JP2004534968A5 - - Google Patents

Description

電界放射ディスプレイ装置の表示特性計測方法およびシステム

本発明は、フラットパネルディスプレイスクリーンの分野に属する。さらに具体的には、本発明は、フラットパネル電界放射ディスプレイスクリーンの明るさの補正の分野に属する。本明細書には、電界放射ディスプレイの行間の明るさのばらつきの補償のための方法及びシステムが開示されている。

標準的な陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイのようなフラットパネル電界放射ディスプレイ（ＦＥＤｓ）は、高エネルギーの電子が蛍光体スクリーンの画素（ピクセル）に衝突することによって光を発生する。その後、励起された蛍光体が電子エネルギーを可視光に変換する。しかし、１つの、場合によっては３つの電子ビームを使用して蛍光体スクリーン全体をラスターパターンで走査する従来のＣＲＴディスプレイとは異なって、ＦＥＤｓは各ピクセルの各色要素用に静止電子ビームを使用する。これによって、電子源からスクリーンまでの距離を、従来型ＣＲＴの電子ビーム走査に必要な距離と比較して非常に小さくすることができる。さらに、ＦＥＤｓはＣＲＴより消費電力がはるかに少ない。これらの要因により、ＦＥＤｓは、ラップトップコンピュータ、ページャ、携帯電話、ポケットテレビ、ＰＤＡおよび携帯用電子ゲーム機などの携帯用電子製品にとって理想的である。

米国特許第６，０３７，９１８号明細書 米国特許第６，０５１，９３７号明細書 米国特許第６，１３３，８９３号明細書 米国特許第６，１４７，６６４号明細書 米国特許第６，１６６，４９０号明細書 米国特許第６，１５３，９８６号明細書 米国特許第６，１６９，５２９号明細書 米国特許第６，１０４，１３９号明細書 米国特許第５，６０８，２８３号明細書 米国特許第５，６０７，３３５号明細書 米国特許第５，５４１，４７３号明細書 米国特許第５，５５９，３８９号明細書 米国特許第５，５６４，９５９号明細書 米国特許第５，５７８，８９９号明細書

ＦＥＤｓに関するひとつの問題は、ＦＥＤ真空管は、電子放射素子、面板、ゲート電極、中心電極、及び（誘電体層と金属層を含む）スペーサ壁の表面に付着する微量の汚染物質を内包する場合があることである。これらの汚染物質は十分なエネルギーを持つ電子の衝突によって払いのけられる場合がある。従って、ＦＥＤのスイッチがオン又はオフされると、汚染物質がＦＥＤ真空管の内部に高い圧力の小区域を形成する可能性が高い。

ＦＥＤの内部においてはまた、電子はスペーサ壁や中心電極に衝突し、不一様性のエミッタの品質低下を引き起こす。問題は、電子が陽極以外の表面に衝突し、表面があたかも汚染されガスが抜けたようになったときに生ずる。

汚染物質、電子の衝突、及び脱ガスに関する問題によって、ＦＥＤ装置における行ごとの明るさのばらつきが生ずる。これらの明るさのばらつきは、スペーサ壁に近接する行の周辺で最も顕著に起こりうる。スペーサ壁はＦＥＤ装置の陽極とエミッタとの間に配設され、管の真空圧力のもとでの構造上の完全状態の維持を補助する。スペーサ壁に近接した行の明るさのばらつきの原因のひとつは、スペーサ壁のそばに存在するエミッタに降下する汚染物質の量が不均一であることに起因する。これらのエミッタに多くの汚染物質が降下すると、スペーサ壁に近接する行がさらに暗くなったり、明るくなったりする。

行同士の明るさのばらつきを引き起こす別の要因は、電子がスペーサ壁に衝突し、それによってエミッタの方に移動するイオンが発生するということである。これらのイオンによって、スペーサ壁に近接する行が実際に明るくなる。また、管が寿命を迎えるまで、面板に流出するガス及びスペーサ壁の存在によって、スペーサ壁から離れて存在するエミッタに比べてスペーサ壁に近接するエミッタによってガスが吸収され、ガスの量が減る。結果として、スペーサ壁に近接するエミッタの陰極は、相対的に良好な状態に保たれ、スペーサ壁に近接する行は明るくなる。

不幸にも、人間の目は互いに近接した行の明るさのばらつきに敏感である。このばらつきは、ディスプレイにおいて、画像の品質の低下させる可視障害物を形成しうる。

ＦＥＤ装置の行の明るさのばらつきを減少または除去することは有効である。特に、スペーサ壁に近接して存在する行の明るさのばらつきを減少または除去することは有効である。

従って、本発明はＦＥＤ装置の行の明るさのばらつきを減少または除去することを具現化するものである。特に、本発明はスペーサ壁に近接した行の明るさのばらつきを減少または除去することを具現化するものである。また、本発明の具現化は、ＦＥＤ装置の行同士の明るさのばらつきを計測する正確な方法を提供する。これらの利点、及び上で特に述べられていない本発明の他の利点は、本発明の以下の記載の中で明らかになるであろう。

本発明に係る方法は、電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつきを補償するものである。本発明の１の実施形態では、電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の行の相対的な明るさを計測し、補正テーブルの中に測定された明るさを示す情報を格納し、そして、行の電圧及び／又は行のオンタイム期間を調整することによってディスプレイの行の明るさを一様にするために前記補正テーブルを使用するための方法及びシステムについて述べられている。
特に、行の正確な電流測定値を得るための測定プロセスが述べられている。この実施形態は、行、例えばスペーサ壁に近接した行の明るさのばらつきを補償するものである。また、他の実施形態においては、スペーサ壁に近接する行の明るさのばらつきをカムフラージュするために、たとえば高周波雑音信号のような周期的な信号を行のオンタイムパルスに加える。他の実施形態においては、行のオンタイムパルスの下の面積(area)は、メモリ常駐の補正テーブルにある補正値に基づいた行ごとの明るさ補正を行うための多くの異なるパルス形成技術を用いて調整される。また、他の実施形態においては、行ごとの明るさが計測され、ＦＥＤのためのデータプロファイルにコンパイルされる。そのデータプロファイルは、行の特性を物理的に変えることによって明るさのばらつきを補正するために、陰極のバーンインのプロセスを制御するのに用いられる。

特に、エミッタの行および列と、陽極と、陽極とエミッタとの間に配置されたスペーサ壁とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置において、本発明の一の態様は、前記ＦＥＤ装置の表示特性を測定する方法に関し、該方法は以下のａ）〜ｅ）のステップを含むものである。
ａ）プログレッシブ・スキャン法において、各行を順次駆動し、各行において駆動したのちの整定時間経過後に、各行ごとに流れる電流を計測するステップ、
ｂ）垂直帰線消去期間の間のバックグラウンド電流のレベルを計測するステップ、
ｃ）ステップａ）において計測された電流値を、前記バックグラウンド電流のレベルで補正することによって、補正された電流計測値を得るステップ、
ｄ）前記ＦＥＤ装置の全ての行の補正電流値の平均値を得るために、多くのディスプレイのフレームに亘って採取した多くの補正電流値を平均化するステップ、
ｅ）前記平均化された補正電流値に基づいてメモリ常駐の補正テーブルを生成するステップ。

エミッタの行および列と、陽極と、陽極とエミッタとの間に配置されたスペーサ壁とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置において、本発明にかかる他の態様は、前記ＦＥＤ装置の駆動方法に関し、該方法は以下のａ）〜ｄ）のステップを含むものである。
ａ）与えられた行に対する補正値を得るためにメモリ常駐の補正テーブルにアクセスするステップであって、前記補正テーブルは前記行のそれぞれに対応する補正値を有し、前記補正値は前記行の明るさの不一様性を補正すべく一行ごとに明るさを調整するために使用されることを特徴とするステップ、
ｂ）補正された行のオンタイムパルスを発生させるために、該行のオンタイムパルスに対して前記与えられた行の補正値を適用するステップ、
ｃ）前記補正された行のオンタイムパルスを用いて前記与えられた行を駆動するステップ、
ｄ）前記各行に対して前記ステップａ）からステップｃ）の処理を繰り返すことによって一つのフレームを表示するステップ。

本発明の他の態様は、行および列から成るエミッタと、陽極と、前記陽極と前記エミッタの間に配設されたスペーサ壁と、前記スペーサ壁の近くの行の明るさのばらつきを補償するための行ごとの明るさ補正の各補正値を供給するメモリ常駐の補正テーブルと、前記メモリ常駐の補正テーブルと結合され、補正された行のオンタイムパルスを発生させるために前記補正テーブルから行のオンタイムパルスに対して補正値を適用する補正回路と、前記補正回路と結合され、前記補正された行のオンタイムパルスによって前記行を駆動するための駆動回路素子と、を備えたことを特徴とする電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置に関するものである。

本発明の他の態様は、行および列から成るエミッタと、陽極と、前記陽極と前記エミッタの間に配設されたスペーサ壁とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の明るさのばらつきを補償する方法に関し、該方法は、以下のａ）及びｂ）のステップを備えている。
ａ）各行の明るさを計測し、各行に対する補正値として格納することにより前記ＦＥＤのデータプロファイルを生成するステップ、
ｂ）前記データプロファイルに基づいて、前記データプロファイルに示された明るさのばらつきを補償するために行の物理的特徴を変化させる陰極のバーンイン処理を実行するステップ。

次に、本発明の実施形態を詳細に述べるが、実施例は添付の図面に図示されているとともに、それらはＦＥＤ装置の行ごとの明るさ補正を行う方法及びシステムを含んでいる。本発明はこれらの実施形態に関連して説明されるが、本発明がこれらの実施形態に制限されるものではないことは理解されるであろう。反対に、本発明は、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲に含まれる変更、修飾または同等のものをカバーするものである。さらに、以下の記述では、説明のために多くの具体的な詳細が、本発明を完全に理解できるように明らかにされている。しかしながら、この開示を読めば、これらの具体的な詳細が無くても本発明を実施できることは、当該技術分野の専門家には明らかであろう。場合によっては、本発明の特徴を曖昧にすることを避けるために、公知の構造および装置を詳細に記載していない。

図１は、典型的な電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）１００ａの断面図を示している。ＦＥＤ装置１００ａは、高電圧の面板またはその上に燐光スポットを有する陽極２０とを含む。スペーサ壁３０は、陽極２０とエミッタの行および列４０との間に配置される。スペーサ壁３０は、管の真空圧下でも装置１００ａを構造上の完全な状態にする。

一般に、装置１００ａに関するＦＥＤの技術は、米国特許第6,037,918号（出願番号09/050,664）、米国特許第6,051,937号（出願番号09/087,268）や米国特許第6,133,893（出願番号09/144,213）、米国特許第6,147,664号（出願番号09/164,402）、米国特許第6,166,490号（出願番号09/318,591）、米国特許第6,153,986号（出願番号09/470,674）、米国特許第6,169,529号（出願番号09/050,667）、米国特許第6,104,139号（出願番号09/144,675）に詳細に記載されている。

図１におけるエミッタ４０は、電子放射素子である。電子放射素子４０のひとつのタイプは、1997年３月４日に発行されたトゥイッチェル等の米国特許第5,608,283号に記載されており、別のタイプは1997年３月４日に発行されたスピンツ等の米国特許第5,607,335号に掲載されている。これらは共に参考文献として本明細書に援用される。

電子放射素子の先端は、ゲート電極の対応する開口を通して露出する。上記ＦＥＤ１００ａの形態は、1996年７月30日に発行されたデュボックジュニア等の米国特許第5,541,473号、1996年９月24日に発行されたスピンツ等の米国特許第5,559,389号、1996年10月15日に発行されたスピンツ等の米国特許第5,564,959号、1996年11月26日に発行されたハーベン等の米国特許第5,578,899号、にもっと詳細に記載されている。これらも共に参考文献として本明細書に援用される。

ここに述べられたように、スペーサ壁３０はＦＥＤ装置の行同士の明るさのばらつきをもたらす。以下に述べる本発明のいくつかの具体例は、これらの明るさのばらつきを補償し、スペーサ壁の存在や別の理由によって引き起こされる視認可能の明るい人工物のない、よりよい表示画像を形成するものである。

本発明のひとつの実施例において、図２は行同士の明るさのばらつきを補正するメモリ常駐のルックアップテーブル６０を有するＦＥＤ装置１００ｂを表している。このテーブル６０は、ＦＥＤ装置の各行ごとのそれぞれの明るさの補正値を格納している。特定の行のオンタイムの間に、そのオンタイムパルスは行ドライバから放射される補正オンタイムパルス４２０を生成する補正回路７０によって修正される。補正回路７０によって行われる補正は、特定の行のためにカスタマイズされたテーブル６０によって供給される補正値に基づいて行われる。同期回路９５は、周知の技術によって、適当なフレームアップデート信号を発生する。

あるいは、行の電圧を変える代わりに列の電圧を変えることによって補正を行ってもよい。しかし、行番号には相変わらず同期する。

（正確な行電流計測のプロセス）
それぞれの明るさの補正値は、本発明の実施例に従って装置１００ｂによってなされた正確な電子的な測定値に基づいて決定される。行が駆動されている間、行の明るさは、陽極２０によって引き寄せられた電流に比例する。したがって、回路８５は、面板または駆動されている行に一致する陽極２０が供給を受けた電流を計測する。行電流はこのように決定でき、また、行電流は各行の明るさに関連する。

本発明の実施例における正確な電流計測の技術を説明する。図４は、一般的な計測プロセス２００を記述したフロー図である。図３（A）及び（B）は、代表的な実施例のタイミング図を表している。電流計測の間、ＦＥＤ装置には、たとえば全白パターンのような、統一的なパターンが表示されると仮定する。

図４に関して、ステップ２０５において、陽極２０から流出したバックグラウンド電流が（図３（Ａ）と（Ｂ）の信号１２２に示されるように）ディスプレイフレームの垂直帰線消去期間において計測され、記憶される。ステップ２１０においては、ディスプレイの一行、たとえばｉ番目の行が駆動され、同時に、陽極２０から流出した電流が回路８５によって計測される。回路８５として多くの周知の電流計測回路を用いることができ、そのうえ、回路８５は陽極２０に印加される高電圧にふさわしいアイソレータ回路を含んでいる。

重要なことは、ステップ２１５においては、完全に衰退して測定されるように第ｉ行の電流に対する整定時間が考慮に入れられるということである。（第ｉ行の）電流計測は、各行の整定時間の間中継続する。整定時間２１５の後に、もしフレーム内に計測が必要な行がさらに存在する場合、次の行を選択してプロセスはステップ２１０に戻る。もしそのフレームが終了したら、次に、ステップ２２５は、フレームの最後の行から流出した電流に関連したＲＣ減衰機能を決定する。これは、一の行から他の行に「あふれ出た」電流の量を決定するために行われる。もし、計測する価値のある他のフレームが必要なら、ステップ２０５に行く。一つの与えられたフレームで採取されたすべての計測値は、正確さを増すために、多くのフレームに亘って平均化することが適切である。

そして、計測は、奇数行と偶数行とが交互に行われる。

図４のステップ２３５においては、ＦＥＤ装置の各行の平均計測電流を計算する。この値からは、ステップ２０５で計測されたバックグラウンド電流の平均値が減算される。さらに、（ステップ２２５で決定された）前記「あふれ出た」量の平均値もまた、それぞれの行の計測電流値から減算される。各行の値は明るさの標準値と比較され、両者の差はステップ２４０においてメモリ常駐のルックアップテーブルに蓄えられ、行番号によってインデックスが付けられる。それとは別に、計測された電流量も直接的に蓄えられうる。一般に、フレームは３０ヘルツにおいて処理され、１〜２０秒間で計測することにより、ここに述べる電流計測におけるエラーは1パーセント以下となる。

図３（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の実施形態による処理２００の一実行例を示す。図３（Ａ）のタイミング図１２０ａに示すとおり、偶数行は駆動されていないが時間は割り当てられている状態で、奇数行がまず駆動される。タイミング図１２０ａは、行１から行ｎまでのプログレッシブスキャン(順次走査)を示している。垂直帰線消去期間１２２が示され、この期間に陽極を通過するバックグラウンド電流が計測される。たとえば行２、行４、行６として示されるように、各偶数行に割り当てられた時間の期間は、奇数行に対する整定時間となる。フレームの奇数行が駆動されるとき、同時に陽極２０に流れる電流は回路８５によって計測される。パルス１３０（１）は、行１が駆動されることに呼応して陽極２０で計測される電流を示している。電流は、（駆動されていない）行２に割り当てられた整定時間の間中減衰し続ける。本発明はさらに行１のこの減衰電流を計測する。

小さなしっぽ１４２は実際には行３のタイミングまで達している。これは行１にとっての「あふれ出た」量１４２である。フレームの終わりにおいて、最後の駆動行である（ｎ−１）行のＲＣ減衰は、パルス１３０（ｎ−１）で示すように計測される。この計測は、「あふれ出」または「しっぽ」の量１４２が出ることを許容し、各行からそれを減算することを可能にする。それぞれの奇数行の電流値からは、計測されたしっぽの量とバックグラウンド電流の量が減算される。フレームからフレームへ、計測値は正確さを向上させるために平均される。

奇数行を計測したのちに、偶数行を計測する。又はその逆でもよい。図３（Ｂ）は、奇数行は駆動されていないが整定時間の期間として利用されている状態における、偶数行の計測のタイミング図１２０ｂを示している。ふたたび、バックグラウンド電流は垂直帰線消去期間１２２の間において計測され、電流はそれぞれの偶数行ごとに計測される。最後の行ｎは、そのＲＣ減衰が計測される。奇数行と同じように、電流は偶数行においても計測され、多くのフレームにわたって平均化される。全ての計測された行に対する結果はメモリ常駐のルックアップテーブルに蓄えられる。

メモリ常駐のルックアップテーブルに格納された値は、行同士の明るさのばらつきを除去するための最大の行オンタイム電圧パルスを調節するために使用されることが望ましい。これは、全ての行について行われる。これとは別に、図２に示すような行補正回路はスペーサ壁に近接した行に単独で適用されうる。以下に述べるように、行のオンタイム電圧パルスを調整する代わりに、行のオンタイム期間を調整することで、行同士の明るさのバランスを調整しうる。

図５は、行同士の明るさを調整するためのメモリ常駐の補正テーブルを用いた表示プロセス３００を示している。ステップ３０５においては、プログレッシブスキャンが行われて、１からｎまでの行がフレームを表示するために連続的に駆動される。ｉ番目の行が駆動されているとき、ｉ番目の行の補正値は、行番号をインデックスに用いてメモリ常駐の補正テーブルから獲得される。ステップ３１０において、この値はｉ番目の行の行オンタイムパルスを調整するために適用される。振幅か、パルス幅のいずれかが調整される。ステップ３１５において、補正された行オンタイムパルスはｉ番目の行を駆動するために用いられる。これがフレームの最後の行ではない場合には、次の行に対してステップ３０５が実行される。プログレッシブスキャン又はインターレーススキャンのどちらかが用いられることが望ましい。

もしそのフレームが完了したら、ステップ３２５に行き、垂直帰線消去等を許容するために適切なフレーム制御信号がリセットされる。もし、さらに多くのフレームに行う必要があれば、ステップ３０５に戻る。
（行電流のカムフラージュの実施例）
図６は行同士の明るさをバランスさせるための本発明の他の実施例である。実施例１００ｃは、行同士に生ずる明るさのばらつきを「カムフラージュ」するために各行に少量の雑音を導入する。実施例のひとつとして、行電圧の振幅は雑音量を導くために変調される。高周波ノイズの導入は、ここに述べる他の明るさの補正技術と一緒に実行される。

実施例１００ｃは、高周波雑音信号３４０を発生する高周波雑音発生回路６５の導入を除いては、実施例１００ｂ（図２）に類似している。雑音信号３４０は本来的に周期的であって、補正回路７０に供給される。示すとおり、前記補正テーブル６０がまた選択的に用いられる。雑音信号３４０は、疑似的にランダムな方法によって行オンタイムパルスをわずかに変えるために、補正回路７０によって導入される。前記雑音信号は行同士の明るさのばらつきをカムフラージュする（たとえば、感知された行の明るさのばらつきを除去する）ことを助けるレベルに調整されるが、それでいてディスプレイスクリーンの領域全部に亘る画像の退化や障害物となる原因とはならない。回路６５は、周波数固定の電子発振回路である。

図７は、図６の実施例１００ｃを利用する表示プロセス３５０を示している。ステップ３５５においては高周波雑音信号が得られ、ステップ３６０では、それがフレームのｉ番目の行における行オンタイムパルスに印加される。プログレッシブスキャン又はインターレーススキャンが実行される。ステップ３６５においては、メモリ常駐の補正テーブル６０からの補正値が行のオンタイムパルスに導入されうる。ステップ３７０では、補正された行オンタイムパルスがｉ番目の行を駆動するのに用いられる。

もしこれがそのフレームの最後の行でなければ、次の行に移りステップ３５５に戻る。もしそのフレームが完了したら、ステップ３８０では適切なフレーム制御信号がリセットされて垂直帰線消去等を許容する。もし、次のフレームに対して行う必要があれば、再度ステップ３５５から実行する。

（行オンタイムパルスを変化させる技術）
行オンタイムパルスは、ここに述べる、明るさを補正するための幾つかの異なる技術を用いて修正または形成される。図８Ａは、ひと組の未補正の行オンタイムパルス４１０を示す。本発明の一の実施例においては、固定振幅の小さいパルス（補正パルス、トップハットパルス）は明るさの制御を行うための行オンタイムパルスの振幅に加えられる。図８Ｂは、合成または補正パルス４２０（ａ）を形成するために、補正パルス４３０が、補正回路７０によって、未補正の行オンタイムパルスに加えられることの実施例を示している。前記補正パルス４３０のパルス幅４３５は、メモリ常駐の補正テーブルからの補正値に基づいて変更される。もしｉ番目の行の明るさを増す必要があれば補正パルス４３０のパルス幅は増加される。逆に、もしｉ番目の行の明るさを減少させる必要があれば補正パルス４３０のパルス幅は減少される。補正パルス４３０は未補正の行オンタイムパルス４１０に関し、いかなる位置（たとえば、右または左）にも存在し、図８Ｂに示すように、好ましい実施例においては、前記パルスは一般に未補正パルス４１０の真ん中に位置する。

図８ｃは、本発明の他の実施例を示しており、補正パルス４３０のパルス幅は一定のままであるが、その振幅４４５は、メモリ常駐の補正テーブルからの補正値によって指示される明るさ補正要求によって変化する。合成信号パルス４２０（ｂ）を示す。もしｉ番目の行の明るさを増加させる必要があれば、補正パルス４３０の振幅は補正回路７０によって大きくされる。逆に、もしｉ番目の信号の明るさを減少させる必要があれば、補正パルス４３０の大きさは補正回路７０によって小さくされる。補正パルス４３０は未補正の行オンタイムパルス４１０に関し、いかなる位置（たとえば、右または左）にも存在し、図８Ｃに示すように、好ましい実施例においては、前記パルスは一般に未補正パルス４１０の真ん中に位置する。

これとは別に、補正パルス４３０の振幅４４５及びパルス幅４３５は、与えられた行についてのメモリ常駐の補正テーブルに格納された補正値に基づいて変化する。

図８Ｄは、本発明の他の実施例を示しており、未補正の行オンタイムパルスのパルス幅４５０は、メモリ常駐の補正テーブルからの補正値によって指示される明るさ補正要求によって補正回路７０で変えられる。トップハットパルスは用いられない。また、別の実施例においては、行オンタイムパルスの振幅もまた、メモリ常駐の補正テーブルからの補正値によって指示される明るさ補正要求によって変えられる。トップハットパルスはここでも用いられない。

図８Ｂないし図８Ｄに示す全ての実施例において、行同士の明るさの補正を行うために行オンタイムパルスの下の面積を変えることが根本的に望ましい。これらのどの行オンタイムの調整も、図５と図７の表示プロセスや図４の補正テーブル生成プロセスに用いられうる。図４に関しては、ステップ２４０は、計測された電流値にハイパスフィルタ６２０（図１０参照）を適用し、両者の差をメモリ常駐の補正テーブルに補正値として格納するように修正される。

図９は、本発明の一実施例における、典型的なメモリ常駐の補正テーブル６０を示している。この実施例においては、ディスプレイの各行ごとに別々の補正値５２０が与えられる。補正値は、デジタル情報で蓄えられ、行番号によってインデックスが付けられる。

図１０は、垂直方向が電流で、水平方向が行番号を示すグラフである。グラフ６１５は、ここに述べた方法を用いたｎ行分の電流計測値を示している。電流計測値は、行１から行ｎにかけて電流が減少する一般的な傾向があることを示している。これは、ＦＥＤディスプレイの全体的な明るさは、ＦＥＤディスプレイの表面において上から下にかけて明るい状態から徐々に暗い状態に変化することを示している。一般的に、ディスプレイ画面の上から下にかけての段階的な明るさの大きな傾向は人間の目では知覚できない。しかし、行同士の大きな明るさの変化は知覚でき、人間の目には敏感である。

この物理現象の結果に基づけば、各行をライン６３０で示した同一の固定化された明るさに強制的にするよりも、行の明るさのばらつきを補正するためにフィルタ６２０（たとえばハイパスフィルタ）を用いた方がよいことになる。換言すれば、固定化された明るさの度合い６３０を得るために必要な補正の量は、フィルタ６２０を維持するために必要な量よりも多いのである。フィルタ６２０は行同士の局限的な明るさの正常化を図る。フィルタ６２０はまた、目の感度によく適合し、互いに近接した行の間の大きなばらつきを取り除くが、電流プロファイルの全体的な傾向（しばしば「フェード」と呼ばれる）を補正するようなことはない。

したがって、本発明では、各行の明るさの値をあらかじめ定めた固定的な量６３０に強制的にしてしまうよりもむしろ、行の局限的な明るさのばらつきを調整又は補正するためにフィルタ６２０（たとえばハイパスフィルタをかけた補正テーブル）を使用する。これは、ＦＥＤディスプレイの表面に亘って一般的かつ感知できない明るさの傾向が存在することを認めつつ、局限的または局部的な明るさの正常化を図るものである。本発明のひとつの実施例は、局限的に行同士の明るさを正常化する、低い範囲（たとえば上下の小さい矢印）での補正に適用される。図１０のグラフに示すとおり、各行が固定化された同一の明るさの量６３０に強制的にされる場合よりも補正値が少ないので、低い範囲での補正は少ないメモリで済む。したがって、各行ごとに補正テーブル６０に格納されるものは、未補正のグラフ６１５と、本発明の一実施例に基づいて補正されたグラフ６２０との間の差である。

（行同士の明るさのばらつきを物理的に補正する実施例）
図１１において述べられている実施例は、行同士の明るさのばらつきを補正するＦＥＤのエミッタを物理的に変化させる方法である。一般的に、上述の行ごとの電流の計測を用いて、バーンインの前および最中における陰極の電流プロファイルのマップを作成する。この情報を用いて、陰極をバーンインしている間に、各行がＯＮしている時間を変化させるようなディスプレイパターンが適用され、その結果、行同士の陰極電流のばらつきが減少または除去されるか、または、それらが局部的に減少または除去される。

最初の陰極のバーンインの間に操作電流が無視できないほど変化するために、この最初の段階の間に不一様性のデータパターンが列駆動部に送られると、放射電流は無視できないほど変化しうる。

図１１は、本発明のこの実施例に関するプロセス７１０を示すものである。ステップ７１０においては、各行の明るさが計測される。明るさはここに述べる電子的な電流計測方法によって計測される。これとは別に、各行の相対的な明るさを直接的に計測する光学的計測装置をＦＥＤディスプレイに装備することによって、明るさは光学的に計測される。一方の場合において、各行ごとの明るさの値を含むデータプロファイルが記録される。他方の場合には、ノルム(norm)あるいはフィルタからの偏差が各行について記録される。

ステップ７２０において、ステップ７１０において得られた、計測されたデータプロファイルは、明るさのばらつきを補正するための陰極のバーンイン処理を変化させるのに用いられる。事実上、エミッタの物理的な性質は、必要であれば、行を減光させるかより明るくするために、バーンインの間に変化させ得る。行の駆動量を変えることにより、または、行が駆動される環境を変えることにより、エミッタの仕事関数は変化しうる。加えて、エミッタの先端の形や大きさが変わりうる。また、陰極のバーンインの間に、エミッタの先端の化学的構成が変わりうる。これらの物理的変化は行から放射される電子の量を変え、それゆえ明るさが変化する。

したがって、バーンインのプロセスにおいて、行同士のばらつきによって個々の行の明るさが変化する。たとえば、ステップ７１０において検出された明るさのばらつきに照準を定めた行特有のディスプレイパターンが用いられる。予め定められた時間陰極をバーンインしている間に行を駆動すると、明るさが変化しうる。行の明るさを変化させるためにはガスが適用される。たとえば、行を酸素の存在する中で駆動すると、行が暗くなる。また、行をメタンの存在する中で駆動すると行の明るさが増す。これらの変化はデータプロファイルに基づいてカソードをバーンインする間にあらわれる。

最初の陰極バーンインのプロセスの後、ステップ７２５に入る。ステップ７１５では明るさの正常化をより進めるためそれらの複数の計測と調整とを繰り返し、ステップ７２５においては、スレッショルド適合量に達したら、プロセス７１０を終了する。

簡潔に要約すると、本開示は電界放射装置の明るさのばらつきを補償する方法を明らかにしてきた。一つの実施形態では、電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の行の相対的な明るさを計測し、明るさの計測値を表す情報を補正テーブルに格納し、行電圧および／または行のオンタイム期間を調整することでディスプレイの行の明るさを一様にするために補正テーブルを用いる方法およびシステムについて述べている。行の正確な電流の計測のための特段の計測プロセスに言及する。この実施例は、行（たとえばスペーサ壁の近くの行）の明るさのばらつきを補償する。他の実施例においては、スペーサ壁に近接した行の明るさのばらつきをカムフラージュするために、（たとえば高周波雑音信号のような）周期的な信号が行オンタイムパルスに加えられる。他の実施例においては、行オンタイムパルスの下の面積が、メモリ常駐の補正テーブルに格納された補正値に基づいて行ごとに明るさを補償するために調整される。他の実施例においては、各行の明るさが計測され、ＦＥＤのデータプロファイルにコンパイルされる。そのデータプロファイルは、行のエミッタの特性を物理的に変えることによって明るさのばらつきを補正するために、陰極のバーンインのプロセスを制御するのに用いられる。

本発明、すなわち、ＦＥＤ装置の行同士の明るさの補正のための方法およびシステムを開示してきた。本発明の特定の実施形態に限って説明してきたが、本発明がそのような実施形態によって制限されないで、請求項にしたがって解釈されるべきであることを理解されたい。

本発明にかかる、電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の簡易断面図である。 行同士の明るさを補正するためのメモリ常駐のルックアップテーブルを有する、本発明の一実施例による表示回路の論理ブロック図である。 本発明の一実行状態における、偶数行が整定時間にある間に奇数行を駆動し測定するタイミング図（Ａ）と、奇数行が整定時間にある間に偶数行を駆動し測定するタイミング図（Ｂ）である。 本発明の実施形態によって実行される、行同士の明るさの補正値を有するメモリ常駐のルックアップテーブルを生成するステップのフロー図である。 本発明の実施形態によって実行される、ＦＥＤ装置の明るさを補正するためのメモリ常駐のルックアップテーブルを用いたディスプレイの処理に関するステップのフロー図である。 高周波雑音信号を導入することで、明るさの補正をカムフラージュするための、本発明の一実施例による表示回路の論理ブロック図である。 本発明の実施形態によって実行される、ディスプレイの処理における高周波雑音信号の導入による明るさ補正のカムフラージュに関するステップのフロー図である。 本発明にかかる、（８Ａ）は一連の連続的な行のための、ノーマルかつ未補正の行オンタイムパルスを示し、（８Ｂ）、（８Ｃ）及び（８Ｄ）は、行のオンタイムパルスの調整及び同士の明るさを補正するオンタイムパルスの成形を示す３つの例である。 本発明にかかる、各行に対するそれぞれの補正値を有する明るさ補正値を含むメモリ常駐のルックアップテーブルである。 本発明の一実施例における、ＦＥＤ装置の補正前の明るさのプロファイルと補正後のプロファイルを示す、電流.vs.行番号のグラフである。 本発明の一実施例における、ＦＥＤ装置における行同士の明るさのばらつきを補正するための陰極のバーンインプロセスを使用する方法のステップを示すフロー図である。

Claims (17)

1. 列および行から成るエミッタと、陽極とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置において、
   ａ）本来的に周期的な補正信号を発生させるステップと、
   ｂ）補正された列駆動パルスを発生させるために列駆動パルスに前記補正信号を加えるステップと、
   ｃ）列のオンタイムの期間に対して、前記列群のうちの一列を駆動するために前記補正された列駆動パルスを使用するステップと、
   ｄ）前記ステップａ）ないしｃ）を前記列群の各列について繰り返すことでディスプレイ・フレームを生成するステップであって、前記補正信号が表示の明るさの不一様性をカムフラージュするように機能することを特徴とするステップと、
   を備えたことを特徴とするＦＥＤ装置の駆動方法。
2. 前記ステップａ）が、電子発振回路を用いて実行されることを特徴とする請求項１記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
3. 前記補正信号が高周波雑音としての性格を持つことを特徴とする請求項１記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
4. 前記ＦＥＤ装置は、さらに、前記陽極と前記エミッタの間に配設されたスペーサ壁を備え、かつ、前記表示の明るさの不一様性が、前記スペーサ壁の近くに位置する列に関係があることを特徴とする請求項１記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
5. 列および行から成るエミッタと、陽極とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置において、
   ａ）与えられた列に対する補正値を得るためにメモリ常駐の補正テーブルにアクセスするステップであって、前記補正テーブルは前記列のそれぞれに対応する補正値を有し、前記補正値は前記列の明るさの不一様性を補正すべく一列ごとに明るさを調整するために使用されることを特徴とするステップと、
   ｂ）補正された列のオンタイムパルスを発生させるために、該列のオンタイムパルスに対して前記与えられた列の補正値を適用するステップと、
   ｃ）前記補正された列のオンタイムパルスを用いて前記与えられた列を駆動するステップと、
   ｄ）前記各列に対して前記ステップａ）からステップｃ）の処理を繰り返すことによって一つのフレームを表示するステップと、
   を備えたことを特徴とするＦＥＤ装置の駆動方法。
6. 前記列のオンタイムパルスが電圧信号であり、前記ステップｂ）は、前記補正値に従って前記列のオンタイムパルスの振幅に適用されるトップハットパルスのパルス幅を変化させるステップを有することを特徴とする請求項５記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
7. 前記列のオンタイムパルスが電圧信号であり、前記ステップｂ）は、前記補正値に従って前記列のオンタイムパルスのトータルのパルス幅を変化させるステップを有することを特徴とする請求項５記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
8. 前記列のオンタイムパルスが電圧信号であり、前記ステップｂ）は、前記補正値に従って前記列のオンタイムパルスのトータルの高さを変化させるステップを有することを特徴とする請求項５記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
9. 前記メモリ常駐の補正テーブルは、局部的な列ごとの明るさ補正に用いられるハイパスフィルタがかけられた補正テーブルを格納していることを特徴とする請求項５記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
10. 前記ＦＥＤ装置は、さらに、前記陽極と前記エミッタの間に配設されたスペーサ壁を備え、かつ、前記明るさの不一様性が、前記スペーサ壁の近くに位置する列に関係があることを特徴とする請求項５記載のＦＥＤ装置の駆動方法。
11. 列および行から成るエミッタと、陽極と、
    前記陽極と前記エミッタの間に配設されたスペーサ壁と、
    前記スペーサ壁の近くの列の明るさのばらつきを補償するための列ごとの明るさ補正の各補正値を供給するメモリ常駐の補正テーブルと、
    前記メモリ常駐の補正テーブルと結合され、補正された列のオンタイムパルスを発生させるために前記補正テーブルから列のオンタイムパルスに対して補正値を適用する補正回路と、
    前記補正回路と結合され、前記補正された列のオンタイムパルスによって前記列を駆動するための駆動回路素子と、
    を備えたことを特徴とする電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置。
12. 列および行から成るエミッタと、陽極とを備えた電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の明るさのばらつきを補償する方法であって、以下のａ）及びｂ）のステップを備えたことを特徴とする電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつきの補償方法。
    ａ）各列の明るさを計測し、各列に対する補正値として格納することにより前記ＦＥＤのデータプロファイルを生成するステップ、
    ｂ）前記データプロファイルに基づいて、前記データプロファイルに示された明るさのばらつきを補償するために列の物理的特徴を変化させる陰極のバーンイン処理を実行するステップ。
13. 前記ステップｂ）が、前記データプロファイルに示された明るさのばらつきを補償するための、前記データプロファイルの中のそれぞれのデータポイントに基づくバーンインの間の個々の列の駆動時間の総計を変化させるステップを有することを特徴とする請求項１２記載の電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつき補償方法。
14. 前記ステップｂ）が、明るさのばらつきが補償される列のエミッタの仕事関数及び形状を変化させるステップを有することを特徴とする請求項１２記載の電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつき補償方法。
15. 前記ステップｂ）が、明るさの補正が必要な列と一致する表示特性を有するバーンインパターンを表示するステップを有することを特徴とする請求項１２記載の電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつき補償方法。
16. 前記ステップｂ）がさらに、明るさを下げる必要のある列に対する酸素雰囲気下におけるバーンインパターンを表示するステップを有することを特徴とする請求項１４記載の電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつき補償方法。
17. 前記ステップｂ）が、明るさを増す必要のある列に対するメタン雰囲気下におけるバーンインパターンを表示するステップを有することを特徴とする請求項１２記載の電界放射ディスプレイ装置の明るさのばらつき補償方法。
    

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