JP2004252289A

JP2004252289A - Driving method of image display device

Info

Publication number: JP2004252289A
Application number: JP2003044099A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Nagai; 孝佳永井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce deterioration of the picture quality due to the blunt pulse waveform by realizing gradation representation which is excellent in a low-gradation range as to an image display device which controls gradations through PWM gradation control. <P>SOLUTION: A display period is divided into uneven time sections τ1 to τk. When a gradation level is (j), successive time sections τ1 to τj are selected and display pulses are successively applied in periods τ1 to τj. A function W=f(j) representing the relation between the gradation level (j) and display pulse width W is a function which is downward convex. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＦＥＤ（電界放出型表示装置）やＥＬ（エレクトロルミネセント）を用いた画像表示装置の階調制御に関し、特に、出力時間幅制御（ＰＷＭ）による階調制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、従来のＦＥＤやＥＬを用いた画像表示装置では、出力時間幅制御（ＰＷＭ）による階調制御が行われている。この階調制御方法は、各画素に表示させようとする階調に応じた時間幅（パルス幅）にパルス幅変調した駆動信号（表示パルス）を、走査ラインの駆動に同期させて１水平期間毎に表示パネルの信号ラインヘ出力し各画素に印加するものである。上記パルス幅変調を行うＰＷＭ回路が、駆動信号のパルス幅を、最高階調に対応するパルス幅１００％の出力から階調の最小単位に対応するＬＳＢ（ｌｅａｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｂｉｔ）出力まで制御することで、表示パネルにおける所望の階調表示を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０９４２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＷＭ階調制御方法では、階調の段階を示す階調レベルに比例した時間幅の表示パルスを表示パネルに印加することにより、各画素において階調レベルに比例した輝度の出力を得ていた。即ち、単位階調レベルあたりの階調の変化量（１階調の差に対応する輝度の差、即ち”階調の分解能”）は、階調レベルによらず一定であった。このような制御方法を用いた場合、人間の視覚特性により、高階調域における階調の分解能は十分に細かく感じられるものの、低階調域においては階調の分解能が不足して感じられる。例えば、表示パネルに低階調域で階調がなめらかに変化している画像を表示した場合、階調レベルの境界に視認可能な輪郭が現れてしまう。
【０００５】
一方、上記のＰＷＭ階調制御における駆動信号の時間幅（表示パルス幅）の取得方法として、１水平期間内の有効走査期間（表示期間）を２のべき乗に比例した幅を有する複数の時間区分に区切り、それらの組み合わせにより所望の時間幅を得るという手法もある。つまり、複数個の表示パルスの組合せにより所望の時間幅が得られるので、階調によっては、１表示期間内に複数個の表示パルスが発生される。
【０００６】
表示パネルが有する静電容量並びに電極抵抗、および、表示パネルを駆動する駆動回路の出力抵抗の影響で、表示パルスの立ち上がりおよび立ち下がり波形が鈍ってしまう。この波形の鈍りは、表示パルスに対する画素の発光動作の遅延を招く。その結果、駆動回路が出力する表示パルスの時間幅と実際の画素の発光時間との間に誤差が生じてしまい（詳細は後述する）、所望の階調表現ができずに画質が低下してしまう。その誤差は、１つの表示パルス毎に現れるので、上記のような１表示期間内に複数個の表示パルスが発生される駆動方法の場合に、この問題は特に大きくなる。
【０００７】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ＰＷＭ階調制御により階調の制御を行う画像表示装置において、低階調領域においても良好な階調表現を実現することを第１の目的とし、表示パルス波形の鈍りによって生じる画質の劣化を低減することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像表示装置の駆動方法は、表示パネルの画素の階調を、前記画素の表示期間内に前記画素を発光させる時間幅を変化させることにより制御する画像表示装置の駆動方法であって、（ａ）映像信号に基づき、前記画素の階調の段階を示す階調レベルを取得する工程と、（ｂ）前記階調レベルに応じて、前記表示期間内の所定の時間幅だけ、前記画素を発光させるための駆動信号を前記画素に印加する工程とを備え、前記画素の単位階調レベルあたりの前記時間幅の変化量は、前記階調に応じて変化する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成を示す図である。以下の説明においては、画像表示装置としてＦＥＤ装置を例に挙げて説明するが、本発明は、ＰＷＭ階調制御を行うあらゆる画像表示装置に広く適用可能である。
【００１０】
ＦＥＤパネル１には、ストライプ状に（互いに交わらないように）配設されたｎ本のカソード電極Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ）と、同じくストライプ状に配設されたｍ本のグリッド電極Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）が設けられている。これらのカソード電極とグリッド電極とは互いに直交するように配置され、その立体交差部毎に表示セル（画素）１ａが構成される。また、ＦＥＤパネル１の全面には、全ての表示セルに共通のアノード電極１ｂが設けられる。
【００１１】
カソード電極およびグリッド電極は、それぞれカソード駆動回路３、グリッド駆動回路４が接続されている。カソード駆動回路３とグリッド駆動回路４は、制御信号線５ａ、５ｂを介して制御回路６に接続されている。制御回路６は、入力される映像信号に基づいて、カソード駆動回路３とグリッド駆動回路４とを制御する。電源装置７は、カソード駆動回路３、グリッド駆動回路４並びに制御回路６に電源を供給するとともに、アノード電極に、数ｋＶ〜数十ｋＶの正の直流電圧を印加する。
【００１２】
次に、この画像表示装置の動作について説明する。制御回路６は、映像信号が入力されるとその映像信号に応じた制御信号を、それぞれ制御信号線５ａ，５ｂを通してカソード駆動回路３およびグリッド駆動回路４に出力する。カソード駆動回路３とグリッド駆動回路４は、その制御信号に従って動作する。グリッド駆動回路４は、各表示セル１ｂの表示期間を水平ライン毎に規定する走査パルスをグリッド電極Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）に順次印加する。カソード駆動回路３は、表示期間にある水平ラインの各表示セル１ｂを発光させるための表示パルスをカソード電極Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ）に同時に印加する。カソード駆動回路３はＰＷＭ回路を有しており、当該表示パルスの時間幅（表示パルス幅）を変えることで各表示セルにおける輝度（階調）を制御している。
【００１３】
図２は、カソード駆動回路３、グリッド駆動回路４の動作を説明するための図である。同図に示すように、グリッド駆動回路４は、１フィールド期間毎にグリッド電極Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）に順次走査パルスを印加する。グリッド電極Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）には、走査パルスが印加されない間は通常電圧Ｖｂが印加されている。即ち、走査パルスの振幅をＶｇとすると、走査パルスが印加されて表示期間にあるグリッド電極には電圧Ｖｂ＋Ｖｇが印加される。一方、カソード電極Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ）には、走査パルスの立ち上がりに同期して、電圧−Ｖｃの表示パルスが所定の時間幅だけ印加される。
【００１４】
その結果、走査パルスと表示パルスとが同時に印加された表示セル１ｂにおいて、表示パルス幅に応じた輝度の発光が得られる。つまり、表示セル１ｂ毎に表示パルス幅を制御することが可能であり、映像信号に基づいた階調制御が行われる。必然的に、表示パルスの最大幅は走査パルスの幅（即ち表示期間の幅）であり、このとき最大の階調が得られる。
【００１５】
図３は、本実施の形態に係る画像表示装置の駆動方法を説明するための図であり、階調の段階を示す階調レベルと、カソード電極に印加される表示パルス幅との関係を示している。例えば、階調レベルが０〜ｋの値をとると仮定すると、表示期間は、図３の如く複数の時間区分τ１〜τｋのｋ個に分割される。本発明においては、これらの時間区分τ１〜τｋは、表示期間を不均一に分割する（即ち、時間区分τ１〜τｋのうち少なくとも１つは他のものとの長さが異なる）。そして、階調レベルが１の場合は時間区分τ１が選択され、表示パルス（駆動信号）はτ１の期間のみ印加される（即ち、表示パルス幅Ｗ（１）＝τ１）。階調レベルが２の場合は、連続した時間区分τ１，τ２が選択され、表示パルスはτ１〜τ２の期間の連続して印加される（Ｗ（２）＝τ１＋τ２）。つまり、階調レベルがｊの場合は、連続した時間区分τ１〜τｊが選択され、表示パルスはτ１〜τｊの期間、連続して印加される（Ｗ（ｊ）＝τ１＋τ２＋・・・＋τｊ）。また、階調レベルが最大値のｋの場合は、表示パルスはτ１〜τｋの期間、すなわち最大幅の表示パルスが印加され、階調レベルが０の場合は、表示パルスは印加されない。このように、ｋ個に分割された時間区分のうち、ｊ個（０≦ｊ≦ｋ）の連続した時間区分に表示パルスを印加することによって、ｋ＋１通りの階調が表現される。
【００１６】
従来の画像表示装置においては、時間区分τ１〜τｋの期間は均等に（同じ長さに）区切られており、階調レベルの値と比例した時間幅の表示パルスを得ていた。それに対し、本発明においては、図３のようにτ１〜τｋを不均一な長さの区間に区切ることにより、階調レベルと表示パルス幅とに非線形な関係が得られるようにした。得られる輝度は表示パルス幅に比例するので、言い換えれば、階調レベルと輝度と関係が非線形になる。つまり、単位階調レベルあたりの表示パルス幅の変化量（即ち輝度の変化量）は階調に応じて変化する。
【００１７】
図４は、本実施の形態における、階調レベルと、表示パルス幅との関係を示すグラフである。同図に示すように、階調レベルｊと表示パルス幅Ｗとの関係を表す関数Ｗ＝ｆ（ｊ）は、下に凸の関数となっている。従って、単位階調レベルあたりの表示パルス幅の変化量（輝度の変化量）は、階調レベルが低い領域（低階調域）においては比較的小さく、階調レベルが高い領域（高階調域）においては比較的大きくなる。上述したように、人間の視覚特性によれば、輝度が低い場合での階調の分解能が不足しがちであるが、本実施の形態によれば低階調域（即ち低輝度領域）で特に高い分解能が得られるため、その問題は解消される。
【００１８】
また、本実施の形態においては、表示パルス幅の決定の際、図３に示したように連続した時間区分が選択され、それにより表示パルス幅が規定される。よって、１つの表示期間内には１つの表示パルスのみが発生されるので、表示パルス波形が鈍った場合の輝度の誤差を最小限に抑えることができる。この誤差については、実施の形態２にて詳細に説明する。
【００１９】
ところで、一般のテレビ方式の映像信号には、ＣＲＴ受像機における入力信号値レベルと表示輝度との特性を補正するために、ガンマ補正がかけられている。ＦＥＤ装置のような入力信号レベルと表示輝度とが比例関係となる表示装置を用いて、ガンマ補正がかけられた映像信号に基づいた画像を表示する場合には、ガンマ補正をさらに補正する逆ガンマ補正を行う必要がある。よって、そのような画像表示装置には逆ガンマ補正回路が必要であり、そのために装置の低コスト化の妨げとなっていた。
【００２０】
そこで、本実施の形態において、表示期間を時間区分で分割する際に、階調レベルｊと表示パルス幅Ｗとの関係を表す関数ｆ（ｊ）が、
Ｗ＝ｆ（ｊ）＝ａ×ｊ^γ （ａ，γは定数）・・・（式１）
の関係を満たすように各時間区分τ１〜τｋを規定するとよい。このようにすると、階調レベルと表示輝度との関係が逆ガンマ特性を持つこととなり、逆ガンマ補正回路が不要となる。よって、画像表示の構成の簡略化および低コスト化に寄与できる。なお、ＮＴＳＣ方式等ではγの値を２．２程度とするのが標準であるが、画質を向上させる目的で、例えば１．５〜４程度の範囲で任意の値を選択してもよい（このとき関数ｆ（ｊ）は下に凸である）。また、式１の関係は、近似的に満たされるものであれば充分である。
【００２１】
以上の説明においては、階調レベルｊと表示パルス幅Ｗとの関係を表す関数ｆ（ｊ）は、下に凸の関数として説明したが、少なくとも低階調域において下に凸であれば、輝度が低い場合での階調の分解能が不足してしまうのを抑えることができる。また、関数ｆ（ｊ）を、低階調域で下に凸、高階調域で上に凸となる例えば図５に示すようなＳ字カーブのグラフを描く関数としても良い。図４のように全ての階調域で関数ｆ（ｊ）を下に凸にした場合、中階調領域での輝度を従来レベル程度に保とうとすると、高階調域で輝度が飽和状態になり、高階調域での色つぶれ（いわゆる”白つぶれ”）が生じてしまう。図５のように高階調域で関数ｆ（ｊ）を上に凸にすると、この高階調域での色つぶれを抑制できる効果が得られる。またこのような場合でも、関数ｆ（ｊ）が下に凸の関係である階調域については、上記式１の関係を満たすようにするとよい。
【００２２】
＜実施の形態２＞
上述したように、ＦＥＤなどの表示パネルにおいては、各電極間における静電容量並びに電極抵抗、および駆動回路の出力抵抗によってＲＣ積分回路が構成される。その影響により、カソード電極に印可される表示パルスの立ち上がりおよび立ち下がり波形が鈍ってしまう。この波形の鈍りによって駆動回路が出力した表示パルス幅と実際の画素の発光時間との間に差が生じ、そのため出力輝度に誤差が生じてしまうことがあった。実施の形態２では、その誤差を補正して所望の輝度表現を得ることができる画像表示装置の駆動方法を示す。
【００２３】
まず、輝度に誤差が生じる問題について、図６を用いて説明する。この図において（ａ）は、理想的な矩形の表示パルス波形である。カソード駆動回路３は（ａ）に示す時間幅Ｗｖだけ表示パルスを出力する。しかし、上述の理由により実際にカソード電極に印可される表示パルス波形は（ｂ）に示すように鈍った波形になってしまう。従って、カソード駆動回路３が出力する表示パルス幅Ｗｖに対して、実際にカソード電極の電圧が−Ｖｃになる時間は短くなってしまう。
【００２４】
さらに、ＦＥＤのＶ−Ｉ特性（表示電極電圧と表示電流の関係）は、図７に示す通り、表示電極電圧が０からオフセット電圧（−Ｖｏｆｓ）までの範囲は表示電流電流はほとんど流れず、電圧が−Ｖｏｆｓを越えた範囲では、下に凸の特性を有している。従って、カソード電極の表示電流は、図６の（ｃ）に示すように表示パルス電圧がほぼ−Ｖｃにあるときのみに流れる。よって、実際の表示電流が流れる時間幅Ｗｉ（即ち、画素が発光する時間幅）は、カソード駆動回路３が出力した表示パルスの幅Ｗｖよりもさらに狭くなる。また、画素において得られる表示輝度は、表示電流の積分値に比例するため、このように表示パルス波形に鈍りが生じた場合、所望の値よりも一定の値だけ低い輝度しか得られないこととなる。なお、この時間幅の差（Ｗｖ−Ｗｉ）の大きさは表示パルス幅に関係なく一定の大きさである。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、表示パルス幅内に、表示パルス幅と画素の発光時間幅との差を補償する所定の補償期間を設ける。それにより、表示パルス幅を所定の時間だけ延長して輝度の誤差を補正する。
【００２６】
図８は、本実施の形態に係る画像表示装置の駆動方法を説明するための図であり、階調の段階を示す階調レベルと、カソード電極に印加される表示パルス幅との関係を示している。例えば、階調レベルが０〜ｋの値をとると仮定すると、本実施の形態では、図８の表示期間は時間区分τ０〜τｋのｋ＋１個に分割される。ここで、時間区分τ０は表示パルス幅と画素の発光時間幅の差を補償する所定の補償期間である。
【００２７】
各階調レベルの表示を行う場合は、実施の形態１に示した期間に補償期間幅τ０を加えた期間だけ表示パルスを印加する。即ち、階調レベルが１の場合は時間区分τ０，τ１が選択され、表示パルスはτ０〜τ１の期間印加される（即ち、表示パルス幅Ｗ（１）＝τ０＋τ１）。階調レベルが２の場合は、τ０，τ１，τ２が選択され、表示パルスはτ１〜τ２の期間の連続して印加される（Ｗ（２）＝τ０＋τ１＋τ２）。つまり、階調レベルがｊの場合は、連続した時間区分τ０〜τｊが選択され、表示パルスはτ０〜τｊの期間、連続して印加される（Ｗ（ｊ）＝τ０＋τ１＋τ２＋・・・＋τｊ）。このように、補償期間τ０を必ず含む連続した時間区分に表示パルスを印加する。なお、階調レベルが０の場合は、表示パルスは全く印加されない。
【００２８】
このように、表示パルス幅を、従来のものよりも一定の補償期間τ０だけ延長することにより、表示パルス波形の鈍りに起因する輝度の減少を補償し、輝度の誤差を低減して画質の劣化を抑制することができる。
【００２９】
以上の説明においては、時間区分τ１〜τｋが実施の形態１と同様に表示期間を不均一に分割する場合について説明したが、本実施の形態は、例えば従来の画像表示装置のように均等な表示期間を時間区分幅に分割したものにも適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像表示装置の駆動方法によれば、単位階調レベルあたりの輝度の変化量を、階調に応じて変化させることができる。よって、例えば、低階調域（即ち低輝度領域）で特に高い分解能が得られるようにすれば、人間の視覚特性に起因する低階調域における階調の分解能不足の問題は解消される。また、１つの表示期間内には１つの駆動信号のみが発生されるので、駆動信号波形が鈍った場合の輝度の誤差を最小限に抑えることができる。
【００３１】
さらに、表示パルス幅を、従来のものよりも一定の補償期間だけ長くすることにより、表示パルス波形の鈍りに起因する輝度の減少を補償し、輝度の誤差を低減すして画質の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係る画像表示装置の駆動方法における階調レベルと表示パルス幅との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態１の変形例を示す図である。
【図６】表示パルス波形の鈍りの問題を説明するための図である。
【図７】ＦＥＤの表示電極電圧と表示電流の関係を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ＦＥＤパネル、１ａアノード電極、１ｂ表示セル、３カソード駆動回路、４グリッド駆動回路、５ａ，５ｂ制御信号線、６制御回路、７電源装置、Ｃ（１）〜Ｃ（ｎ）カソード電極、Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）グリッド電極、τ０〜τｋ時間区分。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to gradation control of an image display device using an FED (field emission display device) or an EL (electroluminescence), and more particularly to gradation control by output time width control (PWM).
[0002]
[Prior art]
Generally, in an image display device using a conventional FED or EL, gradation control by output time width control (PWM) is performed. In this gradation control method, a drive signal (display pulse) pulse-width modulated to a time width (pulse width) corresponding to a gradation to be displayed in each pixel is synchronized with driving of a scanning line for one horizontal period. Each time, it is output to a signal line of the display panel and applied to each pixel. The PWM circuit that performs the pulse width modulation controls the pulse width of the drive signal from an output with a pulse width of 100% corresponding to the highest gradation to an LSB (least significant bit) output corresponding to the minimum unit of the gradation. A desired gray scale display is performed on a display panel (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-109421 A
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional PWM gradation control method, a display pulse having a time width proportional to the gradation level indicating the gradation level is applied to the display panel, so that each pixel obtains a luminance output proportional to the gradation level. Was. That is, the amount of gradation change per unit gradation level (the difference in luminance corresponding to one gradation difference, ie, “gradation resolution”) was constant regardless of the gradation level. When such a control method is used, the resolution of the gradation in the high gradation range is perceived to be sufficiently fine due to human visual characteristics, but the gradation resolution is perceived to be insufficient in the low gradation range. For example, when an image in which the gradation is smoothly changed in a low gradation range is displayed on the display panel, a visible contour appears at the boundary of the gradation level.
[0005]
On the other hand, as a method of obtaining the time width (display pulse width) of the drive signal in the above-described PWM gradation control, a plurality of time divisions having a width proportional to a power of 2 in an effective scanning period (display period) within one horizontal period are used. There is also a technique in which a desired time width is obtained by combining these. That is, a desired time width can be obtained by combining a plurality of display pulses, so that a plurality of display pulses are generated within one display period depending on the gradation.
[0006]
The rising and falling waveforms of the display pulse are dull due to the influence of the capacitance and electrode resistance of the display panel and the output resistance of the driving circuit for driving the display panel. This dull waveform causes a delay in the light emission operation of the pixel with respect to the display pulse. As a result, an error occurs between the time width of the display pulse output from the drive circuit and the actual light emission time of the pixel (details will be described later), and the desired gradation cannot be expressed, and the image quality deteriorates. I will. Since the error appears for each display pulse, this problem is particularly serious in the case of a driving method in which a plurality of display pulses are generated within one display period as described above.
[0007]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide an image display device that performs gradation control by PWM gradation control to achieve favorable gradation expression even in a low gradation region. Is a first object, and a second object is to reduce the deterioration of image quality caused by the blunted display pulse waveform.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A method of driving an image display device according to the present invention is a method of driving an image display device that controls the gray scale of a pixel of a display panel by changing a time width during which the pixel emits light during a display period of the pixel. (A) a step of acquiring a gradation level indicating a gradation level of the pixel based on a video signal; and (b) a predetermined time width within the display period according to the gradation level. Applying a drive signal for causing the pixel to emit light to the pixel, wherein the amount of change in the time width per unit gray level of the pixel changes according to the gray level.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to Embodiment 1 of the present invention. In the following description, an FED device will be described as an example of an image display device, but the present invention is widely applicable to any image display device that performs PWM gradation control.
[0010]
The FED panel 1 has n cathode electrodes C (1) to C (n) arranged in a stripe shape (so as not to intersect with each other) and m grid electrodes G similarly arranged in a stripe shape. (1) to G (m) are provided. The cathode electrode and the grid electrode are arranged so as to be orthogonal to each other, and a display cell (pixel) 1a is formed for each three-dimensional intersection. An anode electrode 1b common to all display cells is provided on the entire surface of the FED panel 1.
[0011]
The cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4 are connected to the cathode electrode and the grid electrode, respectively. The cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4 are connected to the control circuit 6 via control signal lines 5a and 5b. The control circuit 6 controls the cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4 based on the input video signal. The power supply device 7 supplies power to the cathode drive circuit 3, the grid drive circuit 4, and the control circuit 6, and applies a positive DC voltage of several kV to several tens kV to the anode electrode.
[0012]
Next, the operation of the image display device will be described. When a video signal is input, the control circuit 6 outputs a control signal corresponding to the video signal to the cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4 through the control signal lines 5a and 5b, respectively. The cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4 operate according to the control signals. The grid driving circuit 4 sequentially applies scanning pulses defining the display period of each display cell 1b for each horizontal line to the grid electrodes G (1) to G (m). The cathode drive circuit 3 simultaneously applies a display pulse for causing each display cell 1b of the horizontal line in the display period to emit light to the cathode electrodes C (1) to C (n). The cathode drive circuit 3 has a PWM circuit, and controls the luminance (gradation) of each display cell by changing the time width (display pulse width) of the display pulse.
[0013]
FIG. 2 is a diagram for explaining operations of the cathode drive circuit 3 and the grid drive circuit 4. As shown in the figure, the grid driving circuit 4 sequentially applies a scanning pulse to the grid electrodes G (1) to G (m) every field period. The normal voltage Vb is applied to the grid electrodes G (1) to G (m) while no scanning pulse is applied. That is, assuming that the amplitude of the scanning pulse is Vg, the voltage Vb + Vg is applied to the grid electrode in the display period after the application of the scanning pulse. On the other hand, a display pulse of a voltage -Vc is applied to the cathode electrodes C (1) to C (n) for a predetermined time width in synchronization with the rising of the scanning pulse.
[0014]
As a result, in the display cell 1b to which the scanning pulse and the display pulse are applied at the same time, light emission having a luminance corresponding to the display pulse width is obtained. That is, the display pulse width can be controlled for each display cell 1b, and gradation control is performed based on the video signal. Inevitably, the maximum width of the display pulse is the width of the scanning pulse (that is, the width of the display period), and at this time, the maximum gradation is obtained.
[0015]
FIG. 3 is a diagram for explaining a driving method of the image display device according to the present embodiment, and shows a relationship between a gradation level indicating a gradation stage and a display pulse width applied to the cathode electrode. ing. For example, assuming that the gradation level takes a value of 0 to k, the display period is divided into k time sections τ1 to τk as shown in FIG. In the present invention, these time sections τ1 to τk divide the display period unevenly (that is, at least one of the time sections τ1 to τk has a different length from the others). When the gradation level is 1, the time section τ1 is selected, and the display pulse (drive signal) is applied only during the period τ1 (that is, the display pulse width W (1) = τ1). When the gradation level is 2, continuous time sections τ1 and τ2 are selected, and the display pulse is applied continuously during the period of τ1 to τ2 (W (2) = τ1 + τ2). That is, when the gradation level is j, the continuous time sections τ1 to τj are selected, and the display pulse is continuously applied during the period of τ1 to τj (W (j) = τ1 + τ2 +... + Τj). When the gradation level is the maximum value k, the display pulse is applied during the period of τ1 to τk, that is, when the gradation level is 0, no display pulse is applied. As described above, by applying a display pulse to j (0 ≦ j ≦ k) continuous time sections of the k time sections, k + 1 gradations are expressed.
[0016]
In the conventional image display device, the periods of time sections τ1 to τk are equally divided (to the same length), and display pulses having a time width proportional to the value of the gradation level are obtained. On the other hand, in the present invention, a non-linear relationship is obtained between the grayscale level and the display pulse width by dividing τ1 to τk into sections of non-uniform length as shown in FIG. Since the obtained luminance is proportional to the display pulse width, in other words, the relationship between the gradation level and the luminance becomes non-linear. That is, the amount of change in the display pulse width per unit gradation level (that is, the amount of change in luminance) changes according to the gradation.
[0017]
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a gradation level and a display pulse width in the present embodiment. As shown in the figure, the function W = f (j) representing the relationship between the gradation level j and the display pulse width W is a convex function. Therefore, the change amount of the display pulse width (change amount of luminance) per unit gradation level is relatively small in a region where the gradation level is low (low gradation region), and is small in a region where the gradation level is high (high gradation region). ) Is relatively large. As described above, according to the visual characteristics of humans, the resolution of the gray scale when the luminance is low tends to be insufficient. However, according to the present embodiment, particularly in the low gray scale region (that is, the low luminance region). The problem is eliminated because a high resolution is obtained.
[0018]
Further, in the present embodiment, when determining the display pulse width, a continuous time section is selected as shown in FIG. 3, and the display pulse width is thereby defined. Therefore, since only one display pulse is generated within one display period, it is possible to minimize a luminance error when the display pulse waveform is dull. This error will be described in detail in Embodiment 2.
[0019]
By the way, gamma correction is applied to a video signal of a general television system in order to correct the characteristics of an input signal value level and display luminance in a CRT receiver. When an image based on a gamma-corrected video signal is displayed using a display device such as an FED device in which the input signal level and the display luminance are in a proportional relation, an inverse gamma correction that further corrects the gamma correction It is necessary to make corrections. Therefore, such an image display device requires an inverse gamma correction circuit, which hinders cost reduction of the device.
[0020]
Therefore, in the present embodiment, when the display period is divided into time segments, the function f (j) representing the relationship between the gradation level j and the display pulse width W is:
W = f (j) = a × j ^γ (a and γ are constants) (Equation 1)
Is preferably defined so as to satisfy the relationship In this case, the relationship between the gradation level and the display luminance has an inverse gamma characteristic, and an inverse gamma correction circuit is not required. Therefore, it is possible to contribute to simplification of the configuration of image display and cost reduction. Note that in the NTSC system and the like, it is standard to set the value of γ to about 2.2, but for the purpose of improving image quality, an arbitrary value may be selected in the range of, for example, about 1.5 to 4 ( At this time, the function f (j) is convex downward.) Further, it is sufficient that the relationship of Expression 1 is approximately satisfied.
[0021]
In the above description, the function f (j) representing the relationship between the gradation level j and the display pulse width W has been described as a downwardly convex function. Insufficient gradation resolution when the luminance is low can be suppressed. Further, the function f (j) may be a function that draws a graph of an S-shaped curve as shown in FIG. 5, for example, which is convex downward in the low gradation region and upward convex in the high gradation region. As shown in FIG. 4, when the function f (j) is made to protrude downward in all the gradation regions, if the luminance in the middle gradation region is to be kept at about the conventional level, the luminance becomes saturated in the high gradation region. In this case, color loss (so-called “white loss”) occurs in a high gradation range. By making the function f (j) convex upward in the high gradation range as shown in FIG. 5, the effect of suppressing color loss in the high gradation range can be obtained. Further, even in such a case, it is preferable that the relationship of Expression 1 be satisfied in the gradation range where the function f (j) has a downwardly convex relationship.
[0022]
<Embodiment 2>
As described above, in a display panel such as an FED, an RC integration circuit is formed by the capacitance and electrode resistance between each electrode and the output resistance of the drive circuit. Due to this effect, the rising and falling waveforms of the display pulse applied to the cathode electrode become dull. Due to the dulling of the waveform, a difference occurs between the display pulse width output by the drive circuit and the actual light emission time of the pixel, and thus an error may occur in the output luminance. In the second embodiment, a driving method of an image display device that can obtain the desired luminance expression by correcting the error will be described.
[0023]
First, a problem that an error occurs in luminance will be described with reference to FIG. In this figure, (a) is an ideal rectangular display pulse waveform. The cathode drive circuit 3 outputs a display pulse for the time width Wv shown in FIG. However, the display pulse waveform actually applied to the cathode electrode becomes a dull waveform as shown in FIG. Therefore, the time when the voltage of the cathode electrode actually becomes −Vc becomes shorter than the display pulse width Wv output from the cathode drive circuit 3.
[0024]
Further, as shown in FIG. 7, the VI characteristic of the FED (the relationship between the display electrode voltage and the display current) shows that almost no display current flows when the display electrode voltage ranges from 0 to the offset voltage (−Vofs). In the range where the voltage exceeds -Vofs, it has a downwardly convex characteristic. Therefore, the display current of the cathode electrode flows only when the display pulse voltage is substantially at -Vc as shown in FIG. Therefore, the time width Wi (that is, the time width during which the pixel emits light) in which the actual display current flows is further narrower than the width Wv of the display pulse output from the cathode drive circuit 3. In addition, since the display luminance obtained in the pixel is proportional to the integral value of the display current, when the display pulse waveform is blunted as described above, only a luminance lower than a desired value by a certain value can be obtained. Become. Note that the magnitude of the time width difference (Wv−Wi) is constant regardless of the display pulse width.
[0025]
Therefore, in the present embodiment, a predetermined compensation period for compensating for the difference between the display pulse width and the light emission time width of the pixel is provided within the display pulse width. As a result, the display pulse width is extended by a predetermined time to correct a luminance error.
[0026]
FIG. 8 is a diagram for explaining a driving method of the image display device according to the present embodiment, and shows a relationship between a gradation level indicating a gradation stage and a display pulse width applied to the cathode electrode. ing. For example, assuming that the gradation level takes a value of 0 to k, in the present embodiment, the display period of FIG. 8 is divided into k + 1 time sections τ0 to τk. Here, the time section τ0 is a predetermined compensation period for compensating for the difference between the display pulse width and the light emission time width of the pixel.
[0027]
When displaying each gradation level, a display pulse is applied only during a period obtained by adding the compensation period width τ0 to the period described in Embodiment 1. That is, when the gradation level is 1, the time sections τ0 and τ1 are selected, and the display pulse is applied for a period of τ0 to τ1 (that is, the display pulse width W (1) = τ0 + τ1). When the gradation level is 2, τ0, τ1, and τ2 are selected, and the display pulse is applied continuously during the period of τ1 to τ2 (W (2) = τ0 + τ1 + τ2). That is, when the gradation level is j, the continuous time sections τ0 to τj are selected, and the display pulse is continuously applied during the period of τ0 to τj (W (j) = τ0 + τ1 + τ2 +... + Τj). As described above, the display pulse is applied to a continuous time section that always includes the compensation period τ0. When the gradation level is 0, no display pulse is applied.
[0028]
As described above, by extending the display pulse width by a fixed compensation period τ0 as compared with the conventional display pulse width, the decrease in luminance due to the blunted display pulse waveform is compensated for, the luminance error is reduced, and the image quality is degraded. Can be suppressed.
[0029]
In the above description, the case where the time sections τ1 to τk divide the display period non-uniformly as in the first embodiment has been described. The present invention is also applicable to a display period divided into time division widths.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the driving method of the image display device according to the present invention, the amount of change in luminance per unit gradation level can be changed according to the gradation. Therefore, for example, if a particularly high resolution can be obtained in a low gradation region (that is, a low luminance region), the problem of insufficient gradation resolution in the low gradation region due to human visual characteristics is solved. Further, since only one drive signal is generated within one display period, it is possible to minimize a luminance error when the drive signal waveform is dull.
[0031]
Further, the display pulse width is made longer by a certain compensation period than the conventional one, thereby compensating for the decrease in luminance due to the dulling of the display pulse waveform, reducing the luminance error, and suppressing the deterioration of image quality. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of the image display device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of driving the image display device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a gradation level and a display pulse width in the driving method of the image display device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining the problem of dull display pulse waveforms.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a display electrode voltage and a display current of the FED.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for driving the image display device according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 FED panel, 1a anode electrode, 1b display cell, 3 cathode drive circuit, 4 grid drive circuit, 5a, 5b control signal line, 6 control circuit, 7 power supply device, C (1) to C (n) cathode electrode, G (1) to G (m) grid electrode, τ0 to τk time division.

Claims

A method for driving an image display device, wherein a gray scale of a pixel of a display panel is controlled by changing a time width for causing the pixel to emit light during a display period of the pixel,
(A) obtaining a gradation level indicating a gradation level of the pixel based on a video signal;
(B) applying a drive signal for causing the pixel to emit light to the pixel for a predetermined time width within the display period in accordance with the gradation level,
A driving method of an image display device, wherein the amount of change in the time width per unit gray level of the pixel changes according to the gray level.

A method for driving an image display device according to claim 1,
The step (b) comprises:
(C) a step of determining the time width by selecting a predetermined number of time sections obtained by dividing the display period into a plurality of sections according to the grayscale level,
In the step (c), when a plurality of the time sections are selected, the continuous time sections are selected.

A method for driving an image display device according to claim 2, wherein
The method according to claim 1, wherein the plurality of time segments divide the display period unevenly.

A method for driving an image display device according to claim 2, wherein:
One of the plurality of time segments is a predetermined compensation period,
The method of driving an image display device, wherein the continuous time section always includes the compensation period.

A method for driving an image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
When the gradation level is j and the time width is W, a function f (j) representing the relationship between j and W is convex downward at least in a low gradation range. A method for driving a display device.

A driving method of the image display device according to claim 5, wherein
The method of driving an image display device, wherein the function f (j) is convex upward in a high gradation range.

A method for driving an image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
When the gradation level is j and the time width is W, a function f (j) representing the relationship between j and W is:
The function f (j) is at least partially in the range of j.
f (j) = a × j ^γ (a and γ are constants)
The driving method of the image display device, characterized by satisfying the following relationship.

A method for driving an image display device, wherein a gray scale of a pixel of a display panel is controlled by changing a time width for causing the pixel to emit light during a display period of the pixel,
(A) obtaining a gradation level indicating a gradation level of the pixel based on a video signal;
(B) applying a drive signal for causing the pixel to emit light to the pixel for a predetermined time width within the display period in accordance with the gradation level,
The step (b) comprises:
(C) a step of determining the time width by selecting a predetermined number of time sections obtained by dividing the display period into a plurality of sections according to the grayscale level,
One of the plurality of time segments is a predetermined compensation period,
In the step (c), when a plurality of the time sections are selected, the continuous time section including the compensation period is selected.