltage is applied between the
上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較して低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒーターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もある。 The above-described cold cathode device can obtain electron emission at a lower temperature than the hot cathode device, and thus does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than the hot cathode element, and a fine element can be produced. Further, even when a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode element, which operates by heating the heater, the response speed is slow, and the cold cathode element has an advantage that the response speed is fast.
このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛んに行われてきている。 For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.
たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人による特許文献1において開示されるように、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究されている。
For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among cold cathode devices. Therefore, for example, as disclosed in
また、表面伝導型放出素子の応用については、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。 As for applications of the surface conduction electron-emitting device, for example, image forming devices such as image display devices and image recording devices, charged beam sources, and the like have been studied.
特に、画像表示装置への応用としては、たとえば本出願人による特許文献2や特許文献3や特許文献4において開示されているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れていると言える。
In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in
また、FE型を多数個ならべて駆動する方法は、たとえば本出願人による特許文献5に開示されている。また、FE型を画像表示装置に応用した例として、たとえば、R. Meyerらにより報告された平板型表示装置が知られている(非特許文献8)。
A method of driving a large number of FE types in a row is disclosed, for example, in
また、MIM型を多数個並べて画像表示装置に応用した例は、たとえば本出願人による特許文献6に開示されている。
本願は、複数の表示素子を共通配線した構成において様々な種類の信号を良好に表示できる画像表示装置及びその駆動方法を実現することを課題とする。 It is an object of the present application to realize an image display device capable of favorably displaying various types of signals in a configuration in which a plurality of display elements are commonly wired, and a driving method thereof.
本願に関わる画像表示装置の発明の一つは以下のように構成される。 One of the inventions of the image display device according to the present application is configured as follows.
行配線と、複数の列配線と、変調回路と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装置において、
複数の表示モードを有しており、選択された前記表示モードに応じて前記行配線に印加する信号の電位を設定する電位設定回路とを有することを特徴とする画像表示装置。
A row wiring, a plurality of column wirings, a modulation circuit, and a plurality of display elements, wherein the plurality of display elements are commonly connected to the row wirings, and each of the plurality of column wirings is the plurality of column wirings. In the image display device connected to each of the display elements, the modulation circuit supplies a modulation signal to the column wiring,
An image display device having a plurality of display modes, and a potential setting circuit for setting a potential of a signal applied to the row wiring according to the selected display mode.
この構成では、列配線に印加する信号による変調制御とは独立に行配線に印加する信号により表示する画像信号の種類に応じた制御ができるため、好適である。また、この発明においては、前記変調回路は、表示する信号の階調に応じた時間幅を有するパルス幅変調信号を生成する構成や、表示する信号の階調に応じた波高値を有する波高値変調信号を生成する構成のいずれも採用し得る。ただし、パルス幅変調の構成のほうが階調表示の点では望ましい。 This configuration is preferable because the control according to the type of the image signal to be displayed can be performed by the signal applied to the row wiring independently of the modulation control by the signal applied to the column wiring. Further, in the present invention, the modulation circuit may be configured to generate a pulse width modulation signal having a time width corresponding to a gradation of a signal to be displayed, or a peak value having a peak value according to a gradation of a signal to be displayed. Any of the configurations for generating a modulation signal can be employed. However, the configuration of pulse width modulation is more desirable in terms of gradation display.
この発明においても、前記列配線は、その長手方向が前記行配線の長手方向と交差するように設けられるのが好ましい。また、前記行配線を複数有しており、各行配線毎に前記複数の表示素子が接続され、各行配線に接続される複数の表示素子のそれぞれが他の行配線に接続される複数の表示素子のそれぞれと前記列配線のそれぞれを共有する構成に上記発明は好適に適用できる。 Also in the present invention, it is preferable that the column wiring is provided so that a longitudinal direction thereof intersects a longitudinal direction of the row wiring. Also, a plurality of display elements, each having a plurality of the row wirings, wherein the plurality of display elements are connected to each row wiring, and each of the plurality of display elements connected to each row wiring is connected to another row wiring. The present invention can be suitably applied to a configuration in which each of the column wirings and each of the column wirings are shared.
また、前記複数の行配線を順次走査する走査信号を供給する走査回路を更に有するとよい。具体的には走査回路が、選択した行配線に選択電位を与える構成を好適に採用できる。この構成において、該選択電位を表示する画像信号の種類に応じて設定すれば良い。 Further, it is preferable that a scanning circuit for supplying a scanning signal for sequentially scanning the plurality of row wirings is further provided. Specifically, a configuration in which the scanning circuit applies a selected potential to the selected row wiring can be preferably employed. In this configuration, the selection potential may be set according to the type of the image signal to be displayed.
以上の各発明は、前記表示素子が、該表示素子に注入される電流の80%以下を表示のために消費する素子である場合に特に好適に適用でき、表示素子が、該表示素子に注入される電流の50%以下を表示のために消費する素子である場合に、本願に係る発明は更に好適に適用できる。 Each of the above inventions can be particularly preferably applied when the display element is an element that consumes 80% or less of the current injected into the display element for display, and the display element is injected into the display element. The invention according to the present application can be more suitably applied to a case where the element consumes 50% or less of the generated current for display.
また以上述べた各発明において、前記表示素子はたとえば電子放出素子であったりする。該電子放出素子が放出する電子の照射により発光する発光体(特には蛍光体)を組み合わせて用いると良い。電子放出素子としては冷陰極素子を好適に採用できる。特には、表面伝導型放出素子を採用した構成において本願発明は好適に適用できる。表示素子が電子放出素子である場合は、該電子放出素子が放出する電子により発光する蛍光体を設けることにより好適に画像を表示することができる。 In each of the inventions described above, the display element may be, for example, an electron-emitting element. It is preferable to use a combination of a light emitter (particularly, a phosphor) that emits light by irradiation with electrons emitted from the electron-emitting device. A cold cathode device can be suitably used as the electron-emitting device. In particular, the present invention can be suitably applied to a configuration employing a surface conduction electron-emitting device. In the case where the display element is an electron-emitting device, an image can be displayed suitably by providing a phosphor that emits light by electrons emitted from the electron-emitting device.
また、前記表示素子がエレクトロルミネッセンス素子である場合にも上記各発明は好適に適用できる。表示素子がエレクトロルミネッセンス素子である場合は、素子自体が発光するので好適である。 Further, each of the above inventions can be suitably applied to a case where the display element is an electroluminescent element. It is preferable that the display element is an electroluminescent element because the element itself emits light.
また本願に関わる画像表示装置の駆動方法の発明の一つは以下のように構成される。 Further, one of the inventions of the driving method of the image display device according to the present application is configured as follows.
行配線と、複数の列配線と、変調回路と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装置の駆動方法であって、
表示する信号の種類に応じて前記行配線に印加する信号の電位を設定することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
A row wiring, a plurality of column wirings, a modulation circuit, and a plurality of display elements, wherein the plurality of display elements are commonly connected to the row wirings, and each of the plurality of column wirings is the plurality of column wirings. The display device is connected to each of the display elements, the modulation circuit is a driving method of an image display device that supplies a modulation signal to the column wiring,
A method for driving an image display device, comprising: setting a potential of a signal to be applied to the row wiring according to a type of a signal to be displayed.
なお、以上述べてきたいずれの発明も、変調回路が制御対象として電位を制御した信号(例えば、ハイレベルの電位)を出力する場合には、制御対象として電流を制御した信号を出力する場合よりも好適に適用できる。 In any of the inventions described above, when the modulation circuit outputs a signal whose potential is controlled as a control target (for example, a high-level potential), the modulation circuit outputs a signal whose current is controlled as a control target. Can also be suitably applied.
本発明による種々の信号に応じて好適な表示が実現できる。 A suitable display can be realized according to various signals according to the present invention.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
発明者らは、上記従来技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、製法、構造の電子放出素子を試みてきた。さらに、多数の電子放出素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびにこのマルチ電子源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。 The inventors have tried electron-emitting devices having various materials, manufacturing methods, and structures, including those described in the above-mentioned prior art. Furthermore, research has been conducted on a multi-electron beam source in which a large number of electron-emitting devices are arranged, and on an image display device using the multi-electron source.
発明者らは、たとえば図9に示す電気的な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。すなわち、電子放出素子を2次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子ビーム源である。 The inventors have tried a multi-electron beam source by the electric wiring method shown in FIG. 9, for example. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of electron-emitting devices are arranged two-dimensionally and these devices are wired in a matrix as shown in the figure.
図中、4001は電子放出素子を模式的に示したもの、4002は行配線、4003は列配線である。行配線4002および列配線4003は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、図においては配線抵抗4004および4005として示されている。上述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。
In the figure, 4001 schematically shows an electron-emitting device, 4002 is a row wiring, and 4003 is a column wiring. Although the
なお、図示の便宜上、6×6のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。 For convenience of illustration, the matrix is shown as a 6 × 6 matrix, but the size of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image is displayed. Only enough elements are arranged and wired.
電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、行配線4002および列配線4003に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクスの中の任意の1行の電子放出素子を駆動するには、選択する行の行配線4002には選択電位Vsを印加し、同時に非選択の行の行配線4002には非選択電位Vnsを印加する。これと同期して列配線4003に電子ビームを出力するための駆動電位Veを印加する。この方法によれば、配線抵抗4004および4005による電圧降下を無視すれば、選択する行の電子放出素子には、Ve−Vsの電圧が印加され、また、非選択行の電子放出素子にはVe−Vnsの電圧が印加される。Ve,Vs,Vnsを適宜の大きさの電位にすれば選択する行の電子放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また列配線の各々に異なる駆動電位Veを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力される。また、冷陰極素子の応答速度は高速であるため、駆動電位Veを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。
In a multi-electron beam source in which electron-emitting devices are arranged in a simple matrix, an appropriate electric signal is applied to the
したがって、電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源にはいろいろな用途が考えられており、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として応用できるものと期待される。 Therefore, various applications are considered for a multi-electron beam source in which electron-emitting devices are arranged in a simple matrix. For example, if a voltage signal corresponding to image information is appropriately applied, the multi-electron beam source can be applied as an electron source for an image display device. Is expected.
しかしながら、実際に電圧源をマルチ電子ビーム源に接続し前記の電圧印加方法で駆動した場合には、配線抵抗で電圧降下が発生するために各電子放出素子に実効的に印加される電圧がばらつくという問題が発生していた。 However, when the voltage source is actually connected to the multi-electron beam source and driven by the above-described voltage application method, a voltage drop occurs due to wiring resistance, so that the voltage effectively applied to each electron-emitting device varies. The problem had occurred.
各素子に印加される電圧がばらつく原因として、まず第一に、単純マトリクス配線では各電子放出素子ごとに配線長が異なる(すなわち、配線抵抗の大きさが素子ごとに異なる)ことが挙げられる。 First of all, as a cause of the variation in the voltage applied to each element, the simple matrix wiring has a different wiring length for each electron-emitting device (that is, a different wiring resistance for each element).
第二に、行配線の各部分の配線抵抗4004で発生する電圧降下の大きさが一様でないことが挙げられる。これは、選択する行の行配線から当該行に接続された各電子放出素子に電流が分岐して流れるため、配線抵抗4004の各々に流れる電流の大きさが一様でないために起こるものである。
Second, the magnitude of the voltage drop generated by the
第三に、駆動するパターン(画像表示装置の場合には表示する画像パターン)によって配線抵抗で生じる電圧降下の大きさが変化することが挙げられる。これは、駆動するパターンによって、配線抵抗に流れる電流が変化するために起きるものである。 Third, the magnitude of the voltage drop caused by the wiring resistance varies depending on the driving pattern (the image pattern to be displayed in the case of the image display device). This occurs because the current flowing through the wiring resistance changes depending on the driving pattern.
以上のような原因により、各電子放出素子に印加される電圧にばらつきが発生すると、各電子放出素子から出力される電子ビーム強度が所望の値からずれることになり、応用上不都合であった。たとえば、画像表示装置に応用した場合には、表示画像の輝度が不均一になったり、表示画像パターンによって輝度が変動したりした。 If the voltage applied to each electron-emitting device varies due to the above reasons, the intensity of the electron beam output from each electron-emitting device deviates from a desired value, which is inconvenient in application. For example, when applied to an image display device, the luminance of a display image becomes non-uniform or the luminance fluctuates depending on the display image pattern.
特にこのような電圧降下による輝度低下の影響は、通常のテレビ放送などの自然画では目立ちにくく主観的にほとんど気にならなかったが、むしろコンピュータの出力に代表される、平坦な画像を表示する際に特に違和感のある画像となることが多かった。 In particular, the effect of the luminance drop due to such a voltage drop is hardly noticeable in a natural image such as a normal television broadcast and is hardly subjective, but rather, a flat image represented by a computer output is displayed. In many cases, an image with a particularly uncomfortable feeling was often obtained.
図10はこうした本発明の課題を説明するための図である。同図は表示したい画像の一例としてコンピュータの出力画像として多く見られる、ウインドウ画面の原画である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the problem of the present invention. FIG. 1 is an original image of a window screen often seen as an output image of a computer as an example of an image to be displayed.
図10の画面は、単色の青色(各色RGBの階調で言えば、R:0%、G:0%、B:100%)を背景として、中央に単色の白色(同、R:100%、G:100%、B:100%)のウインドウを表示している。このような原画を表示した場合、背景とウインドウのある行と、背景だけの行の青色を比較すると、原画は同じ青色であるにもかかわらず、その表示パターンの違いに起因する電圧降下量の違いによって、青色の輝度が異なるものとなってしまっていた。したがってこのようなパターンの画像を表示した際には、ウインドウの横線を境にして、輝度の違いが段差状に見えてしまうなど非常に不都合であった。 The screen of FIG. 10 has a single white color (R: 100%, R: 0%, G: 0%, B: 100%) as a background in the center with a single blue color (R: 0%, G: 0%, B: 100%). , G: 100%, B: 100%). When such an original image is displayed, comparing the blue with the line with the background and the window and the blue with the line with only the background, the voltage drop caused by the difference in the display pattern is the same even though the original image is the same blue. Due to the difference, the brightness of the blue was different. Therefore, when an image having such a pattern is displayed, there is a very inconvenience that a difference in luminance looks like a step on the horizontal line of the window.
とくに配線抵抗の影響による輝度の低下は、画面の中央ほど大きくなる傾向があって、全体としてグラデーション的に変化するが、人間の視覚特性は、こうした連続的な変化に対しては感度は非常に鈍感であってあまり違和感は生じなかった。 In particular, the decrease in luminance due to the effect of wiring resistance tends to increase at the center of the screen, and changes as a whole, but the human visual characteristics are very insensitive to such continuous changes. He was insensitive and didn't cause much discomfort.
一方、隣接する行の間が段差状の輝度差が生じている場合に対しては、少しの変化であっても非常に敏感であるため、上記のようなコンピュータ画面を表示した際に、ウインドウの横線に沿って、輝度差が生じてしまうのは非常に不都合であった。 On the other hand, when there is a step-like luminance difference between adjacent rows, even a small change is very sensitive. It is very inconvenient that a luminance difference occurs along the horizontal line.
またその一方でコンピュータの出力画像は、その使用用途から通常のTVを表示するときよりもかなり輝度を絞って表示を行うことが一般的であった。 On the other hand, in general, the output image of the computer is displayed with considerably lower brightness than the display of a normal TV due to the intended use.
以下の実施例では、こうしたコンピュータ画像の特徴を踏まえつつ、コンピュータ画像を表示する際に発生する違和感のあるパターンを低減するとともに、HDTVや他のTV方式に代表される自然画像を表示する際には、通常どおりダイナミックレンジの広い画像を表示することが可能な画像表示装置を例示する。 In the following embodiments, while considering such characteristics of computer images, it is possible to reduce uncomfortable patterns generated when displaying computer images and to display natural images represented by HDTV and other TV systems. Illustrates an image display device capable of displaying an image having a wide dynamic range as usual.
(実施形態1)
実施形態1は、表面伝導型放出素子を多数備えた表示装置において、所望の画像を得るために、変調信号として電圧パルス幅変調信号により変調した例である。
(Embodiment 1)
The first embodiment is an example in which a display device including a large number of surface conduction electron-emitting devices is modulated by a voltage pulse width modulation signal as a modulation signal in order to obtain a desired image.
図4は、実施形態に用いた表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの1部を切り欠いて示している。図中、1005はリアプレート、1006は側壁、1007はフェースプレートであり、1005〜1007により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏400〜500度で10分以上焼成することにより封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方法については後述する。
FIG. 4 is a perspective view of the display panel used in the embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure. In the figure,
リアプレート1005には、基板1001が固定されているが、該基板上には冷陰極素子1002がN×M個形成されている。前記N×M個の冷陰極素子は、M本の行配線1003とN本の列配線1004により単純マトリクス配線されている。前記、1001〜1004によって構成される部分をマルチ電子源と呼ぶこととする。
A
またフェースプレート1007の下面には、蛍光膜1008が形成されている。本実施形態はカラー表示装置であるため、蛍光膜1008の部分にはCRTの分野で用いられる赤、緑、青、の3原色の蛍光体が塗り分けられている。
A
本実施形態では以上のような外観の表示パネルの中に冷陰極素子として表面伝導型放出素子を作製した。 In this embodiment, a surface conduction electron-emitting device was manufactured as a cold cathode device in a display panel having the above-described appearance.
表面伝導型放出素子は、図3のような(放出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、および(素子電流If)対(素子印加電圧Vf)特性を有する。なお、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるため、2本のグラフは各々異なる尺度で図示した。 The surface conduction electron-emitting device has a characteristic of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) and a characteristic of (device current If) versus (device applied voltage Vf) as shown in FIG. Note that the emission current Ie is significantly smaller than the device current If, and it is difficult to show them on the same scale. Therefore, the two graphs are shown on different scales.
すなわち、放出電流Ieに関して以下に述べる3つの特性を有している。 That is, the emission current Ie has the following three characteristics.
第一に、ある電圧(これを「閾値電圧Vth」と呼ぶ。)以上の電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満の電圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。図3の場合、Vthは8ボルトである。 First, when a voltage equal to or higher than a certain voltage (this is referred to as “threshold voltage Vth”) is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie hardly increases. Not detected. In the case of FIG. 3, Vth is 8 volts.
すなわち、放出電流Ieに関して、明確な閾値電圧Vthを持った非線形素子である。また第二に、放出電流Ieは素子に印加する電圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流Ieの大きさを制御できる。 That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie. Second, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the magnitude of the emission current Ie can be controlled by the voltage Vf.
第三に、素子に印加する電圧Vfに対して素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出される電子の電荷量を制御できる。 Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element with respect to the voltage Vf applied to the element is high, the amount of charge of the electrons emitted from the element can be controlled by the length of time during which the voltage Vf is applied.
以上のような特性を有するため、表面伝導型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。たとえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Vth以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Vth未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。 Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device can be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, display can be performed by sequentially scanning the display screen by using the first characteristic. That is, a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is appropriately applied to the element being driven, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the element in a non-selected state. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.
また、第二の特性かまたは第三の特性を利用することにより、発光輝度を制御することができるため、階調表示を行うことが可能である。 In addition, by using the second characteristic or the third characteristic, the light emission luminance can be controlled, so that gradation display can be performed.
本実施形態では表面伝導型放出素子の第一及び第三の特性を用いて画像の表示を行っている。 In this embodiment, an image is displayed using the first and third characteristics of the surface conduction electron-emitting device.
図1はその回路構成の概略を示すブロック図である。図において、1はマルチ電子源を内蔵した表示パネル、Dx1〜DxM’はマルチ電子源の行配線の端子、Dy1〜DyNはマルチ電子源の列配線の端子、Hvはフェースプレートとリアプレートの間に加速電圧を印加するための高圧端子、Vaは高圧電源、2及び2′は走査回路、3は同期信号分離回路、4はタイミング発生回路、7は同期分離回路によりYRB信号をRGBに変換するための変換回路、13は、HDTV(High Definition Television System規格の信号)のRGB信号とVGA(VGA(Video Graphic Array)規格の信号)とを切り替えるための信号切り替え部、5は画像データ1ライン分のシフトレジスタ、6は画像データ1ライン分のラインメモリ、8はパルス幅変調回路、9は振幅設定手段、10はコントローラ、11はリモコン・インターフェース、12は画像表示装置をコントロールするためのスイッチである。なお、本実施形態では、マルチ電子源の電子放出素子として表面伝導型放出素子を用いている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the circuit configuration. In the figure,
(同期分離回路、タイミング発生回路)
本実施形態の画像表示装置は、HDTV方式のテレビ信号とコンピュータなどの出力であるVGA信号をともに表示することができる。ただし本実施形態は一つの例であって、NTSCや、PAL、SECAMなどの他の規格に対しても同様に応用可能である。
(Synchronous separation circuit, timing generation circuit)
The image display device of the present embodiment can display both an HDTV television signal and a VGA signal which is an output of a computer or the like. However, the present embodiment is one example, and is similarly applicable to other standards such as NTSC, PAL, and SECAM.
VGA信号は、信号切り替え部13へと供給されるとともに、その同期信号Vsync,Hsyncをタイミング発生回路4へと供給する。また、HDTVのテレビ信号は、まず同期分離回路3により同期信号Tsync(垂直同期、水平同期を含む)が分離され、タイミング発生回路4に供給される。また、映像信号YRBは、RGB変換回路7によりディジタルRGB信号へと変換され、信号切り替え部13へと供給される。信号切り替え部13はVGAとHDTVの選択を行う回路であって、コントローラ10からの選択信号Tselに応じて映像ソースの切り替えを行う。コントローラ10は、リモコン11や、スイッチ12などによって選択すべき映像ソースを設定されると、各部に選択信号Tselを供給する。
The VGA signal is supplied to the
タイミング発生回路4は、選択信号Tselに基づいて選択されている側の映像ソースの同期信号に同期して、各部の動作タイミングを決定する。すなわち、タイミング発生回路4はシフトレジスタ5の動作タイミングを制御するTsftを制御するTsft、ラインメモリ6の動作タイミングを制御するTmry、走査回路2の動作を制御するTscanなどの信号を発生する。
The timing generation circuit 4 determines the operation timing of each unit in synchronization with the synchronization signal of the video source selected on the basis of the selection signal Tsel. That is, the timing generation circuit 4 generates signals such as Tsft for controlling Tsft for controlling the operation timing of the
(走査回路)
走査回路2及び2′は、マルチ電子源を順次1行ずつ走査するために、接続端子Dx1〜DxM’に対して選択電位Vsまたは非選択電位Vnsを出力する回路で、たとえば図2に示すようにそれぞれM’個のスイッチを内蔵している。なお、これらのスイッチはトランジスタやFETにより構成するのが好ましい。
(Scanning circuit)
The
走査回路2及び2′の出力する選択電位Vsと非選択電位Vnsの値や、後で述べる変調信号の値は、用いる冷陰極素子の(放出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、および(素子電流If)対(素子印加電圧Vf)にもとづいて決定すればよい。
The values of the selection potential Vs and the non-selection potential Vns output from the
本実施形態の表面伝導型放出素子は、所望の画像を表示するためには素子印加電圧Vfとして+12〜+15V程度の電圧が必要であった。 In the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, a voltage of approximately +12 to +15 V is required as the device applied voltage Vf to display a desired image.
このため、本例では、選択電位を−7.5V、非選択電位を0Vと設定し、後述のように、変調側から表示する画像データに応じた時間、+5V〜+7.5Vの電位を印加することで電子を放出させ、所望の画像を得ている。 For this reason, in this example, the selection potential is set to -7.5 V and the non-selection potential is set to 0 V, and a potential of +5 V to +7.5 V is applied from the modulation side for a time corresponding to image data to be displayed, as described later. As a result, electrons are emitted, and a desired image is obtained.
(シフトレジスタ、ラインメモリ、パルス幅変調回路)
同期信号分離回路3で分離された画像データは、シフトレジスタ5でシリアル/パラレル変換され、ラインメモリ6に1水平走査期間の間記憶される。パルス幅変調回路8は、ラインメモリ6に記憶されている画像データI’D1〜I’DNに基づいて、パルス幅変調した電圧信号PW1〜PWNを出力する。
(Shift register, line memory, pulse width modulation circuit)
The image data separated by the synchronization
(振幅設定回路の構成)
電位設定回路である振幅設定回路9は、選択されている映像ソースに応じて、パルス幅変調信号PW1〜PWNの振幅を変える回路である(図5参照)。パルス幅変調信号PWi(i=1,2…N)がHIGHの期間は、図5のpnpトランジスタがOn,npnトランジスタがoff状態となって各列配線端子Dy1〜DyNに電位VXを供給するとともに、同信号がLowの期間はpnpトランジスタがoff,npnトランジスタがonとなって各列配線端子Dy1〜DyNをグランドに接続する回路である。
(Configuration of amplitude setting circuit)
The amplitude setting circuit 9, which is a potential setting circuit, is a circuit that changes the amplitude of the pulse width modulation signals PW1 to PWN according to the selected video source (see FIG. 5). During the period when the pulse width modulation signal PWi (i = 1, 2,... N) is HIGH, the pnp transistor in FIG. 5 is turned on and the npn transistor is turned off to supply the potential VX to each of the column wiring terminals Dy1 to DyN. When the signal is low, the pnp transistor is off and the npn transistor is on, and the column wiring terminals Dy1 to DyN are connected to the ground.
電位VXは選択信号Tselに応じて設定される量であり、スイッチSW−Aにより、映像信号がHDなどの自然画像の場合には電源VX1に接続し、映像信号がVGAなどのコンピュータの出力である場合には電源VX2へと接続される。本実施形態ではVX1の電位を+7.5V、VX2の電位を+6Vに設定した。課題でも述べたように、一般にコンピュータの出力画像を表示する際には、ユーザーがモニターを直視するという使用上、全体として輝度を抑えて表示することが一般的である。画面の輝度を全体として抑えるためには、たとえば電子放出素子から放出される電子を加速するための加速電位Vaを低下させたり、画像データ(本実施形態ではパルス幅変調のパルス幅に相当)を小さくしたり、または印加電圧を低減させるなどのいくつかの方法がある。 The potential VX is an amount set according to the selection signal Tsel, and is connected to the power supply VX1 when the video signal is a natural image such as HD by the switch SW-A, and the video signal is output from a computer output such as VGA. In some cases, it is connected to the power supply VX2. In this embodiment, the potential of VX1 is set to + 7.5V, and the potential of VX2 is set to + 6V. As described in the problem, generally, when displaying an output image of a computer, it is general to display the image with reduced luminance as a whole, because the user looks directly at the monitor. In order to suppress the screen luminance as a whole, for example, the acceleration potential Va for accelerating the electrons emitted from the electron-emitting device is reduced, or the image data (corresponding to the pulse width of the pulse width modulation in the present embodiment) is changed. There are several ways, such as lowering or reducing the applied voltage.
発明者らはこれらの方法に対して検討を行った結果、最適な制御先として表示パネルに印加する駆動電圧(素子を駆動する駆動電圧)を低減させることが最適であった。 The inventors studied these methods, and as a result, it was optimal to reduce the drive voltage (drive voltage for driving the elements) applied to the display panel as the optimal control destination.
なぜなら表示パネルの行配線と列配線の間に供給する駆動電圧Vfを下げれば、行配線や列配線を流れる電流も低減される。配線を流れる電流が低減すれば、配線での電圧降下を低減させることができ、課題で説明した違和感のある画像が低減することができるため、非常に都合がよかった。
(一方、駆動電圧を低減させずに、パルス幅(印加時間)を低減する場合では、配線抵抗での電圧降下を低減させることはできないため、課題で説明した、違和感のある画像を低減することができない。)
また、HDTVや他のテレビ方式に代表される自然画を表示する際には、コンピュータ表示モードよりも大きい駆動電圧で駆動を行うことで、臨場感のある、高輝度な画像表示を行うことができ非常に都合がよかった。
This is because if the driving voltage Vf supplied between the row wiring and the column wiring of the display panel is reduced, the current flowing through the row wiring and the column wiring is also reduced. If the current flowing through the wiring is reduced, the voltage drop in the wiring can be reduced, and the image with a sense of incongruity described in the subject can be reduced, which is very convenient.
(On the other hand, if the pulse width (application time) is reduced without reducing the drive voltage, the voltage drop due to the wiring resistance cannot be reduced. Can not.)
Also, when displaying a natural image typified by HDTV or another television system, driving with a driving voltage higher than that in the computer display mode makes it possible to display a realistic, high-luminance image. It was very convenient.
(表示パネルの特性)
本実施形態の表示パネルは、M本の行配線とN本の列配線の交差部に冷陰極素子を配置した、いわゆる単純マトリクス構造を有している。画像を品質よく表示するためには行配線及び列配線は所望の本数が必要である。本実施形態では行配線本数が480、列配線本数が2556(852×3)である画像表示装置について検討をおこなった。本実施形態の画像表示装置は主に行配線の配線抵抗による電圧降下が懸念されているため行配線の配線抵抗をできる限り低く作ることが好ましかったが、配線を作製する際の材料、プロセス条件などから、本実施形態で検討した表示パネルは、
行配線1本あたりの抵抗=0.5(Ω)
また本実施形態の冷陰極素子である表面伝導型放出素子は表1のような特性に作製した。
(Characteristics of display panel)
The display panel of the present embodiment has a so-called simple matrix structure in which cold cathode elements are arranged at intersections of M row wirings and N column wirings. In order to display an image with high quality, a desired number of row wirings and column wirings are required. In the present embodiment, an image display device having 480 row wirings and 2556 (852 × 3) column wirings was studied. In the image display device of the present embodiment, it is preferable to make the wiring resistance of the row wiring as low as possible because there is a concern about a voltage drop mainly due to the wiring resistance of the row wiring. From the process conditions, etc., the display panel considered in this embodiment is:
Resistance per row wiring = 0.5 (Ω)
Further, the surface conduction electron-emitting device which is the cold cathode device of the present embodiment was manufactured to have the characteristics shown in Table 1.
このような表示パネルに対し、映像ソースとしてHDTVとVGAを選択し、それぞれに対して全白(R:100%、G:100%、B:100%、即ちすべての列の変調信号が最大パルス幅であるとき)の画面を表示させ、表示パネルの輝度を計測したところ図6のようになった。図6は横軸を列番号、縦軸を輝度として表した図であり、表示パネルの輝度を横方向に切り出してグラフ化したものである。縦軸は蛍光体の特性やメタルバックの特性などによっても変化するため、敢えて任意単位として表示した。 For such a display panel, HDTV and VGA are selected as video sources, and all white (R: 100%, G: 100%, B: 100%, that is, the modulation signal of all columns is the maximum pulse). FIG. 6 shows the screen (when the width is the same) and the luminance of the display panel was measured. FIG. 6 is a diagram in which the horizontal axis represents the column number and the vertical axis represents the luminance, and the luminance of the display panel is cut out in the horizontal direction and graphed. Since the vertical axis changes depending on the characteristics of the phosphor and the characteristics of the metal back, the vertical axis is intentionally displayed as an arbitrary unit.
同図にあるように、HD表示モードよりもVGA表示モードでは駆動電圧を下げて駆動を行っているため、輝度が全体として抑えられている。 As shown in the figure, in the VGA display mode than in the HD display mode, the driving is performed with the drive voltage lowered, so that the luminance is suppressed as a whole.
また全白表示時の画面全体での輝度の低下率を図7に記載する。図にあるようにHD表示モードが選択された際には、画面の中央部では画面の両端に比べ輝度が6.5%程度低下しているのに対し、VGA表示モードでは輝度の面内分布は、画面の中央部と両端で1.2%程度に抑えられている。 FIG. 7 shows the rate of decrease in luminance over the entire screen when displaying all white. As shown in the figure, when the HD display mode is selected, the brightness is reduced by about 6.5% at the center of the screen as compared with both ends of the screen, whereas the brightness distribution in the VGA display mode is in-plane. Is suppressed to about 1.2% at the center and both ends of the screen.
配線抵抗での電圧降下量は、全白表示時にもっとも大きくなるため、それ以外のパターンを表示する際には、輝度の面内分布は少なくとも上記以下の値となる。したがって本発明の課題に挙げていた、ウインドウ画面を表示した場合にも、ウインドウの横線を境として発生する違和感のあるパターンも最大でも1.2%以下に低減することができた。 Since the voltage drop amount due to the wiring resistance is the largest when displaying all white, when displaying other patterns, the in-plane distribution of the luminance is at least the following value. Therefore, even when the window screen is displayed, the pattern with a sense of incongruity generated at the border of the horizontal line of the window can be reduced to 1.2% or less at the maximum.
実際発明者らは、このような画像表示装置により画像の表示を行ったところ、HDTVを表示した際には、臨場感のある、ダイナミックレンジの広い画像を楽しむことができるとともに、VGAを表示した際には、本発明の課題に挙げた、配線での電圧降下に起因する違和感のあるパターンを確認することはほとんどできず、コンピュータの出力モニターとして十分な特性を得ることができるという非常に優れた効果があった。 In fact, the present inventors have performed image display using such an image display device. When displaying an HDTV, the inventors can enjoy a realistic image with a wide dynamic range and display a VGA. In this case, it is hardly possible to confirm a pattern having a sense of incongruity caused by a voltage drop in the wiring, which is an issue of the present invention, and it is extremely excellent that sufficient characteristics can be obtained as an output monitor of a computer. Had an effect.
なお、本実施形態では、変調手段側の電圧を、映像ソースの選択状態に応じて設定しているが特にこれにこだわることはなく、たとえば走査配線側の選択用電圧源Vsを可変電圧源とし、映像ソースの選択状態によってVsの値を可変しても同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the present embodiment, the voltage on the modulation means side is set according to the selection state of the video source. However, the present invention is not limited to this. For example, the selection voltage source Vs on the scanning wiring side is a variable voltage source. Needless to say, the same effect can be obtained even if the value of Vs is varied depending on the selection state of the video source.
また、本実施形態では、図1のVX1,VX2の2つの電源により振幅を設定しているが特にこれにこだわることはなく、一つの可変電圧源の出力を可変しても同様に振幅を設定することができることは言うまでもない。 Further, in the present embodiment, the amplitude is set by the two power supplies VX1 and VX2 in FIG. 1. However, the present invention is not limited to this, and the amplitude is similarly set even if the output of one variable voltage source is changed. It goes without saying that you can do it.
また、本実施形態では、VGAなどのコンピュータの出力と、HDTVやNTSCなどのテレビジョン信号とを例に挙げて、前者と後者の駆動条件を変更しているが、特にこれにこだわることはなく、種々の映像のフォーマットに応じて異なる駆動電圧を設定してもよい。 In the present embodiment, the driving conditions of the former and the latter are changed by taking the output of a computer such as a VGA and a television signal such as an HDTV or an NTSC as an example, but the present invention is not limited to this. Alternatively, different drive voltages may be set according to various video formats.
また、本実施形態では、上記のように選択する映像フォーマットによって駆動条件を変更しているが、映像コンテンツによって駆動条件を変更してもよい。 In the present embodiment, the driving conditions are changed according to the video format selected as described above, but the driving conditions may be changed according to the video content.
たとえば、スポーツなどの臨場感のある画像を表示する際には、高い駆動電圧で駆動をするとともに、映画を表示する際には、低い駆動電圧で駆動する。このような変更は、図1に述べたリモコンを使ってユーザーがコントローラに対して命令を行うことにより、モードを簡単に変更できるようにした。 For example, when displaying an image with a sense of reality such as sports, driving is performed at a high driving voltage, and when displaying a movie, driving is performed using a low driving voltage. Such a change allows the user to easily change the mode by giving a command to the controller using the remote controller described in FIG.
このように映像コンテンツによって駆動電圧を変えて表示を行ったところ、種々の映像コンテンツに適した画像を表示をユーザーに提供できるという更なる効果があった。 As described above, when the display is performed by changing the driving voltage depending on the video content, there is a further effect that an image suitable for various video contents can be provided to the user.
また、表示する画像信号の種類を判別する回路を設け、その判別結果により制御回路を切り替えてもよい。判別回路としては、入力される信号の特性(例えば、走査線数や同期信号の数やそのタイミング等)を抽出して、その結果に基づいて判別する回路を用いることができる。
(実施形態2)
実施形態2は、表面伝導型放出素子を多数備えた表示装置において、所望の画像を得るために、変調信号として電圧振幅変調信号により変調した例である。
Further, a circuit for determining the type of the image signal to be displayed may be provided, and the control circuit may be switched according to the determination result. As the determination circuit, a circuit that extracts the characteristics of the input signal (for example, the number of scanning lines, the number of synchronization signals, their timing, and the like) and determines based on the result can be used.
(Embodiment 2)
The second embodiment is an example in which a display device including a large number of surface conduction electron-emitting devices is modulated by a voltage amplitude modulation signal as a modulation signal in order to obtain a desired image.
本実施形態では表面伝導型放出素子の第一及び第二の特性を用いて画像の表示を行っている。 In this embodiment, an image is displayed using the first and second characteristics of the surface conduction electron-emitting device.
図8はその回路構成の概略を示すブロック図である。本実施形態では、実施形態1のパルス幅変調回路8の代わりには振幅変調回路8′を設けて駆動を行う。 FIG. 8 is a block diagram schematically showing the circuit configuration. In the present embodiment, an amplitude modulation circuit 8 'is provided instead of the pulse width modulation circuit 8 of the first embodiment for driving.
(振幅変調回路及び振幅設定回路)
同期信号分離回路3で分離された画像データは、シフトレジスタ5でシリアル/パラレル変換され、ラインメモリ6に1水平走査期間の間記憶される。振幅変調回路21は、ラインメモリ6に記憶されている画像データをD/A変換し、振幅変調した電位信号AM1〜AMNを出力する。振幅設定回路22の2つの出力Vr1,Vr2はD/Aコンバータのリファレンス端子に接続されており、振幅変調された電位信号AM1〜AMNは画像データに応じて最小Vr2、最大Vr1の振幅の間で振幅(電位値)変調され、各列配線に供給される。
(Amplitude modulation circuit and amplitude setting circuit)
The image data separated by the synchronization
本実施形態では振幅設定回路21の出力電位Vr1,Vr2は、選択されている映像ソースに応じて、2種類の電位に設定される。たとえば、映像信号がHDTVなどの自然画像の場合には、Vr1=15(V),Vr2=10(V)と設定し、映像信号がVGAなどのコンピュータの出力である場合にはVr1=13.5(V),Vr2=10(V)と設定を行った。 In the present embodiment, the output potentials Vr1 and Vr2 of the amplitude setting circuit 21 are set to two types of potentials according to the selected video source. For example, if the video signal is a natural image such as HDTV, Vr1 = 15 (V) and Vr2 = 10 (V), and if the video signal is an output of a computer such as VGA, Vr1 = 13. 5 (V) and Vr2 = 10 (V) were set.
課題でも述べたように、一般にコンピュータの出力画像を表示する際には、ユーザーがモニターを直視するという使用上、全体として輝度を抑えて表示することが一般的である。画面の輝度を全体として抑えるためには、たとえば加速電圧Vaを低下させたり、駆動電圧の印加時間を低減させたり、印加電圧を低減させるなどのいくつかの方法がある。 As described in the problem, generally, when displaying an output image of a computer, it is general to display the image with reduced luminance as a whole, because the user looks directly at the monitor. In order to suppress the luminance of the screen as a whole, there are several methods such as reducing the acceleration voltage Va, reducing the application time of the driving voltage, and reducing the applied voltage.
発明者らはこれらの方法に対して検討を行った結果、最適な制御先として表示パネルに印加する駆動電圧(素子を駆動する駆動電圧)を低減させることが最適であった。 The inventors studied these methods, and as a result, it was optimal to reduce the drive voltage (drive voltage for driving the elements) applied to the display panel as the optimal control destination.
なぜなら表示パネルの行配線と列配線の間に供給する駆動電圧Vfを下げれば、行配線や列配線を流れる電流も低減される。配線を流れる電流が低減すれば、配線での電圧降下を低減させることができ、課題で説明した違和感のある画像が低減することができるため、非常に都合がよかった。 This is because if the driving voltage Vf supplied between the row wiring and the column wiring of the display panel is reduced, the current flowing through the row wiring and the column wiring is also reduced. If the current flowing through the wiring is reduced, the voltage drop in the wiring can be reduced, and the image with a sense of incongruity described in the subject can be reduced, which is very convenient.
一方、駆動電圧を低減させずに、印加時間を低減する場合では、配線抵抗での電圧降下を低減させることはできないため、課題で説明した、違和感のある画像を低減することができない。 On the other hand, if the application time is reduced without reducing the drive voltage, the voltage drop due to the wiring resistance cannot be reduced, so that the unnatural image described in the problem cannot be reduced.
また、HDTVや他のテレビ方式に代表される自然画を表示する際には、コンピュータ表示モードよりも大きい駆動電圧で駆動を行うことで、臨場感のある、高輝度な画像表示を行うことができ非常に都合がよかった。 Also, when displaying a natural image typified by HDTV or another television system, driving with a driving voltage higher than that in the computer display mode makes it possible to display a realistic, high-luminance image. It was very convenient.
このような駆動回路によって実施形態1で述べた表示パネルに対し、映像ソースとしてHDとVGAを選択し、それぞれに対して全白(R:100%、G:100%、B:100%、即ちすべての列の変調信号が最大振幅であるとき)の画面を表示させ、表示パネルの輝度を計測したところ図6のようになった。図6は横軸を列番号、縦軸を輝度として表した図であり、表示パネルの輝度を横方向に切り出してグラフ化したものである。縦軸は、蛍光体の特性やメタルバックの特性などによっても変化するため、敢えて任意単位として表示した。 With such a drive circuit, HD and VGA are selected as video sources for the display panel described in the first embodiment, and all white (R: 100%, G: 100%, B: 100%, ie, FIG. 6 shows the screen when the modulation signals of all the columns have the maximum amplitude) and the luminance of the display panel is measured. FIG. 6 is a diagram in which the horizontal axis represents the column number and the vertical axis represents the luminance, and the luminance of the display panel is cut out in the horizontal direction and graphed. The vertical axis is intentionally displayed as an arbitrary unit because it changes depending on the characteristics of the phosphor and the characteristics of the metal back.
同図にあるように、HDTV表示モードよりもVGA表示モードでは駆動電圧を下げて駆動を行っているため、輝度が全体として抑えられている。 As shown in the figure, in the VGA display mode rather than the HDTV display mode, the driving is performed with a lower driving voltage, so that the luminance is suppressed as a whole.
また全白表示時の画面全体での輝度の低下率を図7に記載する。図7にあるようにHDTV表示モードが選択された際には、画面の中央部では画面の両端に比べ輝度が6.5%程度低下しているのに対し、VGA表示モードでは輝度の面内誤差は、画面の中央部と両端で1.2%程度に抑えられている。本実施形態の駆動方式によっても、配線抵抗での電圧降下量は、全白時(R:100%、G:100%、B:100%)にもっとも大きくなるため、それ以外のパターンを表示する際には、輝度の面内誤差は少なくとも上記以下の値となる。したがって本発明の課題に挙げていた、ウインドウ画面を表示した場合にも、ウインドウの横線を境として発生する違和感のあるパターンも最大でも1.2%以下に低減することができた。 FIG. 7 shows the rate of decrease in luminance over the entire screen when displaying all white. As shown in FIG. 7, when the HDTV display mode is selected, the brightness is reduced by about 6.5% at the center of the screen as compared with both ends of the screen, whereas the brightness is reduced in the VGA display mode. The error is suppressed to about 1.2% at the center and both ends of the screen. Even with the driving method according to the present embodiment, the voltage drop amount due to the wiring resistance becomes the largest when all white (R: 100%, G: 100%, B: 100%), so other patterns are displayed. In this case, the in-plane error of the luminance is at least the following value. Therefore, even when the window screen is displayed, the pattern with a sense of incongruity generated at the border of the horizontal line of the window can be reduced to 1.2% or less at the maximum.
実際発明者らは、このような画像表示装置により画像の表示を行ったところ、HDTVを表示した際には、臨場感のある、ダイナミックレンジの広い画像を楽しむことができるとともに、VGAを表示した際には、配線での電圧降下に起因する違和感のあるパターンを確認することはほとんどできず、コンピュータの出力モニターとして十分な特性を得ることができるという非常に優れた効果があった。 In fact, the present inventors have performed image display using such an image display device. When displaying an HDTV, the inventors can enjoy a realistic image with a wide dynamic range and display a VGA. In this case, it was almost impossible to confirm a pattern having a sense of incongruity caused by a voltage drop in the wiring, and there was an extremely excellent effect that sufficient characteristics could be obtained as an output monitor of a computer.
なお、本実施形態の振幅設定回路(手段)21は、振幅変調回路(手段)21のリファレンス電位を調整することにより、振幅変調の振れ幅を調整していたがとくにこれにこだわることはなく、たとえば、振幅変調回路(手段)21として、固定したリファレンス電圧のD/Aコンバータを用いて振幅変調を行い、さらに振幅設定回路22として2種類のゲイン及びオフセットを設定できるアンプを用いて振幅を調整しても同様な効果を得ることができた。
The amplitude setting circuit (means) 21 of the present embodiment adjusts the amplitude of the amplitude modulation by adjusting the reference potential of the amplitude modulation circuit (means) 21, but is not limited to this. For example, the amplitude modulation circuit (means) 21 performs amplitude modulation using a fixed reference voltage D / A converter, and the
また、本実施形態では,VGAなどのコンピュータの出力と、HDTVやNTSCなどのテレビジョン信号とを例に挙げて、前者と後者の駆動条件を変更しているが、特にこれにこだわることはなく、種々の映像フォーマットに応じて異なる駆動条件を設定してもよい。 In the present embodiment, the driving conditions of the former and the latter are changed by taking the output of a computer such as a VGA and a television signal such as an HDTV or an NTSC as an example. However, the present invention is not limited to this. Different driving conditions may be set according to various video formats.
また、本実施形態では、上記のように選択する映像フォーマットによって駆動条件を変更しているが、映像コンテンツによって駆動条件を変更してもよい。 In the present embodiment, the driving conditions are changed according to the video format selected as described above, but the driving conditions may be changed according to the video content.
たとえば、スポーツなどの臨場感のある画像を表示する際には、高い駆動電圧で駆動をするとともに、映画を表示する際には、低い駆動電圧で駆動する。このような変更は、図7に述べたリモコンを使ってユーザーがコントローラに命令を行い、コントローラが各部を制御することにより、ユーザーがモードを簡単に変更することができるようにした。 For example, when displaying an image with a sense of reality such as sports, driving is performed at a high driving voltage, and when displaying a movie, driving is performed using a low driving voltage. Such a change allows the user to easily change the mode by giving a command to the controller using the remote controller described in FIG. 7 and controlling the respective units by the controller.
このようにユーザーが表示したい映像コンテンツに適したモードを設け、それぞれのモードに対して、表示パネルを駆動する電圧を変えて表示を行ったところ、種々の映像コンテンツに適した画像を表示をユーザーに提供できるという更なる効果があった。
(実施形態3)
以上で述べた画像表示装置は、これまで述べてきたようにHDTVや他のTV方式に代表される自然画像を表示した際には、臨場感のある、ダイナミックレンジの広い画像を楽しむことができるとともに,VGAに代表されるコンピュータ画像を表示した際には、配線での電圧降下に起因する違和感のあるパターンを確認することはほとんどできず、コンピュータの出力モニターとして十分な特性を得ることができるという非常に優れた効果がある。
In this way, a mode suitable for the video content that the user wants to display is provided, and for each mode, display is performed by changing the voltage for driving the display panel, and the user can display images suitable for various video content. There is a further effect that can be provided.
(Embodiment 3)
The image display device described above can enjoy a realistic image with a wide dynamic range when displaying a natural image typified by HDTV or another TV system as described above. At the same time, when a computer image represented by a VGA is displayed, it is almost impossible to confirm a pattern having a sense of incongruity due to a voltage drop in the wiring, and it is possible to obtain sufficient characteristics as an output monitor of the computer. There is a very good effect.
一方、発明者らは、本発明の表示パネルの画像表示素子としてエレクトロ・ルミネッセンス(EL)を単純マトリクス構造に配置した表示パネルを備える画像表示装置に適用した場合についても検討を行った結果、同様な効果を得ることができた。 On the other hand, the present inventors have studied the case where the present invention is applied to an image display device having a display panel in which electroluminescence (EL) is arranged in a simple matrix structure as an image display element of the display panel of the present invention. Effect was obtained.
本発明は、テレビジョン画像、コンピュータ画像等を表示する画像表示装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the image display apparatus which displays a television image, a computer image, etc.
1 表示パネル
2、2’ 走査回路
3 同期信号分離回路
4 タイミング発生回路
5 シフトレジスタ
6 ラインメモリ
7 RGB変換回路
8 パルス幅変調回路
9 振幅設定回路
10 コントローラ
11 リモコン
12 スイッチ
13 信号切り替え部
21 振幅変調回路
22 振幅設定回路
DESCRIPTION OF
Claims (11)
複数の表示モードを有しており、選択された前記表示モードに応じて前記行配線に印加する信号の電位を設定する電位設定回路とを有することを特徴とする画像表示装置。 A row wiring, a plurality of column wirings, a modulation circuit, and a plurality of display elements, wherein the plurality of display elements are commonly connected to the row wirings, and each of the plurality of column wirings is the plurality of column wirings. In the image display device connected to each of the display elements, the modulation circuit supplies a modulation signal to the column wiring,
An image display device having a plurality of display modes, and a potential setting circuit for setting a potential of a signal applied to the row wiring according to the selected display mode.
Priority Applications (1)
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Related Parent Applications (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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